Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-07-26T17:46:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Charles Bezerra Moreira.pdf: 2975171 bytes, checksum: 31d50bfafe433ead710488865a9ada1d (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-31T20:18:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Charles Bezerra Moreira.pdf: 2975171 bytes, checksum: 31d50bfafe433ead710488865a9ada1d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-31T20:18:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Charles Bezerra Moreira.pdf: 2975171 bytes, checksum: 31d50bfafe433ead710488865a9ada1d (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / FACEPE / A internet evoluiu consideravelmente em vários aspectos e atualmente desempenha um papel fundamental no cotidiano das pessoas, isso possibilitou a existência de vários tipos de serviços, como, por exemplo, o streaming multimídia. Neste contexto, foi desenvolvido o DASH, que é um padrão para entrega de streaming de mídia que está sendo largamente adotado em serviços com foco em multimídia. Serviços como o YouTube e Netflix já utilizam este padrão há algum tempo, uma vez que permite melhor qualidade de experiência, pois a taxa de bits e a resolução do vídeo se adaptam às condições do tráfego de rede e reduzem travamentos indesejados do vídeo durante a transmissão. Deste modo é possível diminuir a irritabilidade dos usuários ao se assistir um vídeo que fica parando repentinamente por causa da qualidade do serviço de rede (QoS). Os dispositivos móveis (smartphones e tablets) foram fatores que ajudaram na expansão do streaming de vídeo junto com a evolução das tecnologias de telefonia móvel, pois o número de usuários de smartphones tem crescido rapidamente em todo o mundo e são aparelhos cada vez mais utilizados para assistir vídeos. Apesar da viabilidade do DASH para aumentar a qualidade de experiência, os dispositivos móveis são limitados pela capacidade de armazenamento energético da bateria, e o streaming de vídeo pode ser uma importante fonte de consumo de energia. Este trabalho avalia o DASH para streaming de vídeo no dispositivo móvel, levando em consideração a qualidade de experiência (QoE) e o consumo de energia, investigando os seguintes fatores: (i) a tecnologia de rede; (ii) a largura de banda da rede; e (iii) o tipo de vídeo. Para esta avaliação foram feitos dois experimentos utilizando três tecnologias de rede, três larguras de banda e oito vídeos, em que quatro não utilizaram o DASH e quatro utilizaram o DASH com quatro segmentos de tempo diferentes. O primeiro experimento consiste em avaliar o consumo de energia, qualidade de experiência, tempo de buffering e bytes recebidos durante a transmissão do vídeo, bem como suas interações. O segundo experimento foi feito injetando falhas periódicas durante a transmissão do vídeo, com a intenção de avaliar o padrão DASH sobre a flutuação da largura de banda. Os resultados experimentais demonstram que esses fatores e suas interações podem ter grande influência sobre o consumo de energia e a qualidade de experiência do vídeo. Além disso, foi possível se ter uma ideia do comportamento do consumo de energia ocasionado pela transmissão do vídeo em diferentes tecnologias de redes e larguras de banda. / The internet has evolved considerably in many aspects and currently plays a key role in people’s daily lives, such evolution of the internet made possible the existence of various types of services, such as multimedia streaming. In this context, DASH was developed, which is a standard for media streaming. DASH is being widely adopted in services with a focus on multimedia. Services such as YouTube and Netflix already use that pattern, since that standard allows a better quality experience, as the bitrate and video resolution adapt to the network traffic conditions and reduces unwanted video interruptions during transmission, thus it is possible to reduce the irritability of users to watch a video that is suddenly stopped because of the network quality of service (QoS). Mobile devices (smartphones and tablets) were one of the factors that helped in the expansion of video streaming; Along with the evolution of mobile technologies, the number of users who use a smartphone has grown rapidly throughout the world and smartphones are increasingly used to watch videos. Although DASH’s feasibility to improve the quality of experience, the mobile devices are limited by the energy storage capacity of the battery, and the video streaming can be an important source of energy consumption. This study evaluates the DASH video streaming on mobiles, considering the quality of experience (QoE) and power consumption, by investigating the following factors: (i) network technology; (ii) the network bandwidth; and (iii) the type of video. For this evaluation, two experiments were performed using three network technologies, three bandwidths, and eight videos in which four non-using DASH and four using DASH, besides four different time segments. The first experiment consists in measuring the energy consumption, the quality of experience, the buffer time and the bytes received during the transmission of video, as well as their interactions. The second experiment was performed by injecting periodic failures during the transmission of the video, with the goal of evaluating the DASH standard on the fluctuation of the network bandwidth. Experimental results show that these factors and their interactions can have great influence on the energy consumption and quality of experience of the video. Moreover, it was possible to get an idea of the energy consumption behavior caused by the transmission and display of video in different network technologies and bandwidths.

Atualmente existe uma grande variedade de serviços de telecomunicações focados na transmissão de voz, vídeo e dados através de redes complexas, embora, em muitos casos, o usuário final não seja atendido com um nível de qualidade aceitável. Neste trabalho, se avalia como o serviço de streaming de vídeo em uma rede com protocolo Internet (IP) pode ser afetado por uma condição adversa da rede, tal como a variação de atraso (jitter). São mostrados os resultados de avaliações objetivas e subjetivas de streaming de vídeo que indicam que a qualidade de vídeo é diretamente afetada por fatores de degradação da rede IP como a variação de atraso de pacotes. Além disso, se verifica que cenas de maior movimento também são mais afetadas pela variação de atraso. Para a realização dos testes, utiliza-se um cenário de emulação de rede isolado, no qual são parametrizadas diferentes condições de rede. Assim, no canal de transmissão são configurados diversos valores de variação de atraso, obtendo-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação de qualidade. Estes vídeos são avaliados utilizando métodos subjetivos: Índice por Categorias Absolutas (ACR - Absolute Category Rating) e Índice por Categorias de Degradação (DCR - Degradation Category Rating) e métricas objetivas: Relação Sinal-Ruído de Pico (PSNR - Peak Signal to Noise Ratio), Índice de Similaridade Estrutural (SSIM - Structural Similarity Index) e Medição de Qualidade de Vídeo (VQM - Video Quality Metric). Com a finalidade de mostrar o desempenho das métricas objetivas em relação às subjetivas são empregados os coeficientes de correlação, além do erro de predição e quadrático médio. Adicionalmente, é importante destacar que a partir dos resultados obtidos são estabelecidos intervalos de valores de variação de atraso para os quais a qualidade do vídeo é considerada aceitável ou não para o usuário final. Finalmente, obtém-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação da qualidade e que pode ser utilizada em futuras pesquisas. / Nowadays, there is a wide range of telecommunications services focused on the transmission of voice, video and data across complex networks, although, in many cases, the end user is not satisfied with an acceptable quality level. In this work it is assessed how the video streaming service over an IP network can be affected by adverse conditions on the network, such as packet delay variation (jitter). Results from objective and subjective video streaming assessments are shown and indicate that the video quality is directly affected by IP network degradation factors such as packet delay variation. Beyond that, it is also verified that scenes with great movement content are also more sensitive to packet delay variation. For experimental tests, a network emulation totally isolated is considered, for which different network conditions are parameterized. Then, to the transmission channel, different values of packet delay variation are configured and videos are assessed, using subjective metrics: Absolute Category Rating (ACR) and Degradation Category Rating (DCR), and objective metrics: Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), Structural Similarity (SSIM) and Video Quality Metric (VQM). In order to show the performance of objective metrics in relation to subjective ones correlation coefficients are employed as well as the prediction error and the mean square error. Finally, it is important to note that, from the results obtained, it can be established a range of delay variation values in which the video quality is acceptable or not at the end user. Additionally, a Video Data Base is obtained with different degrees of quality degradation and which can be used for future researches.

Atualmente existem inúmeros serviços multimídia que são transportados através da rede IP, dos quais, o tráfego dos serviços de vídeo experimentou um maior crescimento nos últimos anos. O sucesso de aplicações de streaming de vídeo é um dos fatores pelo qual, este tráfego se incrementou. Alguns recentes estudos projetam que este tipo de serviços no ano 2016, alcançará aproximadamente o 55% do tráfego total da Internet. Considerando a importância que os serviços de vídeo alcançarão nos próximos anos, este trabalho foca-se na avaliação da qualidade de experiência (QoE) dos usuários ao utilizar estes serviços. Assim, nesta tese é proposta uma métrica de avaliação de vídeo denominada eVsQM, do inglês enhanced Video streaming Quality Metric, a qual é baseada principalmente no número, duração e localização temporal dos congelamentos de imagens (pausas) durante uma transmissão de vídeo, considerando também o tipo de conteúdo do vídeo transmitido. Esta métrica foi determinada a partir de um modelo matemático que utilizou os resultados de testes subjetivos de avaliação de vídeo, pois, este tipo de testes são os que melhor se aproximam da QoE real do usuário. Cabe destacar, que na realização dos testes subjetivos foi utilizada uma metodologia concordante com o tipo de degradação que o vídeo possui, ou seja, a pausa. No streaming de vídeo novas soluções são criadas com a finalidade de melhorar a QoE do usuário. O DASH, do inglês Dynamic Adaptive Streaming over HTTP, muda a resolução do vídeo transmitido de acordo com as características da rede. Porém, se a rede é muito flutuante existirão muitas variações de resolução e a QoE do usuário será degradada. Neste trabalho é proposto um parâmetro a ser utilizado no algoritmo DASH que funciona como um limiar para controlar a frequência destas comutações de resolução. Este parâmetro é denominado como SDF (do inglês Switching Degradation Factor) e permite que a QoE mantida em níveis aceitáveis, inclusive em situações onde a rede é muito flutuante. Adicionalmente, neste trabalho é proposto um novo modelo de faturamento nos serviços de telecomunicações, que inclua no processo de tarifação um parâmetro relacionado com a QoE, visando ter uma tarifação de serviços de comunicações mais justa do ponto de vista dos usuários. Desta forma, usuários que recebem uma menor qualidade no serviço devem pagar menos em relação aos usuários que recebem uma melhor qualidade do mesmo serviço. / Nowadays, there are several multimedia services, which are carried via IP networks. From these all services; the traffic regarding video applications had the greatest growth in the last years. The success of video streaming applications is one of the major contributors to video traffic growth. Some recent studies project that video services, will reach approximately 55% of the total Internet traffic in 2016. Considering the relevance that video services will achieve in the coming years, this work focuses on the users Quality of Experience (QoE) when using these services. Thus, this thesis proposes an evaluation metric named enhanced Video streaming Quality Metric (eVsQM), which is based primarily on the number, duration and temporal location of the image freezes (pauses) during a video transmission. Also, this metric considers the video content type and was determined from a mathematical model that used as inputs, the video quality assessment results from subjective tests due, these types of test are the most correlated with real users QoE. It is worth noting that to perform these subjective tests was used a methodology consistent with the kind of video degradation (pause). For another hand, new video streaming solutions are created for the purpose of improving the users QoE of the user. Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) changes the video resolution according to the network characteristics. However, if the network is very fluctuant, many video resolution switching events will be performed and users QoE will be degraded. This thesis proposes a parameter to be used in DASH algorithms that works as a threshold to control the resolution switching frequency. This parameter is named Switching Degradation Factor (SDF) and is responsible to maintain the QoE in acceptable levels, inclusive in scenarios in which the network capacity is very fluctuating.

Atualmente existem inúmeros serviços multimídia que são transportados através da rede IP, dos quais, o tráfego dos serviços de vídeo experimentou um maior crescimento nos últimos anos. O sucesso de aplicações de streaming de vídeo é um dos fatores pelo qual, este tráfego se incrementou. Alguns recentes estudos projetam que este tipo de serviços no ano 2016, alcançará aproximadamente o 55% do tráfego total da Internet. Considerando a importância que os serviços de vídeo alcançarão nos próximos anos, este trabalho foca-se na avaliação da qualidade de experiência (QoE) dos usuários ao utilizar estes serviços. Assim, nesta tese é proposta uma métrica de avaliação de vídeo denominada eVsQM, do inglês enhanced Video streaming Quality Metric, a qual é baseada principalmente no número, duração e localização temporal dos congelamentos de imagens (pausas) durante uma transmissão de vídeo, considerando também o tipo de conteúdo do vídeo transmitido. Esta métrica foi determinada a partir de um modelo matemático que utilizou os resultados de testes subjetivos de avaliação de vídeo, pois, este tipo de testes são os que melhor se aproximam da QoE real do usuário. Cabe destacar, que na realização dos testes subjetivos foi utilizada uma metodologia concordante com o tipo de degradação que o vídeo possui, ou seja, a pausa. No streaming de vídeo novas soluções são criadas com a finalidade de melhorar a QoE do usuário. O DASH, do inglês Dynamic Adaptive Streaming over HTTP, muda a resolução do vídeo transmitido de acordo com as características da rede. Porém, se a rede é muito flutuante existirão muitas variações de resolução e a QoE do usuário será degradada. Neste trabalho é proposto um parâmetro a ser utilizado no algoritmo DASH que funciona como um limiar para controlar a frequência destas comutações de resolução. Este parâmetro é denominado como SDF (do inglês Switching Degradation Factor) e permite que a QoE mantida em níveis aceitáveis, inclusive em situações onde a rede é muito flutuante. Adicionalmente, neste trabalho é proposto um novo modelo de faturamento nos serviços de telecomunicações, que inclua no processo de tarifação um parâmetro relacionado com a QoE, visando ter uma tarifação de serviços de comunicações mais justa do ponto de vista dos usuários. Desta forma, usuários que recebem uma menor qualidade no serviço devem pagar menos em relação aos usuários que recebem uma melhor qualidade do mesmo serviço. / Nowadays, there are several multimedia services, which are carried via IP networks. From these all services; the traffic regarding video applications had the greatest growth in the last years. The success of video streaming applications is one of the major contributors to video traffic growth. Some recent studies project that video services, will reach approximately 55% of the total Internet traffic in 2016. Considering the relevance that video services will achieve in the coming years, this work focuses on the users Quality of Experience (QoE) when using these services. Thus, this thesis proposes an evaluation metric named enhanced Video streaming Quality Metric (eVsQM), which is based primarily on the number, duration and temporal location of the image freezes (pauses) during a video transmission. Also, this metric considers the video content type and was determined from a mathematical model that used as inputs, the video quality assessment results from subjective tests due, these types of test are the most correlated with real users QoE. It is worth noting that to perform these subjective tests was used a methodology consistent with the kind of video degradation (pause). For another hand, new video streaming solutions are created for the purpose of improving the users QoE of the user. Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) changes the video resolution according to the network characteristics. However, if the network is very fluctuant, many video resolution switching events will be performed and users QoE will be degraded. This thesis proposes a parameter to be used in DASH algorithms that works as a threshold to control the resolution switching frequency. This parameter is named Switching Degradation Factor (SDF) and is responsible to maintain the QoE in acceptable levels, inclusive in scenarios in which the network capacity is very fluctuating.

Atualmente existe uma grande variedade de serviços de telecomunicações focados na transmissão de voz, vídeo e dados através de redes complexas, embora, em muitos casos, o usuário final não seja atendido com um nível de qualidade aceitável. Neste trabalho, se avalia como o serviço de streaming de vídeo em uma rede com protocolo Internet (IP) pode ser afetado por uma condição adversa da rede, tal como a variação de atraso (jitter). São mostrados os resultados de avaliações objetivas e subjetivas de streaming de vídeo que indicam que a qualidade de vídeo é diretamente afetada por fatores de degradação da rede IP como a variação de atraso de pacotes. Além disso, se verifica que cenas de maior movimento também são mais afetadas pela variação de atraso. Para a realização dos testes, utiliza-se um cenário de emulação de rede isolado, no qual são parametrizadas diferentes condições de rede. Assim, no canal de transmissão são configurados diversos valores de variação de atraso, obtendo-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação de qualidade. Estes vídeos são avaliados utilizando métodos subjetivos: Índice por Categorias Absolutas (ACR - Absolute Category Rating) e Índice por Categorias de Degradação (DCR - Degradation Category Rating) e métricas objetivas: Relação Sinal-Ruído de Pico (PSNR - Peak Signal to Noise Ratio), Índice de Similaridade Estrutural (SSIM - Structural Similarity Index) e Medição de Qualidade de Vídeo (VQM - Video Quality Metric). Com a finalidade de mostrar o desempenho das métricas objetivas em relação às subjetivas são empregados os coeficientes de correlação, além do erro de predição e quadrático médio. Adicionalmente, é importante destacar que a partir dos resultados obtidos são estabelecidos intervalos de valores de variação de atraso para os quais a qualidade do vídeo é considerada aceitável ou não para o usuário final. Finalmente, obtém-se uma Base de Dados de vídeos com diferentes graus de degradação da qualidade e que pode ser utilizada em futuras pesquisas. / Nowadays, there is a wide range of telecommunications services focused on the transmission of voice, video and data across complex networks, although, in many cases, the end user is not satisfied with an acceptable quality level. In this work it is assessed how the video streaming service over an IP network can be affected by adverse conditions on the network, such as packet delay variation (jitter). Results from objective and subjective video streaming assessments are shown and indicate that the video quality is directly affected by IP network degradation factors such as packet delay variation. Beyond that, it is also verified that scenes with great movement content are also more sensitive to packet delay variation. For experimental tests, a network emulation totally isolated is considered, for which different network conditions are parameterized. Then, to the transmission channel, different values of packet delay variation are configured and videos are assessed, using subjective metrics: Absolute Category Rating (ACR) and Degradation Category Rating (DCR), and objective metrics: Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), Structural Similarity (SSIM) and Video Quality Metric (VQM). In order to show the performance of objective metrics in relation to subjective ones correlation coefficients are employed as well as the prediction error and the mean square error. Finally, it is important to note that, from the results obtained, it can be established a range of delay variation values in which the video quality is acceptable or not at the end user. Additionally, a Video Data Base is obtained with different degrees of quality degradation and which can be used for future researches.

Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Kamienski / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, 2016. / Atualmente é comum as pessoas se conectarem à Internet em lugares públicos como praças, parques e bibliotecas. Algumas cidades oferecem conexão gratuita por WiFi, onde os usuários utilizam a Internet para diversas finalidades, como buscar informações, trocar mensagens e assistir a mídias digitais. A abordagem deste trabalho é a utilização de streaming de vídeo em praças digitais distribuídas pelas diversas regiões da cidade de São Paulo. Foram realizadas análises de desempenho do serviço prestado à comunidade nas cento e vinte praças do programa "WiFi Livre SP", no período de um ano. Para isso, foram utilizadas métricas que avaliam tanto a Qualidade de Experiência (QoE) do usuário, como a Qualidade de Serviço (QoS) da rede. Como resultado, obteve-se uma nova ferramenta de avaliação da Qualidade de Experiência dos usuários em transmissões de streaming de vídeo, bem como as características das praças em relação aos dados analisados, os quais mostram que, para diferentes praças, dias e níveis de qualidade de vídeo, na maioria das vezes, o uso é satisfatório para determinados fins. / Currently it is common for people to connect to the Internet in public places such as squares, parks and libraries. Some cities offer free connection by WiFi, where users use the Internet for various purposes, such as searching for information, exchange messages and watch digital media. The approach of this work is the use of video streaming in digital squares distributed among different regions of São Paulo. Performance tests of this service to the community were carried out in the 120 squares belonging to the "WiFi Livre SP program" in one year. For this we used metrics that assess both the Quality of Experience (QoE) of the user, such as Quality of Service (QoS) network. As a result we obtained a new evaluation tool of Quality of Experience of users in streaming videos, and the characteristics of the squares on the data analyzed which show that for different places, days and levels of video quality, in most of the time the use is satisfactory for particular purposes.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-06T14:59:44Z No. of bitstreams: 1 biancaportesdecastro.pdf: 1203353 bytes, checksum: 0cd5843bff9e747e5432fff99ec1e565 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-07T11:04:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 biancaportesdecastro.pdf: 1203353 bytes, checksum: 0cd5843bff9e747e5432fff99ec1e565 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T11:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 biancaportesdecastro.pdf: 1203353 bytes, checksum: 0cd5843bff9e747e5432fff99ec1e565 (MD5) Previous issue date: 2014-08-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aplicações multimídia são muito populares na internet. Grande parte delas necessita de multicast para escalar. É sabido que multicast em nível de redes não foi implementado como desejado. Protocolos em nível de aplicação são a solução atual. Apesar do sucesso dos protocolos ALM (Application Layer Multicast), a maioria dos protocolos existentes são custosos e acarretam grande sobrecarga de controle à rede. Neste trabalho, apresentamos um novo protocolo de fluxo contínuo baseado em árvore, utilizando a desigualdade triangular entre cada três peers para gerenciamento dinâmico da topologia (o PALMS+). O novo protocolo é simples e com baixa sobrecarga. Mesmo assim, seu desempenho é tão bom quanto o estado da arte. Experimentos realizados na plataforma Oversim (OMNet++) demonstraram que o PALMS+ manteve desempenho tão bom quanto o estado da arte (e.g. protocolo NICE), mesmo quando submetido a alto churn em uma rede heterogênea. De fato, a sobrecarga nos peers do novo protocolo é menor que 10% da sobrecarga gerada pelo NICE. O protocolo PALMS+ entrega os dados em menos de 1,5s. O novo protocolo mostra-se adequado a vídeo ao vivo, escalando mesmo em cenários realistas e com alto churn. / Multimedia applications are very popular on the internet. Many of these applications need multicast to scale. However, network layer multicast has not been implemented in the internet. Application layer multicast (ALM) protocols are a practical alternative. However, despite their popularity, many existing ALM protocols and mechanisms are expensive and bring a large overhead control on the network. In the present work, a new protocol is proposed for content distribution based on tree, using the triangular inequality between every three peers to dynamic topology control (the PALMS+). The new protocol is simple and with low overhead. Nevertheless, its performance as good as the state of the art. Experimental results conducted with the OverSim platform (OMNet++) suggest that PALMS+ improves the performance of a state-of-art implementation of ALM protocol when compared against the NICE protocol. Furthermore, the control message overhead at peers using the PALMS+ protocol is reduced by 10%, when compared with NICE. In the PALMS+ protocol, chunks are delivered up to 1,5s. Results confirm that proposed implementation of PALMS+ is very suitable to real-time video streaming, even when churn is high.

[ES] La distribución de contenidos multimedia, tanto a través de Internet como de redes gestionadas dedicadas exclusivamente a este fin, está teniendo una mayor cuota del tráfico total y crece cada día, especialmente el servicio de vídeo streaming. Por ello, ha surgido el interés de investigar para mantener y mejorar la Calidad de Servicio (QoS) en redes de acceso y backbone, y ofrecer Calidad de Experiencia (QoE) a los usuarios finales; mediante el ajuste de parámetros, configuraciones, protocolos y algoritmos a los requerimientos de la red en cuanto a la alta demanda de tráfico de vídeo. Lo anterior aprovechando al máximo los recursos de la red, tanto en el núcleo y las redes de acceso, como el ancho de banda y la capacidad total instalada, y al mismo tiempo, proponiendo alternativas de transporte eficientes para el tráfico de vídeo agregado sin incrementar los costos de los servicios; y alternativas para reducir los costos operativos y gastos de mantenimiento de manera eficiente, como por ejemplo la reducción del consumo de energía. En primer lugar, esta tesis aborda el estudio de propuestas de conmutación óptica en redes troncales y la distribución de contenidos multimedia, particularmente la propuesta de Red de Conmutación Óptica de Ráfagas (OBS) desde el punto de vista de la Ingeniería Telemática. Por lo tanto, se estudia la arquitectura, protocolos y algoritmos de estas redes para hacer aportes a la evaluación del tráfico de vídeo y alternativas para ofrecer QoS y QoE para el tráfico multimedia. En este sentido, este trabajo contribuye con propuestas para la evaluación de la calidad mediante simulación utilizando trazas de transmisiones de vídeo reales, y propuestas de algoritmos de scheduling y ensamblaje de ráfagas ópticas para ofrecer QoS y QoE al tráfico de vídeo en las redes OBS. En segundo lugar, se estudian los patrones de tráfico de vídeo a nivel de aplicación y de red para caracterizarlos y realizar estudios de eficiencia energética y ahorro de consumo energético en las tarjetas de red utilizadas por servidores de vídeo en streaming y clientes que implementan el estándar IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet (EEE), tanto en redes gestionadas, como IPTV que implementa transmisión de vídeo RTP, como en redes no gestionadas, como Internet, que implementa el estándar Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) para servicios Over The Top (OTT). Para alcanzar este objetivo, se implementan testbeds y se llevan a cabo experimentos para concluir cómo el tráfico de vídeo podría beneficiarse de la eficiencia energética y lograr una reducción a gran escala en el consumo de energía si el estándar EEE se implementa a nivel mundial en las tarjetas Ethernet de los dispositivos involucrados en la distribución de vídeo. El tema integrador que se aborda en esta tesis es la distribución de vídeo digital. Por lo tanto, este trabajo también presenta un estudio sobre la codificación y adaptación de transmisión de vídeo en redes IP, presentando aspectos relacionados con la evaluación de la calidad de vídeo y la evaluación de la calidad de transmisión de la red. Por ello, se proponen e implementan metodologías y bancos de pruebas que involucran la programación y ejecución de simuladores, scripts, algoritmos, software y, en general, frameworks para realizar estudios de transmisiones de vídeo en redes de telecomunicaciones, cubriendo el amplio espectro de las Comunicaciones Multimedia. Este estudio podría ser de utilidad para emprender otros estudios necesarios ante la rápida evolución tanto de la demanda de servicios multimedia como de las propuestas de nuevas técnicas de distribución de contenidos. / [CAT] La distribució de continguts multimèdia, a través d'Internet i a través de xarxes gestionades dedicades exclusivament a aquesta finalitat, està tenint una part més gran del trànsit total i augmenta cada dia, especialment el servei de streaming de vídeo. Per tant, ha sorgit l'interés de la recerca per mantenir i millorar la Qualitat de Servei (QoS) en les xarxes d'accés i troncals, i per oferir Qualitat d'Experiència (QoE) als usuaris finals, ajustant paràmetres, configuracions, protocols i algoritmes als requeriments de la xarxa pel que fa a l'alta demanda de trànsit de vídeo. Aquest últim, aprofitant al màxim els recursos de xarxa al nucli i a les xarxes d'accés, com ara l'amplada de banda i la capacitat instal·lada total, i alhora, proposant alternatives de transport eficients per al trànsit agregat de vídeo sense augmentar els costos dels serveis i alternatives per reduir les despeses operatives i de manteniment d'una manera eficient, com ara reduir el consum d'energia. En primer lloc, aquesta tesi tracta l'estudi de les propostes de commutació òptica en xarxes troncals pel que fa a la distribució de continguts multimèdia, especialment l'estudi de la proposta de xarxes de commutació de ràfegues òptiques (OBS) des del punt de vista de l'Enginyeria Telemàtica. Per tant, s'estudia l'arquitectura, els protocols i els algoritmes d'aquestes xarxes per fer contribucions a l'avaluació del trànsit de vídeo i alternatives per oferir QoS i QoE per al trànsit multimèdia. En aquest sentit, aquest treball contribueix amb propostes per a l'avaluació de la qualitat mitjançant la simulació utilitzant traces de transmissions de vídeo reals, i propostes d'algoritmes de programació i muntatge de ràfegues òptiques per oferir QoS i QoE al trànsit de vídeo a les xarxes OBS. En segon lloc, s'estudien els patrons de trànsit de vídeo a nivell d'aplicació i xarxa per caracteritzar-los i realitzar estudis sobre eficiència energètica i estalvi energètic en les targetes de xarxa utilitzades pels servidors i clients de vídeo en streaming que implementen l'IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet (EEE) estàndard, tant en xarxes gestionades com IPTV, que implementa la transmissió de vídeo RTP, com en xarxes no gestionades com Internet, que implementa l'estàndard Dynamic Adaptive Streaming sobre HTTP (DASH) per als serveis Over The Top (OTT). Per assolir aquest objectiu, s'implementen bancs de proves i es realitzen experiments per concloure com el trànsit de vídeo podria beneficiar l'eficiència energètica i aconseguir una reducció a gran escala del consum d'energia si s'implementa l'estàndard EEE a les targetes Ethernet dels dispositius implicats en la distribución de vídeo. El tema integrador que s'aborda en aquesta tesi és la distribució de vídeo digital, per tant, aquest treball també presenta un estudi sobre la codificació i adaptació de la transmissió de vídeo a les xarxes IP, presentant aspectes relacionats amb l'avaluació de la qualitat del vídeo i l'avaluació de la qualitat de la transmissió de la xarxa. Per això, es proposen i s'implementen metodologies i bancs de proves que impliquen la programació i execució de simuladors, scripts, algoritmes, programari i, en general, frameworks per a la realització d'estudis de transmissions de vídeo en xarxes de telecomunicacions, abastant l'ampli espectre de les Comunicacions Multimèdia. Aquest estudi podria ser útil per emprendre altres estudis necessaris en la ràpida evolució tant de la demanda de serveis multimèdia com de les noves propostes de tècniques de distribució de continguts. / [EN] Multimedia content distribution, both over the Internet and over managed networks dedicated exclusively for this purpose, is having a greater share of total traffic and it is raising every day, especially the video streaming service. Therefore, research interest has arisen to maintain and improve the Quality of Service (QoS) in access and backbone networks, and to offer Quality of Experience (QoE) to end users, by adjusting parameters, configurations, protocols and algorithms to the network requirements regarding the video traffic high demand. The latter is carried out taking full advantage of the network resources at core and access networks such as bandwidth and total installed capacity, and at the same time, proposing efficient transportation alternatives for the aggregated video traffic without increasing services costs and alternatives to reduce operational and maintenance expenditures in an efficient manner, such as reducing the energy consumption. In the first place, this thesis deals with the study of optical switching proposals in backbone networks regarding multimedia content distribution, particularly studying the Optical Bursts Switching (OBS) Networks proposal from the Telematics Engineering point of view. Therefore, architecture, protocols and algorithms of these networks are studied to make contributions to the video traffic evaluation and alternatives to offer QoS and QoE for multimedia traffic. In this sense, this work contributes with proposals for the evaluation of quality through simulation using traces of real video transmissions, and optical burst assembly and scheduling algorithms proposals to offer QoS and QoE to video traffic in the OBS networks. Secondly, video traffic patterns at the application and network level are studied to characterize them and carry out studies on energy efficiency and energy consumption savings in the network cards used by streaming video servers and clients that implement the IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet (EEE) standard, both in managed networks, such as IPTV that implements RTP video streaming, and unmanaged networks, such as Internet which implements Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) standard for Over The Top (OTT) services. To reach this goal, testbeds are implemented, and experiments are carried out to conclude how video traffic could benefit from the energy efficiency and achieve a large-scale reduction in energy consumption if the EEE standard is implemented word wide in the Ethernet cards of devices involved in video distribution. The integrating subject that is addressed in this thesis is the distribution of digital video. Therefore, this work also presents a study on the IP networks video transmission encoding and adaptation, presenting aspects regard the video quality evaluation and the network transmission quality assessment. Therefore, methodologies and testbeds are proposed and implemented that involves programming and execution of simulators, scripts, algorithms, software and, in general, frameworks to carry out studies for video transmissions in telecommunications networks, covering the broad spectrum of Multimedia Communications. This study could be useful to undertake other necessary studies in the rapid evolution of both, multimedia services demand and new content distribution techniques proposals. / Vargas Hernández, TR. (2023). A Contribution to Video Streaming Quality and Energy Efficiency in Optical and Ethernet Networks [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192760