Trabajo Final OBS + tráfico de trazas de video

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Enrique Benítez Franco
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1 OBS + tráfico de trazas de video Grupo de Redes, Sistemas y Servicios Telamáticos

2 Introducción Vídeo digital OBS + tráfico de trazas de video Tráfico de vídeo OBS Herramienta de simulación Simulaciones Resultados Conclusiones Líneas futuras 05 Julio 2007 Trabajo Final 2

3 Introducción Tráfico de vídeo : tráfico de protocolos de streaming Fuente de vídeo Servidor de Streaming Network Receptor Network Tráfico de vídeo depende de especiales características de vídeo codificado Tráfico de vídeo requiere ancho de banda grande => redes ópticas => OBS ( Optical Burst Switching ) 05 Julio 2007 Trabajo Final 3

especiales características de vídeo codificado Tráfico de vídeo requiere ancho de

4 Vídeo digital Sucesión de imágenes (frames) a velocidad constante (frame rate) PAL: 250Mbps => codificación con pérdidas Codificación vídeo CBR Ventajas: tasa constante => fácil dimensionamiento, menor complejidad hardware (buffers) Desventajas: frames de diferente calidad Codificación vídeo VBR Ventajas: frames misma calidad, multiplexación estadística Desventajas: tasa variable => dimensionamiento complejo, complejidad hardware Codecs: mismos principios codificación/compresión: transformadas DCT y Wavelength, vectores de movimiento, => generan tráfico muy similar. 05 Julio 2007 Trabajo Final 4

VBR Ventajas: frames misma calidad, multiplexación estadística Desventajas: tasa variable => dimensionamiento complejo, complejidad hardware Codecs:

5 Vídeo digital Estudiar estándar => MPEG MPEG 3 tipos frames: I, P, B GOPs PTS y DTS I B B P B B P B I GOP - Display Order (PTS) para decodificar este frame necesitas decodificar estos otros frames, primero I B B P B B P B B dirección de codificación P B B I I P B B P B B I B GOP - Stream Order (DTS) 05 Julio 2007 Trabajo Final 5

decodificar estos otros frames, primero I B B P B B P B B dirección de codificación P B B I

6 Vídeo digital En sistema de vídeo 2 medidas de calidad: Objetiva: errores de bits no recuperables Subjetiva: errores visuales Estándares de vídeo definen: flujo de datos entre codificador y decodificador formato de encapsulación Ventaja: continuos avances no generen incompatibilidades Desventaja: no se pueden hacer suposiciones sobre el funcionamiento del codificador/decodificador. Sin decodificador en concreto no se puede medir calidad subjetiva, ni corrección de errores,... => Calidad: frames con error o no decodificables 05 Julio 2007 Trabajo Final 6

incompatibilidades Desventaja: no se pueden hacer suposiciones sobre el funcionamiento del codificador/decodificador.

7 Herramienta de simulación Simulaciones más posibilidades y menos complejidad que entornos reales Simulaciones con modelo de tráfico o con trazas Vídeo codificado Fichero traza Seleccionar modelo Evaluación estadística Incorporar parámetros Incluir como fuente de vídeo en simulación 05 Julio 2007 Trabajo Final 7

codificado Fichero traza Seleccionar modelo Evaluación estadística Incorporar

8 Herramienta de simulación Simulador escogido: Omnet++ Desarrollar: Módulos necesarios para Omnet/INET: OBSInterface: nodo frontera (router), nodo intermedio (switch), modelador de pérdidas GenVideoTrace: sobre UDP, receptor guarda traza para postprocesado Herramientas para procesado 05 Julio 2007 Trabajo Final 8

intermedio (switch), modelador de pérdidas GenVideoTrace: sobre UDP, receptor

9 Simulaciones Mirar pérdidas de frames en una red OBS Modelar pérdidas OBS como pérdida de ráfagas, independientes => pérdidas con correlación? 05 Julio 2007 Trabajo Final 9

10 Simulaciones 1 único flujo de vídeo con 1 único formador => QoS 1 única lambda (camino) => más lambdas no añaden nada =?> pérdidas independientes + sólo medir pérdidas Traza: 3ª parte del Señor de los Anillos (190min) => sólo sirve hasta pérdidas 1e-3 Trazas consecutivas => cambian estadísticos? Modelos de tráfico Operar sobre triggers habituales por separado 05 Julio 2007 Trabajo Final 10

> pérdidas independientes + sólo medir pérdidas Traza: 3ª parte del Señor de los Anillos (190min)

11 Resultados Pérdidas de frames para trigger por número de paquetes 26 Pe=1e-1 3 Pe=1e Perdida de frames (%) Perdida de frames (%) Julio 2007 Trabajo Final 11

4 Perdida de frames (%) 20 18 16 Perdida de frames (%) 2.

12 Resultados Pérdidas de frames para trigger por número de paquetes 0.35 Pe=1e Pe=1e-1 Pe=1e-2 Pe=1e Perdida de frames (%) Perdida de frames (%) Julio 2007 Trabajo Final 12

13 Resultados Pérdidas totales para trigger por número de paquetes 60 Pe=1e-1 10 Pe=1e Perdida Total de frames (%) Perdida Total de frames (%) Julio 2007 Trabajo Final 13

de frames (%) 45 40 35 30 25 Perdida Total de frames

14 Resultados Pérdidas totales para trigger por número de paquetes Pe=1e Pe=1e-1 Pe=1e-2 Pe=1e Perdida Total de frames (%) Perdida Total de frames (%) Julio 2007 Trabajo Final 14

8 10 Perdida Total de frames (%) 0.7 0.6 0.5 0.

15 Resultados Media e intervalo de confianza para pérdidas por número de paquetes para pérdida de ráfagas de 0.1% Pe=1e-3 Pe=1e Perdida de frames (%) 0.1 Perdida Total de frames (%) Julio 2007 Trabajo Final 15

1% Pe=1e-3 Pe=1e-3 1 1 Perdida de frames (%) 0.

16 Resultados Pérdidas de frames y pérdidas totales para trigger por temporizador 100 Rastreo de tiempomax Pe=1e-1 Pe=1e-2 Pe=1e Rastreo de tiempomax Pe=1e-1 Pe=1e-2 Pe=1e Perdida de frames (%) 1 Perdida Total de frames (%) Tiempo Tiempo 05 Julio 2007 Trabajo Final 16

de frames (%) 1 Perdida Total de frames (%) 1 0.1 0.1 0.01 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.

17 Conclusiones Pérdidas totales de frames -> tamaño de la ráfaga -> triggers Pérdidas disminuyen al aumentar trigger => buena decisión aumentar valores de triggers Parte negativa: Aumento retardo <-> vídeo aplicación en tiempo real Aumento de la longitud del corte Triggers pequeños: muchos cortes pequeños Trigger grandes: pocos cortes grandes Si se necesita asegurar retardo => temporizador Si se necesita asegurar longitud de ráfaga => # paquetes Si no hay ningún requisito en general => # paquetes Todas las ráfagas misma longitud => penalización en frames por perderse una ráfaga siempre similar 05 Julio 2007 Trabajo Final 17

Trigger grandes: pocos cortes grandes Si se necesita asegurar retardo => temporizador Si se necesita asegurar longitud de ráfaga => # paquetes Si no hay

18 Líneas futuras Validación de DTS y PTS en recepción Pérdidas con correlación Trazas consecutivas Modelos de tráfico Más lambdas Varios flujos de video en mismo formador Varios formadores de ráfagas 05 Julio 2007 Trabajo Final 18

tráfico Más lambdas Varios flujos de video en mismo

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