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
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 Internetiin 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 reitittimillä 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 Synchronous 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
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
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 Internetiin Petri Vuorimaa 21
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
Elisa Communications ADSL Kytkentämaksu 78 (tarjous 8 ) Kuukausimaksu Nopeus Liittymä Pääte Yhteensä 256/256K 39 9 48 /kk 512k/512k 49 9 58 /kk 1M/512k 59 9 68 /kk 2M/512k 99 9 108 /kk 4M/512K 299 9 308 /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 Welho 525: + Liittymismaksu 30 + Kuukausimaksu 49 /kk + Kaapelimodeemin vuokra 6 /kk + Yhteensä 55 /kk Petri Vuorimaa 26
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
WAP Petri Vuorimaa 28
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
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 2002-2003 täydelliset palvelut tarjolla 2005 Petri Vuorimaa 30
Digitaalinen televisio Digitaaliset lähetykset: enemmän kanavia parempi laatu Set-Top Box Erillinen vastaanotin: halpa tietokone multimedia Paluukanava: Interaktiiviset palvelut Internet Petri Vuorimaa 31
Otadigi Petri Vuorimaa 32
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 33
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
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
Resource ReserVation Protocol (RSVP) Resv -viestit Kohde 1 Lähde Path -viestit Kohde 2 Kohde 3 Petri Vuorimaa 36
Differentiated Services Traffic meter MF classifier Marker Traffic conditioner Ingress router Core router Core router Egress router BA classifier Queuing Petri Vuorimaa 37
Palvelut Palveluarkkitehtuuri Palvelimet XML Demo Petri Vuorimaa 38
Sisältö ja Internet Asiakas Multimedian siirto Internetissä Internet Palvelin Media Sovellus Tietokanta Multimediadokumentit Videoneuvottelu Petri Vuorimaa 39
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
Realmedia-arkkitehtuuri Petri Vuorimaa 41
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
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
Eri päätelaitteet Petri Vuorimaa 44
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