E.T.S.I. Telecomunicaciones
Universidad de Vigo
Proyecto Fin de Carrera
Desarrollo de una
Arquitectura Software para
Aplicaciones de Educación a Distancia
sobre Televisión Digital
Autor: Martín López Nores
Tutor: José Juan Pazos Arias
Curso 2002-2003
Objetivos del Proyecto




Estudiar las características de los servicios de
educación a distancia sobre televisión digital
(t-learning).
Analizar el soporte ofrecido por la especificación
MHP.
Diseñar una arquitectura software para la
creación de aplicaciones y servicios.
Plantear una herramienta integral para todas las
fases del desarrollo.
Organización de la
Exposición





Introducción al t-learning.
La norma MHP.
Principios de diseño de la arquitectura.
Detalles de implementación.
Conclusiones y líneas futuras.
Introducción al
t-Learning
Nuevas Tecnologías en la
Educación



La sociedad evoluciona hacia un aprendizaje
continuado.
El acceso a la educación se considera clave para
mantener la competitividad de una región.
Las nuevas tecnologías aportan formas eficaces
de llegar a las distintas audiencias:


Permiten aprender en cualquier momento y lugar.
Superan las limitaciones de alcance y flexibilidad de las
fórmulas tradicionales.
Convergencia entre
Tecnologías

Las distintas tecnologías se complementan en la oferta de
servicios educativos.
t-learning
e-learning
Formación
ubicua y continuada
m-learning
Ventajas del t-Learning

Más del 98% de los hogares tienen, al menos, un
televisor.


La televisión es un medio fácil de usar y conocido
por todo el mundo.


Internet se mueve entre el 40% y el 60%.
La falta de conocimientos tecnológicos no debe
degenerar en formas de exclusión social.
La televisión es un instrumento ideal para el
aprendizaje informal.

Educación a través del entretenimiento (edutainment).
Ejemplos de Servicios
de t-Learning






Programas de educación informal.
Cursos de idiomas.
Enciclopedias en línea.
Vídeos educativos bajo demanda.
Tutorización remota.
Entrenamiento para empresas.
La Televisión Personal (I)


Cambio radical en la forma de utilizar la
televisión.
Ligado a la disponibilidad a gran escala de




tecnologías de comunicación de banda ancha
y enormes capacidades de almacenamiento en los
receptores (STBs).
Generalización de servicios bajo demanda.
Contenidos personalizados según los intereses de
cada usuario.
La Televisión Personal (II)
100
Contenidos por difusión
%
Televisión personal
0
0
Años
10
La Televisión Personal (III)

La personalización de contenidos potenciará el
desarrollo del t-learning más allá de los límites
del edutainment.


Papeles más activos en los usuarios.
En el marco de la televisión personal se han
identificado varios modelos de negocio
sostenibles.
La Norma MHP
La Norma MHP


Especificación del grupo DVB (Digital Video
Broadcasting).
Define una arquitectura neutra para la ejecución
de aplicaciones.

Favorece la reducción de costes



en la fabricación de receptores
y en el desarrollo de aplicaciones.
Cuenta con numerosos apoyos a nivel mundial.
Tipos de Servicios


MHP contempla la creación de servicios de
difusión e interactivos.
Permite múltiples configuraciones de red.


Difusión terrestre, por cable, vía satélite, etc.
Retorno por ADSL, módem o cable.
Protocolos de Comunicación
Aplicaciones
API
DSM-CC
Carrusel
de objetos
User-to-User
UNO-RPC/
UNO-CDR
Carrusel de datos
TCP
UDP
HTTP/
HTTPS
IP
UDP
Encapsulación
multiprotocolo
Secciones
IP
MPEG-2
Protocolos
Flujo dedependientes
transporte MPEG-2
de la red
Canal
Canal de
de difusión
retorno
Información
Protocolos
de específicos
servicio
de servicio
El Carrusel de Objetos (I)


Principal mecanismo para la difusión en MHP.
Grupo estructurado de objetos que se repiten de
forma cíclica.

Sistema de ficheros de sólo lectura.
El Carrusel de Objetos (II)
2
2
2
1
1
index.html
2 KBytes
imagen1.jpg
4 KBytes
imagen2.jpg
120 KBytes
audio
2
clip.aiff
Módulo 2
index.html
imagen1.jpg
audio
clip.aiff
grande.class
25 KBytes
classes
2
2
2
Módulo 1
principal.class
25 KBytes
otra.class
25 KBytes
grande.class
60 KBytes
Módulo 3
imagen2.jpg
Módulo 4
imagen1.jpg
classes
principal.class
otra.class
El Problema de la Latencia

La latencia puede suponer un grave problema.

Ejemplo:



4 x 100 KB en imágenes + 120 KB en clases Java = 520 KB en
el carrusel
520 KB @ 256 Kbps = ¡ 16 segundos por vuelta !
Formas de controlar la latencia:




Planificación adecuada de los carruseles.
Implementación de caché en los receptores.
Carga asíncrona.
Construcción de las aplicaciones.
Tipos de Aplicaciones
DVB-J

Aplicaciones programadas en
Java  se compilan.


APIs MHP.
Ciclo de vida xlet.
DVB-HTML

Lenguaje declarativo.


Se interpreta.
Basado en estándares de
Internet.

XHTML, CSS, cookies, etc.
Principios de la
Arquitectura
Adaptación de Soluciones de
e-Learning


El e-learning se ha desarrollado mucho en la
última década.
La experiencia es parcialmente aprovechable en
t-learning.



Gestión de contenidos.
Seguimiento de estudiantes.
Orientaciones pedagógicas.
Peculiaridades del
t-Learning

Un STB no es un ordenador.



Interactividad limitada.
Predomina la comunicación por difusión.


No vale el modelo cliente-servidor.
Riqueza en contenidos multimedia.


Menor capacidad de procesamiento y representación.
Capacidades de sincronización.
El usuario es predominantemente pasivo.
Estrategias para la
Interactividad

Estrategias user-driven:



El control de las aplicaciones recae mayoritariamente
en el usuario.
Propias de servicios de e-learning.
Estrategias media-driven:


Las aplicaciones guían al usuario.
Primera opción para servicios de t-learning.


Al menos a corto y medio plazo (edutainment).
A largo plazo, papeles más activos (televisión personal).
Estructura de los Cursos
Gestor
de curso
Unidad
pedagógica
Unidad
pedagógica
Unidad
pedagógica
Unidad
pedagógica
Gestor
de unidad
Escena
Elemento
Elemento
Escena
Elemento
Acceso Condicional

La composición de un
curso se recoge en un
grafo dirigido.



Ordenación de las unidades.
Dependencias de acceso.
Información accesible
para el gestor de curso.


A través del carrusel de
objetos.
Toma de decisiones local.
2
3
1
4
Sincronización Contextual

Solución única para la sincronización


entre distintos formatos de información
y los flujos de difusión.


Secuenciamiento de escenas (estrategias media-driven).
Basada en contextos.

Identificadores ligados a la información.

Se definen de forma distinta según el tipo de elemento.




Sellos temporales para piezas de audio y vídeo.
Marcadores (anclas) en textos.
Opciones en menús
...
Plantillas de Diseño (I)


Agilizan la construcción de aplicaciones.
Potencian la reutilización de software.

Para unidades pedagógicas, escenas, tests, etc.
Almacén
Fichero
XML
Configuración
en tiempo
de ejecución
Bla, bla, bla,
bla, bla, bla,
bla, bla, bla.
1
2
3

Plantillas de Diseño (II)

El carrusel de objetos transporta:


La clase Java de la plantilla.
Los ficheros de configuración.


Generalmente, mucho más pequeños.
Ventajas:

Disminuye el tamaño del carrusel.



Menor tiempo por vuelta  menor latencia.
Mejor aprovechamiento del ancho de banda.
Caben más ficheros en el caché.

Mayor efectividad.
Detalles de
Implementación
Objetivos de Diseño




No necesidad de conocimientos de programación.
Flexibilidad.
Soporte para todas las fases del desarrollo.
Utilización de tecnologías abiertas.



Bajo coste.
Extensibilidad.
Reutilización de software y contenidos.
Tecnologías (I): XML
Del lado del proveedor

Comunicación con estándares
de gestión:

De contenidos:


SCORM, IMS, etc.
De estudiantes:

KML, CaseML, etc.
Del lado del usuario

Sintaxis estándar para:



Composición de los cursos.
Ficheros de configuración de
plantillas.
Definición de contextos en los
distintos tipos de información.
Tecnologías (II): JavaBeans

Arquitectura de componentes para Java.



Promueve la reutilización de software.
Permite la manipulación visual de los elementos.
Las beans son los bloques básicos con los que
construir las aplicaciones.

Unidades pedagógicas, escenas, plantillas, etc.
El Entorno de Desarrollo


La implementación se ha realizado sobre la
plataforma NetBeans.
Funcionalidad:

Creación de aplicaciones de manera visual.


Asistentes para la delimitación de contextos.



Sin necesidad de escribir código fuente.
Adaptados a los distintos formatos.
Asistentes para la creación de tests de respuesta
múltiple.
Editor de grafos para la estructura de los cursos.
Funcionalidad a Mayores




Marcado de los flujos de difusión.
Asistentes para la importación de contenidos.
Beans para la gestión de perfiles de estudiantes.
Generación de la información de señalización.


Opciones para optimizar los carruseles.
Construcción de aplicaciones interactivas.

Permitir conjuntos dinámicos de máquinas
interconectadas.
Conclusiones y
Líneas Futuras
Conclusiones (I): sobre el
t-Learning

La televisión digital precisa nuevos servicios.

El t-learning abre nuevas oportunidades de negocio.


No es recomendable la traducción directa de soluciones
de e-learning.


Posibilidad de financiación pública.
Sólo en labores de gestión.
Características a tener en cuenta en el desarrollo:



Transmisión por difusión.
Latencias.
Contenido multimedia.
Conclusiones (II): sobre la
Especificación MHP


Soporte adecuado para t-learning.
Objeciones:




Escaso soporte para XML.
Indefinición en cuanto a protocolos para aplicaciones
interactivas (RMI, etc.).
APIs solapadas.
APIs de interfaz de usuario mejorables.

Diálogos, scrolling, etc.
Líneas Futuras


Completar el desarrollo.
Proponer nuevos servicios y formas de ampliar la
interactividad.

Nuevos dispositivos de entrada.



Dispositivos de salida.


Mandos con trackball, teclados, voz, etc.
Para tomar apuntes o hacer anotaciones.
Impresoras, etc.
Servicios de multiconferencia.
Fin de la
Presentación
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Desarrollo de una arquitectura software para aplicaciones