ZÁPADO ČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ

KATEDRA APLIKOVANÉ ELEKTRONIKY A TELEKOMUNIKACÍ

BAKALÁ ŘSKÁ PRÁCE

Ov ěř ení DLNA technologie

Patrik Roule 2014

Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Abstrakt

Tato bakalá řská práce je zam ěř ena na popis technologie DLNA, jejích sou částí, zp ůsobu propojení a ovládání. Dále se tato práce zabývá popisem možností a využití této technologie, výb ěrem vhodné serverové implementace a v poslední části této práce i jejím ov ěř ením na TV přijíma čích Panasonic. Jako vhodná serverová implementace byl zvolen PS3 a Windows Media Player, jako ovlada č aplikace Pixel Media Controller. S těmito servery a ovlada čem byla ov ěř ena funk čnost s přijíma čem Panasonic.

Klí čová slova

Technologie DLNA, UPnP, UPnP AV, digitální mediální server, digitální p řehráva č médií, digitální zobrazova č médií, digitální ovlada č médií, digitální tiskárna médií, mobilní, smartphone, PS3 Media Server, Serviio, Windows Media Player, Windows 7, Panasonic, televize

Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Abstract

This bachelor’s thesis is focused on the description of DLNA technology, its components, and ways its connected and controlled. Furthermore this thesis covers the description of its possibilities and use, selecting the appropriate server deployments and in the last part of this thesis, system functionality is verified with Panasonic TV. PS3 Media Server and Windows Media Player were chosen like appropriate server implementation. These implementations were used with Pixel Media Controller in the function of controller. Functionality with these servers was checked with Panasonic TV.

Key words

Verification of DLNA technology, DLNA, UPnP, UPnP AV, digital media server, , digital media renderer, digital media controller, digital media printer, mobile, smartphone, PS3 Media Server, Serviio, Windows Media Player, Windows 7, Panasonic, TV

Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Prohlášení

Předkládám tímto k posouzení a obhajob ě bakalá řskou práci, zpracovanou na záv ěr studia na Fakult ě elektrotechnické Západo české univerzity v Plzni. Prohlašuji, že jsem tuto bakalá řskou práci vypracoval samostatn ě, s použitím odborné literatury a pramen ů uvedených v seznamu, který je sou částí této bakalá řské práce. Dále prohlašuji, že veškerý software, použitý p ři řešení této bakalá řské práce, je legální.

V Plzni dne 9.6.2014 Jméno p říjmení

…………………..

Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Pod ěkování

Tímto bych rád pod ěkoval vedoucímu bakalá řské práce doc. Ing. Ji římu Masopustovy, CSc . za cenné profesionální rady, p řipomínky a metodické vedení práce.

Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Obsah OBSAH ...... 7

ÚVOD ...... 8

SEZNAM ZKRATEK ...... 9

1 TECHNOLOGIE DLNA...... 12

1.1 PRAVIDLA SPOLUPRÁCE V SÍTI DLNA...... 13 1.2 ARCHITEKTURA UP NP ...... 17 1.2.1 Protokoly pro vytvo ření spojení v UPnP...... 18 1.2.2 Standard UPnP AV ...... 20 1.3 TŘÍDY ZA ŘÍZENÍ DLNA ...... 21 1.4 MOŽNOSTI A VYUŽITÍ ...... 23 2 IMPLEMENTACE SERVER Ů DLNA...... 24

2.1 PS3 MEDIA SERVER ...... 25 2.2 SERVIIO ...... 26 2.3 WINDOWS MEDIA PLAYER (WMP)...... 27 3 OVLÁDÁNÍ...... 28

3.1 KONTROLNÍ BOD (C ONTROL POINT )...... 28 3.2 TESTOVANÉ OVLADA ČE ...... 29 3.2.1 Pixel Media Controller (PMC) ...... 29 4 OV ĚŘ ENÍ SYSTÉMU DLNA ...... 31

4.1 TECHNICKÉ SPECIFIKACE JEDNOTLIVÝCH SÍ ŤOVÝCH KOMPONENT ...... 31 4.1.1 Router...... 31 4.1.2 Server...... 32 4.1.3 Zobrazova č...... 32 4.2 POPIS PRÁCE S TV P ŘIJÍMA ČEM PANASONIC ...... 32 ZÁV ĚR ...... 34

POUŽITÁ LITERATURA...... 36

7 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Úvod

Tato p ředkládaná práce je zam ěř ena na popis princip ů fungování a ovládání systému DLNA v domácí síti. Dále se tato práce zabývá ov ěř ením funk čnosti tohoto systému na TV přijíma či Panasonic, za použití vhodn ě vybrané serverové implementace. Práce jako taková je rozd ělena do čty ř částí; první část se zabývá popisem technologie DLNA, popisem pravidel spolupráce v tomto systému, popisem jednotlivých t říd za řízení, možnostmi systému a jejich využitím. V dalším oddílu této první části se zabývá popisem architektury UPnP jenž je klí čová pro fungování systému DLNA, popisem postupu k vytvo ření spojení za použití již dostupných protokol ů a standardem UPnP AV ve kterém jsou definovány komponenty, které jsou základním kamenem jednotlivých t říd za řízení DLNA. Druhá část je zam ěř ena na výb ěr vhodné implementace serveru DLNA a popis zmín ěných program ů. V této části jsou popisovány funkce a zvláštnosti jednotlivých server ů. Při výb ěru vhodné implementace byli jako hlavní rozhodovací kritéria nezávislost na opera čním systému, funk čnost a volnost jejího ší ření. Jsou popisovány tyto servery: PS3 Media Player, Serviio a Windows Media Player. Třetí část této práce se zabývá ovládáním v systémech DLNA. Je definován pojem Kontrolní bod a vybrána vhodná aplikace pro použitý smartphone. Vybraná aplikace – Pixel Media Controller, je dále popsána a je popsána i práce s ní. V poslední, čtvrté části je popis ov ěřování funk čnosti vybraného DLNA serveru v kombinaci s televizorem Panasonic TX-L37EW5 a smartphonem jako ovlada čem systému DLNA. Jsou popsány jednotlivé sí ťové prvky použité v testovací síti a v poslední řad ě je popsána práce s TV p řijíma čem Panasonic.

8 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Seznam zkratek

3GPP …………. Third Generation Partnership Project. Partnerský projekt t řetí generace. AAC …………. Advanced Audio Coding. Standart pro ztrátovou kompresi zvuku. AC-3………….. Compresses Audio. Komprimované audio. AES-128……… Advanced Encryption Standard. Standard pokro čilého šifrování. AMR………….. Adaptive Multi-Rate compression. Adaptivní komprese se zm ěnou datového toku. ASF……………. Advanced Streaming Format. Pokro čilý formát pro streamování. ATRAC3plus….. Adaptive Transform Acoustic Coding. Adaptivní ztrátová komprese zvuku. AVC………….... Advanced Video Coding. Pokro čilý standard kódování videa. AVI……………. Audio Video Interleave. Multimediální kontejner. BSAC………….. Bit-Sliced Arithmetic Coding. Metoda aritmetického kódování zvuku používané u MPEG-4. CBR…………… Comic book archive. Typ souboru pro archivaci. CE-HTML…….. Consumer Electronics HyperText Markup Language, CEA…………… Consumer Electronics Association. CDS…………… Content Directory Service. Služba zajiš ťující na serveru správu složek. CVP…………… Commercial Video Profile. Profil komer čního videa. DCP…………… Device Control Protocol. Protokol pro ovládání za řízení. DHCP……….... Dynamic Host Configuration Protocol. Protokol pro automatickou konfiguraci za řízení p řipojených do po číta čové sít ě. DLNA………… Digital Living Network Alliance. Aliance digitální bytové sít ě. DMC………….. Digital Media Controller. Digitální ovlada č médií. DMP………….. Digital Media Player. Digitální p řehráva č médií. DMPr…………. Digital Media Printer. Digitální tiskárna médií. DMR…………. Digital Media Renderer. Digitální zobrazova č médií. DMS………….. Digital Media Server. Digitální mediální server. DNS………….. Domain Name Systém. Systém doménových jmen. DTCP-IP……… Digital Transmission Content Protection over Internet Protocol. FLAC………… Free Lossless Audio Codec. Otev řený, bezztrátový, zvukový kodek. FLV…………... Flash Video. Kontejner využívaný Flash Playerem. GENA………… General Event Notification Architecture. Protokol ohlašování událostí. GIF…………… Graphics Interchange Format. Grafický formát pro rastrovou grafiku. HD-PLC……… High Definition Power Line Communication. Technologie pro p řenos informace po elektrickém vedení. HEVC……..…. High Efficiency Video Coding. Metoda komprese video soubor ů. HPNA………... Home Phoneline Networking Aliance. Asociace spole čností využívající existující koaxiální či telefonní vedení k přenosu dat. HTML………... HyperText Markup Language. Zna čkovací jazyk pro hypertext. HTML5………. HyperText Markup Language 5. Nová verze zna čkovacího jazyka pro hypertext. HTTP………… Hypertext Transfer Protocol. Internetový protokol ur čený pro vým ěnu hypertextových dokument ů. ID……………. Identification. Identifikace používaná ve výpo četní technice. IEEE 1394….... FireWire. Standard sériové sb ěrnice pro p řipojování periférií k po číta či. IPv4………….. Internet Protocol version 4. 4. verze Internetového protokolu. JPEG…………. Joint Photographic Experts Group. Standardní metoda ztrátové

9 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

komprese pro ukládání po číta čových obrázk ů. KB…………... Kontrolní bod. LPCM………. Linear pulse-code modulation. Lineární pulzn ě kódová modulace. M-DMC…….. Mobile Digital Media Controller. Mobilní digitální ovlada č médií. M-DMD…….. Mobile Digital Media Downloader. Mobilní digitální p řijíma č médií. M-DMP……... Mobile Digital Media Player. Mobilní digitální p řehráva č médií. M-DMS……... Mobile Digital Media Server. Mobilní digitální mediální server. M-DMU…….. Mobile Digital Media Uploader. Mobilní digitální vysíla č médií. MKV………... Kontejner Matrózka pro video a zvuk p řípadn ě titulky. MoCA………. Multimedia over Coax Alliance. Seskupení spole čností zabývající se přenosem multimédií p řes koaxiální vedení. MOV………... Multimediální kontejner využívaný prost ředím QuickTime. MP3………… Formát ztrátové komprese zvukových soubor ů. MP4………… Multimediální kontejner obsahující video, více zvukových a titulkových stop MPEG………. Motion Pictures Experts Group. Expertní skupina pracující na standardizaci komprima čních formát ů. MPEG-1……. Zp ůsob kódování a ztrátové komprese videa s audio stopou. MPEG-2……. Zp ůsob kódování a ztrátové komprese videa s audio stopou dokonalejší než u MPEG-1. MPEG-4……. Kolekce patentovaných metod definujících kompresi a uložení zvukových a obrazových dat. NAS………... Network Attached Storage. Datové úložišt ě p řipojené k místní síti LAN. NAT………... Network Address Translation. P řeklad sí ťových adres. OSI………… Open Systems Interconnection. Snaha o standardizaci komunikace v po číta čových sítích. PC………….. Personal Computer. Osobní po číta č. PMC………... Pixel Media Controller. PNG………... Portable Network Graphics. P řenosná sí ťová grafika. QoS……….... Quality of Service. Kvalita služeb. RAR………... Proprietární souborový formát pro kompresi dat. RSS……….... Really Simple Syndication. Rodina XML formát ů ur čených pro čtení novinek na webových stránkách. RTP……….... Real-time Transport Protocol. Protokol pro p řenos v reálném čase. RUI……….... Remote User Interface. Ovládací rozhraní pro vzdálenou kontrolu. SD-Video….. Standard-Definition Video. Video s rozlišením menším než HD (720p, 1080i a 1080p). SOAP………. Simple Object Access Protocol. Protokol pro vým ěnu zpráv založených na XML. SSDP……..... Simple Service Discovery Protocol. Jednoduchý protokol zjiš ťování služeb. TCP/IP……... Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Primární p řenosový protokol/protokol Internetu. TIFF………... Tag Image File Format. Souborový formát pro ukládání rastrové po číta čové grafiky. TR-069..…….. Technical Report 069. Protokol pro vzdálenou správu koncových za řízení. UDP………… User Datagram Protocol. Jeden ze sady protokol ů internetu. UPnP AV….. Universal Plug and Play Audio and Video. Sada sí ťových protokol ů vyhlašovaných UPnP Forem rozší řená o podporu AV za řízení.

10 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

UPnP………... Universal Plug and Play. Sada sí ťových protokol ů vyhlašovaných UPnP Forem. URL……….... Uniform Resource Locator. Jednotná adresa zdroje. Wi-Fi………... Wireless LAN. Standardy popisující bezdrátovou komunikaci v po číta čových sítích. WMA……….. Windows Media Audio. Komprimovaný zvukový formát využívající ztrátovou kompresy. WMA9…….... Windows Media Audio 9. Komprimovaný zvukový formát využívající bezeztrátovou kompresy. WMDRM-ND.. Windows Media Digital Rights Management for Network Devices. Služba správy digitálních práv pro platformu Windows. WMP……….. Windows Media Player. WMV………. Windows Media Video. Komprimovaný souborový videoformát. X.509………. Kryptografický standard pro systémy založené na ve řejném klí či. XML……….. Extensible Markup Language. Rozši řitelný zna čkovací jazyk. ZIP………..... Populární souborový formát pro kompresi a archivaci dat.

11 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

1 Technologie DLNA

DLNA (Digital Living Network Alliance) je nezisková organizace firem v ěnujících se domácímu zábavnímu pr ůmyslu, které se v červnu 2003 rozhodli spolupracovat za účelem definovat pravidla umož ňující sdílení multimediálního obsahu mezi za řízeními. Toto sdružení je často popisováno jako ozna čení pro normaliza ční organizaci. Nicmén ě je to n ěco jiného. Tato nezisková organizace nevytvá ří žádný nový standard, pouze zavádí zp ůsob použití již existujících standard ů a zaru čuje, že za řízení, která tuto technologii DLNA podporují, budou spolupracovat. Technologie DLNA je navržena, tak aby se chovala jako most mezi všemi vašimi za řízeními. Dalo by se o tom uvažovat jako o domácím cloud úložišti. Nem ělo by záležet kde jsou vaše média uložena, nebo jaké za řízení zrovna držíte v ruce. Pokud je vaše za řízení ozna čeno jako "DLNA Certified" a je p řipojené v síti, tak nezáleží jaké za řízení používáte, kde se v síti nacházíte, či co zrovna chcete p řehrát. Za řízení pro koncového uživatele jsou v ětšinou vyráb ěny, tak aby pracovali s minimem, či dokonce s žádnou konfigurací od uživatele. Samotné propojení dvou za řízení by m ělo prob ěhnout automaticky, pro uživatele by to m ělo obnášet pouze p řipojení do zásuvky, sít ě a zapnutí. Z toho plyne jeho snadná použitelnost a jednoduchost ovládání. Z hlediska sít ě a sestavení p řipojení je to však již složit ější. Nejenom, že zde musí být jasn ě daný zp ůsob rozd ělování adres, musí být ur čen i zp ůsob rozhodování kam doru čit jaký typ médií a komu jej doru čuji. Zárove ň je pot řeba zajistit, aby za řízení zjiš ťovali jaká další za řízení jsou p řipojeny v síti, a aby si tyto za řízení mezi sebou posílali zprávy s příkazy. Nap říklad, že cht ějí mezi sebou sestavit spojení a za čít p řijímat data. DLNA místo toho, aby všechnu tuto práci d ělala tzv. od nuly, tak vzala již existující standardy a definovala je ješt ě přísn ěji než byly originální specifikace. Toto p řísn ější definování je dáno p řevážn ě ur čením, jaké nastavení z mnoha možností by m ělo být použito. [1] Pravidla pro fungování sít ě DLNA mají 10 hlavních částí, pro zajišt ění spolupráce mezí propojenými za řízeními a zprost ředkování sdílení multimediálních soubor ů. Aktualizovaná verze t ěchto pravidel z roku 2014 byla rozší řena o podporu sdílení placeného obsahu využívajícího CVP-2 v síti DLNA. Tyto pravidla byla sepsána do jednoho spole čného dokumentu ozna čovaného jako Pravidla spolupráce v síti DLNA (zkr. Pravidla DLNA). Další z prvk ů zajiš ťující spolupráci DLNA za řízení je používání b ěžných datových formát ů, jako nap ř. JPEG, MP3 nebo MPEG. K tomu aby DLNA server byl použitelný pro

12 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014 jiné než tyto základní formáty, je pot řeba aby m ěl funkci transkódování, která libovolný formát p řevede do nativn ě podporované podoby.

1.1 Pravidla spolupráce v síti DLNA

Jak již bylo řečeno, tento dokument s pravidly spolupráce sestává z deseti částí pokrývajících vše d ůležité pro zajišt ění spolupráce všech sí ťových za řízení. Tyto pravidla jsou roz člen ěna na části: Architektury a Protokoly, Formáty médií, Ochrana spojení, Správa digitálních práv, Profily za řízení, HTML uživatelský interface pro ovládání (RUI), Ov ěř ení pravosti, Diagnostika, Metody adaptivního doru čování HTTP a Mód snížené spot řeby. To poskytuje výrobc ům informace pot řebné k vytvo ření za řízení, jež bude bezproblémov ě spolupracovat. Pot řebné technologie a standardy k výrob ě produkt ů pro použití v sí ťovém zábavním centru, jsou již známé. Nicmén ě k tomu, aby byla zajišt ěna bezproblémová spolupráce, je nutné tyto standardy a technologie zp řísnit a omezit jejich možnosti. [2]

• Architektury a protokoly Pravidla pro spolupráci jsou založena na architektuře, která definuje spolupracující sou části za řízení a softwarového vybavení. To pokrývá fyzické propojení, sí ťové p řenosy, zjiš ťování a ovládání za řízení, řízení a ovládání médií, formáty médií, protokoly pro p řenos médií a uživatelský interface pro vzdálené ovládání. Klí čové funk ční sou části a technologické prost ředky, které zast řešují pravidla pro spolupráci, jsou souhrnn ě uvedeny v tabulce 1. Tab. 1 Souhrn klí čových pravidel pro spolupráci Funk ční sou části Technologické prost ředky

Ethernet, 802.11 (v četn ě Wi-Fi Direct), MoCA, HD-PLC, Fyzické propojení HomePlug-AV, HPNA a Bluetooth

Sí ť Technologie IPv4

Zjiš ťování a ovládání za řízení Architektura UPnP

Zpráva a ovládání médií UPnP AV

Formáty médií Povinné a volitelné formáty médií (viz dále)

HTTP (povinn ě), HTTP s adaptivním doru čováním Přenos médií (částe čně) a RTP

Uživatelský interface pro ovládání CEA-2014-A, HTML5

Profily za řízení CVP-NA-1, CVP-EU-1, CVP-2

13 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

• Profily formát ů médií Tento dokument popisuje profily formát ů využívané jednotlivými t řídami za řízení. Tyto profily jsou definovány pro každou t řídu médií: audio, obrázky a video. Předpokládá se, že v prost ředí domácí sít ě budou za řízení schopná si p ředávat obsah pocházející z různých zdroj ů. Obsah je typicky kódován v rozli čných formátech. Pojmem „formát“ se ozna čuje komprese a kódovací nástroje použité ke generaci binárního vyjád ření obsahu, který bude streamingem či p řenosovými protokoly p ředáván v domácí síti. P říkladem formát ů pro video jsou nap ř. MPEG-2, MPEG-4, WMV, či MP3, WMA, AAC pro audio. Specifika samotných formát ů obsahují n ěkolik parametr ů, funkcí a nástroj ů, které mohou být použité v nep řeberném množství kombinací ke generaci binárního vyjád ření obsahu. Z toho plyne nutnost omezit tento po čet a definovat n ěkolik vhodných kombinací parametr ů jako profily formát ů. Nap říklad formát jako je MPEG-2 má vyhrazeno n ěkolik různých profil ů v závislosti na nastaveních p řidružené audio stopy, na dovoleném rozlišení obrazu a jeho pom ěru stran, na dovoleném bitratu atd. Tento dokument poskytuje seznam profil ů formát ů obrázk ů, audio a video pro použití v za řízeních DLNA. Pro každý jednotlivý profil formátu tento dokument definuje Profilový textový ID token, který je použitý b ěhem zjiš ťování a operacích p řesunu médií v rámci DLNA. Toto ID je k dispozici v serverové služb ě Content Directory Service (CDS) a slouží k signalizaci potenciálním p řipojeným p řehráva čů m či zobrazova čů m, že jde o obsah s kódováním a kompresní funkcí definovanou p řesn ě podle daného profilu formátu. Po čet možných kombinací pro vhodné profily se rychle rozrostl, o čemž sv ědčí další dlouhé seznamy profil ů které se objevují v různých jiných kapitolách a podkapitolách tohoto dokumentu. V důsledku toho, tento dokument zavádí pojem povinných profil ů, podporovaných všemi za řízeními, jako prost ředek k poskytnutí základní funk čnosti. Servery budou tedy schopné nabízet a p řenášet povinné profily, zatímco p řehráva če a zobrazova če budou také schopny tyto povinné profily dekódovat a zobrazovat. Všechny profily nedefinované jako povinné se ozna čují jako volitelné. Vývojá ři implementací a výrobci za řízení si mohou vybrat zda podporovat volitelné profily. Tab. 2 Formáty médií pro domácí za řízení DLNA Povinné profily formát ů Volitelné profily formát ů Obrázky JPEG GIF, TIFF, PNG LPCM, MPEG-1 L3, (MP3), MPEG-4 AAC Audio MP3, WMA9, AC-3, AAC, ATRAC3plus LC MPEG-2, MPEG-4 Part 10 (AVC) Video MPEG-1, MPEG-4, WMV9, HEVC H.265 s přidruženým audio AAC LC

14 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Tab. 3 Formáty médií pro mobilní za řízení DLNA Povinné profily formát ů Volitelné profily formát ů Obrázky JPEG GIF, TIFF, PNG MPEG-4 (HE AAC, AAC LTP,BSAC), AMR, Audio MP3 a MPEG-4 AAC LC ATRAC3plus, G.726, WMA, LPCM MPEG-1, MPEG-4 part 2, MPEG-2, MPEG-4 Video MPEG-4 AVC s přidruženým audio AAC LC AVC (BSAC či jiné přidružené audio)

• Ochrana spojení Tento dokument obsahuje principy pro ochranu spojení, které jsou rozší řením pravidel DLNA. Ochrana spojení je definována jako ochrana obsahu p řenášeného mezi dv ěmi za řízeními v síti DLNA p řed nelegitimním pozorováním či zachycením. K tomu používá protokoly DTCP-IP a WMDRM-ND. Tyto technologie poskytují metodu pro sestavení bezpe čného kanálu mezi zdrojovým a p řijímacím za řízením. Ob ě technologie provozují odlišné techniky pro autentikaci a p řenos obsahu, ale ob ě jsou v podstat ě velmi podobné. Ob ě využívají zp ůsob autentikace založený na kryptograficky podepsaném certifikátu za řízení a revoka čním seznamu. Dále také ob ě využívají 128-bitovou verzi standardu pro pokro čilé šifrování (AES-128) k zašifrování dat p řed p řenosem. Toto zašifrování zajistí požadovanou bezpe čnost p řenosového kanálu. Použitím t ěchto metod m ůže DLNA za řízení identifikovat jiné za řízení v síti jako důvěryhodné a komunikovat s ním beze strachu ze zneužití či krádeže obsahu. Tento předpoklad je nezbytný pro ustanovení DLNA jako v ěrohodného prost ředku k distribuci a přehrávaní placeného či soukromého obsahu. • Správa digitálních práv Tato část dokumentu popisuje použití metod jejichž ú čelem je kontrolovat či omezovat používání chrán ěného, placeného obsahu. Tyto metody se používají ve spojením s metodami ochrany spojení, kdy je obsah spolu s pravidly použití pomocí technologie DTCP-IP zakódován a poté p řenesen. P řijíma č musí také implementovat metody pro čtení t ěchto pravidel a jejich aplikaci. • Profily za řízení V této kapitole jsou specifikovány pravidla definující rozli čné profily za řízení DLNA. Profil za řízení je sbírka možností a funkcí DLNA spojených se za řízením DLNA. Aby za řízení odpovídalo profilu za řízení, musí spl ňovat všechna pravidla daná tímto profilem za řízení. K zajišt ění funk čnosti, profily za řízení odkazují na ur čitá doporu čená pravidla DLNA, která zajistí jistou funkci za řízení. Tyto pravidla jsou pak povinná v rámci daného profilu

15 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014 za řízení. Profil za řízení m ůže také obsahovat n ějaká p řidaná pravidla, která dopl ňují či upravují (pro ur čitou funkci) pravidla DLNA. Samostatným typem profilu za řízení je profil komer čního videa (CVP), kterýžto je rozší ření pravidel DLNA k tomu, aby dovolil po této síti distribuovat obsah od poskytovatel ů služeb a video kanál ů. CVP jsou definovány jako profily za řízení, které umož ňují placenému obsahu vstupovat do místní sít ě p řes vstupní bránu. Profil ů CVP je definováno n ěkolik, vzhledem k tomu, že jiné části sv ěta mají jiné požadavky na placený obsah. • Uživatelský interface pro ovládání Tato část pravidel DLNA specifikuje pravidla definující HTML5 uživatelský interface pro ovládání (RUI). Použití HTML5 umož ňuje výrobc ům vyvinout aplikace ve stylu „Napiš jednou, spus ť kdekoliv.“ pro širokou škálu prohlíže čů a platforem. Díky nativní podpo ře, HTML5 umož ňuje použití stávajících jednotných základ ů zdrojových kód ů, z čehož plynou snížené náklady na vývoj a také možnost poskytnout každému za řízení unikátní uživatelské rozhraní. • Autentizace Tato pasáž specifikuje pravidla DLNA pro autentizaci za řízení. Tyto pravidla pro autentizaci jsou definovány jako metody umož ňující autentikaci sí ťového za řízení jako certifikované za řízení DLNA. Tyto metody jsou implementovány k tomu, aby klientské za řízení mohlo identifikovat serverové za řízení jako d ůvěryhodné podle certifika ční autority. K tomu jsou využívány již zmín ěný standart DTCP-IP a dále technologie X.509. Tyto pravidla jsou ur čena k dopln ění dalších mechanism ů spolupráce, které jsou již definovány v oddílech „Ochrana spojení“ a „Správa digitálních práv“. • Diagnostika Pravidla pro diagnostiku v síti DLNA se zam ěř ují p řevážn ě na shromaž ďování dat skrze testovací akce a dotazy. Procesy pro řešení problém ů a jejich opravu jsou mimo rámec pravidel DLNA. K diagnostice jsou v architektu ře UPnP definovány základní služby, tím odpadá nutnost použití dalších technologií. Na stran ě ovlada če je vyžadován uživatelský interface, který umožní uživateli p řístup k diagnostickým dat ům a funkcím. Uživatelem m ůže být operátor p řistupující k diagnostické aplikaci skrze rozhraní pro správu TR-069 (protokol aplika ční vrstvy pro vzdálenou správu koncového za řízení), technik či koncový uživatel přistupující skrz prohlíže č nebo interface na obrazovce.

16 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

• Adaptivní doru čování HTTP Pravidla DLNA pro adaptivní doru čování umož ňují autor ům multimediálního obsahu popsat obsah v d ělených časových segmentech s různým bitratem a formátem. V této části se také zavádí pojem adaptivního obsahu, který ozna čuje multimediální obsah n ěkolikrát zakódovaný s různými parametry (nap ř. r ůzné bitraty), pro ú čely dynamického p řepínání mezi jednotlivými datovými proudy b ěhem doru čovací relace. Zobrazovací za řízení m ůže v závislosti na zahlcení sít ě vybrat vhodné segmenty (bitrate, atd) k tomu, aby zajistilo plynulý streaming obsahu k zobrazení. • Mód snížené spot řeby Tato poslední pasáž specifikuje pravidla pro správu mód ů snížené spot řeby. Úspory energie jsou záležitostí jednotlivých fyzických za řízení. Každé za řízení v síti DLNA m ůže mít rozli čné režimy napájení, n ěkteré z nich mohou umožnit p řipojení ve vrstv ě 2 či 3 modelu OSI, i když je v ětšina ostatních sou částí za řízení vypnuta. K ovládání t ěchto mód ů se využívají k tomu ur čené služby architektury UPnP. Další fyzické komponenty jako jsou obrazovky, pevné disky a podobné prost ředky mohou také podporovat r ůzné režimy napájení. [2]

1.2 Architektura UPnP

DLNA technologie využívá architekturu UPnP, která umož ňuje peer-to-peer propojení po číta čů všech forem, inteligentních spot řebi čů a bezdrátových za řízení. Technologie UPnP je distribuovaná, otevřená sí ťová architektura využívající standard ů jako jsou TCP/IP, HTTP, UDP, XML a SOAP k tomu, aby umožnila bezproblémové propojení v síti, ovládání a p řenos dat mezi sí ťovými za řízeními v domácnosti, v kancelá ři či kdekoliv jinde. [3] Základem architektury UPnP je schopnost automatické konfigurace sít ě. Za řízení, které je ozna čené jako UPnP kompatibilní se automaticky p řipojí do sít ě, obdrží adresu IP, zjistí jaká další za řízení jsou p řipojena k síti a jejich možnosti a na vyžádání sd ělí ostatním za řízením jaké jsou jeho možnosti. Za řízení mohou jednoduše a automaticky opustit sí ť bez zanechání necht ěných stavových informací. Jednou z dalších mnoha p ředností je nezávislost na typu za řízení i sít ě. S UPnP technologií nezáleží zda jde o Wi-Fi, Ethernet, FireWire, HomePlug, či jakoukoliv jinou sí ťovou technologii využíváte. Nejsou pot řeba žádné speciální ovlada če, jelikož se výrobci shodli na použití standardních spole čných protokol ů. Tato technologie je i zárove ň nezávislá na platform ě. Výrobci tedy mohou k tvorb ě svých za řízení využít jakýkoliv opera ční systém a

17 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014 jakýkoliv programovací jazyk. Architektura UPnP umož ňuje ovládat za řízení p řes jeho uživatelské prost ředí ve webovém prohlíže či. Dále umož ňuje konven ční programové řízení aplikací. Každé UPnP za řízení m ůže mít vlastní specifické služby nad rámec základní architektury.

1.2.1 Protokoly pro vytvo ření spojení v UPnP

Jak již bylo řečeno, UPnP využívá b ěžné internetové technologie. Sí ť musí b ěžet na Internetovém Protokolu (IP) a dále musí využívat další protokoly jako jsou HTTP, SOAP a XML k tomu aby mohla poskytnout popis za řízení či služby, provád ění akcí, p řenos dat a ohlašování událostí. [4] Dále následuje popis jednotlivých krok ů zajiš ťující fungování spojení v architektu ře UPnP. • Adresace (Addressing) Základem technologie UPnP je IP adresování. Každé za řízení musí mít implementovaný DHCP klient a po prvním p řipojení do sít ě vyhledat DHCP server od kterého obdrží adresu IP. Pokud není k dispozici žádný DHCP server za řízení musí být schopno si IP adresu p řiřadit samo. Tento proces, p ři kterém si UPnP za řízení samo p řiřadí adresu se v architektu ře za řízení UPnP nazývá AutoIP. Za řízení by m ělo používat svou adresu IP, pokud však za řízení b ěhem DHCP transakce obdrží jméno (nap ř. od DNS serveru), m ělo by použít toto jméno pro následující komunikaci v síti. • Zjiš ťování (Discovery) Jakmile má za řízení p řiřazenou IP adresu, tak dalším krokem spojováním v UPnP je zjiš ťování. Protokol který architektura UPnP využívá ke zjiš ťování se nazývá Simple Service Discovery Protocol (SSDP). Když je za řízení p řidáno do sít ě, protokol pro zjiš ťování umožní za řízení ohlásit své služby kontrolním bod ům v síti. Toho je dosaženo posláním „alive“ („Jsem naživu!“) zprávy. Podobn ě, když je do sít ě p řidán kontrolní bod, SSDP mu umožní v síti aktivně vyhledávat za řízení, nebo pasivn ě naslouchat „alive“ zprávám od p řipojených za řízení. Tato „alive“ zpráva obsahuje základní specifika o daném za řízení či jeho službách, nap ř. jeho typ, identifikátor a ukazatel na místo, kde jsou uloženy detailn ější informace o za řízení. • Popis (Description) Kontrolní bod ví o novém za řízení stále velmi málo informací, i poté co byla p řijata ohlašovací zpráva. V této zpráv ě je obsažena adresa URL, na které jsou uloženy informace s detailn ějším popisem za řízení a s popisem jeho možností. Popis za řízení UPnP je vyjád řen

18 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014 ve form ě XML a obsahuje informace od výrobce jako je jméno a ozna čení za řízení, výrobní sériové číslo, název výrobce, adresy URL na webové stránky výrobce, a další. Popis také obsahuje seznam všech integrovaných služeb. Pro každou službu existuje další seznam s adresami URL pro její ovládání, ohlašování jejích událostí a pro popis služby. Dále pro každou službu popis obsahuje seznam p říkaz ů, či akcí na které služba odpovídá, jejich parametry, nebo argumenty pro každou akci. Popis služeb také obsahuje seznam prom ěnných, které vyjad řují stav služby (stavové prom ěnné), a jenž jsou popsány z hlediska jejich datového typu, rozsahu a typu události, kterou signalizují. • Ovládání (Control) Jakmile kontrolní bod obdrží popis za řízení, m ůže za čít posílat podn ěty pro služby daného za řízení. Toho docílí posláním vhodné ovládací zprávy na ovládací adresu URL ur čité služby. Všechny tyto adresy jsou obsaženy v popisu za řízení. Ovládací zpráva je ve form ě XML a využívá protokol SOAP (Simple Object Access Protocol). Stejn ě tak, jako p ři volání funkce, služba vrací hodnoty v závislosti na činnosti, kterou provádí, jako odpov ěď na ovládací zprávu. Ú činky akce (pokud n ějaké jsou) jsou vyjád řeny zm ěnami stavových prom ěnných. • Oznamování událostí (Event notification) Protokol ohlašování událostí využívaný architekturou UPnP se nazývá General Event Notification Architecture (GENA). Jak již bylo řečeno, popis služby obsahuje seznam akcí na které služba reaguje a seznam stavových prom ěnných, které vyjad řují v reálném čase stav služby. Pokud se tyto prom ěnné zm ění, služba ohlásí zm ěnu a kontrolní bod by se m ěl přihlásit k odb ěru t ěchto informací. Služba oznamuje zm ěnu posláním zprávy o události. Zpráva o události obsahuje jméno jedné či více stavových prom ěnných a jejich sou časnou hodnotu. Samotná zpráva je vyjád řena ve form ě XML. Po prvním p řihlášení kontrolního bodu je odeslána speciální inicializa ční zpráva o události. Tato zpráva obsahuje jména a hodnoty všech prom ěnných a umož ňuje kontrolnímu bodu vytvo řit si model vyjad řující stav služeb za řízení. Možný problém s více kontrolními body je v tomto ohledu vy řešen, tím že jsou všechny kontrolní body stejn ě informované o d ůsledcích r ůzných p říkaz ů. Z toho plyne, že všechny p řihlášené kontrolní body p řijímají všechny zprávy o prom ěnných, které se změnily. • Prezentace (Presentation) Posledním krokem v UPnP architektu ře je prezentace. Pokud za řízení má adresu URL s místem uložení „prezentace“, m ůže kontrolní bod z této adresy nahrát stránku do webového prohlíže če. Čímž umožní uživateli ovládat za řízení či vid ět jeho stav, v závislosti na specifických možnostech této stránky a za řízení.

19 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

1.2.2 Standard UPnP AV

Tento standart je rozší řením architektury UPnP o podporu práce s audio a video. UPnP AV podporuje celou plejádu za řízení jako jsou televize, videorekordéry, CD/DVD přehráva če, set-top boxy, stereo systémy, MP3 p řehráva če, fotoaparáty, videokamery, elektronické fotoráme čky a osobní po číta če. Tato rozší řená architektura umož ňuje za řízením podporovat r ůzné typy formát ů multimediálního obsahu. Je podporováno n ěkolik typ ů přenosových protokol ů jako jsou IEEE 1394, HTTP, RTP a TCP/IP. Technologie UPnP AV je zahrnuta do skupiny UPnP standard ů spravovaných fórem DLNA. UPnP AV využívá rozd ělení na komponenty z čehož dále plyne d ělení na t řídy podle specifikací DLNA. [5]

Komponenty UPnP AV: • UPnP MediaServer UPnP server, který poskytuje informace o knihovn ě médií a streamuje vybraný obsah do klientských UPnP za řízení v síti. • UPnP ControlPoint UPnP klient, který umí automaticky detekovat UPnP servery v síti a prohlížet či streamovat z nich mediální obsah. • UPnP MediaRenderer Za řízení zobrazující obsah zp řístupn ěný serverem. • UPnP RenderingControl Umož ňuje ovládání nastavení MediaRendereru, nap ř.: hlasitost, nastavení obrazu a další. • UPnP Remote User Interface (RUI) klient/server Posílá/p řijímá v síti řídící p říkazy mezi UPnP klientem a serverem, nap ř.: p řehrát, pozastavit, zastavit, nahrát (pokud to server podporuje), atd. Sou částí této komponenty je standard CEA-2014, který umož ňuje za řízení (pokud to podporuje) poskytovat svoje ovládací rozhraní jako webovou stránku. To znamená, že k ovládacímu rozhraní za řízení se jde p řipojit pomocí libovolné na webovém prohlíže či založené komunikace. Z toho plyne možnost p řipojit se pomocí ethernetu a speciální verze HTML zvané CE-HTML.

20 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

• QoS (Quality of Service) Tato komponenta se stará o zajišt ění nep řerušovaného streamingu p ři vytížené síti. K tomu využívá r ůzné služby poskytují nap ř. r ůzné priority jednotlivým uživatel ům či datovým tok ům. • Remote Access Komponenta vzdáleného p řístupu definuje metody pro propojení za řízení UPnP, které nejsou ve stejné síti. [5]

K tomu aby se k UPnP za řízení mohlo p řipojit jiné za řízení ze sít ě Internet, je pot řeba aby se sí ťový router používal jako Internetová brána a umožnil tak za řízení provád ět r ůzné akce jako jsou nap ř.: získání externí IP adresy, zjišt ění existujícího namapování port ů a namapování či odebírání portu. Namapováním portu m ůže UPnP za řízení vytvo řit tunel v brán ě a umožnit externímu za řízení spojení s interním klientem. Tato metoda se nazývá Pr ůchod p řes NAT.

1.3 Třídy zařízení DLNA

Třídy za řízení ur čují funk ční možnosti za řízení. Jedno za řízení m ůže a v ětšinou také v sob ě zahrnuje více t říd. K tomu aby mohl být produkt certifikován, musí spl ňovat všechny požadavky dané t řídy za řízení. Certifikace DLNA rozlišuje t ři hlavní t řídy za řízení: Domácí Sí ťová Za řízení (Home Network Device), Mobilní Kapesní Za řízení (Mobile Handheld device) a Za řízení Domácí Infrastruktury (Home Infrastructure Device). První kategorie pod sebe sdružuje mediální servery, AV p řijíma če, televize a konzole. Druhá obsahuje smartphony a tablety. T řetí kategorie se týká router ů a hub ů. [6]

• Digitální mediální server - Digital Media Server (DMS): DMS uchovává mediální obsah a poskytuje jej pro sí ťové digitální p řehráva če médií (DMP), mobilní digitální p řehráva če médií (M-DMP), digitální zobrazova če médií (DMR) a pro digitální tiskárny médií (DMPr). P říkladem digitálního mediálního serveru jsou nap ř. PC a sí ťové datové úložišt ě (NAS).

21 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

• Digitální p řehráva č médií – Digital Media Player (DMP): Digitální p řehráva č vyhledává obsah poskytovaný digitálním mediálním serverem (DMS) nebo mobilním digitálním mediálním serverem (M-DMS) a tento obsah dále p řehrává a zobrazuje. DMP nejsou viditelné jiným za řízením v síti stejn ě jako digitální ovlada če médií (DMC či M-DMC). P říkladem za řízení fungujícího jako digitální p řehráva č jsou televize připojené do sít ě, systémy domácího kina a herní konzole. • Digitální zobrazova č médií – Digital Media Renderer (DMR): Digitální zobrazova č je stejný s digitálním p řehráva čem (DMP) v tom, že p řehrává a zobrazuje obsah, který p řijme z digitálního mediálního serveru (DMS či M-DMS). Nicmén ě není schopný si sám vyhledat mediální obsah v síti, a musí být nastaven digitálním ovlada čem médií (DMC či M-DMC). Za řízení s kombinací p řehráva č/zobrazova č m ůže jak samo vyhledat server (DMS), tak být ovládáno externím ovlada čem (DMC či M-DMC). P říklady zobrazova čů jsou televize, AV receivery a pro muziku bezdrátové vzdálené reproduktory. • Digitální ovlada č médií – Digital Media Controller (DMC): Digitální ovlada č (DMC) hledá obsah poskytovaný serverem (DMS či M-DMS), přizp ůsobí ho možnostem zobrazova če (DMR) a zárove ň sestaví propojení mezi serverem (DMS) a zobrazova čem (DMR). P říkladem tohoto inteligentního ovlada če je nap ř. tablet či smartphone. • Digitální tiskárna médií – Digital Media Printer (DMPr): Digitální tiskárny médií poskytují tiskové služby v domácí síti DLNA. A čkoli je jejich primární použití pro tisk fotografií, jsou podporovány i klasické tiskové aplikace (tisk dokument ů, atd.). P říkladem za řízení digitálních tiskáren je nap ř. sí ťová tiskárna fotografií či multifunk ční sí ťová tiskárna tzv. all-in-one. • Mobilní digitální mediální server – Mobile Digital Media Server (M-DMS): Mobilní server uchovává mediální obsah a zp řístup ňuje jej p řipojeným digitálním přehráva čů m (DMP), mobilním digitálním p řehráva čů m (M-DMP), digitálním zobrazova čů m (DMR) a digitálním tiskárnám (DMPr). Mobilní server se liší od za řízení klasického serveru v tom, že podporuje formáty více p řizp ůsobené pro mobilní za řízení. P říkladem M-DMS jsou nap říklad smartphony a p řenosné hudební p řehráva če. • Mobilní digitální mediální p řehráva č – Mobile Digital Media Player (M-DMP): Digitální mobilní p řehráva č vyhledává obsah poskytovaný digitálním mediálním serverem (DMS) či jeho mobilní variantou (M-DMS) a umož ňuje p řehrání a jeho zobrazení. Digitální mobilní p řehráva če nejsou viditelné ostatním za řízením v síti stejn ě jako digitální

22 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014 ovlada če (DMC). Mobilní p řehráva č se od klasického p řehráva če odlišuje tím, že podporuje formáty p řijatelné pro mobilní za řízení. Tablet uzp ůsobený pro prohlížení multimediálního obsahu spolu se smartphonem jsou p říkladem za řízení typu M-DMP. • Mobilní digitální ovlada č médií – Mobile Digital Media Controller (M-DMC): Mobilní ovlada č vyhledává obsah poskytovaný mobilním serverem (M-DMS) či DMS a přizp ůsobuje jej možnostem zobrazova če (DMR), zárove ň sestavuje spojení mezi serverem a zobrazova čem. P říkladem tohoto ovlada če (M-DMC) je inteligentní bezdrátové za řízení, nap ř. smartphone. • Mobilní digitální vysíla č médií - Mobile Digital Media Uploader (M-DMU): Mobilní vysíla č odesílá obsah do DMS či do jeho mobilní verze M-DMS, servery musejí podporovat funkci nahrávání. P říkladem t ěchto (M-DMU) za řízení jsou digitální kamery a smartphony. • Mobilní digitální p řijíma č médií – Mobile Digital Media Downloader (M-DMD): Mobilní p řijíma č vyhledává a stahuje obsah ,,vystavený“ na DMS či na M-DMS a poté ho již po stažení p řehrává lokáln ě na mobilním p řijíma či. P řenosné hudební p řehráva če jsou příkladem t ěchto za řízení (M-DMD).

1.4 Možnosti a využití

Technologie DLNA má vzhledem k použitým technologiím velmi široké použití. Tyto technologie na kterých je DLNA postavena zajiš ťují funk čnost nezávisle na použité platform ě, na sí ťových komponentech a umož ňují v ur čitých mezích m ěnit nastavení sít ě za stálého zachování funk čnosti. Další z předností je velké rozší ření výrobk ů z certifikací DLNA, podle p ředpoklad ů by m ělo být na trhu do konce roku 2014 k dispozici 3 miliardy za řízení spl ňující tuto certifikaci. Z toho plyne, že skoro každý moderní televizor zakoupený v posledních letech podporuje tuto technologii. P řipo čteme-li si k tomu rozší řenost moderních smartphon ů, tablet ů, fotoaparát ů, digitálních fotoráme čků, videokamer, notebook ů, PC a AV receiver ů, zjistíme, že skoro každý má doma n ějaký ten p řístroj schopný využívat možností DLNA. [7] Běžný uživatel využije DLNA jen jako jakési spojení k ob časnému přenosu multimédií mezi po číta čem (myšleno serverem) a zobrazova čem, což ve v ětšin ě p řípad ů je moderní televizní p řijíma č. Avšak jak plyne z názvu DLNA jedná se o systém umož ňující vytvo řit kompletní digitální domácnost, spojující všechny typy za řízení. Tato sí ť v základní konfiguraci jak ji využije b ěžný uživatel se rázem rozroste na opravdové domácí multimediální zábavní centrum, kde si i mén ě zkušený uživatel m ůže nap ř. ve svém AV

23 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014 receiveru dop řát poslech oblíbené hudby pouhým stisknutím tla čítka na smartphonu. Možnosti jsou vzhledem k možným kombinacím za řízení velmi široké, od posílání fotografií do digitálního fotoráme čku na no čním stolku, po streamování Full HD videa do velkoplošné televize v obývacím pokoji v kombinaci s tabletem ve funkci ovlada če. Za zmínku také stojí možnost spustit z vybraných fotografií či jakýchkoliv obrázk ů plynulou prezentaci, což m ůže mít dobré využití nap ř. pro r ůzné prezenta ční systémy. [7] Jiná stránka technologie DLNA se otvírá p ři použití metod jako je pr ůchod p řes NAT či při kombinaci s proxy serverem. Proxy server umožní nap říklad spojení dvou na Internetu připojených sítích DLNA a umožní jim sdílet mezi sebou multimediální obsah. [8] Pr ůchod přes NAT zase umož ňuje komunikovat odkudkoliv z Internetu s jednotlivými sí ťovými prvky domácí sít ě a p řípadn ě konfigurovat jejich nastavení. Zajímavostí je použití systému DLNA jako prost ředku pro fungování domácího interkomu, které v roce 2009 vyvinuli v ědci z National Dong Hwa University v Taiwanu. [9]

2 Implementace server ů DLNA

Na trhu existuje nep řeberné množství všemožných serverových implementací. P ři výb ěru vhodného řešení DLNA serveru je pot řeba si položit n ěkteré zásadní otázky. Jednou z nich je nap ř. na jakém typu za řízení se bude server provozovat, zda-li se jedná o PC, mobilní za řízení či inteligentní datové úložišt ě NAS. Další z otázek je na jakém opera čním systému má server fungovat. Jednou z posledních zásadních otázek je zdali budeme od serveru vyžadovat transkódovací funkce, pro vyšší univerzalitu serverové implementace. V dalším oddíle jsou popsány vybrané implementace. Hlavním kritériem mého výb ěru byla pokud možno co nejv ětší univerzalita. Všechny vybrané softwarové implementace umož ňují transkódování za b ěhu a pln ě podporují práci s titulky. Windows Media Player je popisován z důvodu jeho p řítomnosti v systému Windows 7, a z důvodu jeho ov ěř ené kompatibility s televizory Panasonic.

24 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

2.1 PS3 Media Server

Obr. 1 Logo PS3 Media Serveru

Tento na Jav ě založený mediální server je voln ě ši řitelný a nezávislí na opera čním systému. K dispozici jsou verze pro Windows, a Mac OS X. A čkoliv byl p ůvodn ě napsán pro PlayStation 3, seznam podporovaných za řízení se rychle rozrostl o množství digitálních mediálních zobrazova čů (DMR) a p řehráva čů (DMP). T ěmito za řízeními jsou myšleny smartphony, inteligentní televize, p řehráva če muziky a další podobné za řízení. Co zaujme na první pohled je jednoduché a p řehledné uživatelské prost ředí s jednoduchým systémem nastavení, který zvládnou i mén ě zkušení uživatelé. Program umož ňuje p římé streamování i transkódování libovolných multimediálních soubor ů a to již s nulovou, p řípadn ě s minimální, nutnou konfigurací od uživatele. Server dále podporuje celou paletu formát ů a ť již videa, audia či fotografií. Transkódování dovoluje zobrazit v za řízení i formáty, které jím nejsou nativn ě podporovány. Program umož ňuje doru čení externích, p řípadn ě vložených titulk ů do všech za řízení, čímž se odlišuje od „oby čejných“ DLNA server ů. Pokud za řízení nepodporuje externí titulky, PS3 Media Server provede p řekódování videa a tyto titulky do n ěj p římo zakóduje. Tato operace je však velmi náro čná na výpo četní výkon, což se m ůže projevit zadrháváním streamingu. Samoz řejmostí je i automatické generování miniatur video soubor ů, stejn ě tak je samoz řejmostí stahování miniatur jednotlivých hudebních alb. Dále je program schopný procházet archivy .RAR/.ZIP/.CBR jako by to byly oby čejné složky, řadit soubory podle požadovaného schématu či na čítat knihovny iTunes a iPhoto. [10] Níže jsou uvedeny podporované za řízení: • Sony PlayStation 3 • Pioneer Kuro • Microsoft • Nokia N900 • Sony Bravia • Philips Aurea • Google Android • Philips Net TV • Freebox HD • Popcorn Hour • Freecom MusicPal • Asus O!Play

25 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

• Xtreamer • Philips Streamium • AC Ryan PlayOn!HD • Western Digital WD TV Live • Brite-view CinemaTube • XBMC Media Center • Samsung TVs • Tuto implementaci jsem zvolil jako primární na základ ě pr ůzkumu dostupných aplikací a referencí od uživatel ů, kte ří jsou s tímto programem spokojení. Velké plus získal svojí nezávislostí na opera čním systému. Dalším faktorem byla plná podpora titulk ů a možnost transkódování videa v reálném čase.

2.2 Serviio

Obr. 2 Logo Serviio serveru

Serviio je další z voln ě ši řitelných, na Jav ě založených DLNA server ů. Lze zakoupit i placenou Pro edition verzi, avšak i s Free edition je zaru čena plná funk čnost. Po stažení je uživateli umožn ěno na 15 dní vyzkoušet verzi Pro, po uplynutí této doby aplikace sama provede downgrade na verzi Free. Hlavní rozdíl mezi verzí Pro a Free je v tom, že free verze nepodporuje ur čité nadstandardní služby jako je nap říklad možnost prohlížet si multimediální obsah i na za řízeních, které nepodporují DLNA technologii. Toho je docíleno pomocí funkce MediaBrowser, která umož ňuje ve vašem oblíbeném webovém prohlíže či p řehrávat obsah z vašeho domácího Serviio serveru. Další z nadstandardních funkcí je možnost sdílení multimediálního obsahu do android za řízení po internetu a to díky aplikaci ServiiGo. Poslední z výhod je možnost nastavení dvou úrovní p řístupových práv k jednotlivým složkám. To umož ňuje nap říklad do televize v dětském pokoji sdílet pouze složku s kreslenými seriály a filmy vhodnými pro d ěti. Verze Free tedy nabízí zdánliv ě omezené použití avšak i v této verzi jsou dostupné veškeré standardní funkce. Za čínaje plnou podporou externích titulk ů i s možností jejich přímého zakódování do videa. P řes transkódovací funkce, které v reálném čase provedou překódování na za řízením podporovaný formát. Kon če možností t řídit složky a generovat k jednotlivým soubor ům miniatury, či je stahovat z internetu jako u PS3 Media Serveru. Zvláštností Serviia je možnost streamování obsahu z online zdroj ů jako jsou nap ř. RSS kanály, živé streamy audia či videa. [11]

26 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Níže jsou uvedeny n ěkterá podporovaná za řízení: • Televize a Bluray p řehráva če • Televize Philips Samsung • WDTV Live • Televize a Bluray p řehráva če Sony • Oppo BDP-83 • Televize Panasonic • MusicPal • Playstation 3 • DirecTV DVR • Xbox 360 • Telefony se systémem Android, • Televize a p řehráva če LG telefony s iOS • Televize Toshiba • A mnoho dalších… • Televize Sharp

2.3 Windows Media Player (WMP)

Obr. 3 Logo Windows Media Playeru

V dnešní dob ě již není pot řeba žádný z těchto speciálních program ů, k tomu abychom mohli sdílet multimediální obsah po síti posta čuje Windows Media Player verze 11/12. S nástupem Windows 7 je podpora sdílení obsahu obsažena již v systému. P ři použití staršího systému Windows je však již t řeba zvolit n ěkterou z dostupných serverových implementací. K tomu abychom mohli obsah sdílet sta čí jednoduchá konfigurace WMP, v záložce Datový proud zaškrtnout možnost „Automaticky povolit za řízením p řehrávat má média“. Lze konfigurovat jaký typ multimédií se bude sdílet v Domácí skupin ě zda videa, muzika, obrázky, dokumenty či tiskárny. Dále je možno nastavit i pro jaká za řízení bude sdílení povoleno či blokováno. Sdílená data je nutné mít p řidané do knihovny médií. Další ze zvláštností je možnost vynutit přehrání ve vybraném DLNA za řízení, WMP tedy funguje zárove ň jako server (DMS) i jako ovlada č (DMC). Zvláštností je i možnost využití jako přehráva če obsahu z ostatních server ů v síti.

27 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

K nevýhodám tohoto řešení pat ří již zmín ěná nefunk čnost na verzi systému starší než Windows 7. To je však řešitelné pomocí Windows Media Connect, což je UPnP AV server od spole čnosti Microsoft pro Windows XP. Jednou z dalších nevýhod je to, že WMP nepodporuje formát MKV. Další nevýhoda je absence defaultní podpory titulk ů. Chybí i možnost jejich p římého zakódování do videa, kterou umož ňují ob ě zmín ěné implementace.

3 Ovládání

Jak již bylo řečeno v oddíle popisujícím propojení za řízení v síti DLNA, využívá se architektury UPnP jenž má spoustu vlastních služeb a komponent. Tyto služby a komponenty umož ňují jednak automatickou správu sít ě, ale také snadné ovládání jednotlivých za řízeních či sít ě koncovým uživatelem. V nadstavb ě UPnP AV jsou specifikovány t ři nejd ůležit ější komponenty pro p řehrávání obsahu a jeho kontrolu v síti DLNA, jsou to t řídy Media Server, Media Renderer (zobrazova č) a Control Point (Kontrolní bod). V další části bude popsán zp ůsob jakým funguje kontrolní bod. Funkce serveru a zobrazova če zde nebude popisována, viz Kap. T řídy za řízení DLNA.

3.1 Kontrolní bod (Control Point)

Kontrolním bodem obvykle bývá kapesní za řízení jako je nap ř. iPhone, iPod Touch, iPad či Android za řízení. Uživatelské rozhraní Kontrolního bodu (dále KB) bývá v ětšinou realizováno speciální aplikací či ve webovém prohlíže či. Koncový uživatel si v tomto rozhraní prohlídne obsah vystavený na serveru, vybere si konkrétní položku ze seznamu a zvolí za řízení, ve kterém chce obsah zobrazit. Kontrolní bod poté vydá p říkaz serveru a zobrazova či. Jakmile je vydán p řehrávací p říkaz, Kontrolní bod již dále není sou částí komunikace mezi serverem a zobrazova čem. Jinými slovy, obsah streamovaný ze serveru neproudí b ěhem cesty do zobrazova če skrze Kontrolní bod. Následuje ukázková sekvence událostí mezi Kontrolním bodem, serverem a zobrazova čem. [12] • Zjiš ťování AV za řízení Kontrolní bod automaticky v síti zjiš ťuje servery a zobrazova če. • Vyhledání požadovaného obsahu KB prohlíží obsah vystavený na serveru a obdrží informace o serverem podporovaných protokolech a formátech. • Získání seznamu zobrazova čem podporovaných protokol ů a formát ů KB vyšle dotaz a obdrží seznam zobrazova čem podporovaných protokol ů a formát ů.

28 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

• Porovnání protokol ů a formát ů a zkouška p řehratelnosti Informace od serveru i zobrazova če jsou porovnány a podle tohoto srovnání KB vybere pro p řenos protokol a formát podporovaný ob ěmi za řízeními. • Konfigurace serveru a zobrazova če Kontrolní bod informuje server i zobrazova č o nadcházejícím spojení, o použitém formátu a protokolu. • Vybrání požadovaného obsahu Uživatel pomocí Kontrolního bodu vybere konkrétní multimediální soubor, který bude doru čený ze serveru do zobrazova če. • Start p řenosu obsahu Vybraný soubor je poslán p římo do zobrazova če. • Změna zobrazovacích vlastností Uživatel m ůže pomocí Kontrolního bodu zvolit n ěkteré akce jako jsou nap ř.: P řehrávání, Pozastavit, Zastavit, Hledat, Hlasitost +/- a další. • Opakování/výb ěr dalšího obsahu k zobrazení Pokud je cílem nap říklad nep řerušené poslouchání hudebních alb, tak je nutné v ědět jaký obsah bude p řehráván další (stopa za stopou). K tomu KP používá speciální p říkaz pro identifikování další stopy či soubor ů, které se mají poslat ze serveru do zobrazova če. • Úklid serveru a zobrazova če Kontrolní bod ukon čí relaci mezi za řízeními.

3.2 Testované ovlada če

Jako za řízení pro Kontrolní bod byl použit mobilní telefon Sony Ericsson Xperia ARC S (LT18i). Pro software byla zvolena aplikace Pixel Media Controller, která je bezplatná a slibuje široké použití.

3.2.1 Pixel Media Controller (PMC)

Tato aplikace je DLNA kompatibilní digitální mediální ovlada č (DMC) a p řehráva č (DMP) b ěžící na platform ě android. Aplikace zjiš ťuje v síti všechny kompatibilní za řízení, jako jsou servery (DMS), zobrazova če (DMR) a tiskárny (DMPr). PMC dále umož ňuje pomocí smartphonu tyto inteligentní za řízení ovládat a také lokáln ě p řehrát obsah ze serveru. [13]

29 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Ovládání probíhá skrze prost ředí aplikace, které je velmi p řehledné a jednoduché na obsluhu. Prost ředí je rozd ěleno na t ři základní části. V první části jsou vypsány detekované servery, druhá část je ur čena k procházení obsahu zvoleného serveru a volby vybraného souboru k přehrávání, ve t řetí části je seznam detekovaný zobrazova čů ze kterých si uživatel může vybrat, viz obr. 4.

Obr. 4 Prost ředí PMC Obr. 5 Ovládací prost ředí PMC

Po zvolení serveru, souboru a zobrazova če se zobrazí další obrazovka (viz obr. 5) se sumárními informacemi o zvolené kombinaci, a s panely pro ovládání p řehrávání. K dispozici jsou tyto funkce: P řehrát/Pozastavit, Zastavit, P ředchozí/Další položka, Posun zp ět/vp řed, Ztišení zvuku, Zesílení/Zeslabení hlasitosti (o ± 5).

30 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

4 Ov ěř ení systému DLNA

Při ov ěř ování funk čnosti technologie DLNA je pot řeba rozmyslet si na jakém typu média bude sí ť fungovat, jaká všechna za řízení se budou v síti provozovat a jaký bude hlavní účel tohoto spojení. Jelikož úkolem této práce je ov ěř it funk čnost s TV p řijíma či Panasonic a také dále prov ěř it možnosti ovládání t ěchto televizor ů pomocí mobilních telefon ů, byla zvolena modelová sí ť s následující strukturou podle obr. 6. Tato struktura odpovídá většinovému modelu využití domácí sít ě jako systému DLNA.

Obr. 6 Struktura modelové sít ě s vyzna čenými sm ěry komunikace a p řenosu obsahu

Tato modelová sí ť byla v laborato ři sestavena za použití b ěžných prvk ů. St ředem sít ě se stal router D-Link DIR-825 propojený sí ťovým kabelem s notebookem Lenovo IdeaPad Z570 ve funkci serveru DLNA a s televizí Panasonic TX-L37EW5. Jako ovlada č byl použit smartphone Sony Ericsson Xperia Arc S LT18i komunikující p řes Wi-Fi v kombinaci s aplikací Pixel Media Controller.

4.1 Technické specifikace jednotlivých sí ťových komponent

4.1.1 Router D-Link DIR-825: • Wi-Fi router 802.11a/b/g/n • Dual-Band - pásma 2,4GHz a 5GHz • 1x WAN • 4x GLAN • 1x USB 2.0

31 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

4.1.2 Server Lenovo IdeaPad Z570: • Intel Core i5 2430M Sandy Bridže • 4GB RAM DDR3 (1333MHz) • GeForce GT520M 1GB • HDD 750GB 5400 ot/min • Wi-Fi 802.11n, Wi-Fi 802.11g, Wi-Fi 802.11b • 1x RJ-45 (LAN) • Windows 7 Home Premium 64-bit

4.1.3 Zobrazova č Televizor Panasonic TX-L37EW5: • 37“ LED-LCD Smart TV • FullHD 1920x1080, 150Hz • DLNA Certified • Seznam formát ů podporovaných pro DLNA: Audio: MP3, AAC, WMA(Pro), FLAC Fotografie: JPEG Video: SD-Video, MOV, AVI, MKV, ASF, MP4, FLV, 3GPP

4.2 Popis práce s TV p řijíma čem Panasonic

Po fyzickém propojení sít ě se již o zbytek postará architektura UPnP, která se vyzna čuje svou nulovou nutnou konfigurací ze strany uživatele. V sí ťovém nastavení televizoru sta čí jen přepnout typ p řipojení na kabelové, avšak i tato operace m ůže být n ěkdy zbyte čná vzhledem ke schopnosti televizoru detekovat typ p řenosového média. V routeru musí být povolena architektura UPnP, to je kritické pro funkci systému DLNA. Všechna za řízení musejí být ve stejné podsíti a v jedné domácí skupin ě. Na notebooku (serveru) musejí být nainstalovány/spušt ěny vybrané serverové implementace a vybrány složky s obsahem pro sdílení. V ětšina server ů má defaultn ě nastavené spoušt ění po startu systému. V případ ě WMP je pot řeba povolit datové proudy a naplnit knihovnu médií. Samotné prohlížení obsahu je jen již práce s dálkovým ovlada čem televizoru. V sekci VIERA TOOLS zvolíme možnost Media server a zobrazí se nám seznam detekovaných server ů. Vybereme libovolný server a dále již procházíme obsah na tomto serveru vystavený.

32 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Fotografie lze spustit jako jednu prezentaci i po jednotlivých snímcích, nechybí ani možnost přidat k prezentaci hudební doprovod či zvolit styl p řechodu mezi jednotlivými snímky. Přehrávání videa lze za pomocí dálkového ovlada če televizoru (není myšlen ovlada č jako za řízení DLNA) pozastavit, znovu spustit, p řetá čet z různou délkou skoku, p řesunout na další položku v seznamu či zastavit. Zvláštností je možnost pokra čovat ve sledování na míst ě kde sledování minule skon čilo. Ovládání televizoru za řízením DLNA je popsáno v kapitole Ovládání.

33 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Záv ěr

Principy fungování systému DLNA a pravidla pro jeho provozování byly nazna čeny v kapitole 1. Dále byly detailn ě popsány technologie a postupy, které DLNA používá k vytvo ření spojení a p řenosu multimediálního obsahu mezi jednotlivými za řízeními. Technologie DLNA využívá d ělení za řízení na tzv. T řídy za řízení, které ur čují vlastnosti jednotlivých komponent ů systému DLNA. Tyto t řídy jsou popsány v oddílu 1.3. Možnosti systému DLNA a jeho využití jsou velmi široké, jak je uvedeno v oddíle 1.4. Ze širokého rozší ření produkt ů s certifikací DLNA plyne skute čnost, že tém ěř každý, kdo si v posledních letech koupil moderní televizní p řijíma č, smartphone, videokameru, fotoaparát či tablet, má doma n ějaký ten p řístroj umož ňující vytvo řit spojení v rámci DLNA a využít výhod, které tato technologie nabízí. Ve spoust ě domácností se tedy nachází produkty podporující DLNA, avšak ne vždy jsou pln ě využity možnosti, které poskytují. B ěžný uživatel, který má alespo ň n ějakou znalost této technologie a má pot řebu za čle ňovat svoje DLNA za řízení do sít ě, však v ětšinou stejn ě nevyužije všech možností, které toto propojení přináší. V běžné konfiguraci, pokud v ůbec jsou za řízení spojována, je využita jen varianta server-přehráva č, p říp. server-zobrazova č v kombinaci s ovlada čem. Přehráva čem/zobrazova čem je v tomto p řípad ě myšlen TV p řijíma č. Systém DLNA jako takový má velkou využitelnost p ři tvorb ě skute čné digitální domácnosti. Zkušen ější uživatel může naplno využívat všech možných kombinací a konfigurací, které umožní nap říklad pomocí moderního mobilního telefonu z jiné místnosti ovládat fotografie zobrazující se v ráme čku pov ěšeném v obývacím pokoji. P říklad tohoto použití je jen ukázkový, a má sloužit jako d ůkaz univerzálnosti a variability systému DLNA. Při výb ěru implementací byl kladen d ůraz na jejich fungování na r ůzných platformách. Z toho d ůvodu byly zvoleny servery založené na programovacím jazyce Java. Stejný d ůraz byl kladen i na jejich bezplatnost, proto nebyl použit výrobcem doporu čovaný placený TwonkyMedia Server, ale byly testovány bezplatné servery PS3 Media Server, Serviio a jako dopl ňkový Windows Media Player. Všechny implementace krom ě Windows Media Playeru jsou vybaveny funkcemi pro transkódování v reálném čase, což umož ňuje v za řízení zobrazit i formáty které jím nejsou nativn ě podporovány. Auto ři každé serverové implementace uvád ějí seznam za řízení se kterými je tento server kompatibilní. Avšak to, že server nepodporuje ur čité za řízení, neznamená, že s tímto za řízením nebude fungovat. Technologie a pravidla využitá systémem DLNA se snaží zajistit alespo ň základní funk čnost, i když za řízení nejsou od výrobce ozna čena jako kompatibilní. To je práv ě p řípad PS3 Media Serveru, který a čkoliv

34 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014 neuvádí TV p řijíma če Panasonic na seznamu podporovaných za řízení, tak prokázal svojí plnou funk čnost. Avšak tato implementace se neda řila ovládat pomocí zvolené aplikace Pixel Media Controller, p ři zadání p říkazu se aplikace zhroutila. Tento problém by mohl být odstran ěn použitím jiné aplikace ve funkci ovlada če. Program Serviio, a čkoliv je výrobcem ozna čen jako kompatibilní s televizory Panasonic, naopak nefungoval správn ě. Televize tento server nebyla schopna detekovat. Zvláštností je, že tento server byl detekován ovlada čem PMC a bylo možno obsah vystavený na tomto serveru za pomocí tohoto ovlada če v televizoru přehrát. Navzdory tomu, že Windows Media Player byl vybrán jen jako dopl ňkový server z důvodu jeho p řítomnosti v každém systému Windows 7 a z důvodu výrobcem udávané ov ěř ené kompatibility; se tato implementace osv ědčila jako nejspolehliv ější. Toto řešení serveru však také není bez vady. Jelikož WMP nepodporuje žádné transkódovací funkce a má pouze omezený po čet podporovaných formát ů, nezaru čuje takovou univerzalitu co se formát ů tý če. Chybí také podpora titulk ů, o tu lze WMP doplnit za pomoci instalace kodek ů, avšak tato dopln ěná podpora se netýká funkce DLNA serveru, tudíž pro p řehrávání obsahu s titulky je tento server nepoužitelný. Zvláštností je i funkce WMP jako ovlada če, což umož ňuje z po číta če ovládat co se kde p řehrává, p řetá čet, zastavovat p řehrávání a ovládat hlasitost. Vybrané implementace byly po konzultaci s vedoucím práce testovány pouze pod opera čním systémem Windows 7, z důvodu jeho velkého rozší ření.

35 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

Použitá literatura

[1] Hjelm, J.: Why IPTV?: interactivity, technologies, and services , West Sussex: John Wiley & Sons Ltd., 2008. ISBN 978-0-470-99805-2 [2] http://www.dlna.org/dlna-for-industry/guidelines [3] http://upnp.org/about/forconsumers/ [4] http://upnp.org/specs/arch/UPnP-arch-DeviceArchitecture-v1.1.pdf [5] http://upnp.org/specs/av/UPnP-av-AVArchitecture-v1-20020625.pdf [6] http://www.dlna.org/dlna-for-industry/certification/dlna-device-classes/ [7] http://www.dlna.org/consumer-home/The-Possibilities [8] EAFR-based DLNA proxy for high-quality video distribution in extended home space [online]. 2011 [cit. 2014-06-09]. ISSN 0098-3063. Dostupné z: http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=a9h&AN=59471246&lang=cs &site=ehost-live [9] Design and Implementation of the DLNA Family Intercom System for Smart Homes [online]. 2009 [cit. 2014-06-09]. ISSN 0010-4620. Dostupné z: http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=a9h&AN=47429897&lang=cs &site=ehost-live [10] http://www.ps3mediaserver.org/ [11] http://serviio.org / [12] http://www.computeraudiophile.com/content/524-complete-guide-hifi-upnp-dlna- network-audio/ [13] https://play.google.com/store/apps/details?id=com.cmc.dm

36 Ov ěř ení DLNA technologie Patrik Roule 2014

1