Multimediajärjestelmät

Transkriptio

1 Multimediajärjestelmät Johdanto Päätelaitteet Verkkoteknologiat Palvelut Yhteenveto Petri Vuorimaa 1

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

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

4 Päätelaitteet Tulevaisuuden päätelaitteet Laitteisto Ohjelmisto Käyttöliittymät Petri Vuorimaa 4

5 Päätelaitteet Toimisto Auto Koti Petri Vuorimaa 5

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

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

8 Käyttöjärjestelmä Soittimet Ikkunointi Näyttöajurit Näyttö Sovellus Kodekit Käyttöjärjestelmän ydin Laitteisto Mediaprotokollat IP-protokollat Verkkoajurit Verkkokortti Petri Vuorimaa 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 Petri Vuorimaa 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 Petri Vuorimaa 10

11

12

13 Verkkoteknologiat Paikallisverkot Langattomat verkot Runkoverkot Jakeluverkot Internet Petri Vuorimaa 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 Petri Vuorimaa 14

15 Langattomat verkot Langattomat paikallisverkot vielä vähäisessä käytössä 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 Petri Vuorimaa 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 Petri Vuorimaa 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 Petri Vuorimaa 17

18 IP + ATM + SDH SWITCH ATM ATM SWITCH ROUTER HUB SDH ROUTER HUB Petri Vuorimaa 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 Petri Vuorimaa 19

20 Jakeluverkot Digitaaliset tilaajalinjat Kaapelitelevisiomodeemit Digitaalinen televisio Multimediakännykkä Petri Vuorimaa 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 Petri Vuorimaa 21

22 Eri tekniikat xdsl 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 Petri Vuorimaa 22

23 Elisa Communications ADSL Kytkentämaksu 78 (tarjous 8 ) Kuukausimaksu Nopeus Liittymä Pääte Yhteensä 256/256K /kk 512k/512k /kk 1M/512k /kk 2M/512k /kk 4M/512K /kk Petri Vuorimaa 23

24 Kaapelitelevisio Yhteisantennijärjestelmä = Community Antenna Television (CATV) Suomessa alle 60 % talouksista Kaksisuuntaisten datapalvelujen käyttöä varten tarvitaan kaapelimodeemi Myös kaapelitelevisioverkkoa pitää päivittää Mahdollistaa Internetin käytön, tilausvideot, jne. Petri Vuorimaa 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 Petri Vuorimaa 25

26 HTV:n kaapelimodeemi Welho 525: + Liittymismaksu 30 + Kuukausimaksu 49 /kk + Kaapelimodeemin vuokra 6 /kk + Yhteensä 55 /kk Petri Vuorimaa 26

27 3G UMTS on kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmä Siirtokapasiteetti on riittävä multimediapalveluja varten Siirtyminen UMTS-järjestelmiin nähdään nykyisten järjestelmien evoluutiona + GSM 2+, WAP, HSCSD, GPRS, EDGE, WCDMA, UMTS Petri Vuorimaa 27

28 WAP Petri Vuorimaa 28

29 3. sukupolven matkapuhelimet ETSI: Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ITU: International Mobile Telecommunication 2000 (ITM-2000 / ent. FPLMTS) ARIB: Association of Radio Industry Business Petri Vuorimaa 29

30 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 2005 Petri Vuorimaa 30

31 Digitaalinen televisio Digitaaliset lähetykset: enemmän kanavia parempi laatu Set-Top Box Erillinen vastaanotin: halpa tietokone multimedia Paluukanava: Interaktiiviset palvelut Internet Petri Vuorimaa 31

32 Otadigi Petri Vuorimaa 32

33 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 Petri Vuorimaa 33

34 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) Petri Vuorimaa 34

35 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 Petri Vuorimaa 35

36 Resource ReserVation Protocol (RSVP) Resv -viestit Kohde 1 Lähde Path -viestit Kohde 2 Kohde 3 Petri Vuorimaa 36

37 Differentiated Services Traffic meter MF classifier Marker Traffic conditioner Ingress router Core router Core router Egress router BA classifier Queuing Petri Vuorimaa 37

38 Palvelut Palveluarkkitehtuuri Palvelimet XML Demo Petri Vuorimaa 38

39 Sisältö ja Internet Asiakas Multimedian siirto Internetissä Internet Palvelin Media Sovellus Tietokanta Multimediadokumentit Videoneuvottelu Petri Vuorimaa 39

40 Realmedia Realmedia on tyypillinen esimerkki asiakas / palvelin -arkkitehtuurista Järjestelmän avulla voi streamata eri medioita (ääni, video, grafiikka jne.) Järjestelmä koostuu tuotantotyökaluista, palvelimista, välipalvelimista ja asiakasohjelmista Asiakasohjelman perusversiot ovat ilmaisia, mutta muut maksullisia tuotteita Petri Vuorimaa 40

41 Realmedia-arkkitehtuuri Petri Vuorimaa 41

42 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 Petri Vuorimaa 42

43 Langattomat palvelut XML on luultavasti WAP:n seuraava vaihe Palvelun sisältö kuvataan XHTML:llä Ulkoasu määritellään CSS-tyylisivuilla Vuorovaikutteisuus toteutetaan ECMASkriptillä Selaimen tulee hallita myös jatkuva-aikaisten medioiden käyttö ja ohjata verkon QoSominaisuuksia Petri Vuorimaa 43

44 Eri päätelaitteet Petri Vuorimaa 44

45 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 Petri Vuorimaa 45