Présenté par : AHMED Toufik CNRS-PRiSM Lab. Université de Versailles - France [email protected]

DVMA : Un Algorithme de Marquage pour les Flux MPEG4

dans un Réseau DiffServ Auteurs: Toufik AHMED, Guillaume BURIDANT, Ahmed MEHAOUA

Présenté par : AHMED ToufikAHMED Toufik

CNRS-PRiSM Lab. Université de Versailles - France

[email protected]

Résumé

Contexte et Motivations Architecture de MPEG-4 Contributions :

Transport de MPEG-4 sur RTP/IP DVMA : Algorithme de marquage de flux MPEG4

Evaluation de performance Conclusion

Contexte

Conditions pour une application multimédia dans les réseaux :

Besoin de QoS de bout en bout Optimisation des resources réseaux

Protocoles TCP/IP : RTP, RTCP, et RTSP Modèles de gestion de la QoS sur IP :

IntServ et DiffServ

Objectifs

Transport de flux vidéo MPEG 4 sur réseaux IP :

Profile d’encapsulation RTP (Couche Transport) Mécanisme de marquage DiffServ (Couche Réseau) Signalisation OSI MPEG-4 DMIF / IETF SIP

(Couche Session)

Interactive AudiovisualScene

Composition and Rendering

SL SLSL SL ...

PrimitiveAV Objects

SceneDescriptionInformation

ObjectDescriptor

...ISO/IEC 14496-2VisualISO/IEC 14496-3 Audio

Compression Layer

SL

Upchannel

Information

SL

...AU AU AU AU AU AUAU AU

Sync LayerISO/IEC 14496-1 Systems

ISO/IEC 14496-6 DMIFISO/IEC 14496-1 Systems

Delivery Layer

IP ATM ...

Architecture de MPEG-4

Transport de MPEG-4 sur IP Compression Layer

Elementary Stream

SL Layer SL Layer +RTP extension

Standart MPEG-4

Approche Alternative

Delivery Layer RTP P lug-inUDPIP

RTPUDPIP

Fragmentationrules

1 2 3

1 : Approach [8]2 : Approach [9]3 : Our Approach

RTP/UDP/IP

1-2

1 : Approche [ATT]2 : Approche [[INRIA/Microsoft]3 : Approche [NTT]4 : Notre approche

43

DVMA : Algorithme de marquage de

paquets vidéo sur DiffServ (audio & OD)

AudioAF1x

if stream is “audio stream” then (application of property 2)if coder rate is “low rate” then

DSCP=AF Low Drop Prec//example AF11

if coder rate is “medium rate” thenDSCP=AF Medium Drop Prec//example AF12

if coder rate is “high rate”then DSCP=AF High Drop Prec//example AF13

if stream is “objects descriptor, scene descriptor” (application of property 4 )

then DSCP = EF//descriptions streams are significant, no loss//it’s necessary that these streams will be available //as soon as possible in MPEG-4 player to interpret //correctly the scene

Policin

g

ODBIFS

EF /AF ?

DVMA : Algorithme de marquage de paquets vidéo sur DiffServ (Video)

VideoAF2x

if stream is “video stream” (application of property 3)

if “base layer video stream” (level 1 = mimimum QoS)then DSCP = AF low Drop Prec //example AF21

if “ enhanced layer video stream 1” (level 2 = medium QoS)then DSCP = AF Medium Drop Prec //example AF22

if “enhanced layer video stream 2” (level 3 = maximum QoS)then DSCP = AF Medium Drop Prec //example AF23

minQoS

medQoS

maxQoS

Policin

g

Performance Evaluation - Testbed -

Architecture des routeurs IP Diffserv

Queuing Discipline

Filter

Class

Queuingdiscipline

Class

Queuingdiscipline

Filter

FilterInput Output

Signalisation MPEG-4 DMIF

DMIF

DNI

MPE

G

- 4

Pum

p

D AI

RTP

DMIF

DNI

MPE

G

- 4

P lay

er

D AI

RTP

JMF Player

MPEG - 4 Server MPEG - 4 Client

JM F - based

DMIF - TO - DMIF Signal ing

IP - b ased Network

MPE

G-4

Mar

ker

Signalisation DMIF et QoS

Paramètres de QoS spécifiés par le propriétaire du service MPEG-7 peut être utilisé pour automatiser cette

fonction

Paramètres de QoS portés par les primitives DA_channelAdd() comme QoSDescriptor

Ports RTP/IP assignés à chaque flux (session) PHB assigné à chaque session.

the application initiates

the service DA_ServiceAttach

(IN: DMIF_URL,uuData)

DN_SessionSetup

(IN: nsId, CalledAddr,CallingAddr, CapDescr)

(OUT: rsp, CapDescr)

DN_ServiceAttach

(IN: nsId, serviceId,serviceName, ddData)

(OUT: rsp, ddData)

DA_ServiceAttach

(IN: ssId,serviceName,

uuData)

(OUT: rsp, uuData)(OUT: rsp, ssId,uuData)

determinewhether a

new networksession

is needed

attach to theservice

Connect to theapplication

runningthe service

the applicationrunning

the servicereplies

1

2

3

4

5

67

8

Application ApplicationDAIDAI DMIF Layer DMIF LayerDNI + Network + DNI

Local DMIF Terminal Remote DMIF Terminal

Signalisation DMIF phase 1:Initiation de la Session

Signalisation DMIF phase 2: Ajout de canaux

the applicationrequests

a new channel DA_ChannelAdd

(IN: ssId, loop ([qos],dir, [sAdd],[ rAdd],

uuData))

DN_TransMuxSetup

(IN: nsId, loop(TAT, qos,sAddr, rAddr, resources))

(OUT: loop(rsp, resources))

DN_DownstreamChannelAdd

(IN: nsId, serviceId, loop(CAT, [sAdd], [rAdd], [qos],

ddData))

(OUT: loop(rsp, TAT, ddData))

DA_ChannelAdd

(IN: ssId, loop (chId, [qos], dir, [sAdd], [rAdd], uuData))

(OUT: loop (rsp,uuData))

(OUT: loop (rsp,chId, uuData))

determinewhether a

new networkconnectionis needed

request the channel

Notify theapplication

runningthe service

the applicationrunning

the service replies

1

6

5

2

3

4

78

Application ApplicationDAIDAI DMIF Layer DMIF LayerDNI + Network + DNI

Local DMIF Terminal Remote DMIF Terminal

DA_UserCommand

(IN: ssId, uuData)9DN_UserCommand

(IN: nsId, serviceId, ddData)10DA_UserCommand

(IN: ssId, uuData)

12

[DN_DownstreamChannelAdd]

DA_Data

(IN: chId, streamData)

DA_Data

(IN: chId, streamData, errorFlag)

11

Codage vidéo MPEG-4 hiérarchique

Variation des pertes de paquets en fonction de la charge

Diffserv Best Effort

Pertes de paquets : Scénario IP Best Effort

Load 80 % Load 95 %

Perte de paquets : Scénario IP DiffServ

Load 80 % Load 95 %

Délai de bout en bout : Scénario IP best effort

Load 80 %

Load 95 %

Délai de bout en bout : Scénario IP DiffServ

Load 95 %Load 80 %

Conclusion Contributions :

Un algorithme de marquage de paquets vidéo MPEG-4 pour routeur IP DiffServ a été proposé et validé

Configuration de domaines DiffServ selon plusieurs PHBs.

Résultats des tests :Réduction de la perte des données sensibles Réduction du délai de bout en bout (~50%)

Travaux Futurs

Passerelles de signalisation DMIF-SIP pour des conférences multimédias :

Interconnexion DMIF2SIP Interconnexion Interworking Function

DVMA dynamique et adaptatif Utilisation de BB (bandwidth Broker / COPS

Server) et de surveillances d’évènements réseaux.