Workshop su tv digitale interattiva e piattaforma

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1 Workshop su tv digitale interattiva e piattaforma JustDVB-IT di Andrea Venturi ([email protected]) e Lorenzo Pallara ([email protected] ) Cineca Casalecchio di Reno 30 marzo 2005 CINECA

2 Agenda 1. la teoria della tv interattiva MHP nelle reti DVB; 2. architetture di integrazione di carousel server su rete tv digitale 3. modalità di accesso al canale interattivo 4. Just DVB IT: installazione e configurazione 5. Case Study: JustDVB-IT per l'emittente SestaRete ed altri giochetti! CINECA

3 Parte 1: tv digitale interattiva la teoria della tv interattiva MHP nelle reti DVB CINECA

4 Introduzione al mercato DVB-T Tecnologia DVB-T Scenario Europeo Scenario Italiano Player e ruoli nel mercato televisivo Il Cineca come si propone CINECA

5 Scenario mondiale della tv interattiva CINECA

6 Cos'è la TV digitale (DVB-T) La prima vera novità nella TV tradizionale dopo il televideo negli ultimi 20 anni! Trasmissioni digitali in MPEG2 Usa le stesse frequenze VHF/UHF Formato del video PAL Ogni rete tv ora è chiamata mux Su un mux, fino a 5 servizi contemporanei CINECA

7 standard DVB-T in italia si basa su standard MPEG2 ISO/IEC Generic coding of moving pictures and associated audio gestiti dal DVB project ( ETSI EN Specification for Service Information (SI) in DVB systems piattaforma interattiva su standard MHP MHP vecchio MHP 1.1 recente non utilizzato MHP 1.3 futuro con supporto smart card CINECA

8 Alcuni dettagli tecnici UHF canalizzazione 8MHz modulazione COFDM reti MFN ed SFN bitrate netto ~24 Mbps compressione video 4 Mbps max ~5 canali per frequenza CINECA

9 Elementi del sistema MPEG2 TS: transport stream pacchetti 188 byte (204 con CRC) PS: program stream adatto alla memorizzazione ES: elementary stream video, audio, dati (EPG, sottotitoli..) PID: packet identifier CINECA

10 perchè da TV a TV interattiva.. per frenare il travaso verso internet lo spettatore da passivo a soggetto attivo il decoder diventa un computer tante iniziative proprietarie (MediaHighway, OpenTV) il DVB forum prende l'onda ed emette gli standard MHP( CINECA

11 cosa è MHP, tecnicamente una macchina virtuale java nel STB delle librerie che interfacciano multimedia (decoder audio video) canale interattivo (modem, GPRS) smart card le informazioni presenti sul TS vari profili interactive, enhanced, internet CINECA

12 come si pilotano i STB MHP? 1.PID AIT nella PMT del programma 2.elenco delle applicazioni nella AIT 3.carosello dei dati on air (PID DSM-CC) 4.creazione di un filesystem nel STB 5.esecuzione di una starting class nel filesystem CINECA

13 dopo carosello.... non si va più a dormire! ;-) queste applicazioni fidelizzano il tele-utente aumentano la memoria della pubblicità CINECA

14 tecnologia Java ambiente MHP applicazioni tipiche posizionamento cineca servizi alternativi Applicazioni e servizi CINECA

15 java: un linguaggio Java.sun.com embedded derivazione dal profilo MIDP ide (eclipse) reusability open == decompile smart card: OCF o SATSA!? CINECA

16 Stadi di sviluppo applicazioni MHP 1. Analisi 2. Programmazione 3. Test con xletview 4. Test via seriale su adb i-can 5. Test in aria sul modulatore del lab. 6. Produzione! CINECA

17 servizi avanzati su DVB-T stiamo assistendo alla inevitabile convergenza tra reti digitali (telematica, televisione, telefonia), per cui sono ipotizzabili servizi misti : trasporto IP su DVB-T ( cine-cast ) multicast data carousel internet over dvb-t mpeg4 / hdtv reti ibride mobili cellulari/pda (DVB-H) CINECA

18 Modello di business Cineca consulenze formazione (DVB, MHP) installazione appliance manutenzione annuale centro servizi analisi sicurezza MHP sviluppo applicazioni MHP condivisione lab/zoo sviluppo funzionalità/progetti CINECA

19 Parte 2: tv digitale interattiva architetture di integrazione di carousel server su rete tv digitale CINECA

20 Come è fatta una rete tv digitale un tipico broadcaster ha: library analogica encoder MPEG (o più di uno) multiplexer (statistico) modulatore (ponti radio e ripetitori) nella tv digitale lo scenario cambia radicalmente.. CINECA

21 la scomposizione di ruoli divisione dei ruoli: gestore di rete DTT produttore di contenuti di palinsesto inserimento di altri fornitori: produttori di contenuti terzi (PA, BTV) fornitori di applicazioni interattive gestori del canale interattivo CINECA

22 schema di rete tv digitale content provider service provider network provider end user contents AAA back end server carousel server DVB mux DVB-T network RF TX access server telecom CINECA

23 La gestone della banda.. Un multiplex (MUX) tipicamente esce a Mbps Un video MPEG2 MP@ML 4Mbps Un audio MPEG2 layer Kbps Tabelle di sistema: spiccioli 4 programmi = 17Mbps banda residua totale 5 7 Mbps CINECA

24 ogni rete ha una sola PAT (PID 0) la PAT contiene i puntatori alle PMT la PMT punta ai PID degli stream elementari audio video dati La gestione delle tabelle di sistema CINECA

25 1. ingresso dedicato al MUX 2. tra encoder e MUX 3. tra MUX e modulatore Il carousel: posizioni alternative (ponte radio..) (1) carousel encoder MPEG encoder multiplex (3) carouselmodulatore encoder MPEG encoder (2) carousel CINECA

26 1: ingresso dedicato Vantaggi: massima flessibilità nessun limite alla banda nessuna criticità per l'infrastruttura esistente Svantaggi: gestione delle tabelle di sistema occupazione di porte CINECA

27 2: tra encoder e mux Vantaggi: gestione trasparente delle tabelle ri-utilizzo dei PID NULL nessuna porta ASI dedicata Svantaggi: potenziale SPOF per il programma poca banda disponibile CINECA

28 3: tra mux e modulatore Vantaggi: gestione trasparente delle tabelle ri-utilizzo dei PID NULL nessuna porta ASI dedicata Svantaggi: potenziale SPOF per la rete! CINECA

29 tv interattiva: integrazione logica per associare applicazioni a programmi, serve: PAT: gestita dal mux PMT: gestita dall'encoder AIT: gestita dal carousel DSM-CC: gestito dal carousel molti attori sovrintendono a queste configurazioni! CINECA

30 come legare le tabelle Il mux filtra i PID in ingresso e gestisce la PAT la PMT è a carico dell'encoder alternative: aggiornare la PMT con i puntatori della AIT (che gestisce il carousel server) filtrare la PMT dell'encoder e produrre una PMT ad hoc sul carousel (ma no backup!) creare doppi canali (con o senza MHP!)nativo dell'encoder ed uno enhanced dal carousel (ma che punta agli stessi PID audio e video per la parte multimediale) CINECA

31 Gestione delle applicazioni Come produrre applicazioni MHP Gestione del carosello Content management system: PULL: dal carousel schedulato via http o ftp PUSH dal CMS via ftp (clear text) PUSH dal CMS via scp (criptato) aggiornamento versioni dei moduli Monitoraggio stazione di ricezione CINECA

32 Parte 3: tv digitale interattiva modalità di accesso al canale interattivo CINECA

33 Il canale interattivo Tre tipo di accesso PSTN (V90) Service provider internet GPRS (APN) xdsl (PPPoE) CINECA

34 Come funziona un servizio interattivo carousel UHF back end internet access gateway PSTN AAA CINECA

35 Le funzioni di un ISP server di accesso (es. cisco as5300) sistemi di autenticazione (radius) accounting per fatturazione (numeri verdi) database amministrativo CINECA

36 Informazioni interattive Due tipi di modalità di trasmissione dati tra STB e backend: connessione TCP-IP carosello DSM-CC over PPP non tutti i STB gestiscono la parte TCP-IP! Altri problemi: gestione della sicurezza (SSL) gestione di accessi multimodali CINECA

37 Parte 4: tv digitale interattiva Just DVB IT: installazione e configurazione CINECA

38 Una soluzione modulare JustDVB-IT si basa ed estende i concetti: filosofia Unix di mettere insieme tanti piccoli tools specializzati meccanismi di comunicazione standard: stdout & named pipes configurazione via file di testo leggibili gestione via command line interface demandare task di sistema ad altri software CINECA

39 I tool di base per la trasmissione tsloop: trasmette un TS, modifica il CC tsmodder: modifica pacchetti in base al PID tsnullshaper: rimpiazza i PID null con pacchetti di altri TS tsnullfiller: aggiunge PID null a TS CINECA

40 i tool di gestione delle tabelle di sistema data2sec: trasforma da descrizione in python a sezione ip2sec: trasforma pacchetti ethernet in sezioni (MPE) sec2ts: trasforma da sezione a TS CINECA

41 i tool di analisi del sistema dvbsnoop: analizza le tabelle di sistema e illustra i valori dei campi dvbdata: riporta come gerarchia di file un carosello DSM- CC (utile anche per studio delle altre applicazioni in aria!) CINECA

42 Parametri modificabili nome del programma PID delle tabelle PID audio / video aggiungere una applicazione (AIT) cambiare il nome della applicazione selezionare la starting class velocità del carosello CINECA

43 Un approfondimento.. Passo la parola a: Lorenzo Pallara CINECA

44 Evoluzioni future di JustDVB-IT Stream events Caroselli multipli prioritizzazione della banda condivisione librerie tra applicazioni Aggiornamento dinamico dei dati con notifica alle applicazioni MHP Caroselli sul canale interattivo CINECA

45 Parte 5: tv digitale interattiva Case Study: 1. JustDVB-IT per l'emittente SestaRete 2. il laboratorio DTT cineca 3. live CD Satexpo 4. (opt) internet su DVB: open sky CINECA

46 Case 1: Sestarete, un operatore che vede lontano tre reti televisive analogiche: sestarete 7 gold rete 8 vga mux digitale di screen service sedici frequenze in DTT in Emilia Romagna inserimento contributi MHP cineca canale cineca MHP test CINECA

47 Architettura della soluzione ponte radio cineca sestarete inserimento in porta ASI dedicata programmazione del MUX per PAT (screen) gestione locale di PMT, AIT, DSM-CC come attivare applicazioni su altri programmi? modificare PMT degli encoder che punti alla AIT di PID dal cineca gestire direttamente la PMT del programma da cineca: criticità CINECA

48 Case 2: una tv digitale in ufficio! Schema Apparati Software (make and/or buy!) Dimostrazione multimedia applicazioni locali applicazioni interattive da remoto CINECA

49 schema del laboratorio STB MHP Cavo (simula etere) PC DVB-T modulatore pstn (pbx) as5300 mhp server (australia) internet (lan) mhp server (cobbie) CINECA

50 apparati disponibili nel laboratorio modulatore UHF screen server x86 DVB-ASI dell cisco 2600 stb mhp humax dt4000 adb i-can (dev) access media it.box interfacce pc dvb-t techno trend nova-t visionplus usb-ter tecnico ferrarese doc.. ;-) CINECA

51 modulatore DVB-T con uscita UHF CINECA

52 software relativo al laboratorio applicazioni open source dvb driver (linuxtv & dektec) dvbdata dvbstream libdsm-cc projectx applicazioni acquistate.. CINECA

53 Case 3: Live CD Satexpo Carousel server DTT in 1 minuto, senza installazione: SO GNU/Linux basata su Knoppix DVB ASI Dektec carousel JustDVB-IT TS locale (FUB) tabelle inserite on the fly disco ram: /home/knoppix MHP app: Quadra sviluppo futuro: compact flash CINECA

54 internet server server server Case 4: internet a larga banda (DVB-T) service provider (Cineca) proxy router server data AAA carousel access server network provider DVB mux DVB-T network RF TX return channel (V90 / GPRS) end user pc pc pc CINECA

55 internet: dove è il business internet a larga banda su DVB è già una realtà via satellite, ma il DVB-T è vincente perchè: ridotto numero di utenti serviti (alta qualità) sfrutta banda marginale sul canale nessun ritardo terra-sat-terra raggiunge utenti non ancora serviti via adsl/fibra (località montane?!) CINECA

56 Link interessanti Tektronix MPEG fundamentals Interactive TV tutorial CINECA

57 Glossario AIT: la tabella di dichiarazione delle applicazioni MHP DSM-CC: la struttura dati per il trasferimento delle applicazioni MHP DVB: lo standard della tv digitale europea MHP: lo standard europeo per la tv interattiva digitale MPE: metodi di incapsulamento dati su DVB MPEG: il gruppo di lavoro per il video digitale PAT: la tabella di definizione dei programmi su DVB PMT: la tabella di definizione del singolo programma PS: formato di memorizzazione persistente del MPEG TS: formato di trasmissione del MPEG CINECA

58 Conclusioni Domande? Ed ora la parte hands on Poi studio dei vostri casi Ed approfondimenti! CINECA