Proceedings Symposium 'Gommunicatie over de Orempe/'

Transcriptie

1

2 Proceedings Symposium 'Gommunicatie over de Orempe/' Donderdag 14 september 2000 Technische Universiteit Eindhoven ~1 C::::S eenheld door communicatie I Communicatiedispuut ODIN Oispuut der e.t.s.v. Thor

3 Voorwoord Op 10 maart dit jaar heeft ODIN haar twintigjarige leeftjjd bereikt en omdat men dit niet onopgemerkt voorbij wilde laten gaan, is er een Lustrumweek georganiseerd. Naast een studiereis naar Groot Brittanie werd er besloten in september een symposium te organiseren. Ook hiervoor werd een aparte commissie in het leven geroepen. Het lustrumjaar staat in het teken van "Vernieuwing" en aangezien de telecom wereld op dit moment in een stroomversnelling raakt, leek ons het onderwerp communicatie in en om het huis zeer geschikt. Er worden op dit gebied verschillende diensten aangeboden die een grote diversiteit aan technologieen met zich meebrengt. Op dit symposium wordt getracht enkele van deze diensten en technologieen uiteen te zetten met de nadruk op de aspecten beveiliging en privacy. Dit proberen we te realiseren door naast vijf technische lezingen met sprekers uit het bedrijfsleven een lezing gegeven wordt met als inhoud het overheidsbeleid voor privacy en schadelijke en illegale inhoud. Aan het einde van de dag wordt tijdens de forumdiscussie iedereen de gelegenheid gegeven vragen te stellen. Tot slot wens ik u, namens de symposiumcommissie, een informatieve en een prettige dag toe. Ik hoop dat het symposium aan uw verwachtingen voldoet en dat u deze proceedings zowel vandaag als ook op een later tijdstip zult raadplegen. Marc van Houwelingen Voorzitter Symposiumcommissie Communicatiedispuut ODIN 3

4 Inhoudsopgave Voorwoord... 3 Programma... 6 Biografie Brussaard... 7 Communicatiedispuut ODIN... 8 Lezing - Oiensten en Netwerken - Ir. van Smirren Artikel - Eindhoven Embedded System Institute (EESI] Lezing - Wavelength Multiplexing in the Access Network - Prof.ir. Koonen Lezing - Residentiele Netwerkpoort - Dr.ir. Vetter Lezing - Netwerken voor Thuis - Ir. Havermans Artikel - Capaciteitsgroep Informatie en Communicatie Systemen (ICS]. TUE Lezing - Bluetooth tm - Or.ir. Sol Artikel - Capaciteitsgroep Telecommunicatie. Technologie en Elektromagnetisme [TIE). TUE., AD Lezing - Telecommunicatie en maatschappelijke aspecten. Het overheidsbeleid voor privacy en schadelijke en illegale inhoud - Drs. Pepping Artikel Philips Consumer Communications Symposiumcommissie Sponsors Colofon ". '" "... '"...,...,...,...,.52 5

5 Programma 09:00 09:30 09:45 10:30 11 :20 11:35 12:30 14:00 14:50 15:40 15:55 16:45 17:30 Ontvangst met koffie en thee Welkomswoord Diensten en Netwerken Wavelength Multiplexing in the Access Netwerk Pauze Residentiele Netwerkpoort Lunch en Informatiemarkt Netwerken voor Thuis Bluetooth tm Pauze Telecommunicatie en maatschappelijke aspecten: het overheidsbeleid voor privacy en schadelijke en illegale inhoud Forumdiscussie Afsluitende barrel Prof.dr.ir. Brussaard Technische Universiteit Eindhoven Ir. van Smirren KPN Research Prof.ir. Koonen Lucent Technologies Dr.ir. Vetter Alcatel Ir. Havermans Philips Drjr. Sol Ericsson Drs. Pepping Ministerie Verkeer en Waterstaat DGTP o.l.v. Ir. Kwaaitaal Symposium 14 september 2000 'Communicatie over de Orempel' 6

6 Biografie Prof.dr.ir. Brussaard Technische Universiteit Eindhoven Gert Brussaard received the Masters Degree in Electrical Engineering from Delft University of Technology in From May 1966 to June 1974 he was with the Research Laboratory of the Netherlands PTT. From July until October 1988 he was with the Research Centre of the European Space Agency. ESTEC. As Head of the Section 'Wave Interaction and Propagation' he was responsible for the implementation of a European research programme in wave propagation modelling in support of satellite communication and remote sensing systems. Since October 1988 he is full professor in Radiocommunications at the Eindhoven University of Technology, the Netherlands, in the Division Telecommunication Technology and Electromagnetics of the Department of Electrical Engineering.. From to 1993 he was Chairman of Commission F {Propagation and Remote Sensing] of the International Union of Radio Science (URSIJ He is Chairman of Working Party 3J (Propagation Fundamentals] of ITU-R Study Group 3. As Senior Consultant he has been responsible for numerous small contract studies in support of the activities of the Electromagnetics Division and Telecommunications Department of ESTEC as well as various technical consultancy services to the telecommunication industry. He is a member of the Commission 'Electromagnetic Fields' of the Health Council of the Netherlands. 7

7 Communicatiedispuut ODIN I I Bas Huiszoon - Voorzitter 10 maart Op deze dag (een mooie maandag) werd het Communicatiedispuut ODIN een feit. Ais dispuut van de e.t.s.v. Thor zouden wij met nog twee andere disputen van Thor {Waldur en Bode] de studenten van de faculteit Elektrotechniek voorzien van gerichte promotie van het vakgebied waarin het dispuut zich zou gaan roeren. ODIN werd ingesteld omdat er vanuit de studenten een duidelijke vraag was naar een actievere behandeling van het werkgebied (Tele-)communicatie binnen de Elektrotechniek. Op dit moment vallen twee capaciteitsgroepen op de faculteit onder de vleugels van ODIN, namelijk de groep Informatie & Communicatie Systemen [ICS] en de groep Telecommunicatie Technologie & Elektromagnetisme [TIE]. Elk jaar wisselt het dispuut van bestuur om zo andere studenten de gelegenheid te geven om een jaar met de scepter te zwaaien binnen het dispuut. Het nieuwe bestuur maakt aan het begin van haar bestuursjaar een globale jaarplanning met daarin activiteiten die zij meent te willen ontplooien om verschillende partijen van aandacht te voorzien. Binnen onze sector is het op dit moment voor de bedrijven vechten om potentiele werknemers in de zin van studenten. Vandaar dat ODIN nu erg veel mogelijkheden heeft om samen met het bedrijfsleven goede contacten, en goed in elkaar gezette activiteiten kan organiseren voor onze achterban. Deze achterban groeit gestaag, en de vooruitzichten zijn prima. Meer eerstejaarsinschrijvingen, en een steeds stijgende populariteit van het vakgebieq {Tele-]communicatie. Het werk wat het bestuur van ODIN doet is gericht op de Elektrotechniekstudenten en voornamelijk veel voor de leden van het dispuut. Door middel van het aanbieden van vele verschillende typen activiteiten probeert het bestuur een zo goed en zo breed mogelijk beeld te scheppen van de sector waarin wij ons bevinden. Het afgelopen collegejaar was voor ODIN zelfs nog een Lustrumjaar {ODIN werd 20!]; dit gaf een extra glans aan het toch al zo goed verlopen jaar door het houden van een Lustrumweek in maart met festiviteiten op en rond de faculteit. Een speciaal hiervoor opgezette commissie bestaande uit ervaren ODIN-led en heeft voor iedereen een spetterende week bezorgd. ODIN heeft naast deze once-in-five-years-experience ook nog mogen meespelen op het gebied van de studiereizen. De reeks van jaarlijkse studiereizen werd voortgezet door de BOOST2000 met een reis naar Groot-Brittannie om daar in twee weken bedrijven en steden te bezoeken. Een studiereis is vooral bedoeld om studenten kennis te laten maken met buitenlandse bedrijfsculturen, en een graantje mee te pikken van de technologische ontwikkelingen binnen een bedrijf. Onder de leiding van een afgevaardigde van les of TIE reisde ODIN zo naar vele landen binnen Europa waar natuurlijk ook de lokale cultuur eens onder de loep werd genomen. Symposium 14 september 2000 'Communicatie over de Orempe/' 8

8 Dit jaar heeft ODIN voor het eerst een Eiigen symposiumcommissie die als laatste van drie commissies. opgericht binnen het collegejaar haar product af mag leveren. Een symposium is waarschijnlijk het ultieme middel voor het dispuut om eens flink inhoudelijk uit te pakken. Sprekers van verschillende bedrijvenjinstellingen kunnen dan laten zien hoe zij op dit moment ervoor staan met hun ontwikkelingen en visies binnen het thema wat op die dag behandeld wordt. Voor de student een zeer interessante gelegenheid om de kennis eens bij te spijkeren. Voor ODIN weer een belangrijke profilering en erg zinvol voor het voortbestaan van het dispuut. U merkt dat er veel te vertellen is over de activiteiten van ODIN. Naast het werk van de commissies is er door het bestuur ook nog veel georganiseerd voor de studenten. zoals excursies. een workshop. een ledenavond, en ga zo maar door. Alles wat maar met ODIN te maken heeft wordt beschreven in een periodiek wat gemiddeld twee keer per bestuursjaar wordt uitgegeven. Een abonnement op dit schrijven kost een Thor-lid maar 5 gulden per jaar, en daarbij zitten ook meerdere privileges die vanzelf duidelijk worden wanneer men lid is. 8edrijven kunnen uiteraard alles toegestuurd krijgen als maar even contact opgenomen wordt. Een ieder die contact wenst met ODIN of zo maar eens op bezoek wilt komen kan dat doen door gebruik te maken van de volgende gegevens: Technische Universiteit Eindhoven [TUj e] Communicatiedispuut ODIN, EH11.35 Den Dolech AZ Eindhoven tel: +31-[0] fax: +31-{O) odin@odin.ele.tue.nl URL: 9 Communicatiedispuut ODIN

9 Biografie Ir. van Smirren KPN Research Dick van Smirren is in 1994 afgestudeerd aan de Technische Hogeschool Rijwijk (TelecommunicatieJ en in 1997 aan de Technische Universiteit Delft [ElektrotechniekJ. Sindsdien werkt hij als technisch wetenschappelijk onderzoeker bij de Multimedia groep van KPN Research in Leidschendam. Hij is onder meer betrokken bij standaardisatie van DVB, neemt deel aan het TV Anytime forum en werkt in de Europese projecten NexTV en SAM BITS aan nieuwe TV gerelateerde diensten. Symposium 14 september 2000 'Communicatie over de Orempel' 10

10 I Diensten en netwerken Ir. van Smirren, 1 lezing KPI\I Research I I Introductie De titel van het symposium is "Communicatie over de Drempel". In deze bijdrage zal die drempel vanuit twee invalshoeken worden belicht. Allereerst wordt gekeken naar de ontwikkelingen op het gebied van diensten in huis. Hier is de drempel tussen verleden en toekomst aan de orde. In dit deel zal de gebruiker een belangrjjke rol innemen. Het gaat immers over diensten die uiteindelijk voor hem interessant moeten zijn. Ais langs deze weg het kader is geschetst, komen we wederom uit bij de drempel, maar nu als punt waar verschillende netwerken van buiten samenkomen. om hun weg in het huis te vinden. De relatie tussen diensten en netwerken staat in dit deel centraal. Ais voorbeeld van diensten die meerdere netwerken gebruiken zal worden gekeken naar interactieve TV. De drempel tussen verleden en toekomst Terugkijkend in het verleden zie je dat in een aantal stappen drie aparte dienstdomeinen het huis in zijn gekomen: telefonie, televisie en Pc. Bij de telefoon en de televisie is van het begin af aan de koppeling met de buitenwereld noodzakelijk geweest. Voor de PC kwam de verbinding met de buitenwereld pas later. maar inmiddels is een PC zonder internetverbinding haast ondenkbaar. In het plaatje van figuur 1 is dit beeld geschetst. Eigenlijk is Ie! dit, in belangrijke mate. nog steeds de situatie die in veel huizen wordt aangetroffen. Telecom Computer TV Rguur 1 - Vanuit hat PC, 1V en Telecom domein ontstaan diensten die meerdere media gebruiken 11 Diensten en Netwerken fr. van Smirren - KPN Research

11 Tach wordt al langere tijd gesproken over convergentie van het TV-, het computer- en het telecom dome in. Maar wat wordt daarmee bedoeld? Betekent het dat we straks apparaten in huis hebben, die vastzitten aan allerlei netwerken, en waar je zowel een film op kijkt, als een tje op tikt en mee telefoneeft? Het is niet waarschijnlijk. Oak al zou dat technisch wei kunnen, de gebruiker zit niet op zulke ingewikkelde apparaten te wachten. In de huidige situatie is de PC zelf voor veel mensen al een te ingewikkeld apparaat, en veelal wordt slechts een beperkte set aan diensten op de PC gebruikt: en, browsen en chatten. Oiensten moeten eenvoudig en begrijpelijk zijn. Oat laatste betekent oak dat je gebruikers niet zomaar kunt confronteren met totaal nieuwe concepten. Ontwikkelingen verlopen evolutionair: stap voor stap en doorgroeiend vanuit de huidige diensten. Een ontwikkeling die te zien is, is dat er nieuwe diensten worden gebouwd die gebruikmaken van meerdere media. Een voorbeeld: Je komt thuis na een avondje stappen, zet de TV aan, en terwijl je wat zapt druk je op de 'telefoon' button van de afstandsbediening. Links boven in het scherm verschijnt, in een overlay, een lijstje met mensen die in de loop van de avond hebben gebeld. Achter sommige namen, staat een 'voice' icoontje dat aangeeft dat er oak een voiceberichtje is ingesproken, je klikt erop en terwijl het achtergrondgeluid van de TV wat zachter wordt gezet hoar je de ingesproken berichten. Het gaat er niet am of dit nu de dienst van de toekomst is, maar dit voorbeeld laat wei zien wat convergentie kan betekenen. Er kan trouwens nag een stap verder worden gezet: natuurlijk wil je in dit lijstje oak zien of je misschien tjes hebt ontvangen. En zo ontstaat op de TV een dienst die gebruik maakt van informatie uit het PC- en telefonie domein. Het gaat nag steeds wei am het maken van zinvolle, voor de gebruiker betekenisvolle, combinaties. Oat we uit het PC domein de notificatie hebben meegenomen, betekent dan oak niet dat je nu op je TV oak gelijk moet kunnen browsen, of dat je op je TV scherm gaat chatten. En voor het beantwoorden van een tje kruip je waarschijnlijk oak weer achter je Pc. Naast deze ontwikkeling is oak zichtbaar dat het aantal devices in huis zal gaan toenemen. Een voorbeeld van zo'n nieuw device is de webpad: een handheld device met een LCD kleurenscherm en touch-screen bediening. Qua techniek eigenlijk een sooft laptop zander keyboard, maar qua gebruiksmogelijkheden een device dat ergens in de woonkamer 'slingeft' en dat je pakt am even snel te zien wat er op TV komt, en met een druk op het touch screen gelijk even je video te programmeren. Natuurlijk kan de web pad oak tijdens het TV kijken gebruikt worden am achtergrond informatie op te zoeken, of am mee te doen aan spelshows of tjjdens discussie programma's je mening door te geven, en zo zijn er nag tal van voorbeelden te bedenken. Het gebruik van meerdere devices in huis en de ontwikkeling dat diensten informatie van verschillen de media gebruiken, maken het wenselijk dat er in-huis een of ander netwerk komt, en dat op een handige manier gebruik kan worden gemaakt van de verschillende netwerken buiten de deur. De drempe/ tussen binnen en buiten Op dit moment zijn de meeste huizen al via meerdere netwerken met de buitenwereld verbonden. In figuur 2 is een overzicht van bestaande en nieuwe aansluitnetwerken gegeven. Van oorsprong hebben de bestaande netwerken als PSTN, ISDN, kabel en analoge ether ontvangst een vrij directe relatie met een specifiek type dienst. Kabel hoort bij TV, PSTN bij de telefoon. Inmiddels kun je eigenlijk over aile netwerken, inclusief broadcast kanalen als OVB-T 1 Symposium 14 september 2000 'Communicatie over de Orempel' 12

12 en satelliet, internet data binnenkrijgen. Het onderscheid tussen de verschillende aansluitnetwerken ligt nu meer op het gebied van beschikbare bandbreedte en de mogelijkheid voor een- of tweeweg communicatie. Met al deze netwerken die zich bij de ingang van het huis aandienen, bestaat uiteraard ook de behoeft om op meerdere plekken in huis van die netwerken gebruik te maken. Daarnaast zullen een aantal devices geen genoegen meer nemen met slechts een type netwerk. De digitale set-top box die naast de TV komt te staan gebruikt bijvoorbeeld de satelliet- of DVB-T ontvangst in combinatie met een breedbandig interactiekanaal als ADSL. De noodzaak voor een in-huis netwerk dient zich aan. En in veel huizen is een mini-netwerkje ook nu al aanwezig: de PSTN aansluiting wordt naar verschillende punten doorgetrokken om in huis overal te kunnen bellen, of - moderner - er zwerven in huis meerdere DECT-toestellen rand, die via een basisstation met de buitenwereld worden verbonden. Ook een soort in-huis netwerk voor TV distributie is in veel huizen te vinden. DVB-T.., ADSL., Satelliet Kabel PSTNIISDN., ~ ~ Residential Gateway In Home Network AudioNideo d ust;; bijv. Firewire. "' 00'" ;&. ~ "" i..+ : " *..- Bluetooth dust Ethernet cluster.... ~. : ::\ r Figuur 2 - De Residential Gateway vorrnt de brug tussen de externe en inteme netwerken Het is logisch om aan te nemen dat dat in-huis netwerk geavanceerder zal worden, en dat de residential gateway, die de in-huis infrastructuur verbindt met de diverse netwerken buiten de deur, belangrijker zal worden. Over de ral van de residential gateway wordt overigens verschillend gedacht. Sommigen zien er zuiver de rol van 'netwerkkoppe/aar' in. Gewoon alles buiten de deur op verbinden met de in-huis netwerken. Anderen zien er een intelligente server in, die, naast het koppe/en van netwerken, een belangrijke rol spee/t in de in-huis dienstverlening. Bijvoorbeeld door als proxy regelmatig de favoriete internetpagina's van het gezin vast van het internet te halen. Of - uitgerust met grote harde schijf - op te treden als de personal videorecorder van het gezin. Ook over de typen netwerken die in huis te vinden zul/en zijn verschillen de meningen. In figuur 2 is het in-huis netwerk dat logisch gezien een geheel vormt, rond specifieke devices onderverdeeld in verschillende locale netwerkjes. Oat hoeft niet perse zoo Het is ook denkbaar dat het hele netwerk wordt 1 DVB-T staat voor Digital Video Broadcast - Terrestrial. Met DVB-T kunnen digitale televisie kanalen via de ether worden verzonden. De ontvanger heeft maar een hele kleine antenne nodig am DVB-T signalen te kunnen ontvangen. Daardoor is DVB-T oak geschikt voor devices die buitenshuis. mobiel. TV ontvangst nodig hebben. Binnenshuis is DVB-T naast kabel en satelliet een van de broadcastmedia die digitale. interactieve. TV mogelijk maken. 13 Oiensten en Netwerken Ir. van Smirren - KPN Research

13 j r. ~ anderen voor onmogelijk hielden KPN geldt op tal van terreinen als vertaalt in mnovatieve diensten en pro van UMTS of aan next generation Internet. belangrijke Europese speier in tele- en ducten. Voor onle vestigingen in Enschede, Uiteraard lorgen we ervoor dat je oak datacommunica tie. We hebben onmisken- Groningen en Leidschendam loeken wij je persoonlijke vaardigheden verder kunt bare ambities om die positie verder uit te topacademici met visie. fv jiihd,].!q j,jhltd' ontwikkelen. bouwen. Je krijgt hier aile ruimte en ver- Uitelndelijk bedenk je 10 oplossingen die Een belangrijke ral daarin speelt KPN antwoordejijkheid am unieke expenise te anderen voor onmogelijk hi eld en. Research, die technologische, maatschap- ontwikkelen op het gebied van ICT- Kijk op of bel pelijke en bedrijfsmatige ontwikkelingen innovaties. Denk daarbij aan de opvolger voor meer informatie (050)

14 gebaseerd op 1 netwerktechnologie, zoals WLAN of misschien zelfs Bluetooth tm. Overigens is het ook nog helemaal niet zeker dat in-huis netwerken volledig draadloos zullen zijn. Het is heel goed denkbaar dat het netwerk [deels] bedraad is uitgevoerd. Interactiave TV De TV is bij uitstek een van de apparaten in huis waarbij veel wordt nagedacht over het toevoegen van extra diensten, veelal onder de noemer 'interactieve TV'. T och dekt deze noemer de lading niet. In het voorbeeld dat eerder aan de orde kwam, ging het bijvoorbeeld over het eenvoudig toegankelijk maken van informatie over communicatiediensten, wat op zich los staat van de content op TV. In deze paragraaf staan we stil bij de techniek die tal van deze diensten interactieve TV incluis - mogelijk maakt. Om extra diensten rond de TV te gaan bieden, wordt naast de TV een set-top box gezet die de intelligentie bevat die een gewoon TV apparaat nu nog mist. Zo'n set-top box is zowel in staat om digitale TV te ontvangen, als om allerlei extra informatie te verwerken. In figuur 3 is een architectuur geschets waarin TV en set-top box kunnen zijn opgenomen. Een pakket aan digitale TV kanalen komt het huis binnen via een broadcastkanaal [kabel, DVB-T, satelliet). De manier waarop dit gebeurt is gestandaardiseerd door DVB [Digital Video Broadcast]. Aan de studiokant kunnen aan de audio en video kanalen van een bepaald programma ook datakanalen worden toegevoegd. Hierin kan bijvoorbeeld ondertiteling zijn opgenomen in meerdere talen, maar ook achtergrond informatie bij een TV programma of kleine applicaties die op de set-top box kunnen draaien. Aan de studiozijde ontstaat zo een service stream die in een multiplexer wordt gecombineerd met andere service streams, zodat een broadcaststream ontstaat. Data server ODIN 3 '------' Service Feeds: AudioMdeo + Data ~! Studio system MuRiplexer Broadcast stream! ~(MPE02 TS) set top box ODIN 2 Data server ODIN 2 + interactie ~_... a..j~~ Rguur 3 - Globale architectuur voor interactiave TV. Hat TV kanaal ODIN 3 gebruikt aileen locale interactie. ODIN 2 is volledig interactief In figuur 3 is onderscheid gemaakt tussen lokale interactie en volledige interactie. De zender ODIN 3 biedt aileen mogelijkheden voor lokale interactie. Aan de TV uitzending is wei extra data toegevoegd, maar de gebruiker kan via de set-top box geen informatie terugsturen. Kanaal ODIN 2 heeft ook de mogelijkheid om via het internet informatie van de gebruiker te ontvangen en terug te sturen. 15 Oiensten en Netwerken Jr. van Smirren - KPN Research

15 Met aileen lokale interactie zijn al veel interactieve toepassingen mogelijk. Tijdens een actualiteitenprogramma kan bijvoorbeeld een informatiebutton op het scherm worden gezet. De gebruiker kan dan op de afstandsbediening op een bijbehorende toets drukken am extra achtergrondinformatie te lezen. Ooordat niet aileen informatie kan worden toegevoegd, maar oak applicaties kunnen worden meegezonden, kan bijvoorbeeld oak een spelshow voor de gebruiker interactief worden gemaakt. Op het juiste moment worden antwoord buttons op het scherm gezet, en de gebruiker kiest zijn antwoord. Per goed antwoord kan oak de thuisspeler punten verdienen die keurig worden bijgehouden door de applicatie die op de set-top box draait. Uiteraard komt er een moment dat lokale interactie niet meer voldoende is. Ais tijdens een commercial bijvoorbeeld een 'buy me' button op het scherm verschijnt, moet het natuurlijk wei mogelijk zijn am de reactie van iemand die daarop klikt te verwerken. En oak als tijdens een discussieprogramma de mening van de kijkers wordt gepeild moet die informatie aan de studiozijde verzameld kunnen worden. Het interactiekanaal zorgt ervoor dat oak dit gerealiseerd kan worden. Oit kanaal wordt oak gebruikt am allerlei specifieke informatie mee op te vragen die niet in de broadcaststream aanwezig is. Bijvoorbeeld een preview van een programma dat later op de avond komt, of - als het interactiekanaal voldoende breedbandig is - allerlei specifieke audio/video content. Het geschetste platform maakt het oak mogelijk am informatie, bijvoorbeeld die preview, aan te vragen via een [smalbandig] interactiekanaal en naar de ontvanger te sturen via de broadcast stream. Tat slat Nieuwe diensten in huis zul/en stap voor stap ontstaan vanuit de bestaande mogelijkheden. Met name het combineren van de verschillende media kan tot nieuwe diensten leiden, die buiten de klassieke domeinen van lv, PC en telefonie treden. Oat oak het aantal devices in huis zal toenemen versterkt deze ontwikkeling. Voor specifieke devices zoals palmtops en webpads kunnen diensten worden ontwikkeld die aansluiten bij het karakter van deze apparaten. Cruciaal wordt hoe deze devices met elkaar en met de buitenwereld kunnen communiceren. Oat in-huis netwerken daarin een zeer belangrijke rol spelen is evident. Welke netwerken dat worden, en welke rol de residential gateway als digitale drempel van het huis zal gaan spelen, is vooralsnog een vraag. Symposium 14 september 2000 'Communicatie over de Drempel' 16

16 I Mark Manders, EESI Embedded Internet en Koffie op afstand I De huidige snelle ontwikkelingen op het gebied van hardware-software co-design maken een intense samenwerking tussen het bedrijfsleven en universiteiten noodzakelijk. Het Eindhoven Embedded Systems Instituut [EESI], een onderzoeksinstituut van de Technische Universiteit Eindhoven, heeft zich in nauwe samenwerking met het bedrijfsleven ten doel gesteld het innoverende vermogen van de regionale en landelijke ontwikkelaars van embedded systemen te versterken. Een koffiezetapparaat, vissenkom of elektronenmicroscoop bedienen via Internet is geen fictie meer. Over een onderzoeksproject op dit gebied zullen we wat meer vertellen. Binnen het EESI, houdt het Web-controllable Embedded Systems project [WebES] zich bezig met wetenschappelijk onderzoek op het gebied van web-connectivity voor embedded systems. In het kader van dit project zijn er momenteel twee prototypen ontwikkeld, namelijk een web-bestuurd koffiezetapparaat en een web-bestuurd aquarium. Enerzijds bieden beiden een uitstekend vehikel om nieuwe concepten te realiseren en testen, anderzijds vergroten zij direct de zichtbaarheid van dit onderzoek. Beide prototypen zijn in een zo goed als afgerond stadium. Het project zal zich verder richten op industriele applicaties, waarbij de ontwikkelde ontwerpstrategie wordt gebruikt en uitgebouwd. Probleemstelling Het probleem dat in het WebE&project wordt aangepakt is op de eerste plaats de realisatie van de verbinding tussen de gebruiker en het embedded system, waarbij er zoveel mogelijk gebruik gemaakt wordt van Internet technologie. Het onderzoek spitst zich dan ook met name toe op de architectuur van deze verbinding. Belangrijke aspecten daarbij zijn o.a. de te gebruiken communicatie-protocollen (IP. Tep, UDP en HTIP] en de hard- en software-interfaces. Twee concepten die in dit project onderwerp van onderzoek zijn, zijn: genericiteit en het correspondentie principe. Genericiteit wil zeggen dat er gestreefd wordt naar een architectuur waarbij het applicatiespecifieke deel zo klein mogelijk gehouden wordt. zodat er geen volledig redesign nodig is indien er veranderd wordt van applicatie. Het correspondentie principe houdt in dat er gestreefd wordt naar een.len op.len correspondentie tussen de user-interface op het embedded system en die in de browser van de internet-gebruiker. Zeker voor de in-home-omgeving is het een belangrijk voordeel om geen nieuwe user-interfaces te moeten leren. In dit artikel zullen deze aspecten en concepten nader besproken worden aan de hand van de architectuur van het web-bestuurde koffiezetapparaat. De focus van dit artikel zal voornamelijk liggen op de software-architectuur. derhalve zal niet nader ingegaan worden op de hard-ware aspecten. Architectuur Het idee is dat de gebruiker in staat is via een 'web-interface' zowel monitoring als besturing van het apparaat te doen. Dit betekent dat instructies van de gebruiker via een of andere vorm van interpretatie worden omgezet in aansturing van actuatoren en uitlezen van sensoren. 17

17 Teneinde niet direct genoodzaakt te worden allerlei compromissen te sluiten door meteen een webserver te integreren in het koffiezetapparaat. is er gekozen voor de strategie om een PC te gebruiken voor de verbinding met het internet en later een miniaturiseringsslag uit te voeren. Een globaal plaatje van de systeeem-architectuur wordt weergegeven in figuur 4. Gebruiker Internet Rguur 4 - Architectuur web-bestuljrd koffiezetapparaat. Koffiezetapparaat Naast deze systeem-achitectuur bestaat er ook de software-architectuur. Enkele ontwerpbeslissingen die geleid hebben tot deze software-architectuur zullen hier nader toegelicht worden. * Java versus CGI: Standaard technologien voor Internet-communicatie zijn momenteel Java [applets] en CGI-scripts. Overwegingen in de keuze zijn: Load-balancing en cost-balancing: Een Java-applet draait in de browser van de gebruiker en dus op de load van diens PC. Daarentegen draait een CGI-script op de server en daarbij ook nog eens als een aparte thread per gebruiker hetgeen kan resulteren in een onacceptabel grote load op de server. zeker met het oog op een eventuele integratie van de webserver in het koffiezetapparaat. Door te kiezen voor een Javaapplet architectuur kan men dus volstaan met een minder krachtige. en dus goedkopere. processor in het embedded system. Java byte code versus Target system code: De platformonafhankelijkheid van Java is een voordeel. aangezien er niet voor elk operating systeem opnieuw gecompileerd hoeft te worden. Directe versus HTTP communicatie: Java heeft in tegenstelling tot CGI geen HTTP-server nodig voor communicatie over het Internet. wei heeft Java in dat geval een programma nodig dat op de server draait en de communicatie met het koffiezetapparaat regelt. hetgeen we een Applicatie Server [AS] zullen noemen. Een nadeel hiervan is dat er geen gebruik gemaakt wordt van de standaard security mogelijkheden van HTTP, maar een voordeel is de mogelijkheid om aan door de server-ge"initieerde communicatie te doen. hetgeen in HTTP niet triviaal realiseerbaar is. Uiteindelijk is de keus gevallen op Java. * TCP versus UDP: Door te kiezen voor Java en dus ook directe communicatie. ontstaat tevens de mogelijkheid om het meest geschikte transport layer protocol te kiezen. HTTP is gebaseerd op TCP en geeft dus niet de mogelijkheid UDP te gebruiken. De volgende afwegingen hebben voor het koffiezetapparaat de keus doen vallen op UDP: Connectie-georienteerd versus connectieloos: TCP is connectie-georienteerd. wat wil zeggendat TCP een punt-punt verbinding zal opzetten met elke gebruiker. hetgeen UDP niet doet. Dit maakt UDP eenvoudiger. sneller en beter geschikt voor broadcasting en multicasting. Deze laatste is bijzonder relevant voor het koffiezet-apparaat. aangezien er vaak een groep gebruikers is die uiteraard allen een bericht willen ontvangen dat de koffie gereed is. Betrouwbaarheid: De betrouwbaarheid van UDP is gelijk aan die van IP (behalve een optionele checksum). maar die van TCP is veel hoger. tengevolge van het nummeren van data-packets en het sturen van een ontvangstbevestiging. zodat de juiste volgorde van packets kan worden hersteld en verloren gegane packets opnieuw kunnen worden gestuurd. Betrouwbaarheid is echter van ondergeschikt belang in het geval van een koffiezetapparaat. Op de eerste plaats verlopen de verschillende processen dermate traag, dat enkele gemiste data-packets hooguit resulteert in statusinformatie die minimaal achterloopt. Een naar de server gestuurd commando dat niet aankomt is uiteraard wei hinderlijk. derhalve is er besloten om de applicatieserver user- Symposium 14 september 2000 'Communicatie over de Orempe/' 18

18 requests te laten bevestigen, hetgeen natuurlijk wei betrouwbaarheid toevoegd. Op de tweede plaats bestaat de verzonden data slechts uit een enkel commando. eventueel met een bijbehorende parameter. zodat er van meerdere bij elkaar horende packets geen sprake is. Dit maakt de nummering van packets geen noodzakelijke toevoeging. Door de keuze voor Tep of UOP wordt dus de keuze gemaakt tussen connectie-georienteerd of connectieloos, waarna een eventueel tekort aan betrouwbaarheid opgevangen kan worden door additionele checks. Remote Browser! Coffee Server PC Figuur 5 - Architectuur web-bestuurd koffiezetapparaat [Notatie in Oarwin1 Bovenstaande beslissingen resulteren in de architectuur zoals weergegeven in figuur 5. Het bedienen van het koffiezetapparaat via het Internet gaat nu als voigt. De gebruiker vraagt in zijn of haar webbrowser aan de HTTP-server de toegangspagina [HTML) op van het koffiezetapparaat. Hierbij vindt automatisch het downloaden en starten plaats van de bijbehorende applet. Deze is in staat UDPpackets te sturen naar de applicatie-server [AS]. Oit gebeurd aileen indien de gebruiker dit initieert of de applet automatisch de huidige status opvraagt. Indien de gebruiker nu een instructie geeft, bijvoorbeeld het 'On'-commando. dan vertaalt de AS dit naar een poortinstructie, waardoor de bijbehorende actuator in het koffiezetapparaat de gewenste aktie uitvoerd. Vervolgens wordt de corresponderende sensor uitgelezen om te bepalen of deze aktie succesvol was. Het resultaat hiervan wordt teruggemeld aan de applet. zodat deze een grafische weergave kan geven van de nieuwe status. Nieuwe gebruikers worden op basis van het IP-adres toegevoegd aan een lijst met huidige gebruikers, zodat indien gewenst ook met hen door de server ge'initieerde communicatie kan plaatsvinden. Aangezien de Internet-verbinding van het koffiezetapparaat automatisch een multi-user apparaat maakt. is het mogelijk dat de verschillende gebruikers requests doen die conflicteren. T eneinde dit te voorkomen is er een Sessie Management Protocol [SIVIP] bedacht en ge'implementeerd. Conelusie Hoewel een koffiezetapparaat als toepasing wellicht beperkt is, valt er van de realisatie van het prototype vee I te leren, met name over architectuur en protocollen. Veel vragen liggen er nog naar de generalisatie van dit soort systemen en naar zaken als veiligheid, consistentie bij meerdere gebruikers etc. Wie meer wil weten over dit onderzoek en over het web-bestuurde aquarium kan eens een kijkje nemen op Referenties: Feijs, L.M.G. en Manders, M.FA.. 'Bewaking en besturing via Internet - opties en complicaties', in Informatie. julvaugustus 2000 jaargang 42. p , tenhagen & Stam bv, Stevens, R. W, 'TCP /IP Illustrated. Volume 1 - The Protocols'. ISBN: Addison Wesley Tanenbaum, A.S.: 'Computer Networks: 3rd. ed., ISBN.' , Prentice Hall Embedded Internet en Koffie op afstand Mark Manders - EESI

19 Are you just going to makea make Or do you want to a difference Er zi;n weinig ICT ondernemingen die wereldwijd zo'n impact hebben als Lucent Technologies. Zo zijn we de uitvinder van bijvoorbeeld de laser. En worden dagelijks 3,5 vindingen van ons gepatenteerd.lnmiddels hebben onze Bell Laboratories elf Nobelprijswinnaars voortgebracht. Voor een afstudeeropdracht/stage en voor de start van een veelbelovende carriere kun ji; bi; ons terecht. Sud naar Of stuur je brief en C.v. naar Lucent Technologies, Talent Acquisition, postbus 1168, 1200 BD Hilversum. Of bel Welcome to the frontline

20 Biografie Prof.ir. Koonen Lucent Technologies Ton Koonen is a Technical Manager of the Access Platforms Group in the department Forward Looking Work. part of Bell Laboratories, Lucent Technologies Nederland, located in Huizen, The Netherlands. He is a Bell Labs Fellow [one of the two first BLFs outside the USJ. He has been involved in optical fibre communications since 1979, and has managed several European R&D projects concerning broadband fibre access networks, among which TOBASCO, PRISMA, and HARMONICS. He has been a part-time professor in Photonic Networking at the Centre of T elematics and Information Technology in the University of Twente from 1991 until 2000, and presently is a part-time professor in Broadband Telecommunication l\ietworks at the Technical University of Eindhoven. 21