À une époque où le ménage américain moyen dispose de cinq appareils connectés à Internet, les internautes peuvent souvent avoir l'impression de se battre toujours pour des bouts de WiFi. Comment toute une famille peut-elle se gaver de ses émissions préférées sans que la connexion de quelqu'un ralentisse à un rythme effréné ?

Des chercheurs du Laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle (CSAIL) du MIT travaillent sur le problème, et ont développé un nouveau système appelé "Minerva" qui permet à plusieurs personnes de diffuser des vidéos sur un seul réseau avec une mise en mémoire tampon et une pixellisation minimales.

L'équipe affirme que le projet pourrait changer la donne pour les fournisseurs de contenu comme Netflix et Hulu qui ont souvent du mal à satisfaire tous leurs utilisateurs. Au-delà d'être utile pour un seul ménage, Minerva pourrait également profiter aux personnes de toute une région qui peuvent toutes partager un goulot d'étranglement du réseau.

« Si cinq personnes dans votre maison diffusent toutes des vidéos en streaming à la fois, notre système peut analyser comment les visuels des différentes vidéos sont affectés par la vitesse de téléchargement, " dit le professeur du MIT Mohammad Alizadeh, auteur principal sur un article connexe qui sera présenté au groupe d'intérêt spécial de l'Association for Computing Machinery sur les communications de données (SIGCOMM) à Los Angeles plus tard ce mois-ci. "Il utilise ensuite ces informations pour fournir à chaque vidéo la meilleure qualité visuelle possible sans dégrader l'expérience pour les autres."

Lors de tests en conditions réelles, Minerva a réduit le temps de mise en mémoire tampon de 47 % en moyenne et, jusqu'à un tiers du temps, a apporté une amélioration de la qualité vidéo équivalant à un saut de résolution d'un téléviseur 720p à 1080p.

Minerva fait tout cela sans nécessiter de modifications de l'infrastructure réseau sous-jacente. Un fournisseur comme Netflix peut déployer Minerva sans aucune modification des routeurs domestiques ou sans avoir à se coordonner avec les fournisseurs de services réseau. Alizadeh décrit le système comme un remplacement direct du protocole TCP/IP standard qui régit les communications Internet.

"Il a tous les avantages et la simplicité de TCP, tout en veillant à ce que, si plusieurs vidéos sont en concurrence sur un lien réseau qui constitue un goulot d'étranglement, la bande passante sera partagée équitablement entre les flux, " dit Alizadeh.

Quiconque diffuse des vidéos a probablement remarqué qu'il peut y avoir de grandes différences dans la fluidité de l'exécution d'une vidéo donnée. Certains facteurs incluent l'appareil utilisé, les dimensions de l'écran, et même le genre de la vidéo. Par exemple, pour offrir la même qualité visuelle, les vidéos plus rapides comme les films d'action et les sports nécessitent en fait plus de bande passante que les vidéos de têtes parlantes ou de conférences. Diffuser un film sur un écran TV 4K, pendant ce temps, est beaucoup plus gourmand en données que le streaming sur un smartphone.

Mais l'auteur principal Vikram Nathan dit que les protocoles traditionnels ne tiennent pas compte de ces différences. Si deux personnes partagent 10 mégabits par seconde (Mbps) de bande passante, le réseau donne normalement à chacun d'eux la moitié. Mais si une personne regarde l'herbe pousser sur son smartphone, et un autre essaie de diffuser un match de tennis sur un téléviseur 4K, le fan de sport va être dans une situation désavantageuse majeure.

"Les approches traditionnelles essaient d'être justes d'un point de vue technologique, mais pas en termes de bonheur réel ou de qualité d'expérience de quelqu'un, " dit Keith Winstein, un professeur assistant d'informatique à l'Université de Stanford qui n'était pas impliqué dans le projet. "Ce que ces résultats démontrent, c'est que nous pourrions tous bénéficier si ces systèmes et protocoles étaient modifiés pour adopter davantage le point de vue des personnes qui regardent les vidéos."

En plus de ça, Nathan dit que des entreprises comme Hulu et Netflix gèrent la compression de la bande passante limitée d'une manière grossière et sans principes qui ne tient pas compte de la vidéo regardée ni de la mesure dans laquelle la vidéo a été mise en mémoire tampon.

Le système de l'équipe du MIT fonctionne en ayant une phase hors ligne où il analyse différentes vidéos pour déterminer dans quelle mesure leur qualité visuelle serait améliorée en leur donnant différents niveaux de bande passante. Chaque utilisateur utilise ensuite ces informations lorsqu'il regarde sa vidéo :les utilisateurs qui valorisent davantage la bande passante sont d'autant plus agressifs lorsqu'ils revendiquent leur part du lien, tandis que les utilisateurs qui ne bénéficieraient pas beaucoup d'un débit supplémentaire reculent.

Nathan décrit la mécanique de Minerva comme un "push/pull" en constante évolution entre différentes vidéos.

"Ce processus permet au système d'allouer des ressources aux différentes vidéos d'une manière qui leur est juste en ce qui concerne leur qualité visuelle, " dit Nathan, un étudiant diplômé au MIT CSAIL.

Alizadeh et Nathan ont co-écrit le nouvel article avec les étudiants diplômés Vibhaalakshmi Sivaraman, Ravichandra Addanki, Mehrdad Khani et Prateesh Goyal.