HYBRIDCAST - computação de borda para vídeo streaming

• Processo: 21/07002-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Acordo de Cooperação: MCTI/MC
• Pesquisador responsável: Marcos Vinicius Rayol Sobreiro
• Beneficiário: Marcos Vinicius Rayol Sobreiro
• Empresa: Nsports Conteúdo Esportivo S/A
• CNAE: Atividades de produção cinematográfica, de vídeos e de programas de televisão
• Município: São Paulo
• Pesquisadores principais: Guilherme Augusto Almeida Lima de Figueiredo
• Pesquisadores associados: Alessandro Rodolpho Gonçalves da silva ; Alex Lopes de Oliveira ; Henrique Ulisses Teixeira Caldas ; João Paulo Luiz Crispim ; Ligia Fagundes ; Marcela Fernandes Silva de Sousa ; Pedro Riviere Torrado
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/09689-0 - HYBRIDCAST - Computação de borda para video streaming - Conversor Multicast e Unicast DVR, BP.TT; 22/11048-3 - HYBRIDCAST - Computação de borda para video streaming - Módulo de monitoramento e controle (CMS), BP.TT
• Assunto(s): Gestão de conteúdo Programação Redes de computadores Streaming Vídeo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Computação de Borda | Content Distribution Network | Content Management System | Multicast | programação distribuíd | Streaming | Aplicações Multimídia (Redes de Computadores)

Resumo

A maneira mais simples de streaming é baseada no modelo cliente/servidor (Unicast), na qual um único servidor é responsável por atender as solicitações de conteúdo. A sobrecarga do lado do servidor neste modelo gera gargalos assim que o número de consumidores aumenta, gerando perdas na largura de banda e na velocidade do serviço. Em aplicações com múltiplos destinatários a metodologia Multicast é vantajosa em relação ao Unicast, porque não há envio desnecessário de dados, eles são encaminhados exatamente ao conjunto de destinatários da transmissão. O objetivo deste projeto de pesquisa inovativa é desenvolver uma nova solução, baseada num mecanismo híbrido combinando as metodologias Unicast e Multicast, que atenda os grandes desafios atuais da distribuição de conteúdo pela internet: redução do consumo de banda, maior resiliência e robustez na entrega de conteúdo, e ainda baixa latência e baixo custo para que a solução seja competitiva em termos de mercado e viável para transmissões ao vivo. Para implementação desta solução serão empregados recursos de computação de borda de forma que os servidores utilizados nesta solução sejam autogerenciáveis, para que sejam mais resilientes, e executem suas tarefas com um menor custo, podendo desta forma aumentar a capilaridade da distribuição. Entre os principais desafios observados para a implementação de projeto, pode-se destacar: a metodologia tradicional Multicast é uma solução que traz uma série de vantagens, mas não é viável numa rede pública onde não é possível gerenciar switches / roteadores; um dos desafios da distribuição Multicast é o Digital Vídeo Recorder (DVR), pois se o cliente quiser "voltar no tempo" na transmissão, ele terá que se conectar com o servidor de borda e receber um streaming Unicast do segmento passado, e para retornar para o "ao vivo" ele deverá se conectar novamente ao Multicast; criar uma plataforma centralizada de gestão dos servidores de borda integrada ao Content Management System (CMS) da TV NSports. A solução proposta consistirá em um software, de baixo custo, facilmente instalável em servidores comuns disponíveis no mercado, será composta dos seguintes módulos: Conversor Multicast: módulo responsável por receber o conteúdo de um Servidor de Origem (Origin Server) ou de uma CDN via Unicast e entregá-lo por Multicast ao grupo de clientes que estiverem assistindo a mesma transmissão; Unicast DVR: módulo responsável pela gravação de transmissões ao vivo, também será responsável por criar um stream unicast para um cliente que deseje uma transmissão específica (time shift), conforme solicitação enviada pelo Controlador. Após a transmissão específica o Unicast DVR deverá informar ao Controlador para que o cliente retorne ao grupo de transmissão Multicast. Controlador Multicast: este módulo atenderá as solicitações de ações específicas por parte do cliente (por exemplo: replay de uma jogada numa transmissão de futebol), neste caso o controlador deverá identificar a solicitação, identificar o cliente e encaminhar ao módulo Unicast DVR para que seja criado uma transmissão unicast específica para este cliente. (AU)