Un procédé de contrôle de débit pour la transmission de vidéo MPEG-4 sur l’Internet François TOUTAIN 1 , Fabrice LE LEANNEC 2 , Christine GUILLEMOT 2 1 Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne, Campus de Rennes, 2 rue de la Châtaigneraie, BP 78, 35512 Cesson-Sévigné Cedex, France 2 IRISA / INRIA Rennes, Campus Universitaire de Beaulieu, 35042 Rennes Cedex, France ftoutain@rennes.enst-bretagne.fr, Fabrice.Le Leannec@irisa.fr Christine.Guillemot@irisa.fr Résumé – Les flux multimédia transmis à l’heure actuelle dans l’Internet sont dépourvus de mécanisme de contrôle de congestion. Ceci pose problème, car l’un des principes fondateurs des réseaux IP, en terme de gestion de trafic, donne aux applications la responsabilité de ce contrôle. En son absence, les phénomènes de congestion, induisant pertes de données et délais accrus, dégradent considérablement tous les trafics circulant dans le réseau, et peuvent conduire à un écroulement de ce dernier. La présente étude se focalise sur un procédé de transmission de vidéo MPEG-4 qui intègre un contrôle de congestion adapté au flux vidéo et capable de cohabiter avec les communications téléinformatiques classiques. Elle met en évidence les avantages qui découlent d’une telle approche, non seulement pour le réseau mais aussi pour la session de transmission de vidéo, qui voit la qualité finale du flux accrue. Abstract – Nowadays, multimedia streams being transmitted across the Internet do not embed congestion control mechanisms. This is a problem, because one of the founding principles of IP networks, in terms of trafic management, gives the applications the responsibility of this control. Without the latter, congestion phenomena, yielding data losses and increased delays, greatly demper all the traffics on the network, and may ultimetaley lead to network collapse. This works concentrates on a procedure for transmitting MPEG-4 video streams which embeds a congestion control mechanism dedicated to video streams, and also able to get together well with traditional telecomputing communications. It sheds the light on the benefits of using such an approach, not only for the network but also for the video session itself, whose streams quality is increased. 1. Introduction La transmission de flux continus de données - audio, vidéo - dans l’Internet présente des contraintes qui diffèrent notablement des communications de données “classiques” (de type transfert de fichiers). En l’espèce, les médias sonores et visuels composant une application interactive s’accommodent difficilement des délais de transmission introduits par le contrôle d’erreur d’un protocole fiable, tel que TCP [5], et par contre tolèrent généralement une certaine dégradation, résultant des pertes de paquets dans le réseau. De ce fait les flux continus de données sont à l’heure actuelle transmis au moyen de protocoles (UDP, RTP [3]) démunis de contrôle de congestion. Ceci pose problème, car le contrôle de congestion, adaptant les débits des différentes sources de trafic à la capacité du réseau, est un mécanisme crucial au bon fonctionnement de ce dernier. Le principe de base du contrôle de congestion est celui d’un processus adaptatif impliquant une source de données et un récepteur, qui permet de réguler le débit de la source en fonction de l’évolution de l’état du réseau. Cet état est observé de manière indirecte, par la mesure de paramètres de la communication tels que le délai d’aller-retour et le taux de pertes de paquets. Dans le réseau Internet, le protocole TCP met en œuvre une telle observation, et régule le débit de la source de données par le biais de mécanismes algorithmiques complexes (slow-start, évolution par croissance linéaire / dé- croissance exponentielle de la fenêtre de congestion…[5]). L’utilisation quasi-universelle de ce protocole dans le réseau est à la base même d’un fonctionnement pérenne : les congestions survenant en un point donné se résorbent d’elles- mêmes, de sorte que les délais de transmission tout comme le taux de perte de paquets sont maintenus à des niveaux raisonnables. A l’évidence, les communications impliquant des transferts de données audio / vidéo se doivent de respecter le principe du contrôle de congestion, c’est-à-dire en fait de participer au maintien de bonnes conditions de transmission. L’objectif de cette étude est d’introduire un procédé de contrôle de débit qui, en régulant une source vidéo MPEG-4, permet au flux vidéo de cohabiter dans le réseau avec les communications TCP, tout en observant des caractéristiques de transmission adaptées à un flux continu. 2. Codec vidéo MPEG-4 Le codeur vidéo utilisé dans cette étude, présenté dans [1], vise à établir un compromis satisfaisant entre efficacité de compression et résistance aux erreurs canal (pertes de 789 Dix-septième colloque GRETSI, Vannes, 13-17 septembre 1999