IPTV sistemlerde servis kalitesi ve deneyim kalitesi (QoS/QoE) kontrol yöntemlerinin incelenmesi ve iyileştirilmesi
The investigation and improvements of the control methods of QoS and QoE in IPTV systems
Yazar: SİBEL MALKOŞ
Danışman: DOÇ. DR. ERDEM UÇAR
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Bölümü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Kontrol yöntemleri = Control methods ; Televizyon = Television ; İletişim protokolleri = Communication protocols ; İnternet = Internet ; İnternet protokolleri = Internet protocols

Özet:
Bu tez çalışmasında, çoklu ortam servislerinin genişbant ağ üzerinden internet protokolü kullanılarak dağıtıldığı sistemler olan IPTV (İnternet Protokollü Televizyon Sistemleri) sistemlerde servis kalitesi ve deneyim kalitesini etkileyen kontrol yöntemleri çeşitli yaklaşımlar ışığında ele alınmıştır.Son yıllarda internet protokolünün yaygınlaşması ve internet erişim hızlarında görülen artış ile geleneksel telekomünikasyon sistemleri aracılığı ile sunulması daha önce mümkün olmayan pek çok servisin kullanıcılara uygun fiyat ile sunulması mümkün hale gelmiştir. Veri iletim hızındaki artış ile birlikte görüntü sıkıştırma ve gönderme algoritmalarındaki yenilikler ile canlı yayınların internet üzerinden izlenmesini sağlayan IP tabanlı televizyonlar önümüzdeki yıllarda yaygın olarak kullanılmaya başlanacaktır. IPTV, televizyon kanallarına internete bağlanarak erişilebilen, ileri teknolojiye sahip, güvenliğe, servis kalitesine ve tüketici tarafından algılanan deneyim kalitesine önem veren bir sistemdir. IPTV kullanımının yaygınlaşması ile bu sistemlerde servis ve deneyim kalitesi de önemli bir parametre olarak karşımıza çıkmaktadır.Bu tez, IPTV sistemlerde deneyim kalitesini belirleyen kontrol yöntemlerinden biri olan kanal zaplama sürelerini iyileştirmek için yeni bir yaklaşım sunar. IPTV sistemlerde canlı televizyon yayınları çoklu gönderim dağıtım tekniği kullanılarak son kullanıcıya dağıtılmaktadır. Bantgenişliği gereksinimi nedeniyle geleneksel dağıtım sistemlerinde olduğu gibi tüm kanallar aynı anda son kullanıcıya gönderilmez. Kullanıcı, kendisinde olmayan bir kanalı izlemek için seçtiğinde IPTV servis merkezine IGMP mesajı gönderir. Bu mesajın işlenip yeni kanala bağlanılması sırasında geçen zamanın uzun olması deneyim kalitesini (QoE) azaltır. Bu nedenle, kanal zaplama süresinin minium seviyede tutulması istenir. Bu çalışmada, kanal zaplama süresini azaltmak için istenen kanalı izleyen sistemdeki diğer kullanıcı ile kullanıcıdan kullanıcıya (peer-to-peer) iletişim kurularak veri akışı başlatılacaktır. Böylece, IGMP mesajlaşma işlemi için geçen zamanın ortadan kalkarak kanal zaplama süresi azalmış ve dolayısı ile deneyim kalitesi iyileştirilmiş olacaktır. Önerilen yaklaşım OPNET ağ benzetim programı kullanılarak tasarlanmış olan çoklu gönderim IPTV modeli üzerinde uygulanmış ve kanal zaplama sürelerindeki iyileşmeyi gösteren başarılı sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, the control mechanisms affecting quality of service and quality of experience in IPTV systems that the multimedya services are distributed over a broadband network using internet protocol are addressed in the light of various approaches.In recent years, the services that couldn?t be previously possible via telecommunication systems could be possible to provide for a fair price the spread of using of internet protocol and the increase in the speed of internet access. By developments in image compression algorithms and in the increase of data transmission rates, IP-based televisions that allows watching live broadcast channels over the internet will be widely used in the coming years. IPTV is a system with advanced technology that the television channels can be accessed by connecting to internet and cares about security, quality of service and quality of experience perceived by the end-user. As a result of the widespread using of IPTV, quality of service and quality of experience in these systems appear the important parameters.This thesis presents a new approach to improve the channel zapping times that are the most significant paremeter determined the quality of experience in multicast IPTV systems. The live broadcast channels are distributed to end-users by using multicast technique. Due to the need of bandwidth, all channels are not distributed to IPTV users at the same time as well as traditional broadcasting systems. An IGMP message is sent to IPTV head-end center when user selects a new channel to watch. The long zapping time that needs to process this message will decrease the quality of experience. Therefore, the channel zapping time should be kept in the minimum. In this study, peer-to-peer communication will be constructed with the other user watching the requested channel in the system to decrease the channel zapping time. Thus, the elapsed time during IGMP messaging will be removed and the channel zapping time will be decreased and so hence the quality of experience will be improved. The proposed approach was carried out on the multicast IPTV topology designed by using OPNET Modeler network simulator program and the successful results have been obtained showing the improvement in the channel zapping times.