Universidade de Aveiro Departamento de Electronica,´ Telecomunicac¸oes˜ e Informatica´ 2009 Joao˜ Filipe Ferreira Servidor IPTV com Personalizac¸ao˜ Automatica´ de Rodrigues Canais IPTV Server with Automatic Channels Personalization Universidade de Aveiro Departamento de Electronica,´ Telecomunicac¸oes˜ e Informatica´ 2009 Joao˜ Filipe Ferreira Servidor IPTV com Personalizac¸ao˜ Automatica´ de Rodrigues Canais IPTV Server with Automatic Channels Personalization Dissertac¸ao˜ apresentada a` Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessarios´ a` obtenc¸ao˜ do grau de Mestre em Engenharia de Computadores de Telematica,´ realizada sob a orientac¸ao˜ cient´ıfica do Doutor Paulo Salvador e do Doutor Antonio´ Nogueira, Professores Auxiliares do Departamento de Electronica,´ Telecomunicac¸oes˜ e Informatica´ da Universidade de Aveiro. Dedico esta dissertac¸ao˜ a` minha fam´ılia pelo apoio incondicional durante todos estes cinco anos de estudo na Universidade de Aveiro, a` minha namorada Susana pela inspirac¸ao˜ concedida, carinho e compreensao˜ demonstrados e aos meus amigos que me ajudaram quando eu precisei.Por isso, obrigado a todos! o j ´uri presidente Doutor Paulo Miguel Nepomuceno Pereira Monteiro Universidade de Aveiro Doutor Paulo Jorge Salvador Serra Ferreira Universidade de Aveiro Doutor Antonio´ Manuel Duarte Nogueira Universidade de Aveiro Doutor Joel Jose´ Puga Coelho Rodrigues Faculdade de Engenharia da Beira Interior agradecimentos Agradec¸o especialmente aos meus orientadores, Professor Doutor Paulo Salvador e Professor Doutor Antonio´ Nogueira, pela excelente orientac¸ao˜ dada no ambitoˆ desta tese, por todo o apoio e compreensao˜ demonstrada mesmo quando me atrasava a cumprir um ou outro objectivo. palavras-chave IPTV, Televisao˜ Digital, Personalizac¸ao,˜ Personalizac¸ao˜ Automatica,´ Agregac¸ao,˜ Disponibilidade, Aprendizagem, Servic¸os, Universalidade resumo Desde a invenc¸ao˜ da ”caixa magica”´ que mudou o mundo (TV), esta tem vindo a evoluir constantemente sofrendo transformac¸oes˜ nao˜ so´ ao n´ıvel f´ısico e electronico´ mas tambem´ do ponto de vista do conceito subjacente. O aparecimento da televisao˜ digital (DTV) enquadra-se numa das mais significativas evoluc¸oes˜ da televisao˜ nos ultimos´ anos que permite actualmente ao utilizador usufruir de uma experienciaˆ multimedia´ de grande qualidade audio–visual´ mas ainda muito pouco interactiva. Actualmente o telespectador exige muito mais do que estar restrito a seleccionar um dos canais dispon´ıveis num equipamento de TV que nao˜ interage consigo ao n´ıvel do conteudo´ e nao˜ e´ personalizavel.´ Tem-se verificado que o conceito de aparelho de TV esta´ cada vez mais generalizado a qualquer equipamento com as condic¸oes˜ min´ımas que permitam ao utilizador assistir a conteudos´ multimedia.´ Sao˜ exemplos disso dispositivos como alguns telemoveis,´ PDAs e computadores pessoais (PCs). Estes, quando ligados a` Internet, permitem ao utilizador obter uma experienciaˆ multimedia´ fixa ou movel´ muito mais interactiva e personalizavel´ usufruindo de um leque diversificado de conteudos.´ Assim sendo, porque nao˜ integrar a televisao˜ na Internet e a Internet na televisao?˜ E´ neste ambitoˆ que surge o conceito de IPTV como sistema de televisao˜ acess´ıvel, interactiva, personalizavel,´ global e heterogenea´ tanto ao n´ıvel dos conteudos´ como ao n´ıvel da rede de comunicac¸ao˜ e caracter´ısticas dos dispositivos cliente, funcionando sobre uma rede IP global. Nesta Dissertac¸ao˜ de Mestrado foi projectado e implementado um prototipo´ de um servidor IPTV que se prende com a agregac¸ao˜ e gestao˜ de uma multiplicidade e diversidade de conteudos´ multimedia´ existentes na Internet. O trabalho desenvolvido conduziu tambem´ a` criac¸ao˜ de condic¸oes˜ para a introduc¸ao˜ de uma componente de aprendizagem dinamicaˆ inteligente do perfil do utilizador, tendo em vista a sugestao˜ automatica´ de conteudos.´ A agregac¸ao˜ e gestao˜ de conteudos´ tem como objectivo final a disponibilizac¸ao˜ destes a um cliente IPTV generico´ (que nao˜ faz parte dos objectivos deste trabalho). Este cliente devera´ ter como func¸ao˜ tratar de todo o processo de interacc¸ao˜ com o utilizador e acesso efectivo aos conteudos´ num ambiente de utilizac¸ao˜ completamente heterogeneo´ em termos de hardware e necessidades do utilizador, orientado a` convergenciaˆ e mobilidade dos meios de visualizac¸ao.˜ O sistema desenvolvido tenta ser o mais modular poss´ıvel tendo em vista distribuir o processamento em rede e permitir facilmente a integrac¸ao˜ de novos servic¸os ou a alterac¸ao˜ dos existentes. O servidor desenvolvido nao˜ contempla qualquer mecanismo de codificac¸ao,˜ compressao˜ e optimizac¸ao˜ dos fluxos multimedia´ nem qualquer politica de gestao˜ e transporte dos mesmos na rede de comunicac¸ao.˜ keywords IPTV, Digital Television, Customization, Automatic Customization, Aggregation, Availability, Learning, Services, Universality abstract Since the invention of the “magic box” that changed the world (TV), it has constantly evolved not only at the physical and electronic levels, but also in its underlying concept. The appearance of digital television is one of the most significant developments in television in recent years and has allowed users to enjoy a multimedia experience with much more quality but without significantly more interactivity. Currently, the viewer requires much more than being only restricted to select one of the available channels on the TV equipment that can’t interact very much with him and that is not customizable. The TV equipment concept is becoming more generalized to any equipment that has the minimum capabilities that allow the user to view multimedia contents with sound and image. Mobile phones, PDAs and personal computers (PC) are some examples of systems that allow the user, once connected to the Internet, to obtain a fixed or mobile multimedia experience that is more interactive and customizable, benefiting from a diverse range of available contents. So, why not extend these features of personalization and interactivity to “conventional” television systems and turn devices such as PCs and mobile phones into non dedicated TV systems? This constitutes the concept of IPTV, as an accessible, interactive, customizable, comprehensive and heterogeneous environment, both in its contents, networking level, communication features and client devices. In this Master’s Thesis, a prototype of an IPTV server system was designed and implemented having in mind the aggregation and management of a multiplicity and diversity of media contents that are available on the Internet. The work has also created the conditions for introducing a learning component of the user profile in an intelligent and dynamic way, in order to suggest contents in an automatic and inteligente form. The aggregation and content management has the final objective of making all contents available to an IPTV client (whose development is not the aim of this work). The client system must be designed to handle the whole process of interacting with the user and access the multimedia contents, in an usage environment that is focused on convergence and mobility in terms of visualization and completely heterogeneous in terms of hardware and user’s needs. The developed system tries to be as modular as possible, with the objective of distributing the processing across the network and allow an easy integration of new services or the modification of existing ones. The server has no mechanisms for encoding, compression and optimization of multimedia streams, nor has any management mechanisms for the multimedia transport over the communication network. Conte´udo 1 Introdu¸c~ao 1 1.1 Motiva¸c~aoe Contexto ............................. 1 1.2 Objectivos .................................... 3 1.3 Estrutura e Organiza¸c~aodesta Disserta¸c~ao .................. 4 1.4 Vis~aoGeral ................................... 7 2 Conceitos Base e Estado Actual da Tecnologia 13 2.1 Introdu¸c~ao .................................... 13 2.2 Tecnologias de Televis~ao ............................ 14 2.2.1 Televis~aoAnal´ogicae Hist´oriada TV em Portugal .......... 14 2.2.2 Televis~aoDigital ............................ 21 2.2.3 Televis~aode Alta Defini¸c~ao ...................... 27 2.2.4 Televis~aosobre Internet ........................ 29 2.2.5 IPTV .................................. 34 2.3 Arquitecturas de Redes IPTV ......................... 49 2.4 Tecnologias de Desenvolvimento ........................ 53 2.5 Conclus~ao .................................... 56 3 A Arquitectura do Servidor: An´aliseFuncional 59 3.1 Introdu¸c~ao .................................... 59 3.2 Requisitos do Sistema ............................. 59 3.3 A Arquitectura ................................. 60 i 3.4 Modelo de Comunica¸c~ao ............................ 65 3.5 Modelo de Classifica¸c~ao ............................ 68 4 A Arquitectura do Servidor: An´aliseModular 77 4.1 Introdu¸c~ao .................................... 77 4.2 IPTV Server Core ............................... 78 4.2.1 Arquitectura Geral do Funcionamento Interno ............ 87 4.3 Content Link Sources .............................. 88 4.3.1 Arquitectura Geral do Funcionamento Interno ............ 92 4.4 User Profile Learning .............................. 95 4.5 IPTV Database ................................. 97 4.5.1 Tecnologias Utilizadas ......................... 97 4.5.2 Modelo de Base de Dados ....................... 99 4.5.3 As Entidades da Base de Dados .................... 102 4.5.4 Tipos