Brevet FR2835679A1 — publié le 20030808

PROCEDE DE TRANSPORT DE FLUX MULTIMEDIA DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se situe dans le domaine de transport de flux de données à travers un réseau d'échange de données et concerne plus particulièrement un procédé et un système de transport vers un même terminal d'au moins deux flux de données ayant des exigences en qualités de service (Qos) différentes. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Le mécanisme de transport et d'aiguillage des flux de données, tels,, que des flux IP repose sur le principe de routage. Un routeur est une interface entre deux réseaux pouvant utiliser des protocole différents, destinée à faire passer des flux qui le traverse, de manière native IP ou encapsulés dans un autre protocole comme l'ATM (Asynchronous Transfer Mode) par exemple. Le routage est généralement basé sur l'analyse de l'entête des paquets à transporter. Rappelons que pour effectuer le routage des paquets dans un réseau maillé, un noeud devrait connaître l'état de l'ensemble des autres noeuds avant de décider ou d'envoyer un paquet. Ceci est actuellement impossible à réaliser. Aussi, dans un premier temps, le routage s'appuie sur plusieurs composants parmi lesquels un commutateur de paquet et une table de routage. Un noeud de commutation est généralement formé de lignes de sortie qui émettent des trames obtenues à partir des paquets. Les paquets sont routés par le commutateur vers une ligne de sortie à partir de la table de routage. Dans une technique connue, le routage peut être effectué de façon centralisé à partir d'un noeud central qui prend les décisions relatives à la définition d'une nouvelle table de routage et à son envoi vers les différentes stations du réseau. Ce noeud central reçoit les informations de la part de tous les composants du réseau et conçoit sa table de routage suivant des algorithmes déterminés à l'avance. Parmi les éléments qui peuvent être pris en considération pour établir cette nouvelle table de routage, citons : - Le coût des liaisons ; - le coût du passage dans un noeud - le débit demandé ; - le délai de transit demandé ; - le nombre de noeuds à traverser ; - la sécurité de transport de certaines classes de paquets ; - l'occupation des mémoires des noeuds de commutation ; - l'occupation des coupleurs de lignes. Citons également le routage dit fixe dans lequel la table de routage ne varie pas dans le temps. Ce routage consiste à envoyer chaque paquet entrant dans le noeud dans la même direction correspondant généralement à l'algorithme de la route la plus courte. Une technique plus élaborée consiste à envoyer des tables de routage d'une façon asynchrone. Un autre principe connu, le MPLS (pour MultiProtocol Label Switching) permet de faire transiter des flux IP dans des directions différentes au moyen d'une sur-encapsulation des mêmes paquets. Ceci permet de faire une classification des flux pour les transporter sur des réseaux à qualités de service (QoS) différentes sans changer les principes des routeurs et les mécanismes de routage utilisés. Il apparaît qu'avec les techniques décrites ci-dessus, il n'est pas possible de diriger des paquets IP ayant des qualités de services différentes dans un réseau d'équipements standards, à moins de diffuser les adresses de destinations de ces paquets, avec un protocole du type Protocol Index Multicast par exemple, dans lequel les adresses diffusées appartiennent à une famille d'adresses prédéterminées. Il en résulte que le routage n'est possible que pour des adresses connues à l'avance. Ceci n'est pas compatible avec une transmission de données en mode Multicast vers une pluralité de terminaux. Plus particulièrement, la diffusion des adresses n'est pas adaptée à la distribution de données ou de programmes audiovisuels à travers un réseau ouvert tel que le réseau Internet. La demande de brevet français NO 99 12352, déposée par la demanderesse le 4 octobre 1999 décrit un protocole qui permet à un terminal appelant de réserver des ressources réseau avec qualité de service à travers un réseau non connecté pour établir une connexion à travers un réseau connecté avec un terminal appelé. L'invention décrite dans cette demande est limitée aux protocoles de réservation de ressources GSMP (pour Generic Switch Management Protocol) et P1520 décrit dans l'article"IEEE, p-1520 Standards Initiative for Programmable Network Interface", IEEE communications Magazine, vol. 36, nO 10, pp. 64-70, octobre 1998, publié par J. BISWAS, AA. LAZAR, J. F. HUARD, K. S. LIM, S. MAHJOUB, L. F. PAU, M. SUZIKI, S. TORTENSSON, W. WANG et S. WEISTEIN. De ce fait, l'invention s'applique uniquement aux flux ATM portés sur un réseau ATM en mode connecté. Par ailleurs, le procédé décrit dans cette demande ne permet pas un multiplexage transparent de flux ayant des qualités de services différentes. Le but de l'invention est de pallier les insuffisances de l'art antérieur décrit ci-dessus au moyen d'un procédé et d'un système permettant d'envoyer vers un même terminal des flux de données IP en provenance d'au moins deux équipements différents ayant des exigences de qualité de service différentes. Un autre but de l'invention est de combiner un protocole d'un réseau connecté et un protocole d'un réseau non connecté pour transporter des données numériques en haut débit vers un même terminal client. Un autre but de l'invention est de distribuer lesdites données à travers une ligne téléphonique en utilisant la technologie xDSL. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention propose donc un procédé de transport vers un même terminal client d'au moins un premier flux avec une première qualité de service et d'au moins un deuxième flux avec une deuxième qualité de service, ledit premier flux étant transmis au terminal client à travers un réseau non connecté, et ledit deuxième flux étant transmis audit terminal client par un serveur de contenu à travers un réseau connecté après réservation de ressource réseau avec qualité de service par échange de messages par l'intermédiaire du réseau non connecté. Le procédé selon l'invention comporte en outre les étapes suivantes : - établir une liaison haut débit entre le terminal client et le serveur de contenu ; - transmettre au terminal client à travers ladite liaison haut débit le deuxième flux avec la qualité de service réservée et une signalisation de contrôle dudit deuxième flux. Selon l'invention, ladite liaison haut débit est de type xDSL. Dans une application particulière du procédé selon l'invention, le deuxième flux représente des données audiovisuelles et le premier flux représente des signaux de contrôle du deuxième flux. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le réseau non connecté est le réseau Internet et le réseau connecté est un réseau ATM (pour Asynchronous Transfer Mode). Dans ce cas, le procédé comporte en outre une étape consistant à envoyer au moins une commande externe au réseau ATM à partir d'une plate-forme de commande réseau pour établir la liaison haut débit entre le serveur de contenu et le terminal client. Le premier flux et le deuxième flux sont multiplexés dans un même flux et transmis au terminal client via la connexion haut débit établie. Dans le mode préféré de réalisation, plusieurs terminaux requièrent des données audiovisuelles, dans la cadre d'une application VoD pour (Video On Demand) (Vidéo à la demande) par exemple, la transmission des flux audiovisuels vers un terminal client comporte les étapes suivantes : - connecter le terminal client à une plateforme de service via le réseau Internet pour requérir le contenu audiovisuel ; identifier le serveur du contenu audiovisuel ; réserver à travers une plate-forme de commande des ressources réseau avec la qualité de service prédéterminée entre le serveur audiovisuel et le terminal client ; - activer une session Point à Point (PPP) (pour Point to Point Protocol) entre ledit serveur audiovisuel et le terminal client avec la qualité de service (QoS) établie précédemment ; - diffuser ledit contenu audiovisuel avec les signaux de contrôle associés (lecture, pause, retour arrière,...) vers le terminal client à travers le réseau ATM. L'invention concerne également un système de transport vers un même terminal client d'au moins un premier flux avec une première qualité de service et d'au moins un deuxième flux avec une deuxième qualité de service, ledit premier flux étant transmis au terminal client à travers un réseau non connecté, et ledit deuxième flux étant transmis audit terminal client par un serveur de contenu à travers un réseau connecté après réservation de ressources réseau avec qualité de service par échange de messages par l'intermédiaire du réseau non connecté. Le système selon l'invention comporte : - des moyens pour établir une liaison haut débit entre le terminal client et le serveur de contenu ; - des moyens pour transmettre au terminal client à travers ladite liaison haut débit le deuxième flux avec la qualité de service réservée et une signalisation de contrôle dudit deuxième flux. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, lesdits moyens pour établir une liaison haut débit entre le terminal client et le serveur de contenu comportent un multiplexeur numérique du type DSLAM (pour Digital Subscriber Line Access Multiplexer) et au moins un commutateur ATM destiné à raccorder le terminal client au serveur de contenu. Le système selon l'invention comporte en outre un premier serveur haut débit BAS (pour Broadbard Access Server) destiné à assurer une liaison haut débit via le réseau Internet entre le réseau ATM et un réseau de commande, et un deuxième serveur haut débit BAS destiné à assurer une liaison haut débit entre le terminal client et un serveur de données audiovisuelles. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement un système transport de flux de données vers un terminal client selon l'invention à partir d'un serveur de contenu. La figure 2 représente schématiquement une répartition de serveurs de contenu par zone géographique. - la figure 3 représente un schéma fonctionnel partiel d'un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La description qui va suivre se rapporte à un exemple particulier d'application de l'invention consistant à combiner le protocole ATM (Asynchronous Transfer Mode) et le protocole IP (Internet Protocol) pour construire une application VoD (pour Vidéo On Demand) qui reçoit des requêtes de distribution de films envoyées par des terminaux client à travers le réseau Internet et qui retourne aux demandeurs les données audiovisuelles encapsulées dans un flux avec une qualité de service à travers un réseau ATM. En référence à la figure 1, un terminal client 2 muni d'un modem 4 est susceptible d'être relié à travers le système selon l'invention à un serveur vidéo 6 parmi une pluralité de serveurs vidéo répartis géographiquement. Comme illustré schématiquement par la figure 2, les programmes audiovisuels peuvent être stockés dans une base de données centrale 7 accessible aux différents serveurs de contenus via un réseau large bande 3. Le système de la figure 1 comporte un multiplexeur numérique 8 du type DSLAM (pour Digital Subscriber Line Access Multiplexer) agencé entre le modem 4 et un premier commutateur ATM 10. Un deuxième commutateur ATM 12 est relié respectivement au premier commutateur ATM 10, à un premier serveur large bande 14 BAS (pour Broadband Access Server) et à un deuxième serveur large bande 16. Le premier serveur large bande 14 est relié via le réseau Internet 20 à une plateforme de service 22 qui communique avec une plate-forme de commande 24 apte à envoyer des commandes réseau au premier commutateur ATM 10, au deuxième commutateur ATM 12, au premier serveur large bande 14 BAS (pour Broadband Access Server) et au deuxième serveur large bande 16. Le procédé de transport vers le terminal client 2 du flux audiovisuel avec qualité de service sera décrit par référence à la figure 3 dans laquelle les différentes étapes du procédé sont illustrées par des flèches reliant les différents équipements du système. A l'étape 30, le demandeur d'un programme audiovisuel envoie une requête classique de connexion à la plate-forme de service 22 via le réseau Internet 20. Après authentification et localisation du client par la plate-forme de service 22 via la plate-forme de commande 24, la plate-forme de service 22 identifie le serveur vidéo 6 de proximité du client parmi les serveurs de contenus répartis 6. Dans une variante de réalisation, si le contenu audiovisuel désiré par le client ne se trouve pas sur un serveur de proximité identifié, la plateforme de commande 24 crée dynamiquement un lien haut débit entre la base de données 7 et le serveur de proximité 6 à travers le réseau large bande 3. A l'étape 32, la plate-forme de service 22 accède à la plate-forme de commande 24 qui envoie au premier commutateur ATM 10 (étape 34) des commandes externes (établissement/libération d'une connexion ATM) pour réserver les ressources réseau avec la qualité de service nécessaire au service demandé entre le terminal client 2 et le serveurs vidéo 6. La procédure de réservation des ressources réseau est décrite en détail dans la demande de brevet Français ? 99 12352, déposée par la demanderesse le 4 Octobre 1999. A l'étape 36, la plate-forme de commande 24 active une session de service (PPP) entre le terminal client 2 et le premier serveur large bande 14 BAS dédié à la vidéo. Cette session (PPP) repose sur la connexion avec QoS établie à l'étape 34. A l'étape 40, la plate-forme de service 22 lance l'application vidéo chez le client et commande la diffusion du flux de données audiovisuelles avec la qualité de service réservée. Le canal vidéo avec QoS ainsi crée est utilisé, d'une part, pour transporter le flux multimédia vers le terminal client 2 à travers le multiplexeur numérique 8, et d'autre part, pour échanger avec le même terminal client 2 des signaux de contrôle du flux multimédia tels que des commande de lecture, de pause, d'avance rapide, de retour rapide et d'arrêt. REVENDICATIONS 1. Procédé de transport vers un même terminal client (2) d'au moins un premier flux avec une première qualité de service et d'au moins un deuxième flux avec une deuxième qualité de service, ledit premier flux étant transmis au terminal client (2) à travers un réseau non connecté, et ledit deuxième flux étant transmis audit terminal client (2) par un serveur de contenu (6) à travers un réseau connecté après réservation de ressource réseau avec qualité de service par échange de messages par l'intermédiaire du réseau non connecté, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes : - établir une liaison haut débit entre le terminal client (2) et le serveur de contenu (6) ; transmettre au terminal client (2) à travers ladite liaison haut débit le deuxième flux avec la qualité de service réservée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison haut débit est de type xDSL. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième flux représente des données audiovisuelles et le premier flux représente des signaux de contrôle du deuxième flux. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réseau non connecté est le réseau Internet et le réseau connecté est un réseau ATM. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à envoyer au moins une commandes externe au réseau ATM à partir d'une plate-forme de commande réseau (24) pour établir une liaison haut débit entre le serveur de contenu (6) et le terminal client (2). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier flux et le deuxième flux sont multiplexés dans un même flux et transmis au terminal client (2) via la connexion haut débit. 7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - connecter le terminal client (2) à une plate-forme de service (22) via le réseau Internet pour requérir le contenu audiovisuel ; - identifier le serveur du contenu (6) ; - réserver à travers une plate-forme de commande (24) des ressources réseau avec la qualité de service prédéterminée entre le serveur de contenu (6) et le terminal client (2) ; - activer une session Point à Point (PPP) (pour Point to Point Protocol) entre ledit serveur de contenu (6) et le terminal client (2) avec la qualité de service (QoS) établie précédemment ; - diffuser ledit contenu avec les signaux de signalisation associés vers le terminal client (2) à travers le réseau ATM. 8. Système de transport vers un même terminal client (2) d'au moins un premier flux avec une première qualité de service et d'au moins un deuxième flux avec une deuxième qualité de service, ledit premier flux étant transmis au terminal client à travers un réseau non connecté, et ledit deuxième flux étant transmis audit terminal client (2) par un serveur de contenu (6) à travers un réseau connecté après réservation de ressource réseau avec qualité de service par échange de messages par l'intermédiaire du réseau non connecté, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens pour établir une liaison de haut débit entre le terminal client (2) et le serveur de contenu (6) ; - des moyens pour transmettre au terminal client (2) à travers ladite liaison haut débit le deuxième flux avec la qualité de service réservée et une signalisation de contrôle dudit deuxième flux. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite liaison haut débit est de type xDSL. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que le deuxième flux représente des données audiovisuelles et le premier flux représente des signaux de contrôle du second flux. 11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le réseau non connecté est le réseau Internet et le réseau connecté est un réseau ATM. 12. Système selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que lesdits moyens pour établir une liaison xDSL entre le terminal client (2) et le serveur de contenu (6) comportent un multiplexeur numérique (8) du type DSLAM et au moins un premier commutateur ATM (10) destiné à raccorder le terminal client au serveur de contenu. 13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un premier serveur haut débit BAS (14) destiné à assurer une liaison haut débit via le réseau Internet entre le réseau ATM et un réseau de commande, et un deuxième serveur haut débit BAS (16) destiné à assurer une liaison haut débit entre le terminal client (2) et un serveur des données audiovisuelles (6).