As traditional TV-broadcasters utilize the Internet to transport video streams, they often employ third party distribution networks to ensure that the Quality of Service of the packet stream remain high. In the last step of such a distribution network, a playout scheduler will schedule the packets so that their intervals are as close as possible to the intervals with which they were initially sent by the source. This is done with the aim to minimize the amount of packet delay variation experienced by the final destination. Due to the source and distribution network not always being synchronized to the same reference clock, reconstructing the packet intervals back into the initial values is subject to the issue of clock skew; the clocks run at different frequencies. In the presence of clock skew, each packet interval will be reconstructed with a slight error, which will accumulate throughout the packet stream. This thesis evaluates how clock frequency ratio estimators can be implemented as part of the playout scheduler, allowing it to better reconstruct the packet intervals in the face of clock skew. Two clock frequency ratio estimators presented in the literature are implemented as a part of playout schedulers, and their use in the context of a video distribution network is evaluated and compared to other playout schedulers. All in all, four of the considered playout schedulers employ clock frequency ratio estimation, and four do not. The playout schedulers are tested on a test bed consisting of two unsynchronized computers, physically separated into a source and a destination connected via Ethernet, to ensure the presence of clock skew. The source generates a video stream, which is sent to the destination. The destination is responsible for packet interval reconstruction and data collection, that allows for comparison of the eight playout schedulers. Each playout scheduler is evaluated under three different network scenarios, each network scenario with increasing amounts of packet delay variation added to the packet stream. The results show that the Cumulative Ratio Scaling with Warm-up scheduler, which employs a clock frequency ratio estimator based on accumulating inter-packet times, performs well under all three network scenarios. The behaviour of the playout scheduler is predictable and the frequency ratio estimate seems to converge towards the true clock frequency ratio as more packets arrive at the playout scheduler. While this playout scheduler is not perfect, its behaviour shows promise in being extended. / När traditionella TV-bolag sänder från avlägsna platser skickas ofta videoströmmen till huvudanläggningen via Internet. För att säkerställa att paketströmmen levereras till huvudanläggningen med hög kvalitet används ofta distributionsnätverk som tillhandahålls av en tredje part. Det sista steget i ett sådant distributionsnätverk utgörs av en utspelningsschemaläggare som schemalägger paketen så att de skickas ut med intervall så lika som möjligt de intervall paketen ursprungligen skickades med, en så kallad återkonstruktion av paketintervallen. Detta görs för att minimera mängden fördröjningsvariation som upplevs av den slutgiltiga destinationen. På grund av att källan och distributionsnätverket inte alltid är synkroniserade till samma referensklocka kommer återkonstruktionen av paketintervallen påverkas av klockskevning; klockorna i källan och det sista steget i distributionsnätverket går i olika takt. Klockskevningen innebär att varje paketintervall återskapas med ett litet fel – ett fel som ackumuleras över tid. Denna uppsats utvärderar hur klockfrekvensratiouppskattare kan användas i en utspelningsschemaläggare, och huruvida uppskattaren kan bidra till att bättre återkonstruera paketintervallen. Två uppskattare som presenterats i tidigare forskning implementeras i utspelningsschemaläggare, och dess användbarhet utvärderas och jämförs inom kontexten för videodistributionsnätverk. Fyra av de utvärderade utspelningsschemaläggarna använder sig av uppskattare och fyra gör det inte. Utspelningsschemaläggarna testas på en testbädd bestående av två osynkroniserade datorer, sammankopplade via Ethernet, för att säkerställa förekomsten av klockskevning. Källan skickar en videoström till destinationen, som i sig ansvarar för återkonstruktion av paketintervallen samt insamling av den data som möjliggör jämförelser mellan de åtta utspelningsschemaläggarna. Varje utspelningsschemaläggare testas under tre olika nätverksscenarion, där varje nätverksscenario utsätter paketströmmen för olika grader av fördröjningsvariation. Resultaten visar att en av utspelningsschemaläggarna, som använder en uppskattare där paketintervall ackumuleras över tid, presterar bra under alla tre nätverksscenarion. Schemaläggaren beter sig förutsägbart, och uppskattningen av klockfrekvensration verkar konvergera till den sanna klockfrekvensration i takt med att allt fler paket inkluderas i beräkningen. Utspelningsschemaläggaren är inte perfekt, men uppvisar lovande beteende för framtida förbättringar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-337312 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Myresten, Emil |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Stockholm : KTH Royal Institute of Technology |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:676 |
Page generated in 0.0136 seconds