La piattaforma consente di implementare tutto il ciclo di produzione di contenuti multi-piattaforma per il broadcast digitale. In particolare, il sistema consentire di realizzare le seguenti funzioni:
- Sviluppo di applicazioni MHP;
- Broadcast su TV Digitale Terrestre;
- Broadcast su IP-TV (TV via Internet);
- Broadcast su WIFI-TV (TV su reti Wi-FI);
- Broadcast di applicazioni interattive in MHP per il Digitale Terrestre.
La piattaforma SIDB prevede un’altissima integrazione dei componenti e delle applicazioni, ottenendo una notevole ottimizzazione delle attrezzature utilizzate, con una conseguente significativa riduzione dei costi, sia di acquisto che di manutenzione. L’integrazione totale di tutte le apparecchiature costituenti la piattaforma, e la loro elevata flessibilità di utilizzo, inoltre, consentono di esplorare nuove ed innovative metodologie di impiego delle stesse.
Ad esempio, il Multicast su WI-FI, attualmente tecnicamente possibile, era considerato di difficile implementazione a causa dell’elevatissima complessità di configurazione ed integrazione di tutti gli apparati necessari alla sua implementazione. Difficoltà superata grazie all’integrazione raggiunta fra i componenti della piattaforma SIDB, che sarà in grado di supportare tale funzionalità.
Per le medesime ragioni, i sistema integrati in grado di supportare simultaneamente la trasmissione su Digitale Terrestre e su IP erano rari e costosi, problematica anch’essa affrontata e superata grazie alla piattaforma SIDB.
Nella definizione della piattaforma, inoltre, si è posta grande attenzione ai due principali problemi tecnologici, ovvero il canale di ritorno e la compatibilità con l’hardware esistente (Set Top Box per il DTT). Si è definito un sistema in primo luogo compatibile con il maggior numero di STB attualmente installati, ed in grado di utilizzare un canale di ritorno meno invasivo e più economico possibile. Ad esempio, il canale attualmente utilizzato dalla maggior parte dei sistemi esistenit, ovvero la linea telefonica, presenta due ordini di problemi: la non certa disponibilità presso tutti gli utenti (si pensi al sempre maggiore utilizzo dei cellulari al posto del telefono fisso) e, nel caso questa sia disponibile, la necessità di occupare tale linea telefonica per il minor tempo possibile o, meglio, di non occuparla affatto. Le basse prestazioni della tecnologia messa a disposizione dalla linea telefonica tradizionale, inoltre, consentono un ritorno rappresentato unicamente dalla raccolta di informazioni testuali brevi presso gli utenti, e pertanto non può essere considerato un canale di ritorno effettivamente utilizzabile per finalità multimediali. Si è rimediato a tale limite, grazie alla multicanalità del sistema, prevedendo canali di ritorno alternativi e ad alte prestazioni.
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Struttura del sistema
La Piattaforma SIDB è costituita dai seguenti componenti, totalmente integrati fra loro:
- Mainframe SIDB;
- Postazioni di sviluppo dotate della RAD per la realizzazione delle applicazioni MHP;
- Router collegato alla rete Internet per l’IP-TV e ad un apposito Access Point WI-FI per il WIFI Multicast;
- Modulatore COFDN e trasmettitore DTV per la trasmissione in Digitale Terrestre.
Rappresentazione della struttura della piattaforma SIDB
Molte delle attrezzature presentate sono comunemente disponibili ed accessibili a prezzi relativamente contenuti. Il cuore del sistema è rappresentato dal Mainframe SIDB, che integra tutte le funzioni prima espletate da Carousel, Encoder e data server. Il mainframe, inoltre, contiene le logiche di sincronizzazione dei progetti per l’ambiente di sviluppo delle applicazioni MHP, utilizzato sulle “postazioni sviluppo”. Ogni applicazione può essere sviluppata da più postazioni simultaneamente.
Il mainframe, inoltre, è in grado di fornire il servizio di DTTV (tv digitale terrestre) ed IPTV, grazie alle sue componenti hardware e software.
Mainframe SIDB
Il mainframe SIDB è il vero cuore dell’intero sistema. E’ composto da un Server di elevata potenza ma relativamente economico dotato di un’interfaccia di I/O ASI, un encoder hardware MPEG2 per ogni canale in diretta da gestire, di un encoder software MPEG2 per ognuno dei canali tematici (in differita) da gestire, e di alcuni servizi software, quali la funzionalità di Carousel, Launcher MHP, broadcaster di file MPEG2/4 per i canali in differita, servizio di supporto all’IP Multicast, necessario per implementare l’IP-TV e la WIFI-TV.
Il Mainframe SIDB, inoltre, funziona da Data Server, consentendo l’archiviazione dei filmati in formato MPEG2/4 per i canali differiti e delle applicazioni MHP, oltre che dei dati relativi all’ambiente di sviluppo.
Il Mainframe SIDB è in grado di gestire, oltre all’ambiente di sviluppo delle applicazioni MHP ed al carousel, anche la messa in onda digitale.
La vera grande innovazione nella tecnologia implementata nel Mainframe SIDB è che riesce a gestire due tipi di flussi di dati video da mettere in onda in digitale. Uno, quello standard, è il flusso dati in “diretta”, ovvero ricevuto in streaming dalla regia della TV, convertito in formato MPEG2 attraverso l’encoder hardware, e quindi inviato alle apparecchiature necessarie al broadcasting (quindi modulatore+trasmettitore per la messa in onda, o sistema di simulazione). Per ogni canale analogico si possono implementare fino a 4 canali digitali in diretta. Questa è la classica tecnologia del DTT. La vera novità del Mainframe SIDB è che, grazie alla stretta integrazione di tutti i componenti ed alla maggiore potenza dei computers alla base del mainframe, è possibile accoppiare, ai normali canali in diretta, dei canali in differita (ad esempio, canali tematici, ecc.) nei quali il flusso video non viene acquisito in diretta dalla consolle di regia, ma viene generato dal Digital Data Server parte del mainframe stesso. Si tratta di canali generati da un broadcaster software in grado di eseguire ed inviare file video in formato MPEG4 di buona qualità ma elevata compressione. In questo modo, è possibile sostituire ad un canale digitale in diretta, fino a 4 canali digitali in differita, senza la necessità di implementare alcun encoder MPEG2 hardware. Per riassumere il discorso, grazie a questa tecnologia, acquistando un solo encoder MPEG2 hardware è possibile avere un canale digitale in diretta e fino a 12 canali digitali in differita, che potrebbero essere destinati a canali tematici. Un canale in differita può essere sostituito, utilizzando esclusivamente gli encoder software, da un canale in diretta “solo audio” (per realizzare, ad esempio, il broadcasting di una radio mediante il sistema DTT).
Rappresentazione schematica del Mainframe SIDB
Ambiente RAD per lo sviluppo di Applicazioni per il “SIDB”
La RAD (Rapid Application Development) è una piattaforma di sviluppo Java ad oggetti in grado di produrre software MHP (Xlets) perfettamente compatibile con lo standard ormai adottato a livello nazionale per questo tipo di applicazioni su tutti i set top box venduti al pubblico, ed ha la caratteristica di consentire lo sviluppo di una applicazione simultaneamente da parte di più sviluppatori. Non sono previste limitazioni al numero di utenti e di postazioni adibite al suo utilizzo.
Si tratta di un insieme di componenti aggiuntivi utilizzabili con qualunque ambiente di sviluppo per Java, come ad esempio “Netbeans”, riconosciuto a livello mondiale come il più potente ed affidabile. Il set di componenti aggiuntivi (Framework) consentirà lo sviluppo facilitato di Xlets avanzate.
L'ambiente di sviluppo
Trattandosi di uno strumento altamente evoluto e tecnologico, ne è previsto l’utilizzo da parte di personale competente nella programmazione Java, ad un livello base-medio. La programmazione delle Xlets, in ogni caso, sarà molto semplificato grazie all’intuitiva e potente organizzazione dei componenti realizzati, ed in ogni caso non sarà più complesso dello sviluppo di ordinarie applicazioni Java.
La funzione del Framework è quindi di supportare lo sviluppo di contenuti interattivi per la televisione digitale secondo lo standard MHP. Lo scopo del framework è di risparmiare allo sviluppatore la scrittura di codice già steso in precedenza per compiti simili. Ad esempio, il tipo di interazione con l'utente offerta da un bottone sarà sempre la stessa indipendentemente dall'applicazione cui il bottone appartiene. In casi come questo il framework permette di aggiungere la funzionalità di una pagina con un bottone con poche righe di codice sorgente a carico del programmatore. In tal modo lo sviluppatore potrà concentrarsi sulle vere funzionalità dell'applicazione, senza doversi far carico di scrivere codice di contorno o di ripetere la stesura di codice già prodotto in precedenza.
Una applicazione MHP in fase di esecuzione
Il framework è stato sviluppato in linguaggio Java ed utilizza le librerie Java TV, HAVI e DVB per la creazione e visualizzazione dei contenuti interattivi e l’interazione utente. Inoltre utilizza e le librerie NanoXML per la lettura ed interpretazione dei file XML utilizzati solitamente come base di dati dei contenuti.
Il funzionamento del framework è basato sul concetto di pagina. Ogni schermata da visualizzare all’utente corrisponde ad una pagina (classe Page). Il gestore delle pagine (classe PageManager) si occupa di tenere traccia delle pagine di cui è composta l’applicazione interattiva e permette di passare da una pagina all’altra. Vengono inoltre forniti diversi metodi di comodo che semplificano il caricamento delle immagini, dei file XML, la gestione degli eventi di pressione dei tasti sul telecomando, il ridimensionamento del video del canale ed il posizionamento dello stesso all’interno della pagina, la gestione dell’immagine di sfondo ecc.
Infrastruttura Hardware
Il pacchetto di soluzioni proposte per il DTT comprende:
n. 1 content server composto da server DELL o IBM con leseguenti specifiche:
Processore Dual Xeon
Ram 8 GB
N° 3 HDD S-ATA da 750 GB Cad. in Raid-5
Doppia scheda di rete Gigabit Ethernet
Sistema operativo Windows Server 2003
equipaggiato con scheda dektec DTA 145
n. 1 MHP Carousel Server composta da:
Processore Core2
RAM 2 GB
HD S-ATA 80 GB
S.O. Linux
Eqipaggiato con scheda dektec DTA 145
Per mezzo di tale dotazione Hardware si può realizzare, con una tecnologia integrata ed innovativa, un bouquet di canali audio-video-dati i quali vanno ad arricchire l'offerta del mux DTT dell'emittente.
Rappresentazione del sistema di messa in onda DVB-T e MHP
Il sistema è stato progettato per mettere in onda un numero variabile di programmi audio-video in formato MPEG-2 e fornire un numero variabile di PLAYOUT CAROUSEL SERVER capaci di erogare applicazioni interattive in standard MHP. Il numero di programmi AV e di Carousel Server implementabili è limitato unicamente dalla banda di Broadcasting disponibile, ed è completamente configurabile e personalizzabile.
Tale progetto va ad integrarsi nell' architettura DVB e di rete di cui è già dotata l'emittente, per cui ogni aspetto dell'infrastruttura è fortemente personalizzato per adeguarsi sia all'esistente che alle necessità operative dell'emittente.
Il content server eroga principalmente il servizio di archivio dei files mpeg2 , e secondariamente ha il compito tramite il software "STREAM EXPRESS" di monitorare tutto il contenuto on-air del MUX.
Il Playout Server, con Sistema Operativo Linux-Debian permette sia di effettuare la manipolazione di Trasport Stream Mpeg-2, che di generare le tabelle PSI/SI necessarie alla trasmissione dei canali audio-video con compressione Mpeg-2 più i relativi servizi MHP.
Il Playout Server è dotato della funzione LCN (Logical Channel Number) che permette di assegnare una numerazione logica ai programmi trasmessi dalla piattaforma.
Integrazione Multicanale
Le funzionalità multicanale del sistema sono state implementate lavorando principalmente su due fronti distinti:
- Relativamente al broadcasting digitale, integrando la normale messa in onda DVB-T con un sistema di IP Multicast;
- Relativamente all’interattività, sviluppando un apposito set di funzioni nel Framework di sviluppo MHP in grado di consentire l’implementazione evoluta del canale di ritorno nelle applicazioni interattive.
Broadcast su IP-TV e WIFI-TV
L’evoluto Sistema Integrato di Digital Broadcast (SIDB) è stato pensato, fin dalla fase progettuale, quale server integrato in grado di fornire contenuti ad un ampio raggio di piattaforme digitali.
Oltre al normale Broadcast Digitale, si è provveduto ad impostare il SIDB in modo da poter operare come Server Digitale Multicanale. In particolare, si è realizzato un sistema di IP Multicast, basato su protocollo UDP, in grado, con una minima banda dedicata, di operare quale fornitore di contenuti per ogni piattaforma in grado di gestire e visualizzare un flusso dati UDP.
Le applicazioni implementate sono rappresentate da un sistema prototipale per la trasmissione su Wi-FI, e di una applet in grado di provvedere alla trasmissione dei canali digitali su piattaforma WEB.
Allo stato attuale, tali sistemi, avendo superato con risultati soddisfacenti la fase di test, sono pronti per entrare in fase di produzione.
Funzionalità multicanale per le applicazioni MHP
La veraq innovazione del SIDB è rappresentata dal supporto, implementato all’interno del framework di sviluppo di applicazioni MHP, all’integrazione multicanale, fra DVB-T ed Internet, per le applicazioni MHP.
Tale supporto consente, infatti, di sviluppare applicazioni MHP in grado di inviare e ricevere dati da un Web Service appositamente progettato, grazie alla capacità esistente in ogni Set Top Box di effettuare una connessione ad Internet. La possibilità di sviluppare applicazioni MHP integrate con il Web rappresentano lo “stato dell’arte” della tecnologia DVB-T attualmente disponibile.
Un grande valore aggiunto a tali funzionalità del sistema è stato realizzato nel corso della sperimentazione del sistema, durante la quale si è potuto procedere alla prova delle applicazioni utilizzando sia un normale STB dotato unicamente di connessione ad Internet mediante linea telefonica, sia un STB di ultima generazione, dotato di interfaccia Ethernet ed in grado, pertanto, di connettersi ad Internet utilizzando una normale connessione ADSL.
Mentre la sperimentazione realizzata utilizzando l’STB standard, infatti, ha evidenziato il corretto funzionamento delle applicazioni MHP, la fase di sperimentazione realizzata utilizzando il STB evoluto e dotato di connessione internet veloce ha dimostrato che, quando tali apparecchi saranno largamente diffusi, sarà di fatto eliminato il problema generato dalla lentezza del canale di ritorno e sarà possibile realizzare applicazioni MHP ad elevatissima interattività, di fatto già supportate, prototipate e testate dal nostro SIDB.
