Profile 0

Profile 0 är inriktad mot låga datatakter i till exempel trådlösa miljöer. De MPEG-4- profiler som ska användas för video respektive ljud är:

• Simple profile

Det får finnas högst ett videoobjekt. • High quality audio profile

Ljudet är begränsat till två kanaler och högst ett ljudobjekt får finnas. Ljudet får vara samplat i högst 48 kHz.

Den totala datatakten med denna profil får maximalt vara 64 kbps.

6.2.2 Profile 1

Profile 1 är inriktad mot miljöer med högre bandbredd och profilen är en delmängd av Profile 0. De MPEG-4-profiler som ska användas för video respektive ljud är:

• Advanced simple profile

Det får finnas högst ett videoobjekt. • High quality audio profile

Ljudet är begränsat till två kanaler och högst ett ljudobjekt får finnas. Ljudet får vara samplat i högst 48 kHz.

Den totala datatakten med denna profil får maximalt vara 1.5 Mbps.

6.2.3 Transport

För transport av MPEG-4 har ISMA valt att rekommendera en kombination av RTP, RTSP och SDP, se kapitel 4. Video ska transporteras enligt RFC 3016, RTP Payload For- mat for MPEG-4 Audio/Visual Streams [19]. För transport av ljud ska en Internet Draft, Transport of MPEG-4 Elementary Streams, användas [20]. För att beskriva sessioner används SDP och för att styra strömmarna används RTSP. ISMA har således valt bort MPEG-4 DMIF till fördel för en enklare variant där varje ES paketeras i RTP-paket.

ISMA-profil MPEG-4-profil Transportmetod

Profile 0 Video Simple profile RTP Payload Format for

MPEG-4 Audio/Visual Streams

Audio High quality audio profile Transport of MPEG-4 Elementary Streams

ISMA

MPEG-4-kompatibel settop-box för IP-nät baserad på öppna standarder 47 Profile 1 Video Advanced simple profile RTP Payload Format for

MPEG-4 Audio/Visual Streams

Audio High quality audio profile Transport of MPEG-4 Elementary Streams ISMA-profil MPEG-4-profil Transportmetod

49

MPEG-4-kompatibel settop-box för IP-nät baserad på öppna standarder

KAPITEL

7

7

SYSTEMDESIGN

Detta kapitel beskriver hur ett system för en enkel MPEG-4-kompatibel settop-box anpassad för IP- baserade nätverk kan designas samt vilka valmöjlig- heter som finns.

7.1 Introduktion

Redan idag använder sig många av Internet som en kanal för att skicka strömmande video. Den redan utbyggda infrastrukturen gör Internet till ett smidigt redskap för att nå en stor publik. Hittills har det dock mest varit nyhetstjänster och filmbolag som erbjudit kortare nyhets- eller filmklipp. Anledningen till detta är bland annat att det varit svårt att nå godtagbar kvalitet samt att det varit svårt att skydda materialet upphovsrättsmässigt. Utvecklingen börjar dock komma ifatt även på dessa områden och idag utförs fältprov på flera håll.

7.2 Systemets funktion

Innan det är möjligt att göra en design av systemet, måste det bestämmas vilken funktionalitet det ska ha och vilka förutsättningar som gäller. Huvudkravet är att settop- boxen ska presentera en videoström i MPEG-4-format via en Internetanslutning. Utöver detta finns även ett antal krav som måste uppfyllas för att produkten ska vara funktionell. Dessa analyseras i nästa avsnitt.

7.2.1 Krav på systemet

För att få en attraktiv och funktionell produkt måste vissa krav ställas på systemet. För att utreda vilka krav som kan vara aktuella konstruerades ett antal scenarion, se appendix A. De krav som konstaterades är:

• Användarvänlighet

Det måste vara enkelt att installera boxen. Idealt räcker det med att koppla in boxen i nätverksjacket. Det måste också vara enkelt att manövrera och göra inställningar.

• Säkerhet

För att material ska göras tillgängligt måste producenterna veta att deras material är skyddat. Eventuella krypteringsnycklar måste hanteras på ett tillförlitligt sätt, både ur operatörens och konsumentens synvinkel.

• Kompatibilitet

Systemet bör fungera med utrustning från olika tillverkare. Användande av öppna standarder är en god start men det krävs även vilja hos tillverkare och standardiseringsorgan för att detta ska bli verklighet.

• Kvalitet

Kvaliteten måste vara god, både på produkten i sig och på tillgängligt material och tjänster.

• Prisvärdhet

Det är mycket viktigt att priset hålls nere på produkten för att den ska vara attraktiv. Annars kan den få svårt att hävda sig mot existerande tekniker.

7.2.2 Förutsättningar

För att settop-boxen ska fungera på ett sätt som gör den användbar krävs en relativt snabb nätverksförbindelse. Det krävs även att det finns någon form av operatör som erbjuder tjänster i form av videosändningar. Det behöver inte vara Internetleverantören som agerar operatör för dessa sändningar även om detta scenario är tänkbart. För att få tillgång till sändningarna kommer det i vissa fall krävas att användaren har ett abonne- mang hos operatören. Denna abonnemangstjänst kan utformas på många sätt. Ett alterna- tiv är att operatören tillhandahåller någon form av smartcard som sätts in i settop-boxen på liknande sätt som i dagens settop-boxar. Detta smartcard kan innehålla krypterings- nycklar och adresser till servrar. Ett annat alternativ är att operatören erbjuder en webb- portal som användaren loggar in på för att få tillgång till tjänsterna. Settop-boxen ska givetvis också fungera med olika tjänster på Internet som inte kräver någon form av abonnemang.

Alla klienter anslutna till Internet måste ha en IP-adress för att kunna kommunicera med andra. Således måste även settop-boxen ha en IP-adress. Hur settop-boxen erhåller denna adress är starkt bundet till den struktur som råder i det nätverk settop-boxen kopp- las in på. Många Internetleverantörer använder sig av DHCP för att dela ut IP-adresser och settop-boxen bör därför hantera detta. För kompatibilitet med leverantörer som erbjuder fasta IP-adresser bör det också vara möjligt att ställa in adressen manuellt.

För att ett system som erbjuder TV-sändningar ska fungera i större skala krävs även att multicast fungerar. Utan stöd för multicast måste varje klient betjänas med unicast och detta leder snabbt till alltför stor belastning av nätet.

7.3 Design

Det finns ett antal val och avvägningar som måste göras då en settop-box som klarar av de krav som diskuterats ovan designas. Det första designvalet är hur stor del av MPEG-4 som ska användas. Enligt MPEG:s rekommendationer för MPEG-4 över IP finns det två alternativ; att använda hela MPEG-4 DMIF eller inte använda det alls och istället arbeta direkt med ES, se kapitel 5. Fördelen med att använda DMIF är att kompatibiliteten med olika system underlättas. Nackdelen är att systemet blir mer komplext och innehåller viss funktionalitet som kan vara onödig i en settop-box. En settop-box används till exempel för att visa filmmaterial och inte för att visa avancerad och interaktiv multimedia. Därför

Systemdesign

MPEG-4-kompatibel settop-box för IP-nät baserad på öppna standarder 51 behöver den ej hantera fler än två ES samtidigt. Det kan också vara önskvärt att minska komplexiteten i settop-boxen för att göra den billig och enkel. Detta gör att MPEG-4 DMIF bör väljas bort till förmån för den mindre komplexa varianten.

Nästa designval som måste göras är vilken transportmetod som ska användas. Teoretiskt sett är det möjligt att transportera MPEG-4 direkt över TCP eller UDP. För- delen med den metoden är att det inte krävs extra utrymme för de headrar som varje protokoll lägger till. En nackdel med TCP är dock att det är ihärdigt. Om något paket tap- pas försöker det skicka paketet igen, ända tills det lyckas. För realtidsmedia är det ofta bättre att hoppa över paket som tappas och fortsätta med nästa. En nackdel med UDP är att det inte finns någon möjlighet att ange sekvensnummer eller tidsinformation. Detta måste i så fall lösas på annat sätt vilket gör alternativet mindre attraktivt.

Ett rimligare val är istället MPEG-2 TS eller RTP. MPEG-2 TS är en väl utbredd stan- dard som bland annat används i DVB. Detta gör att infrastrukturen i många fall redan existerar och det kan vara önskvärt att utnyttja detta i så stor utsträckning som möjligt. En nackdel med MPEG-2 TS är att det inte är designat för IP-nät. Formatet innehåller ett eget data link layer vilket kommer att medföra att redundant information måste sändas. Det naturliga är istället att välja RTP, som blivit en accepterad industristandard för real- tidskommunikation över Internet.

Efter dessa avgörande val, som följer ISMA:s standard, är det naturligt att fortsätta på ISMA:s linje och basera hela settop-boxen på deras specifikation. ISMA blir en alltmer betydande aktör i branschen och genom att följa deras rekommendationer är det större chans att produkten blir kompatibel med andra tillverkares produkter. Det stora stöd som finns för ISMA ökar även möjligheterna för öppna standarder att accepteras på markna- den och växa fram som ett alternativ till de proprietära standarder som redan existerar. Med ISMA:s specifikation följer även en DRM-lösning som krävs för att kravet på säker- het ska uppfyllas.