Vidéo d’origine

10s

Fichier

M3U8

10s

10s

Figure 51: HLS: génération des fichiers de métadonnées

b.1 i n t r o d u c t i o n

Afin de pouvoir améliorer les méthodes de diffusion existantes ou en cours de développement, il convient de maîtriser au préalable la chaîne complète de distribution actuelle. Dans cette section, nous présenterons les contraintes des protocoles existants ainsi que les spé-cificités matérielles liées à la distribution de contenu multimédia en streaming.

b.2 f o n c t i o n n e m e n t d e s p r i n c i pau x p r o t o c o l e s d e s t r e a -m i n g

Comme indiqué à la section3.2, il existe plusieurs protocoles de strea-ming HTTP adaptatifs en cours de développement. Dans notre étude, nous chercherons à proposer une compatibilité native de notre solu-tion avec les deux principaux protocoles qui sont Apple HTTP Live Streaming et MPEG DASH. Pour comprendre leur fonctionnement, nous allons présenter succinctement le fonctionnement de HLS. Le graphique 51 présente la génération des fichiers rentrant en jeux au sein du protocole HLS à partir de la vidéo d’origine.

B.2 fonctionnement des principaux protocoles de streaming 169

importantes:

• Le découpage de la vidéo d’origine,

• l’encodage des vidéos en différentes modalités,

• la création des fichiers média permettant de définir la localisa-tion de chaque vidéo.

b.2.1 Le découpage du média source

Cette phase consiste à créer les segments de vidéo permettant un changement de qualité en cours de diffusion sans avoir à télécharger de nouveau toute la vidéo (cf. zone 1 dans la figure51). Le choix de la durée des segments est important, car une durée trop courte entraîne des rafraîchissements plus fréquents des fichiers d’index qui peuvent créer une surcharge importante du réseau. Des segments trop longs entraînent une prolongation de la latence inhérente au streaming et au démarrage de la diffusion. Pour toutes ces raisons, la durée priv-ilégiée par Apple HLS est de 10 secondes.

b.2.2 L’encodage des vidéos

Une fois les vidéos partitionnées en segments, il revient de préparer ces segments en différentes modalités d’encodage. Cette phase est représentée par la zone 2 au sein de la figure 51. Il revient donc au fournisseur de service de connaître au préalable les qualités corre-spondant aux attentes de ses utilisateurs. Il n’existe pas de consensus sur le nombre de modalités de qualité à proposer pour un même service. Celui-ci peut donc varier entre 2 et n ( avec n ∈N∗ − {2} ). b.2.3 Les fichiers média

La phase de création des fichiers média consiste à référencer la locali-sation de chaque segment créé à l’étape précédente. Envoyé au client en début de lecture du flux, il permet au lecteur d’aller télécharger la qualité de la vidéo compatible avec la bande passante disponible sur le réseau. En cas de changement de contexte d’utilisation (dégra-dation ou amélioration de la bande passante), le client changera de qualité en téléchargeant les vidéos compatibles avec le nouveau con-texte.

b.2.4 La compatibilité

La prise en compte de la QoE au sein des solutions de streaming adaptatifs doit permettre une intégration native aux principales so-lutions de streaming que sont HLS et DASH. Le fonctionnement de

Serveur Web λ _Box BTS WAN Opérateur Internet Navigateur

Réseau de distribution

{

{

Figure 52: Architecture physique d’une solution de streaming basée sur HTTP

DASH étant très proche de la solution décrite précédemment, nous nous concentrerons dans la suite de ce manuscrit à présenter une in-tégration au sein de HLS. Au sein du chapitre 7.5, nous évaluerons la compatibilité de notre approche avec le fonctionnement actuel du protocole HLS.

b.3 a r c h i t e c t u r e p h y s i q u e d u s t r e a m i n g a d a p tat i f

La distribution de contenu numérique via un système de streaming est présentée figure52. L’architecture de distribution est composée de quatre briques importantes:

• Un serveur web pour l’hébergement du contenu numérique, • le réseau WAN opérateur permettant d’acheminer le flux à travers

Internet,

• le réseau d’accès pour diffuser le flux jusqu’au logement de l’utilisateur,

• le réseau de domicile et le terminal du client qui se charge d’afficher le contenu.

b.3.1 Le serveur web

Toute l’intelligence des protocoles de streaming adaptatifs étant basée principalement au niveau du client, l’utilisation d’un serveur web « standard » convient parfaitement. Ceci signifie une parfaite compati-bilité avec tous les serveurs web du marché (Apache, nginx, lighttpd, IIS,...).

B.3 architecture physique du streaming adaptatif 171

b.3.2 Le réseau de distribution

Le réseau WAN étant géré par l’opérateur de réseau, il est difficile de pouvoir influer sur les événements pouvant apparaître à ce ni-veau. De plus, les clients n’étant pas tous chez le même opérateur et/ou dans le même pays, ceci implique des accords d’échanges en-tre pairs. Une première zone d’étranglement se situe donc à ce niveau (Cf. Ralentissements Youtube chez l’opérateur Free1

). Si l’utilisation d’un service devient trop importante vis-à-vis de l’accord d’échange entre pairs, le GIX (Global Internet Exchange) ne supportera pas l’augmentation de trafic et le débit disponible à son niveau sera par-tagé entre tous les utilisateurs de l’opérateur. Ceci pose principale-ment problème lors de l’utilisation de services numériques très con-sommateurs en bande passante tels que le streaming de multimédia. La figure53schématise ce problème.

b.3.3 Le réseau d’accès

Le second point critique sur une architecture opérateur se situe au niveau du réseau d’accès. Il existe plusieurs technologies utilisées à ce niveau (ADSL, SDLS, VDSL, fibre point à point et GPON). En fonc-tion de la technologie utilisée, le client final aura un débit plus ou moins important (allant de quelques kbit/s à plusieurs centaines de Mbit/s). Chaque technologie apporte plus ou moins de stabilité au débit fourni. L’activation sur paire de cuivres d’une ligne adjacente peut perturber le signal d’un client et réduire sa bande passante de manière ponctuelle ou définitive. Un lien fibre sur une architecture GPON sera quand à lui dépendant du nombre de clients connectés sur l’arbre de transmission.

b.3.4 Le réseau de domicile

Cette dernière partie du réseau comprend la distribution du signal au sein du foyer ainsi que le traitement pour l’affichage du contenu. Là aussi nous retrouvons différentes technologies tels que le câble RJ, le CPL, le WiFi, le Bluetooth, le Wizbee, l’infrarouge... Bien que le câble blindé permette une distribution sans trop de perte, les autres technologies notamment sans fil peuvent aisément être perturbées. b.3.5 Bilan des pré-requis

Après avoir listé le chemin emprunté par un service de streaming multimédia de son serveur de diffusion au client final, nous pouvons

1 http://www.lepoint.fr/chroniqueurs-du-point/guerric-poncet/

youtube-lent-chez-free-l-arcep-rappelle-qu-on-peut-changer-d-operateur-19-07-2013-1706555_ 506.php

GIX

SFR

Colt