Diffuser de la Vidéo sur WiFi ? Pas si simple …

Il y a dans l'univers high tech de grosses tendances que nous finissons par bien connaitre. Par exemple, l’explosion de l’usage de la vidéo et l’adoption massive du WiFi. Comment cohabitent-elles ? Pensons-nous à étudier leurs interactions ? Pouvons-nous aujourd’hui diffuser du « Streaming Vidéo » sur du WiFi ?

Différentes natures de vidéos

Si nous voulions catégoriser simplement les flux vidéo qui se trouvent sur un réseau IP, nous pourrions identifier :

• Les vidéos de type « à la demande » (VoD – Vidéo On Demand), où chaque utilisateur, individuellement télécharge un fichier vidéo à partir d’un serveur. Au niveau du réseau il s’agit d’un transfert de fichier entre deux points : le serveur et le poste client.

• Les vidéos de type « interactives » (Real Time Vidéo). Il s’agit principalement de flux vidéo de type vidéo-phone ou télépresence, qui sont des flux entre deux utilisateurs, ou une conférence de quelques utilisateurs. La contrainte au niveau du réseau consiste principalement à gérer la qualité de service pour garantir le temps réel de la communication, ainsi qu’une bande passante suffisante.

• Les vidéos de type « diffusion » (Video Streaming). Il s’agit là de flux vidéo diffusés sur l’ensemble du réseau, auxquels les utilisateurs intéressés s’abonnent. La contrainte au niveau du réseau est là plus importante : il faut optimiser l’usage des ressources, et ne diffuser que vers les utilisateurs concernés.

Le Streaming Vidéo nécessite le support de l’IP Multicast

La dernière nature de flux, le « Video Streaming », a un comportement particulier qui demande un traitement spécifique par le réseau : le support de l’IP Multicast.
Ce protocole IP Multicast est de plus en plus présent dans les équipements de commutation (switches) et de routage (router) IP pour les entreprises. Il permet de ne transporter qu’une seule fois les informations et de ne les dupliquer qu’au dernier moment, au plus proche des utilisateurs concernés.
Il est maintenant courant de rencontrer des entreprises qui diffusent sur leur réseau filaire Ethernet des communications vidéo de type « IP TV » en multicast. Les contenus tournent généralement autour de la communication institutionnelle, de sessions de formation, parfois de flux issus de chaines d’information, etc.
Avec l’arrivée de la mobilité, et particulièrement des tablettes, se pose la question de savoir comment le WiFi se comporte vis-à-vis de ces flux de Streaming Vidéo en multicast …

Le multicast est-il natif sur le WiFi ?

Pour comprendre le comportement du WiFi en multicast, il faut faire quelques rappels sur la technologie WiFi.
Le WiFi est naturellement un « hub » Ethernet et non un « switch ». C'est-à-dire que lorsque le point d’accès radio envoie une trame à un client WiFi, il l’envoi dans la cellule radio où se trouve tous les clients WiFi. Le client concerné la reçoit et la prend en compte. Les autres clients la reçoivent et la détruisent.
Il semble donc, vu de loin, que nous sommes finalement dans un cas idéal. Diffuser une vidéo consisterait donc à simplement envoyer la trame vidéo une seule fois dans la cellule, et tous les clients concernés n’auraient qu’à la prendre en compte. Pas besoin de dupliquer les trames !

Malheureusement cela n’est pas si simple …

Il faut en effet se souvenir d’une autre propriété du WiFi : dans une même cellule radio peuvent se trouver des clients allant à différentes « vitesses ». C’est une propriété extrêmement puissante du WiFi qui permet de supporter les toutes premières générations de client WiFi (supportant un débit maximum à 1Mbps) sur une infrastructure offrant la dernière évolution du WiFi (le WiFi N à plus de 300Mbps).

Du fait de cette possibilité, toutes les trames à destination de plusieurs utilisateurs (trames de « broadcast » ou « multicast ») doivent toujours être envoyées au plus petit débit supporté dans la cellule !
Nous voici donc avec une technologie WiFi supportant 300 Mbps théorique, mais qui va diffuser la vidéo à 1Mbps théorique, soit autour de 400kbps réel, moins rapide qu’un ADSL bas débit !
Nous avons détaillé ce point technique spécifique pour bien illustrer la problématique. Il faut savoir qu’il existe d’autres points à prendre en compte pour supporter du « Streaming Video » sur son réseau WiFi. Sans entrer dans le détail de chacun, voici une liste (non exhaustive) pour nourrir notre réflexion :

1. Support de l’IGMP Snooping au niveau de la connexion WiFi Cliente
2. Support du Multicast IP pour le tunnel CAPWAP entre les contrôleurs WiFi et les points d’accès radio
3. Optimisation du broadcast sur la radio WiFi (le point décrit ci-dessus)
4. Réservation de ressources radio pour les flux multicast
5. Priorisation des flux vidéo entre eux

Choisir en connaissance de cause

Les solutions de réseau WiFi d’entreprise que nous pouvons trouver sur le marché nous offrent plus ou moins de fonctions avancées pour traiter les différents points complexes évoqués ci-dessus.
Pour bien supporter de multiples flux de « streaming vidéo » il faut s’assurer que les solutions choisies apportent des réponses à ces problématiques techniques concrètes.
Dans un prochain article, je couvrirai quelques solutions techniques disponibles sur le marché pour s’affranchir des obstacles technologiques limitant la capacité des réseaux WiFi à diffuser de la vidéo.