Эмулирование передачи медиа контента по технологии адаптивной потоковой передачи данных MPEG-DASH

 Как я уже говорил раньше, в  ближайшие несколько лет будет становиться популярной технология адаптивной потоковой передачи данных Dynamic Adaptive Streaming over HTTP, второе название которой MPEG-DASH.

MPEG-DASH

 Такие популярные медиа-серверы как Wowza Streaming Engine и Nimble Streamer уже поддерживают эту технологию. В свою очередь, для того чтобы эффективно использовать MPEG-DASH необходимо правильно выбирать и настраивать такие важные параметры как:

• битовые скорости потоков, которые будут кодироваться и передаваться клиентам;
• число потоков с разными битовыми скоростями;
• видеоплеер;
• размер буфера видеоплеера;
• размер кусочков (чанков), передаваемых потоков и пр.

 Выбор параметров будет зависеть от характеристик сетевых подключений и устройств просмотра видеопотоков клиентов (зрителей). Получается что для выбора оптимальных параметров для организации видеотрансляций по новой технологии необходимо обладать определенными знаниями, полученными в ходе тестирования или эмулировании передачи потоков.

 Наша команда уже давно занимается исследованием протоколов и технологий передачи потокового видео (ссылка на одну из наших статей на эту тему). Сейчас мы вплотную начали заниматься исследованием MPEG-DASH, о чем написали небольшую публикацию, текст которой представлен ниже. Данные тезисы доклада были опубликованы в сборнике тезисов конференции «Научно-образовательная информационная среда XXI века», 2015.

 Ниже я публикую данную статью, которую также можно скачать по следующей ссылке.  Авторы статьи: А. Л. Забровский, Е. А. Петров, Е. Л. Кузьмин, М. А. Фомичев, Н. С. Соколова.

Специализированный программно-аппаратный комплекс для эмулирования передачи медиа контента по технологии адаптивной потоковой передачи данных MPEG-DASH

 Технологии адаптивной потоковой передачи данных по протоколу HTTP начинают все чаще применяться в системах доставки мультимедийного контента. Преимущество использования протокола HTTP для передачи мультимедийного контента заключается в том, что для вещания потоков можно задействовать существующую инфраструктуру веб-серверов, которые включают в себя функции кэширования передаваемого контента. Технологии адаптивной потоковой передачи данных позволяют изменять битовую скорость потока и разрешение видео, отправляемого клиенту в реальном режиме времени, например, в зависимости от текущей скорости сетевого канала или загрузки процессора устройства клиента.

 Для осуществления адаптивной передачи потоков контент с разными битовыми скоростями и разрешениями, а следовательно и качеством должен быть заранее подготовлен и помещен на веб или медиа-сервер, в случае живой трансляции генерироваться сервером в режиме реального времени. Следует отметить, что решение о переключении потока осуществляется на стороне клиента плеером с помощью специальных алгоритмов адаптации и контроля. Такие известные компании, как Adobe, Microsoft и Apple разработали и используют свои собственные системы доставки контента по протоколу HTTP, которые известны как HTTP Dynamic Streaming, Smooth Streaming и HTTP Live Streaming соответственно.

 После публикации в 2012 году международного стандарта с идентификатором DASH ISO/IEC 23009-1:2012 активно начала развиваться технология Dynamic Adaptive Streaming over HTTP [1], которую еще называют MPEG-DASH. В 2013 году была принята вторая редакция этого стандарта, а в декабре 2014 года она стала общедоступной. Преимущество MPEG-DASH перед другими технологиями в первую очередь заключается в том, что подготовленный в одном формате контент можно воспроизводить на всевозможных устройствах, таких как планшеты, смартфоны, персональные компьютеры, подключенные к Интернету телевизоры. Предполагается, что в ближайшие несколько лет внедрение и использование протокола MPEG-DASH будет только расти. Сейчас наблюдается широкое внедрение этого стандарта в реальных системах Интернет видео вещания. Активно ведется разработка клиентских программных плееров, например, MPEG-DASH Player [2], Akamai player, которые предназначены для проигрывания MPEG-DASH контента. Появляются облачные сервисы для кодирования видеофайлов в формат MPEG-DASH, например, онлайн сервис Bitcodin, а также для доставки такого контента пользователям, к примеру, облачные Content Delivery Network.

 Активное развитие и внедрение описанных технологий создает потребность в квалифицированных специалистах, которые будут знакомы с новыми стандартами, смогут разбираться в существующих на сегодняшний день подходах и технологиях адаптивной потоковой передачи данных.

 В свою очередь, в данный момент авторами доклада ведется разработка специализированного программно-аппаратного комплекса для эмулирования передачи медиа контента по технологии адаптивной потоковой передачи данных MPEG-DASH, который в том числе может использоваться в образовательных целях.  

 С помощью данного решения будет возможно:

• эмулировать воздействие сетевых помех на передачу потоковых данных MPEG-DASH;
• наглядно знакомиться с принципами работы технологии MPEG-DASH;
• cсравнивать эффективность работы алгоритмов контроля и адаптации разных медиаплееров в условиях заданных сетевых топологий и характеристик;
• разрабатывать и тестировать новые алгоритмы контроля и адаптации для медиаплееров;
• автоматически проводить заранее спланированные серии экспериментов;
• сохранять результаты экспериментов в базе данных для их последующего анализа.

 Использование предлагаемого программно-аппаратного комплекса в образовательном процессе ВУЗа позволит познакомить студентов технических факультетов с новыми технологиями потоковой передачи данных, а также будет способствовать проведению актуальных и востребованных исследований международного уровня. 

***

 Кроме образовательных целей предлагаемое решение возможно будет использовать для создания и тестирования бизнес приложений и сервисов, связанных с передачей потоковых медиа данных. Более подробно о наших экспериментах и полученных результатах мы планируем написать в следующих научных статьях ссылки на которые я обязательно выложу в блоге.

Всего хорошего!

 Если у вас появились какие-то вопросы по медиа-серверам, пишите нам. Если вам нужно что-то настроить или получить консультацию по медиа серверам и системам, также можете обращаться ко мне и нашей команде. Разную полезную информацию на данную тему вы можете найти в нашем Справочнике по видеотрансляциям.

 Приглашаю всех подписаться на новости моей публичной страницы ВКонтакте, ее адрес http://vk.com/itmultimedia . Буду рад видеть Вас в своих подписчиках!