第二章 背景知識與相關研究
2.4. 相關研究論文及軟體應用
在多媒體家庭網路的相關研究領域及軟體應用中，多媒體播放的同步處理儼然已 是一個值得探討的主題，如何讓多媒體播放在家庭網路中播放的順暢及如何處理多媒 體內容在串流播放時產生的非同步現象都是很值得研究的議題，以目前的多媒體家庭 網路來說，以通用隨插即用的應用較為多數人所使用，所以使用既有的通用型隨插即 用通訊協定也可以達成我們希望達到同步功能的目的。
利用通用型隨插即用通訊協定作為同步的相關研究文獻[19]中，作者提出 Reservation-Based Concurrency Control 的概念將不同的通用型隨插即用通訊裝置 進行同步控制，其中結合精確時間同步協定，Precision Timing Protocol (IEEE 1588)，簡稱 PTP，此協定原為讓各個不同的網路裝置能夠互相同步校正並且達到基 於相同時間基礎的概念，作者將其概念延伸至家庭網路當中，讓不同的通用型隨插即 用裝置能夠在同一個時間基準點上提供服務，主要架構是將通用型隨插即用通訊協定 中的 UPnP Control Point 設定為 PTP 協定中 Master 的角色、UPnP Device 為 PTP 協定中的 Slave，對時的依據為 PTP 協定中的 Best Master Clock 演算法，在 Master 與 Slave 利 用 UDP 交 換 訊 息 的 過 程 中 如 圖 2.12 所 示 。
圖 2.12、PTP 訊息交換流程
其中傳輸的延遲時間(Delay)及兩個裝置間的時間誤差(Offset)，經由圖 2.12 之 流程，可以推得交換流程中兩個階段的時間關係，分別為 A：master-to-slave 及 B：
slave-to-master。
A = T2 – T1 = Delay + Offset B = T4 – T3 = Delay - Offset Delay = (A + B ) / 2 Offset = (A –B ) / 2
利用 A、B 之間的關係可以求出 Master 與 Slave 兩個裝置間的 Delay 及 Offset，
Master 即可利用求出的兩個時間參數以通用型隨插即用中的 Control 及 Eventing 方式，調整及告知目前並行且提供通用型隨插即用服務的多個 Slave 裝置，執行服務 時共同的基準點為何，如圖 2.13 所示，此參考文獻利用 PTP 的概念做為時間校正的 方法，又因 PTP 主要設計是兩個設備彼此間校正時間用，與本論文探討的週期性同步 偵測情境並不相同,但 PTP 的概念可以加以應用在 Video 與 Audio 一開始撥放前的時 間同步，且由於參考文獻[19]校正過程需要蒐集彼此的訊息發送時間及接收時間，再
加以計算傳輸延遲時間及裝置間彼此的誤差時間，其後再以通用型隨插即用協定通知 其他裝置進行校正的動作，整個流程較為複雜，若應用在本篇論文所探討的週期性同 步偵測上，會增加整個系統同步偵測的時間耗損及加重系統負擔，故本篇論文並無將 PTP 的概念應用至系統實做中。
圖 2.13、隨插即用裝置並行控制流程
其後在相關研究文獻[20]中，作者提出了一個符合通用隨插即用標準的多媒體內 容同步處理方法，在 UPnP AV 的模式下利用內容目錄服務(Content Directory Service) 及 多 個 通 用 隨 插 即 用 動 作 ， 其 中 定 義 了 同 步 內 容 操 作 (Content Sync Service)、同步節點控管及同步節點群組控管等不同的通用隨插即用動作，主要是達 成多個不同的多媒體伺服器都可以同步彼此間的內容目錄為目的，可以降低使用者在 操作上的便利性，此研究提出了一個以通用型隨插即用通訊協定為主要控制內容同步 交換的技術及應用，如圖 2.14。
圖 2.14、通用型隨插即用技術內容同步交換流程
接著在相關軟體應用上已經有支援多個媒體播放器利用通用隨插即用技術，達到 內容同步處理的應用[21]，這套軟體的作者提出兩種模式在多個媒體播放器同步播放 處理的情境，第一種是將代理伺服器內建在控制端電腦上，如圖 2.15，所有媒體播 放器的播放處理，都會先透過代理伺服器扮演中介者的角色，接收由媒體伺服器端發 送出的多媒體內容，再由代理伺服器統一向數個媒體播放器統一播放，第二種模式是 代理伺服器內建在媒體伺服器端，如圖 2.16，由控制端電腦要求媒體伺服器端播放 後，再由內建於媒體伺服器端中的代理伺服器統一播放串流內容至多個媒體播放器，
此軟體是以播放同樣類型的檔案達到類似廣播的功能，軟體作者是以播放音樂專輯為 例，在數個媒體播放器播放同首曲目，然而作者也提出了不同裝置間會產生些許的時 間漂移現象，作者提出了一個在歌曲與歌曲間空白無聲的時間重新同步時間的方式，
同步且協調每個播放裝置間的播放差異。
圖 2.15、Cidero-Default Configuration
圖 2.16、Cidero-Preferred Configuration
根據前述的相關研究後，我們可以驗證在多媒體數位家庭網路中的多個裝置間如 果要做出播放同步處理是一個非常值得研究的題目，並且以目前多媒體家庭網路發展 的趨勢來看，多個視訊或是音訊播放裝置的組合方式漸漸的變成一種應用情境，在此 種情境下要怎麼在這些裝置間達到同步處理，要利用何種通訊協定可以達到我們要求 的功能目標，都是本篇論文接下來會提出的重點。