Dottorato Elisa Benetti
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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
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