ES2331111T3

ES2331111T3 - Transmision y recepcion de datos en tiempo real.

Info

Publication number: ES2331111T3
Application number: ES01999095T
Authority: ES
Inventors: Matthew David Walker; Richard James Jacobs; Michael Erling Nilsson
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2009-12-22
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: KR100903457B1; JP2004515163A; WO2002045372A3; AU2002222097A1; EP1338131B1; WO2002045372A2; CA2428325A1; EP1338131A2; US7974200B2; DE60139632D1; CA2428325C; SG146434A1; JP5373131B2; CN100420250C; JP2012142956A; KR20030055323A; CN1478349A; US20040153951A1

Abstract

Método de funcionamiento de un sistema de comunicaciones en tiempo real que comprende un emisor (2) de datos en tiempo real, un dispositivo (3) de visualización de datos en tiempo real que tiene unos medios (32) de almacenamiento y una red que conecta dicho emisor (2) y dicho dispositivo (3) de visualización, comprendiendo dicho método las etapas siguientes: hacer funcionar dicho emisor (2) para transmitir paquetes de datos de una primera velocidad de codificación que representan una primera parte de una presentación en tiempo real hacia dicho dispositivo (3) de visualización, con una velocidad de transmisión mayor que dicha velocidad de codificación; hacer funcionar dicho dispositivo (3) de visualización para: recibir dichos paquetes de datos de una primera velocidad de codificación en dichos medios (32) de almacenamiento; extraer paquetes de datos de la primera velocidad de codificación desde dichos medios (32) de almacenamiento a dicha primera velocidad de codificación para su decodificación con el fin de presentar dicha presentación en tiempo real a un usuario con un primer nivel de calidad; al llenarse dichos medios (32) de almacenamiento con dichos datos de la primera velocidad de codificación hasta un nivel predeterminado, enviar una indicación de que se ha alcanzado dicho nivel hacia dicho emisor (2); estando caracterizado el método por: hacer funcionar dicho emisor (2), al producirse la recepción de dicha indicación, para enviar paquetes de datos de una segunda velocidad de codificación que representan partes subsiguientes de dicha presentación de tiempo real hacia dicho dispositivo de visualización, siendo dicha segunda velocidad de codificación mayor que dicha primera velocidad de codificación; hacer funcionar dicho dispositivo (3) de visualización para: recibir paquetes de datos de la segunda velocidad de codificación que representan una parte subsiguiente de la presentación de tiempo real en dichos medios (32) de almacenamiento; extraer paquetes de datos de la segunda velocidad de codificación desde dichos medios (32) de almacenamiento a dicha segunda velocidad de codificación para su decodificación con el fin de presentar dicha presentación de tiempo real a dicho usuario con un segundo nivel de calidad mayor que dicho primer nivel de calidad.

Description

Transmisión y recepción de datos en tiempo real.

La invención se sitúa en el campo de la gestión de datos sensibles al tiempo a través de redes por conmutación de paquetes, y más particularmente de la transmisión y recepción de datos de vídeo a través de Internet.

La invención se refiere a un método para proporcionar un servicio de vídeo de flujo continuo a un cliente a través de una red por paquetes aunque reduciendo el retardo de arranque asociado habitualmente a la preparación de una memoria intermedia de datos mientras se mantiene el uso de una memoria intermedia. La invención se refiere también a un método de control de la velocidad de transmisión del vídeo de flujo continuo para adaptarse a la congestión de la red.

Tradicionalmente, Internet ha soportado tráfico tal como FTP, correo electrónico y navegación por páginas web, en los que el retardo global no perjudica intrínsecamente a la presentación final de los medios. La llegada de PC multimedia de procesado más rápido ha impulsado la distribución de multimedia, incluyendo vídeo, a través de Internet. No obstante, las aplicaciones sensibles al tiempo requieren canales de datos continuos, con una calidad de servicio garantizada, y un alto ancho de banda, lo cual, aparentemente, no concuerda con la naturaleza basada en paquetes de Internet y tiene el potencial de interrumpir transmisiones con una fluctuación inaceptable de los paquetes, es decir, la variación en los tiempos entre las llegadas de los paquetes, provocada por un encaminamiento cambiable y una variabilidad de las velocidades de entrega debido a la congestión. Actualmente, las tecnologías comerciales de flujo continuo superan la fluctuación mediante la construcción de una gran memoria intermedia (de 5 a 30 segundos) antes de iniciar la reproducción del material de vídeo. Este retardo del arranque no resulta óptimo para un usuario, que puede tener que esperar durante este periodo antes de darse cuenta de que el contenido solicitado es incorrecto; y en general distrae a los usuarios de la experiencia de la presentación multimedia.

El documento WO00/01151 describe un sistema en el que se puede variar la frecuencia de cuadro de una secuencia de imágenes. En una forma de realización, la secuencia de imágenes se codifica y almacena a frecuencias de cuadro diferentes (por ejemplo, 30fps, 25fps, 20fps). En una alternativa, se almacena únicamente la información de movimiento, por ejemplo, vectores de movimiento, para las otras frecuencias de cuadro.

La patente US nº 5.822.524, una máquina cliente solicita archivos multimedia, tales como videoclips comprimidos, de un servidor. La transmisión usa paquetes de datos digitales. En el caso de archivos de vídeo, los encabezamientos de los paquetes identifican la trama de vídeo y el número de secuencia de cada paquete obtenido a partir de la trama. La temporización de la transmisión no se basa en un flujo continuo y estable de bytes o en un valor medio de bytes a transmitir. En su lugar, en el caso del vídeo, la frecuencia de cuadro determina la transmisión normal y se transmite una trama durante cada tiempo de trama. El agente cliente tiene una memoria intermedia normal de paquetes, que contiene normalmente entre 1 y 5 tramas de vídeo. La velocidad de transmisión se ajusta para mantener esa memoria intermedia llena dentro de su intervalo normal. La información de temporización que se requiere para la transmisión se almacena en un archivo de índices aparte, asociado a cada archivo multimedia.

En la patente US nº 5.918.020, se implementa un sistema de regulación del ritmo en un sistema de procesado de datos para permitir que un cliente regule el ritmo de un servidor de flujo continuo de una manera estable de tal modo que un nivel de llenado de una memoria intermedia del cliente oscile en torno a un valor de umbral individual. En la implementación del mecanismo de regulación del ritmo, el servidor de flujo continuo transmite datos a una velocidad ligeramente mayor a la que fueron codificados. Subsiguientemente, un circuito decodificador en el cliente, o receptor, usa los datos transmitidos a la velocidad codificada. De este modo, se incrementará gradualmente la utilización de memorias intermedias en el cliente. Cuando la utilización de memorias intermedias alcanza un nivel de umbral, el cliente proporciona un mensaje de regulación del ritmo al servidor. Cuando se recibe el mensaje de regulación del ritmo, el servidor aplaza el envío de datos durante un periodo de tiempo suficiente como para hacer caer la utilización de la memoria intermedia del cliente hasta un nivel por debajo de un nivel de umbral.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método de funcionamiento de un aparato de comunicación en tiempo real tal como se expone en la reivindicación 1.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato de comunicación en tiempo real tal como se expone en la reivindicación 4.

Otras características preferidas son tal como se exponen en las reivindicaciones subordinadas.

Es deseable usar la mayor cantidad posible del ancho de banda disponible de un enlace para transmitir datos ya que, con una velocidad binaria mayor de datos de vídeo, se obtiene una reproducción de mejor calidad. No obstante, la pérdida de datos en la red provoca un fuerte deterioro del servicio - superando claramente las ventajas del aumento de la velocidad binaria. Por ejemplo, con esquemas de codificación predictivos tales como el H.263 y el MPEG, es probable que la recepción de la mitad de un flujo continuo de vídeo de 500 kbits^{-1} ofrezca una calidad mucho peor que la totalidad de un flujo continuo de 250 kbits^{-1}. Por esta razón es importante reducir la velocidad de transmisión de una manera controlada, en lugar de dejar que se pierdan datos en la red. El protocolo de Internet TCP tiene un mecanismo de control incorporado con el cual la velocidad de transmisión de datos se incrementa uniformemente hasta que se detecta la pérdida de paquetes, tras lo cual se reduce la velocidad de datos. A continuación, la velocidad de datos se incrementa nuevamente hasta que se vuelve a producir una pérdida de paquetes. Se dice que una velocidad de transmisión variable es elástica y se dice que las aplicaciones que pueden controlar la velocidad de transmisión de datos en respuesta a condiciones de la red son compatibles con el TCP. Es deseable proporcionar datos de vídeo de una manera compatible con el TCP de modo que se utilice la mayor cantidad disponible del ancho de banda en cualquier momento en particular. Una ventaja adicional de la entrega de datos compatible con el TCP es que se gestiona la congestión en la red ya que las propias aplicaciones individuales reducen las velocidades de datos hasta que cada una de ellas dispone de una cuota justa del ancho de banda.

Las tecnologías convencionales de compresión, tales como el MPEG4 o el H.263, se pueden manipular para presentar un comportamiento compatible con el TCP, véase, por ejemplo, la solicitud de patente en trámite del solicitante, número GB 9928023.2. No obstante, esta solución requiere un PC dedicado, de alta velocidad, por flujo continuo de vídeo. La transcodificación de un flujo continuo de datos codificado desde una velocidad binaria alta a una velocidad binaria baja cuando se detecta congestión en la red padece además el problema de ser exigente desde el punto de vista computacional. Otro planteamiento consiste en usar una disposición en capas de flujos continuos de vídeo, con lo cual se logra un ajuste de la calidad añadiendo o suprimiendo capas del flujo continuo de vídeo. La desventaja de este método es que es ineficaz, ya que una cierta proporción del ancho de banda disponible se debe asignar a instrucciones para integrar las capas.

A continuación se describirán formas de realización de la invención, únicamente a título de ejemplo, en referencia a las figuras, en las que:

la Figura 1 es una vista general esquemática de la relación entre el codificador, el dispositivo de flujo continuo de vídeo y clientes;

la Figura 2 muestra la disposición del dispositivo de flujo continuo de vídeo;

la Figura 3 muestra la disposición de un cliente; y

la Figura 4 muestra el funcionamiento por etapas de una forma de realización de la presente invención.

Tal como se muestra en la Figura 1, una primera forma de realización de la presente invención consta de una fuente de datos de vídeo comprimidos, codificador 1, que codifica datos tanto a una baja velocidad binaria R_{L}, que puede tener un valor de, por ejemplo, 500 kbits^{-1}, como a una alta velocidad binaria R_{H}, de, por ejemplo, 1.500 kbits^{-1}. El códec de compresión usado es el H.263 aunque puede ser también cualquier otro códec, tal como el MPEG4. El codificador 1 coge datos de vídeo "en directo" como entrada, por ejemplo, una emisión de radiodifusión de un acontecimiento deportivo.

Los dos flujos continuos de datos codificados se transmiten a través de conexiones lógicas independientes hacia el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo a una velocidad de transmisión T_{E}. El dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo puede estar en las mismas instalaciones que el codificador 1 y conectado a través de una intranet. El dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo se ejecuta en un ordenador servidor, por ejemplo, uno que comprenda un Pentium III a 700 MHz, con RAM de 256 MB, y que tenga acceso a Internet.

Un visualizador de vídeo, al que se ha hecho referencia hasta el momento como cliente, que se ejecuta en un PC (a, b, c, etcétera, en la Figura 1) configurado adecuadamente para tener acceso a Internet, se puede conectar al dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo a través de Internet, y, de este modo, el cliente puede acceder al contenido. Un terminal PC adecuado es un PC portátil Pentium II de 266 MHz. El dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo puede soportar un gran número de clientes (típicamente hasta 1.000) que visualicen el mismo flujo continuo de vídeo. Para una emisión de radiodifusión en directo, el codificador 1 transmitirá a una velocidad de transmisión T_{E} que es tiempo real. Los dos flujos continuos de datos de R_{L} y R_{H} codificados a velocidades binarias diferentes ofrecen una reproducción de vídeo de calidad diferente, aunque cada flujo continuo de datos tiene la misma velocidad de transmisión, T_{E}. Los datos se deben decodificar a esta velocidad para que el programa se reproduzca en tiempo real.

La Figura 2 muestra la disposición del dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo. En las conexiones 21 y 22 de entrada se reciben respectivamente datos de vídeos codificados de baja calidad, codificados a una baja velocidad binaria R_{L}, y datos de vídeo codificados de alta calidad, codificados a una alta velocidad binaria R_{H}, desde el codificador 2, y los mismos se alimentan respectivamente hacia las memorias intermedias 23 y 24. Debería observarse que se proporciona una memoria intermedia por canal de datos de vídeo codificados que se reciban por parte del dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo. De cada memoria intermedia 23, 24 se leen datos de vídeo codificados, a través de un conmutador 26 que selecciona qué flujo continuo de datos de vídeo codificados se va a enviar hacia la conexión 27 de salida. Se proporciona un administrador 25 de memorias intermedias que es capaz de controlar la velocidad a la que se leen datos de cada una de las memorias intermedias 23, 24 y, por lo tanto, define la velocidad de transmisión T_{S} del dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo. El administrador de memorias intermedias está también en conexión con el conmutador 26 y además es capaz de recibir señales de la conexión 28. T_{S} se selecciona haciendo variar el retardo de tiempo entre la transmisión de cada paquete, de tal manera que T_{S} puede ser menor que, igual a o mayor que la velocidad de transmisión T_{E} del codificador. Los expertos en la materia percibirán que el factor limitativo sobre la sostenibilidad de la transmisión en la que T_{S}>T_{E} es el tamaño de la memoria intermedia 23, 24 de tal manera que una memoria intermedia de tamaño S kbits podrá sostener una velocidad de transmisión de T_{S} = 2T_{E} durante un tiempo dos veces mayor que una memoria intermedia de tamaño S/2 kbits. A través del control tanto del conmutador 26 como de la velocidad de transmisión T_{S}, el administrador de memorias intermedias puede controlar la velocidad binaria a la que se da salida desde el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo a dos niveles: ajustando la velocidad de transmisión T_{S} se logra un control fino de la velocidad binaria, y conmutando entre los dos flujos continuos de datos codificados a las velocidades binarias R_{L} y R_{H} se puede lograr un control de la velocidad binaria a un nivel aproximado. El administrador 25 de memorias intermedias realiza ajustes sobre T_{S} ó conmuta la salida entre memorias intermedias en respuesta a señales recibidas desde la conexión 28.

La Figura 3 muestra la disposición del cliente que se ejecuta en un PC 3a, b, c, etcétera. Los datos de vídeo codificados que se envían desde el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo se reciben en el cliente a través de una conexión 27 y se comprueba su integridad por medio de un detector 31 de pérdidas de paquetes. A continuación, los datos se envían hacia una memoria intermedia 32 de cliente que tiene un tamaño adecuado para absorber fluctuaciones en el caudal de la red. La memoria intermedia 32 de cliente está conectada directamente a un decodificador 33 y, desde allí, se envían datos decodificados para ser visualizados en la pantalla del cliente (no mostrada). Un monitorizador 34 de estado del cliente está conectado al detector 31 de pérdidas de paquetes y a la memoria intermedia 32 del cliente. El monitorizador 34 de estado del cliente puede enviar señales a través de la conexión 28.

El detector 31 de pérdidas de paquetes monitoriza paquetes entrantes. Si se detecta una pérdida de paquete, a continuación se envía una señal hacia el monitorizador 34 del estado del cliente, el cual informa al administrador de memorias intermedias en el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo a través de la conexión 28. Los paquetes perdidos se pueden volver a transmitir. El administrador 25 de memorias intermedias incrementa uniformemente la velocidad de transmisión T_{S} hasta que se produce un patrón consistente de pérdida de paquetes, lo cual indica que se está utilizando el ancho de banda máximo. En interés de mantener una red exenta de congestiones, a continuación la velocidad de transmisión T_{S} se puede reducir exponencialmente. El monitorizador 34 del estado del cliente monitoriza el volumen de datos en la memoria intermedia 32 del cliente de tal manera que se envía una señal a través de la conexión 28 hacia el administrador 25 de memorias intermedias en el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo cuando la memoria intermedia 32 del cliente llega a estar suficientemente llena de datos.

El sistema de dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo y cliente 3 según se ha descrito anteriormente permite un flujo continuo de vídeo atractivo para el usuario, es decir, la memoria intermedia 32 del cliente posibilita la existencia de una cierta calidad del vídeo a pesar de variaciones en las condiciones de la red, lo cual, por otro lado, podría tener un efecto perjudicial sobre la calidad percibida global de los medios.

A continuación se describirá el funcionamiento de la presente forma de realización de la invención en referencia a la Figura 4.

Se inicializa el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo, lo cual conlleva el llenado de las memorias intermedias 23, 24 con una cantidad de datos desde el codificador 1. Para una emisión de radiodifusión en directo, se alimentan constantemente datos hacia las memorias intermedias 23, 24 y los mismos se descartan subsiguientemente después de una cantidad de tiempo definida por el tamaño de la memoria intermedia y la calidad de datos que se están recibiendo.

Se puede usar un PC que ejecute un software navegador para navegar por páginas web en Internet con el fin de seleccionar un enlace para, por ejemplo, una emisión de radiodifusión en directo en un sitio alojado en la entidad que proporciona vídeo de flujo continuo. El usuario que tenga interés en visualizar el clip o la emisión de radiodifusión en particular hace clic en (selecciona) el enlace. El software de navegación detecta que se han solicitado datos de vídeo de flujo continuo y lanza el software de cliente de visualización de vídeo que encarna al cliente 3. El cliente 3 emite una orden "enviar datos" a través de la conexión 28 hacia el administrador 25 de memorias intermedias, el cual fija el conmutador 26 para leer datos de vídeo codificados desde la memoria intermedia 23 de datos de baja velocidad binaria y solicita una velocidad de transmisión de T_{S} = 2T_{E}. Los datos se transmiten hacia la conexión 27 de datos y desde allí hacia el cliente 3. Usando la velocidad binaria de codificación del ejemplo, antes citada, de 500 kbits^{-1} para R_{L}, los datos fluyen hacia la red en dirección al cliente a una velocidad de 1.000 kbits^{-1}.

El cliente 3 recibe los datos de vídeo codificados y los envía a través del detector 31 de pérdidas de paquetes hacia la memoria intermedia 32 del cliente a la que se alimenta a la velocidad de 2T_{E}. Cuando se detectan datos en la memoria intermedia 32, los datos de vídeo codificados se leen inmediatamente hacia el decodificador 33 a una velocidad de T_{E}. Por lo tanto, la memoria intermedia 32 se llena a una velocidad T_{E} mientras se visualizan los datos decodificados del decodificador 33. De este modo, al usuario se le proporcionan imágenes de vídeo sin tener que esperar a que se llene la memoria intermedia 32 del cliente.

El monitorizador 34 de cliente espera a que la cantidad de datos de R_{L} en la memoria intermedia 32 del cliente alcance un nivel especificado, tras lo cual se envía una orden "conmutar de memoria intermedia" hacia el administrador 25 de memorias intermedias en el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo a través de la conexión 28. A continuación, el administrador 25 de memorias intermedias conmuta el flujo de datos desde la memoria intermedia 23 de datos de baja velocidad binaria hacia la memoria intermedia 24 de datos de alta velocidad binaria y ordena la transmisión a una velocidad T_{S}= T_{E}. Usando la velocidad de codificación de ejemplo antes citada, en la red se transmiten datos a
1.500 kbit/s^{-1}.

A continuación, la memoria intermedia 32 del cliente empezará a llenarse con datos de alta calidad que se situarán por detrás de los datos de baja calidad. Después de un periodo de tiempo, los datos de R_{H} comenzarán a ser leídos hacia el decodificador 33, tras lo cual el usuario percibirá un aumento en la calidad de la imagen. Llegado este momento, el cliente 3 tiene una memoria intermedia llena y el usuario está viendo imágenes de una calidad que es concordante con la capacidad del enlace de la red.

El dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo puede soportar varios clientes (típicamente 1.000). A cada cliente se le da inicialmente un punto de lectura exclusivo para la fase de arranque, tras lo cual, después de que se haya alcanzado el equilibrio de la memoria intermedia 32 del cliente y el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo esté suministrando datos de alta velocidad binaria desde la memoria intermedia 24, el punto de lectura se puede amalgamar con otros puntos de lectura de clientes. Puede que los puntos de lectura se tengan que transferir a medida que discrepancias en la demanda de la capacidad de la red aumenten o disminuyan la velocidad de transmisión para un cliente particular.

Los expertos apreciarán que la memoria intermedia 23 de datos de baja velocidad binaria debería tener un tamaño que permita leer datos de la misma a una velocidad 2T_{E} durante un periodo de tiempo que sea suficientemente largo como para proporcionar a la memoria intermedia 32 del cliente una cantidad adecuada de datos. Por ejemplo, para almacenar en memoria intermedia datos de 500 kbits^{-1} por valor de 5 segundos en el cliente 3, el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo debe suministrar 1.000 kbits de datos durante 5 segundos, de entre los cuales 500 kbits serán consumidos por el decodificador 33 por segundo y 500 kbits se acumularán en la memoria intermedia por segundo hasta que hayan transcurrido 5 segundos. Por lo tanto, la memoria intermedia de datos de baja velocidad binaria debe poder contener por lo menos 5 Mbits de datos (5 x 1.000 kbits), o simplemente más de 0,5 Mb.

Los expertos apreciarán que existen problemas asociados a la "toma de derivaciones" en un flujo continuo de datos codificados cuando se están leyendo inicialmente datos de una memoria intermedia. La tecnología de compresión utilizada típicamente por el codificador 1 conllevaba la codificación de una trama de datos de vídeo, denominada trama de anclaje o trama I, y a partir de esta trama se realiza una estimación sobre qué aspecto tendrá la trama siguiente, denominándose trama B a esta trama estimada. De esta manera, se puede reducir notablemente la cantidad de datos que representan una serie de tramas. No obstante, si la primera trama a leer de cualquiera de las memorias intermedias 23, 24 de datos es una trama B, entonces las primeras tramas de datos decodificados puede que sean ininteligibles ya que el decodificador intenta reconstruir tramas basándose en una estimación. En una forma de realización adicional de la invención, se suministra una memoria intermedia adicional de datos en paralelo con las memorias intermedias 23, 24 de datos que consta solamente de tramas I. La primera trama a transmitir se lee de la memoria intermedia de tramas I y de este modo proporciona al decodificador un punto fiable a partir del cual iniciar la decodificación. A continuación se conmutan datos para ser leídos de cualquiera de las memorias intermedias 23, 24 de datos.

El sistema permite un flujo continuo de vídeo atractivo para el usuario, es decir, la calidad del vídeo no fluctúa rápidamente a medida que varían las condiciones de la red, lo cual puede tener un efecto perjudicial sobre la calidad global percibida de los medios. En el caso de que el cliente notifique una pérdida de paquetes, el sistema puede reducir exponencialmente su velocidad de transmisión. Esto no da como resultado necesariamente una conmutación inmediata de la fuente de vídeo, ya que puede haber datos almacenados en memoria intermedia en el cliente. Inmediatamente después de la pérdida de paquetes, es posible que la velocidad de transmisión sea menor que la velocidad de codificación, y que el cliente esté complementando datos recibidos con datos almacenados en memoria intermedia con el fin de satisfacer las demandas del decodificador de vídeo, con el resultado de que la memoria intermedia del cliente se está vaciando. En el caso de una pérdida aislada de paquetes, el sistema puede elevar de nuevo gradualmente la velocidad de transmisión, ralentizando inicialmente la velocidad a la que se está vaciando la memoria intermedia del cliente antes de volver finalmente a un estado de llenado de la misma.

Los expertos apreciarán que la capacidad de transmitir datos a velocidades variables durante un periodo de tiempo permite que los datos de flujo continuo sean elásticos y permite una transmisión compatible con el TCP. Una detección de pérdida sostenida de paquetes por parte del detector 31 de pérdidas de paquetes es indicativa de congestión en la red. El administrador 25 de memorias intermedias en el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo reacciona a una notificación de pérdida de paquetes ordenando una reducción en la velocidad de transmisión de datos desde la memoria intermedia 24 de datos de alta velocidad binaria. La memoria intermedia 24 de datos de alta velocidad binaria debería tener un tamaño apropiado para hacer frente a un acontecimiento de este tipo. Si la pérdida de paquetes persiste a la velocidad de transmisión reducida durante más tiempo que el que puede aguantar la memoria intermedia de datos de alta velocidad binaria, entonces el administrador 25 de memorias intermedias realizará una conmutación para suministrar datos desde la memoria intermedia 23 de datos de baja velocidad binaria. Son necesarios protocolos de gestión eficaces para evitar una conmutación rápida entre memorias intermedias 23 y 24 de datos cuando la capacidad de datos de la red fluctúa, ya que esto provocará cambios en la calidad percibida del vídeo reproducido. Aunque un usuario tolerará una reproducción de baja calidad, los cambios rápidos en la calidad pueden resultar irritantes para el mismo.

No existe ningún límite sobre el número de flujos continuos de datos codificados que se pueden proporcionar al dispositivo de flujo continuo de vídeo. De este modo se puede lograr una utilización máxima del ancho de banda: comenzando con la lectura de datos desde una memoria intermedia de datos de baja velocidad binaria, se incrementa la velocidad de transmisión. Tras observar que no se pierden paquetes a esta velocidad de transmisión, la salida se conmuta a una memoria intermedia de datos de mayor velocidad binaria, tras lo cual se incrementa la velocidad de transmisión. Si esta velocidad de transmisión no encuentra ningún obstáculo, entonces se puede conmutar a una memoria intermedia de datos de una velocidad binaria todavía mayor, y así sucesivamente hasta que se utilice el ancho de banda máximo.

El administrador 25 de memorias intermedias ubicado en el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo está habilitado para decidir cómo ajustar la velocidad de transmisión T_{S} y cuándo conmutar memorias intermedias. Del mismo modo, se pueden enviar instrucciones desde el cliente 3 hacia el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo sobre la velocidad de transmisión T_{S} y desde qué memoria intermedia alimentar datos. La ubicación del administrador 25 de memorias intermedias en las formas de realización descritas se ha seleccionado debido a que resulta práctico situar el centro de control cerca del centro que es responsable de facturar por el servicio, que en este caso es el ISP.

El ejemplo de datos de vídeo se selecciona como un ejemplo de datos multimedia para ilustrar las formas de realización anteriores. La invención resulta igualmente adecuada para cualquier otra forma de datos sensibles al tiempo, tales como datos de audio o una presentación multimedia.

En la forma de realización descrita anteriormente, el codificador 1 suministra datos. Del mismo modo, una biblioteca de archivos de datos de programas, por ejemplo, una biblioteca de largometrajes, a la que se puede acceder cuando se requiera, puede contener datos de vídeos comprimidos.

El dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo puede estar alejado con respecto al codificador 1, de tal manera que el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo y el codificador 1 estén conectados a través de Internet. Es probable que el dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo sea explotado por un Proveedor de Servicios de Internet (ISP) y una conexión remota del dispositivo 2 de flujo continuo de vídeo y el codificador 1 permitirían que el ISP consiguiese que hubiera contenido disponible para el cliente desde muchos codificadores.

Claims

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1. Método de funcionamiento de un sistema de comunicaciones en tiempo real que comprende un emisor (2) de datos en tiempo real, un dispositivo (3) de visualización de datos en tiempo real que tiene unos medios (32) de almacenamiento y una red que conecta dicho emisor (2) y dicho dispositivo (3) de visualización, comprendiendo dicho método las etapas siguientes:

hacer funcionar dicho emisor (2) para transmitir paquetes de datos de una primera velocidad de codificación que representan una primera parte de una presentación en tiempo real hacia dicho dispositivo (3) de visualización, con una velocidad de transmisión mayor que dicha velocidad de codificación;

hacer funcionar dicho dispositivo (3) de visualización para:

recibir dichos paquetes de datos de una primera velocidad de codificación en dichos medios (32) de almacenamiento;

extraer paquetes de datos de la primera velocidad de codificación desde dichos medios (32) de almacenamiento a dicha primera velocidad de codificación para su decodificación con el fin de presentar dicha presentación en tiempo real a un usuario con un primer nivel de calidad;

al llenarse dichos medios (32) de almacenamiento con dichos datos de la primera velocidad de codificación hasta un nivel predeterminado, enviar una indicación de que se ha alcanzado dicho nivel hacia dicho emisor (2);

estando caracterizado el método por:

hacer funcionar dicho emisor (2), al producirse la recepción de dicha indicación, para enviar paquetes de datos de una segunda velocidad de codificación que representan partes subsiguientes de dicha presentación de tiempo real hacia dicho dispositivo de visualización, siendo dicha segunda velocidad de codificación mayor que dicha primera velocidad de codificación;

hacer funcionar dicho dispositivo (3) de visualización para:

recibir paquetes de datos de la segunda velocidad de codificación que representan una parte subsiguiente de la presentación de tiempo real en dichos medios (32) de almacenamiento;

extraer paquetes de datos de la segunda velocidad de codificación desde dichos medios (32) de almacenamiento a dicha segunda velocidad de codificación para su decodificación con el fin de presentar dicha presentación de tiempo real a dicho usuario con un segundo nivel de calidad mayor que dicho primer nivel de calidad.
2. Método según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo (3) de visualización envía información de pérdida de paquetes hacia el emisor (2) y en respuesta a la recepción de dicha información de pérdida de paquetes, dicho emisor (2) reduce la velocidad de transmisión de dichos paquetes de datos de la segunda velocidad de codificación hacia el dispositivo (3) de visualización.
3. Método según la reivindicación 2, en el que dicho emisor (2) determina si se ha producido una pérdida sostenida de paquetes; y en respuesta a dicha determinación, envía paquetes de datos de la primera velocidad de codificación hacia el dispositivo de visualización.
4. Sistema de comunicaciones en tiempo real que comprende:

un emisor (2) de datos en tiempo real;

un dispositivo (3) de visualización de datos en tiempo real que tiene unos medios (32) de almacenamiento; y

una red que conecta dicho emisor (2) y dicho dispositivo (3) de visualización,

en el que:

dicho emisor (2) se puede hacer funcionar para transmitir paquetes de datos de una primera velocidad de codificación que representan una primera parte de una presentación en tiempo real hacia dicho dispositivo (3) de visualización, con una velocidad de transmisión mayor que dicha velocidad de codificación;

dicho dispositivo (3) de visualización se puede hacer funcionar para:

recibir dichos paquetes de datos de una primera velocidad de codificación en dichos medios (32) de almacenamiento;
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extraer paquetes de datos de la primera velocidad de codificación desde dichos medios (32) de almacenamiento a dicha primera velocidad de codificación para su decodificación con el fin de presentar dicha presentación en tiempo real a un usuario con un primer nivel de calidad; y

al llenarse dichos medios (32) de almacenamiento con dichos datos de la primera velocidad de codificación hasta un nivel predeterminado, enviar una indicación de que se ha alcanzado dicho nivel hacia dicho emisor (2);

caracterizado porque:

dicho emisor (2) se puede hacer funcionar, al producirse la recepción de dicha indicación, para enviar paquetes de datos de una segunda velocidad de codificación que representan partes subsiguientes de dicha presentación de tiempo real hacia dicho dispositivo (3) de visualización, siendo dicha segunda velocidad de codificación mayor que dicha primera velocidad de codificación;

en el que dicho dispositivo (3) de visualización se puede hacer funcionar además para:

recibir paquetes de datos de la segunda velocidad de codificación que representan una parte subsiguiente de la presentación de tiempo real en dichos medios (32) de almacenamiento;

extraer paquetes de datos de la segunda velocidad de codificación desde dichos medios (32) de almacenamiento a dicha segunda velocidad de codificación para su decodificación con el fin de presentar dicha presentación de tiempo real a dicho usuario con un segundo nivel de calidad mayor que dicho primer nivel de calidad.
5. Sistema según la reivindicación 4, en el que dicho dispositivo (3) de visualización comprende además unos medios (31) de detección de pérdidas de paquetes para detectar pérdidas de paquetes y enviar información de pérdidas de paquetes hacia el emisor (2); y en respuesta a la recepción de dicha información de pérdida de paquetes, dicho emisor (2) se puede hacer funcionar además para reducir la velocidad de transmisión de dichos paquetes de datos de la segunda velocidad de codificación hacia el dispositivo (3) de visualización.
6. Sistema según la reivindicación 5, en el que dicho emisor (2) comprende además unos medios (25) de determinación para determinar si se ha producido una pérdida sostenida de paquetes; y en respuesta a que dichos medios (25) de determinación determinen una pérdida sostenida de paquetes, enviar paquetes de datos de la primera velocidad de codificación hacia el dispositivo (3) de visualización.