Сравнение протоколов UDP, HTTP и HLS

При передаче цифрового телевидения используются различные протоколы для трансляции медиаконтента, в частности, User Datagram Protocol (UDP), Hypertext Transfer Protocol (HTTP) и HTTP Live Streaming (HLS). Каждый из этих протоколов обладает своими отличительными характеристиками, которые влияют на их эффективность, надежность и совместимость с различными устройствами и сетями. Ниже мы рассмотрим их основные функции, преимущества и недостатки, чтобы получить четкое представление об их использовании в цифровом телевидении.

UDP Multicast

UDP Multicast

Многоадресная рассылка по протоколу User Datagram Protocol (UDP) работает по принципу "один ко многим". Это означает, что он может доставлять пакеты от одного источника нескольким абонентам одновременно. Как правило, многоадресная рассылка UDP находит свое основное применение в локальных сетях, что обусловлено ее широковещательными возможностями и сетевыми ограничениями.

UDP multicast функционирует в диапазоне IP-адресов от 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Однако диапазон от 224.0.0.0 до 224.255.255.255, как правило, избегается из-за высокой концентрации специализированных адресов. Эти адреса зарезервированы для сетевых протоколов, и их использование может привести к конфликтам.

Поведение UDP multicast можно сравнить с катапультой, запускающей груз. После запуска полезной нагрузки отправитель не контролирует и не отслеживает ее путь. Оператор не заботится о состоянии пакета после запуска, что отражает отсутствие в UDP гарантий доставки и проверок надежности.

Контроль доступа может быть организован двумя способами:

  • шифрование потоков для безопасной передачи данных
  • управление портами на коммутационном оборудовании

UDP Unicast

Одноадресная рассылка UDP служит методом передачи "один к одному". Обычно он используется для передачи потоков между различными серверами в головной станции. В качестве примера можно привести передачу потоков от приемника к транскодеру, а затем от транскодера к мультиплексору.

HTTP MPEG-TS

Протокол HTTP MPEG-TS основан на протоколе HTTP и работает подобно загрузке бесконечного файла, непрерывно отправляя данные на приемник в виде постоянного потока. Такой подход обеспечивает хорошую совместимость со старыми приставками, которые были разработаны с учетом этого протокола.

Однако этот протокол более восприимчив к нестабильным соединениям и чувствителен к задержкам. Любой сбой или задержка могут привести к проблемам с воспроизведением, подобно тому, как конвейер, доставляющий товары, останавливается при любой задержке.

Что касается управления доступом, то для авторизации HTTP MPEG-TS может использовать стандартные методы HTTP, что исключает необходимость шифрования, хотя при необходимости для обеспечения дополнительной безопасности возможно шифрование через Transport Layer Security (TLS).

HLS

Диаграмма HLS

HTTP Live Streaming (HLS) - это протокол для потоковой передачи медиаконтента через Интернет. Он предназначен для одновременной передачи больших объемов данных, подобно доставке грузовых контейнеров. Пока один кусок (контейнер) выгружается и обрабатывается клиентом, следующий кусок уже готовится и отправляется. Это позволяет эффективно обрабатывать данные и обеспечивает более плавное и непрерывное воспроизведение даже в условиях нестабильной работы сети.

HLS обладает рядом преимуществ, в том числе мультибитрейтной передачей, которая позволяет протоколу адаптировать качество видео к сетевым условиям зрителя в режиме реального времени. Кроме того, протокол поддерживает доставку фрагментов через сеть доставки контента (CDN), что обеспечивает эффективное распределение данных и улучшенную масштабируемость, особенно полезную при работе с большим количеством одновременных зрителей.

Контроль доступа обеспечивается с помощью методов HTTP, таких как HTTP MPEG-TS