Dottorato Elisa Benetti

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Architetture, Servizi e Multimedialità nei Nuovi Media Dottorato in Scienze dell’ Ingegneria XXIV Ciclo Ing. Elisa Benetti [email protected] Tutor: Prof. Gianluca Mazzini Dipartimento di Ingegneria dell‘ Informazione Università degli Studi di Ferrara

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Architetture, Servizi e Multimedialità nei Nuovi Media

Dottorato in Scienze dell’ IngegneriaXXIV Ciclo

Ing. Elisa [email protected]

Tutor: Prof. Gianluca Mazzini

Dipartimento di Ingegneria dell‘ Informazione Università degli Studi di Ferrara

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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.

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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

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1. Infrastrutture Wireless

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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

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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

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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• ……

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Servizi MHP(1/2)

Feed RSS JavaExecutabl

e

Binary File(s)

Images + Classes

Xlet ContainingFolder

OpenCaster

Broadcasting

Audio/Video

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

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Teletext

Feed RSS JavaExecutab

le

Python File

Xlets Containing Folders

Audio/Video

OpenCaster

Broadcasting

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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:

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MHP vs Teletext(2/3)

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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

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Audio/Video Programmazione da palinsesto Dirette Televisive

FIFO 1 FIFO 2

FIFO 3

Audio/VideoStorage

Audio/VideoFile Loop

OpenCaster

Broadcasting

Live Event

ConversionLogo

Superimpression

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2. Infrastrutture Wired

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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

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Web• Simulcast ottenuto tramite sdoppiamento dello

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

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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

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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

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3. Progetti Paralleli

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

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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

Page 23: Dottorato Elisa Benetti

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

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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)

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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

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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)

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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

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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