Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP6

Najciekawszy artykuł

Źródło dofinansowania: FP6-IST

Najważniejsze wiadomości - Technologia P2P przychodzi na ratunek internetowym transmisjom wideo

Aplikacje typu peer-to-peer nierzadko miały złą opinię, ze względu na piractwo internetowe. Jednak ta sama technologia, która od wielu lat pomaga użytkownikom Internetu nielegalnie dzielić się muzyką, grami oraz filmami wideo, z pominięciem praw autorskich, być może w przyszłości będzie pomagać dostawcom treści ('content providers') przesyłać strumieniowane filmy wideo do milionów użytkowników jednocześnie, wykorzystując zaledwie ułamek przepustowości, której wymagają tradycyjne metody. Powyższa przemiana dokonuje się po części za sprawą finansowanych przez UE badań naukowych.
Najważniejsze wiadomości - Technologia P2P przychodzi na ratunek internetowym transmisjom wideo
Przesyłanie obrazów wideo stanowi najszybciej rozwijającą się gałąź Internetu. Nadawcy oferują za pośrednictwem sieci usługi w zakresie odtwarzania filmów na żądanie oraz strumieniowania na żywo, dostawcy usług internetowych wdrażają własne usługi telewizyjne, bazujące na protokole internetowym ('IP'), natomiast użytkownicy końcowi przesyłają i udostępniają ogromne ilości filmów, korzystając ze stron internetowych typu YouTube. Według niektórych szacunków do roku 2015 przez Internet każdej sekundy przesyłany będzie odpowiednik pięciu godzin oglądania filmów wideo, stanowiący ponad połowę całkowitego ruchu w tej sieci. Nawet jeśli uwzględni się wpływ nowych technologii, dzięki którym użytkownicy będą mieli dostęp do większych przepustowości za niższą cenę, jest to wciąż ogromna ilość danych, z którymi sieci będą musiały sobie poradzić.

"W myśl złotej zasady, którą należy zapamiętać, dowolnie duża przepustowość zostanie szybko zagospodarowana", twierdzi Jari Ahola, koordynator projektu w Technicznym Centrum Badawczym VTT ('VTT Technical Research Centre' w Finlandii). "Wraz ze wzrostem przepustowości wzrasta ilość sposobów jej wykorzystania: filmy wideo o wysokiej rozdzielczości są zaledwie jednym z przykładów".

Problem w dużej mierze związany jest z metodami stosowanymi w obrębie infrastruktury internetowej, które bazują na wysyłaniu danych z serwerów do klientów. Tak zwany model "unicast" dobrze się sprawdza w przypadku przeglądania stron internetowych lub przesyłania wiadomości e-mail, jednak nie jest wydajny w kontekście jednoczesnego strumieniowania filmów wideo, wymagających dużych przepustowości, do milionów użytkowników. Jeszcze większym problemem jest to, że filmy wideo muszą być przesyłane sekwencyjnie, podczas gdy inny rodzaj danych można dzielić na pakiety, które są transmitowane w praktycznie dowolnej kolejności.

Co jednak, gdyby udało się całkowicie ominąć serwery i przesyłać dane bezpośrednio pomiędzy użytkownikami? Powyższą funkcję realizują od dłuższego czasu sieci typu "peer-to-peer" (P2P). Chociaż sieci te zyskały złą sławę z powodu osób, które przy pomocy specjalnego oprogramowania dzielą między sobą pirackie treści, technologia P2P ma wiele legalnych zastosowań, które dostrzega nie tylko Jari Ahola i może potencjalnie uratować Internet przez zatorami powodowanymi przez transmisję plików wideo.

W ramach projektu P2P-Next (1) Jari Aloha był koordynatorem konsorcjum złożonego z 20 partnerów przemysłowych, dostawców treści medialnych oraz instytucji badawczych, którzy opracowywali innowacyjną platformę P2P o otwartym kodzie źródłowym, zwaną NextShare, służącą do dystrybuowania filmów wideo. Dzięki wsparciu finansowemu w kwocie 14 milionów euro, zapewnionemu przez Komisję Europejską, uczestnicy projektu P2P-Next zaprojektowali, zaimplementowali i przetestowali algorytmy oraz protokoły, które pozwalają strumieniować obrazy wideo w oparciu o architekturę P2P.

"Kluczową różnicą pomiędzy oprogramowaniem P2P, umożliwiającym współdzielenie plików, a przesyłaniem filmów wideo jest to, że filmów nie da się podzielić na pakiety, które wysyłane są w dowolnej kolejności - filmy trzeba transmitować w sposób sekwencyjny, utrzymując określony poziom jakości świadczonej usługi", tłumaczy Ahola.

Więcej niż BitTorrent

Uczestnicy projektu P2P-Next początkowo zastosowali w tworzonym przez siebie rozwiązaniu powszechnie wykorzystywany protokół BitTorrent, dostosowując go w taki sposób, by obsługiwał strumienie wideo różnego rodzaju, np. wideo na żądanie, transmisje na żywo z kamer internetowych oraz transmisję telewizyjną. W oparciu o powyższe badania zespół projektowy opracował następnie swój własny protokół o otwartym kodzie źródłowym, zwany Swift, który zaproponowano jako nowy standard współdzielenia filmów wideo w oparciu o technologie P2P.

By przetestować powyższe rozwiązanie uczestnicy projektu stworzyli wtyczkę instalowaną w przeglądarkach internetowych, o nazwie Swarmplayer, która umożliwia użytkownikom Internetu oglądanie filmów przy użyciu przeglądarki Firefox, przy czym każdy użytkownik pełni jednocześnie, w odniesieniu do innych użytkowników, rolę klienta i serwera We współpracy z jednym z partnerów projektu - firmą Pioneer Digital Design - naukowcy zaangażowani w inicjatywę P2P-Next stworzyli także dekoder telewizyjny, w celu zaprezentowania w jak prosty i niedrogi sposób opracowany przez nich system może być integrowany ze sprzętem elektronicznym powszechnego użytku.

"Opracowany przez nas dekoder telewizyjny jest niedrogim urządzeniem, które umożliwia użytkownikom pobieranie strumieni wideo z rozproszonej sieci P2P za pośrednictwem łącza Internetowego i wyświetlanie ich na ekranach telewizorów. Powyższy dekoder wyposażony jest ponadto w funkcje społecznościowe, dzięki czemu użytkownicy mogą na przykład podczas oglądania filmu wyświetlać informacje publikowane na jego temat w portalu Tweeter. Rozwiązania tego typu w przyszłości prawdopodobnie będą coraz bardziej popularne", tłumaczy koordynator projektu P2P-Next.

Naukowcy zweryfikowali przydatność opracowanego przez siebie rozwiązania podczas szeregu wdrożeń pilotażowych, z których największe miało miejsc na Uniwersytecie w Lancaster, w Wielkiej Brytanii, analizując nie tylko stopień wykorzystania pasma przesyłowego, ale także jakość i stabilność obrazu. Dekoder telewizyjny oraz technologię, na której jest oparty, zaprezentowano ponadto podczas szeregu konferencji i wydarzeń, w tym podczas IBC 2011 w Holandii, gdzie przy użyciu systemu przeprowadzono strumieniowanie nadawanego na żywo z Londynu programu BBC.

"Opinie użytkowników próbnej wersji systemu oraz wszystkich, którzy widzieli jak system działa, były bardzo pozytywne. Większość osób uważała, że jakość obrazu była co najmniej tak dobra, jak ma to miejsce w przypadku tradycyjnych transmisji wideo", twierdzi Ahola.

Co bardziej istotne, uczestnicy projektu odkryli, że zastosowanie technologii P2P pozwala zmniejszyć wykorzystanie łącza o co najmniej 65%, w porównaniu z podejściem typu unicast. Powyższa technologia jest ponadto mniej wymagająca, niż multicast, będący innym podejściem do przesyłania filmów wideo, w ramach którego jeden strumień danych przesyłany jest do wielu serwerów lokalnych, które z kolei przesyłają go dalej, do użytkowników końcowych. Większość stosowanych obecnie routerów IP nie obsługuje technologii multicast, a jej powszechne wdrożenie byłoby kosztowne.

"Operatorom sieci technologia P2P oferuje istotne korzyści, zarówno w zakresie stopnia wykorzystania łączy, jak i ponoszonych kosztów. Również dostawcy treści są zainteresowani powyższą technologią, postrzegając ją jako tańszą alternatywę dla używanych przez nich sieci dostarczania treści ('content delivery networks')", twierdzi koordynator projektu P2P-Next.

Przedsiębiorstwa pokroju BBC oraz IRT/EBU, które uczestniczyły w inicjatywie P2P-Next, być może stworzą własne systemy komercyjne, bazujące na technologii opracowanej w ramach projektu. Tymczasem wywodząca się z Politechniki w Delft holenderska firma informatyczna Bitnomica, również uczestnicząca w projekcie P2P-Next, rozpoczęła sprzedaż platformy opartej na protokole Swift.

Powyższa technologia jest dobrze dostosowana do środowisk dostarczania treści, w których jednokierunkowy model przesyłania danych wypierany jest przez niezależny od czasu i lokalizacji model zorientowany na użytkownika, spełniający ich wymagania w zakresie możliwości przeglądania, wytwarzania i współdzielenia treści w dowolnym miejscu, przy użyciu szerokiej gamy heterogenicznych urządzeń.

"Opracowując powyższe protokoły i algorytmy o otwartym kodzie źródłowym stworzyliśmy dla innych podmiotów podwaliny pod dalsze prace i budowanie własnych aplikacji. Nie zdziwiłbym się, gdyby w przyszłości strumieniowanie wideo za pośrednictwem sieci P2P stało się znacznie bardziej powszechne", tłumaczy Ahola.

Projekt P2P-Next uzyskał wsparcie finansowe w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR).

1 "Platforma dostarczania treści nowej generacji, bazująca na technologii peer-to-peer" ('Next generation peer-to-peer content delivery platform').

Użyteczne odnośniki:

- Strona internetowa projektu "Platforma dostarczania treści nowej generacji, bazująca na technologii peer-to-peer"
- Informacje na temat projektu P2P-Next w bazie danych CORDIS

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę