Multimediajärjestelmät Mediakonvergenssi Johdanto Päätelaitteet Verkkoteknologiat Palvelut Yhteenveto Tietoliikenne-, tietotekniikka- ja mediateollisuuden yhdentyminen Internetin trendit: laajakaistaiset yhteydet langattomat yhteydet uudet päätelaitteet multimediapalvelut sisällön hallinta, muokkaus ja uudelleenkäyttö 1 2 Palvelujen jakelu Päätelaitteet Sisällön luonti ja hallinta Palvelut Portaalit Palvelimet QoS Tietoliikenne Käyttäjä Selain Päätelaite Tulevaisuuden päätelaitteet Laitteisto Ohjelmisto Käyttöliittymät Resurssien hallinta 3 4 Päätelaitteet Multimediatietokoneet Toimisto Useat tietokoneet tukevat multimediaa Tietokoneissa on yleensä väylä Auto Koti Prosessori Muisti Kovalevy CD-ROM Väylä Video Audio Portit USB MIDI Verkko 5 6
Sulautetut laitteet Käyttöjärjestelmä Sulautetuissa laitteissa ei yleensä käytetä väylää Set-top box Viritin ja demodulaattori Salauksen purku Demux Videodekooderi Audiodekooderi Soittimet Ikkunointi Näyttöajurit Sovellus Kodekit Käyttöjärjestelmän ydin Mediaprotokollat IP-protokollat Verkkoajurit Muisti Mikroprosessori Modeemi Näyttö Laitteisto Verkkokortti 7 8 Reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät Käyttöliittymät 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 Multimediapalveluiden käyttöliittymät poikkeavat nykyisistä käyttöliittymistä Enemmän audio-visuaalista informaatiota Käyttöliittymällä on juoni Uusissa päätelaitteissa ei ole hiirtä Nykyiset ikkunoihin perustavat käyttöliittymät eivät käy 9 10 (c) Petri Vuorimaa 3.4.2009 11 (c) Petri Vuorimaa 3.4.2009 12
Verkkoteknologiat Paikallisverkot Paikallisverkot Langattomat verkot Runkoverkot Jakeluverkot Internet 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 13 14 Langattomat verkot Runkoverkot 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 Internet koostuu reitittimillä toisiinsa kytketyistä paikallisverkoista Paikallisverkkojen väliset yhteydet kulkevat julkisessa televerkossa Kiinteiden yhteyksien vuokraaminen on kallista, joten mieluimmin käytetään pakettikytkentäisiä WAN-verkkoja 15 16 Digitaaliset televerkot IP + ATM + SDH 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 SWITCH ROUTER HUB ATM SDH ATM ROUTER HUB SWITCH 17 18
Wavelength Division Multiplexing Jakeluverkot 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 Digitaaliset tilaajalinjat Kaapelitelevisiomodeemit Digitaalinen televisio Multimediakännykkä 19 20 Digitaaliset tilaajalinjat Eri tekniikat Digitaalisissa tilaajalinjoissa käytetään olemassa olevia parikaapeleita Modeemeissa hyödynnetään tehokasta signaalinkäsittelyä Digitaaliset tilaajalinjat tuovat laajakaistaiset yhteydet koteihin Lähimmästä puhelinkeskuksesta on suora pääsy Internetiin 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 21 22 Elisa Communications ADSL Kytkentämaksu 78 (tarjous 0 ) Kuukausimaksu Nopeus Hinta 256/256k 19.90 512k/512k 24.90 1M/512k 36.00 2M/512k 49.00 8M/1M 59.00 Kaapelitelevisio Yhteisantennijärjestelmä = Community Antenna Television (CATV) Suomessa 54 % talouksista Kaksisuuntaisten datapalvelujen käyttöä varten tarvitaan kaapelimodeemi Myös kaapelitelevisioverkkoa pitää päivittää Mahdollistaa Internetin käytön, tilausvideot, jne. 23 24
Kaapelitelevisiomodeemit HTV:n kaapelimodeemi 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 Welho 525: Liittymismaksu 30 Kuukausimaksu 25 /kk Kaapelimodeemin vuokra 6 /kk Yhteensä 31 /kk 25 26 HSCSD GPRS 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 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 27 28 EDGE 3. sukupolven matkapuhelimet Enhanced Data Rates for Global Evolution Pakettiliikenne max 473 kbps Piirikytketty liikenne max 64 kbps ETSI: Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ITU: International Mobile Telecommunication 2000 (ITM-2000 / ent. FPLMTS) ARIB: Association of Radio Industry Business 29 30
UMTS High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA) 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 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 31 32 Digitaalinen televisio Tekniikka Digitaaliset lähetykset: enemmän kanavia parempi laatu Set-Top Box Erillinen vastaanotin: halpa tietokone multimedia Lähetysverkko: maanpäällinen kaapeli satelliitti Set-Top Box Paluukanava: Interaktiiviset palvelut Internet Tietokannat: sisältö palvelut käyttäjät laskutus Siirtoverkko Internet ATM Paluukanava analoginen modeemi xdsl kaapelimodeemi 33 34 Lähetystekniikka Multimedian siirto Internetissä 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 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) 35 36
Internetin QoS Resource ReserVation Protocol (RSVP) 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 Lähde Path -viestit Resv -viestit Kohde 1 Kohde 2 Kohde 3 37 38 Differentiated Services Palvelut MF classifier Traffic meter Marker Traffic conditioner Palveluarkkitehtuuri Palvelimet XML Demo Ingress router Core router Core router Egress router BA classifier Queuing 39 40 Asiakas Sisältö ja Internet Multimedian siirto Internetissä Internet Palvelin Sovellus Media Tietokanta Multimediadokumentit Videoneuvottelu 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 41 42
Helix Alusta 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 43 44 Langattomat palvelut Eri päätelaitteet 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 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