Multimediajärjestelmät. Johdanto Päätelaitteet Verkkoteknologiat Palvelut Yhteenveto

Transkriptio

1 Multimediajärjestelmät Johdanto Päätelaitteet Verkkoteknologiat Palvelut Yhteenveto 1

2 Mediakonvergenssi Tietoliikenne-, tietotekniikka- ja mediateollisuuden yhdentyminen Internetin trendit: laajakaistaiset yhteydet langattomat yhteydet uudet päätelaitteet multimediapalvelut sisällön hallinta, muokkaus ja uudelleenkäyttö 2

3 Palvelujen jakelu Sisällön luonti ja hallinta QoS Käyttäjä Selain Palvelut Portaalit Palvelimet Tietoliikenne Päätelaite Resurssien hallinta 3

4 Päätelaitteet Tulevaisuuden päätelaitteet Laitteisto Ohjelmisto Käyttöliittymät 4

5 Päätelaitteet Toimisto Auto Koti 5

6 Multimediatietokoneet Useat tietokoneet tukevat multimediaa Tietokoneissa on yleensä väylä Prosessori Muisti Kovalevy CD-ROM Väylä Video Audio Portit USB MIDI Verkko 6

7 Sulautetut laitteet Sulautetuissa laitteissa ei yleensä käytetä väylää Set-top box Viritin ja demodulaattori Salauksen purku Demux Muisti Videodekooderi Audiodekooderi Mikroprosessori Modeemi 7

8 Käyttöjärjestelmä Soittimet Ikkunointi Näyttöajurit Näyttö Sovellus Kodekit Käyttöjärjestelmän ydin Laitteisto Mediaprotokollat IP-protokollat Verkkoajurit Verkkokortti 8

9 Reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät Pieni koko: ylimääräiset ominaisuudet on karsittu Keskeytysten käsittely: ruuhkautuminen estetty Reaaliaikainen skedulointi: suorituksen ajoitus Tehokas muistinhallinta: jaettu muistialue Nopea viestinvälitys: eri tasojen välinen kommunikointi on optimoitu Resurssien varaus: tehtävää ei oteta suoritettavaksi, jos sitä ei pystytä tekemään 9

10 Käyttöliittymät Multimediapalveluiden käyttöliittymät poikkeavat nykyisistä käyttöliittymistä Enemmän audio-visuaalista informaatiota Käyttöliittymällä on juoni Uusissa päätelaitteissa ei ole hiirtä Nykyiset ikkunoihin perustavat käyttöliittymät eivät käy 10

11 11

12 12

13 Verkkoteknologiat Paikallisverkot Langattomat verkot Runkoverkot Jakeluverkot Internet 13

14 Paikallisverkot Nykyiset paikallisverkot perustuvat lähinnä Ethernet-teknologiaan Nykyään käytössä 10BASE-T tai 100BASE-T Henkilökohtaiset työasemat on liitetty keskittimiin (HUB) ja kytkimiin (Switch) Reititin kytkee paikallisverkon Internetiin Runkoverkossa voidaan käyttää myös Gigabit Ethernettiä 14

15 Langattomat verkot Langaton Ethernet on suosituin (IEEE eli WLAN) Radiotie: Frequency Hopping Spread Spectrum Direct Sequence Spread Spectrum Diffused Infrared Taajuusalue 2.4 GHz ja nopeus 2/11 Mbps 15

16 Runkoverkot Internet koostuu reitittimillä toisiinsa kytketyistä paikallisverkoista Paikallisverkkojen väliset yhteydet kulkevat julkisessa televerkossa Kiinteiden yhteyksien vuokraaminen on kallista, joten mieluimmin käytetään pakettikytkentäisiä WAN-verkkoja 16

17 Digitaaliset televerkot Julkiset televerkot koostuvat runko- ja jakeluverkoista Molemmat on jo pitkälti digitalisoitu Jakeluverkoissa käytetään Integrated Services Digital Network eli ISDN-tekniikkaa (parikaapeli) Runkoverkkona on Synchronous Digital Hierarchy eli SDH/SONET (optinen kuitu) Kytkiminä voidaan käyttää ATM-kytkimiä 17

18 IP + ATM + SDH SWITCH ATM ATM SWITCH ROUTER HUB SDH ROUTER HUB 18

19 Wavelength Division Multiplexing Optisten kuitujen siirtokapasiteetti voidaan moninkertaistaa WDM-tekniikalla Yhden taajuuden sijasta käytetään useampaa taajuutta Tarvitaan useita eri värisiä puolijohdelasereita Samassa kuidussa voi kulkea yhtä aikaa useampia erillisiä SDH-yhteyksiä 19

20 Jakeluverkot Digitaaliset tilaajalinjat Kaapelitelevisiomodeemit Digitaalinen televisio Multimediakännykkä 20

21 Digitaaliset tilaajalinjat Digitaalisissa tilaajalinjoissa käytetään olemassa olevia parikaapeleita Modeemeissa hyödynnetään tehokasta signaalinkäsittelyä Digitaaliset tilaajalinjat tuovat laajakaistaiset yhteydet koteihin Lähimmästä puhelinkeskuksesta on suora pääsy Internetiin 21

22 Eri tekniikat IDSL = ISDN ADSL = Asymmetric DSL R-ADSL = Rate Adaptive ADSL HDSL = High Bit-Rate DSL SDSL = Single-Line DSL VDSL = Very High Bit-Rate DSL 22

23 Elisa Communications ADSL Kytkentämaksu 78 (tarjous 0 ) Kuukausimaksu Nopeus Hinta 256/256k k/512k M/512k M/512k M/1M

24 Kaapelitelevisio Yhteisantennijärjestelmä = Community Antenna Television (CATV) Suomessa 54 % talouksista Kaksisuuntaisten datapalvelujen käyttöä varten tarvitaan kaapelimodeemi Myös kaapelitelevisioverkkoa pitää päivittää Mahdollistaa Internetin käytön, tilausvideot, jne. 24

25 Kaapelitelevisiomodeemit Suurin osa modeemeista tukee kaksisuuntaista liikennettä Eri nopeudet alaspäin ja ylöspäin Osa modeemeista tukee myös puhelinliikennettä Osa modeemeista käyttää puhelinverkkoa paluukanavana Kaapelitelevisioverkkoa ei tarvitse muuttaa kaksisuuntaiseksi 25

26 HTV:n kaapelimodeemi Welho 525: Liittymismaksu 30 Kuukausimaksu 25 /kk Kaapelimodeemin vuokra 6 /kk Yhteensä 31 /kk 26

27 HSCSD High Speed Circuit Switched Data Mahdollistaa useamman GSM-kanavan käytön dataliikenteelle yhtä aikaa Suomessa palvelua tarjoaa esim. Sonera Vaatii tukea myös kännykältä Esim. Nokia Card Phone 2.0 normaalinopeus 14.4 kbps kolminkertaistettuna jopa 43.2 kbps 27

28 GPRS General Packet Radio System Perustuu paketteihin - ei piirikytkentöihin Etuna jatkuva yhteys ja nopeammat kytkentäajat GPRS käyttää yhtä GSM radiokanavaa (200 khz) Radiokanavan kapasiteetti on 271 kbps, joka jaetaan kahdeksaan 34 kbps datavirtaan Protokollien ja virheenkorjauksen jälkeen 14.4 kbps GPRS voi käyttää kaikkia datakanavia yhtä aikaa, jolloin kapasiteetti on yli 100 kbps 28

29 EDGE Enhanced Data Rates for Global Evolution Pakettiliikenne max 473 kbps Piirikytketty liikenne max 64 kbps 29

30 3. sukupolven matkapuhelimet ETSI: Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ITU: International Mobile Telecommunication 2000 (ITM-2000 / ent. FPLMTS) ARIB: Association of Radio Industry Business 30

31 UMTS 3. sukupolven palvelut ja järjestelmä operaattoreille ja valmistajille avoin standardi kehityspolku nykyisistä järjestelmistä (GSM, DCS1800 ja DECT) nopeus aina 2 Mbps asti rajoitettu käyttö täydelliset palvelut tarjolla

32 High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) Nopeampi dataliikenteen 3G-verkoissa: 1.8, 3.6, 7.2 ja 14.4 Mbit/s (downlink) Perustuu seuraaville teknologioille: Adaptiivinen modulaatio ja koodaus Nopea pakettien skedulointi tukiasemassa Vahingoittuneiden pakettien nopea uudelleenlähetys 32

33 Digitaalinen televisio Digitaaliset lähetykset: enemmän kanavia parempi laatu Set-Top Box Erillinen vastaanotin: halpa tietokone multimedia Paluukanava: Interaktiiviset palvelut Internet 33

34 Tekniikka Lähetysverkko: maanpäällinen kaapeli satelliitti Set-Top Box Tietokannat: sisältö palvelut käyttäjät laskutus Siirtoverkko Internet ATM Paluukanava analoginen modeemi xdsl kaapelimodeemi 34

35 Lähetystekniikka Digitaalisessa televisiossa käytetään MPEG-2 koodattua videosignaalia Lähetyksessä käytetään useita eri tekniikoita modulaatio virheiden suojaustaso monikantoaalto yksi- tai monitaajuusverkko Valinnoista riippuen käytettävissä oleva kapasiteetti on Mbps 35

36 Multimedian siirto Internetissä Internet ei tue jatkuva-aikaisen median siirtoa pakettien siirto ei ole luotettavaa kapasiteetti ei riitä multimedian siirtoon siirtonopeudesta ei ole takeita Reaaliaikaiset siirtoprotokollat pyrkivät luotettavampaan tiedonsiirtoon (esim. RTP) Mediavirtoja voidaan siirtää yhdessä (Multicast) Siirtokapasiteetti voidaan varata varausprotokollilla (esim. RSVP) 36

37 Internetin QoS Jatkuva-aikaisen median siirto Internetissä edellyttää tukea reitittimiltä Käytössä on kaksi ns. Quality of Service -arkkitehtuuria: Integrated Services ja Differentiated Services Ensimmäisessä jokaiselle mediavirralle varataan tietty kapasiteetti Jälkimmäisessä liikenne jaetaan eri palveluluokkiin 37

38 Resource ReserVation Protocol (RSVP) Resv -viestit Kohde 1 Lähde Path -viestit Kohde 2 Kohde 3 38

39 Differentiated Services Traffic meter MF classifier Marker Traffic conditioner Ingress router Core router Core router Egress router BA classifier Queuing 39

40 Palvelut Palveluarkkitehtuuri Palvelimet XML Demo 40

41 Sisältö ja Internet Asiakas Multimedian siirto Internetissä Internet Palvelin Sovellus Media Tietokanta Multimediadokumentit Videoneuvottelu 41

42 Helix Helix DNA on avoimen lähdekoodin multimediasovellus, joka pohjautuu RealPlayer-ohjelmistoon Se sisältää suoratoistopalvelimen, soittimen, koodekit ja tuotantotyökalut Kaikki komponentit ovat tarjolla sekä kaupallisina että avoimen lähdekoodin versioina Toukokuussa 2006, Helix oli asennettuna yli sataa erilaiseen matkapuhelimeen ja sitä oli toimitettu yli 80 miljoonaa kappaletta 42

43 Helix Alusta 43

44 XML XML on metakieli, jolla voidaan määrittää erilaisia dokumenttien kuvauksia (esim. HTML) Tyylisivut määritellään XSL määritysten mukaisesti Interaktiivisuuden määrittelyyn käytetään ECMAScritp standardia ja DOM-mallia Ajallinen synkronointi vaatii SMIL:n käyttöä 44

45 Langattomat palvelut XML on WAP:n seuraava vaihe Palvelun sisältö kuvataan XHTML:llä Ulkoasu määritellään CSS-tyylisivuilla Vuorovaikutteisuus toteutetaan ECMASkriptillä Vektorigrafiikkaan voidaan käyttää SVG-kieltä Lomakkeissa voidaan käyttää XFormslomakekieltä 45

46 Eri päätelaitteet 46

47 Yhteenveto Internet ulottuu kaikkialle Internet tukee multimediaa Kaikki palvelut toimivat kaikissa päätelaitteissa Palvelut on hajautettu verkkoon Kaikki laitteet keskustelevat keskenään Käyttöliittymä on hajautettu eri päätelaitteille 47