TV lineare di massa via OTT

Manlio Benito Mari e Giovanni Venuti

La distribuzione in modalità OTT (Over The Top), ossia attraverso la rete Internet best-effort, è ormai diventata quella di gran lunga prevalente per la fruizione ondemand di contenuti audiovisivi su una molteplicità di dispositivi, relegando altre forme quali i packaged media (DVD, BlueRay Disk) alla marginalità

Il broadcasting nelle modalità di diffusione DTT e satellite resta ancora il mezzo più utilizzato per fruire su schermo domestico, in alta e altissima definizione, contenuti destinati ad un pubblico di massa (eventi sportivi o musicali, TV generalista, …). L’uso dell’OTT per la TV lineare ed in particolare per eventi live, dopo aver mosso i primi passi sui second screen (PC, smartphone e tablet), ha recentemente raggiunto anche lo schermo principale per eventi premium come il calcio. Quali sono ancora gli ostacoli tecnici, commerciali e regolamentari che si frappongono affinché l’OTT possa porsi come alternativa equipollente al broadcasting per la TV lineare di massa? Che il futuro della televisione vedrà l’OTT sempre più protagonista è fuori discussione; perché i consumatori possano beneficiare anche per i canali lineari dei vantaggi dell’OTT, riassunti nello slogan “anytime, anywhere, on any device”, senza rinunciare alla semplicità d’uso, alla scalabilità, alla qualità audio/video, all’affidabilità e alle tutele regolamentari del broadcasting, sono necessari sviluppi ulteriori. Il tema della “TV lineare di massa via OTT” è stato oggetto di una serie di 3 webinar organizzati da HD Forum Italia (HDFI), tenutisi fra giugno e ottobre 2021. HD Forum Italia è un’associazione nata per promuovere, sostenere e diffondere le tecniche per la fruizione dei contenuti audiovisivi e multimediali, prodotti e tecnologie e altre soluzioni audiovisive evolute. Nata nel 2006, HD Forum Italia riunisce in associazione i protagonisti del settore italiano e rappresentanze italiane di Società internazionali operanti nel settore dell’audiovisivo allo scopo di creare un centro catalizzatore di esperienze e interessi che risponda all’esigenza di affrontare adeguatamente uno scenario evolutivo inedito.

L’iniziativa dei webinar è stata volta a definire e qualificare i molteplici aspetti che caratterizzano lo scenario OTT con il coinvolgimento di esperti e rappresentanti delle prominenti aziende coinvolte nei relativi sviluppi. Dopo un’introduzione generale su origini, chiavi di successo dell’OTT e relative tecnologie di base (e.g. protocolli adattativi, distribuzione e protezione del contenuto), sono stati affrontati alcuni aspetti specifici su cui oggi l’OTT è ancora un passo indietro rispetto al broadcasting: scalabilità, latenza, User eXperience (UX) e regolamentazione.

Scalabilità

La scalabilità nella distribuzione di contenuti OTT è oggi demandata alle Content Delivery Network (CDN) che prevedono la replica dei contenuti stessi in opportune cache collocate ai bordi o talvolta anche all’interno, previ specifici accordi commerciali, delle reti dei singoli Internet Service Provider (ISP): in questo modo il contenuto viene erogato dalla cache più vicina al singolo utente (o da quella meno carica) e non dal server origine, riducendo così il carico su quest’ultimo e sulla rete a monte delle cache. Il modello CDN prevede l’instaurazione di una connessione unicast per ciascun utente attivo con la cache che lo serve. In presenza di picchi di richieste simultanee, come tipicamente avviene nel caso di eventi live di grande richiamo, questo può portare a saturare segmenti di rete di uno o più ISP, sia a valle (rete metropolitana) sia monte delle cache (interconnessione fra CDN e backbone ISP), quando non addirittura la stessa capacità in uscita di una CDN. Per questo motivo, tutti gli operatori OTT che non abbiano una propria CDN si appoggiano di norma a diversi fornitori di CDN attraverso i quali riescono ad ottimizzare la distribuzione del traffico in uscita.

Quindi, a differenza del broadcasting che non pone alcun limite al numero di utenti raggiungibili simultaneamente, la scalabilità dell’OTT attraverso le CDN non è infinita ed ha comunque un prezzo perché al crescere degli utenti attivi richiede la disponibilità di risorse aggiuntive sia nelle

reti degli ISP sia nelle cache in campo. Un approccio alternativo per far fronte alle problematiche di scalabilità è quello recentemente standardizzato dal DVB col “Multicast-assisted ABR” (M-ABR) che promette di coniugare i benefici del multicast, quanto di più vicino al broadcasting esista sulle reti IP, con i protocolli ABR (Adaptive Bit Rate) usati nell’OTT (HLS, DASH, …) e disponibili su una molteplicità di dispositivi. Attivando il multicast sulla propria rete e grazie all’M-ABR, un ISP può ridurre il traffico indotto su un segmento di rete, rendendolo indipendente dal numero di utenti attivi su quel segmento in un dato istante (per un evento live codificato a B Mbit/s seguito da N utenti da NxB a B Mbit/s).

L’accordo tecnico-commerciale richiesto ad un operatore OTT per beneficiare del multicast di un ISP non rientra chiaramente nel paradigma di disintermediazione dell’OTT ma rappresenta un’opzione win-win (meno costi di CDN da un lato, protezione della rete dall’altro, migliore qualità del servizio per entrambi) ed in ultima analisi per i clienti finali. Un discorso a parte è quello della TV lineare su mobile, dove lo spreco di risorse radio preziose per portare in unicast lo stesso contenuto a più utenti nello stesso momento è anche meno sostenibile che sul fisso. Dopo il fiasco del DVB-H e le promesse sinora non mantenute dell’eMBMS (enhanced Multimedia Broadcast Multicast Service) da una parte, con l’arrivo del 5G dall’altra, 3GPP e DVB stanno cooperando per proporre nuove soluzioni per l’integrazione a livello di rete e/o di servizio fra TV lineare e reti mobili.

Latenza

Negli attuali servizi streaming OTT la latenza Glass-to-Glass (G2G), ossia dalla telecamera di ripresa allo schermo di presentazione all’utente finale, è tipicamente dell’ordine di 30-40s, con possibili ulteriori incrementi in caso di errori o congestioni di linea. Questa latenza è ovviamente irrilevante per contenuti ondemand mentre può diventare un problema serio per eventi live (partite di calcio, contest musicali, …) a causa dell’effetto spoiler che altri canali distributivi possono creare (la latenza G2G per il broadcasting terrestre o satellitare è dell’ordine di 5-7s). La causa principale di questa latenza risiede nell’uso dei protocolli ABR, che, per mettere la distribuzione via IP al riparo dalle fluttuazioni nella disponibilità di banda tipica di Internet, prevedono la trasformazione del flusso video sorgente codificato a diversi bitrate in segmenti di lunghezza fissa (2, 5, 10s), processo attuato dai cosiddetti packager. In questo modo il client può scaricare in ogni istante segmenti compatibili col bitrate effettivamente disponibile all’utente, passando in maniera seamless da un segmento codificato ad un certo bitrate ad un altro a diverso bitrate. Ciò introduce inevitabilmente ritardi all’origine (un segmento deve essere completato prima di poter essere trasmesso), nella CDN (un segmento deve essere ricevuto per intero prima di poter essere trasmesso) e nel client (per evitare interruzioni nel playback, è necessario bufferizzare alcuni segmenti). La buona notizia è che sono state già standardizzate versioni Low Latency (LL) dei 2 principali protocolli ABR, HLS e DASH, che consentono di conseguire latenze G2G persino inferiori a quelle del digitale terrestre, mantenendo al tempo stesso la piena retrocompatibilità con implementazioni non-LL. Bisognerà solo attendere che questi nuovi standard si diffondano negli elementi della catena OTT, dai packager ai player passando per le CDN, per vederne i benefici nei servizi commerciali.

User eXperience

La fruizione della TV lineare in modalità OTT avviene di norma attraverso le app predisposte da ciascun editore/aggregatore, selezionate via point&click fra quelle disponibili sul singolo dispositivo. Un primo aspetto di ordine generale posto da questo approccio è appunto la disponibilità di ciascuna app per i vari dispositivi, quanto meno quelli più popolari. La seguente matrice rappresenta quale sia la situazione per il mercato italiano:

Una situazione articolata come questa, oltre a rappresentare un serio problema per lo sviluppo, testing e maintenance delle app in questione da parte di operatori e costruttori, pone gli utenti di fronte ad un’esperienza di visione quanto mai frammentata e disuniforme. In particolare, per passare dal canale/evento lineare dell’operatore A a quello dell’operatore B si richiede di abbandonare l’app A per passare all’app B. Situazione ben diversa da quella televisiva tradizionale, dove la selezione e presentazione dell’offerta lineare avviene attraverso un’unica app messa a disposizione dal costruttore del ricevitore, il cosiddetto “navigatore residente”, che, in aggiunta al segnale audio/ video, è in grado di presentare una serie di informazioni (metadati) messe in onda in forma standardizzata dai singoli operatori (nome del canale, programma in onda/successivo, …). Uno standard che si propone di armonizzare la fruizione di canali lineari OTT, riconducendola al tradizionale modello della TV broadcast è il DVB-I, dove I sta per Internet, specularmente ai consolidati DVB-T/T2 per il Terrestre e DVB-S/S2 per il Satellite. Grazie al DVB-I si rende possibile lo zapping seamless fra canali lineari diffusi in modalità OTT e per via terrestre/satellitare, ordinati all’interno di un’unica lista canali, con la presentazione di metadati uniformi. Gli aspetti più sfidanti del DVB-I non sono quelli di natura tecnica ma le modalità con cui un ricevitore costruisce questa lista canali ibrida. Il DVB sta lavorando ad un Central Service Repository (CSR), alimentato dai regolatori nazionali, da cui tutti i ricevitori possano scaricare la lista canali di default per il paese scelto in fase di installazione, senza precludere la possibilità di altre liste (e.g. del costruttore, di operatori verticali, …).

Regolamentazione

Come noto, il broadcasting televisivo è fortemente regolamentato a livello del singolo Stato in termini di frequenze, ordinamento canali, tutela dei minori, affollamento pubblicitario, concentrazione, standard di qualità e altro ancora. Per converso, l’OTT gode di una regolamentazione leggerissima, in larga parte volontaria, soprattutto per la sua natura sovranazionale, che sfugge al controllo dei singoli regolatori. Paradigmatico è il recente pronunciamento dell’AgCom in merito ai disservizi manifestatisi nelle prime giornate del campionato di calcio di Serie A 2021-22 su alcune partire trasmesse in OTT da DAZN: l’Autorità ha manifestato l’impossibilità di diffidare e quindi eventualmente di sanzionare DAZN perché lo stesso opera senza bisogno di un’autorizzazione ministeriale, per cui l’AgCom non è certa che sia sottoposto all’insieme di regole che governano il settore in Italia. Una lotta davvero impari …  www.hdforumitalia.it

MASS LINEAR TV VIA OTT

The distribution in OTT (Over The Top) mode, i.e. through the best-effort Internet network, has now become by far the most prevalent for the on-demand use of audio-visual content on a variety of devices, relegating other forms such as packaged media (DVD, BlueRay Disk) to marginality.

Manlio Benito Mari e Giovanni Venuti

Broadcasting in the DTT and satellite broadcasting modes is still the most widely used means for enjoying on a home screen, in high and very high definition, content intended for a mass audience (sporting or musical events, general TV etc.) The use of the OTT for linear TV and in particular for live events, after having taken the first steps on second screens (PC, smartphone and tablet), has recently also reached the main screen for premium events such as football. What are still the technical, commercial and regulatory obstacles that stand in the way for the OTT to be able to act as an equivalent alternative to broadcasting for mass linear TV? That the future of the television will see the OTT more and more as a protagonist is out of the question. To ensure that consumers can also benefit from the advantages of OTT for linear channels, summarised in the slogan “anytime, anywhere, on any device”, without sacrificing ease of use, scalability, audio / video quality, reliability and regulatory safeguards broadcasting, further developments are needed. The theme of “mass linear TV via OTT” was the subject of a series of 3 webinars organised by HD Forum Italia (HDFI), held between June and October 2021. HD Forum Italia is an association created to promote, support and disseminate techniques for the use of audio-visual and multimedia content, products and technologies and other advanced audio-visual solutions. Founded in 2006, HD Forum Italia brings together the protagonists of the Italian sector and Italian representatives of international companies operating in the audio-visual sector in order to create a catalyst centre of experiences and interests that responds to the need to adequately address an unprecedented evolutionary scenario. The webinar initiative was aimed at defining and qualifying the many aspects that characterise the OTT scenario with the involvement of experts and representatives of the prominent companies involved in the related developments. After a general introduction on the origins, keys to success of the OTT and related basic technologies (eg. adaptive protocols, distribution and content protection), some specific aspects were addressed on which today the OTT is still a step behind the broadcasting: scalability, latency, User experience (UX) and regulation.

Scalability

The scalability in the distribution of OTT contents is today delegated to the Content Delivery Networks (CDN) which provide for the replication of the contents themselves in appropriate caches located at the edges or sometimes even within, subject to specific commercial agreements, the networks of the individual Internet Service Providers (ISP). In this way, the content is delivered from the cache closest to the single user (or from the least loaded one) and not from the origin server, thus reducing the load on the latter and on the network upstream of the caches. The CDN model provides for the establishment of a unicast connection for each active user with the cache that serves it. In the presence of simultaneous request peaks, as typically occurs in the case of live events of great appeal, this can lead to saturating network segments of one or more ISPs, both downstream (metropolitan network) and upstream of the caches (interconnection between CDN and backbone ISP), or even the same output capacity as a CDN. For this reason, all OTT operators who do not have their own CDN usually rely on different CDN providers through which they are able to optimise the distribution of outgoing traffic. Hence, unlike broadcasting which does not place any limit on the number of users that can be reached simultaneously, the scalability of the OTT across CDNs is not infinite and still comes at a price because as active users grow, it requires the availability of additional resources both in the ISP networks and in the caches in the field. An alternative approach to deal with scalability problems is the one recently standardised by DVB with “Multicast-assisted ABR” (M-ABR) which promises to combine the benefits of multicast, the closest thing to broadcasting exists on IP networks, with ABR (Adaptive Bit Rate) protocols used in the OTT (HLS, DASH,…) and available on a variety of devices. By activating multicast on its own network and thanks to M-ABR, an ISP can reduce the traffic induced on a network segment, making it independent of the number of active users on that segment in a given instant (for a live event coded at B Mbit / s followed by N users from NxB at B Mbit / s). The required technical-commercial agreement to an OTT operator to benefit from the multicast of a non-ISP it clearly falls within the OTT disintermediation paradigm but represents a win-win option (less CDN costs on the one hand, network protection on the other, better quality of service for both) and ultimately for end customers. A separate discussion is that of linear TV on mobile, where the waste of precious radio resources to bring the same content to multiple users in unicast at the same time is also less sustainable than when fixed. After the DVB-H fiasco and the unfulfilled promises of eMBMS (enhanced Multimedia Broadcast Multicast Service) on the one hand, with the arrival of 5G on the other, 3GPP and DVB are cooperating to propose new solutions for integration at the network and / or service level between linear TV and mobile networks.

Latency

In current OTT streaming services, Glassto-Glass (G2G) latency, i.e. from the camera to the presentation screen to the end user, is typically in the order of 30-40s, with possible further increases in the event of errors or congestion. line. This latency is obviously irrelevant for on-demand content but it can become a serious problem for live events (football matches, music contests, ...) due to the spoiler effect that other distribution channels can create (G2G latency for broadcasting terrestrial or satellite is of the order of 5-7s). The main cause of this latency lies in the

use of ABR protocols, which, to protect the distribution via IP from fluctuations in the bandwidth typical of the Internet, provide for the transformation of the source video stream encoded at different bitrates into segments of fixed length. (2, 5, 10s), a process implemented by the so-called packagers. In this way, the client can download segments compatible with the bitrate actually available to the user at any time, switching seamlessly from one encoded segment at a certain bitrate to another at a different bitrate. This inevitably introduces delays at the source (a segment must be completed before it can be transmitted), in the CDN (a segment must be received in full before it can be transmitted) and in the client (to avoid interruptions in playback, it is necessary to buffer some segments). The good news is that Low Latency (LL) versions of the 2 main protocols ABR, HLS and DASH have already been standardised, which allow G2G latencies even lower than those of digital terrestrial, while maintaining full backwards compatibility with non- LL. We will only have to wait for these new standards to spread in the elements of the OTT chain, from packagers to players via CDN, to see the benefits in commercial services. The use of linear TV in OTT mode usually takes place through the apps prepared by each publisher / aggregator, selected via point & click from those available on the single device. A first general aspect posed by this approach is precisely the availability of each app for the various devices, at least the most popular ones. The following matrix represents the situation for the Italian market: An articulated situation like this, in addition to representing a serious problem for development, testing and maintenance of the app in question by operators and manufacturers, puts users in front of a very fragmented and uneven viewing experience. Specifically, to switch from the channel / linear event of operator A to that of operator B you are asked to leave app A to go to app B. A very different situation from traditional television, where the selection and presentation of the linear offer takes place through the only app made available by the receiver manufacturer, the so-called “resident navigator”, which, in addition to the audio / video signal, is able to present a series of information (metadata) broadcast in a standardised form by the individual operators (channel name, program on / next, etc.) A standard that aims to harmonise the use of OTT linear channels, bringing it back to the traditional model of broadcast TV is DVB-I, where I stands for Internet, mirroring the consolidated DVB-T / T2 for Terrestrial and DVB-S / S2 for the Satellite. Thanks to DVB-I, seamless zapping is made possible between linear channels broadcast in OTT mode and via terrestrial / satellite, sorted within a single channel list, with the presentation of uniform metadata. The most challenging aspects of DVB-I are not those of a technical nature but the ways in which a receiver builds this hybrid channel list. DVB is working on a Central Service Repository (CSR), fed by national regulators, from which all receivers can download the default channel list for the country chosen if installed, without precluding the possibility of other lists (e.g. the manufacturer, vertical operators, ...)

Regulation

As is known, television broadcasting is highly regulated at the level of the single State in terms of frequencies, channel ordering, protection of minors, advertising crowds, concentration, quality standards and more. Conversely, the OTT enjoys very light regulation, largely voluntary, especially due to its supranational nature, which is beyond the control of individual regulators. Paradigmatic is the recent pronouncement of the AgCom regarding the inefficiencies that occurred in the first days of the Serie A 2021-22 football championship on some departures transmitted in OTT by DAZN: the Authority expressed the impossibility of distrusting and therefore possibly sanctioning DAZN because the same operates without the need for ministerial authorisation, so AgCom is not certain that it is subject to the set of rules that govern the sector in Italy. A truly unequal fight ... 

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