Des réseaux intelligents et efficaces conscients du contenu

Selon certaines estimations, les contenus et vidéos exigeant une grande largeur de bande devraient constituer les principaux facteurs de croissance du trafic sur Internet, avec 1,2 million de vidéo par minute (soit l'équivalent de plus de deux ans de vidéo) transmis sur Internet par seconde d'ici 2016. Mais les réseaux actuels gèrent mal ce contenu.

«À l'heure actuelle, la grande majorité de l'utilisation d'Internet concerne l'extraction et la distribution de données ainsi que leur diffusion en continu, et l'accès aux services web, où l'utilisateur ne se soucie que du contenu et ignore tout du lieu où ce dernier est stocké, du moment que le contenu est distribué à temps», explique le Dr Theodore Zahariadis, directeur technique de Synelixis Solutions Ltd en Grèce. «L'utilisateur sait que pour regarder les actualités sur CNN, des vidéos sur YouTube ou la météo, il lui suffit d'utiliser un navigateur Internet pour télécharger les données du serveur concerné.

Pour répondre à la demande de chaque utilisateur, des milliards de 'blocs' de contenu identiques sont répliqués sur le serveur d'application, et suivent plusieurs voies parfois identiques dans le serveur. Ainsi, un contenu identique est envoyé plusieurs fois sur de mêmes segments Internet, augmentant de manière exponentielle le trafic sur le réseau et les exigences en termes d'infrastructures pour ce dernier.»

Il existe pourtant une alternative plus efficace, qui permettrait non seulement de réduire la charge des serveurs et des réseaux, mais aussi d'accélérer l'accès des utilisateurs au contenu. Cela pourrait également améliorer l'expérience des utilisateurs avec une interactivité et un contenu enrichis. Pour ce faire, il faudra se concentrer non seulement sur les canaux de communications mais également sur le contenu, en intégrant l'intelligence dans le réseau afin que les serveurs, les routeurs et les dispositifs finaux sachent quelles données sont consultées et d'où; ainsi, par exemple, la lecture de vidéos en continu s'adapte aux conditions des réseaux, assurant une vidéo de haute qualité pour l'utilisateur.

Cette approche visant à développer des réseaux de contenu futurs (FCN - Future Content Networks) a été mise en œuvre et testée dans le cadre du projet COAST («Content-aware searching, retrieval and streaming»), coordonné par STMicroelectronics en Italie et soutenu par la Commission européenne avec plus de 3 millions d'euros.

Le Dr Zahariadis, coordinateur technique de COAST, indique que le projet a pu adopter une telle approche grâce à la puissance de traitement accrue, à la mémoire et aux capacités de mise en cache des dispositifs de réseaux et des utilisateurs finaux, leur permettant d'être conscients du contenu. Cela a ensuite permis trois développements importants conçus par l'équipe du projet dans le cadre d'une architecture de cache des FCN.

Tout d'abord, les nœuds du réseau (comme les routeurs, les passerelles domestiques et les dispositifs utilisateurs) sont intégrés au moyen d'une technologie qui leur permet d'identifier et de classifier le contenu à la volée et d'identifier à quel moment le contenu distribué est stocké et mis en cache pour satisfaire les demandes de données des utilisateurs avec une bonne disponibilité ainsi que les accords de niveau de service (ANS) sur la consultation du contenu.

Ensuite, une architecture de distribution consciente du contenu a été déployée, de même que des solutions pour découvrir de manière efficace et dynamique l'infrastructure de réseau sous-jacente et identifier le type d'équipement dont se sert l'utilisateur afin que le contenu soit continuellement optimisé pour l'équipement utilisé et les moyens par lesquels il est distribué.

Enfin, l'équipe de COAST a développé une technologie pour adapter et enrichir les contenus médias afin que les utilisateurs reçoivent un contenu correspondant au mieux à leurs préférences, au réseau et aux caractéristiques de leur équipement et puissent interagir avec ce contenu, par exemple en sélectionnant différents points de vue pour une vidéo, en zoomant ou en sélectionnant l'affichage panoramique.

Réduire le trafic redondant

«En modifiant le paradigme de distribution du contenu, nous pouvons réduire le trafic redondant transmis vers les mêmes liens Internet, et ainsi réduire les exigences en termes d'investissement dans les infrastructures de réseaux et prolonger la durée de vie de l'infrastructure de réseaux actuelle pour satisfaire les exigences croissantes de distribution de contenus», commente le Dr Zahariadis. «En renforçant les capacités de recherche de contenu sur Internet avec des applications d'indexation passive et d'exploitation de popularité de contenu, nous pourrons diffuser en temps voulu le contenu les plus adapté, qui correspond aux préférences de l'utilisateur et au contexte.»

L'avantage pour les utilisateurs finaux est un accès rapide et facile au contenu, à un coût potentiellement réduit s'ils sont facturés à la minute ou au volume, tout en augmentant leur capacité à partager le contenu et à le distribuer eux-mêmes. Parallèlement, les distributeurs de contenu pourront toucher un public plus large grâce à de meilleures fonctionnalités de recherche et d'indexation, et les opérateurs de réseaux pourront prolonger la durée de vie des infrastructures existantes et retarder les investissements onéreux qui seraient sinon indispensables pour renforcer les demandes croissantes de trafic.

Enfin, la technologie de COAST offre une modularité de par sa conception, permettant de suivre le rythme des demandes croissantes en bande passante pour les vidéos HD et, de plus en plus, les vidéos en 3D.

À cet égard, le projet a apporté des contributions remarquables à la norme DASH («Dynamic Adaptive Streaming over HTTP») de MPEG, qui adapte de manière homogène le contenu vidéo aux conditions de réseau fluctuantes, offrant une lecture de haute qualité sans problèmes de stagnation ou de mise en mémoire tampon. Pendant le projet, STMicroelectronics, aux côtés d'autres partenaires COAST, a effectué la démonstration du premier prototype de lecture en continu DASH en 3D fonctionnant sur une plateforme embarquée, et continue de promouvoir la norme.

Les travaux de l'équipe ont également généré d'autres activités de normalisation, dont les groupes de travail IETF (Internet Engineering Task Force) sur les normes AVT, CDNI, ALTO et Decade, ainsi que le groupe de travail TISPAN de l'ETSI (European Telecommunications Standards Institute) et la DLNA (Digital Living Network Alliance).

La technologie est également envisagée pour une mise en œuvre commerciale, notamment par la société espagnole Telefónica, un partenaire du projet. Telefónica I+D, la section de R&D de la société espagnole, a identifié des domaines d'exploitation concrets qui, en collaboration avec les partenaires de COAST et de fournisseurs tiers, pourrait améliorer les services de distribution de contenu de Telefónica, soutenir l'adaptation du contenu et renforcer le réseau mobile à large bande de l'opérateur.

Les autres partenaires comme STMicroelectronics, NEC, Yahoo et Synelixis, exploitent les résultats en collaboration avec leurs divisions Commerce et Produits, ajoute le coordinateur technologique du projet. Et leur collaboration se poursuit.

«Bien que nous n'envisagions pas encore de projet de suivi, les membres du consortium collaborent déjà dans le cadre d'une recherche portant sur un domaine lié à COAST, dont la mise en réseau ciblée sur le contenu, la recherche et l'indexation distribuées, l'adaptation dynamique du contenu et la distribution efficace du contenu», conclut le Dr Zahariadis.

Le projet COAST a bénéficié d'un financement de la recherche au titre du septième programme-cadre (7e PC) de l'Union européenne.

Lien au site web du projet:

- site web du projet «Content-aware searching, retrieval and streaming»

Autres liens:

- site web de la stratégie numérique de la Commission européenne