Multimediajärjestelmät Johdanto Päätelaitteet Verkkoteknologiat Palvelut Yhteenveto Petri Vuorimaa 1
Mediakonvergenssi Tietoliikenne-, tietotekniikka- ja mediateollisuuden yhdentyminen Internetin trendit: + laajakaistaiset yhteydet + langattomat yhteydet + uudet päätelaitteet + multimediapalvelut + sisällön hallinta, muokkaus ja uudelleenkäyttö Petri Vuorimaa 2
Palvelujen jakelu Sisällön luonti ja hallinta QoS Käyttäjä Selain Palvelut Portaalit Palvelimet Tietoliikenne Päätelaite Resurssien hallinta Petri Vuorimaa 3
Päätelaitteet Tulevaisuuden päätelaitteet Laitteisto Ohjelmisto Käyttöliittymät Petri Vuorimaa 4
Päätelaitteet Toimisto Auto Koti Petri Vuorimaa 5
Multimediatietokoneet Useat tietokoneet tukevat multimediaa Tietokoneissa on yleensä väylä Prosessori Muisti Kovalevy CD-ROM Väylä Video Audio Portit USB MIDI Verkko Petri Vuorimaa 6
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
Käyttöjärjestelmä Soittimet Ikkunointi Näyttöajurit Näyttö Sovellus Kodekit Käyttöjärjestelmän ydin Laitteisto Mediaprotokollat IP-protokollat Verkkoajurit Verkkokortti Petri Vuorimaa 8
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
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
DigiTV:n ohjelmaopas Petri Vuorimaa 11
Verkkoteknologiat Paikallisverkot Langattomat verkot Runkoverkot Jakeluverkot Internet Petri Vuorimaa 13
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 Internettiin Runkoverkossa voidaan käyttää myös Gigabit Ethernettiä Petri Vuorimaa 14
Langattomat verkot Langattomat paikallisverkot vielä vähäisessä käytössä Langaton Ethernet on suosituin (IEEE 802.11 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
Runkoverkot Internet koostuu reittimillä toisiinsa kytketyistä paikallisverkoista Paikallisverkkojen väliset yhteydet kulkevat julkisessa televerkossa Kiinteiden yhteyksien vuokraaminen on kallista, joten mieluimmin käytetään pakettikytkentäisiä WAN-verkkoja Petri Vuorimaa 16
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 Sychronous Digital Hierarchy eli SDH/SONET (optinen kuitu) Kytkiminä voidaan käyttää ATM-kytkimiä Petri Vuorimaa 17
IP + ATM + SDH SWITCH ATM ATM SWITCH ROUTER HUB SDH ROUTER HUB Petri Vuorimaa 18
Wavelenght Division Multiplexing Optisten kuitujen siirtokapasiteetti voidaan monikertaistaa WDM-tekniikalla Yhden taajuuden sijasta käytetään usempaa taajuutta Tarvitaan useita eri värisiä puolijohdelasereita Samassa kuidussa voi kulkea yhtäaikaa useampia erillisiä SDH-yhteyksiä Petri Vuorimaa 19
Jakeluverkot Digitaaliset tilaajalinjat Kaapelitelevisiomodeemit Digitaalinen televisio Multimediakännykkä Petri Vuorimaa 20
Digitaaliset tilaajalinjat Digitaalisissa tilaajalinjoissa käytetään olemassa olevia parikaapeleita Modeemeissa hyödynnetään tehokasta signaalinkäsittelyä Digitaaliset tilaajalinjat tuovat laajakaistaiset yhteydet koteihin Lähimmästä puhelinkeskuksesta on suora pääsy Internettiin Petri Vuorimaa 21
Eri tekniikat IDSL = ISDN ADSL = Assymmetric DSL R-ADSL = Rate Adaptive ADSL HDSL = High Bit-Rate DSL SDSL = Single-Line DSL VDSL = Very High Bit-Rate DSL Petri Vuorimaa 22
Elisa Communications ADSL Kytkentämaksu 2950 mk (sis alv 22%) Kuukausimaksu Nopeus Liittymä Kolumbus 1 Yhteensä 256k/256k 395 mk 149 mk 544 mk/kk 1M/384k 650 mk 449 mk 1099 mk/kk 2M/512k 800 mk 649 mk 1449 mk/kk Petri Vuorimaa 23
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
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
HTV:n kaapelimodeemi Yksityisasiakkaat: + Liittymismaksu 270 mk + Kuukausimaksu 245 mk/modeemi + Rajoittamaton käyttöoikeus. Yritysasiakkaat: + Liittymismaksu 750 mk + Kuukausimaksu 500 mk/modeemi + Lisätyöasema 100 mk/kk + Rajoittamaton käyttöoikeus. Petri Vuorimaa 26
WAP Petri Vuorimaa 27
3. sukupolven matkapuhelimet ETSI: Universal Monile Telecommunications System (UMTS) ITU: International Mobile Telecommunication 2000 (ITM-2000 / ent. FPLMTS) ARIB: Association of Radio Industry Business Petri Vuorimaa 28
UMTS 3. sukupolven palvelut ja järjestelmä operaattoreille ja valmistajille avoin standardi kehityspolku nykyisistä järjestelmistä (GSM, DCS1800 ja DECT) nopeus aina 2 Mbit/s asti rajoitettu käyttö 2002-2003 täydelliset palvelut tarjolla 2005 Petri Vuorimaa 29
Digitaalinen televisio Digitaaliset lähetykset: enemmän kanavia parempi laatu Set-Top-Box Erillinen vastaanotin: halpa tietokone multimedia Paluukanava: Interaktiiviset palvelut Internet Petri Vuorimaa 30
Tekniikka Lähetysverkko: maanpäällinen kaapeli satelliitti Tietokannat: sisältö palvelut käyttäjät laskutus Siirtoverkko Internet ATM Set-Top-Box Paluukanava analoginen modeemi xdsl kaapelimodeemi Petri Vuorimaa 31
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 4.98-31.67 Mbps Petri Vuorimaa 32
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 33
Internetin QoS Jatkuva-aikasen 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 34
Resource ReserVation Protocol (RSVP) Resv -viestit Kohde 1 Lähde Path -viestit Kohde 2 Kohde 3 Petri Vuorimaa 35
Differentiated Services Traffic meter MF classifier Marker Traffic conditioner Ingress router Core router Core router Egress router BA classifier Queuing Petri Vuorimaa 36
Palvelut Palveluarkkitehtuuri Palvelimet XML Demo Petri Vuorimaa 37
Sisältö ja Internet Asiakas Multimedian siirto Internetissä Internet Palvelin Media Sovellus Tietokanta Multimediadokumentit Videoneuvottelu Petri Vuorimaa 38
Realmedia Realmedia on tyypillinen esimerkki asiakas / palvelin -arkkihtehtuurista Järjestelmän avulla voi streamata eri medioita (ääni, video, grafiikka jne.) Järjestelmä koostuu tuotantotyökaluista, palvelimista, välipalvelimista ja asiaskasohjelmista Asiakasohjelman perusversiot ovat ilmaisia, mutta muut maksullisia tuotteita Petri Vuorimaa 39
Realmedia-arkkitehtuuri Petri Vuorimaa 40
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 synkrointi vaatii SMiL:n käyttöä Petri Vuorimaa 41
Langattomat palvelut XML on luutavasti WAP:n seuraava vaihe Palvelun sisältö kuvataan XML:llä Ulkoasu määritellään XSL:llä Vuorovaikutteisuus toteutetaan ECMASkriptillä Selaimen tulee hallita myös jatkuva-aikaisten medioiden käyttö ja ohjata verkon QoSominaisuuksia Petri Vuorimaa 42
Elokuvateatteri-demo Petri Vuorimaa 43
Yhteenveto Internet ulottuu kaikialle Internet tukee multimediaa Kaikki palvelut toimivat kaikissa päätelaitteissa Palvelut on hajautettu verkkoon Kaikki laitteet keskustelevat keskenään Käyttöliittymä on hajautettu eri päätelaitteille Petri Vuorimaa 44