Περίληψη:
Παρουσιάζουμε το σχεδιασμό, την υλοποίηση και την ενσωμάτωση ενός πολυνηματικού
μηχανισμού συνδιάσκεψης πολλαπλών χρηστών με χρήση SSRC πολυπλεξίας, καθώς και
ενός μηχανισμού αναμετάδοσης RTP πακέτων βίντεο, στο λογισμικό ανοιχτού κώ-δικα
BareSIP. Επειδή η αρχική σχεδίαση του BareSIP δεν υποστηρίζει την ταυτόχρονη
συμμετοχή πολλαπλών χρηστών, για τη δημιουργία του μηχανισμού συνδιάσκεψης
χρησιμοποιούμε αρχικά έναν εξυπηρετητή. Ο εξυπηρετητής αυτός, πολυπλέκει τις
ροές μέσων των διαφόρων χρηστών με βάση το πεδίο SSRC της επικεφαλίδας των RTP
πακέτων και στέλνει μια ροή για κάθε τύπο μέσου στον BareSIP πελάτη. Στον
BareSIP πελάτη, προκειμένου να πραγματοποιείται συνδιάσκεψη με υψηλή απόδοση,
αναπτύ-ξαμε έναν πολυνηματικό μηχανισμό ο οποίος αποπολυπλέκει την εισερχόμενη
ροή μέ-σων βάσει του πεδίου SSRC του κάθε συμμετέχοντα και αναθέτει την
εξυπηρέτηση του καθενός σε αντίστοιχα νήματα που τρέχουν παράλληλα. Ο
μηχανισμός αυτός σχεδιά-στηκε με τρόπο τέτοιο ώστε να απαιτούνται μόνο δύο
θύρες για τις εισερχόμενες ροές μέσων, ενώ για μια ταυτόχρονη συνύπαρξη Ν
χρηστών να απαιτείται μόνο ένα στιγμι-ότυπο του κωδικοποιητή και Ν-1
στιγμιότυπα του αποκωδικοποιητή. Επιπλέον, χρησι-μοποιώντας την επέκταση
κλιμακωτής κωδικοποίησης βίντεο (Scalable Video Coding – SVC) του προτύπου
συμπίεσης H.264/AVC, η οποία προσφέρει πολλαπλά επίπεδα πιστότητας μέσω μιας
πυραμιδικής ιεραρχίας (ροές δεδομένων επιπέδου βάσης – ροές δεδομένων
βελτιωτικών επιπέδων), παρουσιάζουμε ένα μοντέλο επικοινωνίας υψηλής
ανθεκτικότητας ανάμεσα στον πομπό και το δέκτη, χρησιμοποιώντας αναμετάδοση των
RTP πακέτων βίντεο. Το μοντέλο αυτό φροντίζει για την άμεση αποκατάσταση απολε-
σθέντων RTP πακέτων βίντεο επιπέδου βάσης, ώστε η ρουτίνα αποκωδικοποίησης των
πακέτων βίντεο επιπέδου βάσης να πραγματοποιείται χωρίς διακοπές και καθυστε-
ρήσεις. Δημιουργούμε έναν πομπό ο οποίος διατηρεί διπλότυπα RTP πακέτων βίντεο
επιπέδου βάσης, προκειμένου να μπορεί να αναμεταδώσει εκείνα τα οποία ζητάει ο
δέκτης. Στην πλευρά του δέκτη, υλοποιούμε έναν αλγόριθμο ο οποίος εντοπίζει τα
απο-λεσθέντα πακέτα βάσης και στέλνει αιτήματα αναμετάδοσης μέσω RTCP NACK πακέ-
των, προκειμένου να ανακτήσει άμεσα όλη την πληροφορία του βασικού επιπέδου και
να διατηρήσει την ακεραιότητα της ροής δεδομένων του. Ο
αλγόριθμος αυτός, τέλος, φροντίζει να λάβει τις κατάλληλες αποφάσεις ανάλογα με
τις επιπτώσεις που θα είχαν οι απώλειες στο σύστημα. Ως προς τις μετρήσεις που
πραγματοποιήσαμε, για το μηχα-νισμό συνδιάσκεψης μελετήσαμε την καθυστέρηση που
προκύπτει σε επίπεδο μετά-δοσης, κωδικοποίησης και αποκωδικοποίησης ήχου και
βίντεο, καθώς αυξάνει ο αριθ-μός των συμμετεχόντων, αλλά και τις διαφορές που
παρουσιάζονται αν τροποποι-ήσουμε το packet time και την καθυστέρηση στους
jitter buffers. Από τις μετρήσεις αυτές δείξαμε ότι η συνολική καθυστέρηση του
ήχου παραμένει σχεδόν σταθερή, ανεξάρτητα από την αύξηση των συμμετεχόντων, ενώ
αντίστοιχα για το βίντεο παρατηρούμε μια μικρή αύξηση της τάξης των 2-4 msec.
Τέλος, για το μηχανισμό αναμετάδοσης πακέτων βίντεο, παρουσιάζουμε και
συγκρίνουμε το ποσοστό των ωφέλιμων frames (effective frame rate) και των
ωφέλιμων bytes στην έξοδο, τόσο με τη χρήση του μηχανισμού όσο και χωρίς αυτόν
και παρατηρούμε ότι η απόδοση με το μηχανισμό αναμετάδοσης είναι σαφώς
καλύτερη, ειδικά σε περιπτώσεις υψηλών απωλειών, όπου φαίνεται να είναι 265%
καλύτερη από αυτή χωρίς το μηχανισμό.
Λέξεις-κλειδιά:
επεξεργασία βίντεο, μετάδοση και αναμετάδοση βίντεο, σύστημα συνδιάσκεψης με χρήση βίντεο, H.264/SVC, BareSIP
