Ruch multicast w sieci

Użytkownicy mają coraz większy apetyt na multimedia, więc operatorzy muszą modernizować infrastrukturę, by była w stanie dostarczać jednocześnie internet, telefon, telewizję (2D/3D, SD/HD) oraz VoD. Potrzebne do tego technologie są skomplikowane i dużym wyzwaniem staje się zapewnienie jakości usług (QoS) oraz odpowiedniej przepustowości infrastruktury. Wiele problemów rozwiązuje jednak transmisja multicast w sieciach IP.

Multicasting to typ transmisji, w której informacja pochodząca od jednego nadawcy, dociera do dowolnej liczby odbiorców. Wszystkie komputery przeznaczone do odbioru informacji muszą być częścią multicastowej sieci IP.

W przeciwienstwie do ruchu unicast - który do komunikacji wykorzystuje m.in. protokól TCP, jak i UDP - najczesciej wykorzystywanym protokolem warstwy transportowej multicast IP jest UDP (User Datagram Protocol). UDP przesyła pakiety od źródła do odbiorcy, nie wymagając potwierdzenia i retransmisji, gdy pakiety zostaną zgubione. Strumienie multimedialne muszą być przesyłane w czasie rzeczywistym, nie ma więc czasu na retransmisje. Każdy pakiet stracony bądź opóźniony oznacza problemy z jakością odbieranego strumienia danych. Dlatego aplikacje odbierające ruch muszą dysponować technologią buforowania. Pomocą jest też nadanie odpowiednich parametrów QoS dla pakietów multicast - zarówno na przełącznikach, jak i routerach.

Multicast optymalizuje wydajność , redukując ilość niezbędnego ruchu pakietów i obciążenie urządzeń sieciowych. Jego mechanizmy pozwalają także na efektywne kontrolowanie ruchu w sieci.

Jak działa sieć multicast na przykładzie IPTV

Jednym z dobrych przykładów ruchu multicast jest transmisja wideo, w ramach której jeden komputer przeprowadza transmisję kanału wideo (IPTV) do grupy komputerów. Dzięki temu komputery będące częścią sieci multicast mają możliwość odbioru tego samego zestawu danych w tym samym czasie. Multicast pozwala na zaoszczędzenie przepustowości i jest preferowaną metodą komunikacji, gdy identyczne dane mają trafiać do wielu urządzeń końcowych.

Różnice między transmisją multicast a unicast

Różnice między transmisją multicast a unicast

Multicast w telewizji IP wykorzystuje jeden strumień, dostarczany przez sieć rozległą możliwie blisko potencjalnych odbiorców. Usługa IPTV stawia szczególne wymagania dla każdego elementu sieci szerokopasmowej. Jeden kanał TV o jakości SD przy kodowaniu MPEG-2 wymaga przepustowości od 3,5 do 5 Mb/s. W przypadku kodowania H.264 (MPEG-4) potrzebujemy ok. 2 Mb/s dla jednego kanału telewizyjnego w jakości SD. Kanał o jakości HD przy kodowaniu H.264 wymaga 8-12 Mb/s. Łatwo policzyć, że dosłanie od usługodawcy IPTV do operatora sieci dostępowej 100 kanałów TV w jakości SD MPEG-2 może wymagać nawet 500 Mb/s (niezbędna przepustowość szkieletu sieci będzie musiała wzrastać, gdy zwiększy się oferta programowa, uzupełniana o kanały HD). W przypadku równoważnej transmisji unicast wymagana przepustowość będzie równa iloczynowi liczby klientów oraz przepustowości kanałów TV oglądanych przez tych klientów. Przy tysiącu odbiorców, z których każdy ogląda kanał SD w kodowaniu MPEG-4, dostawca usługi IPTV musiałby dosłać do operatora strumień o przepustowości równej nawet 5 Gb/s. Korzyści z zastosowania multicast są oczywiste.

Strumień dosłany do operatora jest w sieci dostępowej powielany na dowolną liczbę użytkowników końcowych. Urządzenia sieciowe obsługujące klientów IPTV (Set-top box) muszą obsługiwać protokół IGMP, który pozwala na przyłączenie się do określonych strumieni (grup) multicastowych. Strumień multicast jest równoznaczny z kanałem TV.


TOP 200