Wykorzystanie usług ABR dla transmisji wideo w szerokopasmowej sieci lokalnej

• Autorzy: Łubkowski P.

Warianty tytułu

EN

Effective transfer of video with using abr service in a broadband local area network environment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawowe rodzaje usług w sieciach LAN, obejmujące transfer plików czy pocztę elektroniczną, realizowane są przy wykorzystaniu mechanizmu typu best-effort, umożliwiającego dynamiczny dostęp do przepustowości kosztem obniżenia jakości usług ze względu na ograniczoną przepływność informacyjną w medium transmisyjnym. Wprowadzenie usług multimedialnych, takich jak interaktywne usługi wideofoniczne, wiąże się z koniecznością wykorzystania klasy usług VBR (Variable Bit Rate) zdefiniowanych dla techniki ATM, charakteryzujących się zmienną prędkością transmisji komórek i wymagających określonych zasobów sieci na ich realizację. Zasoby te rezerwowane są przez użytkownika w trakcie zestawiania połączenia w formie kontraktu z siecią. Zatwierdzenie warunków kontraktu powoduje rezerwację określonych zasobów sieci niezależnie od tego, czy są one faktycznie wykorzystywane - prowadzi to do małej efektywności wykorzystania dostępnych zasobów sieci. Zastosowanie w sieciach LAN mechanizmu transmisji typu best-effort umożliwia wykorzystanie także innych klas usług, takich jak ABR (Available Bit Rate) czy UBR (Unspecified Bit Rate), które podlegają znacznej degradacji w przypadku realizacji wideopołączenia za pomocą usługi typu VBR. W celu zapewnienia sprawiedliwego dostępu do zasobów, przy zachowaniu określonego poziomu jakości realizacji usługi wideofonicznej, wymagane jest informowanie źródła aplikacji wideo o aktualnie dostępnych zasobach. Możliwość taką stwarza wykorzystanie klasy usług ABR, dla której źródło usługi zmienia szybkość transmisji zależnie od sytuacji panującej w sieci. Niezbędna jest równocześnie modyfikacja zachowania źródła aplikacji wideo, polegająca na zmianie szybkości generowania ramek wideo na podstawie informacji przekazywanych przez usługę ABR. Umożliwi to efektywne wykorzystanie udostępnionych zasobów sieci, nawet w przypadku znacznego jej obciążenia. W artykule przedstawiono mechanizm wykorzystania informacji o stanie sieci przekazywanych przez usługę ABR do modyfikacji parametrów źródła aplikacji wideo oraz jego implementację w środowisku badawczym. Zaprezentowano również wyniki uzyskane w eksperymentach realizowanych z wykorzystaniem programu symulacyjnego.

EN

Basic types of services in LAN networks include transfer of files as well as electronic mail, which are executed with the help of the "best-effort" mechanism providing dynamic access to the capacity at the expense of a decrease in service quality due to the limited flow of information in the transmission medium. Introducing multimedia services such as interactive video services requires application of Variable Bit Rate (VBR) class services defined for ATM technology which is characterized with a variable transmission speed of cells and necessary specific network resources for their implementation. The user reserves these resources during connection set up in form of a specific contract with the network. The approval of this contract conditions causes the reservation of specific network resources regardless of whether they are used, leading to low efficiency of exploitation of the available network resources. Using the "best-effort" transmission mechanism in LAN networks allows also for using other service classes, such as ABR (Available Bit Rate) or UBR (Unspecified Bit Rate) which undergo a considerable degeneration in the case of executing a video connection with the VBR service. It is required to inform the video application source of currently available resources to guarantee fair access to resourceswhile maintaining a specific level of quality of the video service execution. Such a possibility creates application of the ABR class service, for which the service source modifies the transmission speed depending on the situation in the network. Modifying the behaviour of video application is also essential, which consists in changing the speed of generating video frames based on the information transferred by the ABR service. This will allow for effective usage of the available network resources even in the cases of network considerable load. The paper presents the mechanism of using network status information transferred by the ABR service for modification of the video application source parameters as well as its implementation in a testing environment. The results obtained in experiments conducted with the use of a simulation program have been shown.

Słowa kluczowe

PL

multimedia; transmisja wideofoniczna; ABR; symulacja

EN

multimedia services; video transfer; ABR; simulation

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 55, nr sp.
• Strony: 203--219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Łubkowski P.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] A. Arulambalam, X. Chen, N. Ansari, Allocating Fair Rates for Available Bit Rate Service in ATM Networks, IEEE Communication, vol. 34, no. 11, 1996.
• [2] R. Bollow, Video Transmission Using the Available Bit Rate Service, Berlin University of Technology, Master's Thesis, http://citeseer.nj.nec.com/bollow97video.html, 1997.
• [3] S. Jacobs, Providing Video Services over Networks without Quality of Service Guarantees, Columbia University New York, Submitted to the World Wide Web Consortium Workshop on Real Time Multimedia and the Web, http://www.w3.org/AudioVideo/9610_Workshop, 1996.
• [4] S. Jacobs, Streaming Video Using Dynamic Rate Shaping and TCP Congestion Control, Journal of Visual Communication and Image Representation, 1998.
• [5] R. Jain, Congestion Control in Computer Networks: Issues and Trends, IEEE Network Magazine, 1990.
• [6] R. Jain, A. Durresi, G. Babic, Throughput Fairness Index: An Explanation, ATM Forum/99-0045, 1995.
• [7] R. Jain, B. Vandelore, A Definition of General Weighted Fairness and its Support in Explicit Rate Switch Algorithms, In Proceedings of IEEE ICNP, 1998.
• [8] S. Kalyanaraman, R. Jain, A Survey of the Use-It-Or-Lose-It Policies for the ABR Service in ATM Networks, Department of Computer and Information Science, http://www.cis.ohio-state.edu, 1997.
• [9] G. Karlsson, Asynchronous Transfer of Video, IEEE Communications Magazine, vol. 34, no. 8, 1996.
• [10] G. Karlsson, Video over ATM Networks, Performance Evaluation and Application of ATM Networks, Kluwer Academic Publications, 1997.
• [11] L. G. Roberts, Can ABR Service Replace VBR Service in ATM Networks, COMPCON'95 Conference, Pictaway, New Jersey, 1995.
• [12] C. Lai, Y. Lin, Interoperability of EFCI and ER Switches for ABR Services in ATM Networks, IEEE Network, 1998.
• [13] T. V. Lakshman, Transporting Compressed Video over ATM Networks with Explicit Rate Feedback Control, Proceedings of INFOCOMM, 1997.
• [14] E. Rosdiana, H. Azmoodeh, M. Ghanbari, Picture Quality Optimization in ABR Video Services, International Packet Video Workshop, Calgliari, 2000.
• [15] E. Rosdiana, M. Ghanbari, Subjective Determination of MCR in ABR Video, International Packet Video 99 Workshop, New York, USA, April 1999.