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Financé au titre de: FP6-IST

En vedette - Le P2P à la rescousse de la vidéo en ligne

Les programmes d'échange P2P ont souvent mauvaise réputation car ils sont associés au piratage. Mais le même principe grâce auquel les internautes partagent illégalement et depuis longtemps des musiques, des jeux et des vidéos, promet d'aider les fournisseurs de contenu à envoyer de la vidéo vers des millions de destinataires simultanément, en utilisant bien moins de bande passante que les méthodes classiques. La transition est soutenue par un projet financé par l'UE.
En vedette - Le P2P à la rescousse de la vidéo en ligne
La vidéo est le domaine d'Internet qui se développe le plus vite. Les télédiffuseurs proposent de la vidéo à la demande et en direct par le Web, les fournisseurs de services Internet proposent leurs propres services de TV sur IP, et les utilisateurs eux-mêmes partagent de plus en plus de vidéos via des sites comme YouTube. D'ici 2015, on estime qu'à chaque seconde Internet diffusera assez de vidéos pour occuper une personne pendant cinq ans, et que la vidéo représentera plus de la moitié du trafic mondial sur Internet. Et même si de nouvelles technologies apporteront à chaque utilisateur davantage de débit pour un coût inférieur, les réseaux devront se charger de transporter cette énorme quantité de données.

«La règle d'or est de se souvenir que toute bande passante proposée sera utilisée», rappelle Jari Ahola, coordinateur de projet au Centre de recherche technique VTT de Finlande. «Dès que la bande passante augmente, on trouve de nouvelle façons de la consommer: la vidéo haute définition en est une.»

Le problème tient en grande partie à l'infrastructure d'Internet, constituée de serveurs qui envoient les données à chaque client. Ce modèle «unicast» fonctionne bien pour consulter un site web ou transmettre un e-mail, mais pas du tout pour envoyer de grosses vidéos à des millions de destinataires en même temps. Plus gênant encore et contrairement aux autres données, la vidéo ne peut pas être découpée en petits morceaux qui seront envoyés et reçus dans n'importe quel ordre: le transfert doit se faire dans l'ordre de lecture.

Et si l'on éliminait les serveurs, laissant les données «sauter» d'un utilisateur à l'autre? C'est ce que font depuis longtemps les réseaux P2P (peer-to-peer). Bien que ces réseaux aient acquis leur (mauvaise) image par l'usage de programmes de partage de fichiers piratés, ils ont une large gamme d'utilisations parfaitement légales, et aussi, comme le souligne M. Ahola et d'autres, la capacité d'éviter à Internet d'être «bouché» par les vidéos.

Dans le cadre du projet P2P-Next (1), M. Ahola a coordonné un consortium de 20 entreprises, fournisseurs de contenus et instituts de recherche pour mettre au point NextShare, un système open source de livraison de vidéo par P2P. Avec un financement de 14 millions d'euros de la Commission européenne, l'équipe a conçu, mis en œuvre et testé des algorithmes et des protocoles afin d'utiliser une architecture P2P pour diffuser de la vidéo.

«La principale différence par rapport au partage de fichiers par P2P tient à ce qu'il est impossible de fragmenter les données en paquets qui seront envoyés dans n'importe quel ordre. Il faut les envoyer dans le bon ordre et maintenir une certaine qualité de service», explique M. Ahola.

Au-delà de BitTorrent

L'équipe de P2P-Next a d'abord basé son système sur le protocole BitTorrent, largement utilisé et éprouvé, afin de gérer des flux vidéo (à la demande, webcams en direct ou chaînes de TV). À partir de ces travaux, ils ont développé leur propre protocole open source (Swift) qui a été présenté comme nouvelle norme de partage vidéo par P2P.

Pour tester sa solution, l'équipe a réalisé Swarmplayer, un module pour navigateur web qui permet d'accéder à la vidéo en ligne via Firefox, chaque utilisateur étant à la fois un client et un serveur pour les autres (les «pairs»). En collaboration avec Pioneer Digital Design, un partenaire du projet, l'équipe a également conçu un boîtier décodeur pour montrer que le système s'intègre de manière simple et économique aux appareils d'électronique grand public.

«Le décodeur est un appareil bon marché qui utilise la connexion à Internet et par lequel la TV accède aux flux vidéos distribués par P2P. Il propose aussi des fonctions de réseau social permettant au spectateur de voir des tweets sur la vidéo qu'il regarde, ce qui devrait être de plus en plus utilisé», explique le coordinateur du projet.

Les chercheurs ont validé leur système lors de plusieurs tests, le plus important ayant eu lieu dans le cadre de l'université de Lancaster au Royaume-Uni pour étudier non seulement le gain en bande passante mais aussi la qualité et la stabilité de la vidéo. Ils ont aussi présenté leurs boîtiers décodeurs et le système sous-jacent lors de plusieurs conférences et événements, notamment l'IBC 2011 aux Pays-Bas, où ils ont diffusé une émission en direct de la BBC depuis Londres.

«Les retours des testeurs et de ceux qui ont vu le système en marche ont été très positifs, beaucoup ayant trouvé le résultat au moins aussi bon qu'un flux vidéo classique», souligne M. Ahola.

Mieux encore, l'équipe a constaté une réduction d'au moins 65% de la bande passante nécessaire, par rapport à une diffusion unicast. La méthode P2P est aussi moins exigeante que le multicast, qui consiste à envoyer un flux de données à de nombreux serveurs locaux, qui le retransmettent aux utilisateurs locaux. Actuellement, la plupart des routeurs IP ne gèrent pas le multicast aussi sa mise en œuvre à grande échelle serait très coûteuse.

«Le P2P apporte aux opérateurs réseau de grands avantages en termes de coût et de bande passante. Les fournisseurs de contenu sont intéressés par ce système, plus économique pour leurs réseaux», ajoute le coordinateur de P2P-Next.

Parmi ses partenaires, le projet P2P-Next comptait la BBC et IRT/EBU, qui pourraient chercher à réaliser des systèmes commerciaux à partir de ses travaux. De son côté, la société néerlandaise Bitnomica, émanation de l'université de technologie de Delft au Pays-Bas, autre partenaire du projet, a commencé à commercialiser un système P2P basé sur le protocole Swift.

Le système convient bien à un contexte où les gens veulent consulter, générer et partager des vidéos quand et où ils veulent, et sur n'importe quel type d'appareil, le vieux modèle de diffusion unidirectionnel étant remplacé par un modèle dépendant uniquement de l'utilisateur.

«En développant ces protocoles et algorithmes open source, nous avons posé les bases pour que d'autres suivent et conçoivent leurs propres applications. Je ne serais pas surpris que la diffusion de vidéo par P2P devienne bien plus répandue», conclut M. Ahola.

Le projet P2P-Next a été financé au titre du septième programme-cadre (7e PC) de l'Union européenne.

1 Next generation peer-to-peer content delivery platform.

Liens utiles:

- Site web du projet «Next generation peer-to-peer content delivery platform»
- Fiche d'information du projet P2P-Next sur CORDIS

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