Système Internet Streaming Multimédia

Transcription

1 Système Internet Streaming Multimédia P. Bakowski

2 Multimédia et paquets L'application de téléphonie Internet : P. Bakowski 2

3 Multimédia et paquets L'application de téléphonie Internet : signal audio: périodes de parler et de silence P. Bakowski 3

4 Multimédia et paquets L'application de téléphonie Internet : signal audio: périodes de parler et de silence P. Bakowski 4

5 Multimédia et paquets L'application de téléphonie Internet : signal audio: périodes de parler et de silence périodes de parler 8000 octets par seconde P. Bakowski 5

6 Multimédia et paquets L'application de téléphonie Internet : signal audio: périodes de parler et de silence périodes de parler 8000 octets par seconde un échantillon de 160 octets toutes les 20 ms 160 octets envoyé toutes les 20 ms P. Bakowski 6

7 Multimédia et paquets L'application de téléphonie Internet : signal audio: périodes de parler et de silence périodes de parler 8000 octets par seconde un échantillon de 160 octets toutes les 20 ms l'échantillon plus en-tête est envoyé dans un segment UDP UDP H 160 octets envoyé toutes les 20 ms P. Bakowski 7

8 Perte de paquets Problèmes du service best effort : perte de paquets (files d'attente routeur surchargé!) UDP H 160 octets paquet éliminé P. Bakowski 8

9 Perte de paquets Problèmes du service best effort : perte de paquets (files d'attente routeur surchargé!) UDP H 160 octets paquet éliminé Le taux de perte entre 1 et 20% peut être toléré! P. Bakowski 9

10 Retard de bout-en en-bout Problèmes du service best effort : retard de bout-en bout P. Bakowski 10

11 Retard de bout-en en-bout Problèmes du service best effort : retard de bout-en bout retards de moins de 150 ms ne sont pas perçus P. Bakowski 11

12 Retard de bout-en en-bout retards de moins de 150 ms ne sont pas perçus retards entre 150 et 400 ms sont acceptables P. Bakowski 12

13 Gigue de paquet le temps de transfert d'un paquet peut fluctuer ce phénomène est appelé gigue de paquet temps gigue de paquet P. Bakowski 13

14 Gigue de paquet le temps de transfert d'un paquet peut fluctuer ce phénomène est appelé gigue de paquet temps de transfert délai P. Bakowski 14

15 Gigue de paquet le temps de transfert d'un paquet peut fluctuer ce phénomène est appelé gigue de paquet temps gigue de paquet P. Bakowski 15

16 Gigue de paquet le temps de transfert d'un paquet peut fluctuer ce phénomène est appelé gigue de paquet temps gigue de paquet P. Bakowski 16

17 Suppression de gigue de paquets numéro de séquence - l'expéditeur incrémente le numéro de séquence pour chaque morceau envoyé UDP header 160 octets numéro de séquence P. Bakowski 17

18 Suppression de gigue de paquets numéro de séquence - l'expéditeur incrémente le numéro de séquence pour chaque morceau envoyé timestamp - l'expéditeur marque chaque morceau avec le temps de génération UDP header 160 octets timestamp P. Bakowski 18

19 Suppression de gigue de paquets numéro de séquence - l'expéditeur incrémente le numéro de séquence pour chaque morceau envoyé timestamp - l'expéditeur marque chaque morceau avec le temps de génération retard de la lecture - paquet doit être reçu avant le temps prévu pour la lecture UDP header 160 octets identificateur du flux, numéro de séquence,, timestamp P. Bakowski 19

20 Lecture avec un retard fixe le récepteur tente de jouer chaque échantillon exactement q ms après que l'échantillon est généré r p P. Bakowski 20

21 Lecture avec un retard fixe le récepteur tente de jouer chaque échantillon exactement q ms après que l'échantillon est généré si l'échantillon est marqué au temps t,, le récepteur joue l'échantillon vidéo au temps t + q p= t+q r p P. Bakowski 21

22 Lecture avec un retard fixe si l'échantillon est marqué au temps t, le récepteur joue l'échantillon vidéo au temps t + q les paquets qui arrivent après leur temps prévu de la lecture sont perdus p= t+q r p P. Bakowski 22

23 Lecture avec un retard fixe petit retard de lecture <150 ms => perte d'un échantillon p= t+q r p P. Bakowski 23

24 Lecture avec un retard fixe r p p = t+q+d grand retard de lecture > 150 ms => perte de l'interactivité P. Bakowski 24

25 Lecture avec un retard adaptatif Nous avons besoin d'estimer le retard réseau et la variance du retard réseau. P. Bakowski 25

26 Lecture avec un retard adaptatif Nous avons besoin d'estimer le retard réseau et la variance du retard réseau. t i la date (timestamp)) du i-ème i paquet t i P. Bakowski 26

27 Lecture avec un retard adaptatif Nous avons besoin d'estimer le retard réseau et la variance du retard réseau. t i la date ( (timestamp)) du i-ème i paquet r i le temps de réception du i-ème i paquet t i r i P. Bakowski 27

28 Lecture avec un retard adaptatif Nous avons besoin d'estimer le retard réseau et la variance du retard réseau. t i la date ( (timestamp)) du i-ème i paquet r i le temps de réception du i-ème i paquet p i le temps paquet i est joué par le récepteur t i r i p i P. Bakowski 28

29 Lecture avec un retard adaptatif Le retard de bout-en en-bout du réseau est: r i t i t P. Bakowski i r i 29

30 Lecture avec un retard adaptatif Le retard de bout-en en-bout du réseau est: r i t i Ce délai varie d'un paquet à l autre. t P. Bakowski i r i 30

31 Lecture avec un retard adaptatif d i est une estimation du retard moyen du réseau. Cette estimation est construite à partir des timestamps comme suit: retard moyen du réseau t i r i p i P. Bakowski 31

32 Lecture avec un retard adaptatif d i est une estimation du retard moyen du réseau. Cette estimation est construite à partir des timestamps comme suit: d i = (1-u)*d i-1 + u*(r i t i ) u est une constante (e.g. 0.01) t P. Bakowski i r i 32

33 Lecture avec un retard adaptatif v i désigne une estimation de l'écart moyen du retard: deviation moyenne retard moyen du réseau d i t i r i p i P. Bakowski 33

34 Lecture avec un retard adaptatif v i désigne une estimation de l'écart moyen du retard: v i = (1-u) ) *v i-1 + u* r i t i - d i t i r i p i P. Bakowski 34

35 Lecture avec un retard adaptatif v i désigne une estimation de l'écart moyen du retard: v i = (1-u) ) *v i-1 + u* r i t i - d i Les estimations d i et v i chaque paquet reçu. sont calculées pour t i r i p i P. Bakowski 35

36 Lecture avec un retard adaptatif Le moment de la lecture de paquets est calculé comme suit: p i = t i + d i + K*v i d i t i r i p i P. Bakowski 36

37 Lecture avec un retard adaptatif Le moment de la lecture de paquets est calculé comme suit: p i = t i + d i + K*v i K est une constante positive (par exemple K = 3) qui fixe le temps de la lecture de assez loin dans l'avenir. v i v i v i d i t i r i p i P. Bakowski 37

38 Séquencement de paquets Problème: Qu'arrive-t-il il quand il y a une perte de paquets? 20 ms 20 ms 20 ms t i t i-1 t i-2 perdu P. Bakowski 38

39 Séquencement de paquets Dans ce cas, les timestamps différent de plus de 20 ms! 20 ms 20 ms 20 ms t i t i-1 t i-2 perdu P. Bakowski 39

40 Séquencement de paquets Problème: Comment savoir que les paquets appartiennent au même flux? 20 ms 20 ms 20 ms t i t i-1 t i-2 flux P. Bakowski 40

41 Séquencement de paquets Solution: numéros de séquence 20 ms 1 t i t i-1 t i-2 flux P. Bakowski 41

42 Séquencement de paquets Solution: numéros de séquence 20 ms 20 ms 2 1 t i t i-1 t i-2 flux P. Bakowski 42

43 Séquencement de paquets Solution: numéros de séquence 20 ms 20 ms 20 ms t i t i-1 t i-2 flux P. Bakowski 43

44 Récupération des paquets perdus Systèmes de recouvrement de pertes: P. Bakowski 44

45 Récupération des paquets perdus Systèmes de recouvrement de pertes: forward error correction (FEC): P. Bakowski 45

46 Récupération des paquets perdus Systèmes de recouvrement de pertes: forward error correction (FEC): (1) morceau redondant est obtenu par un OU exclusif sur le n morceaux originaux P. Bakowski 46

47 Récupération des paquets perdus Systèmes de recouvrement de pertes: forward error correction (FEC): (1) morceau redondant est obtenu par un OU exclusif sur le n morceaux originaux (2) flux redondant avec une résolution plus faible P. Bakowski 47

48 Récupération des paquets perdus Systèmes de recouvrement de pertes: forward error correction (FEC): (1) morceau redondant est obtenu par un OU exclusif sur le n morceaux originaux (2) flux redondant avec une résolution plus faible entrelacement ( (interleaving) P. Bakowski 48

49 Récupération des paquets perdus Systèmes de recouvrement de pertes: forward error correction (FEC): (1) morceau redondant est obtenu par un OU exclusif sur le n morceaux originaux (2) flux redondant avec une résolution plus faible entrelacement ( (interleaving) récepteur avec une fonction de réparation (correction d erreurs) P. Bakowski 49

50 Récupération des paquets perdus forward error correction (FEC): (1) morceau redondant est obtenu par un OU exclusif sur le n morceaux originaux XOR P. Bakowski 50

51 Récupération des paquets perdus forward error correction (FEC): (1) morceau redondant est obtenu par un OU exclusif sur le n morceaux originaux XOR lost P. Bakowski 51

52 Récupération des paquets perdus forward error correction (FEC): (1) morceau redondant est obtenu par un OU exclusif sur le n morceaux originaux XOR lost reconstruction P. Bakowski 52

53 Récupération des paquets perdus flux redondant avec une résolution plus faible P. Bakowski 53

54 Récupération des paquets perdus flux redondant avec une résolution plus faible P. Bakowski 54

55 Récupération des paquets perdus flux redondant avec une résolution plus faible internet lost 3 4 P. Bakowski 55

56 Récupération des paquets perdus flux redondant avec une résolution plus faible internet lost P. Bakowski 56

57 Récupération des paquets perdus entrelacement P. Bakowski 57

58 Récupération des paquets perdus entrelacement P. Bakowski 58

59 Récupération des paquets perdus entrelacement augmentation de latence (-) le même débit (+) paquet perdu P. Bakowski 59

60 Récupération des paquets perdus entrelacement augmentation de latence (-) le même débit (+) flux reconstruit P. Bakowski 60

61 Récupération des paquets perdus récepteur avec une fonction de réparation (correction d erreurs) P. Bakowski 61

62 Récupération des paquets perdus récepteur avec une fonction de réparation redoublement de paquet lost P. Bakowski 62

63 Récupération des paquets perdus récepteur avec une fonction de réparation interpolation lost P. Bakowski 63

64 Résumé retards de paquets perte de paquets récupération de paquets P. Bakowski 64