4. CARACTERÍSTICAS DE APLICAÇÃO DE
REDE MULTIMIDEA
• Alta taxa de bits (vídeo > áudio)
• Alta compactação de bits (áudio e vídeo)
• Redundância temporal (em vídeo)
• Múltiplas versões (áudio e vídeo)
5. PROPRIEDADES DO AÚDIO DIGITAL
• modulação por codificação de pulso (pulse code modulation
— PCM).
• Taxa de amostragem, definida em frequência
• Quantização - escala de representação da intensidade definida em bits
• Exemplo: O disco compacto de áudio (CD) usa PCM, com
taxa de amostragem de 44.100 amostras por segundo e 16
bits por amostra; isso dá um fluxo de 705,6 kbits/s para mono e
1,411 Mbits/s para estéreo.
• MPEG 1 layer 3, compactação do PCM estéreo para
aproximadamente 128 kbits/s
6. ÁUDIO E VÍDEO DE FLUXO CONTÍNUO
ARMAZENADOS
• Fluxo contínuo, vídeo ou áudio é executado ao mesmo
tempo que próximos quadros vão chegando pela rede, fluxo
contínuo (streaming)
• Interatividade, como a mídia é pré-gravada, o usuário pode
interromper, reposicionar para a frente, reposicionar para trás,
avançar rapidamente, e assim por diante, pelo conteúdo do
vídeo.
• Reprodução contínua, assim que se inicia a reprodução do
vídeo, ela deve prosseguir de acordo com a temporização
original da gravação. A rede deve ter o tempo de resposta
de acordo com a demanda da mídia.
7. VOZ E VÍDEO SOBRE IP INTERATIVOS
• Voz-sobre-IP (VoIP — Voice-Over-IP)
• Sensíveis ao atraso
• Tolerantes à perda
8. ÁUDIO E VÍDEO DE FLUXO CONTÍNUO
AO VIVO
• Semelhante a transmissão tradicional de rádio e TV porém o
meio de transmissão é internet
9. ÁUDIO E VÍDEO DE FLUXO CONTÍNUO
ARMAZENADOS
• Protocolos:
• UDP de fluxo contínuo
• HTTP de fluxo contínuo
• HTTP de fluxo contínuo
adaptativo
• Buffer de cliente
• Atenua efeitos de atraso
na execução da mídia no
cliente
10. UDP DE FLUXO CONTÍNUO
• o servidor encapsula os trechos de vídeo dentro de pacotes
de transporte projetados especialmente para transportar
áudio e vídeo, usando protocolo de aplicação o Real-Time
Transport Protocol (RTP) ou Real-Time Streaming Protocol
(RTSP)
• Desvantagens
• Como trabalham com taxas de transmissões fixas o cliente pode perder
partes significativas da mídia
• Exige um servidor de controle de mídia (RTSP)
• Muitas empresa restringem os pacotes UDB
11. HTTP DE FLUXO CONTÍNUO
• O vídeo é solicitado pelo protocolo
HTTP através de um GET numa URL, os
pacotes que vão chagando são
armazenados num buffer e a
execução inicia
• Desvantagens
• Os mecanismos de retransmissão
do TCP pode provocar atrasos na
reprodução
• Função de pausa é problemática
• Todos os clientes recebem a
mesma versão da mídia
• Vantagens
• Usa servidor Web comum
• Consegue passar pelo firewall das
empresas
12. FLUXO CONTÍNUO ADAPTATIVO E
DASH
• Fluxo Contínuo Adaptativo Dinamicamente sobre HTTP (DASH)
• Pelo DASH, o vídeo é codificado em muitas versões diferentes, cada
qual com uma taxa de bits e um diferente nível de qualidade.
• O cliente requisita dinamicamente, dessas diferentes versões, trechos de
alguns segundos de segmentos do vídeo.
• Quando a quantidade de largura de banda disponível é alta, o cliente
em geral seleciona trechos de uma versão que possui uma taxa alta; e
quando a largura de banda disponível é baixa, ele naturalmente
seleciona de uma versão cuja taxa é baixa. O cliente seleciona
diferentes trechos um de cada vez com mensagens de requisição HTTP
GET
• Vantagens
• Clientes podem adaptar a versão a largura de banda
13. REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE
CONTEÚDO - CDN
• Uma CDN gerencia servidores em múltiplas localidades
distribuídas geograficamente, armazena cópias dos vídeos (e
outros tipos de conteúdos da rede, incluindo documentos,
imagens e áudio) em seus servidores, e tenta direcionar cada
requisição do usuário para uma localidade CDN que
proporcionará a melhor experiência para o usuário.
• Estratégias de distribuição de um CDN
• Enter Deep – extremamente distribuída
• Brig home – concentrada em pontos chaves
• Inserido no DNS do CDN tem uma estratégia de seleção de
cluster que direciona o cliente para o melhor hospedeiro da
mídia
14. ESTUDO DE CASO NETFLIX
• Utiliza protocolo MPEG-DASH
• Utiliza CDN de terceiros, tem pouca infraestrutura própria
• Faz o processamento do vídeo antes de distribuir aos CDNs
• Matem a atualização do manifesto dos vídeo com a
localização da copias
15. ESTUDO DE CASO YOUTUBE
• Utiliza protocolo Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
• Todos os CDNs são próprios
• Faz o processamento do vídeo antes de distribuir aos CDNs
• Matem a atualização do manifesto dos vídeo com a
localização da copias
• Processa e disponibiliza diversas versões da mídia
16. VOICE-OVER-IP
• Utiliza preferencialmente protocolo
UDP para transmitir voz
• A eventual perda de pacotes pode
ser recuperada pelo mecanismo
de correção de erros de repasse
(forward error correction — FEC)
• Atraso fim a fim, o atraso de cada
pacote na rede pode variar
dificultando a reprodução no
tempo certo (variação de atraso)
• Atrasar a reprodução, técnica
empregada para reduzir efeito da
variação do atraso
17. RECUPERAÇÃO DE PERDA DE PACOTES -
FORWARD ERROR CORRECTION (FEC)
• A ideia básica da FEC é
adicionar informações
redundantes ao fluxo de
pacotes original. Ao custo de
aumentar marginalmente a
taxa de transmissão do áudio
de fluxo, a informação
redundante pode ser usada
para reconstruir aproximações
ou versões exatas de alguns
pacotes perdidos.
18. ESTUDO DE CASO: VOIP COM SKYPE
• Protocolo do Skype é proprietário, e todos os controles e
pacotes do Skype são criptografados
• O Skype padronizou o uso de UDP para o envio de pacotes
de áudio e vídeo. No entanto, os pacotes de controle são
enviados via TCP, e pacotes de mídia são também enviados
via TCP quando os firewalls bloqueiam fluxo contínuo de UDP
• O Skype usa FEC para recuperação de perdas de fluxo
contínuo tanto de voz quanto de vídeo
• Utiliza nó de repasse quando nó chamado e nó chamado
não estão visíveis pela rede (NAT)
19. PROTOCOLOS PARA APLICAÇÕES
INTERATIVAS EM TEMPO REAL
• Protocolo de tempo real (RTP)
• O RTP comumente roda sobre UDP. O lado remetente encapsula uma parte de mídia
dentro de um pacote RTP, em seguida encapsula o pacote em um segmento UDP, e
então passa o segmento para o IP. O lado receptor, faz o contrário
• O cabeçalho RTP defini a classe do conteúdo que varia de acordo com o formato
do áudio ou vídeo
• Protocolo de Inicialização de Sessão (Session Initiation Protocol — SIP)
• Implementa uma rede telefônica sobre uma rede IP.
• Provê mecanismos para estabelecer chamadas entre dois interlocutores por uma
rede IP.
• Permite que quem chama avise ao que é chamado que quer iniciar uma chamada.
• Permite que os participantes concordem com a codificação da mídia.
• E também permite que encerrem as chamadas
• Cada usuário recebe um endereço SIP no formato <usuário>@<ip>
20. SUPORTE DE REDE PARA MULTIMÍDIA
• Dimensionamento da rede
• Serviço diferenciado da rede por priorização dos pacotes
• Garantias de qualidade de serviço (QoS) por conexão
