Johdanto. Mitä on multimedia Multimediajärjestelmät Palvelun laatu Synkronointi / orkestrointi Standardit Sovellukset Konvergenssi Arvoketju

Transkriptio

1 Johdanto Mitä on multimedia Multimediajärjestelmät Palvelun laatu Synkronointi / orkestrointi Standardit Sovellukset Konvergenssi Arvoketju Petri Vuorimaa 1

2 Mitä on multimedia? 1. Monta mediaa 2. Vuorovaikutus 3. Aika Petri Vuorimaa 2

3 Monta mediaa Eri medioita +teksti + grafiikka + animaatio + kuva + ääni +video Luonnolliset lähteet / keinotekoiset Petri Vuorimaa 3

4 Vuorovaikutus Itsenäinen / verkotettu sovelllus Vuorovaikutuksen taso + käyttöliittymä, sovellus, palvelu Vuorovaikutuksen määrä + sähköposti, tilausvideo, videoneuvottelu, videopeli, virtuaalitodellisuus Petri Vuorimaa 4

5 Aika Eri medioiden tahdistus + synchronous + esim. huulisynkronointi Median sisäinen ajoitus + isochronous + esim. videokuva Yleensä sovelluksilla on ajallinen ulottuvuus + esim. juoni Petri Vuorimaa 5

6 Hypermedia Eri medioita Rajallisesti vuorovaikutusta Ei ajallista ulottuvuutta Ei synkronointia Hyperlinkit Petri Vuorimaa 6

7 Mikä on multimediajärjestelmä? Uudet multimedian datatyypit sopivat huonosti yhteen nykyisten tietojärjestelmien kanssa Tarvitaan enemmän tehokkuutta ja laatua Järjestelmät täytyy pystyä suunnittelemaan korkeammalla abstraktiotasolla Globaalit heterogeeniset verkot vaativat myös tehokkaita toteutusteknologioita Petri Vuorimaa 7

8 Jatkuva-aikainen media Audio ja video ovat jatkuva-aikaisia medioita Data koostuu peräkkäisistä näytteistä Näytteet toistettava tiukkojen aikarajojen sisällä ja tietomäärät ovat suuria Tämä vaatii paljon tietojärjestelmän osilta + Prosessori (nykyinen teho ei riitä) + Tiedostojärjestelmä (nyt optimoitu tilan suhteen) + Tietoverko (nyt optimoitu datapurskeita varten) Petri Vuorimaa 8

9 Tarvittavat teknologiat Hajautettu olio-ohjelmointi Hypermedia-dokumenttit Multimedian pakkausstandardit Ohjelmoitikielet (skriptit) Siirtoformaatit Ohjelmointirajapinnat Käyttöjärjestelmät Verkkoprotokollat ja -arkkitehtuurit Petri Vuorimaa 9

10 Luokittelu Verkkomalli Informaatiomalli Kommunikaatiomalli Informaatiojärjestelmät Kommunikaatiojärjestelmät Hajautettumalli Petri Vuorimaa 10

11 Hajautettu-malli Sovellus Ohjauskieli Ohjelmointirajapinta Orkestrointi Media Järjestelmä Laitteisto käyttöliittymä, median/laitteiston ohjaus, tiedonsiirto, oliot resurssien jako, synkronointi, metaskedulointi hajautetut objektit, laitteisto, konferenssi, ikkunointi, hypermedia verkon siirtoprotokollat, tiedotojärjestelmät, reaaliaika-skedulointi verkko, muistijärjestelmä, koodaus/dekoodaus Petri Vuorimaa 11

12 Informaatio-malli Yleistä multimediadokumentin mallia ei ole olemassa + XML on lupaavin formaatti Hyperlinkit vähimmäisvaatimus Muita keskeisiä ominaisuuksia: + ajallisten suhteiden määrittäminen + interaktiivisuus + toiminnalliset komponentit Petri Vuorimaa 12

13 Verkko-malli Monipalveluverkot Yleiset puhelinverkot + ISDN + BISDN (Cell Relay, ATM) Internet + Virrat (streamit) + Kaistanvaraus + Multicast Petri Vuorimaa 13

14 Konferenssi-malli Tietokonepohjainen puhelin ja kommuninaatio ovat yhdentymässä Nykyiset OSI-malli ja TCP/IP sopivat huonosti monen osapuolen multimediakommunikointiin Nykyiset sovellukset (sähköposti, ikkunointi) integroituvat kokonaisuuteen huonosti Tulevaisuudessa ei ole sijaa erillisille ratkaisuille + nykyiset sovellukset on suunniteltava niin, että ne perustuvat multimediakommunikaation käyttöön Petri Vuorimaa 14

15 Palvelunlaatu Resurssien varaus tärkeää (laatuparametrit - QoS) Osa sovelluksista vaatii tietyn tasoista laatutasoa ja osalle riittää paras mahdollinen Sovellusta käynnistettäessä pyydetään laatutasoa Palvelun tarjoaja tarkistaa resurssit ja myöntää laatutason Ohjaus huolehtii median sisäisestä (isochronous) ja ulkoisesta (intramedia) synkroinoinnista Petri Vuorimaa 15

16 Quality of Service (QoS) Tiedonsiirron vaatimukset määritellään palvelunlaatu (QoS)-parametrien avulla: + esim. viive, virhetaajuus, kapasiteetti Palvelun käyttäjä neuvottelee laatuparametrit ennen palvelun käyttöä palvelun tarjoajan kanssa Neuvottelussa käytetään ylintä protokollatasoa Parametrit välitetään alemmille tasoille Petri Vuorimaa 16

17 Laatuparametrit Kaista Viive Huojunta Virheet Taattu / paras yritys Petri Vuorimaa 17

18 Laatuparametrien käyttö Neljä tapaa valvoa laatuparametrien toteutumista: + tarkka arvo (puskurointi vaikeaa) + arvio (mallinnus) + raja-arvo (raja-arvojen sumeus) + havainto (laatuluokat määritellään mittausten perusteella) Tarvitaan menetelmiä QoS-parametrien määrittelyä ja sopimista varten eri yksiköiden ja abstraktiotasojen välillä Petri Vuorimaa 18

19 Multimediajärjestelmien hallinta Tarkka sisäinen ja ulkoinen synkronointi edelllyttää ohjausta + haku, siirto, prosessointi ja esitys Resurssien ohjaus vaatii eri komponenttien välistä neuvottelua Eri resurssien ohjausyksiköiden samanaikaista ohjausta kutsutaan orkestroinniksi Petri Vuorimaa 19

20 Synkronointi Jatkuva-aikaisen median synkronointi: + synkronointi on tehtävä tiukkojen rajojen puitteissa + tarvittaessa voidaan turvautua näytteen toistoon tai jättää näyte väliin Synkronointi muuttuu tarkemmaksi syvemmällä järjestelmässä Viiveiden on pysyttävä vakiona + tarvitaan puskurointia Petri Vuorimaa 20

21 Orkestrointi Useiden resurssien varausten ohjaus yhtäaikaa Jokainen resurssin ohjausyksikkö ohjaa omaa resurssiaan Esim: + tiedostojärjestelmä: pääsy tiedostoihin + verkko: liikenteen ohjaus + muisti: puskureiden kulutus + prosessointi: säikeiden ja prosessien skedulointi Petri Vuorimaa 21

22 Standardit Hajautettu multimedia edellyttää järjestelmän eri komponenttien ja tiedon yhteensopivuutta Yhteensopivuus vahvistetaan standardien avulla Standardeja tuottavat standardointielimet, kauppalliset ryhmittymät ja yksittäiset valmistajat Kaksi mallia: viralliset / de facto -standardit Ehdotusten kilpailuttaminen ja de facto - standardien virallistamien Petri Vuorimaa 22

23 Standardointialueet maanpäälinen UMTS matkapuhelin Televisio Internet Yleinen puhelinverkko satelliitti kaapeli LAN langaton yleinen dataverkko Petri Vuorimaa 23

24 Standardien luokittelu käyttäjä toiminto ISO/ITU ryhmä valmistaja tekijä rakenteiset SGML HTML dokumentit tuottaja hajautettu CORBA DCOM ohjelmointi valmistaja siirtoformaatti MHEG MIME Quicktime verkko siirtoverkko ATM Ethernet kustantaja mediaformaatti MPEG MIDI DVI Petri Vuorimaa 24

25 Multimedian sovellusalueita Etäopetus Sähköinen kaupankäynti Uutiset, viihde Paikkatietojärjestelmät Terveydenhuolto Viestintä Petri Vuorimaa 25

26 Etäopetus Tietoliikenteen hyödyntäminen opetusvälineenä Hyper- ja multimedia opiskelumateriaalina Yhteydenpito opettajien ja opiskelijoiden välillä Hallintorutiinit Education + Entertainmet = Edutainment Jousto-opiskelu Esimerkki: virtuaalinen yliopisto Petri Vuorimaa 26

27 Sähköinen kaupankäynti Paljon muutakin kuin pelkkä sähköinen maksuväline Sovellusalueet: pankkitoiminta, julkaisutoiminta, ostospaikat Soveltamismahdollisuudet: myynti ja markkinointi, tuotanto, jakelu, hallinto Esimerkki: pankit, huutokaupat, sähköiset kirjat, levyt, ja liput Petri Vuorimaa 27

28 Uutiset, viihde Julkaisutoiminta Internetissä Sisältö: uutiset, artikkelit, palvelut, viihde Rahoitus: mainostulot, sisältömaksut, lisäarvopalvelut Tavoitteet: markkinointi, perehtyminen uuteen mediaan Esimerkki: mediatalojen ja operaattoreiden portaalit Petri Vuorimaa 28

29 Paikkatietojärjestelmät Elektroniset kartat ja lisäarvopalvelut Sisältö: kartat, piirrustukset, kuvat Käyttö: arkistointi, suunnittelu, haut Toteutus: tietokanta, verkko, työasemat Esimerkki: keltaiset sivut, hakemistot Petri Vuorimaa 29

30 Terveydenhuolto Sähköiset terveydenhuollon palvelut Käyttökohteet: tiedotus, neuvonta, call-center, potilastietojärjestelmät, diagnisointi Toteutus: hajautetut tietojärjestelmät, tietoverkko, päätelaitteet (työasemat, www, langaton, jne.) Haasteet: tietojärjestelmien koko, tiedon määrä, laatuvaatimukset, helppokäyttöisyys, tietosuoja Petri Vuorimaa 30

31 Viestintä Kehittyneet puhelinpalvelut Käyttökohteet: Internet-puhelut, videopuhelut, videoneuvottelut, ryhmätyösovellukset, virtuaalimaailmat Toteutus: ITU-T & valmistajakohtaiset standardit Ongelmat: kustannukset, palvelun laatu, käytettävyys Petri Vuorimaa 31

32 Konvergenssi 1. Tietotekniikka + multimedia-pc 2. Tietoliikenne + puhelut, lisäarvopalvelut, dataliikenne, Internet 3. Viihde-elektroniikka + radio, televisio, lisälaitteet, vuorovaikutteiset palvelut Petri Vuorimaa 32

33 Markkinat Tietokoneet Tietoliikenne Viihdeelektroniikka LAN & WAN Puhelin- ja matkapuhelinverkko Kaapeli-tv & maanpäälinen radio- ja tvverkko Petri Vuorimaa 33

34 Konvergenssi videoneuvottelu videopuhelut interaktiivinen tv kannettava PC matkapuhelin televisio, VCR tietokoneet tietoliikenne viihde-elektron. LAN & WAN puhelinverkko tv-verkko Ethernet POTS, ISDN anal. Kaapeli FDDI, ATM B-ISDN FTTC/FTTH Petri Vuorimaa 34

35 Päätelaitteet Myös päätelaitteet konvergoituvat Samoja sovelluksia voidaan käyttää eri päätelaitteissa Ubiquitous computing Päätelaitteita: + Multimedia-PC + Set-Top-Box (STB) + 3. sukupolven matkapuhelimet (UMTS) Petri Vuorimaa 35

36 Multimedia PC Vakiovarusteita: + äänikortti + kaiuttimet + 3D-grafiikkakortti + DVD + MPEG2 + verkkoliityntä + USB (Firewire) Trendi: käyttöliittymä integroituu Internettiin + www-selain alustana sovelluksille + www-selain = windows Petri Vuorimaa 36

37 Set-Top-Box Perustoiminnot: + digitaalisen television dekoodaus + salauksen purku Lisäominaisuudet: + Multimedia Home Platform (MHP) Java-ympäristö + Internet-yhteys, www-selain + xdsl tai kaapelimodeemi + kovalevy Petri Vuorimaa 37

38 3. sukupolven matkapuhelimet Evoluutio: GSM, GPRS, EDGE, UMTS Perusominaisuudet: + rajoitetut laajakaista-yhteydet + kalenteri, laskin, ym. Sovellukset + tietojen synkronointi, Infrapuna-linkki + Internet (XHTML, Multimedia Messaging, WAP) Lisäominaisuudet: + Bluetooth + puheen ja kirjoitusmerkkien tunnistus Petri Vuorimaa 38

39 Vertailu MM-PC STB UMTS prosessori muisti massamuisti +++ +/- - video lähetyskanava paluukanava Petri Vuorimaa 39

40 Arvoketju Puhelin Kaapeli- ja satelliitti-tv Tuottaja Pakkaaja Siirtäjä Jakelija Kuluttaja Maanpäälinen televisio Petri Vuorimaa 40

41 Internet-arvoketju Tuottaja Pakkaaja Siirtäjä Jakelija Kuluttaja Palvelu Kauppapaikka Runkoverkko ISP Käyttäjä Petri Vuorimaa 41

42 Puhelin Paikallis- ja kaukopuhelut huono tulonlähde + kilpailu syö katteet Langaton puhelinliikenne merkittävä tulonlähde + merkittävä osa puheluista ja dataliikenteestä Multimedia vaatii suuria investointeja + reitittimet ja modeemit tuotava tilaajakeskukseen Optinen kuitu osaksi kunnallistekniikkaa + kunnat tarjoavat peruspalvelut kuten viemäriverkon Petri Vuorimaa 42

43 Kaapeli- ja satelliitti-tv Interaktiivisuus on uusi haaste + kaapeliverkko kaksisuuntaiseksi + modeemit Digitaalisuus lisää kapasiteettia + uudet palvelut Päätelaitteet uusittava + kuka omistaa päätelaitteet? + kuka huolehtii päätelaitteiden päivityksestä? Petri Vuorimaa 43

44 Maanpäälinen televisio Nykyinen lähetyskapasiteetti ei riitä kilpailussa Tuotanto- ja lähetysketju purettava osiin Uudet jakelukanavat otettava käyttöön Millä saadaan kuluttajat hankkimaan päätelaitteet? Miten päätelaitteet saadaan helppokäyttöisiksi? Minkälaisia palveluja pitäisi toteuttaa? Petri Vuorimaa 44

45 Sisällöntuottajat Erikoistua vai ryhtyä sisällönhankkijaksi? Mitä jakelukanavia pitäisi käyttää? Miten hallita kunkin jakelukanavan erikoispiirteet? Petri Vuorimaa 45

46 Laitevalmistajat Viihde-elektroniikka ja tietokoneet lähentyvät toisiaan Mistä hankkia ohjelmointi- ja tietoliikenneosaaminen? Miten hallita tuotteiden lyhenevät elinkaaret + suunnittelu + tuotanto + asiakasuskollisuus Petri Vuorimaa 46

47 Viranomaiset Toimiluvat + tietoliikenne + radio- ja televisioyhtiöt Kuluttajansuoja + sähköiset henkilötiedot + anonymiteetti + sähköinen kaupankäynti Omistusoikeudet + copyright-oikeudet + suojaus, salaus Lieveilmiöt + rikollisuus Petri Vuorimaa 47