Multimédia és mobilitás kezelés a jövő internetében
Download
Report
Transcript Multimédia és mobilitás kezelés a jövő internetében
Multimédia és mobilitáskezelés a Jövő
Internetében
A Tudomány Hónapja, 2014. november 18.
Dr. Szabó Csaba Attila
BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
A Jövő Internettel szembeni hálózati
követelmények
Az egyre növekvő multimédia forgalom kezelése
Hálózati kapacitások
Quality of Service, Quality of Experience
Hozzáférés mindenhonnan, bármilyen készülékkel, elvárt
minőségben
Mobilitás tetszőleges hálózati technológiák és rendszerek között
Alkalmazkodás a felhasználói készülékek és elérhető hálózatok
képességeihez
Internet of Things
Vezeték nélküli szenzor hálózatok, crowdsensing megoldások,
önszerveződési elvek alkalmazása
2
JÖVŐ INTERNET KUTATÁSOK AZ ELMÉLETTŐL AZ
ALKALMAZÁSIG
Az “Új hálózati technológiák és protokollok”
alprojekt kutatási feladatai
A jövő Internetjének átviteli protokolljai
Megbízható és skálázható jövő Internet hálózati
kódolással
Önszerveződő hálózatok
Elosztott, dinamikus és proaktív mobilitás-kezeléssel
támogatott skálázható mobil architektúrák
Kognitív vezeték nélküli info-kommunikációs
technológiák
A médiatovábbítás új hálózati architektúrái és
módszerei
FIRST
3
Mobilitáskezelés: miért fontos ez?
Minden mozog
Ubiquitous communications: anytime
from anywhere
Mobil eszközök a felhasználóknál, az
okostelefonok terjedése
Új szolgáltatások, közösségi hálók és
médiamegosztó helyek
Mozgó hálózatok
Pl. szenzorhálózat járműveken
jármű-infrastruktúra kommunikáció
1
Mobilitáskezelés: módszerek (1)
Fő probléma IP-hálózatokban: az IP címzés kettős
funkciója (a végpont azonosítása és a végpont
helyének azonosítása)
Olyan azonosító kell, ami független a helytől, plusz
mobilitáskezelő módszerek és protokollok
Mikro-mobilitás (domainen
belüli) és
makro-mobilitás (domainek
közötti)
1
Mobilitáskezelés: módszerek (2)
Mobilitáskezelés a hálózati architektúra különböző
rétegeiben:
Hálózati réteg: Mobile IP (IPv4, IPv6)
3.5-edik réteg: Host Identity Protocol (HIP)
Transzportréteg: Stream Control Transmission Protocol
(SCTP)
Alkalmazási réteg: SIP – Session Initiation Protocol
Módszerek a hálózati mobilitás kezelésére: NEMO –
Network Mobility
Speciális feladat: „vertikális handover”
1
Mobilitáskezelés: eredmények a FIRST
projektben (1)
A szabványosítási szervezetek (3GPP, WiMAX Forum) által
definiált és a gyakorlatban megvalósított központosított
architektúrák alternatívájaként
vizsgáltuk a flat/ultra flat architektúrákat használó mobil
távközlési rendszerek evolúcióját
Megterveztünk és implementáltunk egy komplex,
INET/OMNeT++ alapú szimulációs keretrendszert, melyben
részletes teljesítményelemzésnek vetettük alá a MIPv6, MIPv6RO, MIPv6-ERO, FAMA, NEMO-BS, HIP, HIP-NEMO, és UFA-HIP
megoldásokat
A 3GPP architektúrába illesztettük az általunk javasolt UFA-HIP
alapú ultra flat megközelítést
Proaktív NEMO hálózatváltási technológiákat terveztünk és
vizsgáltunk analitikusan
1
Mobilitáskezelés: eredmények a FIRST
projektben (2)
Z. Faigl, L.Bokor, J.Pellikka, A.Gurtov: „Suitability analysis of existing and new authentication
methods for future 3GPP Evolved Packet Core.” COMPUTER NETWORKS 57:(17) pp. 3370-3388.
2013
Z. Faigl, J. Pellikka, L. Bokor, A.Gurtov: „Performance evaluation of current and emerging
authentication schemes for future 3GPP network architectures.” COMPUTER NETWORKS 60:
pp. 60-74. 2014
L. Bokor, Z. Faigl, S. Imre: „Survey and Evaluation of Advanced Mobility Management Schemes
in the Host Identity Layer” INTERNATIONAL JOURNAL OF WIRELESS NETWORKS AND
BROADBAND TECHNOLOGIES 3:(1) pp. 34-59. 2014.
L. Bokor, J. Kovács, Cs. A. Szabó: „A Home Agent Initiated Handover Solution for Fine-grained
Offloading in Future Mobile Internet Architectures: Survey and Experimental Evaluation”, INT.
JOURNAL OF AGENT TECHNOLOGIES AND SYSTEMS 6:(1) pp. 1-27. 2014
L. Bokor, G. Jeney, J. Kovács: „A Study on the Performance of an Advanced Framework for
Prediction-based NEMO Handovers in Multihomed Scenarios”, INFOCOMMUNICATIONS
JOURNAL VI:(3) pp. 16-27. 20
1
Multimédia kommunikáció a Jövő
Internetében
Merre tart a multimédia kommunikáció?
Klasszikus műsorszórás/terjesztés: áttértünk a digitális
televízió műsorszórásra
Elterjedt az IPTV
Utóbbi már IP felett, de még mindig dedikált hálózaton
Rohamosan terjed az internetes médiafogyasztás (és
előállítás: UGC – user generated content - felhasználói
tartalmak, social media, social TV)
Terjed a vezeték nélküli és mobil internetelérés
A digital switchover ezt tovább segíti (a felszabaduló
frekvenciák hasznosítása)
1
Televízió az interneten
Megjelent az internetes tévé, az OTT –over-the-top content
OTT?
Tévéműsorok és más multimédia tartalmak hozzáférhetővé tétele
a nyilvános interneten
Új szolgáltatási modell, egyelken vertikális szolgáltató helyett a
tartalomszolgáltató szerepe elválik a hálózati szolgáltatóétól
(utóbbi az ISP)
Újfajta fizetési modellek (ingyenes, pay-per-view, előfizetés)
Netflix: 50 millió felhasználó, most már számos európai
országban is
1
Magasabb fokon a minőség és a nézői
élmény
Nagyobb felbontás vagy 3D?
Egyelőre a nagyobb felbontás
UHD - 4k =(3840x2160 pixel) és 8k (7680x4320 pixel)
Miért nem 3D?
Kényelmetlenség (szemüveg)
Kevés tartalom érhető el
Kevés műfajhoz kell valóban 3D
A legfontosabb: nem nyújt igazi térélményt csak
mélységélményt
Mi lenne az igazi: free viewpoint video/TV!
1
Free Viewpoint Video/TV
= szabad nézőpontválasztás
A néző szabadon választhatja meg azt a pontot, ahonnan
a jelenetet nézni szeretné (és ezt bármikor módosíthatja)
Technológia az előállítási oldalon: sok kamera, egy
master által vezérelve
Kódolás, tömörítés, a vevőoldalon reprodukció speciális
megjelenítőn
Pl. MVC – multi-view video coding
Eddig elsősorban a gyártási oldalon alkalmazták
Az első teljes FVV TV kísérleti rendszer: Japán, 2010
Jelentős kihívások a hálózaton történő továbbításnál
1
FVV: eredmények a FIRST projektben
Free Viewpoint Video (FVV) továbbítása IP
hálózatokban
Eredmények:
1. FVV streaming architektúra kidolgozása
FVV szolgáltatás elemeinek és feladatainak
definiálása
2. Caching alapú energiahatékonyság-növelő
módszer
a cache optimális méretének meghatározása
caching által okozott késleltetés és az
energiafogyasztás egyensúlyban tartása
1
viewpoint requests
coding parameters
Viewpoint
synthesis
Decoder
Coder
Cache
Proxy
server
Media
server
Proxy
server
FVV: eredmények a FIRST projektben (2)
3. Elosztott nézőpont szintézis optimalizálása
Skálázhatósági problémák kezelése
Megfelelő FVV topológia kialakítás erőforrás-túlterhelés nélkül
4. Prediktív nézőpont-meghatározáson alapuló multicast FVV
streaming
Free Viewpoint Television szolgáltatás több száz felhasználó számára
FVV kamera előtöltést megvalósító új megoldás
join group
(if Threshold_1 reached)
leave group
(if Threshold_2 reached)
Predikció alkalmazása a nézőpontra
Client
section
5. FVV előállítás elemzése
Vi
Kameratávolság és csomagvesztés hatásának
vizsgálata
1
Threshold_2 (MC group leave)
Scene
Z
Virtual viewpoint
Threshold zone
Threshold_1 (MC group join)
Összefoglalás
A multimédia tartalom már ma is meghatározó forgalom az
interneten, a jövőben még inkább így lesz
2013: 4,1 milliárd mobil felhasználó, 2018: 4,9 milliárd lesz
2013: a forgalom 53%-a videó, 2018: 69% lesz! *)
Az eddigieknél hatékonyabb hálózati multimédia
kommunikáció, a mobilitás támogatása kulcskérdés
A FIRST projektben ehhez adtunk hozzájárulásokat
*) Cisco VNI Global Mobile Data Traffic Forecast, 2013–2018
1