Transmisión de video utilizando TCP junto a SVC

Abstract

Es notable como hoy en día, el contenido visual multimedia, mejora su calidad a pasos agigantados y al mismo tiempo aumenta su impacto sobre el espacio que ocupa en la red. Por tanto es absolutamente necesario que las tecnologías y protocolos de red se adapten de tal manera de permitir que los usuarios sigan disfrutando de una experiencia visual fluida y de mejor calidad. El Transmission Control Protocol (TCP), usado hoy en día para transmitir paquetes a través de la red, es más bien genérico y no se adapta a situaciones particulares como la transmisión de video. Es por esto que surge la necesidad de crear un protocolo de tal manera de hacerlo más óptimo en estas situaciones. En este contexto, se experimenta con un algoritmo de TCP nuevo que busca generar una mejor y más estable calidad de imagen a lo largo del tiempo sin congestionar más la red. Esto pues el tamaño de la ventana de congestión del protocolo TCP normal es muy volátil a lo largo del tiempo. Por otra parte, existen distintas tecnologías de compresión de video que podrían verse beneficiadas por un protocolo TCP más óptimo. Una de estas es Scalable Video Coding (SVC), la cual tiene la capacidad de codificar varias calidades de un video en un mismo bitstream. De este se puede derivar un trozo más pequeño omitiendo secciones para así reducir el ancho de banda necesario para que el video sea transmitido de manera fluida. Este bitstream puede quedar tan pequeño como se necesite para mantener una reproducción de video constante a costa de perder fidelidad visual. Este tipo de compresión beneficia a transmisiones que buscan mantener una perfecta fluidez, como por ejemplo el servicio de streaming que ofrecen plataformas como Twitch y YouTube. Se utilizó un algoritmo de deadline en Matrix Laboratory (MATLAB) que simula una transmisión con SVC, el cual genera un valor de tiempo máximo de llegada para cada frame del video. A este se le adjuntó el nuevo protocolo TCP para transmitir un archivo de video de resolución (352×288) de 150 frames de largo que muestra objetos en movimiento. Las comparaciones de este nuevo protocolo con el tradicional muestran como el nuevo algoritmo es justo y no sobre congestiona la red. Además se observa mayor estabilidad sobre el algoritmo de deadline y tiempos de llegada mas cortos cuando la conexión sufre muchas pérdidas. Tanto el PSNR promedio como de cada frame del video, para distintos escenarios, resultó siempre ser mayor o igual cuando se utiliza el nuevo protocolo respecto del tradicional. Se concluyó que en condiciones normales la diferencia en calidad que observará el usuario no es siempre perceptible, pero sí se disminuye la frecuencia de los artefactos cuando existen grandes pérdidas de paquetes o alta latencia.