Delivering video services over IP networks

The main goal pursued in this Thesis is to contribute towards the design and development of an end-to-end solution/system that would assist in reliable, consistence, less packet-loss delivery of high-quality video signals of pre-recorded presentations, training lectures, live events such as seminars over standard IP networks. This Thesis will focus on the existing Internet Service Provider, Oman Telecommunications Company (Omantel) and its best delivery of high-bandwidth data such as video to its Local and regional offices and departments over IP networks. This video-over-IP system aims to accumulate the technical scientific knowledge required to be able to offer high-quality video, which is fully scalable over IP networks. It aims to convert this knowledge into experimental prototypes, which, after the Thesis, can be developed into an integrated generic environment for Video-over-IP service development and content production. The objective is to initially define the functionality of content Services that can be incorporated into the operations of Oman telecommunications company networks. Then define the functional characteristics and system requirements necessary for the deployment of content streaming services over Omantel IP based networks. The design of this system would be combined with streaming high-quality video, while maintaining scalability and bandwidth efficiencies required for large-scale enterprise deployment. The design would encompass various components that are needed to capture, store and deliver streaming video to desktops. It will investigate on what is required to deliver quality video over Omantel IP networks and will recommend the actual products and solutions for achieving the end result

Robust P2P Live Streaming

Projecte fet en col.laboració amb la Fundació i2CATThe provisioning of robust real-time communication services (voice, video, etc.) or media contents through the Internet in a distributed manner is an important challenge, which will strongly influence in current and future Internet evolution. Aware of this, we are developing a project named Trilogy leaded by the i2CAT Foundation, which has as main pillar the study, development and evaluation of Peer-to-Peer (P2P) Live streaming architectures for the distribution of high-quality media contents. In this context, this work concretely covers media coding aspects and proposes the use of Multiple Description Coding (MDC) as a flexible solution for providing robust and scalable live streaming over P2P networks. This work describes current state of the art in media coding techniques and P2P streaming architectures, presents the implemented prototype as well as its simulation and validation results

Transport Layer Optimizations for Heterogeneous Wireless Multimedia Networks

The explosive growth of the Internet during the last few years, has been propelled by the TCP/IP protocol suite and the best effort packet forwarding service. However, quality of service (QoS) is far from being a reality especially for multimedia services like video streaming and video conferencing. In the case of wireless and mobile networks, the problem becomes even worse due to the physics of the medium, resulting into further deterioration of the system performance. Goal of this dissertation is the systematic development of comprehensive models that jointly characterize the performance of transport protocols and media delivery in heterogeneous wireless networks. At the core of our novel methodology, is the use of analytical models for driving the design of media transport algorithms, so that the delivery of conversational and non-interactive multimedia data is enhanced in terms of throughput, delay, and jitter. More speciffically, we develop analytical models that characterize the throughput and goodput of the transmission control protocol (TCP) and the transmission friendly rate control (TFRC) protocol, when CBR and VBR multimedia workloads are considered. Subsequently, we enhance the transport protocol models with new parameters that capture the playback buffer performance and the expected video distortion at the receiver. In this way a complete end-to-end model for media streaming is obtained. This model is used as a basis for a new algorithm for rate-distortion optimized mode selection in video streaming appli- cations. As a next step, we extend the developed models for the aforementioned protocols, so that heterogeneous wireless networks can be accommodated. Subsequently, new algorithms are proposed in order to enhance the developed media streaming algorithms when heterogeneous wireless networks are also included. Finally, the aforementioned models and algorithms are extended for the case of concurrent multipath media transport over several hybrid wired/wireless links.Ph.D.Committee Chair: Vijay Madisetti; Committee Member: Raghupathy Sivakumar; Committee Member: Sudhakar Yalamanchili; Committee Member: Umakishore Ramachandran; Committee Member: Yucel Altunbasa

Linux-Box: DVB and VoD streaming over local area networks

Aquest treball tracta sobre un projecte comú anomenat Linux-Box portat a terme per diferents persones al departament de Telecomunicacions (IET) de la Universitat de Pisa. Linux-Box és un sistema dotat amb targetes TDT (DVB-T) i de televisió per satèl·lit (DVB-S) que permet transmetre aquests senyals fins a un àmbit domèstic. Més endavant podria ser utilitzat en àmbits privats com les cases de clients o en institucions públiques com escoles, universitats, biblioteques i també seria possible en àmbits empresarials. El projecte està dividit en 4 apartats: 1. Ubuntu 6.06 LTS. Explica perquè s’utilitza Ubuntu en el projecte. A més també s’explica de forma breu que és Linux i les distribucions més utilitzades. 2. Multimedia Network Protocols: s’expliquen els diferents protocols desde la capa de xarxa fins la capa d’aplicació que s’utilitzen en el projecte Linux-Box. Aquests protocols són utilitzats tant en streaming, com en anunciació, unicast/multicast, encapsulat de vídeo i codecs. Els diversos temes tractats aquí es fan amb el propòsit de comparar i no només com a recerca teòrica. A la fi es veuen els programes utilitzats en el projecte per analitzar el tràfic de la xarxa. 3. Linux-Box: s’explica el funcionament i els objectius globals del projecte. Es dedica un sub-apartat a “VideoLan - VLC” part important a nivell de sofware. Més endavant es parla de les característiques de la Linux-Box de forma acurada: streaming de VoD i senyals de TV i s’analitzen els problemes coneguts i les seves solucions proposades. A la fi s’enumeren els llenguatges de programació utilitzats al projecte i en quina part s’utilitzen. Observarem que és una aplicació on diversos llenguatges de programació estan contínuament solapats. 4. Developed Part: es posa en pràctica la teoria estudiada a la resta del treball. Està dividida en 4 seccions: Desenvolupar una aplicació en codi C per convertir la llista de Canals (tant terrestre com de satèl·lit) en format XML. Una secció dedicada al streaming de Canals de TV a la pàgina web principal. Un anàlisis profund dels paquets creats per la Linux-Box i la seva activitat a la xarxa. Finalment s’analitzen els diferents scripts i les seves configuracions. Alguns són útils per a un futur desenvolupament i d’altres s’utilitzen en seccions prèvies. 5. Conclusions: conté les conclusions i línies futures. El projecte compta amb diverses opcions que encara poden ser implementades i estudiades. Aquí exposem les nostres interpretacions i possibles línies futures d’estudi

Linux-Box: DVB and VoD streaming over local area networks

Aquest treball tracta sobre un projecte comú anomenat Linux-Box portat a terme per diferents persones al departament de Telecomunicacions (IET) de la Universitat de Pisa. Linux-Box és un sistema dotat amb targetes TDT (DVB-T) i de televisió per satèl·lit (DVB-S) que permet transmetre aquests senyals fins a un àmbit domèstic. Més endavant podria ser utilitzat en àmbits privats com les cases de clients o en institucions públiques com escoles, universitats, biblioteques i també seria possible en àmbits empresarials. El projecte està dividit en 4 apartats: 1. Ubuntu 6.06 LTS. Explica perquè s’utilitza Ubuntu en el projecte. A més també s’explica de forma breu que és Linux i les distribucions més utilitzades. 2. Multimedia Network Protocols: s’expliquen els diferents protocols desde la capa de xarxa fins la capa d’aplicació que s’utilitzen en el projecte Linux-Box. Aquests protocols són utilitzats tant en streaming, com en anunciació, unicast/multicast, encapsulat de vídeo i codecs. Els diversos temes tractats aquí es fan amb el propòsit de comparar i no només com a recerca teòrica. A la fi es veuen els programes utilitzats en el projecte per analitzar el tràfic de la xarxa. 3. Linux-Box: s’explica el funcionament i els objectius globals del projecte. Es dedica un sub-apartat a “VideoLan - VLC” part important a nivell de sofware. Més endavant es parla de les característiques de la Linux-Box de forma acurada: streaming de VoD i senyals de TV i s’analitzen els problemes coneguts i les seves solucions proposades. A la fi s’enumeren els llenguatges de programació utilitzats al projecte i en quina part s’utilitzen. Observarem que és una aplicació on diversos llenguatges de programació estan contínuament solapats. 4. Developed Part: es posa en pràctica la teoria estudiada a la resta del treball. Està dividida en 4 seccions:  Desenvolupar una aplicació en codi C per convertir la llista de Canals (tant terrestre com de satèl·lit) en format XML.  Una secció dedicada al streaming de Canals de TV a la pàgina web principal.  Un anàlisis profund dels paquets creats per la Linux-Box i la seva activitat a la xarxa.  Finalment s’analitzen els diferents scripts i les seves configuracions. Alguns són útils per a un futur desenvolupament i d’altres s’utilitzen en seccions prèvies. 5. Conclusions: conté les conclusions i línies futures. El projecte compta amb diverses opcions que encara poden ser implementades i estudiades. Aquí exposem les nostres interpretacions i possibles línies futures d’estudi