Architetture, Servizi e Multimedialità nei Nuovi Media

Dottorato in Scienze dell’ IngegneriaXXIV Ciclo

Ing. Elisa Benettielisa.benetti@unife.it

Tutor: Prof. Gianluca Mazzini

Dipartimento di Ingegneria dell‘ Informazione Università degli Studi di Ferrara

Introduzione•Scopo della tesi:

▫Analisi delle nuove opportunità fornite dalle infrastrutture esistenti ed in sviluppo

▫Analisi degli standard e dei vincoli tecnologici delle infrastrutture stesse

▫Multicanalità: fornire gli stessi servizi su differenti infrastrutture tramite opportuni meccanismi di adattamento al mezzo trasmissivo.

Indice1. Infrastrutture Wireless:

▫ Broadcasting DVB-T▫ Servizi MHP e Teletext▫ Audio/Video

2. Infrastrutture Wired:▫ NGN▫ IpTV

3. Progetti paralleli:▫ Reti di Sensori▫ Monitoraggio Rete e Servizi▫ Portale Open Data

1. Infrastrutture Wireless

DVB-T Digital e Knowledge Divide: Televisione

come mezzo più diffuso e conosciuto nelle famiglie italiane, Digitale Terrestre come nuova opportunità di diffusione delle informazioni. Servizi MHP Servizi Teletext

OpenCaster: utilizzato come software OpenSource per il broadcasting Ottimizzazione delle bitrates associate ai servizi

per minimizzare i tempi di attesa di caricamento

Ottimizzazione bitrates(1/2)Ottenuta tramite un modello di Programmazione Lineare:

• Parametri noti:▫ Numero dei servizi: ad oggi 8 ▫ Dimensione media dei servizi: ad oggi valori impostati [1600000, 440000,

560000, 480000, 2400000, 320000, 400000, 1120000], Relativi ai servizi in quest’ ordine: ['Cartellone', 'ProvinciaFerrara',

'Civetta','RifugioCaneGatto', 'ComuneArgenta',‘ Launcher', 'MenuApps', ‘Forli']

▫ Bitrate totale disponibile per i servizi: ad oggi 1783284

• Vincoli lineari di base:▫ Ogni bitrate deve avere un valore positivo >0

▫ La somma delle bitrate deve essere uguale alla bitrate totale disponibile per servizi

• Funzione obiettivo:▫ Minimizzare la media dei secondi necessari allo scaricamento di un servizio

Ottimizzazione bitrates(2/2)Implementato tramite Xpress-Mosel. Esempio di output:

Ulteriori vincoli opzionali:• Tutti i servizi si devono caricare entro un tempo massimo• Launcher e Menu con tempi di caricamento molto bassi decisi a

priori• Priorità tra i servizi• ……

Servizi MHP(1/2)

Feed RSS JavaExecutabl

e

Binary File(s)

Images + Classes

Xlet ContainingFolder

OpenCaster

Broadcasting

Audio/Video

Servizi MHP(2/2) Servizio Informativo Visita Guidata Servizio con Accesso Condizionato Autovalutazione per t-learning

Teletext

Feed RSS JavaExecutab

le

Python File

Xlets Containing Folders

Audio/Video

OpenCaster

Broadcasting

MHP vs Teletext(1/3)• Calcolo delle tempistiche minime, massime e medie per

leggere una notizia di interesse nel caso di un servizio MHP:

• Calcolo delle tempistiche minime, massime e medie per leggere una notizia di interesse nel caso di un servizio Teletext:

MHP vs Teletext(2/3)

MHP vs Teletext(3/3) Fino a 1000 notizie: stesse prestazioni MHP risente della velocità dell’ utente partendo dalle 3000

notizie in poi Teletext può risultare più performante nel caso migliore di tempo

di click: dipende esclusivamente dalle tempistiche dell’ utente

10 50100

250500

10001250

15002000

25003000

35004000

500010000

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000MHP vs TXT (AVG)

0,5 (TXT)

0,5 (MHP)

3 (TXT)

3(MHP)

Tota

l Tim

e (s

)

Click Time (s)

News Number

10 50100

250500

10001250

15002000

25003000

35004000

500010000

0

5

10

15

20

25

30

35MHP vs TXT (MIN)

0,5 (TXT)

0,5 (MHP)

3 (TXT)

3(MHP)

Tota

l Tim

e (s

)

Click Time (s)

News Number

Audio/Video Programmazione da palinsesto Dirette Televisive

FIFO 1 FIFO 2

FIFO 3

Audio/VideoStorage

Audio/VideoFile Loop

OpenCaster

Broadcasting

Live Event

ConversionLogo

Superimpression

2. Infrastrutture Wired

Reti NGN• Architetture: dipendono dalla terminazione

della tratta in fibra (FTTE , FTTC, FTTB, FTTH). • Sistemi di accesso:

▫ P2P: collegamenti dedicati in fibra▫ GPON ed EPON (reti ottiche passive): utilizza

splitter per limitare il numero di fibre TDM: vengono utilizzate dall’ OLT due lunghezze

d’onda per le trasmissioni in upstream e downstream WDM: l’ OLT emette su fibra singola 2n lunghezze d’

onda differenti

• Ad oggi la scelta proposta dai principali operatori risulta essere l’ architettura FTTC o FTTH con sistema GPON

Web• Simulcast ottenuto tramite sdoppiamento dello

streaming• Audio Video disponibili anche in versione OnDemand• Servizi MHP e Teletext riproposti anche su sito web

Audio/Video• IPTV come killer application?

▫ Stream video H264 SD: richiede fino a 2Mb/s▫ Segnali HD H264: richiedono 8-12 Mb/s

• Distribuzione Multicast:▫ Core Network: protocollo PIM-DM (evita traffico

IGMP e non necessita di RP nella rete, si suppone vi sia almeno un ricevente attivo in ogni sottorete)

▫ Distribution Network: Ethernet: VLAN per subscriber e VLAN per service Reti Ottiche: costruzione di uno o più light trees

sfruttando la tecnologia WDM

OpenBOXWare• Piattaforma OpenSource per la gestione di flussi

multimediali provenienti da fonti eterogenee locali e remote.▫Realizzato plugin per Streaming di LepidaTV e lettura

feedRSS▫Studio fattibilità per adattamento dei servizi Mhp

3. Progetti Paralleli

Progetto Reti di Sensori Monitoraggio Frane (Servizi Tecnici di Bacino, MO) Monitoraggio Traffico (Comune di S. G. in Persiceto) Fonometro (Comune di Poggio Berni)

Progetto Reti di Sensori Monitoraggio Frane (Servizi Tecnici di Bacino, MO) Monitoraggio Traffico (Comune di S. G. in Persiceto) Fonometro (Comune di Poggio Berni)

• Integrazione con il sistema multicanale:▫ Servizio ad accesso condizionato per visualizzazione

logs e ticketing▫ Servizio informativo per mostrare dati di interesse per

il cittadino (informazioni traffico, polveri sottili)▫ Teletext per mostrare per comune numero e tipologia di

sensori presenti

Progetto Monitoraggio• Monitoraggio congiunto del traffico di rete e dei

servizi erogati:▫ Aggregazione dei dati▫ Salvataggio di configurazioni di visualizzazione▫ Caching dei grafici per ottimizzazione delle prestazioni

Progetto Monitoraggio• Monitoraggio congiunto del traffico di rete e dei

servizi erogati:▫ Aggregazione dei dati▫ Salvataggio di configurazioni di visualizzazione▫ Caching dei grafici per ottimizzazione delle prestazioni

• Integrazione con il sistema multicanale:▫ Servizio di visita guidata per mostrare due gallerie con

grafici di rete e servizi, seguiti dalla loro descrizione▫ Teletext per mostrare valori minimo, massimo, medio

calcolati su differenti slot periodici (giorno, mese, anno)

Progetto Open Data• Dati Pubblici:

informazioni raccolte dalla PA e divulgate per promuovere un sapere sociale diffuso

• Riuso: Non solo di dati ma anche di servizi (portale Open Data della Regione Piemonte)

• Collettore per i dati provenienti dai progetti precedenti e da altri progetti presenti in Regione Emilia Romagna

Progetto Open Data• Dati Pubblici:

informazioni raccolte dalla PA e divulgate per promuovere un sapere sociale diffuso

• Riuso: Non solo di dati ma anche di servizi (portale Open Data della Regione Piemonte)

• Collettore per i dati provenienti dai progetti precedenti e da altri progetti presenti in Regione Emilia Romagna

• Integrazione con il sistema multicanale:▫ Tutti dati esposti

tramite csv possono tutti essere integrati in Servizi Informativi o Teletext (eventualmente in forme aggregate per grandi moli di dati)

Conclusioni:• Analizzato e ottimizzato tramite software OpenSource il

flusso di trasporto DVB-T.▫ Sviluppate 4 tipologie di Servizi MHP e Teletext▫ Realizzate filiere di conversione video ottimizzate sia per

programmazione da palinsesto che dirette• Su web:

▫ Riadattati i Servizi MHP e Teletext▫ Audio/video in Simulcast e OnDemand

• Analizzate architetture e sistemi per lo sviluppo di reti NGN.▫ IpTV come killer application ▫ Inquadramento dei protocolli multicast utilizzabili▫ Analisi e sviluppo di plugin per la piattaforma OpenBoxWare

• Progetti paralleli per il recupero di dati da erogare nel sistema multicanale:

▫ Reti di Sensori▫ Monitoraggio▫ OpenData

Pubblicazioni

• “Network and Services Monitoring System” – E. Benetti, G. Mazzini - 19th International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks. SoftCOM 2011. September 15-17, 2011 - Croatia

• “MHP Application for a Self Evaluation Service” – E. Benetti, G. Mazzini - 19th International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks. SoftCOM 2011. September 15-17, 2011 - Croatia

• “Environmental Monitoring Supported by the Regional Network Infrastructure” – E. Benetti, C. Taddia , G. Mazzini - : Environmental Monitoring, ISBN 978-953-307-724-6, Edited by: Ema O. Ekundayo, Publisher: InTech, November 2011 (pages 389 - 410)

• “Multichannel Modality in Displaying Information” – E. Benetti, G. Mazzini -  International Journal of Adaptive, Resilient and Autonomic Systems – Submitted

• “Weak interactive systems design in wireless broadcast channels” – E. Benetti, G. Mazzini - IEEE 70th Vehicular Technology Conference. VTC-Fall 2009. September 20-23, 2009 - Anchorage, Alaska

• “Agent UML for Reliable Multicast Protocols Design” – E. Benetti, G. Mazzini - 17th International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks. SoftCOM 2009. September 24-26, 2009 - Split-Hvar-Korcula, Croatia

• “Centralized Management of Data Collection over Hybrid Networks” – E. Benetti, E. Salbaroli, C. Taddia , G. Mazzini - First International Conferences on Access Networks, Services and Technologies. ACCESS 2010. September 20-25, 2010 - Valencia, Spain

• “Interactive Services for Digital Terrestrial Television” – E. Benetti, G. Mazzini - 18th International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks. SoftCOM 2010. September 23-25, 2010 - Split - Bol (island of Brac), Croatia