As empresas de TV a cabo estão enfrentando um obstáculo. Ou melhor, seus fios são.
A demanda dos consumidores por largura de banda está crescendo de forma explosiva. Estamos agora a aproximar-nos dos limites físicos da nossa infraestrutura de rede e, em algumas áreas, já os ultrapassamos. Os provedores de televisão a cabo atuais oferecem mais do que apenas programação televisiva. Eles oferecem vídeo digital, canais de áudio, streaming de alta definição (HD), vídeo sob demanda (VOD), Internet por modem a cabo de alta velocidade e serviços de telefonia digital.
Os cabos coaxiais e de fibra óptica possuem alta capacidade. No entanto, a capacidade não é ilimitada. Se muitos clientes acessarem os dados ao mesmo tempo, o sistema poderá ficar obstruído. A qualidade do serviço deteriorou-se. Picos de atraso. A roda do amortecedor gira.
Para resolver esse problema sem ter que procurar por novas fibras em todos os lugares, as empresas estão adotando uma solução específica: vídeo digital comutado. Este é um termo técnico para um conceito simples. “Pare de enviar tudo para todo mundo o tempo todo.”
À maneira antiga: transmitindo tudo para todos
Para entender por que isso é importante, você precisa entender como funcionam os sistemas com fio tradicionais. É uma criatura ineficaz.
Numa configuração tradicional, o terminal de cabo transmite cada canal como um fluxo contínuo e não comprimido através da rede. Envie um sinal para cada bairro, cada rua, cada edifício. Sempre. Mesmo que você não assista nada. Mesmo se você estiver dormindo.
Set-top box (STB) funciona como filtro. varre esse fluxo massivo e constante para encontrar a frequência do canal selecionado. Ele separa o sinal e o envia para a TV.
Essa abordagem funciona bem se você tiver largura de banda suficiente. Não funcionará muito bem se todos estiverem assistindo esportes em 4K, transmitindo Netflix ou baixando arquivos grandes às 20h.
O problema é a sobrecarga. Como a rede transmite todos os canais 24 horas por dia, 7 dias por semana, há pouca largura de banda livre disponível para Internet e serviços interativos. O canal HD é o culpado. Consome muito mais dados do que a resolução padrão. A procura de conteúdos de alta definição está a crescer rapidamente à medida que os agregados familiares substituem os televisores mais antigos por televisores de alta definição. As empresas de cabo estão lutando para adicionar dezenas de canais de alta definição para competir com os provedores de satélite, obstruindo ainda mais o pipeline.
A solução de vídeo digital comutado
Vídeo digital comutado inverte o modelo. Não tratamos mais a largura de banda como um parque onde todos podem jogar lixo. Trata-a como uma estrada privada onde o tráfego é gerido.
A rede transmite continuamente apenas os canais mais populares, e não um grande fluxo contendo todos os canais possíveis. Pense nos 20 principais canais que 80% dos telespectadores da região provavelmente assistirão. Eles permanecem nas “estradas principais” da rede.
Quando você sintoniza um canal de nicho, como uma estação de artes local, uma rede de língua estrangeira ou um canal obscuro de documentários, o sistema responderá. Ele detecta a solicitação do seu decodificador. Em seguida, ele “comuta” o sinal de um canal específico para um segmento de rede específico em sua casa.
É uma infraestrutura sob demanda para TV linear.
Os provedores de serviços transmitem apenas canais que os clientes realmente desejam assistir.
Esta distinção é muito importante. As redes podem liberar muita largura de banda ao não transmitirem o 500º canal para a 500ª residência que não o assiste. A capacidade liberada não fica apenas ociosa. Pode ser reaproveitado.
Por que isso é importante para a velocidade da Internet
A largura de banda extra gerada pelo vídeo digital comutado é mais do que apenas um ganho tecnológico. É um facilitador de negócios. Segundo a IneoQuest, empresa que implementa estas soluções, os ganhos de eficiência permitem aos fornecedores de cabo:
- Expanda as ofertas HD: Adicione mais canais HD sem degradar o desempenho da sua rede existente.
- Personalize as escalações locais: Ofereça programação de nicho que atraia grupos demográficos específicos em diferentes regiões.
- Aumente o vídeo sob demanda: Crie ainda mais bibliotecas VOD para oferecer aos usuários uma lista mais detalhada para escolher.
- Ative a TV interativa: experimente formatos que exigem comunicação bidirecional.
- Publicidade direcionada: Exiba anúncios específicos para mercados específicos ou famílias individuais com base em hábitos de visualização.
- Aumente a velocidade da Internet: Este é o grande problema. Ao reduzir o congestionamento da rede, os clientes de modem a cabo podem baixar conteúdo a taxas significativamente mais altas
A lógica é simples. Menos perda de vídeo significa mais espaço para dados. À medida que a DH se torna a norma e não a excepção, esta eficiência torna-se uma necessidade.
Estamos observando mudanças na gestão da infraestrutura. A arquitetura da tecnologia Exchange Digital Video é baseada em dispositivos especiais no front-end e em campo para monitorar a demanda e trocar sinais de forma dinâmica. Isso é mais do que apenas software. Trata-se de repensar completamente a última milha.
As secções seguintes detalham o hardware envolvido, as potenciais armadilhas desta abordagem e quais os mercados que já fizeram a mudança. A tecnologia existe. A questão é se a indústria do cabo conseguirá reagir com rapidez suficiente antes que a escassez de espectro se transforme numa crise.
Não existe um plano geral para construir um sistema de vídeo digital comutado (SDV). Todas as redes parecem diferentes no papel. No entanto, cada cenário é dividido em quatro níveis diferentes devido às suas peculiaridades. Você tem o headend, um sistema de transporte, um sistema de acesso e uma rede de clientes. Se você fizer essas coisas corretamente, seu serviço de TV a cabo funcionará perfeitamente. Se errar, você acabará com uma bagunça lenta e frustrante.
Vejamos onde tudo começa.
Headend: onde nascem os sinais
O headend é a fonte. É aqui que o vídeo bruto e os feeds da Internet entram no ecossistema digital. Trata-se de um conjunto denso de hardware conectado diretamente à infraestrutura da operadora de cabo.
Primeiro, você precisa de codificadores MPEG. Ele pega um sinal analógico ou digital bruto e o compacta no formato MPEG. Sem isso, você está enviando muitos dados.
O próximo é a segurança. Um criptografador em massa criptografa o sinal. Isso garante que apenas o decodificador (STB) correto possa desembaralhá-lo. Sem criptografia significa que não existe modelo de negócios para TV paga.
Depois, há os servidores. Os servidores da Internet lidam com o tráfego de banda larga que os clientes podem navegar por meio de um modem a cabo. O servidor de aplicativos faz o trabalho pesado. Isso inclui o Gerenciador de Sessões e Recursos (SRM). O SRM determina a largura de banda que cada aplicativo recebe. É o guarda de trânsito. Um servidor separado monitora o status de todos os outros componentes. Os sistemas SDV são feras complexas. Requer uma máquina particularmente poderosa para manter a configuração estável.
Para alguns elementos, a comunicação é bidirecional. O feed de vídeo flui em uma direção para o sistema. No entanto, os servidores de aplicativos interagem com a rede. Eles precisam saber que tudo está funcionando perfeitamente.
O sistema de transporte: roteando o feed
Quando o headend codifica e criptografa o vídeo, ele envia o sinal para o sistema de transporte. O objetivo aqui é simples. Trata-se de mover o feed do headend para o sistema de acesso.
Esta camada depende de nós e roteadores. Os nós são pontos de intersecção e ramificação de conexões de cabos. Os roteadores direcionam o tráfego. Eles redistribuem o sinal para outros nós e roteadores. O caminho deve abranger toda a base de clientes. Se o sistema de transmissão falhar, o sinal morre antes mesmo de chegar aos olhos do cliente.
O Sistema de Acesso: A Central Digital
É aqui que acontece a verdadeira comutação digital. O componente principal aqui é o Servidor SDV.
O servidor SDV acompanha cada solicitação de mudança de canal. É um computador especializado que utiliza software especial para interpretar essas demandas. Quando você clica em um botão no controle remoto, o servidor SDV está escutando.
Não atua sozinho. Envia comandos para o Edge Resource Manager (ERM) e vários dispositivos Edge QAM. ERM gerencia recursos e QAM modula sinais para transmissão. Esta coordenação é o que torna o SDV eficiente. Em vez de enviar todos os canais o tempo todo, o sistema envia aqueles que estão sendo assistidos.
A rede do cliente e os princípios básicos do QAM
A última parte é a rede do cliente. Isso inclui um decodificador que recebe e descriptografa o sinal do sistema de acesso. Um modem a cabo também está incluído se o cliente assinar a Internet. Cada empresa utiliza interfaces diferentes entre as redes de seus clientes e seus sistemas de acesso. Padrões proprietários criam aprisionamento, mas também permitem otimização personalizada.
Para entender a eficiência, você precisa entender o QAM. Significa modulação de amplitude em quadratura. Esta é uma técnica de multiplexação por divisão de frequência. O QAM permite que as empresas de cabo transmitam sinais digitais com mais eficiência. Envie vários sinais na mesma linha usando modulação de fase de 90 graus. Mais sinais. Mesmo fio. Este é um triunfo da tecnologia.
Conteúdo de preparação de headend. O tráfego o move. Sistemas de acesso e comutação. A rede do cliente recebe. Cada camada depende de outras camadas. Se você quebrar um, toda a cadeia entrará em colapso.
A seguir, vejamos os prós e os contras dessa arquitetura. A complexidade compensa a economia de largura de banda? Esta é uma pergunta que todo provedor de serviços deve responder.
Por que a largura de banda é a melhor moeda
As empresas de TV a cabo estão atualmente tocando cadeiras musicais com largura de banda e a música está desacelerando. A introdução da HDTV, dos modems a cabo de alta velocidade e do vídeo sob demanda (VOD) criou demandas que poderiam paralisar todo o sistema. Switched Digital Video (SDV) fornece uma tábua de salvação. Não é uma solução milagrosa, mas é uma solução prática que permite aos provedores de serviços extrair mais recursos de sua infraestrutura atual sem ter que percorrer quilômetros de cabos coaxiais.
O mecanismo central é simples. A TV a cabo tradicional transmite todos os canais para sua casa ao mesmo tempo, quer você os assista ou não. O SDV mudará isso. Ele envia apenas os canais que os espectadores realmente solicitaram. Essa transmissão seletiva libera muita largura de banda. Para as operadoras de cabo, esta é uma forma de lidar com a falta de largura de banda. Para os consumidores, isso significa que o sistema não travará quando todos por perto estiverem assistindo a um filme em 4K ao mesmo tempo.
Mais canais, internet mais rápida e compromissos
O espaço adicional criado pelo SDV pode ser utilizado de duas maneiras principais. Primeiro, os provedores de serviços podem adicionar canais. Este é um ataque direto aos provedores de TV via satélite. As empresas de cabo podem reter potenciais assinantes oferecendo fontes de alta qualidade e programação hiperlocal.
Outra, e talvez mais diretamente relacionada com a vida tecnológica quotidiana, é a velocidade da Internet. A Internet a cabo funciona dividindo a largura de banda em partes downstream e upstream. Os dados downstream (os dados que você baixa) usam um canal de 6 megahertz (MHz). Os dados upstream (o que você carrega) são compactados em um canal menor de 2 MHz. Quando uma rede fica congestionada, os provedores de serviços geralmente criam novos canais downstream para lidar com a carga. SDV libera capacidade bruta e oferece mais espaço para expandir esses canais downstream durante horários de pico. Você obtém downloads mais rápidos porque os tubos são mais largos.
Os sistemas SDV oferecem opções que são mais importantes para os resultados financeiros das empresas de cabo do que para a experiência de visualização dos consumidores.
Perspectiva de dados
Aqui a vantagem passa da tecnologia para os negócios. SDV fornece às empresas de cabo informações detalhadas sobre seus hábitos de visualização. Embora afirmem proteger a privacidade pessoal, ainda podem ver quais canais são tendências em uma determinada área. Esta informação é valiosa para publicidade direcionada. Imagine um sistema que saiba não apenas que você mora em Chicago, mas também que você assiste esportes locais todos os domingos, e pode direcionar anúncios para famílias específicas com base nesse comportamento. Embora possa ser irritante para os usuários, pode ser uma moeda de troca poderosa para as equipes de vendas.
Este excedente de largura de banda também abre caminho para serviços interactivos. Imagine isto: você assina uma luta de boxe pay-per-view. Isso reduz a carga no sistema, para que as solicitações possam ser processadas imediatamente e os menus possam ser enviados para a tela. Você pede uma pizza de um parceiro local, vê os recheios e assiste ao jogo. A pizza chegou 30 minutos depois. Parece ficção científica, mas é apenas um roteamento eficiente de informações.
Um imposto complexo
Há um problema. SDV não é um pipeline simples. É um ecossistema complexo de servidores, software e hardware. Quanto mais componentes envolvidos, mais lugares as coisas podem quebrar.
Se o seu decodificador (STB) estiver com defeito, este é um problema local. Se um servidor SDV ou módulo roteador switch (SRM) falhar, milhares de clientes ficarão sem serviço. A solução de problemas é um pesadelo porque os problemas podem vir de qualquer lugar da arquitetura. Além disso, as empresas de cabo raramente constroem esses sistemas do zero. Integre produtos de vários fornecedores. Problemas de compatibilidade entre dispositivos de fabricantes diferentes podem enfraquecer a confiabilidade do serviço. É uma frágil torre de areia construída para suportar um telhado pesado.
Upstream e downstream: assimétrico
Por que os canais downstream têm três vezes a capacidade dos canais upstream? A resposta está no comportamento dos usuários. A maioria das pessoas baixa significativamente mais dados do que carrega. Transmitimos vídeos, baixamos arquivos e baixamos páginas da web. Enviamos e-mails e carregamos fotos, mas o valor é pequeno. As empresas de cabo economizam largura de banda limitando o tamanho do canal de transmissão a 2 MHz. Este é um uso eficiente de recursos que corresponde ao uso real da Internet.
Onde isso aconteceu?
O próximo passo é investigar quais mercados adotarão esses sistemas. A adoção não é uniforme. Isto depende da procura regional, da idade da infra-estrutura existente e da vontade dos fornecedores de investir em arquitecturas SDV complexas. Embora algumas regiões estejam na vanguarda, outras aderem aos modelos tradicionais de radiodifusão por precaução ou custo.
Introdução: Quem testa onde?
O ecossistema de hardware por trás do Vídeo Digital Comutado (SDV) é dividido entre os grandes players que constroem tudo e os especialistas que se concentram em componentes especializados, como criptografadores e roteadores. Empresas como a Scientific Atlanta e a Motorola dominam este espaço, mas a diversidade de operadoras de cabo permite-lhes misturar e combinar sistemas que se adaptam à sua infra-estrutura. Esta modularidade é importante devido à complexidade do SDV. Não é tão simples quanto conectá-lo a uma nova caixa. Esta é uma mudança fundamental na forma como os dados de vídeo são transmitidos do headend para a sala de estar.
Como esta tecnologia é relativamente nova, a sua adoção tem sido cautelosa. Quando um sistema SDV falha, diagnosticar o problema em uma rede híbrida de fibra coaxial é mais difícil do que consertar um fio quebrado. Gigantes da TV a cabo como Comcast, Time Warner, Cox e Cablevision não implementaram isso em todo o país. Eles começam pequenos. Programas piloto lançados em mercados selecionados para testar o terreno.
A Cablevision conquistou a área metropolitana de Nova York. A Time Warner conduziu testes em Austin, Texas e Columbia, Carolina do Sul. A Comcast está sendo lançada em Denver, Colorado e em partes de Nova Jersey. Estas não são áreas de teste vazias. Eles têm milhões de assinantes. No entanto, esta é apenas uma pequena parte da base total de clientes do cabo. os programas-piloto têm-se mantido estáveis. Sem grandes interrupções. Não houve confusão geral. Supondo que estes testes iniciais sejam bem sucedidos, alguns prestadores de serviços planeiam expandir a sua implementação de SDV a partir de 2008.
Experiência do cliente: atualização silenciosa ou troca forçada?
Para o assinante médio, esta mudança pode não ser visível à primeira vista. Algumas arquiteturas SDV são compatíveis com versões anteriores. Eles funcionam com decodificadores (STBs) existentes. Nesses casos, você não saberá que algo mudou até notar algo diferente. A velocidade da sua internet pode ter melhorado. Quem sabe, de repente você poderá acessar mais canais que foram previamente excluídos da seleção de 135 canais.
Outros sistemas requerem novo hardware. Se o seu provedor de serviços atualizar sua rede, mas não oferecer suporte ao seu decodificador antigo, você deverá alterá-lo. Isso cria atrito. Isso significa visitas de manutenção, visitas técnicas e o trabalho de substituir dispositivos que ainda funcionam.
siga os links na próxima página para saber mais sobre vídeo digital comutado e tópicos relacionados.
Complicações do TiVo
Existe um grande obstáculo à introdução do SDV. compatibilidade com gravadores de vídeo digital (Como funcionam os DVRs), especialmente TiVo. O sistema TiVo foi projetado antes do advento do SDV. Eles não são construídos para lidar com a natureza dinâmica.
Os modelos Série 3 e TiVo HD não podem se comunicar upstream com a rede SDV para solicitar fluxos de canais específicos. Isso cria um buraco negro para os usuários. Se você estiver tentando assistir a um canal comutado (que nem sempre é transmitido por toda a rede), o TiVo não conseguirá recebê-lo. Você acaba olhando para uma tela em branco ou uma imagem congelada. Os únicos canais que você pode assistir são os canais “obrigatórios” ou mais populares que sua empresa de TV a cabo transmite, independentemente do switcher.
Este não foi um obstáculo permanente. Em novembro de 2007, a Associação Nacional de Cabos e Telecomunicações (NCTA) relatou uma solução alternativa. A TiVo e as empresas de cabo criaram uma solução: um adaptador externo. O dispositivo está conectado ao CableCard dentro do TiVo DVR. Lida com comunicações upstream que não podem ser tratadas apenas pelo hardware TiVo. Este adaptador está programado para lançamento em 2008.
Por que isso é importante para você
SDV é mais do que apenas uma nota de rodapé técnica. Esta é a resposta para a escassez de largura de banda. As redes a cabo estão repletas de canais de alta definição e internet de alta velocidade, e estamos ficando sem espaço. O vídeo alternado transmite apenas o canal que você está assistindo, liberando espaço. Esta é uma jogada de eficiência. No entanto, a eficiência muitas vezes ocorre às custas da compatibilidade.
A implementação faseada mostra que as empresas de cabo ainda estão a descobrir a infra-estrutura de suporte. Eles têm que contratar consultores. Eles precisarão treinar a equipe em novas questões técnicas. O modelo de suporte ao cliente está mudando. Se o canal for perdido, não será mais uma antena danificada. Este é um erro de lógica de rede.
Até agora, as mudanças foram sutis. Você pode obter mais canais. A velocidade da sua internet pode ser mais rápida. No entanto, novos equipamentos podem ser necessários. Se você é um usuário TiVo, provavelmente está esperando por um adaptador que será lançado em breve. A tecnologia funciona. A questão é se a sua implementação irá decorrer de forma suave ou confusa.
Recursos relacionados
Para entender mais sobre a infraestrutura que torna isso possível, aprenda os fundamentos da transmissão por cabo. Compreender como funciona o QAM (modulação de amplitude em quadratura) explica como os sinais digitais são compactados nas linhas coaxiais existentes. Esta tecnologia permite que DSL e HDTV coexistam com vídeo.
Para obter mais informações sobre como esses sistemas interagem, consulte nossos guias Como funciona a televisão a cabo, Como funcionam os DVRs e Como funciona o TiVo. Você também pode acompanhar os desenvolvimentos do setor por meio de fontes como Light Reading’s Cable Digital News e **provedores de hardware Cable 360, como Scientific Atlanta e IneoQuest, fornecem documentação técnica que explica o lado de engenharia do switch.
