In een tijdperk waarin het gemiddelde huishouden in de VS vijf apparaten met internetverbinding heeft, websurfers hebben vaak het gevoel dat ze altijd ruzie maken om stukjes wifi. Hoe kan een hele familie hun favoriete programma's binge zonder dat iemands verbinding vertraagt ​​tot een crawl?

Onderzoekers van MIT's Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) werken aan het probleem, en hebben een nieuw systeem ontwikkeld met de naam "Minerva" waarmee meerdere mensen video kunnen streamen via een enkel netwerk met minimale buffering en pixelvorming.

Het team zegt dat het project een game-changer kan zijn voor contentproviders zoals Netflix en Hulu, die vaak moeite hebben om al hun gebruikers tevreden te houden. Behalve dat het nuttig is voor een enkel huishouden, Minerva kan ook voordelen opleveren voor mensen in een hele regio die mogelijk allemaal een netwerkknelpunt delen.

"Als vijf mensen in je huis allemaal tegelijk video streamen, ons systeem kan analyseren hoe de beelden van de verschillende video's worden beïnvloed door de downloadsnelheid, ", zegt MIT-professor Mohammad Alizadeh, senior auteur van een gerelateerd artikel dat later deze maand zal worden gepresenteerd op de Association for Computing Machinery's Special Interest Group on Data Communications (SIGCOMM) in Los Angeles. "Het gebruikt die informatie vervolgens om elke video de best mogelijke visuele kwaliteit te bieden zonder de ervaring voor anderen te verslechteren."

In praktijktests verminderde Minerva de herbufferingstijd met gemiddeld 47 procent - en tot een derde van de tijd, leverde een verbetering van de videokwaliteit die het equivalent was van een sprong in resolutie van een 720p naar een 1080p televisie.

Minerva doet dit allemaal zonder dat er wijzigingen aan de onderliggende netwerkinfrastructuur nodig zijn. Een provider als Netflix kan Minerva inzetten zonder aanpassingen aan thuisrouters of te moeten coördineren met netwerkserviceproviders. Alizadeh beschrijft het systeem als een vervanging voor het standaard TCP/IP-protocol dat de internetcommunicatie regelt.

"Het heeft alle voordelen en eenvoud van TCP, terwijl je er ook voor zorgt dat, als meerdere video's concurreren op een netwerklink, is dat een knelpunt, de bandbreedte wordt eerlijk verdeeld over streams, ' zegt Alizade.

Iedereen die video's streamt, heeft waarschijnlijk gemerkt dat er grote verschillen kunnen zijn in hoe soepel een bepaalde video loopt. Sommige factoren zijn onder meer het apparaat dat wordt gebruikt, de afmetingen van het scherm, en zelfs het genre van de video. Bijvoorbeeld, dezelfde visuele kwaliteit te leveren, snellere video's zoals actiefilms en sport vereisen eigenlijk meer bandbreedte dan video's van pratende hoofden of lezingen. Een film streamen op een 4K-tv-scherm, In de tussentijd, is veel data-intensiever dan het streamen op een smartphone.

Maar hoofdauteur Vikram Nathan zegt dat traditionele protocollen deze verschillen niet verklaren. Als twee mensen 10 megabits per seconde (Mbps) bandbreedte delen, het netwerk geeft normaal gesproken elk van hen de helft. Maar als één persoon gras ziet groeien op zijn smartphone, en een ander probeert een tenniswedstrijd te streamen op een 4K-tv, de sportliefhebber zal in het nadeel zijn.

"Traditionele benaderingen proberen eerlijk te zijn vanuit een technologisch perspectief, maar niet in termen van iemands werkelijke geluk of kwaliteit van ervaring, " zegt Keith Winstein, een assistent-professor computerwetenschappen aan de Stanford University die niet bij het project betrokken was. "Wat deze resultaten laten zien, is dat we er allemaal baat bij zouden hebben als deze systemen en protocollen zouden worden gewijzigd om meer van het perspectief van de mensen die de video's bekijken over te nemen."

Daarbovenop, Nathan zegt dat bedrijven als Hulu en Netflix op een grove en principiële manier omgaan met de krapte op beperkte bandbreedte, waarbij geen rekening wordt gehouden met de video die wordt bekeken of met de mate waarin de video is gebufferd.

Het systeem van het MIT-team werkt door een offline fase te hebben waarin het verschillende video's analyseert om te bepalen hoeveel hun visuele kwaliteit zou worden verbeterd door ze verschillende niveaus van bandbreedte te geven. Elke gebruiker gebruikt deze informatie vervolgens bij het bekijken van zijn video:gebruikers die meer waarde hechten aan bandbreedte, zijn dienovereenkomstig agressiever bij het claimen van hun deel van de link, terwijl gebruikers die niet veel baat zouden hebben bij extra doorvoer zich terugtrekken.

Nathan beschrijft de mechanica van Minerva als een steeds evoluerende "push/pull" tussen verschillende video's.

"Dit proces stelt het systeem in staat om middelen toe te wijzen aan de verschillende video's op een manier die eerlijk is voor hen met betrekking tot hun visuele kwaliteit, " zegt Natan, een afgestudeerde student aan MIT CSAIL.

Alizadeh en Nathan schreven het nieuwe artikel samen met afgestudeerde studenten Vibhaalakshmi Sivaraman, Ravichandra Addanki, Mehrdad Khani en Prateesh Goyal.