Tema 3 Tecnologias Domoticas Parte III Vocw

8/14/2019 Tema 3 Tecnologias Domoticas Parte III Vocw

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TEMA 3TECNOLOGIAS DOMOTICAS

Parte III: Red Multimedia

Prof. Germn Villalba Madrid

Dpto. de Ingeniera de la Informacin y las Comunicaciones

Facultad de Informtica - Universidad de Murcia


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Contenido

Parte I

Redes de datos USB, FIREWIRE, ETHERNET, HomePlug, HomePNA,

HomeRF, Bluetooth, WLAN, IR

Parte II

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Redes de control X-10, KNX, EIB, BatiBUS, EHS, CEBus, LonWorks

Parte III

Redes multimedia

HAVi

Arquitecturas software de propsito general

UPnP, Jini


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Redes Multimedia

Introduccin

Es aquella a la que se conectan los equipos de lnea marrn,es decir, televisores, vdeos, radios, cmaras y videocmarasdigitales, relojes, despertadores, ...)

Se utiliza para la distribucin de informacin, con requisitos

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,retardo de transferencia se refiere.

Los dispositivos de sonido y vdeo requieren un mayorancho de banda que el resto de dispositivos de la vivienda.

Aplicaciones soportadas por esta red:

Videojuegos en red,

Difusin de seal de TV de pago,

Envo de seal de video desde videoportero a la TV,

Envo de fotos digitales desde la cmara a la TV o al PC, ...


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Redes Multimedia

Introduccin

Los dispositivos de la red multimedia tienen funcionalidades ycapacidad de procesamiento muy dispares. Esto obliga autilizar protocolos que permita la abstraccin de los detallesde configuracin a los usuarios.

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distribuida. Todos los elementos pueden comunicarsedirectamente con el resto, en principio, sin necesidad dedispositivos intermedios (pasarelas).

Las arquitecturas ms relevantes actualmente son:

HAVi

UPnP

Jini

Estas arquitecturas disponen de mecanismos para convivircon las otras soluciones.


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Redes Multimedia

HAVi (Home Audio Video interoperability)

Arquitectura software distribuida que especifica un conjunto deAPI diseados para la interconexin directa de los aparatos deconsumo de vdeo y audio digital de diferentes tipos yproveedores.

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As, si cumplen la especificacin HAVi, interoperarn entre san siendo de diferentes fabricantes.

Se pretende que la conexin, configuracin y puesta a puntode los dispositivos HAVi conectados, sea sencilla y rpida.

HAVi utiliza la red digital IEEE 1394 (i.linkTM FirewireTM) paraintercambio de datos y comandos.


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Redes Multimedia


Recordamos: IEEE 1394 tiene ancho de banda de 400 Mbpsy 800 Mbps, comunicacin iscrona, que permitetransferencia de audio y video en tiempo real con alta calidad.

Actualmente, se estn desarrollando mejoras para aumentar

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,habitaciones del hogar.

En HAVi no existe ningn dispositivo controlador. Cualquierapuede controlar y ser controlado por el resto.

Es una arquitectura abierta, independiente de la plataforma ydel lenguaje de programacin.

HAVi proporciona los API para:

El desarrollo de dispositivos interoperativos,

Para escribir aplicaciones para dichos dispositivos basadas enJava para ser accesibles desde Internet.


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Redes Multimedia


Las API de HAVi son capaces de detectar automticamentedispositivos en la red, as como coordinar las funciones entrevarios dispositivos conectados a dicha red.

HAVi contem la brid es entre la ar uitectura HAVi las

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tecnologas Jini de Sun Microsystems y UPnP de Microsoft. HAVi Organization es una asociacin sin nimo de lucro

fundada en 1.998, y que integra a las principales compaasde electrnica de consumo: Grundig, Hitachi, Panasonic,

Phillips, Sharp, Sony, Thomson y Toshiba.


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Redes Multimedia

Tipos de dispositivos HAVi

Full AV Device (FAV)Descarga y ejecuta todas las aplicaciones HAVi

Descarga y ejecuta DCMs (modelo d control d dispositivo)

Intermediate AV Device (IAV)

Dispositivo

HAVi

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apaz e comun carse con o ros spos vos

Capaz de ejecutar limitadas aplicacionesOfrece su propio servicios de control

Capaz de ser el host de otros dispositivos conocidos

Capaz de ser el host de dispositivos legacy devices

Base AV Device (BAV)

Ofrece informacin para el control en la ROM

Legacy AV Device (LAV)Dispositivos convencionales no SDD HAVi

DispositivoHAVi

Controlado

Fuente: HAVi Presentation Technical Seminar 20 April 2000


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Redes Multimedia

Arquitectura Software HAVi - LAV

Fuente: http://www.havi.org/technical/presentation.asp10


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Redes Multimedia

Arquitectura Software HAVi - BAV

Fuente: http://www.havi.org/technical/presentation.asp 11


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Redes Multimedia

Arquitectura Software HAVi - IAV

12Fuente: http://www.havi.org/technical/presentation.asp


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Redes Multimedia

Arquitectura Software HAVi - FAV

13Fuente: http://www.havi.org/technical/presentation.asp


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Arquitecturas Software

UPnP (Universal Plug and Play) Propuesta por Microsoft para la interconexin de todo tipo de

dispositivos electrnicos (actualmente se utiliza en Pcs yperifricos).

Es una arquitectura abierta y distribuida, basada en la pila de

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,datos entre dispositivos conectados en la red, evitando que elusuario tenga que ser un experto en la configuracin de redes,dispositivos y sistemas operativos.

Cuando un dispositivo UPnP se conecta a la red,

automticamente y de forma transparente al usuario, obtieneuna direccin IP, anuncia su nombre, comunica susfuncionalidades, y aprende sobre la presencia yfuncionalidades de otros dispositivos.


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Arquitecturas Software

UPnP (Universal Plug and Play)

Instalacin, ampliacin y ejecucin de cambios en la red muysencilla.

UPnP es independiente del medio fsico, incluso del sistemao erativo del len ua e de ro ramacin utilizado ara

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desarrollar el software de control de los productos UPnP. Se persigue lo mismo que Jini: facilitar a los usuarios o

administradores de redes la configuracin de la comunicacinentre dispositivos.

Ejemplo: al conectar una impresora UPnP a una red de PC, laimpresora proporciona los drivers necesarios para su correctacomunicacin y configuracin.


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Arquitecturas Software: Jini

JINI

Arquitectura desarrollada por Sun Microsystems.

Objetivos:

Posibilitar que los usuarios compartan servicios y recursos en lared.

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roveer a os usuar os e un c acceso a esos recurso es ecualquier lugar de la red, incluso aunque stos cambien de lugar(flexibilidad).

Simplificar lo ms posible las tareas de implementacin,mantenimiento y gestin del sistema tanto de los dispositivos

como de los usuarios. As, Jini es un sistema distribuido que forma una federacin

de JVM o mquinas virtuales Java.


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Se pretende que los objetos que forman parte del sistemao federacin Jini ofrezcan servicios que puedan serutilizados por cualquier usuario/objeto que se conecte a l.

Los servicios pueden ser tanto acciones realizadas pordispositivos (hardware), programas de software o distintas

Fuente: http://www.jini.org 17

com nac ones e am as. El ncleo de Jini slo tiene 40 KB de cdigo.


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Jini soporta cualquier tipo de medio fsico: IEEE 1394,

Bluetooth, IrDA, Ethernet, ..., independiente del sistemaoperativo y del equipo fsico soportado.

Los Servicios son la entidad que le dan sentido al sistema

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, , , , ,

..., todo aquello que pueda ser til para un usuario u otrosservicios.

Jini provee mecanismos para crear, buscar, comunicar y

utilizar los servicios de la red o comunidad. Esos servicios se comunican entre s utilizando un protocolo

de servicios, un conjunto de interfaces en Java.


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Servicios:

Servicio Lookup: identifica los servicios disponibles en unacomunidad Jini. Al arrancar, rastrea el entorno y consigue elconjunto de objetos que proveen los servicios existentes(recursos disponibles).

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Un nuevo servicio se une al servicio Lookup mediante losprotocolos discovery y join.

El servicio que se quiere enganchar al sistema busca el servicioLookup mediante el protocolo discovery, y una vez encuentra el

Lookup apropiado, se une a l con el join.


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Servicios:

RMI (Remote Method Invocation): permite a un objeto Javaser invocado desde otro objeto o clase remota, lo cualpermite compartir objetos Java en la red. En RMI se define lainterfaz que se desea invocar remotamente. Luego se

Fuente: http://www.jini.org20

,

servidor, para que una clase remota pueda llamar losmtodos que ofrece.


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Servicios

Seguridad: se basa en un principal y una lista de control. Seaccede por el principal, y segn los permisos dados, accedea esos servicios.

Leasing: asigna un tiempo concreto de utilizacin de un

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protocolo). Una vez expirado puede ser renovado o no. Transacciones: son interfaces de jini que nos ofrecen un

protocolo para coordinar las operaciones entre dos o variosservicios.

Eventos: soporta eventos distribuidos. Es capaz deresponder a eventos que se produzcan en el sistema(enganche de un nuevo usuario, ...)


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Un dispositivo nuevo

busca un servicio Lookuppara unirse al sistema Jini.

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Una vez encontrado el

servicio Lookup, se registraen l, mandndole unacopia del objeto y atributosdel servicio Print.

Fuente: http://www.jini.org


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Un cliente pide un servicio

segn un tipo Java yalgunos atributos. El servicioLookup le pasa el Objeto del

servicio de im resin.

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Un cliente puedeinteractuar directamentecon el proveedor delservicio a travs delObjeto del servicio.



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El servicio Lookup

dispone de losobjetos para todoslos dispositivos

conectados a la

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red. Cada cliente carga

el objetocorrespondiente al

servicio del quequiere disponer.



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Redes Multimedia

Formatos de compresin Multimedia

Los dispositivos conectados a la red multimedia permiten elalmacenamiento de la informacin, en formato digital, para suposterior transmisin o tratamiento.

Tenemos as cmaras di itales videocmaras DVD

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reproductores MP3, ..., que almacenan la informacin endiferentes formatos: DivX, JPG, GIF, MPEG, VideoCD,SVideoCD, MP3, H.261, ...

Estos formatos, normalmente, incluyen algn tipo de

compresin para que el volumen de informacin sea menorde cara al almacenamiento, transmisin y recepcin.


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Redes Multimedia

La oferta de TV y vdeo por medio de redes de cable o de

acceso a Internet de banda ancha, precisa de unastcnicas de compresin eficaces para que la oferta decanales y el nmero de usuarios que puedan estar

conectados de forma instantnea sea elevado.

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Si el medio de transmisin es va satlite, mediantedifusin masiva (broadcasting), es muy importante eltiempo de descarga, y por tanto, la eficiencia en el sistemade compresin.


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Redes Multimedia

Normalmente, se procede a eliminar la informacin que esmenos perceptible para el espectador, garantizando un

nivel de calidad adecuado; se elimina informacinredundante de audio y vdeo (informacin que enmascara aotras seales, y por tanto, si estas ltimas no se percibirn

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, .

Ejemplo: una secuencia de vdeo digital con calidad similaral sistema PAL de TV, requiere 132,7 Mbps, y un DVD concapacidad de 8,5 GB slo podra almacenar 10 minutos eneste formato.

Ventajas del video digital comprimido frente al analgico:

Reduccin de costos en la distribucin de vdeo.

Mejor calidad de vdeo y mayor seguridad en la seal.

Potencial para interactuar.


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Redes Multimedia

Principales estndares de compresin de audio e

imgenes:

JPEG (Joint Photographic Experts Group)

Especifica estndares para la codificacin de imgenes fjas,ero tambin se uede a licar a vdeo asando el al oritmo a

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cada uno de los cuadros (MovingJPEG). Se pueden definirdiferentes niveles de calidad, y es muy utilizado en cmarasdigitales.

MPEG (Moving Picture Experts Group)

Existen 5 estndares, cada uno para un uso especfico y anchode banda dado.


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Redes Multimedia

MPEG-1: compresin de audio e imgenes enmovimiento, con velocidad hasta 1,5 Mbps (CD de

vdeo). El nivel 3 de MPEG-1 es el MP3, con nivelesde compresin de audio entre 10 y 12 a 1. MP3 sebasa en la forma de escuchar del odo, eliminando

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Hz. (Reduce informacin sin reducir calidad). MPEG-2: soporta la compresin de DVD y televisin

digital. Admite velocidades entre 1,5 y 15 Mbps.

MPEG-4: Adecuado para contenidos multimedia ytransmisin en canales de baja velocidad.


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Redes Multimedia

DV (Digital Video)

Es un formato de vdeo de alta resolucin que se emplea en lascmaras de vdeo y en grabadores de vdeo. Consigue una altarelacin calidad / tamao del fichero. La norma especifica que elflujo de vdeo resultante se transfiera entre los dispositivos

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.

DivX No es un estndar, sino un software para comprimir el vdeo

digital y almacenarlo en un fichero, para que pueda serdescargado con lneas de baja velocidad.

DivX es un sistema de compresin que logra reducir notablementeel tamao de las pelculas sin una prdida aparente de calidad.


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Redes Multimedia

Streaming

Los formatos vistos permiten la reproduccin de un fichero deaudio o vdeo una vez que se dispone de l almacenado en eldispositivo reproductor.

Inconveniente: si la descarga del fichero se prolonga en el

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, ,

disponer de espacio de suficiente para almacenarlo. El streaming es el soporte principal para el transporte de

contenidos multimedia en tiempo real (video, audio y datos)entre el cliente y los servidores de contenidos de Internet. Es

decir, que el usuario recibe un flujo continuo con mnimoretardo y que la duracin de los flujos transmitidos y recibidosson los mismos.


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Redes Multimedia

Sistemas para la transmisin de contenidos multimediadesde servidores de Internet:

Download (descarga) el usuario no puede utilizar el archivo hasta que ste ha sido

transferido completamente. Los tiempos de transferencia

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.

En este modo no importa la velocidad de conexin, desde elpunto de vista de que los paquetes perdidos pueden reenviarsenuevamente, y no necesita software especial para el servidor.

Streaming (flujo)

No es necesario que haya sido transferido el archivo completopara ser utilizado, sino que se puede empezar la reproduccinmientras se est bajando. Solamente se produce un pequeoretardo, hasta que se descargan unos pocos kB de informacin,y a partir de ah se reproduce con normalidad, utilizando esos

kB almacenados para regular el flujo de datos reproducidos.


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Bibliografa (I)

J.M. Huidobro y R. Milln, Domtica. Edificios

InteligentesEd. Creaciones Copyright, 2.004 Jose M Quinteiro, y otros, Sistemas de Control

para Viviendas y Edificios: DomticaEd. Paraninfo,

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.


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Bibliografa (II)

Recursos en Internet

http://www.havi.org/ http://www.havi.org/technical/presentation.asp

htt ://www.u n .or /

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http://www.jini.org http://wwws.sun.com/software/jini/

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