Reti efficienti, intelligenti e consapevoli del contenuto

Secondo le previsioni i video e altri tipi di contenuto ad alto consumo di banda saranno il principale elemento motore della futura crescita del traffico internet, con 1,2 milioni di minuti di video - l'equivalente di oltre due anni di video - che viaggeranno su internet ogni secondo entro il 2016. Le reti di oggi non gestiscono bene questi contenuti.

"Oggi la grande maggioranza dell'uso di internet è il recupero di dati, la consegna di dati, lo streaming e l'accesso ai servizi internet, nei quali all'utente interessa solo il contenuto e non gli importa dove è conservato, purché sia consegnato in tempo e in modo affidabile", spiega il dott. Theodore Zahariadis, CTO di Synelixis Solutions Ltd in Grecia. "L'utente sa che vuole notizie dalla CNN, video da YouTube o informazioni sul tempo, usa quindi un browser web per scaricare i dati dal relativo server".

"Per soddisfare le esigenze di tutti gli utenti, miliardi di pezzi di contenuti identici sono replicati nel server dell'applicazione e seguono dei percorsi nella rete, molti dei quali sono uguali. Un contenuto identico quindi viene inviato molte volte attraverso gli stessi segmenti di internet, aumentando in modo esponenziale il traffico di rete e le esigenze dell'infrastruttura di rete.

C'è però un'alternativa molto più efficiente, che non solo riduce il carico sui server e sulle reti, ma rende più facile e più veloce per gli utenti scoprire e accedere al contenuto. Potrebbe anche migliorare l'esperienza dell'utente con una maggiore interattività e un arricchimento del contenuto. Si ottiene concentrandosi non solo sul canale delle comunicazioni ma anche sul contenuto in sé, rendendo la rete intelligente in modo che i server, i router e i dispositivi finali sappiano a quali dati si accede e da dove - quindi, per esempio, lo streaming video si adatta a condizioni di rete diverse, assicurando un video di alta qualità ottimizzato per il dispositivo di visione.

Questo metodo per sviluppare le cosiddette Reti di contenuto future (Future Content Networks o FCN) è stato implementato e testato nell'ambito del progetto COAST ("Content-aware searching, retrieval and streaming"), coordinato da STMicroelectronics in Italia e sostenuto con oltre 3 milioni di euro in finanziamenti della Commissione europea.

Il dott. Zahariadis, coordinatore tecnico di COAST, sottolinea il fatto che il metodo del progetto è stato possibile grazie all'aumento della potenza di elaborazione e delle capacità di memoria e di stoccaggio dei dispositivi finali e di rete, il che ha permesso loro di diventare più consapevoli del contenuto. Questo a sua volta permette tre sviluppi chiave lanciati dal team del progetto in quanto parte di un'architettura FCN overlay.

Prima di tutto, le intersezioni della rete (come i router, i gateway e i dispositivi degli utenti) sono integrati con un'intelligenza che permette loro di identificare e classificare il contenuto quando passa attraverso di esse e identificare dove si trova e dove è immagazzinato il contenuto distribuito, tutto ciò per far corrispondere in modo ottimale le richieste di dati degli utenti con la disponibilità e soddisfare gli Accordi di livello di servizio sul consumo del contenuto.

In secondo luogo, è stata impiegata un'architettura consapevole del contenuto, completa di soluzioni per scoprire in modo efficiente e dinamico l'infrastruttura di rete e identificare i tipi di dispositivo dell'utente, in modo che il contenuto sia continuamente ottimizzato per il dispositivo sul quale sarà consumato e i mezzi dai quali sarà fornito.

In terzo luogo, il team di COAST ha sviluppato una tecnologia per adattare e arricchire il contenuto mediale in modo che gli utenti ricevano il contenuto che meglio corrisponde alle loro preferenze, alla rete e alle caratteristiche del dispositivo e che possa interagire con esso, selezionando diversi punti di vista per un video, per esempio, o facendo una panoramica o allargando o restringendo l'immagine.

Ridurre il traffico inutile

"Cambiando il paradigma di fornitura del contenuto, possiamo ridurre il traffico identico instradato sugli stessi link di internet e di conseguenza ridurre le esigenze di investimento sulle infrastrutture di rete e allungare la vita dell'infrastruttura di rete esistente per soddisfare la crescente richiesta di fornitura di contenuto", spiega il dott. Zahariadis. "Potenziando le capacità di ricerca di contenuto di internet con funzioni di acquisizione di dati passiva e di popolarità del contenuto, possiamo fornire tempestivamente il contenuto più appropriato, adatto alle preferenze dell'utente e al contesto".

Il risultato per gli utenti finali è un accesso facile e veloce al contenuto, magari a un costo ridotto se la bolletta è calcolata sulla base dei minuti o del volume, potenziando allo stesso tempo la loro capacità di condividere contenuti e diventare essi stessi fornitori di contenuto. Nel frattempo, i fornitori di contenuto dovrebbero essere in grado di servire un pubblico più ampio grazie alla migliore indicizzazione e funzionalità di ricerca, mentre gli operatori di rete ne guadagnano essendo in grado di allungare la vita delle loro infrastrutture ed evitando i costosi investimenti che altrimenti sarebbero necessari per soddisfare la crescente richiesta di traffico.

La tecnologia di COAST è progettata per permettere la scalabilità, il che la rende in grado di tenere il passo con le sempre crescenti richieste di larghezza di banda da parte di video HD e, maggiormente in futuro, di video 3D.

A questo riguardo, il progetto ha apportato un contributo notevole allo standard MPEG DASH ("Dynamic Adaptive Streaming over HTTP"), che adatta senza difficoltà il contenuto video alle mutevoli condizioni della rete, fornendo una riproduzione di alta qualità senza problemi di stallo o di rebuff. Nel corso del progetto, STMicroelectronics, insieme ai partner di COAST, ha dimostrato il primo prototipo di DASH-streaming 3D su una piattaforma incorporata e continua a promuovere attivamente questo standard.

Il lavoro del team è confluito anche in altre attività di standardizzazione, tra le quali i gruppi di lavoro dell'IETF (Engineering Task Force), sugli standard AVT, CDNI, ALTO e Decade, il gruppo di lavoro TISPAN dell'Istituto europeo per gli standard nelle telecomunicazioni (ETSI) e la DNLA (Digital Living Network Alliance).

Si sta prendendo in considerazione anche l'uso della tecnologia a fini commerciali, in particolare da parte della Telefónica spagnola, uno dei partner del progetto. Telefonica I+D, il dipartimento di ricerca e sviluppo di Telefonica, ha identificato concrete aree di applicazione che, in collaborazione con i partner di COAST e altri operatori, potrebbero migliorare i servizi di fornitura di contenuto di Telefonica, sostenere l'adattamento del contenuto e migliorare la rete a banda larga mobile dell'operatore.

Anche altri partner, come STMicroelectronics, NEC, Yahoo e Synelixis, stanno sfruttando i risultati in collaborazione con i loro dipartimenti di prodotti e business, osserva il coordinatore tecnico del progetto. La collaborazione tra di essi è continua.

"Anche se non ci sono piani precisi riguardo a un progetto di follow-up, i membri del consorzio stanno già collaborando nella ricerca in settori legati a COAST, come una rete centrata sul contenuto, la ricerca e l'indicizzazione distribuita, l'adattamento dinamico del contenuto e un'efficiente distribuzione del contenuto," dice il dott. Zahariadis.

COAST ha ricevuto finanziamenti di ricerca attraverso il Settimo programma quadro (7º PQ) per la ricerca dell'Unione europea.

Collegamento al sito web del progetto:

- Sito web "Content-aware searching, retrieval and streaming"

Altri collegamenti:

- Sito web dell'Agenda digitale della Commissione europea