Rete usata per la realizzazione del progetto

La rete informatica del Campus Bio-Medico è composta dai seguenti apparati:

- 350 PC client
- 26 server
- 4 router
- 11 switch ad alte prestazioni
- 28 hub
- 73 stampanti “personali”
- 18 stampanti di rete
- 4 access point wireless

Il numero totale delle porte di rete è pari a 860.

Delle 350 porte collegate ai PC Client circa 180 sono porte “multicast enabled”, le restanti 170 sono porte “broadcast”, collegate cioè a hub. La sperimentazione è stata realizzata sulla stessa rete di lavoro, permettendo di osservare l’uso di banda sia in punti “multicast enabled” che in punti broadcast.

Nella figura sono rappresentati gli switch “multicast compatible”, i dispositivi di acquisizione e il server di streaming usati per la realizzazione del progetto.



Configurazione degli switch IGMP

È necessario impostare un indirizzo IP valido per ogni VLAN che deve supportare IGMP. È possibile dare maggior priorità al traffico IGMP rispetto al resto del traffico.

Configurazione delle porte: lo switch inoltra il traffico IGMP sulle porte impostate in modo “auto” solo se su quelle porte è collegato un host che appartenga a un multicast group. Lo switch blocca il traffico IGMP su tutte le porte che sono state configurate come “Blocked”, e inoltra incondizionatamente il traffico IGMP su tutte le porte configurate come “Forward”.

Un multicast group è rappresentato da tutti i server, gli switch, i router e gli host che inviano/ricevono flussi di traffico dalla/e stessa/e sorgente/i.

Glossario IGMP:

- query: messaggio inviato dal multicast router (o querier) o dallo switch configurato come querier, con il quale viene richiesta l’appartenenza a un gruppo multicast.
- Report: messaggio inviato dall’host che vuole far parte di uno o più gruppi multicast.
- Leave group: messaggio inviato dall’host che vuole lasciare un gruppo multicast.
- Indirizzi validi per multicast: da 224.0.0.0 a 239.255.255.255
- Indirizzi riservati non utilizzabili: da 224.0.0.0 a 224.0.0.255

COLLEGAMENTO DA SALA OPERATORIA

Il primo tentativo di collegamento da sala operatoria era strutturato in modo da far passare il segnale audio e video utilizzando la rete telefonica. Quindi i segnali audio e video provenienti da una telecamera posizionata in sala operatoria erano inviati ad un convertitore audio/video e trasmessi ad un ricevitore che riconvertiva i segnali e li inviava ad un distributore audio video a cui potevano essere attaccati dispositivi di audio/videoproiezione. Dei vari tentativi di comunicazione uno solo è ben riuscito e ha permesso di verificare la scarsa qualità di immagine come risultato finale. Poi ci sono state una serie di problematiche tecniche che non hanno permesso più di fare altre prove. La scarsa qualità di immagine e le difficoltà tecniche possono essere attribuite al collegamento che non era effettuato in maniera diretta cioè point to point. Infatti si sfruttava la connessione telefonica preesistente che passava almeno attraverso 2 centrali telefoniche. Inoltre il posizionamento della telecamera al centro della scialitica non permetteva una buona visualizzazione del campo operatorio poiché spesso la testa del chirurgo era un ostacolo per la visualizzazione.

Per il collegamento attuale si è voluto puntare su una tecnologia tradizionale basata su un collegamento point to point effettuato con cavi video RG59 (75 Ohm) per il segnale video e su cavi audio dedicati per l’audio separando quindi i vari segnali.

In questo collegamento sono stati passati per la parte video 10 cavi che servono 2 sale operatorie. Per ogni sala ci sono:

- 1 cavo video - telecamera fissa
- 1 cavo video - possibilità di attacco per una telecamera palmare da utilizzare con operatore in sala
- 2 cavi video - segnali monitor/ritorno dalla regia
- 1 cavo video - cavo di backup/segnale suppletivo

Per la parte audio in ogni sala:

- 1 cavo audio - andata audio da sala verso regia
- 1 cavo audio - ritorno da regia verso sala
- 1 cavo intercom - comunicazione bidirezionale sala/regia per gli operatori in cuffia

In ogni sala è stata installata una telecamera fissa del tipo DOME (Telecamera a cupola per montaggio a soffitto con possibilità di rotazione di 360° sul piano orizzontale e 90° su quello verticale) su un braccio dedicato attaccato alla scialitica e controllata in remoto direttamente dalla regia. Nella colonna che supporta il braccio della scialitica sono stati alloggiati i vari connettori degli altri segnali video che permettono di attaccare le eventuali telecamere aggiuntive e i segnali di ritorno dei monitor dalla regia che permettono di vedere sia al chirurgo che all’operatore di sala la diretta del segnale video in onda. Tra i connettori alloggiati ci sono, naturalmente, quelli dei segnali audio che permettono di inviare l’audio della sala verso la regia; del ritorno dalla regia verso la sala e il cavo intercom per la comunicazione degli operatori di ripresa con la regia.

Il segnale video di ritorno dalle sale operatorie termina in una matrice video. Da quella matrice video noi abbiamo preso un segnale e collegato ad un pc con installata una scheda di acquisizione Osprey 500WM.

LA TRASMISSIONE IN STREAMING VIDEO

Uno degli obiettivi del progetto era quello di avere uno standard di buona qualità A/V da far fruire in multicast. Per realizzarlo sono state effettuate delle prove con la stazione di codifica: un HP Compaq Evo con Intel Pentium 4 da 2.4 Ghz, 512 MB di RAM, hard disk da 40 GB, e una Osprey 500 WM per acquisizione A/V. L’input proveniva da un Panasonic VHS. Le prove prevedevano sostanzialmente due risoluzioni video: a 640x480 e a 384x288 e con bitrate tali da ottenere una qualità adeguata alle esigenze del progetto

Questo è il risultato ottenuto dalle prove di codifica con un filmato di 5 minuti: