IP-verkkojen käyttö yleisradioyhtiön reaaliaikaisessa ohjelmansiirrossa

Laajakaistaisten IP-verkkojen yleistyminen ja niiden suorituskyvyn sekä laadun parantuminen ovat johtaneet yleisradioyhtiöiden kiinnostukseen korvata perinteisiä ohjelmansiirrossa käytettäviä siirtoteitä IP-pohjaisilla ratkaisuilla. Perinteisiä menetelmiä yleisradioyhtiön sisäisessä reaaliaikaisen materiaalin keräilyssä, eli kontribuutiossa, ovat audion siirrossa mm. ISDN-yhteydet sekä analogiset radiolinkit. Videon siirrossa käytetään usein satelliittilinkkejä, kuituyhteyksiä tai radiolinkkejä. IP-verkkoja käytettäessä on otettava huomioon useita siirron laatuun vaikuttavia tekijöitä. Näistä merkittävimmät ovat rajallinen bittikapasiteetti, siirtoviive, siirtoviiveen vaihtelu sekä pakettihävikki. Verkon laatutekijöiden lisäksi tärkeässä asemassa ovat audio. ja videokoodekkien ominaisuudet. Tässä työssä käydään läpi reaaliaikaisessa IP-siirrossa käytettäviä menetelmiä sekä määritellään keskeisiä siirron onnistumiseen vaikuttavia parametreja. Lisäksi tutustutaan yleisemmin yleisradiotoiminnassa käytettyihin audio- ja videosiirron standardeihin ja esitetään MPEG-videokoodauksen periaate. Audio-osuudessa kiinnitetään erityisesti huomiota käyttäjän kokemaan kokonaisviiveeseen ja selvitetään, kuinka kokonaisviiveen määrään voidaan vaikuttaa. Työssä tutkitaan myös virheenkorjauksen toimintaa sekä esitellään langattomaan ohjelmansiirtoon soveltuvia FLASH- ,OFDM- ja WiMAX- verkkoteknologioita. Työssä tutkittiin erään audiokoodekin aiheuttamia viiveitä Audio Precision -mittalaitteella. Kyseisen koodekin vastaanottopuskuroinnin toimintaa tutkittiin emuloimalla siirtoviiveen vaihtelua NetEm -verkkoemulaattorilla. Lisäksi tutkittiin Pro-MPEG CoP#3 -määrityksen mukaisen pariteetti-FEC -algoritmiin perustuvan virheenkorjauksen suorituskykyä MPEG-2 -videokoodekkien ja verkkoemulaattorin avulla. WiMAX -verkolle tehtiin käyttäjän näkökulmasta suoritettuja verkon suorituskyvyn mittauksia. Audiosiirron kokonaisviiveen määrään käyttäjä pystyy vaikuttamaan koodausalgoritmin, pakettikoon ja puskurin koon valinnalla. Videosiirrossa pakettihävikin aiheuttaman kuvanlaadun heikkenemistä vastaan tarvitaan virheenkorjausta. Työssä havaittiin kaksiulotteisen virheenkorjauksen tuovan merkittävän parannuksen korjaustehokkuuteen yksiulotteiseen verrattuna. Tehtyjen verkkomittausten perusteella WiMAX -teknologia tarjoaa sekä audiolle että videolle riittävän suorituskyvyn kontribuutiotasoiseen ohjelmansiirtoon