Internet et la vidéo numérique

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1 Internet et la vidéo numérique Dominique PRESENT I.U.T. de Marne la Vallée Flux asynchrones, synchrones et isochrones Un flux est l ensemble des trames échangées entre 2 applications Un flux est asynchrone s il n y a pas de relation de temps entre les trames Un flux est synchrone s il existe une relation de temps définie par une période «T» et une gigue «d» T d Un flux est isochrone si la gigue est nulle La transmission de la vidéo nécessiterait un flux isochrone 1

2 Vidéo en ligne : matériel et protocoles Diffuser de la vidéo sur les réseaux nécessite : des équipements informatiques (serveurs et postes clients) des logiciels (production de vidéo, connexion des clients, lecteur de vidéo) des protocoles de transmission assurant les performances nécessaires La chaîne de production/diffusion doit être cohérente : les réseaux doivent présenter des performances connues (bande passante, taux de pertes de données, délais de transmission) les normes de codage des vidéos dépendront des performances des réseaux utilisés pour la diffusion (format, compression, fréquence) les protocoles doivent permettre le contrôle de la qualité de la diffusion Connexion Professionnel- Particulier RTC Prestataire de service routeur routeur Internet routeur Serveur http Débit garanti Débit garanti Débit non garanti Sur Internet : le débit n est pas garanti l isochronisme n est pas possible 2

3 Connexion Professionnel- Professionnel Réseau local routeur routeur Internet routeur Débit non garanti Débit non garanti Débit garanti Serveur http Sur Internet, le débit n est pas garanti Sur le réseau local : le débit n est pas garanti la transmission n est pas isochrone Le trajet des données Les informations traversent successivement plusieurs réseaux d opérateurs Internet serveur http 3

4 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 L opérateur de streaming : une garantie de débit Réseau de GlobeCast serveur http Les opérateurs de streaming transportent les données sur leur réseau jusqu au réseau Internet du client Gérer les variations de débits 1Mb/s 0,5Mb/s 0,4 à 1,2Mb/s 2 4 Lien de 2Mb/s Réseau B Réseau A Variation des débits : les rafales dépassent la bande passante de 2Mb/s du lien ; des paquets sont retardés (gigue) ou détruits ; Réseau C Solutions : définir des paramètres de débit (débit minimum, débit crête, durée des rafales ; définir un délai de traversée, un taux de perte de paquets. 4

5 Règles de gestion du trafic Paquets détruits Trafic composite 5 0 Ecrêtage (policing) : les paquets sont détruits par ordre de priorité croissante le taux de perte augmente Paquets retardés Régulation du trafic 5 0 Lissage (shaping) : les paquets sont stockés et transmis dès que le débit diminue la latence augmente Session multimédia «temps réel» Serveur «temps réel» Application «temps réel» RTP UDP RTCP 1-réservation des ressources dans les routeurs à l établissement de la session 2-transmission des données dans des paquets RTP 3-contrôle de la qualité de la session (débit, gigue, perte) par des paquets RTCP RSVP RSVP Application «temps réel» RTP Client RTCP UDP RSVP RSVP 5

6 Les outils de streaming : 3 éditeurs Real Networks : RealProducer Plus pour le codage audio/vidéo RealServer pour le service de streaming RealPlayer pour la lecture des vidéo Microsoft : Windows Media Encoder pour le codage audio/vidéo Windows Media Services pour le streaming Windows Media Player pour la lecture Quick Time : Diffusion en flux continu de Quick Time Fonctionnalités du serveur d enchaînement : diffusion de données en continu et en temps réel sur Internet «skip protection» évite les interruptions et encombrements de flux sur Internet authentification de l accès aux données par 2 procédés (Digest et Basic) diffusion à des groupes par des listes de lecture contrôle et administration du serveur d enchaînement à distance augmentation du nombre de clients par l utilisation de relais 6

7 Architecture d une diffusion vidéo directe Ordinateur de capture et codage de la vidéo Serveur d enchainement Les données sont envoyées au serveur d enchainement par le réseau IP le serveur d enchainement connecte les clients et leur envoie les données par le réseau IP Vidéo directe : utilisation de relais Ordinateur de capture et codage de la vidéo Serveur d enchainement Ordinateurs relais le serveur d enchainement envoie les données vers les ordinateurs relais en utilisant leurs adresses IP les ordinateurs relais renvoient les données vers les clients 7

8 Video en ligne : le streaming Versions du fichier 28Kb/s 56Kb/s 512Kb/s serveur "streaming" 1 - test de performance de la liaison 2 - création d un buffer pouvant stocker «n secondes» de vidéo 3 - transmission des paquets 4 - visualisation «n secondes» après l arrivée du premier paquet 3 Internet RTC Modem 56Kb/s Buffer 7Ko 4 2 client Les outils : un logiciel de production audio/vidéo permettant le codage en fonction du débit du réseau emprunté un serveur pour stocker les fichiers, établir et paramétrer la connexion avec le client un logiciel de lecture sur le poste client fichier audio/vidéo avec Real Producer A partir de fichiers : les fichiers doivent être aux formats audio (.au ou.wav) ou vidéo (.avi). Les fichiers mpeg-1 et quicktime nécessitent DirectX 6.0 A partir de sources : microphones, caméra vidéo Convertir le fichier en fichier RealMedia : avec RealProducer Plus en choisissant les paramètres de codage (débit, qualité, ) Transférer le fichier RealMedia sur un serveur RealServer insérer les liens avec vos fichiers vidéo dans une page Web Enregistrement «SureStream» : permet avec un seul fichier une lecture à des débits différents (ex.: 28Kb/s et 56Kb/s). Le fichier est ainsi lisible par d anciennes versions de RealPlayer. 8

9 Le codage audio/vidéo : paramètrage Type de codage Choix des débits Format du fichier Statistiques d enregistrement Durée de codage par rapport à la durée du clip Caractéristiques des flux audio/vidéo 9

10 Session de codage : paramètrage Nom du serveur Nom du fichier Port utilisé utilisateur RealServer : le serveur de streaming 2 versions logicielles : windows NT et Unix Le serveur utilise 2 canaux par client : un canal pour le contrôle et les commandes, un canal pour les données pour chaque client, le serveur crée une tâche et réserve une zone RAM (12Kb par Kb/s de débit) le serveur utilise 2 protocoles avec les applications de lecture vidéo : Real Time Streaming Protocole (RTSP) et Progressive Networks Audio (PNA) Connexion TCP de contrôle RealServer Flux UDP de données RealPlayer 10

11 Les différentes méthodes de streaming Vidéo à la demande : les vidéo sont stockées sur le serveur. Le fichier est lu à partir du début. Le client dispose des commandes pour demander au serveur l arrêt, la pause, le retour arrière, le ralenti Vidéo en direct : les vidéo sont transmises en continu. Le serveur reçoit les données du codeur et les transmet en temps réel. Le client se connecte à la vidéo en cours de transmission. Il ne dispose pas de commande exécutable par le serveur. En mode différé, la vidéo est stockée sur le serveur. Connexion TCP de contrôle Connexion TCP de contrôle codeur Flux UDP de données Flux UDP de données RealServer Vidéo en direct RealPlayer Dialogue avec un serveur Web Serveur Web Fichier RAM 2 1 Vidéo disponibles : astérix obélix idéfix Fichier SMIL 4 3 RealPlayer navigateur RealServer Fichiers vidéo 6 1 un click sur le lien envoie une requête au serveur 2 le serveur Web télécharge le fichier RAM (.ram) 3 le lecteur vidéo est chargé 4 le lecteur interroge le fichier SMIL (.smil) et évalue le fichier vidéo adapté 5 le lecteur demande la lecture du fichier 5 6 la lecture de la vidéo commence 11

12 Les fichiers RAM listent les fichiers vidéo stockés sur le serveur listent les fichiers SMIL du serveur un fichier vidéo ne doit être éfini qu une seule fois Exemple de fichier : videos.ram La page web pointera sur ce fichier : <a href=« pour choisir une vidéo</a> Les fichiers SMIL Utilisent le langage au standard internationnal Synchronized Multimedia Integration Language permettent la sélection de la bande passante ces fichiers sont optionnels Exemple de fichier : videos.smil <smil> <body> <switch> <ref src="lpsticm.rm" system-bitrate=" "/> <ref src="lpsticl.rm" system-bitrate="150000"/> <ref src="lpsticd.rm" system-bitrate="64000"/> </switch> </body> </smil> 12

13 Interprétation du fichier SMIL Les fichiers sont listés dans l ordre décroissant des débits si le fichier.smil est sur un serveur différent, indiquer l URL complète nom connexion bande passante débit prévu LPsticm.rm xdsl 220kb/s LPsticl.rm Fast Ethernet 150kb/s LPstici.rm RNIS 64kb/s

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