데데데 데데데 데데데 데데데 데데데데 Interactive Television based on Data Broadcasting 데데데데데 데데데데데데 데데데데데 데데 데데데 데 데 데 [email protected] +82-2-880-1832
Feb 08, 2016
데이터 방송에 기반한 대화형 텔레비전Interactive Television based on Data Broadcasting
서울대학교 컴퓨터공학과멀티미디어 통신 연구실
이 수 형[email protected]
+82-2-880-1832
KRNET982
목차 도입 DAVIC EDB/IDB contours DVB 데이터 방송 명세 Application Format (MHEG vs. Java) 현황 결론
KRNET983
대화형 TV 서비스 정의
– a new form of residential consumer video service that gives viewers far greater control over the contents of programs than is possible with conventional television [Blahut]
가능한 플랫폼– 단말 : TV, PC– 네트워크 : 전화망 , 케이블 , 무선망– 입력장치 : RC, 키보드– 위상 : 방송 , 점대점 , 방송 + 점대점– 메모리 , HD
KRNET984
가정 컨텐트 채널 : 디지털 방송
• 케이블 , 위성 , 지상파• 특성 : 대용량 , 실시간 , 멀티미디어
단말 : 아날로그 TV 수상기 , 디지털 STB, RC 리턴 채널 : 전화선
KRNET985
Configuration of Interactive Digital Broadcast System
UnidirectionalAccess Network
Core Network End-ServiceConsumer System
End-ServiceProviderSystem
S1,S2
S1,S2, S4
S1,S2, S4
S1,S2 S1,S2NTAN
Interactionnetwork
STB
Broad-cast
Server
Inter-active
ServiceProvider
A9 A4 A1
KRNET986
Configuration of Enhanced Digital Broadcast System
UnidirectionalAccess Network
Core Network End-ServiceConsumer System
End-ServiceProviderSystem
S1
S1 S1NTAN
STB
Broad-cast
Server
Inter-active
ServiceProvider
A9 A4 A1
KRNET987
Examples of services
Broadcast Near Video on Demand Delayed Broadcast TV Listings EPG Broadcast Information Services Subscription Data Services Tele-shopping Play along broadcasting Games Selection of different broadcast program bouquets after initial access
to a broadcast service provider
KRNET988
Selected Tools for IDB/EDB contour(1/2)
High layer protocols– MPEG-2 Transport Stream for transport– DVB Data Broadcasting for data– DSM-CC and TCP/IP as return channel
Low layer protocols– Passband unidirectional PHY : coax, satellite, MDS, LMDS– Passband bi-directional PHY : coax, LMDS– Low speed symmetrical PHY : PSTN, ISDN, PLMN– IEEE 1394 for STU Multimedia Dataport
KRNET989
Selected Tools for IDB/EDB contour(2/2)
Information representation– MPEG-2 for video compression– MPEG-1, ATSC A/52 for audio compression– MPEG2 for high-quality (photo-realistic) still images– subset of HTML 3.2 (with unicode) for text– AIFF-C for linear audio– DVB subtitling for graphics stream– DVB SI for service information– MHEG5 as a declarative content decoder– JAVA as a procedural extension
Security– Conditional Access : Smartcard, PCCard
KRNET9810
목차 도입 DAVIC EDB/IDB contours DVB 데이터 방송 명세 Application Format (MHEG vs. Java) 현황 결론
KRNET9811
DVB 데이터 방송명세 DVB(Digital Video Broadcasting)
– 디지털 방송의 전분야에 걸친 표준화 기구 DVB 데이터방송명세
(DVB TS 101 192 “DVB Specification for data broadcasting”)– DVB SI 를 사용하는– MPEG-2 트랜스포트 스트림 상에서 – 다양한 데이터 전송 서비스를 제공하여 줌
• 실시간 , 비실시간• 고정비트율 , 가변비트율• 반복• IP 멀티캐스트 , TCP 트래픽
KRNET9812
하향채널 프로토콜 스택프로그램 서비스
응용 계층비디오
보조 데이터(자막) 오디오 데이터
프로그램 정보
표현 계층
Main Profile@ Main LevelMPEG2 비디오 ES
EIA-608
MPEG1 계층 II 오디
오 ES
DVB SIMPEG2 PSI
적응 계층 비디오 PES 오디오 PESDVB
데이터방송PSI Section
접근 제어 계층 DVB 스크램블링트랜스포트 계층 MPEG2-TS
데이터 링크 계층 복합 순방향 오류 정정(FEC)
물리 계층전기적
QPSK 변조 및 RF 전송
물리 계층기계적
수신기 안테나
KRNET9813
DVB 데이터 방송 서비스 (1/4)
데이터 파이프 (Data Piping) : TS 패킷에 직접 데이터 스트림 (Data Streaming) : PES 패킷으로 감쌈
– 비동기적 (asynchronous ...) : 가변비트율 서비스 . 예 )RS232C– 동기적 (synchronous ...) : 고정비트율 서비스 . 예 ) T1– 동기화된 (synchronized ...) : 실시간 가변비트율 서비스
데이터헤더 데이터PES헤더 1
PES 패킷
TS헤더 TS헤더 TS헤더 TS헤더 TS헤더 스터핑
PES헤더 2
KRNET9814
DVB 데이터 방송 서비스 (2/4)
프로토콜 상자 (Multi Protocol Encapsulation; MPE)– IP 데이터그램 하나를 PSI Section 하나 안에 넣은 후 TS
패킷들 안에
IP 데이터그램LLC헤더 IP 데이터그램LLC헤더 IP 데이터그램섹션헤더 섹션꼬리
섹션TS헤더 TS헤더 TS헤더 TS헤더 TS헤더 스터핑
KRNET9815
DVB 데이터 방송 서비스 (3/4)
데이터 캐루젤 (Data Carousels) : 모듈을 주기적으로 전송– 수퍼그룹 > 그룹 > 모듈 > 블록– 모듈 정보 : 이름 , 유형 …– 간단하고 효율적이나 많은 파일 ( 모듈 ) 을 보내기에는 부적합– DSM-CC 데이터 캐루젤을 개선
그룹수퍼그
룹
모듈 1
모듈 2
모듈 n
블록
KRNET9816
DVB 데이터 방송 서비스 (4/4)
객체 캐루젤 (Object Carousel) : 파일 계층구조 주기적 전송– DSM-CC UU 객체 : 디렉토리 , 파일 , 스트림– 매우 깊은 계층구조 가능– 디렉토리 개념 : 많은 파일 전송시 유리– DSM-CC 데이터 캐루젤을 사용하여 전송됨
디렉토리스트림
파일디렉토리
스트림
파일파일
KRNET9817
목차 도입 DAVIC EDB/IDB contours DVB 데이터 방송 명세 Application Format (MHEG vs. Java) 현황 결론
KRNET9818
MHEG
MHEG (Multimedia Hypermedia Expert Group)– 멀티미디어 하이퍼미디어 문서 (CD-ROM 타이틀 ) 의 국제표준– ISO/IEC 13522
MHEG-1 : 일반적인 멀티미디어 하이퍼미디어 문서 MHEG-5 : MHEG-1 의 부분집합으로서 대화형 텔레비전을 위한 것
– 메모리 요구량– 입력장치 = RC
MHEG-6 : MHEG-5 에서 자바 함수를 호출할 수 있도록– 프로그램정보 (SI) 처리 , 날짜 , 난수 등의 일반 계산을 위해서
KRNET9819
MHEG versus HTML
MHEG functionality missing in HTML explicit event model (external (e.g. video), internal (user, other objects) aware of audio/video streams including events arbitrary interactivity between objects User Input model perfect fit with CE RC concepts - no free moving cursor
required supports stack of overlayed display elements supports push and pull data retrieval designed for broadcast applications small footprint (engine adds 100k code to broadcast receiver)
KRNET9820
MHEG 의 근본적 장점과 한계 프로그래밍
– 선언적 (declarative) : HTML, QuickTime, Director, MHEG5– 절차적 (procedural) : C, 자바 , 포트란 …
선언적 프로그래밍– 정의
• language : high-level explicitly specified functional objects• application : interconnected set of objects
– 프로그램이 할 수 있는 일이나 프로그래밍의 유형이 정해져있음
– 하드웨어나 시스템 소프트웨어를 직접 건드릴 수 없음– 저작 (authoring) 이 간편함– 버그가 있어도 위험하지 않음 . 버그를 찾기 쉬움 .
KRNET9821
절차적 프로그래밍 절차적 프로그래밍
– 표현력이 제한되어있지 않음
– 프로그래밍과 디버깅이 힘듦
– 위험할 수 있음
가상기계 (virtual machine)– 플랫폼 독립성 : 중복방송 (simulcast) 를 피하기 위해
– 저작권 : 소스 코드가 감추어져야
– 안정성 : 방송을 통해 다운로드된 코드
– 바이트 코드 (byte-code) 형태 : o-code (OpenTV), Java
KRNET9822
A trade off
Virtual Machine
expressive power, extensive application possibilities
procedural larger footprint no protection against
erroneous/malicious apps
Hypermedia content decoder
robust, limited instruction set
declarative smaller footprint practically impossible to disrupt
operation of STB
KRNET9823
Evolution of Interactive Engine Capabilities
TV/Navigator MHEG-5MHEG-6(Java VM
enhanced)VM Centric
Electronic Service GuideSubtitles
Information ServicesSide ChannelQuiz ShowHome ShoppingProgram Selection
Highly Interactive Services (e.g. Games)
SI based EPGAdvanced Home ShoppingLocal Procedure
Receiver Receiver
MHEG-5Engine
Receiver
MHEG-5Engine
JavaVM
Receiver
MHEG-5Engine
JavaEnvironment
KRNET9824
DAVIC 1.4 API Reference Model
Applicationobject files
Referencedcontent
MHEG-5Engine Java VM
Implementation of API functionsTransport ProtocolsOperating System
Hardware
ApplicationDisplay
MHEG-5Classes
MHEG-5ResidentPrograms
Core Javapackages(java.___)
Broadcastrelated Java
Packages
Iso.mheg5
DAVIC API
MHEG objects
MHEG-6 InterchangedProgram class Human orMachineServiceConsumer
KRNET9825
Java package naming structure
org.davic
.net
.dvb
.dsmcc
.uu
.tuning
.ca
.resource
.si
.mpeg
.media
(Media player packages)
.sections
.awt
KRNET9826
PersonalJava TV API
MHEG is slightly better than teletext, subtitle. “Java for Television” by SUN/ OpenTV
Application
PersonalJavapackages
Broadcast relatedJava packages
Java Virtual Machine
Operating SystemDevice Driver
Hardware
API
KRNET9827
Interactive TV in service
기술 : OpenTV 방송사 : TPS
KRNET9828
결론 Data Broadcasting Spec.
– Data piping– Data streaming (asynchronous, synchronous, synchronized)– Multiprotocol encapsulation– Data carousel– Object carousel
Application Format– MHEG5 only solution– MHEG5 + Java – Java only solution