Digitální vysílání jak ho známe

Výhody a nevýhody.
Začnu jednou velkou společnou nevýhodou, kterou je kvalita obrazu. Tu jedinou se zřejmě nikomu nepodaří vyřešit, protože co nebylo vysíláno nikde jinde nelze získat.

Plynule přejdeme na dnes nejvíce využívanou formu, tedy pozemní, kabelové či satelitní vzdušné vysílání. Je zdarma, vysílá v něm kolem patnácti stanic a něco málo rádii. Spolu s sebou ještě nese Digitální informaci o televizním programu na týden dopředu a samozřejmě teletext. Nevýhody vám jistě vyplynuly při pořízení SetTopBoxu ( dále jen STB). Lze se dívat s jedním STB jen na jednu televizi, nahrávat se musí starou analogovou cestou, případně zakoupit dražší STB s harddiskem. Jenže tu nahrávku pak nelze přenést do ložnice a tam si to pustit.

Druhou formou je IPTV, služba poskytované poskytovateli internetu. Na její příjem ani nemusíte mít anténu, stačí vám internetová přípojka. Nevýhody jsou ovšem ještě horší. Zatímco vzdušné vysílání lze sledovat, při koupi dalších STB i na několika přístrojích, IPTV nelze. Rozdíl je ve způsobu příjmu. Zatímco vzduchem vám na příslušné frekvenci letí celý balík programů najednou, IPTV STB si řekne vašemu poskytovateli o vysílání a ten mu pouští právě vždy jen ten jeden program ke sledování. Navíc IPTV sdílí šířku pásma s internetem, takže se mohou vzájemně ovlivňovat. Když byste chtěli sledovat na více televizích, je to buď zhola nemožné, nebo v lepším případě za příplatek a to ještě s omezením tak na dvě tři. Nahrávání by mohlo být řešeno na straně providera, ale buď není nebo opět za příplatek.

Koncept a teorie

Ať si výrobci či prodejci STB říkají co chtějí, krásnou vlastností digitálního vysílaní (dále jen DVB - digital video broadcast) je schopnost příjímat všechny programy, které se na dané frekvenci nacházejí a to najednou. Tedy na příjem, přehrávaní a nahrávání programů sítě 1 (CT1, CT2, CT24, CT4 a všechny stanice českého rozhlasu) stačí jedna televizní karta. Na příjem a zaznamenávání všech televizí, které se u nás vysílají stačí 3 DVB karty. To je šok co? Žádné vícetunerové STB. Pouze 3 karty na všechno. Díky tomu, že digitální vysílání není nic jiného než jednosměrný proud paketů MPEG kontejneru, o vše ostatní (množení pro víc příjmových míst, nahráváni) by se měl starat software.

Z této teorie jsem vycházel a pokusil jsem se jí dotáhnout do praxe. Samozřejmě toto řešení není reálné ani dosažitelné v okamžiku, kdy máte doma jeden počítač, který pouštíte pouze večer.

Praxe

Hardware:

Server na půdě velmi blízko antény. No, server je je poněkud nadnesené slovo. Malinký počítaček vybavený atomovou deskou Intel Little Valley s 1GB RAM a dvěma 4GB CF kartami, připojenými přes redukce na IDE a nakonfigurovaných do RAID 1 (instalace a konfigurace operačního systému nebude součástí článku), na který jsem nainstaloval v průběhu zkoušení Ubuntu server 9.10 bez grafického rozhraní. Ve finále mi ovšem vyplynulo, že stejnou práci by zastal i jiný linux, neboť software kvůli kterému jsem instaloval Ubuntu jsem nakonec nepoužil.

Server v racku uvnitř domu, vybavený velkým úložným prostorem a dostatečným výpočetním výkonem, který běží 24 hodin denně. Vzhledem k snadné instalaci MythTV ve verzi 0.22 jsem nainstaloval Ubuntu server 9.10. Není třeba pak nic kompilovat.
Bylo by teoreticky možné tyto dva systémy provozovat i v jednom stroji. Konfigurace je téměř stejná.

Za klienty slouží jak počítače a notebooky, tak dedikované STB, připojené k zobrazovacímu zařízení (televize, monitor místo televize). Pro příjem rádia klidně i nějaké PDA připojené na wifi.

Software:

Srdcem celého řešeni je MythTV, jako jeden z mála software umí architekturu klient-server, kde klient je jen uživatelské rozhraní a o nahrávání a správu se stará server, který obsah poskytuje klientům. Tento software umožňuje přijímat a obsah z různých zdrojů, DVB kartami počínaje a síťovým vysíláním konče.

Softwarem který se na půdě stará o přebírání vysílání z televizních karet a jeho přeposílání do počítačové sítě je, navzdory schopnosti MythTV také obsluhovat televizní karty, DVBlast. Software v raném stádiu vývoje z dílny chlapců z videolan.org, který je nutno kompilovat. Ale jeho vlastností je téměř primitivní konfigurace. Jediné, co totiž provádí je příjem DVB vysílání, jeho rozebrání do jednotlivých programů a posílání na určené síťové cíle UDP nebo RTP protokoly.

Třetím kouskem skládačky je starý známý přehrávač VLC, který snad není třeba blíže představovat.

MythTV i VLC jsou dostupné v Ubuntu 9.10 (doporučuji server, a neinstalovat grafické rozhraní, ačkoli lidem neznalým to může způsobit nemalé potíže).

A jdeme na to:

Upozornění předem, nejedná se o click&go instalaci, sám jsem strávil několik dní čistého času hledáním optimální cesty a zkoumáním vhodné konfigurace. A to se rozhodně nepovažuji za začátečníka v oboru.

Příjem programů s DVBLast:

Vzhledem k raném stádiu vývoje je o dokumentaci a konfigurační příklady dost nouze, ale naštěstí je to tak jednoduchý software, že běží po pár prvních pokusech.

Po kompilaci tedy spouštíme příkazem
./dvblast -f 730000000 -e -a 1 -c /root/trans1.conf

kde
"-f 730000000" je laděná frekvence transpondéru v Hz (zde 730MHz)
"-a 1" číslo použité televizní karty, v případě první karty (-a 0) není třeba uvádět
"-e" přidává do streamu i kompletní EPG informaci (nakonec není v systému využívána)
"-c /root/trans1.conf" konfigurační soubor využitý pro tuto kartu

Pozn: v případě, že si pustíte program bez parametru "-c", uvidíte krásně všechny stanice v daném transpondéru. U nich také SID (station ID), pro každou stanici, využívané v konfiguračním souboru.

Konfigurační soubor:

192.168.0.10:10001        1       257
192.168.0.10:20001        1       257
192.168.0.10:10002        1       258
192.168.0.10:20002        1       258
192.168.0.10:10003        1       259
192.168.0.10:20003        1       259
192.168.0.10:10004        1       260
192.168.0.10:20004        1       260
192.168.0.10:10101        1       16641
192.168.0.10:20101        1       16641
192.168.0.10:10102       1       16642
192.168.0.10:20102       1       16642
192.168.0.10:10103       1       16643
192.168.0.10:20103       1       16643
192.168.0.10:10104       1       16644
192.168.0.10:20104       1       16644
192.168.0.10:10105        1       16645
192.168.0.10:20105        1       16645
192.168.0.10:10106        1       16646
192.168.0.10:20106        1       16646
192.168.0.10:10107       1       16647

Více viz dvblast -h, v kostce "<IP cíle> <still up> <SID>
Důvod, proč vlastně vysílám každý program dvakrát na stejný server je uveden dále.
Vysílání dvou kompletních transpondérů dvojmo je tak tak akorát na 100Mbovou síť. Vezme si zhruba 91Mbit.

MythTV:
A jsme u jádra pudla. Úplně nejjednoduššim způsobem jak nainstalovat MythTV, je nainstalovat v Ubuntu balík mythtv-backend-master. Vzhledem k tomu, že mythTV využívá mysql databázi k činnosti (a klienti se k ní připojují a získávají informace o programech, nahrávkách a podobně), tento balíček vše nakonfiguruje do funkčního řešení za vás. Já, protože databázový server už mám, jsem konfiguroval ručně.

Po instalaci je nutné spustit mythtv-setup. Pozor, vyžaduje grafické rozhraní. Z jiného linuxu se lze vzdáleně připojit přes ssh s paramtrem -X ssh root@recorder -X, čímž dáte připojení k dispozici své zobrazovací rozhraní a po spuštění mythtv-setup se vše bude "renderovat" pomocí vašeho lokálního X rozhraní. I pro uživatele Windows je tu alternativa, Xming, ale jeho použití s PuTTy je nad rámec tohoto článku.

Přivítá vás grafické menu, které se ovládá klávesnicí. Myš byste hledali marně. Celé rozhraní, jak serveru, tak klienta, je určeno pro ovládání běžným dálkovým ovladačem, proto tam myš nemá místo.

Základní nastavení se provádí v menu General, důležité jsou zejména položky adresa serveru, podle které se budou klienti připojovat. Všechny položky jsou rozumně okomentované, aby bylo jasné, o co se vlastně jedná

a dále pak nastavení televizní normy:

Další důležitou položkou jsou zachytávací karty. I když v tomto případě budou jen virtuální. Vytvořil jsem m3u playlist:

#EXTM3U
#EXTINF:0,1 - CT1
#EXTMYTHTV:xmltvid=257.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10001
#EXTINF:0,2 - CT2
#EXTMYTHTV:xmltvid=258.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10002
#EXTINF:0,3 - CT24
#EXTMYTHTV:xmltvid=259.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10003
#EXTINF:0,4 - CT4 Sport
#EXTMYTHTV:xmltvid=260.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10004
#EXTINF:0,5 - Nova Cinema
#EXTMYTHTV:xmltvid=514.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10005
#EXTINF:0,6 - NOVA
#EXTMYTHTV:xmltvid=513.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10006
#EXTINF:0,7 - Barrandov TV
#EXTMYTHTV:xmltvid=2049.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10007
#EXTINF:0,8 - Prima COOL
#EXTMYTHTV:xmltvid=770.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10008
#EXTINF:0,9 - Prima
#EXTMYTHTV:xmltvid=769.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10009
#EXTINF:0,101 - Cro1
#EXTMYTHTV:xmltvid=16641.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10101
#EXTINF:0,102 - Cro2
#EXTMYTHTV:xmltvid=16642.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10102
#EXTINF:0,103 - Cro3
#EXTMYTHTV:xmltvid=16643.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10103
#EXTINF:0,104 - Cro Radio Wave
#EXTMYTHTV:xmltvid=16644.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10104
#EXTINF:0,105 - Cro D-dur
#EXTMYTHTV:xmltvid=16645.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10105
#EXTINF:0,106 - Leonardo
#EXTMYTHTV:xmltvid=16646.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10106
#EXTINF:0,107 - Radio Cesko
#EXTMYTHTV:xmltvid=16647.dvb.guide
rtp://192.168.0.10:10107

Položka EXTMYTHTV:xmltvid= je speciální a slouží XMLTV k přiřazení položek z televizního programu k jednotlivým stanicím.Vytvořil jsem nejprve jednu kartu typu "network recorder" a podsunul jsem jí playlist.

Později jsem zjistil, že "jedna" karta, může obsluhovat jen jednoho klienta nebo jeden nahrávací proces, tak jsem si vytvořil karet povícero, všechny se stejným m3u playlistem. Obecně by mělo být počet karet = počet klientů + nějaké další na více simultánních nahrávání.

Dále pak je třeba definovat, odkud se budou brát informace o pořadech. Z DVB karet si je MythTV schopen brát informace přímo z EPG, v případě IPTV to však není schopen. Nastavil jsem tedy "no grabber" a programy mu podsunuji jinou cestou:

Před námi už je pouze svázání karty a programů do zdrojů videa. Všechny karty jsem propojil s jediným zdrojem programů a při prvním propojení jsem nechal skenovat kanály. Vzhledem k totožnému playlistu i zdroji programů už při přidávání dalších propojení tohle není potřeba.

Poslední nutnou konfigurací je volba úložiště, které bude využíváno při přehrávání i záznamu, vytváření náhledů, ukládání screenshotů. U mě jej tvoří síťově připojený samba share.

Pak je třeba potvrdit a zapsat změny do databáze, k čemuž budete vyzváni.

Poslední položkou je získávání televizního seznamu. Hledal jsem dlouho český seznam stanic pro XMLTV, nakonec jsem objevil xml soubor na Strahově (kolejní síť čvut) a v něm zmínku o generátoru. Po několikadenním pátrání jsem nalezl i generátor, který je schopen přímo z televizní karty získat EPG informace a vygenerovat XML soubor. Ten program opět není součástí distribuce, je dostupný v podobě zdrojových kódů na stránce tv_grab_ dvb. Vytvořil jsem si tedy skript, který mi každou hodinu doplňuje televizní program. Tento skript je v cron.hourly (úlohy spouštěné každou hodinu) na serveru s televizními kartami. K tomu, aby vše šlo přímo do databáze, je třeba mít na něm nainstalovaný balíček mythtv-backend, jehož součástí je program "mythfilldatabase". Samotný mythtv v něm ale není spuštěný a je i odstraněn ze spouštění po startu.
Script epg.upgrade

#!/bin/sh 
mythfilldatabase --file 1 /root/programs
/root/tv_grab_dvb/tv_grab_dvb/ -i /dev/dvb/adapter0/demux0|mythfilldatabase --file 1 -
/root/tv_grab_dvb/tv_grab_dvb/ -i /dev/dvb/adapter1/demux0|mythfilldatabase --file 1 -

ve zkratce "--file" říká programu, že do databáze chcete nacpat televizní program, "1" je číslo seznamu programů (máme jen jeden).

Soubor programs obsahuje pojmenování jednotlivých televizních programů:

<tv generator-info-name="dvb-epg-gen">
<channel id="257.dvb.guide">
<display-name>CT 1</display-name>
</channel>
<channel id="258.dvb.guilde">
<display-name>CT 2</display-name>
</channel>
<channel id="259.dvb.guide">
<display-name>CT 24</display-name>
</channel>
<channel id="260.dvb.guide">
<display-name>CT 4</display-name>
</channel>
<channel id="16641.dvb.guide">
<display-name>CRo1-Radiozurnal    </display-name>
</channel>
<channel id="16642.dvb.guide">
<display-name>CRo2-Praha          </display-name>
</channel>
<channel id="16643.dvb.guide">
<display-name>CRo3-Vltava         </display-name>
</channel>
<channel id="16644.dvb.guide">
<display-name>CRo Radio Wave     </display-name>
</channel>
<channel id="16645.dvb.guide">
<display-name>CRo D-dur           </display-name>
</channel>
<channel id="16646.dvb.guide">
<display-name>CRo Leonardo        </display-name>
</channel>
<channel id="16647.dvb.guide">
<display-name>CRo Radio Cesko     </display-name>
</channel>
<channel id="514.dvb.guide">
<display-name>NOVA CINEMA</display-name>
</channel>
<channel id="513.dvb.guide">
<display-name> NOVA</display-name>
</channel>
<channel id="2049.dvb.guide">
<display-name>BARRANDOV TV</display-name>
</channel>
<channel id="770.dvb.guide">
<display-name>Prima COOL</display-name>
</channel>
<channel id="769.dvb.guide">
<display-name>PRIMA</display-name>
</channel>
</tv>

Můžeme vesele začít sledovat televizi.

MythTV klient
Nebo správněji frontend. Základní vlastností je přehrávání vysílání poskytovaného serverem, lze přes něj spravovat nahrávky. Systém umí pauznout nebo poskočit zpět v živém vysílání. Recorder by měl umět rozpoznávat reklamy, ale tu funkcionalitu nemám vyzkoušenou. Schopnost nahrávat všechny programy je samozřejmostí, stejně jako jejich sledování z různých televizí najednou. Vše pohodlně, bez přenášení medii či jakékoli manipulace s nimi. S doplňky klient umí vypálit a přehrávat i ripovat cd/dvd a spoustu dalších věcí.
Aby nezůstalo u pouhých slov, malá ukázka:
Hlavní menu:

Multimediální knihovna:

Přehled nahraných pořadů:

Plánování nahrávání přehled pořadů:

Vyhledávání pořadů k nahrávání:

Jedete na dva měsice pryč a rádi byste měli všechny díly seriálu? Není problém, vytvoření nahrávacího filtru podle parametrů, například jména pořadu.

A samozřejmě staré dobré ruční nahrávání.

Omezení MythTV klienta

V současné době existuje pouze varianta pro linux. Proč taky ne, primárně je totiž určen jako STB software, který je ovládán dálkovým ovladačem. V desktopovém prostředí jej lze také úspěšně používat, ale při prvním spuštění se vám nacpe na celou obrazovku a odmítá ji opustit. Umravnit ho lze až parametry při spuštění. Z popisu vám musí být jasné, že se nejedná o multimediální přehrávač. Nenajdete na něm tlačitka play a stop a ani nelze dynamicky měnit jeho velikost. Proto bude následovat rozšíření možnosti sledovat živou televizi i klasickým multimediálním přehrávačem.

Rozšiřujeme použití
Do MythTV existuje spousta doplňků, jak vzhledu, tak funkcionalit. Vyplatí se doinstalovat do serveru doplněk mythweb, který postkytuje webové rozhraní k možnosti plánovat nahrávání.

Klasický stream do sítě
Normální síťový stream živých televizí, který je schopna přehrát většina přehrávačů. Nebude v něm OSD menu, nebude možnost se proklikat k nahrávání, ale zase nejsme omezeni klientem. Můžete to prokládat vlastní muzikou z lokálního disku, měnit si velikost obrazu podle situace nebo nekoukat na černý obdélník při přehrávání radia.
Jako druhý software na serveru totiž běži VLC, které přejímá UDP stream a vystavuje ho jako http a čeká na spojení klientů. Na server, vybavený pouze příkazovou řádkou, stačí nainstalovat cvlc, nebude se vám snažit doinstalovat kompletní gnome.
Tady je taky ten okamžik k vysvětlení, proč si vlastně všechny programy posílám dvakrát. VLC, stejně jako MythTV si obsadí naslouchající porty, tudíž jeden stream je v jeden okamžik schopen poslouchat pouze jeden program. A zatímco mythTV uvolňuje porty dynamicky, podle toho jaké programy zrovna přehrává, VLC si při spuštění sedne na všechnky a nepustí je.

VLC pouštím pod uživatelem (nikoli jako root) cvlc --vlm-conf tv -d
Kde "--vlm-conf" určuje cestu k souboru se seznamem použitých streamů a parametr "-d" presun aplikace na pozadi.

konfigurační soubor vypadá v mém případě:

new CT1 broadcast enabled
setup CT1 input "rtp://@192.168.0.10:20001"
setup CT1 output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CT1}
new CT2 broadcast enabled
setup CT2 input "rtp://@192.168.0.10:20002"
setup CT2 output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CT2}
new CT24 broadcast enabled
setup CT24 input "rtp://@192.168.0.10:20003"
setup CT24 output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CT24}
new CT4 broadcast enabled
setup CT4 input "rtp://@192.168.0.10:20004"
setup CT4 output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CT4}
new NOCI broadcast enabled
setup NOCI input "rtp://@192.168.0.10:20005"
setup NOCI output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/NOCI}
new NOVA broadcast enabled
setup NOVA input "rtp://@192.168.0.10:20006"
setup NOVA output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/NOVA}
new BARR broadcast enabled
setup BARR input "rtp://@192.168.0.10:20007"
setup BARR output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/BARR}
new PRICO broadcast enabled
setup PRICO input "rtp://@192.168.0.10:20008"
setup PRICO output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/PRICO}
new PRI broadcast enabled
setup PRI input "rtp://@192.168.0.10:20009"
setup PRI output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/PRI}
new CRO1 broadcast enabled
setup CRO1 input "rtp://@192.168.0.10:20101"
setup CRO1 output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CRO1}
new CRO2 broadcast enabled
setup CRO2 input "rtp://@192.168.0.10:20102"
setup CRO2 output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CRO2}
new CRO3 broadcast enabled
setup CRO3 input "rtp://@192.168.0.10:20103"
setup CRO3 output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CRO3}
new CROW broadcast enabled
setup CROW input "rtp://@192.168.0.10:20104"
setup CROW output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CROW}
new CROD broadcast enabled
setup CROD input "rtp://@192.168.0.10:20105"
setup CROD output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CROD}
new CROL broadcast enabled
setup CROL input "rtp://@192.168.0.10:20106"
setup CROL output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CROL}
new CROC broadcast enabled
setup CROC input "rtp://@192.168.0.10:20107"
setup CROC output #standard{access=http,mux=ts,dst=192.168.0.10:8080/CROC}
control CT1 play
control CT2 play
control CT24 play
control CT4 play
control NOCI play
control NOVA play
control BARR play
control PRICO play
control PRI play
control CRO1 play
control CRO2 play
control CRO3 play
control CROW play
control CROD play
control CROL play
control CROC play

Playlist pro přehrávání v přehrávači pak:

#EXTM3U
#EXTINF:0,1 CT 1
http://recorder:8080/CT1
#EXTINF:0,2 CT 2
http://recorder:8080/CT2
#EXTINF:0,3 CT 24
http://recorder:8080/CT24
#EXTINF:0,4 CT 4
http://recorder:8080/CT4
#EXTINF:0,5 NOVA
http://recorder:8080/NOVA
#EXTINF:0,6 PRIMA
http://recorder:8080/PRI
#EXTINF:0,7 BARRANDOV TV
http://recorder:8080/BARR
#EXTINF:0,8 NOVA CINEMA
http://recorder:8080/NOCI
#EXTINF:0,9 PRIMA COOL
http://recorder:8080/PRICO

Toť vše. Výsledkem je univerzální, multiplatformí řešení obsahující jak STB s veškerým komfortem, tak i možnost zobrazovat i konfigurovat na běžných počítačích. A to prosím, bez jediného analogového prvku v cestě. Celé řešení se navíc lehce přizpůsobí změně vysíláni, například zavedeni MPEG4, u kterého byste většinu STB nebo dokonce televizi s integrovaným dekodérem mohli rovnou vyhazovat do popelnice.

JR

TODO: zbývá ještě nalézt vhodný hardware pro vytvoření STB, nejlépe s integrovaným dálkovým ovládáním, které by celé zařízení bylo schopno na dálku i zapnout. Samozřejmě ovšem za rozumné peníze. K tomu buď monitor nebo televizi, která se umí zapínat a vypínat podle přítomnosti signálu na HDMI. Pak získáte do obýváku komplexní řešení s jedním jediným ovladačem.