Exposés des élèves du cours de
deuxième année de l'Ecole des Mines de Nancy RESEAUX
1996/1997
La compression vidéo MPEG, par GERBER
Jacques-Alexandre et GIGNOUX Sébastien
Applications : Technologie vidéo en
réseau
Les systèmes de transmission vidéo utilisés dans l'industrie audiovisuelle regroupent des moyens de vidéo production en réseau et des unités de production, des publicitaires et autres studios dans le monde entier. Aujourd'hui, ces systèmes transportent de la vidéo composite sous forme analogique ou digitale. Sur de courtes distances, elles se font par micro-ondes terrestres ou fibres optiques. Pour des transmissions trans-océaniques cela nécessite l'utilisation de satellites pour des coûts supérieurs à 1000$ de l'heure. La demande croissante pour la transmission vidéo, couplée à des contraintes de capacité et un taux d'expansion limité des services par satellite, augmenteront considérablement ces taux dans un futur proche.
La compression et la transmission vidéo de haute qualité fournis par MPEG-2 sur des réseaux ATM (Asynchronous Transfert Mode) conduisent naturellement à des applications pour l'industrie de radiodiffusion. Ces technologies marquent la transition des systèmes de transmission analogique d'aujourd'hui vers des infrastructures pour la vidéo en réseau tout numérique.
Avec ces technologies vidéo en réseau, de la vidéo de haute qualité peut être transmise à des taux inférieurs à 15 Mbit/s sur ATM. Une fibre optique ATM peut atteindre typiquement 155-4800 MBits/s. Cela ramène à 10-300 connections sur une seule fibre. Avec le multiplexage des fibres (on utilise differents canaux sur une même fibre avec plusieurs longueurs d'onde), jusqu'à 160-4800 connections peuvent être établies sur la même fibre. avec de telles densités de transmission, on peut s'attendre à ce que la plupart des transmissions à courte distance migrent vers le réseau ATM et utilisent la compression MPEG-2 pour des coûts significativement réduits et des capacités plus grandes dans un proche avenir.
Les transmission à longue distance bénéficie également d'ATM. La plupart d'entre elles ont de multiples destinations. Lorsque les signaux vidéo sont diffusés vers un nombre relativement réduit de destinations, les capacités d'ATM permettent d'optimiser la connexion sur le réseau. Selon la topologie du réseau, il est concevable que l'utilisation de la bande passante ne dépassera pas condidérablement celle d'une seul transmission et sera bien moins contraignante que des multiples connexions point à point comme on les utilise aujourd'hui.
Dans les systèmes actuels, le mélange complexe d'équipements de production analogique, d'équipements de transmission et de connexions par satellite n'est pas couvert par une infrastructure uniforme à cause de l'hétérogénéité des moyens et des services. Les réseau traditionnel de transport des données et de la voix ont fournis de tels moyens pendant des années. Le rapprochement entre une organisation de réseau maîtrisée et des technologies vidéo en réseau offrira le meilleur des deux mondes : des systèmes de vidéo en réseau organisés et intégrés pour la transmission vidéo.
ATM promet d'être l'un des développement les plus significatifs de l'histoire des télécomunications. Cet ensemble émergeant de standards et de technologies universels est unique en ce qu'il fournit un protocole unique de réseau pour une large gamme de services, des PCs aux réseaux globaux de télécomunication.
ATM peut délivrer de l'information à des débits variant du Mbits/s au GBits/s. Les réseaux ATM fournissent des solutions efficaces en terme de coût en réduisant la contrainte de bande passante et en maîtrisant son utilisation.
Bien que les standards fournissent un cadre pour la transmission vidéo sur des réseaux rapides, un système complet nécessite d'autres éléments comme un planning et une administration du système. Comme la vidéo en réseau devient plus courante, les ressources totales du réseau dédiées à des solutions vidéo en réseau avec une grande bande passante prendront une part significative du traffic sur le réseau. Les réseau ATM fournissent une bande passante à la demande et à la qualité nécessaire pour le service souhaité. De plus, les réseaux ATM permettent des connections vidéo dynamiques. Cependant, même sur des réseaux ATM, la bande passante utilisée par la vidéo MPEG-2 doit être exploitée avec attention.
Pour simplifier les opérations d'un système de transmission vidéo, le service peut être couvert par un contrôle central du réseau et un modèle organisationnel. Ce modèle fournit un centre unique d'administration pour toutes les ressources du réseau grâce à des planificateurs et des outils d'administration système.
Administration système
Un système de vidéo en réseau est une
ressource dont la défaillance peut signifier une perte
sensible de revenu pour les fournisseurs de service et
l'annulation d'activités majeures prévues à
l'avance. Ainsi, une administration centrale pour veiller au
maintient du système de vidéo en réseau
constitue une part essentielle d'une telle solution.
Le principe de fonctionnement d'une transmission vidéo en direct live bidirectionnelle est le suivant :
Dans le cas d'une transmission bidirectionnelle, le signal voyage aussi dans la direction opposée.
L'implémentation d'un système de vidéo en réseau basée sur les technologie ATM et MPEG-2 offriront de nombreuses autres applications. Par exemple, puisque MPEG-2 est un standard de vidéo numérique, les données sont traitées comme n'importe quel autre type de données informatiques pour l'enregistrement, l'archivage et la réutilisation. Ceci permet le stockage de matériaux MPEG-2 sur des serveurs vidéo de haute capacité pour être joués à la demande. Ces technologies sont également bien positionnées pour prendre pied dans des technologies émergentes comme les DVD (Digital Video Disk) et la HDTV.
références
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