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Questa sezione è destinata a coloro che intendono approfondire dal punto di vista tecnico le caratteristiche prestazionali della piattaforma StreamerOne.

1- Utenti contemporanei e banda impiegata

2 - Confronto dell'efficienza di compressione tra la tecnologia Flash e quella utilizzata da StreamerOne

* * *
Utenti contemporanei e banda impiegata

Per qualsiasi piattaforma di distribuzione di streaming lineare i parametri da considerare sono i seguenti:

  • caratteristiche tecniche medie della rete IP nella quale si vuole distribuire il flusso
  • bitrate del flusso che si vuole distribuire
  • banda utilizzata dal server di streaming
  • numero di utenti connessi
  • qualità del flusso video

Per caratteristiche tecniche medie della rete IP si intende l'insieme dei parametri relativi alla capacità della rete internet di far circolare un flusso P2P in tempo utile per poter distribuire senza interruzioni un flusso continuo di dati.

Limitandosi alla banda larga l'offerta dei provider italiani è attualmente concentrata su connessioni asimmettriche (ADSL) in cui la velocità di upload è generalmente limitata a 256 Kbps mentre la velocità nominale di download può essere anche notevolmente superiore.

Per il P2P lineare è fondamentale la velocità media di upload degli utenti connessi istante per istante alla piattaforma che deve essere confrontata con il bitrate, ovvero con la qualità, dello stream che si intende distribuire.

Per qualità del flusso video si intende l'efficienza media con la quale ogni peer è in grado di ritrasmettere i pacchetti IP di stream ricevuti ed è espressa in %. Sperimentalmente si è visto che si hanno interruzioni del flusso video se questa scende al di sotto dell'85% continuativamente per una durata dell'ordine del minuto.

In base all'equazione di stabilità (*) che descrive qualsiasi modello di distribuzione di flusso all'interno di una rete IP si hanno sostanzialmente 2 casi:

  • il server o i cluster di server di streaming erogano un flusso dati che cresce linearmente con il numero di utenti connessi come ad esempio l'unicast (nel quale rientrano le recenti applicazioni Flash alla Ustream, Mogulus, ecc.) o Octoshape (**).
  • il server di streaming eroga un flusso dati che può essere regolato fino ad un massimo ed è INDIPENDENTEMENTE dal numero di utenti contemporanei connessi alla piattaforma.
    Trattasi di P2P puro.

Nell'unicast puro la sorgente di streaming eroga complessivamente un flusso pari al bitrate da distribuire per il numero di utenti che si vuole connettere.

Quindi se per esempio si volesse servire in unicast 1000 utenti con un flusso video di 280 Kbps è necessaro utilizzare una infrastruttura hardware adeguata a sostenere una banda impegnata dalla sorgente di streaming pari a 280 Mega bit al secondo!

Il modello tecnologico utilizzato da Octoshape si basa su un misto di unicast e P2P secondo cui, per poter far circolare un flusso superiore alla velocità media di upload degli utenti, ogni peer riceve parte del flusso da altri peer e parte dal server di streaming sorgente.

Anche per il P2P ibrido la capacità hardware del server di streaming e la banda impegnata necessaria crescono proporzionalmente al numero di utenti che si vuole servire (anche se in maniera inferiore all'unicast puro).

StreamerOne e tutti i P2P lineari di matrice cinese (SopCast, TVAnts, ecc.) appartengono alla seconda categoria per la quale l'hardware e la banda necessaria al server di streaming sono predefiniti ed indipendenti dal numero di utenti connessi.

Vediamo per esempio le prestazioni di StreamerOne in una situazione reale (evento del 6 giugno 2007 tra le 20.30 e le 22.30): per la stessa trasmissione si dava ai beta tester la possibilità di scegliere il bitrate maggiormente adatto alle caratteristiche della propria connessione ADSL.

I grafici a lato illustrano l'andamento del numero di utenti e della qualità della trasmissione per i flussi di 280 Kbps e 160 Kbps. Le caratteristiche e le risorse impegnate sono state le seguenti:

Trasmissione a 280 Kbps:

  • 384 x 288 pixel a 25 fps (PAL)
  • Qualità audio: FM
  • Server di streaming: PC Pentium 4; CPU 3,2 GHz; 1 GB RAM
  • Banda utilizzata dal server di streaming: 2,3 Mbps
  • Encoding interno

Trasmissione a 160 Kbps:

  • 384 x 288 pixel a 12,5 fps (PAL)
  • Qualità audio: FM
  • Server di streaming: PC Pentium 4; CPU 1,8 GHz; 512 MB RAM
  • Banda utilizzata dal server di streaming: 1,2 Mbps
  • Encoding esterno

 

Bitrate: 280 Kbps
(evento di interesse tra le 20.30 e le 22.30)


Bitrate: 160 Kbps
(evento di interesse tra le 20.30 e le 22.30)


Altri esempi di particolare interesse si possono vedere qui e qui.
I grafici sono stati ottenuti rispettivamente i giorni 8 e 14 di agosto 2007 relativamente ad eventi tra le 20.30 e le 24.00 utilizzando lo stesso hardware del caso precedente per la trasmissione a 160 Kbps.

Le osservazioni che emergono dall'analisi storica di andamenti come questi rivelano alcuni aspetti particolarmente interessanti:

  • Per StreamerOne il numero degli utenti connessi non influisce sulla complessità dell'infrastruttura tecnologica necessaria al servizio.
  • A differenza delle modalità di streaming unicast o ibride, il P2P puro di StreamerOne ha costi limitati, predefiniti e sostebili sia dall'utente consumer che quello small business. L'utente può gestire autonomamente e a costo costante un canale di streaming lineare attivo 7 x 24 indipendentemente dal numero di utenti che si collegheranno al canale.
  • Andando ad analizzare la localizzazione geografica degli indirizzi IP connessi a livello internazionale, in area occidentale (Europa e Americhe) esiste una percentuale ragguardevole di utenti, circa il 20%, che non possono usufruire di un flusso lineare P2P a 280 Kbps per le caratteristiche della propria ADSL (questa circostanza è indicativa dello stato reale della banda larga). Questi utenti hanno una ADSL che su un periodo di qualche ora riesce a garantire sia in upload che in download un flusso di non molto superiore a 160 Kbps.
  • Il flusso di 280 Kbps appare come attuale limite superiore alla distribuzione del P2P in area occidentale contrariamente a quanto accade in oriente dove la banda larga è in grado di supportare mediamente flussi P2P di almeno 360 Kbps.
  • Da prove effettuate in ambito strettamente italiano il flusso P2P che è possibile distribuire senza interruzione del flusso video è pari a 160 Kbps.

 


(*) L'equazione di stabilità stabilisce che in condizioni statiche di equilibrio e di erogazione regolare ed ottimo (assenza di ridondanza nel trasferimento dei pacchetti) del servizio all'interno di una rete IP, la banda impiegata dal server di streaming + la somma delle bande di upload dei peer = la somma delle bande di download dei peer. (**) In questo ambito non si può far rientrare piattaforme quali Joost e Babelgum in quanto dedicate alle applicazioni non lineari. Per quanto possano includere algoritmi P2P, per questioni di tipologia di business e banda distribuita sono più vicine ai costi infrastrutturali tipici dell'unicast alla YouTube.
 
StreamerOne - Per informazioni: info@streamerone.it - Tel. 06.591.591.5

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