Video streaming optimization in ADSL architecture

Abstract

Com a evolução do mercado de banda larga e a diminuição dos serviços de telefonia tradicionais, os provedores de serviço de telefonia têm a necessidade de oferecer uma grande gama de serviços para se manter competitivo e obter novas fatias do mercado. Novos serviços de áudio e vídeo podem ser oferecidos como nunca antes. Com a junção de serviços de voz, dados e vídeo, serviços Triple Play (3P) são essenciais para que as operadoras e provedores de serviço mantenham sua base seus usuários atuais. O oferecimento de serviços IPTV usando conexões DSL é uma tecnologia emergente que traz novas oportunidades de negócios para os provedores de serviços. Tecnologias de banda larga como o ADSL2+ possuem taxas de dados que tornam possível combinar serviços de voz, vídeo e dados utilizando uma única linha telefônica. Levando em consideração essas melhorias tecnológicas, o padrão ADSL2+ consegue obter taxas de 24 Mbps na teoria, o que seria o suficiente para oferecer alguns canais SDTV (1.5~4 Mbps dependendo do codec utilizado) e HDTV (8~12 Mbps dependendo do codec utilizado) para o usuário residencial. Entretanto outros fatores como ruídos e a distancia entre o usuário e o provedor de serviços pode tornar esse cenário impraticável. Na maioria das vezes o provedor de serviços de vídeo codifica o sinal utilizando o MPEG-2 ou MPEG-4. Aplicações de vídeo em rede requerem transferência de dados ininterrupta, pois a perda de poucos pacotes pode resultar em uma grande perda de qualidade do vídeo. Perda de pacotes pode ser causada de duas maneiras distintas. Por ruídos, que podem ser encontrados em qualquer ambiente de transmissão e podem gerar um efeito indesejável, introduzindo mais erros que o esperado durante a transmissão, ou por estouro do buffer em diferentes elementos da rede. Além do mais, em determinados cenários, a influência do delay e do jitter pode ser crucial na entrega do vídeo para o usuário. Este trabalho aborda os problemas presentes na transmissão de vídeo numa infra-estrutura ADSL, ilustrando diferentes cenários, tais como ambientes com ruído, com tráfego concorrente e diferentes distancias entre o usuário e a provedora de serviço. Variáveis relacionadas à infra-estrutura ADSL, como, por exemplo, proteção a ruído e mecanismos de QoS são observados e ajustes são realizados na intenção de oferecer ao usuário final uma melhoria na qualidade do vídeo. Parâmetros relacionados as Camada 1, 2 e 3 e a nível de aplicação são estudados e analisados. Além disso, diferentes tipos de ruídos na transmissão, tal como REIN, serão inseridos no intuito de simular problemas existentes em um cenário real. Os resultados gerados pelos experimentos mostram que para diferentes tipos de problemas agregados a linha, existem muitos fatores, tais como INP, SNR, Interleaving Delay, que podem ser ajustados visando a melhoria da qualidade do vídeo. No final deste trabalho é apresentada uma configuração desejável para sistemas ADSL no processo de transmissão de vídeo visando minimizar os problemas existentes na linha