Télévision et vidéo sur IP

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1 Télévision et vidéo sur IP IP est un protocole de transport de données, rendu plus célèbre parce qu au cœur des technologies d Internet, mais communément utilisé aujourd 'hui dans de nombreux domaines, sur les réseaux informatiques ou téléphoniques ou pour la distribution de programmes de télévision... Sous le titre un peu général donné à ce document, «télévision et vidéo sur IP», on se doit de distinguer deux concepts différents qui bien que s appuyant tous les deux sur le protocole IP, sur les technologies ADSL (principalement) et sur un réseau de distribution final filaire en paire torsadée, présentent des caractéristiques et des finalités bien différentes. Le premier (baptisé «vidéo sur Internet» et que l'on retrouvera parfois dans la littérature spécialisée sous l'acronyme de «VIDEOoIP» pour vidéo sur IP) est effectivement directement lié à Internet et est capable d offrir des images vidéo à l autre bout du monde mais avec une qualité qui peut être très variable en fonction du lieu, du moment et de la méthode utilisée. Les réseaux de transport et de diffusion sont ceux d'internet. Ils ne sont pas dédiés et donc sujets à toutes sortes d'aléas (pertes de données, congestion de routeurs...) qui peuvent affecter la qualité des images vidéo. Le terminal de réception est l ordinateur. La voie «télévision via internet» (WebTV) a bien été tentée. Elle a suscité de nombreux espoirs et différentes tentatives il y a quelques années, mais cette formule n a guère survécu (à une exception près aujourd'hui, on le verra). Le principe de la vidéo à la demande (en anglais VOD pour Video On Demand) semble par contre bénéficier de plus de succès aujourd'hui en raison notamment de la meilleure qualité des images. Le second concept (qui sera étudié dans ce document sous l'étiquette «télévision sur ADSL» et que l'on retrouvera parfois sous l'acronyme TVoDSL) permet la diffusion de bouquets de programmes de télévision, et est comparable dans son esprit, dans ses contenus et MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

2 sensiblement (??) dans la qualité des images aux modes de diffusion des programmes télévisés que nous connaissons par ailleurs (satellite, réseaux câblés urbains, TNT...). Les réseaux d'acheminement de ces programmes sont dédiés ou protégés (physiquement par des câblages séparés ou logiquement par l'utilisation de technologies réseaux qui permettent la réalisation de chemins virtuels, qui intègrent des fonctionnalités de qualité de service, de priorité...). Le terminal de visualisation est le téléviseur via un set top box, du moins dans un premier temps. Les programmes sont ceux qui sont proposés par le fournisseur desservant la zone géographique concernée. Compte tenu des possibilités de transferts bi-directionnels de la ligne téléphonique, des services enrichis (vidéo à la demande, PVR...) sont ici également possibles, ce qui n est pas le cas pour les moyens de diffusion télévisuels traditionnels. Diffusion vidéo et programmes télévisés : comparaison entre la diffusion traditionnelle et les possibilités offertes par les technologies ADSL (schéma volontairement limité à ce type d'accès et ne prenant donc pas en compte les autres technologies de connexion à Internet). Compte tenu des derniers développements réalisés autour des nouveaux boîtiers proposés par certains opérateurs ADSL, la frontière entre le téléviseur et l'ordinateur n'est plus aussi nette que sur ce schéma. Aujourd'hui, il devient possible de visualiser sur le téléviseur les contenus qui ont été stockés sur l'ordinateur et vice-versa, de regarder les programmes télévisés diffusés par ADSL sur l'écran de l'ordinateur. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

3 L objectif de ce document est de présenter et de détailler les deux concepts évoqués, la vidéo sur Internet d'une part, la télévision sur ADSL d'autre part et de présenter les offres du marché français. Table des matières A-La vidéo sur Internet... 5 A.1-Vidéo et Internet : la problématique... 5 A.1.1-Les exigences de la vidéo... 5 A.1.2-le rappel des spécificités d internet... 6 a-«tous les chemins mènent à Rome»... 6 b-un découpage en paquets... 7 c-des débits fluctuants et parfois réduits...8 d-des accès hétérogènes :... 9 A.2-Diffuser de la vidéo sur Internet : les deux solutions...14 A.3-S'affranchir des défauts d'internet A.3.1-les protocoles...16 a-des protocoles spécifiques :...16 b-hiérarchie et encapsulation : A.3.2-le «buffering»...20 A.3.3-«Sure stream», «Intelligent stream»...21 A.3.4-unicast ou multicast a-unicast : b-multicast A.3.5- Stocker plus près : A.4-Réduire les débits de la vidéo A.4.1-Les principes généraux :...25 A.4.2-Quelques technologies :...26 a-la DCT (Discrete Cosine Transform) b-la transformation par ondelettes c-les fractales A.5-Les formats de lecture...30 a-windows Media de Microsoft b-real System c-quick Time : d-la vidéo avec Flash e-divx...35 A.6-La VOD :...36 A.7-Se connecter à Internet via l'adsl :...40 A.7.1-La boucle locale :...40 MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

4 A.7.2-Le dégroupage : A.7.3-Les éléments de base d une connexion Internet via l ADSL : B-La télévision sur ADSL...43 B.1-Transmettre des images vidéo : une question de débit B.1.1-L'encodage des images : une limitation à la source B.1.2-La norme de transport B.1.3-MPEG B.1.4-Vers la haute définition...48 B.2-Architecture de la chaîne de diffusion : B.2.1-Les réseaux de transport grande distance : a-la collecte des programmes :...49 b-des réseaux en fibre optique...50 c-des protocoles pour le transport des données...51 B.2.2-La distribution sur la boucle locale :...54 B.2.3-La VOD (Video on demand) B.3-Les offres commerciales de télévision sur ADSL en avril 2006 : B.3.1-Les Offres : B.3.2-Boîtiers et infrastructure chez l'usager...59 B.3.3-Les dernières innovations, venues ou annoncées...61 a-disque dur interne :...61 b-les boîtiers deviennent les «media centers» du foyer : c-la visiophonie...63 d-adaptateur TNT intégré...63 e-l'arrivée de MPEG-4, de la haute définition...63 MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

5 A- La vidéo sur Internet A.1- Vidéo et Internet : la problématique La diffusion de programmes de radio et de télévision sur Internet est très certainement l'un des enjeux majeurs de ce début de siècle. Le concept est né aux USA dans la première moitié des années 90. Internet n a pourtant pas été conçu à l origine pour la vidéo. De prime abord, ses caractéristiques pourraient même paraître inconciliables avec les exigences de ce média : les accès et les réseaux sont divers et hétérogènes, les débits y sont essentiellement variables et pas toujours suffisamment élevés, alors que la vidéo exige par nature un flux important, continu et régulier. Il n'en est rien. La vidéo sur Internet n a pas encore acquis ses lettres de noblesse, loin s en faut, mais des progrès significatifs ont été atteints ces dernières années. Des technologies spécifiques ont été développées et aujourd hui ce marché est en pleine explosion même si de nombreux progrès restent encore à faire pour améliorer la qualité des images. Le temps où l on comparait les images vidéo à des vignettes ou à des timbres postes animés pour caractériser les dimensions réduites et la qualité très appauvrie des images est aujourd hui révolu. Les progrès technologiques réalisés au niveau du traitement des données (les micro-ordinateurs sont plus rapides et plus puissants, les algorithmes d encodage et les logiciels de lecture sont plus performants), le développement à plus grande échelle des accès à hauts débits sont les éléments déterminants de cette évolution. A.1.1- Les exigences de la vidéo Comparativement aux fichiers textes, les fichiers vidéo sont volumineux et exigent des débits importants. Si on se réfère à la télévision numérique «classique» (TPS ou Canal Satellite) qui utilise la norme de compression MPEG-2, on estimait il y a encore quelques MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

6 années qu il fallait en moyenne un débit constant de 5 ou 6 Mb/s pour obtenir une image numérique comparable à une image analogique composite en Pal ou en Secam, et 9 à 10 Mb/s pour atteindre la qualité studio CCIR 601. Les techniques de compression et d encodage évoluant, on estime aujourd hui qu à qualité d image égale, le débit nécessaire à été divisé par trois entre 1996 et aujourd hui. Des progrès sont assurés. MPEG-4 est une technologie toute récente et prometteuse et sera donc sujette, à l'instar de ce qui c'est déroulé pour MPEG-2, à de nombreuses améliorations au fil du temps. On dit souvent que MPEG-4 AVC peut apporter (dans certains cas) un gain de 50 % en terme de débit par rapport à MPEG-2 1. Les codecs utilisés pour la vidéo sont en évolution permanente et les algorithmes d encodage toujours plus performants. Compte tenu de ces évolutions, MPEG 4 AVC apparaît aujourd'hui comme l'une des solutions du futur pour la diffusion de la télévision sur les réseaux IP avec des débits qui pourraient bien être de l ordre de 1,5 Mb/s d ici quelques années, chiffre tout à fait compatible avec les accès hauts débits (réseaux câblés, ADSL) proposés par les fournisseurs d'accès à Internet. Mais nous n'en sommes pas encore là! Les débits nécessaires aujourd'hui sont encore trop importants pour permettre à Internet d'assurer la diffusion de programmes de télévision avec une qualité suffisante. A.1.2- le rappel des spécificités d internet Ces notions de débits, indissociables du concept de qualité, sont la première pierre d'achoppement de la télévision sur Internet. La seconde se situe au niveau même des caractéristiques d'internet. a- «tous les chemins mènent à Rome» Internet est né aux USA au moment de la guerre froide. C'est un réseau dont le concept d'acheminement des messages a été marqué à l'origine par des préoccupations militaires. L'idée qui a prévalu au moment de sa naissance était que les informations devaient pouvoir être acheminées quelles que soient les destructions opérées sur les réseaux de transmission. D'où l'idée de réaliser un support de communication comprenant un maillage très serré et de multiples imbrications de tous les réseaux entre eux : il existait ainsi plusieurs chemins pour aller d un point à un autre et si l'un d'entre eux était coupé, les données pouvaient automatiquement en prendre un autre. 1 Voir les notes techniques consacrées aux technologies MPEG sur ce même site. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

7 Aujourd'hui, Internet est un vaste réseau né du regroupement à l'échelle mondiale d'une multitudes de réseaux aux caractéristiques très variables, mais la philosophie générale qui prévalait à l'origine a été conservé. Du fait de ce maillage important, ce réseau offre une grande souplesse de fonctionnement. Le maillage important d'internet : pour les données, de multiples chemins sont possibles entre l'ordinateur de l'utilisateur et le site Web demandé. b- un découpage en paquets Les données numériques sur un réseau IP sont découpées en paquets. Ces paquets circulent sur Internet totalement indépendamment les uns des autres. Ils peuvent, en toute autonomie, prendre des itinéraires différents (en plus des données «utiles», chacun d entre eux intègre une entête contenant différentes informations, notamment l adresse IP d arrivée). Sur Internet comme sur de nombreux réseaux informatiques, les données sont "découpées" en paquets. Ces paquets peuvent parvenir à destination avec des écarts variables, être en retard (bloqués dans un routeur) et pas nécessairement dans le bon ordre, voire être purement et simplement éliminés, leur durée de vie ayant expirée. Sur le plan qualitatif, les problèmes de transit évoqués peuvent se matérialiser à l écran par une dégradation des images (apparition MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

8 d artefacts) voire leur gel ou leur disparition complète. Des technologies particulières et des protocoles spécifiques ont été développées pour adapter les réseaux IP au contraintes du transport des données vidéo et audio en temps réel. Sur un réseau IP, les données sont découpées en paquets. L entête contient des informations pour le routage, notamment l adresse IP du poste expéditeur et celle du poste destinataire. c- des débits fluctuants et parfois réduits Les lignes utilisées pour les transferts liés à Internet sont parcourues par des flux divers et variés, leurs capacités en terme de bande passante doivent être partagées en permanence entre de nombreuses applications Le débit possible (et donc la qualité de la transmission) dépend directement de la charge du réseau à un moment donné et peut donc être très variable. D'un instant à l'autre, en fonction des conditions de trafic, du moment de la journée ou de l'encombrement des serveurs visités, le débit peut instantanément varier entre minimum et maximum et provoquer un ralentissement des performances. Visualisation des variations de débits à la lecture d'une séquence vidéo (ici avec l'outil proposé par RealNetworks sur son logiciel de lecture). MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

9 Ces problèmes de congestion ou de surcharge du trafic vont provoquer des retards et les délais dans l acheminement des données. A l arrivée, les écarts temporels entre paquets ne sont pas identiques à ce qu ils étaient au départ (on appelle cela la gigue). On utilise souvent le terme de "qualité de service" (QoS) pour caractériser l aptitude d un réseau à assurer la transmission des données. La qualité de service "best effort" est celle qui est fournie traditionnellement par l'internet et correspond en fait à une absence de qualité de service. Basiquement, la notion de priorité n existe pas, le réseau traite de façon identique tous les flux qui circulent à chaque instant, quel qu en soit le contenu. Les dégradations (ralentissements, pertes) dues aux éventuelles surcharges sont réparties à égalité entre tous. Le réseau "fait de son mieux" (best effort) pour acheminer le plus efficacement possible la totalité des données, sans s'inquiéter des besoins spécifiques correspondant à chacun des flux, et donc sans établir de différenciation entre les données audiovisuelles et les données «informatiques». d- des accès hétérogènes : L ADSL est aujourd hui en France la principale technologie pour l'accès à Internet à haut débit. Les années 2004 et 2005 ont connu une hausse spectaculaire (+180%) du nombre des abonnés. Au 31 décembre 2005, on comptait 9,5 millions d abonnés au haut débit (soit plus de 80% du nombre des connectés à Internet) dont 8,9 millions par l ADSL (chiffre à comparer aux abonnés au haut débit par le câble et aux 5600 divers (satellite, fibre, BLR ). En quelques années, l ADSL est donc devenue, du moins en France, la solution leader pour les accès Internet à haut débit. Cela est du à l'excellente qualité des réseaux téléphoniques jusqu'à l'usager et aux faibles distances entre celui-ci et le central, une situation radicalement différente des USA. Compte tenu de son importance, nous accorderons une place spécifique à sa description et à ses déclinaisons possibles. ADSL (Asymetric Digital Suscriber Line) : L'ADSL est une technologie qui s'appuie sur le réseau téléphonique traditionnel. Elle n est que l un des membres de la grande famille de normes DSL (Digital Suscriber Line ou Ligne d abonné numérique). Ces technologies ne s appliquent pas sur tout le réseau de transmission téléphonique, mais uniquement sur ce que l on appelle dans le jargon spécialisé la boucle locale, c'est-à-dire «le dernier kilomètre» du réseau téléphonique qui relie chaque abonné au central téléphonique. Ces liaisons sont constituées par les simples paires de fils de cuivre du MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

10 téléphone. Contrairement aux communications téléphoniques gérées traditionnellement par France Telecom et qui restent analogiques, c est bien de transfert de données numériques dont il s agit ici. L ADSL permet une connexion Internet permanente et indépendante de l utilisation du téléphone analogique classique. La bande passante d une ligne téléphonique constituée de deux fils en cuivre est de plusieurs Mhz mais elle est très variable en fonction de la distance. Jusqu à l'avènement de l'adsl, les services de téléphonie de France Telecom n utilisaient que les fréquences les plus basses, inférieures à 4 KHz. Les technologies ADSL exploitent les fréquences supérieures, jusqu à 1,1MHz pour l ADSL puis ensuite jusqu à 2,2 MHz pour la norme ADSL2+. Elles sont réparties (hormis la bande réservée à la téléphonie classique) en deux bandes distinctes : la bande inférieure pour la voie montante (pour les données numériques émises par le client) et la bande supérieure descendante beaucoup plus étendue et donc offrant un débit plus important. Spectre de fréquences de l'adsl Les débits proposés par l'adsl ne sont pas donc identiques dans les deux sens de circulation d où la lettre A signifiant Asymétrique dans l acronyme ADSL. Ils ne dépassent pas 1 Mb/s dans le sens montant. Dans le sens descendant (c'est-à-dire vers l usager), ils sont aux maximum de 8 Mb/s avec l'adsl mais peuvent atteindre 25 Mb/s avec l ADSL2+ qui a été normalisé il y a deux ans. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

11 Face à ces valeurs somme toute importantes, tout optimiste excessif se doit d'être tempéré. L'ADSL2+ ne peut pas être proposé à l'ensemble de la population (outre le fait que les équipements spécifiques dans les centraux doivent être justifiés par une population suffisante) parce que ses performances décroissent très rapidement avec la distance. Avec l'adsl le débit maximum théorique de 8 Mb/s ne pourra être atteint que dans le secteur proche du central téléphonique. A 2,5 km de distance, il ne sera plus que de 4 Mb/s environ. D autres éléments intrinsèques peuvent également intervenir dans cette limitation : la qualité la ligne, le diamètre des fils, les interférences avec les fils voisins Avec l'adsl2+, c'est le même problème. S'il autorise des débits pouvant atteindre 25 Mb/s pour les abonnés les plus proches du central, ses performances décroissent d autant plus rapidement avec la distance que les fréquences mises en jeux sont deux fois plus élevées que pour l ADSL classique : en conséquence, le gain en débit apporté par la nouvelle norme ne sera significatif que dans un rayon de 2,5 km environ autour du central. Au delà, le gain sera minime par rapport à l ADSL classique, les clients les plus éloignés ne percevront pas de différence. L'ADSL2+ n'apporte un véritable "plus" que pour les abonnés les plus près du central. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

12 L ADSL n est que l un des membres de la grande famille de normes DSL dont les acronymes ne diffèrent que par la première lettre (d'où l'appellation de xdsl qui est parfois employé pour désigner cette famille). Ces normes se différencient par les technologies de modulation utilisées, par leurs performances en matière de débit (et donc de distance utile) dans un sens et dans l autre... Hormis l ADSL, on distingue : - le HDSL (High bit rate DSL) avec des débits symétriques de 2 Mb/s environ sur deux paires de cuivre pour des distance ne dépassant pas 4 km, - le SDSL (Symmetric DSL) avec des débits symétriques sensiblement identiques mais sur une seule paire de cuivre, - le READSL (Reach Extended DSL) qui permet d'augmenter les distances utiles mais avec des débits ne dépassant pas 512 kb/s, - le RADSL (Rate adaptative DSL) - le VDSL (Very high rate DSL) orienté très hauts débits (plusieurs dizaines de Mb/s dans le sens descendant), mais avec des distances dépassant à peine le kilomètre. Aujourd hui France Telecom teste le VDSL2 qui permet un débit théorique de 100 Mb/s symétrique! Toutes ces technologies ne sont pas encore proposées au grand public. Les autres technologies d'accès : Le câble est une alternative à l ADSL, mais qui reste limitée aux agglomérations câblées. Initialement destinés à la diffusion des programmes de télévision, en analogique dans un premier temps puis en numérique aujourd hui, les réseaux câblés urbains permettent aussi la transmission bilatérale de données à haut débit. Les offres commerciales des câbloopérateurs sont du même ordre que pour l ADSL (jusqu'à environ 20 Mb/s dans le sens descendant). Le débit peut être très variable selon le nombre d utilisateurs simultanés. Tout comme pour l'adsl, la connexion à Internet est permanente. Ces deux technologies phares ne permettent pas de couvrir la totalité du territoire français. Des solutions alternatives existent pour les zones plus «désertiques», hors agglomérations câblées ou situées trop loin d un répartiteur pour l ADSL. Elles s appuient sur le satellite, les ondes radio ou sur le réseau de distribution de l électricité mais elles restent encore marginales par rapport à l ADSL ou le câble. Largement utilisé pour la télévision, le satellite apporte une réponse pour la transmission de données ou pour l accès individuel à Internet avec des débits qui pourraient être importants, mais qui sont généralement limités commercialement à quelques Mb/s pour ce qui concerne les particuliers. Un équipement spécifique (carte de réception à la norme DVB) doit être intégré au micro-ordinateur et être relié à une antenne parabolique extérieure. Deux méthodes sont proposées pour la voie montante (requêtes des utilisateurs). La première s appuie sur la ligne téléphonique classique par l intermédiaire d un modem. La seconde, réservée aux professionnels (collectivités territoriales, entreprises ) est plus onéreuse et MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

13 s appuie exclusivement sur le satellite : les liaisons sont alors bi-directionnelles, la parabole est également utilisée en émission. Le Wimax apportera également une réponse, hertzienne en l occurrence (bande de 3,5 Ghz), pour s affranchir des derniers kilomètres en direction des utilisateurs. Cette technologie radio, pas encore totalement stabilisée sur le plan de la normalisation, présente de nombreux avantages : des liaisons de quelques dizaines de kilomètres, des débits élevés et bidirectionnels, une installation facile, une antenne de dimension réduite... Les conseils généraux de l'orne, du Calcados et de la Vendée ont déjà adopté cette technologie à travers les équipements qui sont proposés par l'opérateur français Altitude Telecom (tarif pour le grand public : 39 /mois pour un débit de 1 Mb/s). La troisième solution alternative s appuie sur le réseau électrique. L idée de superposer des signaux numériques au courant électrique n est pas récente mais elle trouve ici une application nouvelle avec le développement de l Internet. Si elle reste encore expérimentale pour le câblage des agglomérations, elle est par contre totalement opérationnelle à l intérieur, en remplacement des réseaux filaires d établissements. Plusieurs dizaines de collèges dans le département de la Manche, 18 écoles à Nice ont été équipés en interne selon ce principe. En extérieur, la boucle locale électrique autorise des débits élevés (théoriquement plusieurs dizaines de Mb/s, pratiquement beaucoup moins) mais présente aussi des contraintes, notamment, en terme de distance utile puisque qu elles ne peuvent pas excéder quelques centaines de mètres (300m) sauf à installer des répéteurs (voir la note technique «Internet sur les fils électriques?» consacré à ce sujet sur ce même site). Ce tableau ne serait pas complet sans mentionner ces nouveaux opérateurs (Erenis notamment) qui déploient de la fibre optique jusqu'au pied même des immeubles de Paris (technologie dite FTH pour Fiber To The Home). La distribution au sein des bâtiments est ensuite assurée en utilisant la technologie VDSL. Cet opérateur propose des forfaits pour l'accès Internet et la téléphonie illimitée avec des débits compris entre 15 Mb/s (29,90 (pour les particuliers) et 60 Mb/s (70 ). Ces offres sont aujourd'hui disponible sur logements dans la capitale et Asnières. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

14 A.2- Diffuser de la vidéo sur Internet : les deux solutions Pour diffuser de la vidéo sur Internet, deux solutions sont possibles. Compte tenu des capacités encore limitées d'internet qui ne permet pas des diffusions avec une qualité suffisante, il faut, soit réduire le débit (et donc la qualité) des séquences vidéo en conservant le temps réel, soit s affranchir de la diffusion en temps réel. La première solution, radicale, consiste à réduire la quantité d'information transmise - c'est à dire à diminuer la qualité des images et/ou leur fréquence - à proportion du débit numérique maximum permis par le ou les réseaux d'accès qui seront utilisés. On parle de streaming (lecture vidéo en continu). La seconde, plus riche de possibilités, consiste à s'affranchir du temps réel et met en œuvre des techniques de téléchargement. En fait, on triche soit sur la qualité, soit sur le temps. Dans le premier cas, la réduction de débit va s effectuer en diminuant le "poids" des images : taux de compression plus importants, réduction des dimensions des fenêtres. La cadence des images pourra être inférieure à celle qui permet d'assurer une restitution fluide du mouvement (25 images par seconde traditionnellement pour la télévision). Dans ce scénario, l'image s'affiche au fur et à mesure de la réception et sa qualité est directement tributaire de la plus ou moins bonne réception (l'état d'encombrement du réseau) et assujettie à la remise en ordre des paquets d'information. Dans les cas les moins favorables, lorsque les conditions de transmission sur le réseau se détériorent et sont telles que le débit devient insuffisant, l'image peut même se "geler". La qualité est certes dégradée par rapport à une image de télévision, mais elle s effectue en temps réel. Les dimensions des images sont réduites (et ne sont en aucun cas en plein écran). La deuxième famille de solutions part d une approche inversée par rapport à la précédente, et joue du temps au lieu de tricher sur la qualité. Elle repose sur le principe du téléchargement préalable et se déroule en deux étapes. Préalablement au visionnement, la totalité des données vidéo sont d abord rapatriées sur le disque dur du terminal utilisateur. Une fois les données stockées, l'ordinateur peut alors lire la séquence vidéo tout en conservant la cadence requise garantissant de ce fait une qualité constante et bien supérieure à la méthode précédente. Dans certains cas, il est possible de commencer à lire le fichier avant qu il ne soit complètement téléchargé (Progressive Streaming) du moins pour ce qui concerne les données déjà téléchargées et à la condition bien sûr, que l'opération de téléchargement ne soit pas MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

15 moins rapide que la lecture. La qualité des images reste optimale car contrairement à la méthode précédente, elle n est pas altérée par les conditions de transfert sur le réseau. La qualité finale ne dépend plus du réseau, mais de la machine lectrice. La durée du téléchargement peut par contre être très variable et même parfois très longue car elle dépend du mode d accès utilisé, de la taille du fichier (plus la qualité sera grande, plus le fichier sera volumineux) et des conditions de trafic sur Internet. On peut, bien entendu, jouer sur la taille des fichiers et donc sur la qualité des vidéos en utilisant les encodeurs propres au streaming et en adaptant les paramètres d encodage (taille des images, choix du débit, choix des codecs ). Des images en «plein écran» sont tout à fait possibles et c'est d'ailleurs ce qui est proposé sur les sites offrant des services de vidéo à la demande. Chacune des deux méthodes a ses avantages et ses inconvénients : transmission en temps réel mais qualité réduite des images pour l'un, durée plus importante du transfert mais bonne qualité pour l'autre. Les différences entre streaming et téléchargement s'évaluent également en terme de dimensionnement des flux, de serveurs spécifiques ou non, et de type de fichiers. Si le streaming s'appuie sur des formats particuliers (voir chapitre A5), il n'en n'est pas de même pour le téléchargement qui peut être réalisé pour tout type de fichier (pour la vidéo, AVI, Divx, MPEG-2, MPEG-4... et d'autres). Par ailleurs, le streaming soulève des difficultés sur les réseaux internes d'établissements équipés de firewalls. Comparatif entre les deux solutions Téléchargement Streaming Diffusion en différé oui oui Diffusion en direct non oui Lecture simultanée oui oui Protocoles de transfert Sans pertes Pertes possibles mais plus rapide Passage des fire-walls oui Adaptation nécessaire Serveur Classique Spécifique Si le téléchargement de fichiers (qu'ils contiennent ou non des données vidéo) est une opération courante en informatique, le streaming, en revanche a nécessité le développement de technologies particulières : protocoles de transmission des données, algorithmes de compression des images vidéo... Ces points sont développés dans les chapitres suivants. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

16 A.3- S'affranchir des défauts d'internet A.3.1- les protocoles Conçu à l origine pour des applications qui n étaient pas multimédia, Internet repose à la base sur deux protocoles IP et TCP. Le protocole IP assure l acheminement des paquets de point en point, jusqu au terminal final mais sans se préoccuper du contenu. Il ne gère pas les pertes et les retards. Ce protocole simple mais peu fiable est complété par le protocole TCP qui assure la fiabilité de la transmission en demandant la ré-émission des paquets perdus ou détruits. Du fait de cette procédure de ré-émission, TCP est un protocole lent. Cette fiabilité qui est un atout pour la transmission de fichiers «informatiques» devient, du fait de cette relative lenteur, un handicap pour la transmission de la vidéo et de l audio : lors d'une diffusion en temps réel, il est difficile d'attendre que tous les paquets perdus ou détruits soient réexpédiés! a- Des protocoles spécifiques : Pour compenser la lenteur de TCP, on a ainsi créé le protocole UDP (User Datagram Protocol). C'est un protocole simplifié à l extrême, qui fonctionne «au fil de l eau» sans contrôle des erreurs, sans remise en ordre des paquets à l'arrivée, sans ré-émission des données perdues et sans procédure d acquittement. Il ne garantit donc pas la bonne transmission des flux, et constitue donc un service de transport non fiable, exposé à des altérations, des pertes ou des séquencements incorrects mais présente l avantage d être beaucoup plus rapide que TCP permettant des processus temps réel de multidiffusion ou de streaming Au cours d une même session, les deux protocoles TCP et UDP peuvent être simultanément utilisés conjointement avec IP en fonction des caractéristiques des données à transmettre : TCP pour les données ne souffrant aucune perte (textes, tableaux ) et UDP pour la transmission des signaux audios et vidéos pour lesquels une transmission en temps réel est exigée mais où des pertes peuvent être tolérées. Ces protocoles majeurs ont été complétés par des protocoles spécifiques et par des mécanismes particuliers destinés à optimiser la transmission des données audiovisuelles. Le protocole RTP (Real-time Transport Protocol) contrôle les flux vidéo et audio dans les applications en temps réel. Il assure la numérotation des séquences, ajoute une référence MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

17 temporelle (timestamp) qui indique l instant exact d émission du paquet à la source permettant ainsi à l arrivée de replacer les paquets dans le bon ordre, et de rétablir la régularité temporelle (RTP permet ainsi d assurer un jitter inférieur à 40 ms). Les en-têtes RTP indiquent également la nature du codage audio ou vidéo. L optimisation de la qualité des transmissions passe également par l implémentation de mécanismes spécifiques au niveau des applications terminales et des éléments intermédiaires du réseau (les routeurs). Une première étape est d adapter en temps réel le débit de la vidéo en fonction des capacités instantanées du réseau (et donc d assurer une qualité des images aussi optimale que possible). Cette adaptation repose sur les échanges qui sont établis à intervalles réguliers entre les organes terminaux et qui s appuient sur les protocoles RTP et RTCP (Real-time Transport Control Protocol). En fonction des «compte-rendus» de réception émis par le terminal, la station émettrice modifie les paramètres de diffusion des données vidéo et /ou audio. La qualité de la restitution va ainsi diminuer légèrement lorsque le débit sur le réseau devient plus faible (pour les images vidéo, la définition sera un peu moins bonne, la fluidité moins soutenue, pour l audio, la bande passante sera plus réduite ) et vice-versa. Dans un réseau provisoirement congestionné, il est sans doute préférable d afficher des images avec une qualité amoindrie (plus fortement compressées, elles nécessitent un débit plus faible) mais partiellement exemptes de défauts de transmission (peu de pertes de paquets, jitter faible) que des images de meilleure facture (moins compressées, donc avec un débit plus élevé) mais qui présenteraient, compte tenu de la saturation du réseau, des taux de pertes et de jitter importants, de nombreux artefacts, voire un gel complet. Les deux protocoles RTP et RTCP n ont donc pas pour mission d agir sur les équipements constitutifs du réseau. Dans cette quête pour l optimisation des transmissions, une deuxième étape est d intervenir sur tous les éléments intermédiaires. Le transfert des paquets de données sur le réseau peut être amélioré : soit en «balisant» le chemin et en réservant de la bande passante : la réservation de ressources s établit via le protocole de réservation RSVP (Ressource reservation Protocol). Ces réservations sont demandées par le récepteur et adressées périodiquement aux différents routeurs. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

18 soit en affectant des priorités aux paquets contenant des données sensibles : les données audio et vidéo sont rendues prioritaires par rapport aux autres données lorsque des congestions se produisent sur des routeurs. Ce panorama ne serait pas complet sans mentionner également le protocole RTSP, sorte de télécommande réseau des serveurs multimédia, qui permet de disposer de fonctionnalités analogues à celles d un magnétoscope virtuel. Quelques protocoles utilisés pour diffuser de la vidéo sur Internet. On utilise parfois les termes de «piles de protocoles» (protocol stack) pour qualifier cet arrangement vertical des fonctions. Exemple d'utilisation des protocoles pour une diffusion vidéo MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

19 b- Hiérarchie et encapsulation : On l'a déjà mentionné, sur un réseau IP, les données utiles ne circulent pas en un flot continu sur le réseau mais sont «découpées» en paquets. A chacun d entre eux est affecté une entête (header en anglais) qui contient des informations pour le service. Le traitement de l information est hiérarchisé sous la forme de couches fonctionnelles, chacun d entre elles correspondant à une fonctionnalité précise (couche application, couche transport, couche réseau ) et donc à un ou plusieurs protocoles spécifiques. Le modèle OSI adopté pour l'informatique comporte 7 couches. L intérêt de cette modélisation est, du fait de la création d interfaces clairement définies entre chaque couche, de permettre de changer des fonctions ou des protocoles dans une couche sans influer sur les autres. Dans le cadre d'internet, ce découpage a été réduit à 4 couches seulement : applicatif, transport, passerelle inter-réseau, accès réseau physique. Concrètement, le flux d informations transformé en paquets est transmis de couche en couche. Chacune d entre elles ajoute cependant ses propres informations de service aux données utilisateurs correspondant aux divers protocoles utilisés. A la manière de poupées russes s emboîtant les unes dans les autres, chaque paquet avec sa charge utile et son entête devient la charge utile de la couche suivante et est complété par une entête (et aussi, le cas échéant, par des octets de fin). On utilise le terme d encapsulation. La succession de nombreux protocoles, si elle répond à la nécessité d améliorer la transmission des données, a aussi pour conséquence négative un accroissement important des données «de service» comparativement au volume des informations «utiles» et donc une augmentation du volume total à transmettre. Ces entêtes successives contiennent des informations qui sont, pour certaines, identiques d une entête à l autre. Des techniques de MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

20 compression ont été aussi élaborées pour alléger le volume de ces entêtes et permettre la suppression de ces redondances à l émission. Encapsulations successives : ici dans le cadre d'une visioconférence. Les données vidéo générées par un encodeur à la norme H261, H263 ou H264 sont successivement «portées» par différents protocoles. A.3.2- le «buffering» A l'image du barrage de montagne qui se remplit plus ou moins rapidement en fonction des périodes de l'année mais qui se vide toujours régulièrement garantissant un débit constant dans la conduite qui mène aux turbines, le buffer est une mémoire tampon qui se remplit à un rythme très variable en fonction des fluctuations de débit sur le réseau mais qui est simultanément lisible à un rythme fixe. Son rôle est donc de lisser les irrégularités de débit sur le réseau : les variations, les ralentissements, les pertes de paquets... ne seront pas perçus s'ils ne sont pas importants. Qu'une interruption de trop longue durée survienne, et le buffer a le temps de se vider complètement. Dans ce cas, l'image se gèle et la visualisation de la séquence vidéo cesse. La suite de la lecture est alors assujettie à la reprise du trafic et à l'attente liée à la «re-bufférisation». Cette notion de buffer, si elle présente l'énorme avantage de fluidifier l'affichage des images, présente toutefois l'inconvénient d'introduire un retard au démarrage du visionnement : toujours à l'image du barrage, il faut attendre quelques secondes que le buffer se remplisse avant de pouvoir commencer à visualiser un flux vidéo (ceci est également visible lorsqu'on effectue un retour en arrière). Cet inconvénient est aujourd'hui minimisé avec MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

21 le développement des accès internet à haut débit qui permettent d'utiliser l'excédent de capacité du réseau par rapport au débit réellement nécessaire au média à diffuser pour «remplir» ce buffer plus rapidement que le temps réel et donc de diminuer ce temps d'attente (technologie «Skip Protection» de Apple pour Quick Time, «Fast Start» de Microsoft pour Windows Media Player). "Buffering" : une mémoire tampon pour lisser les irrégularités. A.3.3- «Sure stream», «Intelligent stream» Comparativement à toutes les autres techniques de diffusion audiovisuelles qui s'appuient sur des canaux dédiés, la plus grande difficulté du streaming est de pouvoir délivrer un média audiovisuel dans un univers qui est particulièrement instable et variable à travers des accès qui sont eux aussi hétérogènes. Afin de minimiser l'impact des variations de débits et optimiser autant que ce peut la qualité des images vidéo délivrées, des technologies spécifiques ont été développées, notamment par deux des acteurs principaux de ce marché (Real Networks avec «SureStream». Microsoft avec «Intelligent Streaming»). Ces technologies sont sensiblement équivalentes et permettent un ajustement périodique des caractéristiques des flux vidéo émis en fonction de la bande passante réellement disponible sur les réseaux. Elles s'appuient sur des communications bidirectionnelles entre le serveur et le logiciel de lecture pour déterminer, lors de l'établissement de la communication puis périodiquement ensuite, l'état exact des conditions de transfert en terme de bande passante et de pertes de paquets. Si ces conditions changent, le serveur est capable de modifier le débit à l'émission de façon à offrir à chaque internaute la meilleure image possible compte tenu des caractéristiques de son accès et de la bande passante disponible à l'instant donné. Ces opérations sont totalement transparentes pour l'utilisateur. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

22 C'est donc bien d'un suivi en temps réel des conditions de transit qu'il s'agit. L'idée commune est l'intégration dans un unique fichier de toutes les données nécessaires aux différentes gammes de débits choisies (6 flux pour Real et 5 pour Microsoft technologie non proposée pour QuickTime). Les flux proposent le même contenu mais l'encodage a été réalisé pour différents débits. L'optimisation de la qualité des images en fonction des débits pourra être réalisée sur trois niveaux : spatial (la dimension des images), temporel (leur fréquence) et qualitatif (le taux de compression utilisé, plus il sera important, plus l'image sera dégradée mais plus le débit sera faible). La bande passante allouée à l'audio fera également l'objet d'opérations similaires. L'équilibre entre les deux composantes pourra être variable en fonction des débits : par exemple, dans les conditions de débits les plus défavorables, on diminuera fortement le rythme des images tout en veillant à conserver le temps réel pour l'audio. A.3.4- unicast ou multicast Atteindre le maximum d usagers tout en évitant tout gâchis de bande passante et par là même un encombrement des réseaux est un souci permanent pour tous les gestionnaires de réseaux. Sur Internet, la diffusion en temps réel d une séquence vidéo (streaming) peut être réalisée suivant deux méthodes. a- Unicast : Distribution en unicast La diffusion unicast correspond au concept de la vidéo à la demande : à chaque requête d un utilisateur unique correspond un flux vidéo spécifique qui est délivré par le serveur. C est une technique de liaison de type point à point. Au niveau du serveur et des axes principaux de diffusion, il y aura sur le réseau autant de flux que de stations ayant envoyé une requête. Il est évident que si tous les utilisateurs visionnent simultanément le même contenu MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

23 audiovisuel (transmission d'un évènement en direct), tous les flux sont identiques. Il y a dans ce cas un gâchis manifeste de bande passante. La bande passante totale disponible sur le réseau est partagée entre tous les utilisateurs. La majorité du trafic Internet aujourd hui est de ce type. Avantage pour l internaute, il peut visualiser le contenu de son choix au moment de son choix. A la manière d un magnétoscope, toutes les formes d interactivité sont possibles (retour arrière, pause ). b- Multicast Une autre approche appelée multicast est de transmettre simultanément le même fichier à tous les internautes qui le souhaitent. A l opposé de la méthode précédente où pour 1000 connectés il fallait envoyer 1000 fois le même fichier, avec le multicast, on n assure qu une seule émission du fichier vidéo. Le multicast s apparente plus à la diffusion télévisuelle classique telle que nous la connaissons par ailleurs (hertzienne, par satellite ). La diffusion est réalisée à un instant donné, le même pour tous, sans aucune interactivité possible. Pour visualiser la séquence, il suffit de se connecter au moment ad hoc à une adresse IP spécifique. Ce procédé permet d optimiser la bande passante du réseau, puisque le serveur ne génère qu un seul flux, qui est ensuite dupliqué si nécessaire au niveau de chacun des nœuds du réseau. La technologie multicast offre une optimisation maximum : un seul flux au départ du serveur, un seul flux par banche jusqu aux terminaux utilisateurs. L'avantage est évident : on économise de la bande passante sur toutes les artères principales du réseau même si des milliers d'utilisateurs sont connectés puisque l on ne rediffuse pas à chaque fois toutes les données. Le nombre de connectés est indifférent pour le serveur : il n émet qu une seule copie. Distribution en multicast Cette méthode convient parfaitement lorsqu il s agit de transmettre régulièrement des informations à un grand nombre d abonnés (bourse, météo...), ou pour la diffusion MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

24 d'événements en direct Les utilisateurs finaux n ont pas le choix du moment où ils veulent visionner la séquence puisque le flux est unique et qu il sera de toute façon émis à l'horaire prévu. Cette méthode nécessite des équipements spécifiques sur le réseau : tous les routeurs doivent permettre le multicast, ce qui n'est pas le cas actuellement. A.3.5- Stocker plus près : Pour pallier les problèmes de bande passante sur Internet, il a été aussi envisagé de rapprocher les données des utilisateurs, c' est à dire de déporter et de dupliquer les informations sur des serveurs cache répartis dans la zone géographique à couvrir. Plus il y aura de serveurs et moins les risques de congestion seront grands. Ces équipements pourront être «alimentés» par des réseaux dédiés, indépendant d' Internet. Des technologies spécifiques doivent être mises en oeuvre pour assurer leur gestion : mise à jour des documents stockés, aiguillage vers d autres serveurs lorsque le serveur ne peut pas satisfaire une demande ou en fonction de l encombrement du réseau Dans la littérature spécialisée, on utilisera les termes de «Content Delivery Network» (CDN) pour caractériser ce type d'infrastructure. La société AKAMAI, leader sur ce marché, dispose de serveurs répartis dans 70 pays. Stocker les données au plus près des utilisateurs avec des serveurs cache. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

25 Schéma général d'une requête vers un serveur Web et de la diffusion de la séquence vidéo demandée depuis un serveur de streaming. A.4- Réduire les débits de la vidéo On l'a vu, de nombreuses technologies ont été développées pour adapter Internet à la diffusion de la vidéo. Mais cela ne suffit encore pas. Dans l'état actuel des techniques, il n'est pas encore possible de proposer des programmes de télévision avec la qualité et le format que nous leurs connaissons par ailleurs. Les débits nécessaires seraient bien trop importants pour cela. En attendant le temps où cela deviendra possible, il est nécessaire, une fois de plus, de s'adapter, et d'ajuster les flux vidéo et audio aux possibilités qui sont celles d''internet d'aujourd'hui. Plus concrètement, cela va donc signifier une réduction des débits et par voie de conséquence une forte diminution de la qualité et des dimensions des images vidéo. Nous n'évoquerons ici que les principes généraux de la compression, des textes plus techniques sur ces technologies et plus précisément sur MPEG étant proposés sur ce même site. A.4.1- Les principes généraux : Toutes les technologies de compression des images reposent sur le même concept général : pour compresser : il faut éliminer! Réduire le débit signifie comprimer fortement le poids des images. Cela signifie diminuer la taille des fenêtres de visualisation, abaisser la fréquence des images. Cela signifie également réduire la qualité des images en exploitant : MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

26 les redondances spatiales (intra-images) : une image seule contient beaucoup de redondances, a fortiori si elle présente des zones uniformes plus ou moins grandes, c'est à dire où il existe de fortes corrélations entre des pixels voisins. Inutile dans ces cas de coder intégralement chacun de ces points. les redondances temporelles (inter-images) : dans une séquence vidéo, les images successives sont pratiquement identiques, si ce n'est les points qui sont en mouvement. On ne codera que ces déplacements. les redondances subjectives (vision des détails fins) : compresser, c est pondérer ce qui est plus ou moins visible par l œil et ne pas coder ce qui n'est pas visible. Toutes ces techniques peuvent s ajouter les unes aux autres pour parvenir au résultat attendu, réduire le débit, et conserver autant que ce peut la qualité des images originales. Plus les taux de compression sont importants, plus les dégradations sont perceptibles. A.4.2- Quelques technologies : Les technologies employées pour le traitement des redondances spatiales peuvent être diverses et variées, et leurs paramètres sont souvent tenus secrets de la part des industriels. Citons simplement pour information quelques unes des voies suivies. a- La DCT (Discrete Cosine Transform) Le traitement repose sur un découpage préalable de l image en blocs de 8 sur 8 pixels puis une réduction des données en trois étapes successives : - Une opération mathématique : la transformation en cosinus discrète DCT (discrete cosinus transform) Pour permettre un codage plus efficace, cette opération mathématique va réaliser une réorganisation de l information au sein de chacun de ces blocs de 8 x 8, à savoir une transposition de l image depuis le domaine spatial vers le domaine fréquentiel transformant ainsi des échantillons d amplitude en coefficients. Ces coefficients sont représentatifs de la fréquence des signaux vidéo et représentent donc la quantité de détails. Ils sont classés en ordre croissant dans la matrice de 8 colonnes sur 8 lignes, les valeurs situées en haut à gauche représentant les basses fréquences de la transformée, les valeurs représentant les détails fins MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

27 (et donc les fréquences les plus élevées) étant placés à l autre extrémité. Si l image comporte peu de détails (un ciel bleu par exemple) beaucoup de ces coefficients seront faibles voire nuls. La DCT repose sur un découpage de l'image en blocs (de 8 sur 8 pixels dans MPEG) sur lesquels on applique une opération mathématique et une quantification sélective. - La quantification : Ces coefficients sont ensuite quantifiés, mais avec une précision qui sera pondérée en fonction de la position des coefficients dans les blocs et donc de la finesse des détails (précision décroissante quand la fréquence augmente). Pour la quantification des grandes plages presque uniformes, on adoptera un codage avec une précision maximum (on affectera un plus grand nombre de bits) ce qui évitera l apparition de «méplats» ou d effets de pixélisation dans les zones de l image originale qui comportaient de subtils dégradés pour lesquels l œil est particulièrement sensible. Pour les détails fins (les hautes fréquences spatiales), l œil est beaucoup plus tolérant et il n y perçoit pas les différences d intensité. Les coefficients correspondant à ces détails pourront être codés avec peu de bits. De nombreux coefficients non significatifs verront aussi leur valeur ramenée à zéro. Cela correspond à l élimination pure et simple des détails les plus fins de l image. Sur l image décompressée, la structure en forme de blocs peut redevenir visible lorsque les taux de compression sont importants (ce défaut est d ailleurs appelé effet de blocs). MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

28 La quantification est une phase primordiale. A ce niveau, la réduction des données est importante mais définitive : les informations supprimées sont irrémédiablement perdues. - La lecture des données : Les données sont ensuite lues et sérialisées. Des techniques de réduction des données, directement issues du monde informatique sont ensuite appliquées. Parmi elles, le codage entropique qui exploite les fréquences d apparition des coefficients. On repère les fréquences d'apparition de chaque caractère et on le recode en fonction de sa fréquence d'occurrence. Un caractère qui est souvent présent sera représenté par un code court, un caractère plus rare pourra être représenté par un mot plus long. La DCT est au centre des normes de compression MPEG-1, MPEG-2 et MPEG-4 Deux notes techniques détaillées sont consacrées à ces normes sur ce même site. b- La transformation par ondelettes La compression par ondelettes n est pas nouvelle : elle a déjà eu des applications industrielles 2 mais ses qualités ont été occultées jusqu'à présent par le succès de la DCT. La technologie consiste à décomposer l image en sous-bandes, c est à dire à créer des séries d images de résolutions inférieures. Elle repose sur une décomposition fréquentielle et établit une séparation entre les fréquences les plus basses (les fonds continus) et les fréquences les plus hautes (les détails fins, les contours) qui sont contenus dans l image. Cette opération est réalisée dans le sens vertical et dans le sens horizontal. Après un sous-échantillonnage par deux, le résultat est la création de quatre sous-espaces : une sous-image principale qui a une résolution réduite (divisée par deux par rapport à l image originale) et trois sous-espaces qui contiennent respectivement les différences hautes fréquences entre l image originale et la sous-image principale dans les trois directions (horizontale, verticale et oblique). Cette sous-image principale représente donc une approximation de l image d origine (elle contient quatre fois moins d informations). La transformation par ondelettes peut de nouveau être appliquée sur cette image et répétée autant de fois que nécessaire. Si on applique toutes ces transformations dans le sens inverse, on retrouvera l image d origine. A ce stade, il n y a pas de pertes. Par contre, cela ne sera pas le 2 Analog Device avait présenté dès 1996 un circuit assurant la compression /décompression d images de télévision. En 1998, le français VisioWave proposait également une carte de compression de qualité broadcast en temps réel. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

29 cas si on supprime les sous-images contenant les détails les plus fins : plus on supprimera de couches et plus l image finale verra sa définition réduite (mais également, plus le poids du fichier sera faible). Les ondelettes excellent dans la compression d images comportant des contours très marqués. Cette technologie a par exemple été employée par le FBI pour le traitement et l archivage des empreintes digitales (taux de compression 15 : 1). Les ondelettes est appliquée dans de nombreux produits, notamment pour les images fixes, dans les normes MPEG4 et JPEG Compression par ondelettes : chaque phase de la compression produit une sous-image principale (de résolution réduite) et 3 sous-images ne contenant que les détails. c- Les fractales L algorithme consiste à repérer dans l image un nombre réduit d éléments significatifs qui une fois associés, répétés, agrandis, réduits ou orientés permettront de décrire l image dans sa totalité. En effet une image contient généralement un nombre important d éléments redondants qu il n est pas utile de décrire et de stocker plusieurs fois d où la diminution notable du poids du fichier correspondant. Les manipulations opérées sur ces éléments de base sont réalisées par des fonctions mathématiques. L opération est MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

30 symétrique, l association de ces éléments de base et des opérations mathématiques devant permettre de reconstruire une image conforme à celle d origine. Certains objets naturels présentent des caractéristiques de fractales. Un flocon de neige peut en être un exemple car il peut être décrit comme la multiple juxtaposition d une infinité de triangles. Il en est de même de la feuille de fougère qui présente à différents niveaux une homothétie interne. Les ondelettes permettent des taux de compression très importants et offrent pour un débit donné une meilleure qualité d image que les deux autres technologies. Dans la mesure où le codage concerne la globalité de l image et non pas des blocs de 8 sur 8 pixels, les ondelettes sont moins sensibles aux erreurs de transmission. Les défauts qui peuvent apparaître provoquent une sensation de flou qui est moins visible et moins désagréable à l œil que l apparition des effets de blocs inhérents à la DCT. La technologie des ondelettes permet une décompression progressive des images : leur résolution augmente au fur et à mesure de la lecture du fichier décompressé, c est à dire au fur et à mesure de la lecture par ordre d importance de toutes les sous-images contenant les détails les plus fins. C est également l un des aspects intéressants des ondelettes. Une même compression peut créer différentes couches de détails avec différentes qualités. Ainsi lorsque la bande passante disponible le permet, la qualité peut augmenter en utilisant de plus en plus de couches dans l image. La technologie des fractales présente aussi des avantages. Citons notamment l absence d effets de mosaïque (pixélisation) lorsqu on agrandit une image, cette opération ne s effectuant pas par agrandissement des pixels, mais par calcul mathématique. A.5- Les formats de lecture Pour lire de la vidéo en streaming sur Internet, il est nécessaire de disposer d'un logiciel de lecture spécifique. Trois produits sont aujourd'hui disponibles gratuitement sur le marché : RealVideo (RealNetworks), Windows Media (Microsoft) et QuickTime (Apple). Ces trois logiciels ont en commun de pouvoir lire des fichiers vidéo aussi bien après téléchargement qu'en streaming (chacun avec ses propres restrictions, notamment en terme de type de fichier). Ces trois systèmes concurrents se partagent le marché, sont voisins dans leurs fonctionnalités et dans leur fonctionnement, mais sont plus ou moins incompatibles entre eux. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

31 En terme de qualité d'images, les trois systèmes sont proches, même si des observateurs méticuleux peuvent y trouver des différences notables. Chacun d'entre eux propose un pack complet de logiciels couvrant toutes les phases de la chaîne : la production (l'encodage), la distribution (serveurs) et la lecture finale sur l'ordinateur de l'usager. Pour cette dernière étape, deux types de lecteurs sont généralement disponibles : l'un basique mais gratuit, le second payant mais plus complet. Tous les logiciels de lecture sont multi-plate-formes ce qui n'est pas le cas pour les autres produits, serveurs et encodeurs. Ils peuvent fonctionner en totale autonomie (en offrant la totalité de leurs fonctionnalités), ou être directement intégrés dans une page Web (leur interface peut se trouver parfois réduite au minimum, c'est à dire à la fenêtre de visualisation seule! ). Les autres logiciels (encodage, serveurs...) sont, suivant les cas, gratuits ou payants, avec parfois des tarifs variables en fonction du nombre d'utilisateurs (serveurs). Pour lire de la vidéo en streaming sur Internet, il est nécessaire de disposer d'un logiciel spécifique. Mais il ne faut pas confondre le logiciel de lecture qui assure la gestion fonctionnelle de l'opération et le codec (contraction de COmpression DECompression) l entité logicielle qui va assurer, d une part la compression côté production sur l encodeur, et d autre part la décompression côté utilisateur sur le logiciel de lecture. A l'encodage, les compressions des données vidéos et audios sont effectuées séparément, avec des codecs différents. Pour un logiciel de lecture donné, il peut exister différents codecs. Ils sont optimisés pour telle ou telle caractéristique, telle source à coder ou tel débit, ou tel usage. Ils ont leurs défauts et leurs avantages en fonctions des technologies et des algorithmes sur lesquels ils s appuient. Ils ont été développés par différentes sociétés : Intel, Radius, Iterated, Sorenson, Microsoft, ou Real Le même codec doit être présent aux deux extrémités de la chaîne (pour la compression dans le logiciel encodeur, à la restitution dans le logiciel de lecture) faute de quoi la lecture ne pourra pas s effectuer. Chaque système a développé ses propres formats de fichiers (WMV est le format vidéo de Microsoft; MOV celui de QuickTime...). Jusqu'à il y a peu de temps, ces produits avaient la particularité d'être totalement incompatibles entre eux, chacun des lecteurs ne lisant que son propre format. Aujourd'hui, même si cette incompatibilité n'est plus aussi totale (le lecteur de RealNetworks sait aujourd'hui reconnaître les fichiers concurrents QuickTime ou Windows Media), elle impose encore aux éditeurs de sites Web qui souhaite communiquer vers un maximum de clients, de proposer leurs vidéos sous au moins deux formats. Ces logiciels sont en évolution permanente : de nouvelles fonctionnalités mais surtout de nouveaux codecs sont régulièrement proposés en téléchargement permettant à chaque fois des sauts qualitatifs conséquents. A titre d'exemple, avec le passage de la version 9 à la MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

32 version 10 de ces produits, la société RealNetworks a annoncé, à qualité d'image égale, une réduction de 30 % du débit nécessaire. Selon Microsoft, Windows Media Video 9 a apporté, en fonction de la vitesse de transmission, de 15 à 50 % d'amélioration par rapport à Windows Media Video 8. Ces chiffres sont fournis par les industriels eux mêmes et doivent être nuancés, les effets de la compression dépendant largement de la nature même des images vidéo (elles sont généralement choisies avec un soin tout particulier dans les démonstrations pour bien mettre en valeur des technologies qui sont par ailleurs jalousement gardées secrètes!). Quoiqu'il en soit, cette escalade technologique est générale et présente chez tous les acteurs de ce secteur, y compris ceux oeuvrant pour des formats standardisés (groupe MPEG). Les images haute définition et les sons multicanaux sont proposés par tous les protagonistes. Aujourd'hui, ces logiciels de lecture ne sont plus uniquement présents sur les matériels informatiques, mais ils sont également intégrés sur de nombreux équipements audiovisuels ou multimédias : camescopes, lecteurs MP3, organiseurs, lecteurs DVD de salon... Pour exemple, Microsoft annonce ainsi que son format Windows Media existe sur plus de 80 périphériques. a- Windows Media de Microsoft C'est certainement le système le plus connu et le plus répandu dans le monde entier. Il est présent sur la majorité des micro-ordinateurs de type PC puisqu'il est fourni d'office avec les systèmes d'exploitation Windows. Il se veut être la plaque tournante de tous les médias audiovisuels sur PC : il est donc non seulement le lecteur par défaut de tous les fichiers audios et vidéos présents sur l'ordinateur mais est également pourvu de nombreuses autres fonctionnalités : gravure des CD, compression CD audio en WMA (le format audio propriétaire) ou MP3, lecture des DVD, VCD et SVCD, gestion des bibliothèques des médias audiovisuels présents sur le disque dur, gestion des listes de lecture, export vers des baladeurs numériques... Ce lecteur est également disponible pour les matériels Apple et pour les systèmes d'exploitation Linux. Pour la diffusion, de nombreux codecs audio et vidéo ont été développées par Microsoft. En ne citant que les derniers, pour la vidéo, le codec Windows Media Video 9 (WMV9) pour des débits variables jusqu'au format standard 720 x 576 pixels, le codec Windows Media Video 9 HD (WMV HD) pour la haute définition, le codec Windows Media Video Advanced Profile (WMV AD) optimisé pour le mode progressif... Dans un cadre MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

33 audiovisuel plus large, Microsoft a proposé à la normalisation ses technologies de codecs vidéo. Ils ont été retenus par le SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) sous l appellation VC-1. Ces codecs seront donc intégrés dans différents équipements audiovisuels qui seront proposés sur le marché (lecteurs de DVD en haute définition par exemple). Le système proposé par Microsoft dispose également d'un dispositif de gestion des droits et de protection des contenus notamment contre la copie (DRM ou Digital Rights Management). Ce dispositif a notamment été adopté, on le verra dans un autre chapitre, par la majorité des sites qui proposent des films en ligne. b- Real System Le lecteur Real est très certainement tout aussi complet que son homologue de Microsoft (lecture de très nombreux formats de fichiers audios et vidéo, diffusion des CD et DVD, gravure CD, prise en charge de plus de 100 périphériques portables sécurisés, gestion de bibliothèques...) même s'il n'occupe pas la même position dominante sur le marché. La plate-forme de lecture réunit en une seule interface l'environnement traditionnel du «surfer», le player et le navigateur. Pour la production et l'encodage en live ou en différé des différents médias dans ses formats propriétaires RealAudio 10 et RealVideo 10, RealNetworks propose deux versions de son encodeur : RealProducer Plus (payant) et RealProducer (gratuit). Différents modèles de serveurs sont également proposés. Ils ont été réunis sous l'appellation générique de Hélix Server. Ils peuvent diffuser les principaux formats vidéo et audio présents sur Internet (une cinquantaine) : les formats RealAudio et RealVideo bien évidemment, Mpeg-4 et H264, mais aussi les formats de ses concurrents directs QuickTime de Apple et Windows Media de Microsoft. c- Quick Time : Il est sans aucun doute le précurseur de la vidéo sur les micro-ordinateurs personnels. QuickTime1 a été introduit en 1991 (en local d'abord). Le streaming est apparu avec la version 4 en Les dernières versions ont apporté de nombreuses fonctionnalités et innovations : avec notamment la prise en charge des derniers formats numériques : MPEG-4, DV, DVCPro... et surtout H264, le format de compression avancé adopté dans le cadre de MPEG-4 ; le son multicanal (jusqu'à 24 canaux). MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

34 QuickTime est un format container. Pour une unique séquence (et donc un même fichier), il peut englober de nombreux types de médias : audio, vidéo, images fixes, textes, animations flash, chapitres et même différentes langues, chacun d'entre eux étant enregistré sur une piste séparée («track»). Le lecteur est disponible en deux versions : le lecteur basique qui est gratuit et la version Pro, véritable outil de création et d'édition, payant, mais qui dispose de fonctionnalités plus avancées : encodage en H264, enregistrement et exportation des fichiers dans de nombreux formats, lecture en plein écran... QuickTime Streaming Server est un serveur de diffusion multimédia (diffusion «live» ou VOD) : il prend en charge nativement les formats MPEG-4, H264 et 3GPP (pour diffuser de la vidéo sur les téléphones portables et les assistants personnels). QuickTime Broadcaster apporte une solution gratuite pour la diffusion en «direct» sur Internet. Il assure la capture et l'encodage des fichiers dans différents formats et autorise leur prévisualisation en direct. La combinaison QuickTime Broadcaster, QuickTime Streaming Server et QuickTime Player permet la réalisation d'une chaîne complète de diffusion en MPEG-4. d- La vidéo avec Flash Développé depuis 1996 par la société Macromedia, puis racheté en 2005 par Adobe, la technologie logicielle Flash permet la réalisation d'animations interactives et la publication de contenus intégrant des textes, images, graphiques, photographies ou vidéo... Elle est aujourd'hui utilisée sur de très nombreux sites Web. L'interface de lecture, Macromedia Flash Player, est disponible sous la forme d'un plug-in qui doit être installé dans le navigateur de l'internaute. Il est proposé pour une grande variété de plate-formes (PC, Mac, Pocket PC...), différents systèmes d'exploitation (Windows, OSX, Linux...) et fonctionne avec la majorité des navigateurs (Internet Explorer, Mozilla, Nescape, Safari, Opéra). Selon la société, Macromedia Flash Player serait aujourd'hui disponible sur plus de 96% des ordinateurs connectés à Internet. Cette large présence est évidemment un atout pour la diffusion de contenus multiples y compris audiovisuels. Les séquences vidéo mises en ligne suivant cette technologie doivent être encodées dans un format spécifique (les fichiers ont pour extension.flv). Différents codecs sont possibles, notamment le tout nouveau codec On2VP6. Ce travail d'encodage peut être directement réalisé par exportation à partir de certains logiciels de traitement ou de montage vidéo (Adobe After Effect, Apple Final Cut Pro, Quick Time Pro...) ou par l'utilisation MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

35 d' outils spécifiques avec des fichiers vidéo de type AVI, MPEG, DV ou MOV par exemple. Les fichiers créés peuvent être diffusés en streaming ou en téléchargement progressif. Ils sont alors «stockés» séparément des pages flash. Les données peuvent être aussi être totalement intégrées dans le fichier Flash. Flash possède un autre atout : outre sa large diffusion, il dispose de fonctionnalités avancées liées à l'interactivité de la vidéo avec les autres éléments qui composent la page Web : déclenchement automatique d'évènements en cours de lecture (synchronisation avec des textes, des graphiques, des images...), intégration de la vidéo dans des compositions interactives (utilisation d'un canal alpha pour le contrôle des transparences)... e- DivX Le DivX ( est un cas un peu à part. S'il ne permet pas la lecture en streaming (et donc de ce fait, il n'est pas directement concurrent des systèmes précédents), il se doit quand même d'être mentionné pour deux raisons : en premier lieu parce qu'il est devenu en quelques années l'un des systèmes phares de la vidéo sur Internet (notamment à travers les systèmes Peer to Peer) ; en second lieu, parce qu'il permet la lecture simultanément pendant l'opération de téléchargement (téléchargement progressif). Le DivX a été conçu à l'origine par un français à partir des premières travaux sur MPEG-4, mais la société est désormais installée aux USA.. Sa renommée est aujourd'hui liée à la qualité de son codec qui, à qualité sensiblement égale, offre des taux de compression plus importants (10 fois selon les indications de la société) que le format MPEG-2 utilisé par les DVD, permettant de ce fait à un film complet d'être gravé sur un simple CD ou d'être diffusé sur un réseau haut débit. Deux packs de logiciels sont aujourd'hui proposés : DivX Create pour la création et la lecture des fichiers DivX (il contient DivX converter et DivX Pro Codec, existe pour Mac et est payant), et DivX 6 Play, dédié à la lecture y compris en haute définition et est gratuit. Le DivX, c'est aussi un système implanté dans plus de 50 millions d'appareils dans le monde entier (principalement des lecteurs de salon). Les tous derniers développements concernent donc la lecture de vidéos à travers un navigateur Internet. A la différence du streaming, le téléchargement progressif permet à la fois le visionnement pendant la phase du téléchargement et l'enregistrement sur le disque dur. La visualisation peut s'opérer, soit dans une fenêtre du navigateur, soit dans une fenêtre «autonome», soit en plein écran. Nul besoin d'un serveur spécifique pour la mise à disposition des vidéos : un serveur Web classique et quelques lignes de codes HTML suffisent MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

36 pour intégrer une vidéo dans une page existante. DivX Web Player est compatible avec Internet Explorer, Firefox, Mozilla, Nescape et Opéra. A.6- La VOD : Si les sites offrant des vidéos en ligne sont aujourd'hui nombreux, il n'en n'est pas de même pour la télévision sur Internet (WebTV), du moins si on se référe au concept que nous connaissons pas ailleurs avec les autres modes de diffusion. La télévision sur Internet est une notion qui est rapidement apparue avec les premiers développements d Internet, mais qui, compte tenu des technologies de l époque (absence de connexions à haut débit) et de l absence de viabilité économique et commerciale n a pas survécue. Quelques tentatives ont marqué le paysage : on retiendra par exemple le site qui fut créé en mai Les exemples de télévision sur Internet restent minoritaires aujourd hui, malgré les évolutions technologiques. On peut cependant citer le fournisseur d'accès Club Internet qui propose en streaming la reprise de programmes déjà diffusés par ailleurs (voie hertzienne, satellite...) et donc économiquement amortis (à la différence de «alatele.com» qui ne proposait que des programmes élaborés spécialement pour le Web). On assiste par contre, aujourd'hui, au développement de différents services de vidéo à la demande (VOD pour Video on demand). Assimilables dans leur principe aux magasins de locations de DVD, ces sites mettent à dispositions de leurs clients des vidéos pour une durée déterminée. Les catalogues peuvent offrir plus d'un millier de titres, pour la plupart des films ou des documentaires, mais aussi parfois la retransmission d'émissions de télévision. En MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

37 s'appuyant sur les mêmes technologies, certains de ces sites proposent également la vente en ligne. Le tableau placé à la fin de ce chapitre présente les caractéristiques de quelques uns de ces sites. Le mode de mise à disposition des documents sélectionnés est variable suivant les cas : streaming (dans ce cas, il n'y a pas d'enregistrement sur le disque dur et on visionne le document au fur et à mesure de sa transmission), téléchargement simple (donc avec stockage sur le disque dur avant lecture) ou téléchargement en mode progressif (ce qui permet de commencer à visualiser le film avant qu'il ne soit complètement téléchargé). Certaines offres peuvent simultanément proposer le streaming et le téléchargement en fonction du débit possible ou de considérations commerciales. Quelle que soit la technique de transfert, elle est presque toujours associée à des technologies de protection (majoritairement, le dispositif DRM - Digital Rights Management - de Microsoft), limitant d'une part la durée d'utilisation du média dans le temps, et d'autre part interdisant toute copie. Pour le premier point, différentes formules sont proposées : pour le streaming, après paiement en ligne, possibilité de voir et revoir le média pendant un laps de temps déterminé pouvant atteindre 48 heures (passé ce délai le film n'est plus accessible), pour le téléchargement; s'il s'agit d'une «location», validité limitée à un ou deux jours. Avec le DRM de Microsoft, le média téléchargé n'est généralement «lisible» que sur l'ordinateur qui a été utilisé pour le téléchargement (ou éventuellement sur un ou deux autres si l'achat de licences multiples a été proposé). Il en est de même pour les copies sur DVD (ou tout autre support), qui ne fonctionneront donc, ni sur un autre ordinateur ni sur un lecteur de salon. Des restrictions de fonctionnement peuvent également exister en terme de système d'exploitation, de navigateur. L'INA (Institut National de l'audiovisuels) met à la disposition du public et des professionnels une partie des archives de la télévision française ( émissions). Suivant les cas, les documents vidéo peuvent être visualisés en ligne gratuitement, loués ou achetés. Deux systèmes de protection des fichiers sont utilisés : un cryptage (DRM) conçu par la société DivX qui ne permet le visionnage que par l'acheteur du document, un tatouage (watermarking) placé dans l'image mais invisible pour le spectateur qui permet d'identifier l'origine de l'achat du document (la finalité étant de dissuader tout acheteur de mettre en ligne les documents qu'il a téléchargé). Les logiciels de lecture utilisés offrent des fonctionnalités sensiblement identiques à celles des lecteurs de DVD : lecture, pause, avance et retour rapide, accès par chapitres... Les logiciels spécifiques, quand ils sont proposés, peuvent assurer de surcroît le suivi des MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

38 téléchargements en cours, la gestion de la bibliothèque des films téléchargés ou l'effacement automatique des fichiers dont la date de validité est dépassée. Dans la majorité des cas, la visualisation des vidéos n'est possible que sur l'écran de l'ordinateur. Il est cependant possible de visionner également ces documents sur un téléviseur à condition de disposer d'un adaptateur assurant le transfert entre la sortie VGA de la carte graphique de l'ordinateur et la prise péritel du téléviseur. Pour l'ina, la gravure sur DVD des fichiers téléchargés est possible, mais la lecture ne sera possible que sur les lecteurs certifiés DivX, c'est à dire enregistrés auprès du site officiel MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

39 Quelques exemples de sites de VOD ou de vente en ligne. Mode de transfert Validité de la location Système de protection numérique Logiciel de lecture Débit, qualité Canalplay (groupe Canal +) Téléchargement en mode progressif Validité du téléchargement : 30 jours. Validité du visionnement : 24h une fois le premier visionnement effectué Sites pour le grand public Sites pour le grand public et les professionnels Site pour l'éducation (écoles, collèges et lycées) TF1Vision TPSVOD Vodeo TV Arte VOD FNAC INA Lesite.tv streaming streaming Streaming ou téléchargement Films à disposition pendant une durée de 3 à 24 heures Films à disposition pendant une durée de 3 à 24 heures En streaming, visionnements multiples pendant 48h En téléchargement : pas de limite temporelle (achat) Téléchargement simple ou téléchargement progressif validité 48 heures Téléchargement Pas de limite temporelle (achat) Streaming ou téléchargement 48 heures DRM Microsoft DRM Microsoft DRM Microsoft DRM Microsoft DRM Microsoft DRM Microsoft DivX plus tatouage invisible (watermarking) Spécifique (assure aussi le suivi des téléchargements en cours et la gestion de la bibliothèque des films téléchargés depuis moins de 30 jours) Trois niveaux de qualité : codage à 512 Kb/s, 1 Mb/s et 2 Mb/s. lecteur Windows Media (version 9 min) Lecteur Windows media player (version 9 min) Lecteur Windows media player (version 9 min) Streaming : débit compris entre 350 à 750 kb/s, Téléchargement : codage à 1,5 Mb/s, Codage à 1,5 Mb/s Lecteur Windows media player plus logiciel spécifique VideoManager (gestion du téléchargement et de la bibliothèque des films téléchargés) Deux niveaux de qualité : «qualité numérique» ou «qualité DVD» selon l'appellation de la FNAC Tarifs Entre 4 et 7 euros 2 et 5 4 et 6 Et donc deux niveaux de prix : 8 et 13 Site com/ om/ dex.php m.com QuickTime ou DivX player pour les documents téléchargés Visionnage gratuit en MPEG-4 SP à 380 Kb/s (en 320 x 240) Téléchargement : vidéo en MPEG-4 ASP à 1,1 Mb/s (576 x 432 pixels) Prévisualisation (extrait ou totalité) en streaming, Document final par téléchargement Copie autorisée dans le cadre de l'établissement scolaire Real Player pour la lecture en streaming, Windows media player pour la lecture du document téléchargé Streaming : 225 kb/s (Sure Stream) Téléchargement : codage à 750 Kb/s 1 à 6 euros Sur abonnement (établissement scolaire ou collectivité locale)

40 A.7- Se connecter à Internet via l'adsl : A.7.1- La boucle locale : La ligne en cuivre est l élément le plus ancien du dispositif, parfois en service depuis de nombreuses décennies pour les services téléphonique traditionnels de France Telecom. L ouverture de ce réseau aux technologies ADSL, si elle ne nécessite pas en général de modification particulière des lignes (sauf si elles sont de mauvaise qualité), implique cependant l implémentation d équipements spécifiques aux deux extrémités de la ligne de cuivre. A.7.2- Le dégroupage : A la fin des années 90, France Telecom a perdu le monopole des services téléphoniques. Pour les fournisseurs d'accès à Internet concurrents de France Telecom, il n'était cependant pas économiquement possible de développer leur propre réseau final de distribution vers les usagers. Il a donc été décidé par voie législative que l'opérateur historique devait permettre l'accès à la boucle locale à ses concurrents : c'est le dégroupage. A charge ensuite à ces nouveaux opérateurs d'installer leurs propres équipements dans les centraux téléphoniques et de déployer leurs propres réseaux à hauts débits à travers l'hexagone. On distingue : - le dégroupage total : l opérateur alternatif loue l utilisation de la boucle locale à France Telecom et gère la totalité des services (y compris la téléphonie). Il a alors la totale maîtrise sur l offre qu il propose. Le client ne paie plus d abonnement à France Telecom qui n assure plus la gestion des communications téléphoniques. - le dégroupage partiel : France Telecom conserve la gestion des communications téléphoniques analogiques. L opérateur alternatif gère les deux bandes de fréquences hautes nécessaires à l'adsl et assure la fourniture des services liés à Internet et les autres nouveaux services (téléphonie sous IP, télévision, VOD...). - l'accès sans dégroupage : France Telecom assure la gestion des communications téléphoniques analogiques et prend totalement en charge la collecte et le transport des données Internet jusqu au point d accès du réseau du FAI. Dans les 3 cas, les lignes téléphoniques en cuivre restent la propriété de France Telecom. La majorité des fournisseurs d accès a aujourd'hui développé ses propres réseaux de fibre optique à travers tout le territoire (voir détails ). MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

41 A.7.3- Les éléments de base d une connexion Internet via l ADSL : Les équipements propres à l ADSL sont de deux ordres. Côté utilisateur, on trouvera un modem spécifique qui sera inséré entre la prise téléphonique et le micro-ordinateur. La liaison entre le modem et le micro-ordinateur pourra être de type filaire (USB ou Ethernet), hertzienne (Wifi) ou par le réseau électrique (CPL). Côté opérateur, le DSLAM (Digital Subcriber Line Access Multiplexer) regroupe les données numériques des abonnés et les multiplexe sur un seul lien à haut débit vers le cœur du réseau. Cette interface est installée dans les centraux téléphoniques. Suivant le degré de dégroupage adopté, ces équipements pourront être ceux de France Telecom ou ceux de tout opérateur alternatif que France Telecom a obligation d accueillir dans ses locaux techniques. A l autre extrémité de la chaîne, le BAS ou Broadband Access Server réalise l interface entre le réseau de collecte et les réseaux d accès aux fournisseurs d accès Internet pour la fourniture des contenus. Cet élément est notamment chargé de l authentification des utilisateurs et du routage de leurs données vers le fournisseur d accès concerné. Les filtres placés sur le connecteur téléphonique au domicile de l'usager ne doivent pas être oubliés. Ils assurent la séparation entre les fréquences les plus basses destinées au téléphone analogique et les fréquences plus élevées nécessaires au fonctionnement de l ADSL, si la ligne n est pas totalement dégroupée, c'est-à-dire si France Telecom continue encore d assurer comme par le passé la gestion des communications téléphoniques traditionnelles. Si la ligne est totalement dégroupée, ces filtres ne sont plus nécessaires, puisque ne circulent plus sur la ligne que les fréquences hautes liées à l ADSL. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

42 Schéma général d'une connexion à Internet via ADSL PPP (Point to point Protocol) est un protocole permettant à deux ordinateurs de communiquer entre eux, c'est-à-dire dans le cadre de liaison point à point. Il est principalement utilisé pour l'accès à Internet via un fournisseur d'accès. Outre les transfert des données utiles (datagrammes TCP /IP ) il assure aussi la transmission de données supplémentaires pour le contrôle et la configuration de la liaison (deux protocoles associés : LCP Link Control Protocol et NCP Network Control Protocol) ou pour vérifier l authentification des utilisateurs (PAP Password Authentification Protocol ou CHAP Challenge- Handshake Authentification Protocol) ). MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

43 B- La télévision sur ADSL Après le développement rapide en France des liaisons à haut débit, certains des fournisseurs d accès à Internet (FAI) qui s appuyaient sur l ADSL sont rapidement passés à la vitesse supérieure en proposant en sus de la liaison à haut débit un «package» complet englobant des services téléphoniques et télévisuels supplémentaires d où l appellation de «triple play» qui est souvent utilisée. En quelques années nous sommes passés en France de la connexion à Internet à bas débit (liaison par modem à 56 Kb/s) à des offres qui regroupent la liaison à haut débit, la téléphonie illimitée (pour certaines offres) et des bouquets de télévision comportant plusieurs dizaines de programmes. Un modem spécial doit être présent chez l abonné : il va séparer les flux correspondant à la liaison Internet de ceux contenant une communication téléphonique ou correspondant la diffusion d un programme de télévision. Le service téléphonique proposé avec ces offres est totalement numérique (et non plus analogique comme pour les communications traditionnelles qui peuvent par ailleurs également rester opérationnelles si la ligne n a pas été totalement dégroupée) et s appuie sur les technologies IP. Le poste téléphonique (tout à fait conventionnel) est cette fois directement connecté au modem ADSL (et non plus directement sur la prise téléphonique). Ce réseau spécifique permet de communiquer avec l ensemble des réseaux de télécommunications disponibles en France, fixe ou mobiles, à des prix qui peuvent être très variables d un opérateur à l autre mais qui sont le plus souvent plus modérés que ceux de France Telecom (avec notamment des abonnements incluant des appels gratuits et illimités vers les postes fixes). Une caractéristique qui est amenée à prendre de l importance : déjà, en France, au premier trimestre 2005, les 1,5 millions d utilisateurs avaient consommé 1,5 milliards de minutes, soit 6% du trafic total. Pour la télévision, la ligne téléphonique en cuivre de nos ancêtres retrouve une seconde jeunesse et devient un mode de diffusion supplémentaire, au même titre que la diffusion hertzienne, par satellite ou à travers les réseaux câblés urbains pour des bouquets pouvant contenir plusieurs centaines de programmes. Le dispositif de visualisation est le téléviseur. Ce service est totalement indépendant de l accès Internet (et peut même chez MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

44 certains opérateurs être acquis indépendamment) et l ordinateur n est pas obligatoire. Rien à voir donc avec la vidéo en streaming ou en téléchargement telle que l évoquions dans la première partie de ce document. Compte tenu des possibilités de transferts bi-directionnels de la ligne téléphonique, et donc de la faisabilité d une voie retour, des services de type VOD (film ou rediffusion à la demande d émission) sont également possibles, ce qui n est pas le cas pour les autres moyens de diffusion traditionnels. Nous reviendrons et préciserons tout ces points. Pour la télévision, avec ce réseau téléphonique en paire cuivrée, on a l avantage de disposer d une infrastructure existante, maillant pratiquement tous les points du territoire. A première vue, on pourrait penser que ce nouveau mode de diffusion était facilement déployable à grande échelle. Ce n est pas si simple. Des contraintes techniques limitent encore l expansion des services audiovisuels. En premier lieu, les débits élevés nécessaires à la vidéo numérique (plusieurs Mb/s pour conserver la qualité «télévision»). En second lieu, les contraintes de l ADSL en terme de distance (on l a déjà évoqué, le débit maximum sur le réseau décroît très rapidement en fonction de la distance séparant l utilisateur du central téléphonique). En troisième lieu, parce que le développement de services audiovisuels implique l installation d équipements spécifiques dans les centraux téléphoniques (les DSLAM conçus à l origine pour le seul accès Internet doivent être remplacés par des modèles plus performants permettant la fourniture des services complémentaires, téléphonie et télévision) et le déploiement de réseaux (compatibles en terme de capacité pour acheminer les quelques centaines de programmes de télévision vers «les quatre coins de l hexagone»). La nécessité pour un opérateur de déployer ces équipements et ces réseaux d acheminement spécifiques fait que la télévision par ADSL n est pas encore aujourd hui accessible à tous. Toutes les agglomérations ne sont pas encore desservies. B.1- Transmettre des images vidéo : une question de débit Par opposition à la vidéo sur Internet telle que nous l évoquions dans la première partie de ce document où la qualité d une transmission vidéo diffusée en streaming peut être très variable, sujette à des dégradations par suite de congestions ou d engorgements ponctuels du réseau Internet, la télévision sur ADSL présente l avantage de ne pas être sensible à ce MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

45 genre d effets, les données circulant dans un canal spécifique et dédié. Ceci ne signifie pas pour autant que la qualité des images va être parfaite. D'une manière générale, la transmission de programmes de télévision sur un canal dédié relève de la même problématique que la transmission de séquences vidéo sur Internet, les aléas et les variations dans le trafic en moins, les débits beaucoup plus élevés en plus. Elle relève d un compromis entre, d une part le débit propre aux programmes télévisuels que l on souhaite diffuser (plusieurs Mb/s sont nécessaires, sachant que plus le débit est élevé et meilleure est la qualité des images) et d autre part de la bande passante du réseau de distribution ADSL qui est par nature même limitée et qui plus est variable en fonction de la distance. Des gels d images peuvent apparaître lorsque le débit nécessaire au programme télévisuel «frise» les capacités maximum du réseau ou lorsque des données sont perdues. B.1.1- L'encodage des images : une limitation à la source Les technologies utilisées pour l encodage des programmes proposés sur ADSL sont les mêmes que celles employées pour les autres modes de diffusion de télévision numérique (ce sont les mêmes programmes) avec des formats d images théoriquement identiques, et le même type de compression qui est majoritairement encore aujourd'hui à la norme MPEG-2 MP@ML. (les premières applications à la norme MPEG-4 viennent tout juste d'apparaître). Des différences existent cependant au niveau des caractéristiques adoptées. Concernant le format, si la norme est bien de 720 points sur 576 lignes, il n'est pas rare de trouver des images (mais c'est également valable pour certains autres modes de diffusion) avec une définition réduite et qui n'offrent plus que 540 voire 480 points en horizontal. Concernant la compression en MPEG-2, la grande différence réside au niveau des débits adoptés pour l encodage des images. Alors même que les débits moyens sont compris entre 2,5 et 4 Mb/s mais peuvent atteindre 7 à 8 Mb/s en fonction de la complexité des images pour les canaux de diffusion traditionnels 3 (mais aussi pour les films sur DVD Vidéo qui s appuient sur le même standard de compression et où les débits peuvent attendre 8 ou 9 Mb/s), on ne dépassera pas 3,5 ou 4 Mb/s (suivant les choix de l'opérateur) pour les programmes diffusés par l ADSL. A ces valeurs, volontairement limitées à la source, 3 Les lecteurs trouveront sur le site Web Planete Csat ( un tableau détaillé des débits et des définitions d'images réellement adoptés par les différents opérateurs. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

46 correspondront des images de qualité inférieure, légèrement moins «piquées» notamment pour celles présentant de nombreux détails ou des mouvements rapides 4, mais qui présentent l avantage d être compatibles avec les performances d'un réseau ADSL. La fourchette de débit adoptée est un compromis : elle correspond à la fois à la desserte d un pourcentage significatif de la population (ceux qui résident en deçà du rayon critique de 2,5 Km autour du central) et au maintien d un niveau de qualité satisfaisant pour les images (avec un débit plus faible, le rayon de distribution serait plus important, le nombre de téléspectateurs potentiels plus élevé, mais ce serait au préjudice de la qualité des images). B.1.2- La norme de transport. Sur un plan purement audiovisuel, les flux audio et vidéo constitutifs d'un programme ne sont pas transmis sur le réseau de distribution dans leurs formats bruts, tels qu'ils apparaissent au niveau de la tête de réseau après la phase de compression et d'encodage en MPEG-2. Ils sont au contraire découpés en paquets, multiplexés entre eux et encapsulés avec des systèmes de correction d'erreurs en un flux spécifique pour le transport baptisé MPEG-2 TS (Transport Stream). Cet unique flux découpé en paquets de 188 octets intègre tous les éléments constitutifs nécessaires à la reconstruction du programme. Au cours de son transit dans le réseau, et en fonction des protocoles informatiques utilisés, il pourra être éventuellement encapsulé de nouveau pour le transport dans des paquets IP ou Ethernet, dans des cellules ATM... suivant les types de réseaux traversés. L encapsulation de données numériques sous la forme de paquets a une conséquence immédiate en terme de débits : l ajout d une entête contenant des données de service augmente le volume total de données à transmettre. Il en est donc de même lorsqu on encapsule des paquets IP dans des trames ATM. Dans ce cas, on estime généralement à 20% l augmentation de volume. Dans leurs annonces commerciales, les opérateurs ont choisi aujourd hui de parler de débits ATM et non plus de débits IP. En d autres termes, lorsqu ils annoncent un débit ATM de 20 Mb/s, il ne sera réellement que de16 Mb/s sous IP. 4 Depuis le 31 mars 2006, en partenariat avec la société ip-label ( publie chaque semaine sur son site, les performances mesurées des bouquets de télévision sur ADSL : disponibilité du service, qualité des images, taux d'images gelées, temps de zapping... D'une manière générale, la qualité des images reçues via l'adsl est inférieure à celle offerte par la TNT qui est prise pour référence. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

47 Encapsulation d'un flux MPEG2-TS : La charge utile maximum d'un paquet Ethernet étant de 1500 octets, la meilleure optimisation est obtenue avec le transport de 7 paquets MPEG-2 TS de 188 octets chacun. Ces paquets sont préalablement encapsulés dans un paquet UDP puis dans dans un datagramme IP. Au niveau du terminal usager, les données vidéo seront d'abord extraites de leurs «emballages» successifs puis décompressées par les circuits internes au set top box et affichées sur le téléviseur. Pour en savoir plus : les différentes formes de MPEG-2 Le flux élémentaire (Elementary Stream ou ES) C'est le flux brut, continu qui sort d'un codeur. Chaque flux élémentaire ne contient qu un seul type d informations (par exemple vidéo, ou un canal audio, ou des données numériques). Ce flux continu peut être ensuite découpé en paquets (Packetized Elementary Stream ou PES). Le flux de programme (Program Stream ou PS) Le flux de programme est obtenu par un multiplexage de plusieurs flux élémentaires (Exemple : 1 flux vidéo et 2 flux audio). Il est utilisé dans le DVD vidéo. Le flux de transport (Transport Stream ou TS) Le flux de transport est composé d un ou de plusieurs flux de programme. Comme il est susceptible d être affecté d erreurs, des systèmes de correction sont incorporés ainsi que des circuits de synchronisation et de correction de gigue (jitter). C est également le format qui est utilisé pour la télévision numérique par satellite. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

48 B.1.3- MPEG-4 L implémentation de la nouvelle norme MPEG-4 AVC modifie le tableau établit avec MPEG-2. A qualité d image égale, elle autorise des débits nettement moins importants que MPEG-2 ce qui pourrait permettre une modification des pratiques. Deux scenarii sont envisageables. Première hypothèse, la nouvelle norme pourrait permettre, en affectant le même volume global qu aujourd hui (entre 3,5 et 4 Mb/s qui serait donc disponible donc dans un rayon de 2,5 Km), de diffuser simultanément sur les lignes ADSL des abonnés un deuxième flux vidéo (un second programme) permettant ainsi d enregistrer une chaîne pendant qu on en regarde une autre, ce qui n est pas possible aujourd hui. Autre hypothèse, en conservant l idée de ne diffuser qu un seul flux télévisuel comme aujourd hui (mais, à qualité égale, avec un débit beaucoup plus faible), on disposerait d un rayon de diffusion plus important ce qui permettrait de gonfler le nombre d abonnés éligibles à la télévision sur ADSL. A noter qu'il est tout à fait possible (et même recommandé par l'uer Union Européenne de Radiodiffusion) d'utiliser la norme de transport MPEG-2 TS pour le transfert des images encodées en MPEG-4. B.1.4- Vers la haute définition Avec les derniers développements réalisés autour du codage MPEG-4 AVC (H264), le débit «raisonnable» pour de la haute définition se situerait aujourd hui autour de 9 à 12 Mb/s, mais il devrait rapidement baisser compte tenu des progrès technologiques qui sont réalisés dans le domaine de la compression. Selon les projections qui ont été effectuées, la fourchette pourrait être comprise entre 6 et 9 Mb/s à la fin du deuxième semestre 2006, et même sans doute descendre entre 5 et 8 Mb/s pour la fin de l année Dans le même temps, la nouvelle technologie ADSL2+ aura été largement implémentée permettant de ce fait d augmenter simultanément les débits sur les lignes et donc d ouvrir ces réseaux à la diffusion de la télévision haute définition. Au cours de cette dernière année, des expérimentations ont été réalisées ici et là. La haute définition devrait apparaître sur les réseaux ADSL en même temps que sur les réseaux satellites avec les bouquets transmis par TPS ou CanalSat, c'est à dire, selon les premières annonces, pour la fin de ce premier semestre MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

49 B.2- Architecture de la chaîne de diffusion : Le schéma technique de base présenté à la fin du chapitre A.7-3 et développé pour le seul accès Internet à haut débit doit maintenant être complété par des infrastructures spécifiques compte tenu des nouveaux services qui ont été proposés par les opérateurs. La chaîne de diffusion audiovisuelle peut se scinder en deux grands ensembles : - les réseaux spécifiques de collecte et de transport à grande distance. - la boucle locale et les DSLAM. Les données numériques liées aux services de télévision et celles liées à l'utilisation d' Internet n'ont pas les mêmes exigences en terme de routage, de régularité, de pertes ou de débits. Les réseaux d'acheminement et de distribution des programmes audiovisuels seront donc séparés (physiquement par des câblages séparés ou logiquement par l'utilisation de technologies réseaux spécifiques) de ceux utilisés pour la connexion à Internet. B.2.1- Les réseaux de transport grande distance : La création des accès ADSL à hauts débits dans de nombreuses villes de France avait déjà amené les opérateurs à déployer leurs propres réseaux de transport à hauts débits. Ces réseaux sont principalement réalisés en fibre optique. Pour la téléphonie, ils doivent assurer le transport puis l aiguillage des signaux numériques voix vers les différents réseaux téléphoniques (ceux de France Telecom notamment). Pour les services de télévision, ils doivent permettre de recueillir les multiples programmes auprès des diffuseurs et de les acheminer ensuite à travers tout le territoire national jusqu'aux différents DSLAM (plus de 6000 DSLAM par exemple pour le groupe Neuf Telecom - Cegetel). a- La collecte des programmes : Les opérateurs ne sont pas des producteurs de télévision et ne font qu'assurer la distribution pour des programmes qui sont produits ailleurs. La collecte de ces contenus est généralement réalisée en un point central du réseau de l opérateur (la tête de réseau) par l'intermédiaire de dispositifs de réceptions (paraboles) ou de liaisons directes en fibre optique avec les fournisseurs de programmes ou de bouquets (TPS, Canal Sat ). Ces différents programmes sont éventuellement ré-encodés en fonction du cahier des charges de l opérateur (en général, à des débits plus faibles comme évoqué dans le paragraphe précédent) puis ils MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

50 sont multiplexés dans un flux IP multicast et acheminés vers les différents points de présence de l opérateur sur le territoire (POP- une quarantaine environ par exemple pour Free) puis vers les quelques milliers de DSLAM. Le multicast permet de ne pas surcharger les serveurs et d économiser la bande passante du réseau puisque les trames ou les paquets contenant les données ne sont émis qu une seule fois au niveau de la tête de réseau, mais dupliqués si nécessaire au niveau des nœuds et de chacun des DSLAM. C est également au niveau de la tête de réseau que peut être réalisé le cryptage éventuel pour les programmes payants. Comparativement à la voix sur IP ou de l accès à Internet qui ne génère que des débits somme toute limités, le transport de programmes de télévision induit des débits particulièrement élevés et sans commune mesure avec ceux produits par les autres services. Le fonctionnement de ce type de service implique que la totalité des programmes puisse être acheminée et délivrée à tous les DSLAM. Pour fixer un ordre de grandeur, à titre d exemple, à un ensemble de 100 programmes encodés avec un débit unitaire de 3,5 Mb/s chacun correspond à un débit total de 350 Mb/s. Les opérateurs comme Free ou Neuf Telecom proposent chacun plus de 200 programmes (si on intègre les bouquets de TPS et de Canal Sat dont ils peuvent aussi assurer la diffusion). b- Des réseaux en fibre optique En terme de support physique pour les réseaux longues distances, c est la fibre optique qui domine de manière quasi exclusive aussi bien chez l opérateur historique que pour tous les grands opérateurs privés. Ces derniers ont d ailleurs déployé leurs propres réseaux à travers l hexagone ce qui leur permet d être indépendants vis-à-vis de France Telecom, de pouvoir réduire les coûts et donc de maîtriser les tarifs. Pour exemple, le groupe Neuf Cegetel, né l'été dernier de la fusion de Neuf Telecom et de Cegetel, annonçait à l'automne 2005 posséder plus de km de câbles en fibre optique. Comparativement aux autres supports, la fibre optique offre des performances inégalées en terme de débits. Ses caractéristiques intrinsèques lui permettent d acheminer un flux numérique d'une dizaine de gigabits par seconde sur plusieurs centaines de kilomètres. Débit possible Distance 2,5 Gb/s 6000 km 10 Gb/s 400 km 40 Gb/s 25 km Performances des fibres optiques (Source Telcite.fr) MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

51 Une seule fibre avec une capacité de 2,5 Gb/s peut véhiculer plus de communications téléphoniques simultanées. Des technologies particulières ont été développées afin d'accroître encore ces capacités de transport. Les technologies WDM (wavelength division multiplexing) s appuient sur la multiplication des longueurs d ondes des sources émettrices (lasers) permettant de ce fait la multiplication dans le même rapport du nombre de canaux optiques et donc de flux numériques distincts pouvant simultanément transiter dans une seule et unique fibre optique, chacun avec les débits que ce support autorise par ailleurs. Différentes déclinaisons de cette famille de normes ont été développés. Les systèmes DWDM (dense WDM) les plus commercialisés aujourd'hui comportent 8, 16, 32, 80 voire 160 canaux optiques. La technologie CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) est moins coûteuse mais est limitée à seulement 8 à 16 canaux. Elle sera utilisée pour des dessertes de moindre importance en termes de débit. Les performances de ces technologies sont en perpétuelle augmentation : déjà en 2004, Alcatel faisait la démonstration d'une liaison à 10 terabit/sec sur 100 km en multiplexant 256 canaux à 40 Gb/s. c- Des protocoles pour le transport des données De nombreux protocoles ont également été développés pour apporter des fonctionnalités spécifiques lors du transit des données sur ces réseaux. Ils ne situent pas tous au même niveau. Nous nous limiterons ici aux trois principaux, d'une part, les protocoles SDH pour la connexion avec la couche physique (fibre optique), et d'autre part l'atm et le Gigabit Ethernet pour la transmission et la gestion des données. SDH pour le transport sur la fibre optique : SDH (Synchronous Digital Hierarchy ou Hiérarchie numérique synchrone) est un ensemble de protocoles concernant la transmission de données numériques sur fibre optique. C est l équivalent pour l Europe du standard américain SONET (synchronous Optical Network ou réseau optique synchrone). Dans la littérature spécialisée, les deux acronymes sont d'ailleurs souvent regroupés sous l'unique appellation SONET/SDH. La topologie de ces réseaux peut être en bus, en boucle ou en étoile. L'un des intérêts du SDH réside dans ses capacités de gestion et de surveillance du réseau et d'autocicatrisation. Sur le plan de la sécurité des liaisons, le SDH est bien adapté à une structure en anneau puisqu en cas de MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

52 coupure, il est possible d utiliser l autre branche de l anneau (avec des temps de récupération d une liaison très courts, 50 ms environ). En cas de coupure de ligne, le signal peut également être automatiquement ré-acheminé sur un réseau de secours (une seconde fibre optique). Les niveaux de performances sont organisés hiérarchiquement en STM-n (Synchronous Transport Module niveau n) : ils permettent des débits compris entre 155 Mb/s (STM-1 soit 3 fois la valeur de base 51,84 Mb/s du SONET américain) et 40 Gb/s (STM256). Le SDH peut assurer le transport de tout type de données (téléphonie, données, vidéo) y compris celles qui sont déjà encapsulées dans des protocoles réseaux et déjà formatées sous forme de paquets ou de trame (cellules ATM, paquets IP, trames Ethernet voir chapitre suivant). Les deux grandes technologies réseaux : ATM et Giga Ethernet Parallèlement à SDH, deux grandes technologies de réseau se sont imposées : ATM est la plus ancienne et a été largement implantée dans les réseaux de France Telecom ; Ethernet est plus récent (du moins pour ce qui concerne ses applications dans les réseaux nationaux) et vient donc directement concurrencer l ATM. Mais les deux peuvent également cohabiter en des points différents d un même réseau de transport. L'ATM (Asynchronous Transfer Mode) : Il s'agit d'une technologie de transmission et de commutation de circuits virtuels (le chemin qui sera emprunté par les cellules est établi dès le départ), offrant des interfaces jusqu'à 622 Mbit/s et est utilisable aussi bien dans des configurations de type LAN que de type WAN, aussi bien sur fibre optique que sur paire torsadée. Il supporte tout type de communications (voix, vidéo, données ) Par rapport à d'autres technologies réseau (IP, Ethernet) qui utilisent des paquets de données de taille variable, l'atm s'appuie sur des cellules de longueur fixe (53 octets dont 48 pour la charge utile) permettant de ce fait une plus grande flexibilité dans la gestion de la bande passante. L'un des avantages de l ATM réside dans sa polyvalence en termes de qualité de service (QoS) et dans ses capacités à pouvoir transporter simultanément des flux ayant des caractéristiques et des exigences différentes et à gérer différemment leur transit en fonction de la priorité qui leur est accordée. L'ATM dispose de quatre classes d applications en fonction des besoins en synchronisation ou non entre émetteur et récepteur, de débit (constant ou variable) et du mode de connexion (connecté ou non connecté). Lors de l établissement de la connexion, un réseau ATM peut gérer des circuits virtuels (VC pour Virtual Channel) et des chemins virtuels (VP pour Virtual Path). Un VP est le regroupement de plusieurs VC qui MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

53 possèdent des caractéristiques communes. Une chaîne de télévision pourra correspondre à un VC et un bouquet de programmes à un VP. L'Ethernet : Dans la chaîne de distribution, l'atm peut être utilisé de bout en bout, mais la technologie Ethernet est aujourd'hui de plus en plus employée pour alimenter les DSLAM. La capacité maximum limitée à 622 Mb/s d'un DSLAM ATM comparativement à la taille importante des bouquets de télévisions à transmettre a sans doute favorisé la migration des équipements vers les technologies de type Gigabit Ethernet et 10 Gigabit Ethernet. Ethernet était à l origine une simple norme pour la transmission de données sur un réseau local (ou LAN Local Aera Network). Cette technologie est née en 1973, il y a plus de trente ans. La transmission des données est réalisée sous la forme de paquets (trames), dont la longueur, peut être variable (entre 64 et 1518 octets). Les débits possibles n ont cessé de croître au fil des années : depuis 10 Mb/s au milieu des années 1980 pour les premiers réseaux locaux puis 100 Mb/s quelques années plus tard, avant d'atteindre 1 Gb/s avec le début de ce siècle et 10 Gb/s aujourd hui. Quatre générations qui sont regroupées sous l'appellation IEEE Les topologies des réseaux Ethernet peuvent être diverses (bus linéaire, étoile ) sur des supports qui peuvent être tout aussi variés (câbles coaxiaux, fibre optique, ou paires de fils torsadés). Aujourd hui Ethernet est sorti du domaine des réseaux locaux et s implante largement dans le cadre des réseaux longues distances nationaux qui ont été déployés par les opérateurs pour mailler l ensemble du territoire français, d'abord avec le Gigabit Ethernet (à 1 Gb/s) puis ensuite avec le 10 Gigabits Ethernet (10 Gb/s). Il s introduit également dans les boucles au sein des grandes agglomérations (MAN Metropolitan Area Network). Le 10 Gigabits Ethernet a été normalisé en 2002 et défini à l'origine pour une utilisation sur la fibre optique. Il conserve le même format de trame Ethernet et est donc totalement compatible avec les autres versions d'ethernet, ce qui est aussi un avantage dans le cadre d'interconnexion entre un WAN et des réseaux locaux. SDH, ATM, Ethernet des technologies complémentaires ou concurrentes? La notion de «qualité de service» est aujourd'hui concevable avec Ethernet au travers des normes 802.1q et 802.1p. Huit classes de service ont été définies. Ethernet présente aussi MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

54 un avantage économique certain avec des coûts d'infrastructures inférieurs à ceux des technologies concurrentes. SDH est adapté pour la fibre optique et apporte notamment des fonctionnalités spécifiques notamment en terme de sécurisation des réseaux. Mais, c est aussi un standard intermédiaire qui, s'il est très fortement implanté, n'est pas pour autant obligatoire : aujourd'hui, il est tout à fait possible de réaliser le transport direct de cellules ATM, de trames Ethernet ou même de paquets IP sur de la fibre optique (exemple Cegetel). Pour Ethernet par exemple, c est d autant plus facile que le nouveau standard Ethernet (ou RPR Resilient Packet Ring) qui a été approuvé par l IEEE il y a un an, offre également, à l image du SDH, des dispositifs de sécurisation et de restauration rapide des liaisons rompues. Transfert de données sur fibre optique : utilisation directe de l'atm ou d'ethernet ou en liaison avec SDH. B.2.2- La distribution sur la boucle locale : Les DSLAM constituent le dernier maillon de la chaîne de distribution. Ils sont à la limite entre la boucle locale en paire torsadée cuivrée (zone d'application de la technologie ADSL) et le réseau de transport à haut débit en fibre optique de l'opérateur. C est en ces points que convergent toutes les lignes téléphoniques en cuivre des usagers. Ces équipements qui étaient conçus à l origine pour un seul service ont du être remplacés par des modèles plus MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

55 performants afin d assurer également la fourniture et la gestion de services de téléphonie sur IP et de télévision. ATM est encore très utilisé lorsque des nécessités de qualité de service s imposent. C est pour cette raison qu il est très présent au niveau de la boucle locale pour la liaison terminale entre le modem usager et le DSLAM. Dans ce cadre, l'atm présente de nombreux avantages et s adapte parfaitement aux offres triple play des opérateurs qui doivent aujourd hui pouvoir faire transiter sur le même support en cuivre torsadé des flux aux exigences radicalement différentes : pour les données (accès Internet, téléchargement de fichiers ) des flux sans contrainte temporelle importante mais qui ne supportent pas les pertes de données ; pour les services de télévision et de téléphonie, des flux qui, au contraire, tolèrent des pertes de données, avec des débits qui peuvent être importants, qui sont irréguliers et sensibles aux délais d acheminement (applications en temps réel). Avec ATM, et bien qu empruntant le même support (la ligne filaire de l abonné), chacun de ces flux peut emprunter un chemin virtuel (VC) séparé sur lequel il est facile, en fonction du type de données qui y transite, d appliquer des politiques de QoS différentes. L'opérateur Free par exemple utiliserait quatre canaux virtuels pour acheminer ses différents flux entre le DSLAM et le modem de l utilisateur (Freebox) : un premier pour la téléphonie, un second pour la télévision, le troisième pour le trafic Internet et un quatrième destiné à l acheminement des données de contrôle et de commande entre les équipements d extrémité. Plus en amont, au niveau du DSLAM, un ordre de priorité peut être établi pour l émission des différentes données : c est ainsi que on peut admettre que les données téléphoniques doivent être prioritaires (même si le débit est très faible, l oreille humaine est très sensible au jitter) par rapport au flux de la télévision, lui même devant être prioritaire par rapport au flux des données Internet. Ethernet pourrait dans un proche avenir investir aussi la boucle locale après l adoption l année dernière par l IEEE du standard 802.3ah également connu sous le nom d Ethernet «first mile». La totalité des programmes de télévision proposés par chaque opérateur doit être acheminée jusqu à l'ensemble des DSLAM. A partir de ce point, et pour chaque ligne téléphonique, il ne circule ensuite, du moins pour l'instant, qu un seul et unique programme, celui qui a été sélectionné par l'usager. Il n est pas question d acheminer l ensemble des programmes jusque chez l abonné comme c est le cas dans le cadre de la diffusion hertzienne ou satellite. Les débits ADSL sur la boucle locale sont bien insuffisants pour cela. C est le DSLAM qui, MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

56 délivre le flux demandé par le téléspectateur. Lorsque un téléspectateur souhaite changer de programme, l ordre émis par sa télécommande «remonte» jusqu au DSLAM (utilisation du protocole IGPM - pour Internet Group Management Protocol- par exemple mais d autre technologies sont possibles), qui après vérification des droits d accès auprès d un serveur spécifique, sélectionne le programme demandé et le redirige vers le décodeur de l utilisateur. A ce niveau, deux opérations sont réalisées. Les flux numériques audiovisuels, une fois extraits de leurs conteneurs de transport, sont appliqués aux circuits de traitement audio et vidéo et décompressés séparément (décompression MPEG-2 ou MPEG-4) puis il sont dirigés, sous forme analogique cette fois, via la prise péritel jusque vers le téléviseur. Les nouveaux décodeurs compatibles haute définition sont par contre équipés de connecteurs HDMI. Ils assureront une liaison, en numérique cette fois, avec les téléviseurs compatibles avec les formats haute définition (téléviseurs HD Ready ou Full HD). En résumé, pour l acheminement des programmes de télévision depuis la tête de réseau jusqu au téléspectateur final, ce sont finalement deux supports de transmission aux performances très opposées mais complémentaires qui sont utilisés : - pour la distribution primaire, la fibre optique qui autorise des débits de plusieurs dizaines de gigabits/s sur des centaines de kilomètres mais qui n est pas véritablement utilisable pour les liaisons terminales compte tenu de son coût (sauf peut être à l'avenir, sur les zones de forte urbanisation (FTTH). - pour la boucle locale : des fils torsadés en cuivre, aux caractéristiques très limitées en termes de débit et de distance, mais qui n induit pas de frais importants pour son implémentation, le réseau étant déjà déployé et toute façon peu onéreux à compléter. Au point de jonction de ces deux supports, le DSLAM. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

57 Ce schéma détaille l ensemble du dispositif du service de télévision tel qu il a été décrit dans les chapitres précédents. Les services téléphoniques traditionnels gérés par France Telecom n ont pas été représentés. Pour l accès à Internet, le BAS (Broadband Access Server) gère l authentification et l orientation des liaisons vers le fournisseur d accès à Internet (FAI) concerné. La connexion finale entre le modem et l ordinateur est réalisée selon le cas par une liaison filaire (USB, Ethernet), sans fils (Wifi) ou via les fils électriques (CPL). B.2.3- La VOD (Video on demand) A l'instar de ce qui a été développé sur Internet, certains opérateurs proposent également des services de VOD. Le principe de fonctionnement est le même et n'est possible que grâce aux possibilités de transferts bi-directionnels de la ligne ADSL, ce qui n est pas le cas pour les moyens de diffusion télévisuels traditionnels. La mise en place d'un service de VOD impose la mise en place d'une infrastructure particulière : serveurs vidéo, serveurs d'authentification des demandeurs... A l opposé du service de télévision où il est possible de dessiner une infrastructure centralisée avec une tête de réseau qui distribue la totalité des programmes et irrigue en multicast l ensemble des DSLAM du territoire, les services de vidéo à la demande, nécessitent de déporter les serveurs dans chacune des grandes agglomérations desservies. Avec la montée en charge de ce type de service, le volume global des données transmises peut devenir très vite MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

58 très important. A chaque requête d un abonné, il y a émission du flux correspondant à la vidéo sélectionnée (et adressée au seul demandeur) et cela autant de fois qu il y a de demande (à 1000 spectateurs correspondront 1000 flux avec pour chacun un débit de 3,5 ou 4 Mb/s environ). Ne pas confondre VOD et Pay per view : VOD (Video on demand) : choix du media dans un catalogue pouvant comporter un millier ou plus de titres, visualisation au moment de son choix (parfois à plusieurs reprises dans un laps de temps donné). Pay per view : paiement à la séance pour un media diffusé à un ou à des horaire(s) bien précis. Inconvénient : il y a un horaire à respecter. B.3- Les offres commerciales de télévision sur ADSL en avril 2006 : B.3.1- Les Offres : Aujourd hui, seuls quatre fournisseurs d'accès Internet disposent d une offre de télévision sur ADSL : France Telecom avec son offre baptisée MaLigne TV (en liaison avec sa filiale Wanadoo), Free avec son service Freebox TV, Neuf Telecom (qui a conservé cette appellation malgré le rapprochement l'été dernier entre Neuf Telecom et Cegetel et la création de la nouvelle entité NeufCegetel) et le dernier «en lice» Alice. La télévision par ADSL se positionnant comme un vecteur supplémentaire de diffusion, on y retrouve donc, en fonction des accords signés entre les opérateurs ADSL et les diffuseurs, des programmes également proposés par ailleurs par satellite ou sur le câble. Les contenus sont variables selon les offres mais comprennent généralement des chaînes françaises ou étrangères gratuites (c'est-à-dire incluses dans l abonnement au service de base) et des chaînes payantes (avec suivant les cas, des abonnements à l unité, par pack regroupant quelques programmes ou à un bouquet complet pour ce qui concerne Canal+, CanalSat ou TPS). Au total ce sont plus de 200 programmes qui peuvent être diffusés par chacun d entre eux 5. Faute d'accord, Free ne propose ni le bouquet de TPS ni les chaînes TF1 5 L'exemple de Free : 103 chaînes gratuites (dont 77 francophones), 79 chaînes en option (dont 42 francophones) auxquelles s'ajoutent les 99 chaînes de CanalSat (abonnement en sus) MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

59 et M6, mais il offre en revanche la totalité des 24 chaînes régionales de France 3 ainsi que de nombreux programmes locaux (TLM.). Un cinquième candidat, Club Internet, est dans les «starting blocks». Il présente aujourd'hui la singularité par rapport aux quatre autres opérateurs, de ne diffuser ses programmes de télévision que sur l'ordinateur, du streaming en somme avec une qualité qui n'est évidemment pas comparable à celle proposée par ses concurrents. Mais ce n'est qu'une étape. Suite à un partenariat avec Microsoft autour de sa plate-forme logicielle IPTV, l'opérateur devrait très prochainement présenter une véritable offre de télévision et de VOD sur ADSL. Deux opérateurs seulement disposent aujourd hui d un service de vidéo à la demande (VOD). La visualisation des documents est réalisée sur le téléviseur (par opposition aux offres de VOD proposées via Internet évoquées dans la première partie de ce document et qui ne sont visualisables que sur l'écran du micro-ordinateur). Il s'agit, d'une part de France Telecom, et d'autre part de Free en association avec CanalPlay, une filiale de Canal + qui propose également un service de VOD sur Internet. Dans les deux cas, le catalogue de films est assez complet avec des prix qui ne dépassent pas 5 euros pour les oeuvres les plus récentes. En sus de son offre de films (Cinéma à la carte), France Télécom propose également un service baptisée «télévision à la carte» qui permet de voir ou de revoir certaines émissions (documentaires, magazines, dernier JT de TF1...) qui ont déjà été diffusées à l'antenne. Les fonctionnalités et les modalités d'utilisation de ces services sont sensiblement identiques pour les deux opérateurs : commandes de type magnétoscope (avance arrière, avance rapide, pause mais pas enregistrer bien sûr), possibilité de revoir sans limitation le document loué pendant 24 heures... Pour Neuf TV, l'arrivée de la VOD serait prévue pour B.3.2- Boîtiers et infrastructure chez l'usager Afin de tirer pleinement partie des réseaux qu'ils mettent en place, les fournisseurs d'accès ont chacun développé leur propre terminal. Les noms de baptême choisis ne font guère preuve d originalité : FreeBox pour Free, LiveBox pour Wanadoo, NeufBox pour Neuf Telecom, Alicebox d Alice... MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

60 Deux politiques de commercialisation sont aujourd hui proposées : un terminal unique regroupant toutes les fonctions ou des éléments séparés : d'une part le modem pour la connexion ADSL et d'autre part le décodeur pour la réception de la télévision et la gestion de toutes les fonctionnalités audiovisuelles. La première, symbolisée par Free, était celle du «tout en un» : un prix unique (29,90 euros) et un terminal unique multi-service intégrant la totalité des fonctionnalités : accès Internet, téléphonie sur IP et télévision. Le boîtier dispose à cet effet de différents types de connecteurs : Ethernet ou USB pour la liaison avec le microordinateur, connecteur RJ11 pour le téléphone et prise péritel pour le téléviseur. La seconde, celle adoptée par France Telecom, Neuf Telecom ou Alice, est celle de la séparation des fonctions et des équipements. C'est aussi celle désormais qui est adoptée par Free avec la toute nouvelle Freebox qui vient d'être dévoilée récemment. Celle ci est décomposée en deux modules : un module réseau (Freebox V5) et un module multimédia Freebox HD. Le téléviseur et le micro-ordinateur peuvent être fort éloignés l'un de l'autre, parfois à deux étages différents. Pour s'affranchir des liaisons filaires Ethernet ou USB, les opérateurs proposent différents dispositifs informatiques complémentaires : liaison Wifi (liaison sans fils hertzienne, norme b ou /et g) pour relier l'ordinateur et le modem ADSL. Des interfaces spécifiques (carte émetteur / récepteur) doivent être bien sur intégrés sur les deux équipements. Ce dispositif est proposé par la majorité des opérateurs et permet des débits théoriques maximaux de 11 Mb/s (norme b) ou de 54 Mb/s (norme g) sur quelques dizaines de mètres en intérieur. A noter aussi sur la toute nouvelle version de la freebox, l'utilisation d'une liaison Wifi MIMO. Acronyme de Multiple In, Multiple Out, cette technologie répartit les données sur plusieurs canaux d 'émission (d'où les 3 antennes disposées à l'arrière de chacun des deux éléments) permettant d'atteindre un débit d'une centaine de Mb/s sur une portée de 300 mètres. liaison par courant porteur (CPL), c'est à dire en s'appuyant sur le réseau électrique pour assurer l'acheminement des données numériques d'une prise secteur à une autre. Deux interfaces spécifiques doivent être présents aux deux extrémités. Ces articles sot proposé par Wanadoo et Neuf Telecom (terminaux NetPlug Turbo 85 Mb/s de la société LEA pour ce dernier). MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

61 B.3.3- Les dernières innovations, venues ou annoncées a- Disque dur interne : Les premiers terminaux ADSL avec disque dur intégré viennent de voir le jour. Hormis l utilisation classique comme magnétoscope, l objectif peut être double : d une part en s appuyant sur les capacités du disque dur à lire et à enregistrer simultanément, de permettre au téléspectateur de visionner un programme télévisé avec un léger différé (timeshifting) tout en poursuivant l'enregistrement, d autre part de pouvoir télécharger la nuit ou pendant des périodes creuses des contenus audiovisuels et de les stocker sur le disque dur pour une visualisation ultérieure. Il ne s agirait plus à réellement parler de vidéo à la demande, mais de nearvod (vidéo presque à la demande). Ce type d'offre n'a pas encore été mis en oeuvre pour la télévision sur ADSL, mais dans une autre secteur, celui de la télévision par satellite, un service sensiblement identique est en cours de test sur un panel de 5000 téléspectateurs (service de pushvod de TPS avec envoi une nuit par semaine de 4 ou 5 films). Nul doute qu'il séduira prochainement également les opérateurs ADSL. Pour le moment, seul deux opérateurs proposent des décodeurs avec disque dur incorporé. Le premier, Ma LigneTV avec le Sagem IAD 5116 qui dispose d'une capacité de 80 Go, ce qui permet la sauvegarde de 40 heures de programmes. L'utilisation de cette fonctionnalité n'est pas gratuite et n'est possible qu'après abonnement au nouveau service «mon magnéto» (Prix 5 par mois). Ce décodeur intègre une interface de navigation pour la gestion des programmes qui ont été enregistrés. Le second, Free avec la toute nouvelle version de sa freebox HD, qui annonce la présence d'un disque dur de 40 Go mais ne dévoile pas encore les fonctionnalités associées. Autre fournisseur, autre philosophie avec Neuf Telecom qui devrait proposer très prochainement son nouveau service MP9 Premium. Cette fois l'enregistrement des programmes télévisés sera réalisé, non pas sur un disque dur intégré au décodeur mais sur celui du micro-ordinateur. La lecture pourra s'effectuer sur le téléviseur suivant un processus particulier (voir paragraphe suivant). Selon les premières informations, trois modes d'enregistrement seraient disponibles : programmation horaire, enregistrement direct et timeshifting. Les enregistrements seraient cryptés pour éviter des copies sur d'autres supports. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

62 b- Les boîtiers deviennent les «media centers» du foyer : Si les différents boîtiers présentent la caractéristique d'assurer simultanément le transit de données de nature différentes, il n'en reste pas moins que, jusqu'à alors, ces différentes données avaient vocation à rester cantonnées chacune dans leur univers respectif : les programmes de télévision vers le téléviseur, les données informatiques vers l'ordinateur. Les derniers développements présentés récemment par Free et par Neuf Telecom. modifient cet arrangement en introduisant des fonctionnalités interactives nouvelles de l'un vers l'autre et vice et versa. Les boîtiers des opérateurs deviennent les points de convergence de l'installation audiovisuelle et multimédia du foyer. La première fonctionnalité est sensiblement identique pour ces deux opérateurs. Elle est présentée sous l'appellation de Freeplayer pour Free, de MP9 pour Neuf Telecom et permet la sélection à distance puis le visionnement et l'écoute sur le téléviseur (ou la chaîne Hi fi) de tous les contenus multimédias, vidéos, photos, musiques (MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, DivX, MP3, JPEG, WAV, AVI...) contenus sur le disque dur de l'ordinateur. Cette opération s'effectue simplement par l'intermédiaire de la télécommande à infra rouge (avec contrôle des fonctions pause, saut...). Sur le plan technique, ces deux offres sont aussi assez semblables. Elles s'appuient sur le même logiciel de lecture, VLC, un produit OpenSource conçu à l'origine dans le cadre d'un projet VideoLAN ( par des étudiants de l'ecole Centrale de Paris (mais aujourd'hui plus de 20 pays participent à son développement). VLC est un logiciel de lecture multimédia, multi-plate-forme, libre et gratuit. Il supporte de nombreux formats (il intègre directement tous les codecs), et peut être utilisé comme serveur de streaming. Il a bien sûr été adapté pour réaliser les fonctions demandées dans ce cadre et doit être installé sur l'ordinateur de l'usager. Pour le média audiovisuel sélectionné à distance, il va réaliser un transcodage à la volée dans le format vidéo MPEG-2 TS. Ce flux est ensuite encapsulé (pour Free, encapsulage dans de l'udp avec ou sans RTP), transmis jusqu'au décodeur vidéo, puis décodé en analogique et affiché sur le téléviseur. Le dispositif complet (requêtes, pilotage, transmission du signal...) s'appuie sur les différents protocoles habituellement utilisés sur les réseaux informatiques sous IP. Le dispositif de Neuf utilise sensiblement le même scénario que Free, si ce n'est que dans ce cas, les flux en MPEG-2 TS doivent transiter par deux boîtiers, le modem Neuf Box puis le décodeur neuf TV avant d'être affichés sur le téléviseur. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

63 La seconde fonctionnalité est proposée uniquement par Free sous l'appellation «multiposte» et offre la possibilité de regarder un, voire deux programme(s) de télévision sur leur écran d'ordinateur, indépendamment de celui qui est diffusé sur le téléviseur. La possibilité d'enregistrer les programmes sur le disque dur n'est pas implémentée dans ce dispositif. Néanmoins plusieurs logiciels indépendant permettent cette fonctionnalité. Ils sont disponibles sur différentes sites Internet. c- la visiophonie Neuf Cegetel vient de lancer le premier service de visiophonie en plein écran sur le téléviseur. Ce service est accessible gratuitement à tous les abonnés de l'opérateur. Il leur suffit simplement de connecter une Webcam sur la prise USB de leur décodeur pour pouvoir voir leur correspondant. d- adaptateur TNT intégré Pour compléter l'offre en matière de programmes télévisés, les décodeurs proposés par Neuf Telecom, Alice, mais aussi France Telecom et Free avec leur nouvelle gamme de terminaux intègrent également un adaptateur permettant la réception des émissions émises par le réseau numérique terrestre (TNT), sous réserve bien sûr d'être situé dans une zone couverte par ce mode de diffusion et d'y avoir connecté une antenne. Dix huit chaînes gratuites sont ainsi disponibles, dont TF1 et M6 qui sont encore aujourd'hui généralement absentes des bouquets ADSL. e- l'arrivée de MPEG-4, de la haute définition L'année 2006 devrait voir se concrétiser deux innovations technologiques majeures dans le paysage audiovisuel. En premier lieu avec le début du déploiement chez les opérateurs ADSL des premiers décodeurs vidéo à la norme MPEG-4 (Maligne TV et Alice, le nouvel arrivant sur le marché de la télévision qui a directement adopté le format MPEG-4 «sans passer par la case» MPEG-2 comme ses concurrents). La nouvelle Freebox est également équipée nativement d'une puce de décodage MPEG-4. En second lieu, et d'une manière plus générale puisque cela ne concerne pas uniquement la télévision sur ADSL, l'arrivée des premiers programmes en haute définition. Ils MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64

64 seront disponibles sur ce canal dès qu'ils seront proposés par les diffuseurs traditionnels satellite. La nouvelle Freebox de l'opérateur Free qui vient dêtre dévoilée est compatible haute définition. De son côté, France Telecom vient d'annoncer qu'il proposera à partir du mois de juin 2006 sur Ma ligne TV le programme haute définition de TPS. Un décodeur spécifique compatible HD sera nécessaire. Les débits devraient être compris entre 8 et 12 Mb/s et seuls les abonnés les plus proches des centraux pourront en profiter. MSH Paris nord Plate-forme Arts, Sciences, Technologies Philippe GASSER Avril / 64