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DVTS: UN’APPLICAZIONE IN AMBITO MAN
Claudio Esposito, Carmine Piccolo
C.S.I. – Centro di Ateneo per i Servizi Informativi Università degli Studi di Napoli Federico II
Un archivio analogico
La rete dell’Ateneo Federico II
Nel corso del tempo la mutimedialità applicata alla formazione, in special modo quella
universitaria, ha conosciuto alterne vicende e diverse tecnologie ed applicazioni.
L’attuale rete in fibra ottica proprietaria dell’Ateneo “Federico II”, in esercizio dal
15/11/03 ed in continua evoluzione, ed è costituita da un doppio anello in fibra (modalità
IRU: Indefeasible Right of Use – Proprietà a tempo limitato) che costituisce
l’infrastruttura portante di trasporto sia per la rete di Ateneo che per la rete metropolitana
della Ricerca.
Tale infrastruttura, completamente gestita in proprio dall’Ateneo, prevede
l’interconnessione delle varie sedi dell’Università e dei principali enti di ricerca regionali
presenti sul territorio, ai nodi di trasporto o GigaPoP Metropolitani, come si evince dalle
seguenti immagini che descrivono la topologia logica e fisica della MAN.
Nell’Ambito dell’Ateneo Federico II, come nella maggior parte dei grandi Atenei
d’Italia, nel corso degli ultimi quindici anni, sono state sperimentate prima e consolidate
poi sotto forma di servizi istituzionali, diverse tecnologie di teledidattica.
L’adesione da parte dell’Ateneo al Consorzio Nettuno ha fatto si che nascesse una
struttura prevalentemente dedicata alla realizzazione di videolezioni tenute da docenti
dell’Ateneo, da erogare alla platea degli studenti sia tramite supporti VHS, sia tramite
satellite e Network televisivi convenzionali (RAI).
Parallelamente, la consapevolezza delle opportunità date dal riprendere eventi dal
forte contenuto didattico, formativo e/o divulgativo, che hanno luogo nel contesto
accademico, si è diffusa tra il personale docente dell’Ateneo.
Il risultato di tali iniziative ha portato alla produzione, nel corso del tempo, di notevoli
quantità di registrazioni video su supporti di tipo analogico quali cassette VHS e DV.
In tempi relativamente recenti, il drastico miglioramento delle prestazioni della rete
d’Ateneo e dell’accesso pubblico ad Internet attraverso i carrier commerciali (diffusione
e relativa riduzione dei costi dei servizi *DSL) ha fornito un significativo impulso alle
tecnologie di e-learning e di video streaming sia nell’ambito dell’Ateneo che più in
generale nell’intero settore educational.
Attualmente circa 40 eventi/anno vengono diffusi in diretta via web dall’Ateneo; le
registrazioni vengono tutte rese accessibili con tecnologie di compressione (MBR
multiple bitrate) direttamente da un portale dedicato dell’Ateneo (www.dol.unina.it) che
offre attualmente oltre 45GB (circa 150 file) di video.
E’ stata inoltre avviata una lunga ed impegnativa attività volta al recupero (mediante
acquisizione digitale e compressione per la fruizione via WEB) dei contenuti in formato
VHS/DV cui si è accennato in precedenza. L’enorme vantaggio derivante
dall’acquisizione e compressione dei video consiste nella notevole accessibilità offerta
con necessità di banda relativamente modeste, comunque garantite all’interno della rete
di Ateneo, e genericamente disponibili sulle reti di accesso commerciale. Il limite però di
tale tecnologia, soprattutto per tutti quei contributi video su supporti VHS/DV, è nella
scarsa qualità delle immagini riportanti presentazioni (.PPT) o lucidi cui si faceva
(soprattutto anni fa) ampio ricorso. Infatti, se la dimensione dell’area di visualizzazione
del video (stage) di 320 per 240 pixel consente una buona qualità di fruizione per le
riprese dei relatori, non si può dire altrettanto dei contenuti (testi, immagini, animazioni)
di presentazioni e lucidi (questi ultimi scritti a mano con lavagne luminose e riprese con
videocamere ortogonali) che spesso non vengono realizzati con gli opportuni
accorgimenti in termini di dimensioni e colori necessari per una corretta visualizzazione
anche attraverso riprese “compresse”.
L’esigenza, quindi, di individuare una tecnologia che consentisse di rendere
disponibili i video in formato VHS/DV in rete, salvaguardandone la “qualità” originaria,
ha trovato una possibile soluzione nel DVTS.
DVTS
DVTS (Digital Video Transport System) è un software (a diffusione gratuita) che
consente la distribuzione di video digitale via Internet. Lo sviluppo di tale tecnologia è
partito dalle sinergie del WIDE Project, realtà transnazionale votata alla ricerca e
sviluppo di tecnologie basate su Internet.
La logica sulla quale su basa il DVTS è estremamente semplice perché utilizza la
combinazione di due tecnologie consolidate ed estremamente performanti:
• Sul fronte acquisizione audio/video il DVTS utilizza, infatti, la tecnologia IEEE 1394
(comunemente nota come FireWire) che consente sia una notevole banda passante in
termini di bitrate sia una agevole configurazione plug-n-play di diversi tipi di
dispositivi.
• Dal lato “trasporto” il DVTS si “limita” ad operare un incapsulamento dei dati
(eterogenei audio/video) in pacchetti UDP associati alla coppia formata da IP
destinatario + porta (per impostazione predefinita la 8000). Il formato del video
trasmesso è PAL che garantisce una buona resa anche su ampie risoluzioni dello
schermo di riproduzione.
L’occupazione di banda è costante e si attesta attorno ai 30Mbps; inoltre i tempi di
latenza tra invio e ricezione sono sufficientemente contenuti. Nello schema che segue
(fonte www.internet2.edu) è riportato il confronto, in termini di banda necessaria, tra
diverse tecnologie per la trasmissione audio/video via Internet.
Zona Ospedaliera
Ed. Uffici
Fuorigrotta
Ed.
Polifunzionale
Centro
Storico
Monte S.Angelo
Lettere
Ingegneria
Triennio
Ingegneria
Biennio
Giurisprudenza
Ed. Via
Parthenope
Sociologia
Architettura
Via FornoVecchio
Architettura
Via Tarsia
Veterinaria
Architettura
P.Gravina
Orto Botanico
In particolare sono stati realizzati quattro punti principali di erogazione del servizio,
completamente magliati, di cui il POP di Monte S. Angelo ospita i collegamenti verso
Internet ed è sede del GigaPop GARR di Napoli. Al fine di aumentare la tolleranza
dell’intero sistema rispetto ai guasti si è ritenuto opportuno duplicare, su via
completamente differenziata sul territorio urbano, tutti i collegamenti tra le diverse sedi.
In termini di bande trasmissive tutte le tratte di dorsale sono in grado di garantire 2.5
Gbps, mentre i collegamenti di accesso delle singole strutture di secondo livello servite
garantiscono, allo stato dell’arte, 1 Gbps. Grazie alla banda disponibile tra i vari Pop ed
al collegamento garantito per singolo punto rete (almeno pari a 100 Mbps) si sono potuti
effettuare test oltre che con client appartenenti alla stessa LAN anche con client dislocati
in sedi diverse all’interno della MAN di Ateneo.
Il contesto applicativo
L’ambiente di test del DVTS nell’Ateneo Federico II ha visto l’utilizzo dei seguenti
dispositivi:
Computer per trasmissione DVTS:
CPU Intel PIV 3.0GHz
RAM 1GB DDR 333MHz
Scheda PCI per interfacce IEEE 1394
NIC Ethernet 100Mbps
S.O. Windows XP
Software DVTS versione 0.0.2 rev. 1
Computer per ricezione DVTS:
Varie configurazioni hardware
NIC Ethernet 100Mbps
S.O. Windows XP
Software DVTS versione 0.0.2 rev. 1
Per gli aspetti video sono stati utilizzati oltre al videoregistratore mini DV e S-VHS (JVC
HR-DV S3) dotato di interfaccia IEEE 1394 anche videocamere digitali dotate anch’esse
di interfacce FireWire (Sony HDR-FX1E e Panasonic NVGS75) in modalità
riproduzione di cassette DV.
Conclusioni
Dai test effettuati si è riscontrato che:
L’utilizzo della tecnologia DVTS, come si evince dal grafico di monitoraggio del traffico
effettuato sulla scheda di rete del client
(operato con PRTG Traffic Grapher v. 6.1)
presenta prestazioni con un andamento talvolta discontinuo tale da non compromettere
la fruizione dei contenuti audio/video ricevuti, in quanto, essendo i flussi audio e video
“incapsulati” nel medesimo pacchetto, non si
presenta il problema della risincronizzazione
dei flussi in ricezione.
Si è riscontrato inoltre che le discontinuità dei risultati ottenuti sono dipese, oltre che
dalle caratteristiche intrinseche del protocollo utilizzato dal software DVTS (UDP),
anche dalla configurazione dell’hardware disponibile per il client. Questo andamento
risulta, comunque, ragionevole in quanto sia le attività svolte dal software per la
riproduzione del flusso audio/video ricevuto che le costanti e massive sollecitazioni
operate sul sistema operativo dall’interfaccia di rete, portano ad un utilizzo
estremamente elevato delle risorse di calcolo e memoria del sistema client utilizzato.
Le potenzialità del DVTS, inteso come strumento per la diffusione dell’archivio audio/
video su supporto “analogico” in modalità
punto-multipunto, si possono esaltare attraverso l’utilizzo del multicast riducendo significativamente i costi di trasmissione di servizi audio e video e garantendo un adeguata scalabilità del servizio su volumi di produzione. In tal
modo si riducono gli investimenti necessari
per l'infrastruttura hardware e la banda necessaria non cresce in misura direttamente proporzionale al numero degli utenti collegati come si evince dall’immagine di fianco riportata.