Televisione Digitale

1TV interattiva: tecnologie e modelli applicativi

La TV digitale interattiva ed i modelli di servizio

Dr. David Magini


Indice generale degli argomenti

• Tecnologie

– La Tv analogica e la tv digitale a confronto

– Modelli di servizio e di business

– Caratteristiche tecnologiche

– Cenni storici sull'evoluzione

– La transizione dall'analogico al digitale

• Campi applicativi e modelli di servizio

– Servizi di "content distribution"

– Servizi interattivi (bancari, Pubblica Amministrazione)


Scenario tecnologico e macroeconomico: indice analitico

• Tecnologie

– La Tv analogica e la tv digitale a confronto• Definizioni di "analogico" e "digitale"

• Differenze di ordine tecnologico

• Differenze nella fruizione dei contenuti

• Il concetto di interattività locale e a distanza

– Modelli di servizio e di business• La TV generalista (etere e cavo)

• La TV satellitare multi-generalista e tematica

• La IP-TV : modello multicast e unicast (on demand)

– Caratteristiche tecnologiche• La Tv digitale terrestre

• La Tv satellitare

• La IP-TV

– La transizione dall'analogico al digitale• Vincoli comunitari

• La via italiana

• Lo sviluppo della TV-on demand: IP-TV e reti di accesso


Campi applicativi e modelli di servizio: indice analitico

• Campi applicativi e modelli di servizio– Servizi di "content distribution"

• Distribuzione one-to-any (broadcast)• Distribuzione one-to-many (multicast)• Distribuzione one-to-one (unicast)• Meccanismi di accesso condizionale• Meccanismi di autenticazione

– Servizi interattivi (bancari, Pubblica Amministrazione)• Un esempio di un modello applicativo completo


Scenario tecnologico e macroeconomicoLa Tv analogica e la tv digitale a confronto

Definizioni di "analogico" e "digitale"• La TV tradizionale analogica veicola le informazioni attraverso una modulazione "continua" di un segnale ad

alta frequenza, secondo formati internazionalmente convenuti (PAL, SECAM, NTSC).

• Le informazioni audio e video non sono rappresentate quindi in maniera numerica (come ad esempio, in un

DVD), ma in forma di segnale modulato in continuità (come nel caso di un disco di vinile, una radio AM/FM,

etc.)

• La TV digitale è basata sulla "codifica" in formato numerico delle informazioni audio e video, che produce uno

stream di "bit", fra loro congruenti, impacchettati e compressi secondo un formato standardizzato a livello

internazionale (tipicamente Mpeg2, per la definizione normale - SD- e Mpeg4 per l'alta definizione - HD).

Differenze di ordine tecnologico• La banda necessaria per trasmettere un segnale analogico di buona qualità è elevata: in uno spazio

determinato di frequenze il numero di "canali" che possono essere contemporaneamente "in onda" è basso

• A parità di "banda" disponibile e di qualità percepita dall'utente, la TV digitale può trasmettere anche 5/6 canali

al posto di un canale tradizionale analogico

• La qualità percepita dall'utente, nel caso di una trasmissione digitale, è molto elevata e costante, essendo

esente da effetti "neve", echi e riflessi

• Il canale di trasporto del contenuto digitale audio e video contiene anche molte altre informazioni, sempre

numeriche, di norma non visibili sugli apparati, ma che forniscono servizi (EPG, Teletext, Applicazioni

interattive)


Scenario tecnologico e macroeconomicoLa Tv analogica e la tv digitale a confronto

Differenze nella fruizione dei contenuti• Le emissioni analogiche sono di norma inviate "in chiaro" e visibili su qualunque apparecchio

• Le informazioni contenute nel canale digitale possono essere "in chiaro" (o "free-to air"), ma anche crittografate, per limitare la fruizione a certe classi di utenti che hanno acquistato dei diritti permanenti o temporanei (pay-per-view), tramite sistemi di codifica e decodifica (accesso condizionato)

• Lo stesso vale per i contenuti non audio/video, presenti nello stream numerico di emissione, che quindi possono essere trattati come quantità "numeriche" e di conseguenza cifrati e decifrati

Il concetto di interattività locale e a distanza• La televisione analogica in effetti porta con se anche una limitata banda "digitale", come il Teletext (in Italia

Televideo). L'interattività con le informazioni contenute nel canale Teletext avviene mediante il telecomando, con poche e banali funzioni.

• La TV digitale, di qualunque natura (SAT, DTT, IP-TV) consente due tipi di interattività:– Interattività locale:

• Le applicazioni trasportate insieme con il canale audio/video possono essere dati e applicazioni, anche sofisticate, che "girano" sul decoder digitale, apparato indispensabile per la decodifica e fruizione del contenuto digitale.

• Il telecomando permette quindi di interagire con il decoder, a livello locale, per effettuare scelte, selezionare notizie, addirittura giocare con giochi interattivi di una certa complessità.

– Interattività a distanza• La maggior parte dei decoder SAT e DTT venduti in Italia sono dotati del cosiddetto "canale di ritorno", che consiste nella possibilità

di interconnessione alla rete telefonica di base PSTN (o a reti dati più evolute), per interagire a distanza con sistemi di servizio .

• Resta il limite del telecomando, come dispositivo di input, anche se esistono dispositivi dotati di tastiera ad infrarossi, che permettono una maggiore interattività, anche se il loro successo commerciale è stato decisamente scarso.

• L'interattività a distanza consente di progettare servizi ad alto impatto sull'utenza, fino a servizi di riconoscimento forte dell'utente, di fruizione di contenuti personali e riservati, fino al pagamento on-line di beni o servizi.


Scenario tecnologico e macroeconomicoModelli di servizio e di business

La TV generalista (etere e cavo)• La TV terrestre (sia analogica che DTT) è fortemente generalista

• Si rivolge ad un pubblico indifferenziato e non segmentato sulla base di interessi, età etc.

• Unica forma di segmentazione basata sugli orari e sulle strategie di gruppo: programmazione e

controprogrammazione

• I ricavi derivano da pubblicità

• La versione della TV digitale terrestre, per l'aumento dei canali disponibili a parità di banda, consente una

maggiore segmentazione per aree di interesse della clientela ed un orientamento più mirato dell'inserzione

pubblicitaria, ma il modello principale di business rimane lo stesso

• L'ingresso sul mercato di canali pay-per-view (Mediaset, La7) produce un'estensione della catena del valore

verso la clientela finale, ma con risultati economici del tutto marginali rispetto al ricavo pubblicitario.

La TV satellitare multi-generalista e tematica• La TV satellitare, con il suo elevatissimo numero di canali disponibili, ha cambiato in maniera il modello di

business:

• La maggior parte delle revenues derivano da abbonamenti al servizio, e, in misura molto minore, dalla pay-per-

view

• Le revenues pubblicitarie, pur restando marginali, per l'altissima segmentazione dell'utenza consentono un

prezzo/contatto superiore


Scenario tecnologico e macroeconomicoModelli di servizio e di business

La IP-TV : modello multicast e unicast (on demand)• La IP-TV è ancora agli albori, per vincoli tecnologici e di mercato.

• I modelli di servizio si possono raggruppare in due aree:

– Multicast: ad ore determinate dal service/provider vengono resi disponibili contenuti contemporaneamente a molti utenti

contemporanei. E' un modello dove i "canali" possono essere virtualmente infiniti, con occupazione di risorse di rete (banda)

relativamente limitate.

– Unicast, ovvero On-Demand: l'utente sceglie tra un ricco palinsesto di contenuti e decide quando iniziare la fruizione del

contenuto selezionato. Questa modalità richiede una quantità di banda quasi di un ordine di grandezza superiore a quella

commercialmente disponibile ad oggi. Altri vincoli importanti, per avere una qualità del servizio percepita paragonabile alla TV

analogica o digitale, sono la qualità della rete in termini di perdita di pacchetti e di tempi di attraversamento.

• E' stata promossa essenzialmente dai provider di servizi di rete (Es. Fastweb, Telecom Italia) per mitigare,

tramite un'offerta di contenuti, il problema delle revenues per utente (ARPU) calanti sia nel campo voce che

nel campo dati.

• Non esiste una proposizione di mercato di "editori" indipendenti, che offrano, attraverso reti aperte, i propri

contenuti direttamente agli utenti, anche se questo modello di business potrebbe sembrare più "democratico"

e favorevole all'entrata di numerosi competitori sul mercato.

• La condizione di "cartello" determinata dagli operatori maggiori di telecomunicazione, creerà notevoli ostacoli

alla nascita di un modello di OPEN-IP-TV.

• Le Associazioni dei consumatori si stanno muovendo pesantemente per sostenere la standardizzazione degli

apparati di decodifica e l'adozione di schemi di servizio del tipo OPEN-TV


Scenario tecnologico e macroeconomicoCaratteristiche tecnologiche

La Tv digitale terrestre

• La Tv digitale terrestre ha raggiunto la sua maturità tecnologica ed è realmente disponibile, per quanto riguarda le principali emittenti generaliste, su quasi tutto il territorio, anche se con qualche lacuna importante, particolarmente in RAI, destinata ad essere comunque colmata in breve

• Oltre cinque milioni di famiglie posseggono un decoder digitale di fascia alta, dotato cioè di lettore di smart-card e di modem per il collegamento telefonico del canale di ritorno.

• Anche nel panorama delle TV locali si stanno diffondendo le emissioni digitali.• La TV digitale terrestre consente il frazionamento della banda associata ad una "frequenza" assegnata in

concessione (MUX) in più canali con banda assegnata diversa, a piacere del broadcaster, in funzione della qualità desiderata per il singolo contenuto.

• Il "Transport Stream", cioè l'involucro digitale che trasporta "on-air" i contenuti audio-video, trasporta anche altri contenuti digitali (applicazioni, guida EPG, dati crittografati).

• Il lettore di smart-card incorporato nella stragrande maggioranza dei decoder, consente di leggere, oltre alle carte della pay-per-view, le carte a microchip più diverse, a partire da quelle pubbliche (CIE-CNS) fino alle carte bancarie a microchip (bancomat/EMV)

• La piattaforma su cui girano le applicazioni, "embedded" nel decoder, rispetta uno standard "aperto", l'MHP (Multimedia Home Platform), che consente a produttori indipendenti di costruire applicazioni da eseguire sul decoder.

• La distribuzione delle applicazioni avviene sotto il controllo del broadcaster, presentando rischi di sicurezza (virus, hacking, hijacking) sostanzialmente nulli.

• Il canale di ritorno è realizzato di norma tramite collegamento telefonico alla normale presa telefonica domestica, ma sono in crescita i modelli di decoder che contengono un'interfaccia Wi-FI, adatta per utilizzare un'eventuale rete ADSL domestica come canale di comunicazione con i fornitori di servizi (non coincidenti affatto con il broadcaster).


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Scenario tecnologico e macroeconomicoCaratteristiche tecnologiche - Schema di servizio Digitale Terrestre



La Tv satellitare• Dal punto di vista tecnologico la TV satellitare, nella sua versione digitale, che è quella conosciuta da tutti

(SKY), non presenta sostanziali differenze rispetto a quella digitale terrestre, se non nel mezzo e nelle frequenze di trasporto del segnale via etere.

• Le differenze sostanziali derivano quasi completamente dal fatto che il fornitore di Sat/TV monopolista, SKY, gestisce tutta la catena del valore e del delivery, compresi gli apparati di utente, creando un mondo totalmente chiuso ed "impermeabile" ad altri competitori/editori/fornitori di servizi.

• Il decoder "proprietario" di SKY, pur possedendo tutti i requisiti hardware per ospitare applicazioni e servizi (e di fatto li offre, ma solo all'interno della propria programmazione), non è dotato di una piattaforma software "open", come l'MHP, per cui il dominio delle capacità "informatiche" e "telematiche" del decoder è sotto il totale controllo di SKY.

• Questo modello di business, ed il derivato modello tecnologico e di servizio, impediscono ad oggi la progettazione di servizi interattivi attraverso la televisione satellitare, proprio per il controllo del dispositivo terminale, il decoder, da parte di SKY.

• E' d'altronde chiaro che, in presenza di decoder multistandard (SAT, DTT, IP-TV), come auspicato dalle Associazioni di Consumatori, l'ambiente satellitare sarebbe l'ideale per sviluppare piattaforme interattive ad altissime prestazioni e a basso costo di banda, proprio per l'ampia disponibilità di canali satellitari, su diverse "costellazioni" Eutelsat, Astra, etc.).

• Il decoder multistandard (o anche solo SAT) dovrebbe avere le stesse caratteristiche del normale decoder per Digitale Terrestre. Il costo sarebbe pressochè identico. Il problema è solo di natura commerciale, avendo SKY occupato di fatto quasi la totalità del mercato.

• In ambito di "communities" ben definite (aziende multilocate, enti con numerosi punti di fruizione sul territorio, strutture multilocate di formazione, etc.) è comunque pensabile l'utilizzo della tecnologia di trasporto satellitare, a patto di dotare tutti i punti di fruizione di un decoder "open".



La IP-TV• Dal punto di vista tecnologico la IP-TV rappresenta la vera innovazione, che induce anche cambiamenti

radicali nei modelli di business.

• I tipi di codifica attualmente utilizzati sono l’MPEG-2, tradizionalmente utilizzato anche per la distribuzione su rete satellitare, l’MPEG-4/H.264 e il WM9/Vc-1, formati più recenti che permettono di aumentare sensibilmente l’efficienza di codifica sia dei contenuti ad alta definizione che di quelli a definizione standard.

• In generale, l’MPEG-4 ed il WM9 permettono un incremento di efficienza di circa il 50% rispetto all’MPEG-2 .

• La qualità percepita dipende in maniera determinante dall'ampiezza di banda e dalle caratteristiche di qualità intrinseca della rete di distribuzione dei contenuti.

• Gli operatori di telecomunicazioni tendono ad offrire anche contenuti di editori terzi convenzionati, attraverso decoder in tecnologia "proprietaria", gestiti come parte integrante della fornitura e del contratto di servizio.

• La reale interoperabilità dei decoder IP-TV è difficilmente praticabile, proprio per le barriere poste dagli operatori.

• E' comunque prevedibile una forte pressione delle Associazioni di Consumatori per l'"apertura" delle reti di trasporto e la diffusione di decoder in formato "open", che potrebbero creare le premesse per una reale liberalizzazione del mercato, rimettendo "le coso al loro posto": gli editori dovrebbero vendere i contenuti, con un rapporto "end-to-end" con i clienti/utenti, mentre gli operatori di rete dovrebbero limitarsi a fare (bene) il loro mestiere naturale di "carrier".

• Esistono già alcune implementazioni "open" di decoder, che presto potrebbero trovare uno sbocco di mercato.

• La "neutralità delle reti" rispetto ai contenuti potrà essere la chiave di volta per l'interoperabilità dei servizi



Web Tv

• La Televisione via Internet è invece una struttura aperta ed in evoluzione in cui un gran numero di piccoli e medi produttori video forniscono contenuti altamente innovativi e di nicchia, rispetto ai tradizionali canali di distribuzione. È una televisione piuttosto diversa in termini di modelli per il consumatore, per il produttore e per l’infrastruttura stessa. Qui infatti, il modello è basato sulle modalità di pubblicazione presenti oggi sul web: chiunque può creare un prodotto e distribuirlo su base globale.La fruizione di contenuti audio/video è fortemente dipendendente dalla quantità di banda. La banda è disponibile secondo logica del best-effort, quindi senza garanzia della fruizione dei contenuti secondo le aspettative dell’utente. Le attuali connessioni xDSlLe cavo non offrono una portata minima garantita per replicare l’offerta di contenuti TV-like.


Scenario tecnologico e macroeconomicoCenni storici sull'evoluzione

La transizione dall'analogico al digitale

Vincoli comunitari

L’Unione Europea, tramite un insieme di direttive a partire dal piano E-Europe 2005, da cui deriva la direttiva 2002/21CE ha stabilito i principi per la transizione da un sistema di diffusione del segnale radiotelevisivo da analogico a digitale. La risoluzione del 1 dicembre 2005 del parlamento europeo indica nel 2012 la data ultima per lo switch off da analogico a digitale per tutti i paesi membri. Secondo l'Europarlamento, la migrazione dalla radiodiffusione Tv analogica verso il digitale "porterà vantaggi a tutti i livelli", perché consentirà l'offerta di servizi nuovi e migliori e libererà "diverse centinaia di megahertz di spettro principale", che potrebbero essere riassegnati per scopi vari. In questo modo, potrà aumentare la concorrenza sul mercato ed essere stimolata l'innovazione.

La via italiana

L'attivazione della televisione digitale terrestre in Italia deriva dal processo di attuazione delle raccomandazioni comunitarie in merito al passaggio dalla tradizionale televisione analogica terrestre alla televisione digitale terrestre.Per l'Italia, secondo la legge Gasparri 112 del 2004,il termine ultimo previsto per la conversione da televisione analogica terrestre a televisione digitale terrestre (il cosiddetto switch-off), e quindi il termine ultimo per aggiornare gli impianti, era il 31 dicembre 2006, ma il decreto Gentiloni lo ha prorogato alla data ultima del 2012. Attualmente l’offerta di contenuti a livello nazionale su rete digitale è limitata a tre soggetti che riassumono le funzioni di broadcaster e fornitori di contenuti: RAI, Mediaset e La7. Secondo il rapporto gfk il sellout di decoder DVB-T ha raggiunto in agosto 2007 oltre 5 milioni di unità vendute, coprendo così una popolazione stimata di circa 15 milioni di persone.

La televisione digitale satellitare in Italia è caratterizzata dalla forte presenza del gruppo Sky, che opera i un regime di effettivo monopolio, imponendo standard propretari per la codifica del segnale digitale e impedendo di conseguenza lo sviluppo del mercato e la nascita di nuovi players. Secondo i dati di Media Institute, Sky Italia ha raggiunto a giugno 2007 la cifra di 4,2 milioni di abbonati, superando il fatturato della Rai relativo agli abbonamenti . La IPTV in Italia è attualmente caratterizzata dall’offerta triple-play di due telcos: FastWeb e Alice Home Tv di Telecom. Fastweb ha raggiunto nel 2007 1,25 milioni di abbonati, mentre non sono disponibili dati riguardo Alice Home Tv a causa del recente ingresso nel mercato. Anche in questo caso, ogni operatore usa una piattaforma e un sistema hardware per la ricezione del segnale proprietari, rendendo impossibile l’ingresso di player più piccoli il cui core-business sia esclusivamente l’offerta di contenuti e non di telefonia e banda larga.


Scenario tecnologico e macroeconomicoCenni storici sull'evoluzione

Lo sviluppo della TV-on demand: IP-TV e reti di accesso

Secondo le stime attuali, si individuano i 4 Mb/s come ampiezza di banda minima per poter diffondere un servizio televisivo con un livello qualitativo sufficiente tramite il protocollo Ip.Tv. Tuttavia, alcuni studi ritengono che questa non sia che la prima soglia e che presto le connesioni xDSL non basteranno più per garantire il servizio. Per offrire contemporaneamente in modalità end to end un servizio di telefonia, accesso ad internet in banda larga, e due o più flussi televisivi in definizione standard o HD, saranno necessarie ampiezze di banda molto maggiori. In questo caso l’IP TV non è che che il primo servizio di telecomunicazioni che chiede lo sviluppo di reti di nuova generazione (NGN, New Generation Networks) basate sulla fibra ottica anche nella fase terminale dell’ultimo miglio, se non dell’ultimo metro. In particolare, l’Istituto di ricerca internazionale IDC, stima che a regime l’offerta di servizi in triple play dovrà appoggiarsi su ampiezze di banda assai maggiori, ricomprese tra i 26 ed i 37 Mb/s.


Campi applicativi e modelli di servizioServizi di "content distribution"

– Distribuzione one-to-any (broadcast)

• I contenuti editoriali vengono diffusi senza alcuna selettività.

• Il palinsesto è unico per ogni canale

• E' il classico modello di servizio della televisione generalista (sia su canali analogici che digitali)

– Distribuzione one-to-many (multicast)

• Nel caso della TV satellitare i contenuti vengono distribuiti su una pluralità di canali, indirizzando gruppi o comunità di

utenti che, di norma, sottoscrivono un contratto di abbonamento che consente l'accesso ad un "bouquet" di canali

(modello SKY in abbonamento). I contenuti sono usualmente crittografati, e solo gli abbonati con smart-card abilitata

possono decifrarli e prenderne visione. La trasmissione è in effetti di tipo broadcast, ma i meccanismi di accesso

condizionale la rendono assimilabile funzionalmente ad una trasmissione uno-a-molti (multicast)

• Nel caso di IP-TV, il concetto di multicasting equivale alla possibilità di indirizzare un grande numero di utenti con un

unico stream di pacchetti IP, che veicolano verso i fruitori il singolo contenuto. La banda trasmissiva necessaria è molto

inferiore all'indirizzamento diretto uno-a-uno, dato che i pacchetti, anche se indirizzati ad un numero elevato di utenti,

vengono trasmessi ciascuno una sola volta dal server di emissione. L'uso della rete è quindi molto più efficiente

– Distribuzione one-to-one (unicast)

• Tipica della IP-TV e dell'Internet TV, nell'utilizzo on demand, riguarda la distribuzione di contenuti immediata, dietro

richiesta dell'utente. La stazione ricevente può accedere ai contenuti depositati sul server principale in qualunque

momento

• Viene generato quindi uno specifico stream di dati, per ogni richiesta, direttamente fra l'origine dei contenuti e il singolo

punto di fruizione. In questo caso il consumo di banda unitario si moltiplica per il numero delle connessioni

contemporaneamente attive, generando un elevatissimo carico sulle reti, comunque non prevedibile a priori, in quanto

proporzionale a scelte individuali non prevedibili, se non su base statistica.


Campi applicativi e modelli di servizioServizi di "content distribution"

– Accesso condizionale

• E' la modalità che consente la distribuzione selettiva di contenuti a sottoscrittori di abbonamenti o ad acquirenti di un singolo

contenuto

• Consiste nella cifratura dei contenuti all'origine, consentendone la visione solo agli utenti abilitati, che ricevono via etere le chiavi di

decifratura

• Il meccanismo, nel caso della TV satellitare e Digitale Terrestre, è basato sull'utilizzo di una smart-card, che è un minuscolo

elaboratore crittografico in grado di gestire i messaggi di abilitazione alla visione e di colloquiare con il decoder per lo scambio di

chiavi e la "messa in chiaro" dei contenuti

• I principali sistemi di crittografia, utilizzati dalle TV commerciali sono:

– NDS, utilizzato da Sky, il cui gruppo è anche proprietario dell'azienda israeliana che fornisce la tecnologia

– NAGRA, utilizzato da Mediaset sul Digitale Terrestre

– IRDETO, utilizzato da La 7 sul Digitale Terrestre

– CONAX, utilizzato soprattutto nell'Europa del nord, presente sul mercato italiano solo a livello di qualche TV locale in Digitale Terrestre

– Autenticazione

• Il fatto che i decoder di fascia alta siano dotati di lettore di smart-card (originariamente solo in funzione della pay-per-view) consente

l'utilizzo del lettore anche per operare con carte a microchip di diversa natura

• Possono essere quindi utilizzate smart-card di identità personale (come, ad esempio la CNS-Carta Nazionale dei Servizi) o le carte

bancarie EMV- Europay/Visa/Mastercard

• Il contesto di utilizzo riguarda solo alcune applicazioni sperimentali che stanno nascendo per l'ambiante della TV digitale terrestre,

data la standardizzazione dei decoder e del loro software di gestione (MHP-Multimedia Home Platform), che consente una riusabilità

del software interattivo su qualunque decoder e da parte di qualsiasi broadcaster, sia nazionale che locale

• La smart-card consente quindi di "autenticare" l'utente, per fornirgli servizi diretti ed individuali, nel rispetto di vincoli di

riservatezza e sicurezza

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