MULTIMEDIJALNI SISTEMI - Multimedija i komunikacione mreže -

Dr Nenad Stefanovid

Tehnički fakultet u Čačku

Multimedija i umrežavanje

• Multimedijalne komunikacione mreže nastale su kao posledica sjedinjavanja dva tehnološka trenda:

1. Prvi uključuje razvitak multimedijalnih tehnologija

2. Drugi je vezan za napredak u komunikacionim mrežnim tehnologijama koji je pružio niz novih mogudnosti po pitanju prenosa digitalnih podataka, pouzdanosti, protoku podataka, bezbednosti, kvalitetu servisa i sl.

Dr Nenad Stefanovid

MULTIMEDIJA I RAČUNARSKE MREŽE

Multimedija i komunikacije

• Multimedijalni i komunikacioni sistemi mogu se globalno posmatrati kao hijerarhijski sistem.

• Multimedijalni softver i aplikacije pružaju direktno i interaktivno okruženje za korisnike.

• Kada uređaj zatraži podatke od udaljenog računara ili servera, oni se prenose putem različitih računarskih mreža.

Dr Nenad Stefanovid

Multimedija i komunikacije

• S obzirom da količina podataka pri prenosu audio i video materijala može biti vrlo veliki, ovi podaci se moraju komprimovati pre slanja kroz računarsku mrežu kako bi se smanjilo kašnjenje.

• Lokalne računarske mreže (Local area networks – LAN) se koriste za povezivanje lokalnih računara, servera i drugih uređaja, dok se široko-pojasne mreže (Wide Area Networks – WAN) i Internet koriste za povezivanje udaljenih lokalnih mreža.

Dr Nenad Stefanovid

Multimedija i komunikacije

• Multimedijalne mreže moraju da pruže visok kvalitet servisa (npr. malo kašnjenje, gubitak paketa i sl.) koji se zahteva kod interaktivnih aplikacija.

• S obzirom da se multimedijalni podaci moraju sinhronizovati na svojoj destinaciji, komunikacione mreže treba da omogude sinhronizovano prenošenje podataka sa zanemarljivim odstupanjem (jitter).

• Razvijeni su različiti novi sistemi u smislu mrežnih tehnologija (npr. media streaming), protokola (npr. SIP) i arhitekture (npr. mobile, wireless).

• Da bi se obezbedio željeni kvalitet servisa (Quality of Service - QoS) kreirani su sistemi poput Integrated Services (IntServ) i Differentiated Services (DiffServ).

• Multiprotocol label switching (MPLS) je još jedna tehnologija koja ima važnu ulogu u kontekstu obezbeđenja kvaliteta servisa. Dr Nenad Stefanovid

Multimedijalne digitalne mreže

• U multimedijalnim mrežama, vedina komunikacija se odvija sa više tačaka, za razliku od tradicionalnih dvostranih (point-to-point) komunikacija.

• Na primer, konferencije koje uključuju više učesnika, treba da distribuiraju informacije preko različitih medijuma do svakog od učesnika.

• Ovakvve mreže koriste načine distribucije kao što su multicasting i bridging.

• Multicasting replicira jedan ulazni signal i isporučuje ga do više destinacija.

• Bridging kombinuje više ulaznih signala u jedan ili više izlaznih signala koji se isporučuju do određenih destinacija.

Dr Nenad Stefanovid

Glavne komponente multimedijalnih komunikacionih mreža

• Postoje četiri glavne komponente na koje se mora obratiti posebna pažnja kako bi se multimedijalni sadržaj prenosio između lokacija:

– Kompresija podataka (kodiranje)

– Quality of Service (QoS)

– Integracija žičanih i bežičnih heterogenih mrežnih sistema

– Interoperabilnost i upravljanje intelektualnom svojinom (Digital Rights Management – DRM)

Dr Nenad Stefanovid

Mrežni standardi

• Napretkom Interneta i modernih računarskih mreža, pojavio se čitav niz standarda i pratedih tehnologija sa ciljem otvorene komunikacije na nivou aplikacije.

• Open System Interconnection (OSI) je skup standarda kao podrška komunikaciji i prenosu podataka na otvoren način, nezavisno od proizvođača ili operativnog sistema računara.

Dr Nenad Stefanovid

OSI referentni model

• Da bi se omogudila standardizacija i integracija mrežnih tehnologija različitih proizvođača, 1984. godine International Organization for Standardization (ISO) je deinisala softverski model za razmenu podataka između mrežnih uređaja.

Dr Nenad Stefanovid

OSI referentni model

• Sloj aplikacije – upravlja transferom informacija između dve mrežne aplikacije, uključujudi funkcije kao što su bezbednost, identifikacija uređaja i inicijacija razmene podataka.

• Sloj prezentacije – ovde se obavlja formatiranje podataka, kao na primer, da li se redovi završavaju u carriage return/line feed (CR/LF) ili samo u carriage return (CR), ili da li se podaci komprimuju ili šifriraju, itd.

• Sloj sesije – upravlja konekcijom između aplikacija, uključujudi sinhronizaciju i monitoring aplikacija koje šalju podatke i onih koje primaju podatke.

Dr Nenad Stefanovid

OSI referentni model

• Transportni sloj – na strani pošiljaoca, ovaj sloj deli poruke u pakete i dodeljuje im brojeve u sekvenci da bi se osiguralo da de isti biti primljeni u ispravnom redosledu. Na strani primaoca, vrši se pakovanje paketa koji su primljeni. Ovaj sloj takođe štiti soj sesije od efekata izmene hardverske infrastrukture.

• Mrežni sloj – kreira zaglavlja paketa, upravlja rutiranjem i Internet umrežavanjem, kontroliše zagušenja i sl. Ovo je ujedno najviši sloj koji “razume” mrežnu topologiju – tj. Fizičku konfiguraciju uređaja u mreži, ograničenja u protoku podataka, itd.

Dr Nenad Stefanovid

OSI referentni model

• Sloj podataka – prenosi frejmove podataka na nižem nivou, čeka na potrvdu o prijemu i ponovo šalje frejmove koji su izgubljeni usled nepouzdanih linija kao rezultat kolizija.

• Fizički sloj - Prosleđuje bitove kroz mrežne kablove ili neke druge medijume za prenos.

Dr Nenad Stefanovid

Poređenje OSI i TCP arhitektura

Dr Nenad Stefanovid

TCP (Transmission Control Protocol)

• TCP je zasnovan na konekcijama

• Svako zaglavlje TCP datagram-a sadrži:

– Portove na početnoj i krajnjoj destinaciji

– Redne brojeve (u sekvenci)

– Checksum (detektovanje grešaka)

– Window field – veličina bafera za prijem podataka

– ACK (acknowledgment number) – broj potvrde o prijemu poruke

Dr Nenad Stefanovid

UDP (User Datagram protocol)

• UDP se ne koristi uspostavljanje konekcije – poruka se šalje kao jedan datagram.

• UDP je znatno brži u odnosu na TCP, ali i nepozdaniji.

• UDP samo pruža multipexing i detekciju grešaka kroz checksum.

Dr Nenad Stefanovid

IP (Internet Protocol)

• IP sloj pruža dva osnovna servisa:

– Adresiranje paketa

– Fragmentaciju paketa

• Point-to-Point prenos poruka je podržan u LAN mrežama. LAN mreže obično podržavaju broadcast.

• U slučaju kada je potrebno poslati poruku uređaju na različitom LAN-u, potreban je među-uređaj (ruter) za prosleđivanje poruke.

• IP pruža globalno adresiranje uređaja.

Dr Nenad Stefanovid

Internet Protocol

• Gatways/Ruteri

– Tabele rutiranja

• Internet Control Message Protocol (ICMP)

• IPv4

• IPv6

Dr Nenad Stefanovid

IPv6

• IPv6 prestavlja novu generaciju internet protokola koji treba da zameni IPv4.

• IPv6 podržava 128-bitne adrese, za razliku od 32-bitnih adresa kod IPv4.

• IPv6 definiše kontrolu tokova, multicasting, bezbednost i omogudava proširenje korišdenja IPv6 zaglavlja u bududnosti.

• Dodatna kontrola tokova i QoS podrška se postižu obeležavanjem paketa koji imaju nivo prioriteta drugačiji od podrazumevanog (oznake pomažu pri rutiranju).

• Multicasting je podržan dodavanjem “scope” polja IPv6 zaglavlju. Definisana je i nova, tkz. “anycast address” adresa koja ukazuje na slanje paketa ka svim tačkama u grupi.

Dr Nenad Stefanovid

Multiplexing

• Moderne komunikacione mreže obično imaju veliki kapacitet prenosa podataka.

• Ovo posebno važi za fiber-optic mreže.

• Kada kapacitet linka znatno nadmašuje individualne brzine prenosa klijenata, uvodi se multiplexing radi boljeg iskorišdenja kapaciteta.

– Frequency Division Multiplexing (FDM)

– Wavelenght Division Multiplexing (WDM)

– Time Division Multiplexing (TDM)

Dr Nenad Stefanovid

Računarske mreže

• ISDN

• SONET

• ADSL

• LAN / WAN

• ATM

• Gigabit / 10-Gigabit Ethernets

Dr Nenad Stefanovid

MULTIMEDIJA I IP MREŽE

petak, 22. april 2011

IP transport podataka

• Internet, kao globalna mreža, predstavlja prirodni medijum za transport multimedijalnih informacija.

• Tri osnovne vrste aplikacija:

– Transfer podataka: (FTP, HTTP, Kazaa, itd.)

– Media streaming: (RealPlayer, Windows Media Player, streaming serveri, itd.)

– Interaktivnost: IP telefonija (VoIP), videokonferencije, online igrice, itd.

Dr Nenad Stefanovid

Transfer podataka

• Ova vrsta aplikacija treba da obezbedi pozdan transport multimedijalnih podataka kroz komunikacione mreže.

• Garancije po pitanju zastoja:

• Minimal delay guarantees:

– Početak prikazivanja sadržaja nakon prijema celokupnog fajla

– Početak prikazivanja sadržaja kada se primi dovoljna količina podataka koja treba da bude dovoljna (u smislu vremena), da bi se u međuvremenu primila preostala količina podataka.

• Ovde je pouzdanost je važnija od zastoja (kašnjenja) Dr Nenad Stefanovid

Streaming Media

• Ovde su važni i vreme (zastoj) i pouzdanost.

– Par sekundi zastoja pre početka prikaza je preihvatljivo.

– Kada prikazivanje otpočne, trebalo bi da bude kontinuirano.

Dr Nenad Stefanovid

Interaktivnost: telefonija, konferencije, zabava

• Ovde je vremenska dimenzija (zastoj) kritična.

– Minimalni zastoj je neophodan zbog interaktivnosti

– 200ms je gornja granica za vreme putovanja informacija u oba smera

• Pozdanost je sekundarna

– Treba da bude “dovoljno dobra” (da ne uti;e na kvalitet komunikacije

Dr Nenad Stefanovid

Garancije IP performansi

• Podrazumevano, Internet pruža tkz. “best effort” servise.

• To znači, da de sistem sve pokušati da isporuči podatke do određene destinacije, ali nema garancija.

– Paketi mogu biti smešteni u redove čekanja (queued) i savim tim de kasniti.

– Paketi se mogu izgubiti – obično kada se red čekanja prepuni.

– Može dodi do zamene redosleda paketa.

– Paketi se mogu duplicirati.

• Zaključak: Internet multimedijalni servisi nisu zadovoljavajudi bez garantovanja kvaliteta servisa.

Dr Nenad Stefanovid

Klasični transport protokoli

• TCP (Transmission Control Protocol, RFC 793)

– Pruža pouzdan i uređen (u smislu redosleda) servis prenosa podataka (bytestream service).

– Pruža kontrolu zagušenja – varijabilni protok.

– Koristi sistem potvrda o projemu i retransmisije izgubljenih paketa.

• UDP (User Datagram Protocol, RFC 768)

– Pruža čist datagram servis.

– Demultiplexing putem portova; checksum provera grešaka.

– Nema zaštite od gubitka podataka, izmene redosleda ili dupliciranja.

Dr Nenad Stefanovid

TCP vs UDP

• TCP pruža pouzdanost, po cenu manje kontrole vremena (termina) isporuke određenog segmenta toka podataka.

• UDP ne pruža mehanizme zaštite, ali pruža preciznu kontrolu nad slanjem paketa (šta se i kada šalje).

Dr Nenad Stefanovid

Koji protokoli za koje aplikacije?

• Transfer podataka (File Transfer)

– Koristiti TCP

• Streaming Media

– Mogu se koristiti TCP ili UDP

– Generalno, više se preferira UDP

• Telefonija/Konferencije

– U principu, koristiti se UDP

Dr Nenad Stefanovid

IP-Multicast

• U računarskim mrežama, broadcast poruka se šalje do svih tačaka (nodes) u domenu, unicast poruka se šalje do samo jedne tačke, a multicast poruka se šalje do određenog skupa tačaka.

• IP-multicast omogudava multicast na Internetu. Ovo je od vitalnog znašaja za aplikacije poput mailing lista, bulletin tabli, grupnog transfera podataka, audio/video na zahtev, audio/video konferencija, itd.

• IP-Multicast mkoristi opseg IP adreasa od 224.0.0.0 do 239.255.255.255 .

• IP-Multicast standardi: Mbone, IGMP, Reliable Multicast Transport.

Dr Nenad Stefanovid

Real Time Protocol (RTP)

• RTP protokol se koristi kao podrška dekoderu/renderu za prikazivanje (play) multimedije odgovarajudom brzinom, što je posebno važno u slučajevima kada je struktura kodiranja multimedije adaptivna (npr. adaptivno ubacivanje I-frejmova u video sadržaju pri promeni scena i dodavanja B-frejmova u scenama gde ima pokreta), kao i za sinhronizaciju više tokova podataka (streams) tako da se audio/video sadržaj pušta u reprodukuje trenutku.

• Uglavno se koristi preko Multicast kanala.

Dr Nenad Stefanovid

Real-Time Streaming Protokol (RTSP)

• RTSP se koristi za kontrolu media stream-a sa servera. Omogudava konekciju do multimedijalnog sadržaja, vrši zahtevanje toka (stream-a), funkcionalnosti nalik onih kod VCR-a, kao i druge ekstenzije neophodne kod media streaming aplikacija.

• RTSP se uglavnom koristi kod Unicast konekcija s obzirom sa VCR funkcionalnosti ne bi trebalo da kontrolišu server kod Multicast konekcija.

• Međutim, mogude je koristiti RTSP kod Multicast-a za neke druge funkconalnosti koje pruža.

Dr Nenad Stefanovid

RTP i RTSP

• Ova dva protokola nisu isključivi, ved su komplemetarni. Korisno je kombinovati oba protokola jer server streaming media uglavnom treba da podrži i Multicast i Unicast tokove.

• Dok klijent (aplikacija) zahteva tok podataka i kontroliše ga putem RTSP protokola, render aplikacija koristi RTP radi održavanja sinhronizacije videa i audio (čak i kada postoji gubitak paketa).

Dr Nenad Stefanovid

Internet telefonija

• H.323 je bio prvi globalni VoIP standard koji je izvršio pomak od privatnih (industrijskih) rešenja ka interoperabilnim sistemima.

• Drugi protokoli kao što je Session Initiation Protocol (SIP) uvedeni su kao alternativa H.323 standardu.

Dr Nenad Stefanovid

QUALITY OF SERVICE (QoS)

QoS

• Za razliku od tradicionalnih mrežnih aplikacija poput telnet-a i file transfer-a, koji koriste TCP kao transportni sloj, kontinualne multimedijalne aplikacije (Continuous Media - CM) kao što su video na zahtev, video konferencije i Internet telefonija, imaju striktne zahteve po pitanju kvalieteta servisa, uključujudi granice zastoja i limite na gubitak paketa.

• Prosto govoredi, QoS se može posmatrati kao sposobnost mrežnih provajdera (ili operatera) da upravljaju performansama različitih vrsta aplikacija (saobradaja) tako što dodeljuju odgovarajude mrežne resurse i prioritete.

Dr Nenad Stefanovid

QoS i multimedija

• Za vedinu multimedijalnih aplikacija, mera QoS performansi u (OSI) sloju aplikacija je u stvari subjektivna i zasnovana na ljdskoj percepciji.

• Subjektivna QoS mera performansi se može prevesti u neke objektivne mere kao što su prosečni zastoj (kašnjenje), varijacija zastoja, stepen gubitka paketa, itd.

Dr Nenad Stefanovid

QoS i multimedija

• Multimedijalne aplikacije mogu imati sasvim različite zahteve po pitanju QoS-a.

• Na primer, aplikacije poput onih koje se koriste u medicini (radiologiji) za potrebe dijagnostike, zahtevaju veliku pozdanost.

• Za neke druge multimedijalne aplikacije sa kontrolom poruka u realnom vremenu, zahtevaju se pouzdanost i vremenska tačnost.

• Sa druge strane, druge multimedijalne aplikacije kao što su audio i video aplikacije za zabavu, mogu da tolerišu određene gubitke paketa ili zastoje.

Dr Nenad Stefanovid

DiffServ

• Differentiated Services (DiffServ), Integrated Services (IntServ), kao i različite kombinacije dveju tehnika imaju za cilj da obezbede željeni kvalitet servisa (QoS) na Internetu, tako što definišu različite arhitekture i tehnike za rezervaciju resursa.

• DiffServ koncept dobija na popularnosti kao jednostavan i skalabilan metod diferencijacije servisa, jer ne zahteva upravljanje stanjem aplikacija (per-flow) na mrežnim tačkama.

Dr Nenad Stefanovid

DiffServ

• Postoje dva glavna pristupa za realizacijuDiffServ koncepta: apsolutna i relativna diferencijacija servisa:

– Apsolutna diferencijacija servisa (garantovani servis) teži da pruži garantovani, end-to-end kvalitet servisa, bez per-flow stanja u okviru mreže, tako što se koristi kontrola pristupa i sofisticirane tehnike vremenskog planiranja (scheduling).

– Relativna diferencijacija servisa (pouzdan ili bolji od best-effort servisa) teži da pruži per-hop (po tačkama u mreži) ili per-class (po vrstama aplikacija) relativne razlike u kvalitetu servisa. U drugom pristupu, ne postoji apsolutna garancija zbog nedostatka kontrole pristupa ili rezervacije resursa.

Dr Nenad Stefanovid

QoS parametri performansi

• Najčešdi QoS parametri performansi su: – Vreme čekanja (zastoj ili varijacija zastoja) – Zastoj je vreme koje

protekne dok se jedinica podataka transportuje od jedne tačke (npr. od udaljenog servera) do druge tačke (npr. klijentski uređaj). Jitter predstavlja varijaciju u zastoju.

– Stepen gubitka paketa (pouzdanost) – paketi se mogu izgubiti u toku transporta jer se npr. mogu ispustiti kada se bafer u nekoj mrežnoj tački prebukira.

– Protok (bandwidth) – Protok podataka direktno reflektuje količinu informacija koju mreža može da isporuči tokom određenog vremenskog perioda. Generalno, vedi protok rezultuje višem nivou kvaliteta servisa.

Dr Nenad Stefanovid

RSVP/Integrated Services (IntServ)

• IntServ je uveo IETF kao arhitekturu za pružanje Internet QoS-a.

• IntServ karakterišu rezervacija resursa i kontrola pristupa. On se oslanja na signalizirajudi protokol poznat kao Resource Reservation Protocol (RSVP).

• Ruteri su neophodni za rezervaciju resursa da bi pružili QoS pojedinačnih tokova podataka. Kada hostovana aplikacija treba da pruži podatke u realnom vremenu i gde se zahteva određeni nivo kvaliteta servisa (npr. garantovani protok), ona šalje Reservation Request (RESV) poruku primaocu (uređaju na mreži) da rezerviše resurse (npr, protok, bafer prostor, itd.) i tako duž svih tačaka (uređaja) koji se nalaze na putanji.

Dr Nenad Stefanovid

Multi-Layer Label Switching

• Multi-layer switching se odnosi na integraciju Layer 2 switching-a i Layer 3 rutiranja. Pristup se zasniva na izgradnji dopunskog modela (sloja) u kome logička IP ruter topologija funkcioniše nezavisno i iznad Layer 2 switching tehnologija poput frame relay ili ATM.

• Multi-protocol label switching (MPLS) predstavlja važnu tehnologiju kreiranu sa ciljem da se smanji složenost kombinovanja Layer 2 switching-a i Layer 3 rutiranja u jedan integrisani sistem. Motivacija za MPLS kao šeme prosleđivanja paketa, jeste korišdenje kratke oznake (label) fiksne dužine na osnovu koje se određuje način rukovanja paketima.

• MPLS predstavlja najnoviji korak u evoluciji višeslojnog prebacivanja paketa (switching) u IP mrežama.

Dr Nenad Stefanovid

Arhitektura modela za diferencijaciju servisa

• Glavno pitanje u vezi sa QoS-om jeste manipulisanje paketima iz agregiranih tokova kroz pet osnovnih mrežnih komponenti DiffServ mehanizma: – Klasifikacija – klasifikator razdvaja saobradaj na različite klase.

– Uslovljavanje saobradaja – marker sa komponentom merača i polisom (npr. traffic shaper-raspoređivanje protoka) primoravaju saobradaj da se povinuje određenom profilu.

– Upšravljanje redovima čekanja – Queue upravljač kontroliše status redova čekanja pri zagušenju (preopteredenju) saobradaja.

– Vremensko planiranje – planer određuje kada de se paketi proslediti.

– Kontrola pristupa – striktna funkcija koja se obično koristi pri apsolutnoj diferencijaciji servisa poput VLL za premijum servise.

Dr Nenad Stefanovid

Osnovna arhitektura DiffServ pristupa

Dr Nenad Stefanovid

Skalabilni video streaming sistem sa QoS funkcionalnošću

Dr Nenad Stefanovid

IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM (IMS)

Šta je to IMS?

• IMS predstavlja globalnu, tehnološki-nezavisnu i standardnu IP arhitekturu za povezivanje komunikacionih sistema i kontrolu servisa. IMS omogudava rzne vrste multimedijalnih servisa korišdenjem standardnih Internet protokola.

• IMS uvodi kontrolu sesije u multimedijalnim aplikacijama u okviru packet-switched domena i istovremeno donosi circuit-switched funkcionalnost u okviru packet-switched domena.

Dr Nenad Stefanovid

IMS u konvergentnim komunikacionim mrežama

Dr Nenad Stefanovid

Konvergencija fiksnih i mobilnih komunikacionih mreža

• S obzirom da IMS integriše klasične (žičane) i bežične mreže, isti postaje pogodan sistem za Fixed to Mobile Convergence (FMC).

• Danas, sve više, VoIP (Voice over IP) zamenjuje PSTN.

• U međuvremenu, ključne pokretačke tehnologije, kao što su “pametni” telefoni, širokopojasni prisup Internetu, kao i IMS za integraciju različitih komunikacionih sistema, su dostupne.

• Konvergenicja se može posmatrati iz tri odojena ugla: – Konvergencija mreža

– Konvergencija servisa

– Konvergencija uređaja

Dr Nenad Stefanovid

Konvergencija komunikacionih mreža

Dr Nenad Stefanovid

Konvergencija komunikacionih mreža

• IP-zasnovane konekcije koje koriste SIP protokol između uređaja i osnovne (core) mreže – tkz. izvorni IP pristup – omogudava prenos audio, video i drugih multimedijalnih aplikacija putem bilo kojih komunikacionih mreža.

• Izvorna (native) IP pristupna arhitektura omogudava uvođenje novih, bogatijih IP multimedijalnih servisa kroz IMS funkcionalnosti, kao na primer presence (npr. MS Messenger), media push (npr. WAP push poruke), multimedijalna telefonija (npr. video pozivi), video igrice i mnoge druge SIP aplikacije.

• Ovo, sa druge strane, pruža operatorima i provajderima usluga nove izvore prihoda.

Dr Nenad Stefanovid

Konvergencija uređaja

• Više radio interfejsa pružaju pristup preko circuit i paketnih (packet-switching) mreža (npr. mobilne, WLAN, itd.), a IMS omogudava funkcionisanje aplikacija i servisa preko različitih IP mreža.

• U vedini slučajeva, takvi uređaji su smart (pametni) telefoni, ali to mogu biti i PC ili laptop računari sa VoIP softverom, ili prošireni fiksni klijentski uređaji koji može da deli IM (Instant Messaging), presence, itd. sa mobilnim uređajima, fiksnim VoIP telefonima, ili čak sa digitalnim TV prijemnikom sa STB uređajem (set-top box).

Dr Nenad Stefanovid

Konvergencija servisa

• Multimedijalni servisi, kao što su presence, push-to-talk, messaging (poruke), interaktivne aplikacije, deljenje podataka i video sadržaja, streaming, web pretraživanje, podcasting, isporučuju se preko fiksnih i mobilnih mreža.

• VoIP i instant poruke su dve tehnologije koje su inicirali konvergenciju servisa.

Dr Nenad Stefanovid

Uloga IMS-a u packet-switched mrežama

Dr Nenad Stefanovid

IMS servisi

• Presence

• Group Management (saradnja i razmena informacija)

• Push-to-Talk Over Cellular (PoC)

• Messaging (razmena poruka)

• Konferencije (audio i video)

• Multimedijalna telefonija

Dr Nenad Stefanovid

IMS servisi - Presence

• Presence i instant poruke iz korena menjaju personalne i poslovne komunikacije.

• Presence unapređuje messaging sisteme i uvodi nov servis koji se može koristiti u mnogim drugim aplikacijama (npr. VoIP, video konferencije, grupna saradnja, itd.).

• Presence de biti važan element svih komunikacionih servisa i nov način funkcionisanja telefonije.

• Presence aplikacije podstiču i pitanje bezbednosti i privatnosti. Korišdenjem SIP protokola, korisnici mogu da kontrolišu koje informacije de biti dostupne i kome.

Dr Nenad Stefanovid

Presence – unapređeni servisi

Dr Nenad Stefanovid

Pregled presence servisa

Dr Nenad Stefanovid

MEDIA STREAMING

Media Streaming

• Streaming audio i video sadržaja putem komunikacionih mreža (Internet, LAN, mobilne mreže, itd.) postao je jedan od najzastupljenijih vidova multimedijalnih aplikacija.

• Uprkos inicijalnom komercijalnom uspehu, media streaming se još uvek suočava sa određenim izazovima uključujudi QoS i isplativnost.

Dr Nenad Stefanovid

Streaming Media preko TCP-a

Dr Nenad Stefanovid

Streaming Media preko TCP-a

• Predpostavimo da imamo uskladišteni multimedijalni sadržaj dužine S bajtova, kodiran sa R kb/s.

– Nakon pokretanja TCP transfera, izmeriti ostvareni protok: r kb/s.

– Sa prikazom (playout) može se krenuti kada: • Preostalo vreme trensfera < vreme prikaza – npr. 8(S-T)/r < 8S/R ,

gde T predstavlja bajtove koji su transferovani.

• Ponekad performanse mreže (npr. protok) mogu značajno da opadnu.

• Ukoliko se play bafer klijenta isprazni, reprodukcija se zaustavlja i bafer se popunjava sa podacima sve dok:

– Preostalo vreme transfera < preostalo vreme reprodukcije (iz bafera) Dr Nenad Stefanovid

Streaming Media preko UDP-a

Dr Nenad Stefanovid

Streaming Media preko UDP-a

• Predpostavimo da mreža ima dovoljno kapaciteta.

• Podaci se dele na pakete, dodaju se zaglavlja sa rednim brojevima i/ili vremenskim žigom (timestamp).

• Podaci se prenose pute UDP protokola istom brzinom kojom de se reprodukovati na strani prijemnika. Primalac počinje sa reprodukcijom nakon kratkog zastoja. – Primalac šalje potvrdu o tome koji paketi su izgubljeni i gde je njihova

pozicija.

– Pošiljalac ponovo šalje date pakete ukoliko ima vremena za njihov transfer do primaoca pre nego što date pakete treba reprodukovati.

– Primalac pokušava da maskira preostale gubitke.

Dr Nenad Stefanovid

TCP vs UDP za media streaming

• Zastoj pre početka reprodukcije za TCP streaming je generalno vedi:

– TCP: apsorbuje verijacije u protoku; proizvoljan broj retransmisija.

– UDP: apsorbuje varijacije u kašnjenju; ograničeni broj retransmisija.

• Prekid reprodukcije dok se vrši popuna bafera kod TCP-a ima vedi negativni efekat, u odnosu na male degradacije kod UDP-a zbog gubitka paketa.

• Praktična pitanja:

• Practical issue:

– TCP je pogodniji kada postoje zaštitni zidovi i NAT Dr Nenad Stefanovid

Osnovni elementi video streaming arhitekture

Dr Nenad Stefanovid