To P2P θα βοηθήσει την παροχή βίντεο μέσω internet

Οι εφαρμογές P2P (peer-to-peer) έχουν κακή φήμη λόγω της πειρατείας στο διαδίκτυο. Αλλά η ίδια τεχνολογία που έχει για πολύ καιρό "βοηθήσει" χρήστες του διαδικτύου να μοιράζονται παράνομα προστατευμένο ... υλικό έρχεται τώρα να βοηθήσει παροχείς περιεχομένου βίντεο και streaming να διαθέσουν το περιεχόμενό τους σε εκατομμύρια θεατές χρησιμοποιώντας μέρος του bandwidth των "παραδοσιακών" μεθόδων. Η μετάβαση αυτή γίνεται με βοήθεια έρευνας, χρηματοδοτούμενης από την ΕΕ.

Η παροχή βίντεο είναι ο ταχύτερα αναπτυσσόμενος τομέας του διαδικτύου. Ο ραδιοτηλεοπτικοί φορείς προσφέρουν βίντεο κατ' απαίτηση (video on demand) και ροές περιεχομένου σε πραγματικό χρόνο (live streaming) μέσω διαδικτύου, οι παροχείς υπηρεσιών διαδικτύου έχουν αναπτύξει τις δικές τους υπηρεσίες διαδικτυακής τηλεόρασης (IP-TV) και οι ίδιοι χρήστες του διαδικτύου στέλνουν και μοιράζονται όλο και μεγαλύτερο αριθμό βίντεο σε ιστοσελίδες όπως το YouTube. Σύμφωνα με εκτιμήσεις μέχρι το 2015, βίντεο που θα ισοδυναμούν σε χρόνο θέασης πέντε ετών θα μοιράζονται στο διαδίκτυο κάθε δευτερόλεπτο, αντιπροσωπεύοντας περισσότερη από την μισή συνολική κίνηση στο διαδίκτυο. Ακόμα και με τις νέες τεχνολογίες που παρέχουν μεγαλύτερο εύρος ζώνης (bandwidth) στους τελικούς χρήστες με χαμηλότερο κόστος, είναι τεράστιος όγκος δεδομένων που πρέπει με κάποιο τρόπο να χειριστεί.

"Ο χρυσός κανόνας είναι να θυμόμαστε ότι όλο το διαθέσιμο bandwidth θα πρέπει να καταναλώνεται. Όσο αυξάνεται το bandwidth, τόσο οι τρόποι για την "κατανάλωσή" του αυξάνονται. Τα βίντεο υψηλής ανάλυσης είναι ένα τέτοιο παράδειγμα", λέει ο Jari Ahola, συντονιστής έργου του φινλανδικού τεχνολογικού ερευνητικού κέντρου VTT.

Το πρόβλημα, σε μεγάλο βαθμό, οφείλεται στον τρόπο με τον οποίο έχει σχεδιαστεί η υποδομή του διαδικτύου. Βασίζεται σε servers που στέλνουν δεδομένα σε κάθε "πελάτη" (client). Αυτό το μοντέλο, που ονομάζεται unicast, λειτουργεί επαρκώς για την προβολή κάποιας ιστοσελίδας ή τη μεταφορά ενός e-mail, αλλά δεν είναι αποτελεσματικό για διανομή βίντεο σε εκατομμύρια ατόμων ταυτόχρονα. Ακόμα πιο προβληματικό είναι το γεγονός ότι, σε αντίθεση με άλλους τύπους δεδομένων που έχουν τη δυνατότητα να "διασπαστούν" σε πακέτα και να μεταδοθούν με οποιαδήποτε σειρά, τα βίντεο πρέπει να μεταδίδονται διαδοχικά για να είναι δυνατή η παρακολούθησή τους.

Αν τα δεδομένα όμως μπορούσαν να παρακάμψουν εντελώς τους servers, πηγαίνοντας από τον ένα χρήστη στον άλλο; Αυτό στην ουσία έχουν επιτύχει εδώ και καιρό τα δίκτυα P2P. Αν και έγινε διάσημο από άτομα που το χρησιμοποιούν για τον διαμοιρασμό "πειρατικού" περιεχομένου, η τεχνολογία Ρ2Ρ έχει και ένα ευρύ φάσμα νόμιμων χρήσεων με κύρια, κατά την άποψη του κου Ahola και άλλων, την εξάλειψη της "κυκλοφοριακής συμφόρησης" που προκαλείται στο διαδίκτυο από τα βίντεο.

Εργαζόμενος στο έργο P2P-Next, ο κος Ahola συντόνισε μια κοινοπραξία 20 βιομηχανιών/κατασκευαστών, παροχέων περιεχομένου και ερευνητικών ιδρυμάτων για την ανάπτυξη μιας καινοτόμου ανοιχτού κώδικα πλατφόρμας Ρ2Ρ για την διανομή βίντεο που ονομάζεται NextShare. Υποστηριζόμενη με €14 εκατομμύρια χρηματοδότησης από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, η ομάδα σχεδίασε, υλοποίησε και δοκίμασε με επιτυχία αλγόριθμους και πρωτόκολλα χρήσης του Ρ2Ρ για την μετάδοση βίντεο.

Πέρα από το BitTorrent

Αρχικά η ομάδα του P2P-Next βασίστηκε στο ευρέως χρησιμοποιούμενο και αποδεδειγμένα λειτουργικό πρωτόκολλο BitTorrent, παραμετροποιημένο για να μπορεί να διαχειριστεί βίντεο stream, είτε αυτά είναι video on demand, ζωντανή μετάδοση από κάμερες web ή τηλεοπτικά κανάλια. Στη συνέχεια η ομάδα, βασιζόμενη στα αποτελέσματα με τη χρήση του BitTorent, ανέπτυξε το δικό της πρωτόκολλο, που είναι ανοιχτού κώδικα, με την ονομασία Swift, το οποίο παρουσιάστηκε ως το νέο πρότυπο διαμοιρασμού βίντεο μέσω Ρ2Ρ.

Για να δοκιμάσει την τεχνολογία της, η ομάδα κατασκεύασε ένα πρόσθεστο για τον Firefox, ονομαζόμενο Swarmplayer, επιτρέποντας στους χρήστες του διαδικτύου να έχουν πρόσβαση σε βίντεο μέσω του προγράμματος περιήγησης, όπου ο κάθε χρήστης ενεργεί και ως server και ως client για τους υπόλοιπους χρήστες. Σε συνεργασία με την Pioneer Digital Desing, η οποία συμμετέχει στο έργο του P2P-Next, κατασκεύασαν επίσης και έναν "αποκωδικοποιητή" (set-top box) για να δείξουν πόσο απλά και οικονομικά η τεχνολογία αυτή μπορεί να ενσωματωθεί στις καταναλωτικές ηλεκτρονικές συσκευές.

"Το set-top box είναι μια χαμηλού κόστους συσκευή που δίνει στους χρήστες πρόσβαση σε video streaming στην τηλεόραση τους μέσω της σύνδεσης τους στο διαδίκτυο. Επίσης, έχει χαρακτηριστικά κοινωνικής δικτύωσης, έτσι ώστε για παράδειγμα οι χρήστες να μπορούν να δουν στο Twitter σχόλια για αυτό που βλέπουν, την ώρα που το βλέπουν. Κάτι που είναι πιθανό να γίνει περισσότερο δημοφιλές στο μέλλον", εξηγεί ο κος Ahola.

Οι ερευνητές υπέβαλαν το σύστημα τους σε αρκετές δοκιμές, με τη μεγαλύτερη από αυτές να διεξάγεται στο Πανεπιστήμιο του Lancaster, εξετάζοντας όχι μόνο την εξοικονόμηση bandwidth σε σχέση με τις άλλες τεχνολογίες, και την ποιότητα και την σταθερότητα του βίντεο. Παρουσίασαν, επίσης, το set-top box και την τεχνολογία στην οποία βασίζεται σε διάφορα συνέδρια και εκδηλώσεις, συμπεριλαμβανόμενης και της IBC 2011 στην Ολλανδία, όπου και μεταδόθηκε σε ζωντανά πρόγραμμα από το BBC.

"Τα σχόλια από τους χρήστες που έκαναν τις δοκιμές αλλά και από αυτούς που το είδαν να λειτουργεί ήταν θετικά και οι περισσότεροι θεωρούν είναι τόσο καλή όσο και η "παραδοσιακή" ροή βίντεο", λέει ο κος Ahola.

Σημαντική είναι η διαπίστωση της ομάδας πως η μέθοδος Ρ2Ρ μειώνει τις απαιτήσεις του bandwidth τουλάχιστον κατά 65% σε σύγκριση με τη μέθοδο unicast. Είναι επίσης λιγότερο απαιτητική και από το multicasting, μια άλλη προσέγγιση για τη διανομή περιεχομένου κατά την οποία ένα βίντεο "διανέμεται" σε πολλούς τοπικούς servers και στη συνέχεια "εκπέμπεται" στους χρήστες. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται σήμερα δεν υποστηρίζουν multicasting και η ευρεία εφαρμογή του θα ήταν δαπανηρή.

"Για τους λειτουργούς των δικτύων, το Ρ2Ρ προσφέρει ένα μεγάλο πλεονέκτημα όσον αφορά τις απαιτήσεις εύρους ζώνης και κόστους. Οι παροχείς περιεχομένου, επίσης, ενδιαφέρονται για την τεχνολογία αυτή ως μια χαμηλού κόστους εναλλακτική λύση για δίκτυα διανομής του περιεχομένου τους", επισημαίνει ο κος Ahola.

Παροχείς όπως τα BBC και IRT/EBU, είναι συνεργάτες στην πρωτοβουλία του P2P-Next και μάλλον θα ενδιαφερθούν να αναπτύξουν εμπορικά συστήματα που βασίζονται σε αυτή την τεχνολογία. Εν τω μεταξύ, η Bitnomica, "παρακλάδι" του Ολλανδικού Delft University of Technology (συνεργάτης και αυτό στο πρόγραμμα), έχει αρχίσει να εμπορεύεται μια πλατφόρμα Ρ2Ρ που βασίζεται στο πρωτόκολλο Swift.

Η τεχνολογία αυτή ταιριάζει καλύτερα σε περιβάλλοντα διανομής περιεχομένου, καθώς το παλιό μοντέλο μετάδοσης αντικαθίσταται από ένα μοντέλο επικεντρωμένο στον χρήστη, ανεξάρτητο από ώρα και τοποθεσία καθώς οι χρήστες θέλουν να έχουν την δυνατότητα να βλέπουν, παράγουν και να ανταλλάσσουν περιεχόμενο όποτε και όπου θέλουν, χρησιμοποιώντας μια σειρά από ετερογενείς συσκευές.

"Με την ανάπτυξη αυτών των αλγορίθμων και πρωτοκόλλων ανοιχτού κώδικα, έχουμε θέσει τις βάσεις για να ακολουθήσουν και άλλοι και να αναπτύξουν τις δικές τους εφαρμογές. Δε θα ήταν έκπληξη για εμένα αν το Ρ2Ρ video streaming γίνει ολοένα και πιο διαδεδομένο στο μέλλον", συμπληρώνει ο κος Ahola.

Πηγή: Europe's Information Society