DSM-CC Centro de Informática Universidade Federal de Pernambuco Felipe Melo Leite

DSM-CC

Centro de InformáticaUniversidade Federal de Pernambuco

Felipe Melo Leite

DSM-CC – Sumário

História

Introdução

DSM-CC e DAVIC

Protocolos PPP

DSM-CC Download Protocol

DSM-CC e TV Digital

Carrosel de Dados e Carrosel de Objetos DSM-CC

Encapsulamento multi-paradigma

ACD/ACD e DDC

Controle de Sessão

Controle “VCR” para Video Stream

Referências

DSM-CC – História

No princípio, os trabalhos em DSM-CC tinham como finalidade prover as funções do VCR(Video Cassette Recording) como play, foward, rewind, etc ao MPEG-2 ISO/IEC 13818-1.

Depois foi expandido e definido no MPEG-2 ISO/IEC 13818-6 para prover o paradigma Cliente-Servidor com o intuito de fazer seleção, acesso e controle de fontes distribuídas de vídeo.

O ISO/IEC 13818-6 incluía o seguinte conjunto de funções:

User-Network Client Configuration(DSM-CC U-N)

User-Network Session Protocol

User-User Directory, Stream Control, File Access(DSM-CC U-U)

Broadcast Object Carousel

Switched Digital Broadcast Chanel Change Protocol

DSM-CC – História

DSM-CC também é uma extensão do MPEG-4 ISO/IEC 14496-6, como o DMIF(DSM-CC Multimidia Integration Framework)

DMIF extende o DSM-CC para permitir a convergência de interatividade, broadcast e conversational multimidia em uma especificação, que é a seguinte:

Uma seção fim-a-fim através de várias redes provendo implementações

Integração com múltiplas tecnologias de rede, como ATM e Internet

Integração com domínios específicos de objetos, como CORBA e JAVA

Simetria completa entre operações de produção e consumo em um único aparelho

O escalonamento e comutação/multiplexação em tempo real de bit streams

DSM-CC – Introdução

Digital Storage Media Command and Control é um tool-kit para o desenvolvimento de canais de controle de fluxo MPEG-1 e 2

Definido no MPEG-2 ISO/IEC 13818-6, usa o modelo Cliente-Servidor para fazer a seleção, o acesso e o controle de vídeos distribuídos.

Suporta protocolos PPP(Point-to-Point Protocol) e o protocolo de difusão para o download de dados. Eis os 5 protocolos definidos pelo DSM-CC

U-U(User-to-User)

U-N(User-to-Network)

User-to-Network Session Protocol

Broadcast Object Carousel

SDB(Switched Digital Broadcast) e CCP(Channel Change Protocol)

Em uma implementação, não é necessário ter todos os 5 protocolos definidos, mas um subconjunto deles

DSM-CC – Introdução

DSM-CC e DAVIC

DAVIC(Digital Audio-Visual Council) é um conselho que envolve mais de 200 empresas de 20 países que tem atuado visando regulamentar o desenvolvimento de hipermídias.

Eles adotaram o DSM-CC como o protocolo de comunicação Cliente-Servidor, provendo funções de controle e operações específicas para o gerenciamento de áudio e vídeo.

SRM(Session and Resource Manager) é uma entidade definida pelo DSM-CC que centraliza a gerência de sessões e recursos

Sessão é uma coleção de recursos necessários para que um serviço execute.

DSM-CC e DAVIC

DSM-CC provê protocolos da camada aplicação, logo integra uma aplicação completa, como vídeo sob demanda ou home-shopping. Essas aplicações podem ser entregue através de redes banda larga, como a MPEG-2 TS, a Core ATM, etc.

DSM-CC preocupa-se em protocolos para:

Gerenciamento de Sessão e Controle de Recursos

Configuração de um Cliente

Downloading para um Cliente

Controle de Streams de Vídeo

Serviços de Aplicações Interativas Genéricos

Serviços de Aplicações Broadcast Genéricos.

Capaz de fazer download e de fácil configuração, DSM-CC é ideal para Set-top boxes, pois o cliente sempre estará configurado com a informação mais recente da rede, baixando os softwares mais atuais do servidor.

DSM-CC – Protocolos PPP

U-N(User-to-Network) – Usado por clientes e servidores, para comunicar-se com a própria rede. É usado para configurar cliente DSM à rede. É uma alternativa diferente de protocolos de configuração, como BOOTP e DHCP. E também para protocolos de gerência de sessões, como RSVP.

U-U(User-to-User) – permite a comunicação entre usuários para a manipulação de dados. É uma versão que engloba tanto os protocolos de controle de mídia(RTP e RTSP) como os protocolos de acesso à arquivos(FTP e HTTP)


Comparado com outros protocolos de download, DSM-CC foi projetado para operações rápidas e leves, visando suprir as necessidades de aparelhos que contém pouca memória.

O download DSM-CC funciona em redes heterogêneas e é aplicado em redes broadcast sem canais de upstream. Os mecanismos envolvidos no download são:

Janela deslizante

Não usa pacotes ACKs

Mapas para MPEG-2 TS para multiplexação em hardware


O protocolo de download DSM-CC é usado inclusive em sistemas de ambiente Não-DSM-CC:

DVB(Digital Video Broadcasting) usa, como um de seus protocolos, um esquema adaptado do protocolo de download DSM-CC

O padrão Data Broadcast(A-90) da ATSC(Advanced Television Systems Comittee) usa o protocolo de download DSM-CC

A especificação OpenCable Common Download é baseada no protocolo de download DSM-CC

Pegasus ISA(Interative Services Architeture), da Time Warner, usa um protocolo de download baseado no protocolo de download DSM-CC

DSM-CC e TV Digital

DSM-CC e TV Digital

DSM-CC e TV Digital

TV Digital usa o método Data Carousel do padrão DSM-CC

Envia periodicamente dados de gerenciamento XML(Extensible Markup Language) aos set-top boxes utilizando o canal broadcast

Carrosel de Dados

A especificação para Carrosel de Dados suporta serviços de broadcast de dados que precisam de uma transmissão periódica de módulos de dados através de uma rede DVB

Os módulos têm tamanho conhecidos e podem ser atualizados, adicionados ou removidos do Carrosel de Dados.

Os módulos podem também ser agrupados em um grupo se isto for requerido pelo serviço. Assim como estes grupos podem ser agrupados em SuperGrupos.

Broadcast de dados, de acordo com a especificação, é transmitido em um Carrosel de Dados DSM-CC que é definido no MPEG-2 DSM-CC

ISO/IEC 13818-6 define estruturas adicionais e descritores para serem usados em uma rede DVB.

Este médoto não deixa explicitas referências a identificadores de pacotes nem timing parameters enabling preparation de um conteudo off-line

Carrosel de Objetos DSM-CC

É um protocolo de transmissão cíclica de dados

Os dados são representados por objetos, que possuem seus respectivos atributos

Usa o framework ORB(Object Request Broker), que provê uma estrutura hierárquica dos objetos

Cada objeto é encapsulado em uma mensagem BIOP(Broadcast Inter-ORB Protocol), sendo um tipo diferente de mensagem BIOP para cada tipo de objeto. Exemplos de mensagem BIOP:

Mensagem de arquivo

Mensagem de diretório

Mensagens de Fluxo

Mensagens de Evento de Fluxo

Mensagens de Serviços Gateway



Estas mensagens são transmitidas em módulos

Uma mensagem só pode pertencer a um módulo, mas um módulo pode ter mais de 1 mensagem

Os módulos são divididos em Blocos de Dados, que por sua vez são encapsulados em mensagens DDB(Download Data Block)

Os DDBs são encapsulados em seções DSM-CC, podendo ser adquiridos diretamente do fluxo de transporte através de filtros




Cada seção é transmitida no fluxo de transporte, uma após a outra

Assim que a última for transmitida, volta a transmitir a primeira. O que resulta em uma transmissão cíclica

Cada instância do carrosel possue um identificador, que é o Service Domain

Todo Service Domain possui um Service Gateway, que tem referências a todos objetos presentes na raiz do carrosel

É usada a estrutura de referências IOR(Interoperable Object Reference)

Uma IOR é composta pelo identificador do carrosel, seguida por um identificador do módulo e pelo identificador do objeto

O Service Gateway é um objeto do carrossel cuja localização é transmitida em uma mensagem DSI(Download Server Initiate), que pode ser encontrada em um conjunto de tabelas de informações específicas do programa PSI(Program Specific Information)

DSM-CC – Encapsulamento

DSM-CC suporta servirços de broadcast de dados que necessitam transmissão de datagramas de protocolos de comunicação via rede DVB

a transmissão de datagramas é feita pelo encapsulamento de datagramas em seções DSM-CC, que seguem o formado de seção privada MPEG-2 private section format

A especificação de broadcast de dados suporta um mecanismo padrão para sinalização de serviços IP/MAC implantados nas redes DVB e permite a implementação de receptores DVB que são completamente self-tuning quando acessam streams IP/MAC em um ou mais streams de transporte

O mecanismo de sinalização é feito através INT(IP/MAC Notification Table) . É especificado para transporte de dados no EN 300 468, TR 101 162 e ISO/IEC 13818-6

DSM-CC – ACD/ACD

ACD/ACD(Application Control Data/Application Communication Data) via canal Broadcast

ACD/ACD via canal de Interação

DSM-CC – ACD/ACD

DSM-CC U-U é usado apenas para a API.

O Carrossel de Objetos DSM-CC descreve o transporte de objetos U-U(e seus atribunos) na Broadcast.

Os objetos presentes no Carrossel de Objetos tanto podem ser enviados pelo próprio carrossel quanto ser alocados em um servidor interativo

Se necessária, a identificação do servidor interativo(ex: PSTN/ISDN telephone number) pode se comunicar ao STB incluindo a estrutura ServiceLocationComponent(definida em DSM-CC U-U) no IOR do objeto

O ServiceLocationComponent deve conter um endereço E.164 NSAP de 20 Bytes que contenha a informação de identificação conveys the identification, como definido no DVBEN 301 192

DSM-CC – DDC

DDC(Data Download Control) via canal Broadcast

DDC(Data Download Control) via canal de Interação

DSM-CC – Controle de Sessão

Controle de Sessão fim-a-fim é necessário para alguns serviços e configurações de rede

Um subconjunto do protocolo DSM-CC U-N é usado

Normalmente, Resource management features do protocolo U-N não são necessários para redes DVB

A sintaxe das mensagens U-N está definida no capítulo 4 do ISO/IEC 13818-6

No modelo DSM-CC, cliente e servidor usam o protocolo U-N para se comunicar com com o SRM

Em um ambiente de serviço simples, o SRM pode ser integrado ao servidor pois apenas a gerência de sessão é necessária

DSM-CC – Controle de Sessão

A pilha do protocolo deve estar no seguinte formato

DSM-CC – Estabelecendo sessão

Depois de garantir a conexão, o STB estabelece uma conexão fim-a-fim usando o DSM-CC U-N set-up sequence

O objeto referente ao diretório raiz do serviço é retornado com a mensagem de confirmação

DSM-CC – Finalizando sessão

Quando o STB deseja finalizar a sessão, é usada a client-initiated session release sequence

Depois disso, a sessão é finalizada

DSM-CC – Finalizando sessão

Quando o servidor quer finalizar a sessão, é usada a server-initiated session release sequence

DSM-CC – Status inquiry

O SRM pode checar se o cliente continua conectado enviando uma mensagem de indicação de status e checando a resposta do cliente

DSM-CC – Conexão resetada

Em situações anormais, o cliente pode fechar todas sessões e resetar a conexão enviando uma mensagem ClientResetRequest ao SRM.

As sessões podem ser finalizadas através da session release sequence

A mensagem de reset deve ser usada apenas na situação do cliente ter uma sessão aberta e, por algum motivo, a perdeu

O SRM também pode resetar a conexão enviando uma mensagem ClientResetIndication. Também só deve ser usada em situações anormais


O padrão de codec MPEG-2 não controla questões de vídeo em execução

Streams de MPEG-2 incluem seu próprio clock interno nos streams de decodificação relacionanado a decodificação de vídeo com a de áudio, permitindo a sincronização de ambas

Video playback necessita mais que isso. E para suportar posicionamento aleatório em um stream e uma variedade de taxas de execução, as interfaces de stream de mídia DSM-CC usam o esquema de endereçamento temporal, também conhecido como NPT(Normal Play Time)

NPT é o "clock" que o viewer associa ao "programa"

NPT avança normalmente quando está no modo normal play, avança rapidamente quando o usuário seleciona fast forward, ou retorna rapidamente quando rewind é selecionado

Como se vê, DSM-CC introduziu o conceito de máquina de estado de stream


A figura mostra as transições de uma máquina de estado de stream básica, usando apenas os métodos de stream resume() e pause()

LegendaP PauseST Search TransportT TransportTP Transport PauseSTP Search Transport PausePST Pause Search Transport


No estado Pause, o servidor não está transportando o stream de mídia

No estado Search Transport, o servidor está procurando por start NPT. Quando NPT = start NPT, o servidor irá transportar o stream de mídia. Desde que não tenha rStop, o servidor continuará avançando o stream e pausa no fim do stream

No estado Transport, o servidor está transportando o stream de mídia e pausa no fim do stream

No estado Transport Pause, o servidor está transportando o stream de mídia e pausa no stop NPT

No estado Search Transport Pause, o servidor está procurando o start NPT. Quando NPT = start NPT, o servidor irá transmitir o stream de mídia até stop NPT

No estado Pause Search Transport, o servidor está transportando o stream de mídia até stop NPT, então ele irá procurar pelo start NPT para voltar a transportar

DSM-CC – Referências Interactive TV Standards, Steven Morris, 2005

MONTEZ, C.; BECKER, V. TV Digital Interativa: Conceitos e Tecnologias

DUTRA ÖS, M.; BRESSAN, G. Uma arquitetura Aberta para Gerenciamento de Set-top boxes e Serviços em Redes de TV Digital

FERNANDES, J. Uma Arquitetura de Acesso a Arquivos de Vídeo Digital

MORENO, M.; RODRIGUES, R.; SOARES, L. Mecanismo de Identificação de Recursos para Aplicações Interativas em Redes de TV Digital por Difusão

ANDREATA, J. InteraTV: Um Portal para Aplicações Colaborativas em TV Digital Interativa Utilizando a Plataforma MHP

ETSI. Digital Video Broadcasting (DVB); Network-independent protocols for DVB interactive services

BALABANIAN, V.; CASAY, L.; GREENE, N. An Introduction to Digital Storage Media - Command and Control (DSM-CC)

http://www.chiariglione.org/mpeg/tutorials/papers/dsmcc/dsmcc.htm

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