Caratteristiche, vantaggi e problemi dello streaming multimediale

Per streaming multimediale s’intende l’insieme delle operazioni necessarie al reperimento, recapito e presentazione di un flusso di dati multimediale. Si parla di streaming multimediale quando un file multimediale viene visualizzato o ascoltato mentre è ancora in via di distribuzione: dunque si può dire che sia più una caratteristica del sistema di distribuzione che del media in sè.

I dati vengono trasferiti da un Server a un Client e vengono visualizzati all’utente prima ancora che tutto il file sia giunto a destinazione: lo stream multimediale non necessita di essere salvato prima di essere utilizzato. Il progresso nel campo delle reti e dei sistemi operativi unito con il miglioramento delle tecnologie hardware ha reso possibile la diffusione degli streaming multimediali accanto ai meccanismi non-streaming come i CD-ROM/Hard Disk.

Protocolli per lo streaming

Per lo streaming multimediale il protocollo di rete che viene usato più spesso è UDP. Questo è un protocollo di trasmissione che supporta oltre la trasmissione in unicast anche quella in multicast e quindi è particolarmente adatto per supportare la trasmissione di streaming media (un tipico scenario di utilizzo di streaming multimediale è la videoconferenza, che molto spesso utilizza il multicast). UDP consente di trasmettere dal Server al Client i dati sotto forma di pacchetti di piccole dimensioni, è un protocollo semplice ed efficiente che garantisce una trasmissione fra mittente e destinatario celere ma non infallibile. UDP non controlla che tutti i pacchetti siano arrivati correttamente a destinazione e anche per questo è leggero e rapido e dunque particolarmente adatto alle trasmissioni multimediali.
I protocolli specifici per lo streaming multimediale sono RTP e RTCP ed entrambi si basano su UDP.
RTP, Realtime Transport Protocol è il protocollo che estende il livello trasporto con le funzionalità per il realtime. Non garantisce che i pacchetti siano consegnati effettivamente in realtime e nemmeno essi arrivino a destinazione nell’esatto ordine in cui sono stati trasmessi. RTP, invece, definisce un formato standard per pacchetti con contenuti multimediali e supporta sia le trasmissioni in multicast che quelle in unicast. È specifico quindi per il trasporto di dati multimediali.
Il protocollo RTP non garantisce in alcun modo qualità del servizio, nè riserva le risorse di rete. Fornisce però funzionalità per identificare il tipo di dato trasportato, recuperare l’ordine esatto dei pacchetti, rilevare eventuali perdite e sincronizzare i media trasportati anche se provengono da fonti diverse Lo streaming multimediale è generalmente composto da due flussi: il flusso audio e quello video. Con RTP, per ogni sessione viene trasferito un unico flusso multimediale, quindi per trasmettere uno stream audio/video saranno necessarie due sessioni, una per ogni media che si desidera trasportare.
RTCP (Realtime Control Protocol) è il protocollo di controllo che lavora accanto a RTP. RTCP è basato sulla trasmissione periodica di pacchetti di controllo verso tutti i partecipanti alla sessione RTP, in modo tale che Client e Server si scambino report periodici contenenti statistiche sulla qualità della trasmissione (RoundTripTime RTT, numero di pacchetti persi, jitter).

Problematiche dello streaming

Lo streaming multimediale è sempre più utilizzato e richiesto per videoconferenze, videosorveglianze e molte altre applicazioni ed è quindi interessante valutare come le tecnologie wireless e le applicazioni che forniscono servizi per la mobilità si comportano nei confronti delle trasmissioni video.
È intuitivo capire che le applicazioni che gestiscono gli stream multimediali sono particolarmente critiche soprattutto quando si utilizzano le tecnologie senza filo.
Con le trasmissioni senza filo possono avvenire, infatti perdite di frame più o meno consistenti a causa dell’alta probabilità di errori tipica delle comunicazioni senza filo. L’eterogeneità delle reti senza filo, ancora una volta, complica la situazione: la presenza di più tecnologie rende sicuramente più frequenti gli hand-off e le temporanee disconnessioni dagli AP sono spesso causa di ulteriori perdite di pacchetti. Inoltre lo streaming multimediale richiede rapidità e molto spesso contemporaneità nella riproduzione dei media. In determinati contesti, ad esempio le videosorveglianze, è di basilare importanza garantire la contemporaneità della riproduzione dei dati e i ritardi non possono essere tollerati. Questo non lascia spazio per le ritrasmissioni dei pacchetti persi: con gli stream multimediali, in molti contesti, la perdita di frame è preferibile ai ritardi aggiuntivi che possono essere causati dai protocolli di rete affidabili.
Gli stream multimediali sono particolarmente critici per lo sviluppo di applicazioni per la mobilità. Si rende quindi necessario utilizzare meccanismi di buffering appositi per arginare le perdite dovute agli hand-off e contemporaneamente garantire in ogni momento ritardi sempre tollerabili.