_____________________________________________________________________________Acronimi
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Nel quinto capitolo, infine, l’attenzione si sposterà verso un contesto applicativo
realizzabile e testabile in laboratorio. Sarà presentato il servizio client-server di
teleprenotazione eventi e, partendo dall’analisi dell’intero anello di sviluppo iTV, verrà
analizzata l’architettura del servizio sia lato client che server. Un’attenzione particolare sarà
riservata alla realizzazione della fase di autenticazione dell’utente realizzata mediante
interfacciamento ad un Web Service/SMS Gateway con protocollo SOAP. Tale strategia
mira ad aumentare il livello di sicurezza del servizio e consente il dialogo del client MHP
con entità universali quali i Web Services.
Con tale evoluzione infatti il Set Top Box MHP si integra perfettamente in un contesto di
multicanalità.
Capitolo 1 Introduzione alla Tv Digitale
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Capitolo 1
Introduzione alla Tv Digitale
La televisione digitale rappresenta nel campo delle telecomunicazioni una rivoluzione che
interesserà ciascuno di noi, o almeno chiunque possieda un apparecchio televisivo.
Entro il 31 Dicembre 2006 si dovrebbe realizzare (in ambito terrestre) il cosiddetto
“Switch-Off”, ovvero il passaggio definitivo alla trasmissione digitale, con parallelo
spegnimento di quella analogica; perciò, chi non sarà dotato per quella data
dell’apparecchiatura necessaria a ricevere il segnale digitale, non potrà vedere più nulla in
televisione, contrariamente a quanto avviene in Europa, dove la tv digitale terrestre si
affiancherà gradualmente alla televisione analogica, per la quale non è previsto uno
spegnimento immediato.
A distanza di quasi mezzo secolo dalla sua nascita, il mezzo televisivo ha cominciato ad
affrontare una vera e propria rivoluzione tecnologica che gli ha permesso di uscire dalla
condizione di isolamento in cui si era trovato rispetto alla rivoluzione di tutto il settore
delle telecomunicazioni.
La situazione ha cominciato a modificarsi negli ultimi due decenni del secolo scorso, grazie
ad alcune fondamentali innovazioni tecnologiche, e in particolare ad una: la digitalizzazione,
ovvero la trasformazione dei segnali di tutti i mezzi di comunicazione in uno stesso
linguaggio, quello dei bit.
Digitale è un concetto per l’uomo poco naturale, perché il mondo percepito dai nostri sensi
è un mondo analogico che la televisione analogica trasmette sotto forma di variazione
continua di segnali radio.
La digitalizzazione delle informazioni è nata con il computer, i cui circuiti elettronici sanno
riconoscere soltanto due stati, acceso o spento, da cui nasce il concetto di bit, l’unità di base
dell’informazione digitale.
Per il computer è stato quindi concepito un sistema di calcolo e di rappresentazione del
mondo basato su una numerazione binaria, fatta di 0 e di 1. Digitalizzare un suono o
Capitolo 1 Introduzione alla Tv Digitale
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un’immagine significa invece prenderne dei campioni che siano talmente vicini da riuscire a
costruire una replica il più fedele possibile all’informazione originaria.
Il segnale digitalizzato, pur contenendo meno informazioni di quello analogico di partenza,
in realtà può essere molto più preciso. Il segnale analogico si indebolisce e viene distorto
quando viene trasmesso e ricevuto e attraverso l’amplificazione ben poco si può fare per il
rumore che si è aggiunto a mascherare il segnale e per le distorsioni. Un segnale digitale,
invece, può essere amplificato fedelmente se i singoli 0 e 1 possono ancora essere
individuati.
Il digitale permette, fra l’altro, una forte compressione dei segnali, dal momento che
vengono trasmesse solo le variazioni e non l’intera immagine, come nell’analogico.
Per cui si possono moltiplicare i canali distributivi, abbattendo dall’altra parte i costi unitari
di diffusione. In tal modo viene superato il limite imposto dalla tradizionale scarsità di
frequenze della tv analogica, limite che finora vincola alla distribuzione di pochi canali,
forzatamente generalisti, ovvero non rivolti a un target specifico di telespettatori.
La televisione digitale [27] favorisce invece la presenza di un’abbondanza di canali, detti
canali tematici, dal momento che ciascuno di essi è rivolto ad un particolare target e sempre
più mirato a particolari generi tematici.
Come già detto, uno dei vantaggi del digitale è quello di poter trasformare testi, suoni,
grafica, video e animazioni in numeri, cioè in un unico linguaggio, il che permette di
rendere sempre più indistinti i confini tra i media tradizionali, che prima comunicavano con
segnali incomprensibili l’uno all’altro e che oggi possono farlo con degli 0 e degli 1, dando
vita a quella che viene definita convergenza tra tutti i media.
1.1 Evoluzione della TV
I vantaggi della digitalizzazione dell’informazione hanno coinvolto tutti i sistemi di
comunicazione in una sorta di rivoluzione digitale. La copiosità del flusso di bit e la sua
capacità di essere immagazzinato e riconvertito, trasmesso e ricevuto, processato e
manipolato, il tutto in modo virtuale e senza errori, ne sono la causa principale.
La trasmissione del fax è divenuta digitale fra gli anni 70 e 80. L’audio digitale dei compact
disc ha già da tempo sostituito completamente i dischi di vinile e le cassette magnetiche. La
TV Digitale è già stata introdotta in un gran numero di paesi e i dischi video digitali (DVD)
Capitolo 1 Introduzione alla Tv Digitale
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stanno entrando in forza nel mercato attuale. Tutto questo grazie anche alla creazione di
nuovi standard.
La televisione è stata inventata e standardizzata circa 50 anni fa e ha continuato ad essere
prodotta completamente in analogico a partire dalla telecamera fino al teleschermo
nonostante tutti i cambiamenti tecnologici che si sono susseguiti. Da alcuni anni però i
bassi costi dei circuiti integrati, le reti di comunicazione ad alta velocità, il rapido accesso ai
sistemi di immagazzinamento e i nuovi processori stanno rendendo lo standard analogico
obsoleto.
Durante gli anni ‘80, in piena crescita della tecnologia digitale, si sono viste sviluppare le
prime normative per la digitalizzazione del segnale video. Il segnale video digitale era
conveniente per la compatibilità che offriva fra differenti sistemi, la capacità di non
degradarsi anche dopo molteplici copie, la possibilità di creare effetti speciali impossibili da
creare in analogico, ed altro. Però presentava anche alcuni inconvenienti: l’elevato flusso di
informazione che richiedeva per la sua trasmissione, fra i 108 e i 270 Mbps, rendeva
totalmente inattuabile l’implementazione della TV Digitale. Pertanto, rimaneva circoscritta
ad ambiti professionali.
La soluzione risiedeva nello sviluppo di tecniche di compressione. Durante gli anni 80 si
sono concentrati gli sforzi per il suo sviluppo e soltanto all’inizio degli anni 90 il comitato
istituito dalla ISO che prende il nome di Motion Picture Experts Group (MPEG) ha
sviluppato il primo standard di compressione digitale comune per l’audio ed il video, ISO
11172, conosciuto come MPEG-1. L’obiettivo era soddisfare la necessità di immagazzinare
audio e video per la prima generazione di CD-ROM, che aveva un bitrate di 1,4 Mbits/s
(Video CD).
Parallelamente si è lavorato alla creazione di un altro standard, compatibile con il
precedente, che aveva però come obiettivo di specificare una sistema di codifica di audio e
video adatto alla trasmissione attraverso differenti reti di comunicazione e
all’immagazzinamento in differenti formati digitali. Il risultato è stato lo standard ISO
13818, chiamato comunemente MPEG-2 [6], il cui titolo ufficiale è “Information Technology -
Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio”.
Benché l’MPEG-2 contemplasse la compressione dei segnali audio e video e stabilisse
meccanismi di sincronizzazione necessari per poter ricostruire e visualizzare nel ricevitore i
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differenti segnali originali, non era ancora sufficiente per rendere possibile l’introduzione
della TV Digitale.
Nel 1993 si è formato il gruppo di lavoro chiamato Digital Video Broadcasting (DVB), che
aveva come obiettivo la definizione di un sistema di televisione digitale per la diffusione
via satellite, cavo e terrestre. Questo gruppo ha adottato l’MPEG-2 come standard di
compressione digitale e ha creato un complesso ed esteso insieme di standard chiamato
DVB che fra le altre cose definisce l’adattamento del segnale MPEG-2 a differenti canali di
trasmissione (DVB-Satellite [10] [13], DVB-Terrestre [11] [15], DVB-Cavo [9] [14]).
Solo a questo punto, con la creazione dei due standard, MPEG-2 e DVB, si sono aperte le
porte alla TV Digitale che, dal punto di vista tecnico, ottiene miglioramenti sostanziali
come:
ƒ Un utilizzo più efficiente dello spettro. Nella banda di un solo canale, ora ne vengono
trasmessi fino a sei;
ƒ La codifica del segnale secondo un solo standard, offre una compatibilità che è
impensabile per i sistemi analogici;
ƒ Più solidità di fronte a difetti ed errori;
E anche novità irrinunciabili per i telespettatori:
ƒ Aumento del numero dei canali;
ƒ Televisione Interattiva;
ƒ Miglior qualità d’immagine e suono;
ƒ Un passo importante per la convergenza di tutti gli apparecchi audiovisivi.
Il fattore più importante per il successo della TV Digitale, però, è evidentemente la
prospettiva di nuovi affari. È questo l’aspetto che ha veramente fatto la differenza. I settori
imprenditoriali sono gli unici capaci di dare impulso ad una implementazione a breve
termine e ciò è garantito grazie alle applicazioni che la TV Digitale permette, che fanno
vedere i nuovi servizi come delle vere miniere d’oro:
ƒ Televisione a pagamento.
ƒ Pay per view.
ƒ Video on Demand
Per completare l’opera di una vera e propria piattaforma multimediale basata sulla TV
digitale è nata poi l’esigenza di riunire sotto un unico standard aperto tutte le
implementazioni proprietarie che fino a poco tempo fa regolavano lo sviluppo di
Capitolo 1 Introduzione alla Tv Digitale
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applicazioni interattive per la TV digitale. Tale standard aperto, denominato MHP
(Multimedia Home Platform) [1] [2], si propone da un lato di fornire una standardizzazione
dell’architettura del ricevitore interattivo o STB (Set Top Box), dall’altro di fornire allo
sviluppatore le ‘regole’ per la realizzazione di applicazioni che, seguendo il motto “Write
once, run everywhere”, una volta create siano in grado di girare correttamente su qualsiasi
ricevitore interattivo conforme alle specifiche MHP. Attualmente la versione delle
specifiche implementata nei ricevitori interattivi è la 1.0.2 mentre nei tool di sviluppo
software è la 1.0.3, ma esistono gia dei prototipi di STB che implementano la versione 1.1
che, come vedremo, apporta dei sostanziali e importantissimi miglioramenti alla
piattaforma.
Capitolo 1 Introduzione alla Tv Digitale
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1.2 Gli Standard
Per collocare lo studio di questo progetto introduciamo in forma breve e schematica le aree
di operatività dei differenti standard.
Figura 1. Principali standard coinvolti
Lo standard MPEG-2 System inteso non solo come standard di compressione ma anche e
soprattutto come standard di trasporto caratterizza la compressione, pacchettizzazione e
multiplazione degli stream audio e video in un unico flusso di trasporto.
Le specifiche DVB operano a livello fisico e si occupano di definire le tecniche di
trasmissione del segnale, quindi modulazione e correzione di errori. Esistono distinte
specifiche a seconda del tipo di canale trasmissivo: DVB-T per la trasmissione terrestre,
DVB-C per le trasmissione via cavo e DVB-S per la trasmissione via satellite.
Capitolo 1 Introduzione alla Tv Digitale
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Lo standard MHP (si farà riferimento alla versione 1.0.3 [1]) definisce invece le API
(Application Programming Interfaces) che devono essere implementate nel terminale
nonché i protocolli supportati sul canale broadcast e sul canale di ritorno bidirezionale.
1.2.1 MHP nel mondo
Figura 2. Penetrazione MHP nel mondo (©www.dvb.org)
1.2.2 La situazione in Italia
La DTT (Digital Terrestrial Television) è stata lanciata in Italia nel Dicembre 2003. I
broadcaster nazionali italiani (RAI, Mediaset, La7) hanno adottato DVB-MHP come
standard per le applicazioni interattive su DTT.
L’autorità per le telecomunicazioni ha regolamentato il tutto con una legge (L.66/2001) [22]
tanto innovativa quanto contrastata e drastica riguardante la progressiva transizione dalla
TV analogica a quella digitale: all’introduzione avvenuta nel dicembre 2003 seguiranno 30
mesi di sperimentazione; è prevista a fine 2004 una revisione basata sulle linee guida che il
mercato suggerirà. Il 31 Dicembre 2006 la DTT subentrerà completamente alla televisione
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analogica tradizionale; in tale data verrà effettuato il cosiddetto ‘switch-off’ ovvero lo
spegnimento totale della tv analogica a vantaggio di quella digitale. L’Italia sarà il primo
paese d’Europa ad avere tutte le trasmissioni televisive completamente in digitale. La
regolamentazione definisce le licenze broadcast per gli operatori di rete e le autorizzazioni
per i fornitori di contenuti (content provider) in un sistema antitrust. Il Ministero delle
Comunicazioni rilascerà tali licenze che saranno valide per un anno ma con l’opzione del
rinnovo [23].
Il 1° Dicembre 2003 Mediaset e RAI hanno iniziato le trasmissioni DTT con una copertura
del 50% che dovrà diventare dell’80% entro il 1° Gennaio 2005, per poi arrivare a coprire
la totalità del territorio italiano.
1.3 La TV digitale
La codifica digitale permette di integrare agevolmente nel normale flusso broadcast
Audio/Video altri protocolli per il trasporto dati (Figura 3). É così possibile realizzare
architetture applicative per distribuire nei flussi DVB applicazioni e servizi alle piattaforme
utenti più diverse.
Figura 3. Schema flusso multi-programma
L’architettura base del sistema per il supporto di servizi interattivi (Figura 4) prevede un
Multiplexer che combina insieme i flussi elementari provenienti dall’emittente televisiva,
dall’authoring dell’applicazione MHP e dal fornitore di contenuti per produrre in uscita un
flusso strutturato noto come MPEG-2 Transport Stream (MPEG-2 TS); i contenuti del
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servizio comuni a tutti gli utenti sono così inviati sul canale broadcast. Il ricevitore MHP
utilizza il canale di ritorno IP su rete Internet per prelevare, collegandosi ad un Web Server
o più in generale ad una generica struttura di Back-end, i contenuti del servizio
personalizzati.
Figura 4. Architettura generale TV interattiva
La migrazione dalla TV analogica a quella digitale coinciderà con il passaggio da una TV
non interattiva ad una interattiva. Questo è ovviamente l’aspetto più percepibile dall’utenza.
É possibile individuare cinque profili in cui riassumere le potenzialità della TV digitale
interattiva:
ξ Enhanced TV: permette agli utenti di interagire direttamente con il programma che
stanno guardando. Oltre alla visualizzazione del video i Set Top Box sono in grado di
interpretare i contenuti applicativi diffusi dalle emittenti e renderli agli utenti sotto
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forma di servizi utilizzabili tramite telecomando. Si realizza un servizio fruibile off-line
trasmettendo sul canale broadcast l’applicazione e i contenuti del servizio stesso;
l’applicazione sul STB si limita a presentare i contenuti e ad aggiornarli estraendoli dal
flusso di broadcast. L’utente effettua il download dell’applicazione sul STB, la manda in
esecuzione e accede dal televisore alle informazioni rese disponibili dal servizio: si parla
infatti di ‘interattività chiusa’.
Figura 5. Le tre componenti fondamentali del sistema
ξ Interactive TV: oltre alla consultazione ad interazione chiusa delle informazioni,
l’utente può, sfruttando la bidirezionalità del canale di ritorno, effettuare transazioni per
interagire in maniera diretta e personalizzata con i centri di servizio relativi
all’applicazione. In questo modo si possono richiedere informazioni specifiche,
effettuare pagamenti e prenotazioni oppure semplicemente inviare dati personali.
Questo tipo di interazione prevede una connessione tramite il modem (o altro
dispositivo di rete) integrato nei ricevitori TV che viene attivata solo al momento della
richiesta di transazione specifica.
ξ Internet on TV: permette di accedere a tutti i normali servizi di Internet come se si
stesse utilizzando un normale PC. Vengono effettuate delle ottimizzazioni affinché
risulti più agevole l’interazione con il telecomando e per conformare le interfacce ad
una grafica più televisiva.
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ξ Personal TV: pretende di realizzare la filosofia dell’EOD ‘Everything On Demand’,
del guardare cioè quel che si vuole quando si vuole e come si vuole. Il tutto è basato su
tecnologie come:
ƒ EPG (Electronic Program Guide) o guida elettronica alla programmazione TV
ƒ PVR (Personal Video Recording): i STB vengono dotati di hard disk con
capacità elevate per registrare i programmi digitali, permettere la pausa di
trasmissioni live, personalizzare replay ed effettuare rapide ricerche all’interno
delle registrazioni (registrazioni in formato MPEG-2 PS Program Stream)
ƒ VOD e iVOD (Video on Demand e Interactive Video on Demand)
ƒ Possibilità di scegliere la telecamera attraverso cui seguire l’evento (riprese
multiangolo)
ξ Connected TV: si vuole fornire il supporto per l’Home Networking per condividere
l’accesso ad Internet in tutta la casa, rendere disponibili file video e audio ad altri
dispositivi domestici e addirittura poterli controllare; il tutto attraverso il terminale
televisivo.
1.4 L’interattività
I programmi TV interattivi sono quelli con cui l’utente può interagire. L’interattività può
presentarsi in molteplici forme utilizzando vari dispositivi di input e viene realizzata
mediante hard disk o memorie locali su cui sono memorizzati totalmente applicazione e
contenuti (in tal caso si parla di interattività locale) oppure attraverso un canale di ritorno
bidirezionale simile ad una connessione Internet.
Per applicazioni di pubblicità l’interattività può significare navigare le informazioni sui
prodotti ed eventualmente procedere all’acquisto on-line, per applicazioni tipo EPG
(Electronic Program Guide) può significare ricercare un programma all’interno del
palinsesto ed effettuare direttamente il cambio di canale, per applicazioni di tipo VoD
(Video on Demand) può significare selezionare il video di interesse e controllarne il
playback.
L’interattività attraverso il canale di ritorno offre certamente le soluzioni più interessanti ai
Service Provider in quanto permette di separare layout e contenuti dell’applicazione e
trasmetterli su canali diversi. Il terminale utente infatti preleva (‘push’) dal flusso broadcast i
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dati universali, cioè uguali per tutti, come ad esempio i file di codice dell’applicazione e il
layout. I contenuti invece vengono richiesti (‘pull’) attraverso il canale di ritorno quindi
possono essere completamente personalizzati per ogni utente. L’utilizzo di un canale di
ritorno bidirezionale pertanto permette di avvicinare il mondo Web e i suoi servizi
ampiamente collaudati al nuovo contesto creato dalla Tv digitale.
Figura 6. Framework TV digitale e interattività
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