On the performance of H.264/SVC-based video streaming services with FEC recovery

摘要

本稿では，H.264／SVCビデオストリーミングサービスにおける，前方誤り訂正符号方式（FEC）によるデータロス率の改善効果を検討する．具体的には，光ファイバ基幹網とアクセス網の境界にあるボトルネックルータに注目し，アプリケーションレベルで可変フレームサイズがデータロスに与える影響を理論的に解析する．1フレームのパケット数は可変でかつ，トランスポート層で送信間隔は一定であるという仮定の下で，ボトルネックルータでのバッファの挙動をGI＋M／M／1／K待ち行列としてモデル化し，データロス率を導出する．数値計算からデータロス率に対するフレームサイズの変動の影響はそれほど大きくないこと，また，ネットワーク負荷が高いとき，システム容量を増加することがFECを付加するよりも効果的であることが判明した．%In this paper, we analyze the performance of Forward Error Correction (FEC) recovery over H.264/SVC-based video streaming services. Focusing on a bottleneck edge router at the boundary between optical-backbone and access networks, we consider the impact of the variable frame size on data loss at application level. It is assumed that the number of packets in a frame is variable and that the interval of sending packets is constant on the transport layer. We model the bottleneck router as a GI+M/M/1/K queue, a single-server queueing system with two independent input processes: a general renewal input process for video streaming packets and a Poisson arrival process for background traffic multiplexed at the bottleneck router. We derive the data-loss ratio of main traffic. In numerical examples, we investigate how the variability of the frame size affects the data-loss ratio. FEC recovery performance is also studied. Numerical examples show that the data-loss ratio is not significantly affected by the variable frame size, and that increasing the buffer size is more effective than FEC for a bottleneck router in congestion.