PROCEDE DE TRANSMISSION DE DONNEES MULTIMEDIA SELON UN PROTOCOLE DU TYPE PROTOCOLE INTERNET

Domaine technique de l'invention

La présente invention concerne un procédé de transmission de données multimédia dans un réseau de télécommunication utilisant un protocole du type Protocole Internet. L'invention concerne également un serveur de télécommunication pour transmettre et/ou recevoir des données multimédia selon un tel procédé ainsi que des paquets de données transmises selon un tel procédé.

Dans les procédés de l'état de la technique habituellement mis en œuvre pour la transmission de données dans un réseau de télécommunica- tion, il est connu d'utiliser un protocole permettant l'échange de données entre différents réseaux selon le modèle OSI, de l'anglais « Open Systems Interconnection ». Un tel protocole met en œuvre une architecture en couches telles que les données propres à une sous-couche sont transmises dans des paquets conformes au protocole de la couche supérieure. On peut grouper les trois premières couches supérieures comprenant la couche physique, la couche de liaison des données et la couche réseau.

Un modèle spécifique de couche réseau est le protocole du réseau Internet, également dénommé protocole IP ou TCP/IP d'après leur nom en anglais respectifs, à savoir « Internet Protocol » et « Transmission Control Pro- tocol ».

Lorsque le protocole IP est mis en œuvre, la quatrième couche est une couche de transport utilisant un protocole tel que les protocoles TCP, UDP ou RTP pour, respectivement, « Transmission Control Protocol, « User Datagram Protocol » et « Real-Time Transport Protocol » en anglais. Un tel protocole de transport gère les communications de bout en bout entre programmes en cours d'exécution.

Dans ce cas, une cinquième couche dénommée couche applicative est utilisée comme point d'accès aux services réseaux. Une telle couche utilise un protocole tel que les protocoles HTTP ou FTP pour, respectivement, HyperText Transfer Protocol ou File Transfer Protocol en anglais. La mise en œuvre d'un protocole tel que le protocole IP a notamment permis le développement des transmissions de données multimédia relatives à, par exemple, de l'audio, de la vidéo ou du texte.

Afin de faciliter le traitement des données multimédia, il est connu de grouper ces dernières par échantillons, un échantillon multimédia représen- tant un objet multimédia tel qu'une image ou une séquence audio.

La transmission de données multimédia requiert habituellement une bande passante importante. A titre d'exemple, la bande passante requise pour une séquence vidéo analogique est de l'ordre de 200 Mbps.

Cette grande bande passante est actuellement supérieure à la bande passante accessible dans les réseaux réels de telle sorte que des logiciels de compression ont été développés afin de réduire la bande passante requise.

En référence à l'exemple précédemment cité et à la figure 1 , un flux

10 de 200 Mbps requis pour transmettre une séquence vidéo peut être réduit à un flux 12 de 2 Mbps sans détériorer de façon inacceptable la qualité de la séquence vidéo. à l'aide d'un codeur 14 mettant en œuvre un procédé de compression tel que le procédé MPEG.

Un tel procédé MPEG, de l'anglais « Moving Picture Experts Group », fait l'objet de développements tels que MPEG-1 et MPEG-2, pour définir des aspects de compression de données numériques, notamment pour la télévision numérique.

Ce format vidéo est notamment utilisé pour les DVD et SVCD avec différentes résolutions d'image et dans la diffusion de télévision numérique par satellite, par câble ou par un réseau de télécommunications ou hertzien (TNT).

Le flux 12 de données obtenu à la sortie du codeur 14 est dénommé flux élémentaire ou ES pour « elementary stream » en anglais. Le flux élé-

mentaire 12, défini dans le protocole MPEG, comprend uniquement un type de données, par exemple vidéo, audio ou texte.

Arrière-plan technologique de l'invention : Afin d'être transmis dans un réseau IP 17 vers des terminaux destinataires 18, le flux élémentaire 12 est codé par un serveur 16 selon le protocole Internet. Dans ce cas, les données du flux 12 sont groupées ou encapsulées dans des paquets propres au protocole de transport du réseau 17.

Ainsi, des paquets propres à la couche de transport, également dé- nommée couche de transmission, sont formés avec notamment une entête spécifiant l'adresse du destinataire des données. Selon l'art antérieur, deux modes de transmission sont mis en oeuvre :

- Un premier type de protocole, tel que le protocole TS pour « Transport Stream ». Un tel protocole est spécifié dans la norme MPEG-2 partie 1 (System, standard ISO/IEC 13818-1 ) et permet notamment le multiplexage de données vidéo et audio.

Dans ce cas, la taille des paquets transmis est prédéterminée et, si les donnés à transmettre dans un paquet n'atteignent pas cette taille prédéterminée, des données de remplissage dénommées « padding bytes » sont ajoutées aux données à transmettre jusqu'à atteindre la taille requise.

Un tel procédé présente l'inconvénient que les paquets comprennent des données ajoutées au flux élémentaire, comme les entêtes des paquets.

De ce fait, le réseau est amené à transmettre des données supplémentaires aux données dont la transmission est requise par l'utilisateur, ce qui diminue sa performance.

- Un second type de protocole, tel que le protocole RTP pour « Real Time Protocole » en anglais, où les paquets de données sont formés de façon à transmettre un échantillon multimédia.

Dans ce cas, un délai de transmission est prédéterminé pour l'ensemble des paquets, ce délai de transmission correspondant au délai requis pour l'envoie du paquet de taille maximal ou MTU pour « Maximum Transmission Unit » en anglais.

Par conséquent, ce procédé présente l'inconvénient d'une synchronisation requérant un délai fixe pour l'envoi des paquets indépendamment de la taille de ces derniers. Dès lors, il n'est pas possible de réduire la taille du délai d'envoi lorsque la taille des paquets permet un envoi avec un délai infé- rieur au délai du MTU ce qui, à nouveau, réduit les performances du réseau.

Description générale de l'invention

C'est un objet de l'invention de répondre à au moins un des problèmes qui viennent d'être mentionnés. Dans l'invention, on propose une solu- tion pour limiter l'ajout de données dédiées au transport de flux élémentaire tout en optimisant l'utilisation d'un délai fixe pour l'envoi de paquets.

C'est pourquoi, l'invention concerne essentiellement un procédé de transmission de données multimédia issues d'un codeur sous la forme d'un flux élémentaire d'échantillons tels qu'un échantillon est formé par un en- semble de données multimédia transmises de façon groupée par ce flux élémentaire, ces données multimédia étant destinées à être transmises dans des paquets de taille prédéterminée via un réseau de télécommunication utilisant un protocole du type Internet présentant une architecture par couches et notamment une quatrième couche de transport, caractérisé en ce que le procédé comprend notamment les différentes étapes consistant à :

- former des paquets conformes au protocole de la couche de transport en insérant après l'entête de ces paquets un pointeur indiquant l'adresse, dans le corps de ces paquets, d'un échantillon présent dans le corps de ce paquet de façon totale ou partielle; et - transmettre les paquets ainsi formés dans le réseau de télécommunication conformément au protocole de la couche de transport.

Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées le procédé selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des étapes complémentaires ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- l'étape d'introduire au moins un pointeur précédant un premier échantillon dans le corps d'un paquet afin d'indiquer la position d'un second échantillon présent dans ce paquet ou dans un paquet ultérieur.

- l'étape d'indiquer la position d'un second échantillon à partir d'un pointeur précédent un premier échantillon en précisant dans le pointeur la taille du premier échantillon.

- l'étape d'utiliser pour la quatrième couche de transport du flux élémentaire des données multimédia un protocole de transport tel que le protocole UDP, le protocole de télécommunication étant le protocole Internet. - l'étape d'allouer dans le corps d'au moins un paquet des octets pour préciser une synchronisation propre à l'échantillon précédé par ce pointeur.

- l'étape d'utiliser un flux de données élémentaires codé selon le protocole MPEG Elementary Stream.

L'invention concerne également un serveur de transmission de don- nées multimédia issues d'un codeur sous la forme d'un flux élémentaire d'échantillons, un échantillon étant formé par un ensemble de données multimédia transmises de façon groupée par ce flux élémentaire, ces données multimédia étant destinées à être transmises dans des paquets de taille prédéterminée via un réseau de télécommunication utilisant un protocole du type Protocole Internet présentant une architecture par couches et notamment une quatrième couche de transport, caractérisé en ce que le serveur comprend notamment des moyens pour :

- former des paquets conformes au protocole de la couche de transport en insérant après l'entête de ces paquets un pointeur indiquant l'adresse, dans le corps de ces paquets, d'un échantillon totalement ou partiellement présent dans ce corps; et

- transmettre les paquets ainsi formés dans le réseau de télécommunication conformément au protocole de la couche de transport.

L'invention concerne également un serveur de réception de données multimédia codées sous la forme d'un flux élémentaire d'échantillons, un échantillon étant formé par un ensemble de données multimédia transmises de façon groupée par ce flux élémentaire, ces données multimédia étant des-

tinées à être transmises dans des paquets de taille prédéterminée via un réseau de télécommunication utilisant un protocole du type Internet présentant une architecture par couches et notamment une quatrième couche de transport, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour : - recevoir des paquets conformes au protocole de la couche de transport en détectant après l'entête de ces paquets un pointeur indiquant l'adresse, dans le corps de ces paquets, d'un échantillon totalement ou partiellement présent dans ce corps; et - décoder les échantillons ainsi identifiés dans le corps des paquets. L'invention concerne également un paquet de données multimédia issues d'un codeur sous la forme d'un flux élémentaire tel qu'un échantillon est codé par des données multimédia groupées dans ce flux élémentaire, ce paquet étant destiné à être transmis dans un réseau de télécommunication utilisant un protocole du type Internet présentant une architecture par couches et notamment une quatrième couche de transport, caractérisé en ce qu'il comprend un entête conforme au protocole de la couche de transport suivi d'un pointeur indiquant l'adresse, dans son corps de paquet, d'un échantillon.

Dans une réalisation, le paquet comprend dans son corps un pointeur précédant un premier échantillon et indiquant la position d'un second échan- tillon.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nul- lement limitatif, en référence aux différentes figures annexées qui montrent :

- à la figure 1 , déjà décrite, une représentation schématique d'un réseau de transmission via le réseau Internet d'un flux de données multimédia ;

- à la figure 2, une représentation schématique du fonctionnement d'un serveur émetteur et d'un serveur récepteur mettant en œuvre un procé- dé conforme à l'invention ; et

- à la figure 3, une représentation schématique d'un paquet conforme au protocole UDP.

Description d'une forme de réalisation préférée de l'invention La figure 2 présente un serveur 20 transmettant des données issues d'un codeur - non représenté - sous la forme d'un flux élémentaire. Dans cet exemple, le codeur compresse les données selon le protocole MPEG de telle sorte que le flux élémentaire de données compressées est codé selon le protocole MPEG Elementary Stream. Dans ce flux élémentaire, des données multimédia successives codent un même échantillon multimédia tel qu'une image ou un échantillon au- dio.

Ces données multimédia sont destinées à être transmises par un réseau utilisant le protocole Internet présentant une architecture par couches et notamment une quatrième couche de transport du flux élémentaire des données multimédia.

Dans cette réalisation, cette quatrième couche de transport utilise le protocole UDP formant des paquets 24 de 1500 octets correspondant au MTU Ethernet, comme illustré sur la figure 3. En particulier, ce paquet UDP comporte une charge utile (ou payload en anglais) 27 et un entête 28 qui comprend l'entête IP et l'entête UDP.

Le serveur 20 forme des paquets 24 en insérant des pointeurs 26 après les entêtes 28 afin d'indiquer la position du premier échantillon 25 multimédia dans les corps 27 de ces paquets 24. Cela est illustré à la figure 2, dans laquelle les entêtes 28 ne sont pas représentés pour plus de clarté. Seuls les parties utiles 27 sont représentées.

En outre, un pointeur 29 peut être présent dans le corps 27 d'un paquet 24 en précédent les échantillons. Dans ce cas, ce second pointeur 29 indique la localisation de l'échantillon 25 suivant, par exemple en indiquant la longueur de l'échantillon 25 qu'il précède.

Ainsi codés, les paquets 24 comprenant les pointeurs 26 et 29 sous la forme des paquets IP respectent le protocole de la quatrième couche de transport.

Si un paquet IP est perdu, le serveur 22 destinataire peut reprendre le traitement des données encapsulées dans un paquet 24 ultérieur au paquet perdu. De fait, le pointeur 26 situé après l'entête 28 de ce paquet 24 ultérieur indique la position du prochain échantillon, ce qui permet de reprendre le décodage des données à partir de celui-ci.

Dans cet exemple, l'entête 28 de chaque paquet 24 est suivi de deux octets alloués à la fonction de pointeur 26 du premier échantillon multimédia dans le paquet tandis que, dans le corps d'un paquet IP, un pointeur 29 comprend huit octets dédiés à préciser la taille (4 octets) et une synchronisation (4 octets) propres à l'échantillon précédé par ce pointeur. La synchronisation convoie le marqueur temporel de l'échantillon. Ce marqueur, fourni par l'encodeur, sert au décodeur à savoir à quel instant présenter l'échantillon (image, son) ; cela correspond au Présentation Time Stamp (PTS) de MPEG. Le serveur destinataire 22 comprend des moyens pour détecter les pointeurs 26 et 29 dans les paquets 24 transmis selon le protocole propre à la couche de transport, c'est-à-dire le protocole IP dans cet exemple. A partir de ces pointeurs 26 et 29, le serveur destinataire 22 reconstitue des échantillons multimédia, tels que des images ou des sons, qui forment un objet multimédia tel qu'une vidéo.

La présente invention est susceptible de variantes. Notamment, l'invention peut être mise en œuvre au moyen d'un protocole conforme au modèle OSI mettant en œuvre sept couches. Dans ce cas, la cinquième couche applicative décrite précédemment est remplacée par trois sous couches du modèle OSI, à savoir une cinquième couche session, une sixième couche de présentation et une septième couche applicative.

De même, la longueur des paquets est déterminée préalablement à leur envoi mais cette taille peut varier selon les besoins du réseau de transmission.