1 / 30

12. TELEVÍZIÓ- ÉS HANGTECHNIKAI KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS

12. TELEVÍZIÓ- ÉS HANGTECHNIKAI KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS. Adatátviteli hálózatokon nyújtott videós szolgáltatások Lois László lois @hit.bme.hu. Vide ós szolgáltatások terjesztése. Alapvetően 3 jellemző kézbesítő hálózat: Hagyományos műsorterjesztő hálózat (analóg vagy digitális)

trey
Download Presentation

12. TELEVÍZIÓ- ÉS HANGTECHNIKAI KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. 12. TELEVÍZIÓ- ÉS HANGTECHNIKAI KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS Adatátviteli hálózatokon nyújtott videós szolgáltatások Lois László lois@hit.bme.hu

  2. Videós szolgáltatások terjesztése Alapvetően 3 jellemző kézbesítő hálózat: • Hagyományos műsorterjesztő hálózat (analóg vagy digitális) • Elsődlegesen videó átviteli hálózat adatátviteli platformon: pl. IP TV • Általános adatátviteli (van nem elsődlegesen videóátviteli) hálózat járulékosan videós szolgáltatással, például: • Adatátviteli hálózat: Internetes multimédia • Mobiltelefonos hálózat: videó GPRS/UMTS felett

  3. IP alapúátvitel Az Internet a legnagyobb és a legtöbb ember számára elérhető hálózat. Az alkalmazások 3 fő osztálya: • Fájlok, adatok átvitele (ftp, http, levelezés, Kazaa stb.) • Streaming és interaktív média • Interaktív alkalmazások (játékok, chat) Média átvitel mindhárom osztályban elképzelhető.

  4. 1. Alkalmazás: fájl átvitel A lejátszás elindítása: • Miután letöltöttük • Ha már elegendő mennyiség megérkezett ahhoz, hogy a lejátszást el tudjuk kezdeni az elejétől úgy, hogy ne kelljen megállni. Szükség esetén a megállás elfogadható. A cél a tartalom biztonságos kinyerése, a késleltetés csak másodlagos.

  5. Példa fájl átvitel alapú médiaátvitelre: „http streaming” Feladat: mostantól számítva T idő hosszú M bitnyi anyagot kell letölteni rbecsült bitsebességen: • Akkor játszhatunk le, ha M<T·rbecsült • Azaz: hátralévő fájlméret< hátralévő idő alatt letölthető adatmennyiség Megoldandó problémák a fenti képlettel: • Teljesülni kell keretenként (pl. képenként) is • rbecsültmeghatározandó, sőt időben változhat

  6. Példa fájl átvitel alapú médiaátvitelre: „http streaming” Jellemző megvalósítás: Internet TCP TCP Letöltési puffer Média lejátszó Tárolt média tartalom

  7. 2. Alkalmazás: media streaming Nem csak egyedül a tartalom célba juttatása, hanem az időbeli hűség is fontos: • Néhány másodperces késleltetést elviselünk az indulásig • Ha már elegendő mennyiség megérkezett ahhoz, hogy a lejátszást el tudjuk kezdeni, akkor folyamatos lejátszást kell biztosítani.

  8. Valósidejű átvitelrealkalmas formátumok a jelenlegi hálózatokon

  9. Media streaming jellemző megvalósítása Most csak az átvitelre koncentrálva: Internet Letöltési puffer, jitter kiegyenlítés UDP UDP Küldés Ismétlés Majdnem minden keret ACK NACK puffer állapot CTRL CTRL Média lejátszó (Tárolt) média tartalom

  10. 3. Alkalmazás: interaktív átvitel Az időbeli hűség az elsődleges szempont: • Azonnali indulás fogadható csak el • Körbefordulási idő: 200 ms jó, max. 400 msec A megbízhatóság csak másodlagos szempont: legyen a lehető legjobb a minőség, de ez semmiképpen sem ronthat az időbeliségen.

  11. Az átviteli hálózat számunkra releváns tulajdonságai • Garantált bitsebesség • Maximális átviteli késleltetés • Maximális átviteli késleltetés ingadozás • Bithiba arány • Csomagvesztés vagy csomaghiba arány • Maximális körbefordulási idő • Maximális szolgáltatás kimaradási idő

  12. A streaming átvitel sajátosságai Az ábra alapján látható, hogy a streaming átvitel sajátosságát a vezérlés (az ábrán: CTRL) határozza meg. Ennek feladatai: • Csomag küldés a média lejátszás és a hálózat által biztosított bitsebesség szerint • Csomag újraküldés, ha van értelme • Küldési sebesség változtatás szükség szerint • A fentiekhez szükséges paraméterek meghatározása

  13. A streaming átvitel vezérlési sémái Küldő alapú séma: médiát küldő eszköz (szerver vagy médiaproxi) határozza meg a médiafolyam bitsebességét Kódoló/transzkódoló alapú séma: a bitsebesség változtatása mellett a formátumot is változtatja a küldő Vevő alapú séma: a küldő minden reprezentációt elküld, és a vevő annyi reprezentációhoz kapcsolódik rá, amennyihez lehetősége van

  14. IETF Multimédia protokoll készlet • RTP/RTCP: média átvitele és annak vezérlése vételi jelentésekkel • SIP (Session Initiation Protocol): felépíti és újrakonfigurálja a multimédia átvitelt • RTSP (Real Time Streaming Protocol): VCR jellegű funkciók • SDP (Session Description Protocol): a média-átviteli paraméterek közlése és rögzítése • SAP (Session Announcement Protocol): a multicast jellegű médiaátvitelek broadcast-jellegű bejelentését teszi lehetővé

  15. IP átvitel: garantált tulajdonságok • Best effort szolgáltatás • ...de előfordulhat az IP csomagokkal: • Késleltetés: várakozási sorok hossza miatt • Csomagvesztés: várakozási sor túlcsordulása miatt, továbbá a vezeték nélküli hálózaton a csatorna miatt is • Csomagok sorrendje változik • Duplikáció • Ingadozó késleltetés, bitsebesség

  16. UDP átvitel • Hozzáadott szolgáltatásként az alábbi fejléc kerül be az IP csomaghoz: • Adó és vevő port (2-2 bájt) • Hossz (2 bájt) és ellenőrző összeg (2 bájt) • Demultiplexálás és ellenőrző összeg . • Továbbra sincs hibakezelés, sorrend kezelés, torlódás vezérlés • De vannak előnyei is: torlódáskezelés nélkül kisebb a késleltetés 

  17. Miért nem jó a médiának a TCP? • A média átviteli alkalmazás igényei: • Az átlagos átviteli kapacitás „látszódjon” • Dönthessen az újraküldésről • Sokkal simább paraméterek, mint a TCP-nél • A TCP a médiaátvitelre nem kedvező: • Nagyon ingadozó küldési sebesség nem változó hálózati helyzetben is (AIMD) • A nagy ablaknyi adat elvesztése-újraküldése a média számára túl nagy késleltetést jelen • Felesleges újraküldések

  18. Miért lehet mégis jó a TCP? Az adatátviteli hálózat vagy a kliens készülékek speciális tulajdonságai miatt: • A tűzfalak csak a HTTP forgalmat engedik át: kénytelen vagyunk a médiát is HTTP protokollal átvinni • Az UDP megvalósítás akkora pufferelést igényel (pl. szolgáltatás kiesési idő nagy), hogy az már TCP átvitel ingadozását is kiegyenlítené • A dekóder adott (pl. nagyon sokféle kliens), és nem tolerálja a csomagvesztést

  19. Multimédia átvitele UDP felett • Real-time multimédia igényli: • Időbélyeg: AV szinkron, órajel regenerálás • Sorszámozás: csomagvesztés detektálása • Kodek azonosítás, on-the-fly váltáshoz (a tartalom a lényeg, nem a formátum) • Forrás azonosítás • 1. megoldás: RTP • 2. megoldás: rendszerfolyam (MPEG-2 TS, MPEG-4)

  20. RTP és QoS • Az RTP és RTCP nem biztosít QoS-t, de… • Az RTCP üzenetekkel fontos QoS paramétereket lehet mérni: • Csomagvesztési arány • Késleltetés ingadozás • Átlagos átviteli sávszélesség (az adott idő alatt átment bájtok számából) • Az RTCP üzenetek értelmezésével alkalmazás szinten kell a QoS-t megvalósítani.

  21. Streaming média szerver • Sok kliens kezelése párhuzamosan • Egyetlen kliensre (unicast): • A szükséges R kijátszási bitsebesség meghatározása. • R bitsebesség és a kliens képességének megfelelő kodek használata. • Kijátszás előéletének nyilvántartása: újraküldés és statisztikai célból. • Újraküldés: a tényleges kijátszás megismétlése vagy kulcsképként új predikciós láncot indítva.

  22. Küldési bitsebesség vezérlés • A vezérlés alapja, hogy a média forrás (küldő) változtatni tudjon a küldési sebességen az átviteli út állapotának függvényében. • Megvalósítás: a szabályozás alapja szinte mindig: • a két végpont közötti csomagvesztési arány • a körbefordulási idő figyelése, és ennek változása esetén döntenek másik (nagyobb, kisebb) bitsebesség mellett

  23. Küldési sebesség vezérlés vezetékes hálózatokon - TCP • Feltevés: csomagvesztés csak a torlódás miatt • Ablakméret változtatásán alapul: AIMD (Additive Increase, Multiplicative Decrease) • Esemény vezérelt: ACK vagy timeout esetén • Küldési sebesség: W·csomagméret/Tkörbefordulási • Ablakméret változtatás (állandósult helyzet): • Ha ACK érkezik: W = W + 1/W • Ha csomagvesztés lesz: W = W/2 • Megfigyelt küldési sebességp csomagvesztési arány ésM csomagméret esetén

  24. TCP-hez hasonló küldési sebesség vezérlés vezetékes médiaátvitelre • Feltételek: • a média kódolás olyan, hogy a bitsebesség változtatható menet közben, • csomagvesztés csak torlódás miatt van. • Küldési sebesség: mintTCP-re a heurisztikus képlet • Vezérlési algoritmus: • Szerver és kliens: mérik a pend-end és Tkörbefordulási-t, kb. minden Tkörbefordulási idő alatt. • A szerver a kijátszási sebességet az ez alapján kiszámított értékben határozza meg.

  25. Küldési sebesség vezérlés vezeték nélküli hálózatokon • Csomagvesztés a rádiós csatornahiba miatt is • Nem teljesül az a feltétel, hogy a csomagvesztést csak a torlódás okozza. • Megoldások: • A világ összes hálózati eszközét módosítani (Alkalmazás réteg?, Transzport réteg?, Hálózati réteg?, Hardver?) • Vezetékes és nem-vezetékes esetre külön protokoll • Heurisztikusan: sok hiba→kisebb bitsebesség

  26. Média küldési sebesség vezeték nélküli hálózatokon • Cél a mai viszonyok mellett: • A teljes rendelkezésre bocsátott rádiós kapacitás kihasználása. • A rádiós csatornán a csomagvesztést állandónak tekintve meghatározzuk a nettó átviteli sebességet. • Problémák: • Bearer alapú átviteli modell, csomag alapú átvitelnél (HSUPA!) kérdéses • Bizonyos közegeken (GPRS, WLAN) a csomagvesztési arány sem állandó.

  27. Streaming média lejátszó • Csomagvesztés, sorrend hiba kezelése • A „megmaradt” adatok dekódolása. • A forrás órajelének visszaállítása: • órajel regenerálás • jitter kiküszöbölés • A kijátszás ingadozó bitsebességének kiküszöbölése • Megjelenítés a pontos időpontban • Interaktivitást biztosító felhasználói felület.

  28. Streaming média lejátszó jellemző protokoll rétegei Audió dekóder Videó dekóder Vezérlés Adatátvitel Csomagolás, szinkronizáció RTP UDP TCP IP Hozzáférési hálózat

  29. Példa: atomi videós szolgáltatások mobiltelefonokra Atomi szolgáltatások: • Streaming videó megtekintése mobil készülékkel • Hibrid készülék DVB-H, DMB stb. képességekkel • Rögzített kép/videó elküldése MMS üzenetként • Kép vagy mozgókép felvételek elküldése IP felett • Videó telefonhívás mobil készülék és számítógép között A fenti alapszolgáltatásokból építhető fel a komplexebb szolgáltatás

  30. Köszönöm a figyelmet!

More Related