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Mieux compresser et diffuser pour améliorer l’expérience des contenus audiovisuels


“Combiner les nouvelles technologies CMAF et Low Latency, afin de tendre vers un seul format, en faible latence, pour une expérience Live optimale.”


Alors que les usages en matière de contenus audiovisuels croissent et s’enrichissent, avec la 5G en tête, la question de leur distribution devient un enjeu majeur pour l’écosystème. La mise en œuvre de nouvelles technologies de compression des données et de nouveaux protocoles de diffusion rendent possible l’amélioration de l’expérience et de l’offre de divertissement délivrée aux clients.

Si la diffusion des services audiovisuels peut paraître simple du point de vue des clients, elle implique en réalité plusieurs enjeux et étapes techniques complexes, avant qu’un contenu parvienne à bonne destination et en qualité optimale.

En synthèse, la distribution d’un contenu audiovisuel Live (en diffusion directe) ou On Demand (à la demande) met en jeu l’utilisation de différentes technologies avec un indispensable travail de compression des données audio-visuelles avant de pouvoir être acheminé via le protocole de distribution approprié selon les supports de transmission utilisés tels que les réseaux 4G/5G ou la fibre.

Nouveaux usages et services

Le contexte de connectivité augmentée sur tous les réseaux permet d’identifier de nouveaux usages et d’y répondre avec des services audiovisuels innovants. Les réseaux 5G sont à l’avant-garde de cette évolution des usages. Chez Orange, les équipes qui travaillent dans le domaine de l’innovation conduisent des projets sur cette thématique autour de deux objectifs.

“Il s’agit d’une part d’identifier des solutions susceptibles d’améliorer la qualité de service pour les services TV Live sur les accès 5G, et d’être utilisables sur les réseaux 4G afin d’optimiser l’existant”, explique Emmanuel Gouleau, architecte services chez Orange.

“L’innovation consiste d’autre part à imaginer les services audiovisuels qui profitent pleinement des débits augmentés de la 5G, tels que des contenus immersifs ou 360. Ceux-ci seront disponibles en mobilité avec la 5G telle qu’elle se déploie actuellement, en 3,6 GHz, et pourront encore monter en gamme à terme avec la 5G en 26 GHz, dans les environnements publics denses.”

Optimiser la chaîne de transport

En parallèle et en cohérence avec les développements liés à la 5G, les équipes  Recherche d’Orange œuvrent au suivi des outils et normes qui régissent la distribution des contenus, du codage au transport, en participant notamment aux instances de normalisation de l’écosystème comme MPEG (Moving Pictures Expert Group, format de compression des fichiers vidéo) ou l’UIT-T (Union internationale des télécommunications). L’environnement technique associé est en effet riche et en évolution permanente : de nouveaux formats de transport ou technologies de compression émergent régulièrement.

En matière de transport en particulier, deux chaînes techniques traditionnelles cohabitent aujourd’hui. “L’IPTV (Internet Protocol television) d’un côté est utilisé majoritairement pour le Live, à destination des set-top box (boîtiers décodeurs) exclusivement, avec une qualité garantie côté clients”, expliquent Sylvain Kervadec et Pierre Ruellou, Experts et Ingénieurs chez Orange Innovation. “L’OTT (over the top) de l’autre, pour les terminaux mobiles, est fondé sur une distribution via internet, sans bande passante garantie. Pour ces technologies OTT, nous faisons du streaming adaptatif, qui occasionne un effet dit de retard au live. Notre objectif consiste à réduire ce retard en travaillant sur la couche de transport des signaux audio-vidéo, avec l’implémentation de nouveaux protocoles et technologies. On parle notamment de Low Latency pour réduire la latence et de Common Media Application Format (CMAF) pour évoluer vers un format unique tous terminaux confondus, là où nous devons aujourd’hui assurer un double transport du fait de la séparation Android/IoS. L’idéal serait de combiner CMAF et Low Latency : un seul format, en faible latence, pour une expérience Live optimale proche de ce que l’on peut observer sur l’IPTV. Nous travaillons aussi à amener ces nouveaux formats OTT vers le monde des set-top box en remplacement de l’IPTV.”

Des performances de compression toujours plus poussées

La compression est un autre terrain d’innovation sur lequel des avancées sont opérées régulièrement. Les normes évoluent tous les dix ans en moyenne, apportant à chaque fois un gain d’un facteur 2. Le débit de données est ainsi divisé par 2 à qualité équivalente – un enjeu crucial avec l’explosion des trafics et l’émergence de nouveaux usages de type 4K/8K ou réalité virtuelle très gourmands en termes de capacités vidéo. Aujourd’hui, c’est le standard MPEG-4 Advanced Video Coding (AVC, ou H264 côté UIT-T) qui prédomine pour les services jusqu’à la HD. La norme MPEG-H High Efficiency Video Coding (HEVC, ou H265) qui a émergé en 2013 a été implémentée par Orange sur ses deux dernières générations de set-top box, permettant d’introduire de nouveaux services UHD/4K. En 2020, un cap supplémentaire est franchi avec les codecs MPEG-I Versatile Video Coding (VVC, ou H266), pour un nouveau bond de performance par rapport à la génération précédente. Des études seront menées au sein du Groupe pour évaluer l’efficacité, l’impact sur l’écosystème existant et l’apport potentiel de ces nouvelles technologies pour ses futurs services audiovisuels.

Le Multicast ABR en expérimentation

Un dernier enjeu clé réside dans la nécessité d’optimiser la bande passante en parallèle de ces différentes transformations. Aujourd’hui, dans le monde IPTV, les contenus sont délivrés en multicast : un contenu est mis dans le réseau une seule fois, et rendu disponible pour X millions de clients. L’univers OTT fonctionne quant à lui sur une logique unicast : un seul et même contenu doit être distribué autant de fois que le nombre de personnes qui souhaitent le visionner, multipliant d’autant les débits transportés. Les équipes innovation chez Orange travaillent donc à la rationalisation de cette équation, en expérimentant la technologie Multicast Adaptive Bitrate streaming (Multicast ABR). Celle-ci permettrait d’utiliser les capacités multicast dans le monde OTT, via un équipement qui serait positionné au plus près du client. Les perspectives pour la distribution des contenus audiovisuels sont riches.

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