การประเมินสมรรถนะ 3d iptv แบบมัลติ...

การประเมนสมรรถนะ 3D IPTV แบบมลตคาสต

มนตร งามวงศ

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต

สาขาวศวกรรมคอมพวเตอรและโทรคมนาคม คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยธรกจบณฑตย

พ.ศ. 2556

DPU

Performance Evaluation of Multicast 3D IPTV

Montree Ngamwong

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Master of Engineering

Department of Computer and Telecommunication Engineering

Faculty of Engineering, Dhurukij Pundit University

2013

DPU

ค

หวขอวทยานพนธ การประเมนสมรรถนะ 3D IPTV แบบมลตคาสต

ชอผเขยน มนตร งามวงศ

อาจารยทปรกษา อาจารย ดร.ชยพร เขมะภาตะพนธ

สาขาวชา สาขาวศวกรรมคอมพวเตอรและโทรคมนาคม

ปการศกษา 2556

บทคดยอ

งานวจยนน าเสนอการประเมนสมรรถนะการสงผานวดโอสามมตไอพทวแบบมลต

คาสตบนโครงขายอนเตอรเนต โดยใชโปรแกรม NS2 ในการจ าลอง การสงขอมลวดโอจาก

แหลงขอมลจรงของภาพยนตเรอง Tangled 3D เพอท าการเปรยบเทยบสมรรถนะระหวาง Protocol-

Independent Multicast (PIM) สามแบบคอ PIM-Dense Mode, PIM-Sparse Mode และ Bi-

directional PIM โดยท าการวดอตรสญหายของขอมล อตรลาชาทางหนวยเวลา และอตราความ

เบยงเบนทางเวลา

ผลการวจยพบวาอตราการสญหายของขอมล อตราความลาชาทางหนวยเวลา และอตรา

ความเบยงเบนทางเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตทงสามแบบ แทบจะไมมความแตกตางกนมาก

เทาใด ผลการทดลองชใหเหนวาโพโทรคอลมลตคาสต ทตางกนไมมผลกบสมรรถนะของการ

รบสงขอมลในโครงขาย 3D IPTV บนโครงขายอนเตอรเนต อยางไรกตามขนาดแบนวดธและ

บพเฟอรของอปกรณบนโครงขายจะมผลกบการรบสงขอมลในระบบมากกวา ซงเมอขนาดของ

แบนวดธและบพเฟอรมขนาดเพมมากขน เปนผลใหอตราสญหายของขอมล อตราลาชาทางหนวย

เวลา และอตราความเบยงเบนทางเวลาจะลดลง และระบบมความคงทมากขนเมอแบนวดธและ

บพเฟอรเพมมากขน

ฆ

DPU

ง

Thesis Title Performance Evaluation of Multicast 3D IPTV

Author Montree Ngamwong

Thesis Advisor Chaiyaporn Khemapatapan, Ph.D

Department Computer and Telecommunication Engineering

Academic Year 2013

ABSTRACT

This study proposed the performance evaluation of Multicast transmission 3DIPTV

over Internet system. By tracing data from the real video file “Tangle 3D”, the simulated IPTV

packets are derived and applied for evaluating the studied systems. The performance is compared

among three multicast protocols which are PIM-Dense Mode, PIM-Sparse Mode and Bi-

directional PIM by tracing and filtering packet loss rate, delay and jitter.

The studied results found that these three Protocol-Independent Multicast, PIM-

Dense Mode, PIM-Sparse Mode and Bi-directional Mode, do not have much difference in term of

transmission performance across the network. On the other hands, bandwidth and buffer of the

network devices significantly impact to the system performances. The results shows that the

more bandwidth and buffer increase the less packet loss, delay and jitter occurred in the system.

DPU

จ

กตตกรรมประกาศ

วทยานพนธเลมนส าเรจไดดวยความกรณาของ อาจารย ดร.ชยพร เขมะภาตะพนธ

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ ซงไดใหค าปรกษา เสนอแนะ และความชวยเหลอหลายสง ท าใหทก

อยางส าเรจไดดวยด ขอกราบขอบพระคณเปนอยางสงมา ณ ทนดวย

ขอกราบขอบคณกรรมการสอบวทยานพนธ อาจารย ดร.ประศาสน จนทราทพย อาจารย ดร.ณรงคเดช กรตพรานนท และ อาจารย ดร.เจนจบ วระพานชเจรญกจ ทสละเวลามาเปนกรรมการสอบวทยานพนธ ทไดใหขอเสนอแนะ ใหขอคดเหน รวมทงแนวทางการปรบปรงแกไขงานวจยนใหมความสมบรณมากทสด และขอขอบคณเพอนนกศกษาชวยตรวจทานการเขยนวทยานพนธ

ทายสดนประโยชนและความดของวทยานพนธฉบบน ขอมอบแตผมพระคณทกทานทใหความชวยเหลอและเสรมสรางก าลงกาย ก าลงใจให จนการท าวทยานพนธฉบบนส าเรจลงไดดวยด

มนตร งามวงศ

DPU

ฉ

สารบญ

หนา บทคดยอภาษาไทย................................................................................................................ ฆ บทคดยอภาษาองกฤษ........................................................................................................... ง กตตกรรมประกาศ................................................................................................................. จ สารบญตาราง........................................................................................................................ ซ สารบญภาพ........................................................................................................................... ฌ ประมวลศพทและค ายอ......................................................................................................... ฎ บทท 1. บทน า…………………………………………………………..………………… 1 1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา………………………………….….. 1 1.2 วตถประสงคของการวจย………………………………………………….… 2 1.3 สมมตฐานของการวจย………………………………………………….…… 2 1.4 ขอบเขตของการวจย………………………………………………………… 2 1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ…………………………………………….……. 3 2. แนวคด ทฤษฎ และผลงานวจยทเกยวของ……………………………………….. 4 2.1 Internet Protocol Television: IPTV…………………………………………. 4 2.2 สถาปตยกรรม IPTV………………………………………………………… 4 2.3 การเขารหสแบบ H.264……………………………………………………... 10 2.4 Protocol Independent Multicast (PIM)……………………………………… 13 2.5 งานวจยทเกยวของ…………………………………………………………... 16 3. ระเบยบวธวจย……………………………………………………………………. 25 3.1 แนวทางการวจยและพฒนา…………………………………………………. 25 3.2 เครองมอทใชในงานวจย…………………………………………………….. 25 3.3 แผนการด าเนนงาน……………………………………………………..…… 25 3.4 ขนตอนและวธการด าเนนงาน……………………………………………….. 28

DPU

ช

สารบญ (ตอ)

บทท หนา 4. ผลการทดสอบ…………………………………………………………………… 42 4.1 Average Packet loss…………………………………….…………………… 42 4.2 Average Delay………………………………………………………………. 51 4.3 Average Jitter……………………………………………………………….. 59 5. บทสรปและขอเสนอแนะ………………………………………………………… 70 5.1 สรปผลการวจย……………………………………………………………… 70 5.2 ขอจ ากดและแนวทางแกไขของงานวจย…………………………………….. 71 5.3 ขอเสนอแนะและแนวทางการพฒนาในอนาคต…………………...………… 71 บรรณานกรม………………………………………………………………………………. 73 ประวตผเขยน........................................................................................................................ 77

DPU

ซ

สารบญตาราง

ตารางท หนา 3.1 แสดงแผนการด าเนนงาน…………………...……………………..………….. 27 3.2 คาคณลกษณะของวดโอทใช...……………………………………………….. 35 3.3 ประเภทของโหนดตางๆ ในโครงขาย……………………………...…………. 36 4.1 คาเฉลย Packet Loss Rate ทขนาดบพเฟอร1500 แพคเกจ……………......…... 43 4.2 คาเฉลย Packet Loss Rate ทขนาดบพเฟอร4500 แพคเกจ……………...…….. 44 4.3 คาเฉลย Packet Loss Rate เปรยบเทยบระหวางบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

46 4.4 คาเฉลย Packet Loss Rate เปรยบเทยบระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

48 4.5 คาเฉลย Packet Loss Rate เปรยบเทยบระหวางบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

49 4.6 คาเฉลย Delay เปรยบเทยบทบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ…………………... 51 4.7 คาเฉลย Delay เปรยบเทยบทบพเฟอรขนาด 4500 แพคเกจ…………...……… 53 4.8 คาเฉลย Delay เปรยบเทยบระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ……………………………………………………………………….

54 4.9 คาเฉลย Delay ของ PIM-SM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ…………………………………………………………………….…

56 4.10 คาเฉลย Delay ของ Bi-directional PIM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500

แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ………………………………………..……...…

58 4.11 คาเฉลย Jitter เปรยบเทยบทบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ………………….. 60 4.12 คาเฉลย Jitter เปรยบเทยบทบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ………………….. 62 4.13 คาเฉลย Jitter ของ PIM-DM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ

4500 แพคเกจ……………………………………...…………………………

64 4.14 คาเฉลย Jitter ของ PIM-SM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ………………………………………………………………………

66 4.15 คาเฉลย Jitter ของ PIM-SM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ……………………………………………………...……………….

68

DPU

ฌ

สารบญภาพ

ภาพท หนา

2.1 การท างานของ IPTV บน SIP ฝง server…………………………...…….…… 5 2.2 การท างานของ IPTV บน SIP ฝง Client……………………………………… 7 2.3 IMS IPTV functional architecture for ScaleNet…………………………...… 8 2.4 สถาปตยกรรม IPTV บน IMS……………………………………………...… 9 2.5 รปแบบการคาดการณของ GoP………………………………………………. 12 2.6 วธการของ PIM-DM…………………………………………………………. 14 2.7 วธการของ PIM-SM………………………………………………………….. 15 2.8 วธการของ Bi-directional PIM……………………………………………….. 16 2.9 Traffic Model………………………………………………………………… 17 2.10 (a) การทดสอบแบบสภาพแวดลอมในอาคาร

(b) การทดสอบสภาพแวดลอมภายนอกอาคาร……………………….………

18 2.11 (a) คาเฉลย Delay ส าหรบ 1 Multicast channel

(b) คาเฉลย Jitter ส าหรบ 1 Multicast channel …………….………….……..

19 2.12 (a) คาเฉลย Packet loss ส าหรบ 1 Multicast channel

(b) คาเฉลย Bandwidth ส าหรบ 1 Multicast channel………………….……..

19 2.13 Test Bench network Topology………………………………………………. 21 2.14 โครงขายสารสนเทศภาครฐ……………………………………………….…. 22 3.1 Network Topology…………………………………………………………... 28 3.2 ผล Packet Loss………………………………………………………………. 29 3.3 ผล Packet Loss ทไดจากการจ าลองระบบโครงขายดวย NS2……………….. 29 3.4 Verbose Trace File จากวดโอ “From Mars to China”……………………….. 31 3.5 ขอมลทไดจาก mkvinfo สวนของ Header…………………………………… 32 3.6 ขอมลทไดจาก mkvinfo สวนของ Frame และ Timestamp……………..…… 32 3.7 New Trace File ส าหรบการจ าลองระบบดวย NS2…………………………... 37 3.8 แบบจ าลองโครงขาย…………………………………………………………. 35 3.9 รายละเอยดของ Trace File…………………………………………………... 38

3.10 รปแบบของ Trace File………………………………………………………. 39

DPU

ญ

สารบญภาพ (ตอ)

ภาพท หนา

3.11 ตวอยางผล Packet Loss Rate………………………………………………… 40 3.12 ตวอยางผล Delay…………………………………………………………….. 40 3.13 ตวอยางผล Jitter………………………………………………...…………… 41 4.1 คาเฉลย Packet Loss Rate ทบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ…………………… 43 4.2 คาเฉลย Packet Loss Rate ทบฟเฟอรขนาด 4500 แพคเกจ…………………… 45 4.3 คาเฉลย Packet Loss Rate เปรยบเทยบระหวางบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

47 4.4 คา Packet Loss Rate ของ PIM-SM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

48 4.5 คา Packet Loss Rate ของ Bidir-PIM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500

แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ…………………………………………………..

50 4.6 คาเฉลย Delay ทบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ……………………………….. 52 4.7 คาเฉลย Delay ทบฟเฟอรขนาด 4500 แพคเกจ……………………………….. 53 4.8 คา Average Delay ของ PIM-DM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

55 4.9 คา Average Delay ของ PIM-SM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

57 4.10 คา Average Delay ของ Bidir-PIM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

58 4.11 คาเฉลย Jitter ทบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ……………………………….. 61 4.12 คา Average Jitter ทบฟเฟอรขนาด 4500 แพคเกจ…………………………… 63 4.13 คา Average Jitter ของ PIM-DM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

65 4.14 คา Average Jitter ของ PIM-SM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

67 4.15 คา Average Jitter ของ Bidir-PIM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ

และ 4500 แพคเกจ……………………………………………………………

69

DPU

ฎ

ประมวลศพทและค ายอ

AS Application Server AVC Advance Video Coding B-frame Bi-predictive picture Bi-directional PIM Bi-directional Protocol-Independent Multicast CBR Constant Bit Rate CoD Content on Demand HD High Definition IASF Internet Protocol Television Application Server Functions I-frame Intra-coded picture IMS Internet Protocol Multimedia Subsystem IPTV Internet Protocol Television MCF Media Control Functions MDF Media Delivery Functions MSCF Multimedia Service Control Function MVC Multiview Video Coding NGN Next-generation network P-frame Predicted picture PIM Protocol-Independent Multicast PIM-Dense Mode Protocol-Independent Multicast Dense Mode PIM-Sparse Mode Protocol-Independent Multicast Sparse Mode RACS Resource and Admission Control Subsystem SIP Session Initiation Protocol SVC Scalable Video Coding UE User Equipment VBR Variable Bit Rate GoPs Groups of Pictures RP Rendezvous Point DF Designate Forwarding

DPU

ฏ

ประมวลศพทและค ายอ (ตอ)

SDTV Standard Definition Television QoS Quality of Service HD Hi-Definition Mbps Megabit per second

DPU

บทท 1

บทน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา

Internet Protocol TV (IPTV) ถอวาเปนการพฒนาในสวนของโทรทศนผานทาง

อนเทอรเนต โดยบรการหลกทโดดเดนของ IPTV นนจะเปนรปแบบ Video on Demand ซงอนญาต

ใหผใชบรการเลอกดในสงทตองการ โดยไมยดตดกบตารางเวลาทก าหนดไวซงแตกตางกบการ

บรการผานเคเบลและดาวเทยมทวไป และผใชบรการยงสามารถก าหนดและจดตารางรายการตางๆ

โดยตนเอง ผานทางคอมพวเตอรหรอโทรศพทมอถอได โดยบรการใหมอกรปแบบหนงทไดรบ

ความนยมอยางมาก คอการรบชมรายการตางๆในรปแบบ High Definition (HD) ซงคณภาพของ

ภาพมความละเอยดของภาพสงขนกวารายการธรรมดาทวไป แตจะม Traffic สงมากกวาปกต ท าให

ตองใช Bandwidth ทสงขน สงผลใหการบรการรปแบบนถอเปนสวนเสรมจากรายการปกต และมผ

ใหบรการนอยกวารปแบบอน โดยกาวตอไปทเหลาผใหบรการไดตงเปาไว คอการใหบรการ

รายการตางๆ ในรปแบบสามมต (3D) ซงใชเทคนค Stereoscopic หรอมมมองภาพคแบบ 2D ทม

ความแตกตางกนเลกนอย เพอสรางภาวะความลกลวงตาของภาพวดโอท าใหเกดการนนขนของภาพ

เปนมตความหนาขนมา

ปญหาหลกของ 3D-IPTV นนเปนสงทตอเนองออกมาจากแบบ HD นนคอผใหบรการ

ตองมปรมาณ Bandwidth สงในระดบหนง โดยปกตแลว HD นนจะมขนาดขอมลทใหญมากกวา

รายการทวไป และโดยทวไปแลวความละเอยดของวดโอ 3D นนจะมขนาดเทยบเทากบวดโอแบบ

HD ซงนอกจากความละเอยดทสงแลวตววดโอ 3D นนในบางฉากทการใชเทคนค Stereoscopic นน

จะเปนตองใชเฟรมภาพในหลายมมมองท าใหมปรมาณขอมลทสงขน ซงมความเปนไปไดวาวดโอ

3D นนจะมการใช Bandwidth ทสงกวาวดโอแบบ HD

ในการศกษาวจยฉบบนจงไดท าการศกษาวเคราะหระบบ โดยใชการจ าลองโครงขาย

ดวยโปรแกรม NS2 และใช video trace 3D ทท าการวดคาจากวดโอจรงมาเปนตวทดสอบ เพอศกษา

และประเมนสมรรถนะ 3D-IPTV แบบมลตคาสตบนโครงขายอนเตอรเนต ในสภาวะการใชงานทม

DPU

2

ขอจ ากดทางดาน Bandwidth และ Buffer โดยหาอตราลาชาตอหนวยเวลา (Delay) อตราการสญหาย

ของขอมล (Packet Loss Rate) และคาผดพลาดทางหนวยเวลา (Jitter) ตามการเปลยนแปลงของคา

Queue ในระบบทจ าลองไว

1.2 วตถประสงคของการวจย

1. ศกษารปแบบการสรางขอมล Traffic ส าหรบวดโอแบบ 3D ทเขารหสโดยใช Codec

มาตรฐาน H.264 เพอใชในการสงขอมลในการจ าลองระบบ ดวย Protocol-Independent Multicast

(PIM) สามแบบไดแก PIM-Dense Mode, PIM-Sparse Mode และ Bi-directional PIM

2. เพอจ าลองโครงขาย 3D-IPTV โดยใชโปรแกรม NS2 และใชการสงขอมลแบบ 3D ดวย

Protocol-Independent Multicast (PIM) ทไดศกษาไว

3. เพอทจะประเมนสมรรถนะของ 3D-IPTV แบบมลตคาสตบนโครงขายอนเตอรเนต

1.3 สมมตฐานของการวจย

1. คาดวาระบบ 3D-IPTV ทท าการสงดวย Bi-directional PIM มประสทธภาพดกวา PIM-

Dense Mode และ PIM-Spares Mode

2. คาดวาการใชทราฟฟกทเปนวดโอซงจ าลองมาจากแบบ 3D รวมกบ Background Traffic จะ

ท าใหเกดความลาชาตอหนวยเวลา (delay) อตรการสญหายของขอมล (Packet loss rate) และคา

ผดพลาดทางหนวยเวลา (Jitter) มากขนเมอแบนวดธต าและจะมประสทธภาพทดขนเมอแบนวดธ

มากขน

3. การก าหนดคา Buffer มากขน จะท าใหปรมาณอตราการสญหายของขอมล (Packet loss

rate) ลดลง

1.4 ขอบเขตของการวจย

งานวจยนเปนการจ าลองสถานการณและวเคราะหประสทธภาพการใชงานวดโอ 3D

ในการสงดวย Protocol-Independent Multicast (PIM) สามแบบไดแก PIM-Dense Mode, PIM-

DPU

3

Sparse Mode และ Bi-directional PIMในโครงขาย IPTV โดยใชโปรแกรม NS2 เวอรชน 2.35 โดย

มสภาวะแวดลอมจ าลองทก าหนดไว

1. วเคราะหและศกษารปแบบการสงขอมลวดโอในรปแบบ 3D ทมการเขารหสแบบ H.264

จากวดโอจรงในระดบความละเอยด 1920x1080p

2. จ าลองการท างานระบบ 3D-IPTV โดยใช NS2 โดยใชขอมลวดโอ 3D ทไดเปนตวก าหนด

ขนาดการสงขอมล เพอใหไดมาซง Trace File ส าหรบการประเมนระบบ โดยใชพารามเตอรของ

ระบบ และ Protocol-Independent Multicast (PIM) แบบตางๆ ในขอบเขตทก าหนดไว

3. น าขอมลจาก Trace File หาคา Packet loss, Delay และ Jitter ของระบบ

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

ทราบปรมาณและขอบเขตรปแบบ Traffic ส าหรบวดโอ 3D และน าผลลพธทไดไปใช

ส าหรบการสรางรปแบบการสงขอมลจ าลองในโครงขายจ าลองของ NS2 เพอน าไปวดผล

ประสทธภาพของโครงขายทไดออกมา

DPU

บทท 2

แนวคด ทฤษฎ และผลงานวจยทเกยวของ

2.1 Internet Protocol Television: IPTV

เทคโนโลย IPTV เปนการน าเทคโนโลยดานโครงขายอนเตอรเนตมาประยกตใชงาน

กบเทคโนโลยทางดานการถายทอดผานโทรทศน ซงเปนการแพรสญญาณภาพและเสยงผานทาง

โครงขายอนเตอรเนต เทคโนโลย IPTV เปนมลตมเดยชนดหนง โดยมการใหบรการทนาสนใจอย

หลายรายการ ยกตวอยางเชน Video on Demand การรบชมการถายทอดสด และการรบชมยอนหลง

Video on Demand เปนการรบชมรายการแตละรายการทผใชบรการสนใจสามารถเขารบชมได

ในทนทโดยการเลอกรายการทสนใจรบชมนน แตอาจตองเสยคาบรการเพมเตมการรบชมการ

ถายทอดสด เปนการรบชมรายการทมอยในชวงเวลานนๆไดอยางทนทวงทและสามารถสงขอความ

ตอบโตหรอแสดงความคดเหนผานหนาจอของผรบชมไดทนทโดยไมตองผานโครงขายโทรศพท

หรออนๆในการรบชมยอนหลง รายการทผานมาแลวททางผรบชมไมไดตดตามแตตองการทจะ

รบชมกสามารถยอนกลบไปรบชมยอนหลงไดตามตองการ

2.2 สถาปตยกรรม IPTV

สถาปตยกรรม IPTV ในปจจบนทมอยนนมการคดคนพฒนาจากหลายๆแหง ทงใน

ระดบองคกรและระดบบคคล โดยมการน าสถาปตยกรรมทคดคนขนมาเผยแพรใหบคคลทวไป

ไดรบทราบแตทงนยงไมมการก าหนดมาตรฐานของสถาปตยกรรม IPTV ทมรปแบบทชดเจนและ

ไดรบการยอมรบจากองคกรทเกยวของ โดยภายในหวขอนจะยกตวอยางสถาปตยกรรมบางตวทม

การใชงานแพรหลายเพอใหทราบถงสถาปตยกรรม IPTV มากยงขน

DPU

5

2.2.1 SIP based IPTV architecture for heterogeneous networks1

IPTV AS Modules สวนประกอบหลกของ IPTV AS เปน Server และ Session Block

ดงรปท 2.1

รปท 2.1 การท างานของ IPTV บน SIP ฝง server

ทมา: R.S.Nunes, M.S.Menezes & L.Domingues. (2009, June). SIP based IPTV architecture for

heterogeneous networks. ConTEL 2009 10th International Conference on Computer Communicat-

ions

Server Block บลอกนมการก าหนดคาเซรฟเวอรและการควบคมและท าหนาทเปนหลก

ยดส าหรบการเชอมตอผรบชม บลอกนจะประกอบดวยบลอกยอยๆตอไปน

1R.S.Nunes, M.S.Menezes & L.Domingues. (2009, June). SIP based IPTV architecture

for heterogeneous networks. ConTEL 2009. 10th International Conference on Computer Commu-

nications. pp. 421 – 428.

DPU

6

Configuration Block บลอกนรบผดชอบการตงคาคณสมบตของเซรฟเวอร ส าหรบ

เสนทางทวไปใหบรการผรบชมดวยคณลกษณะของสตรมทมอย ส าหรบเสนทาง Per-client ม

ลกษณะสตรมส าหรบผรบชม

Admission Control Block บลอกนรบผดชอบการสรางเซสชนผรบชมใหมทกครงท

ผรบชมใหมขอเชอมตอ

Session Block เปน Per-client ทใหบรการแกผรบชม บลอกนจะประกอบดวยบลอก

ยอยๆ ตอไปน

Signaling and Control Block บลอกนรบผดชอบการตงคาเซสชนการควบคมและทขาด

หายบลอกนมหนาทใหสญญาณและการควบคมส าหรบ IPTV Trick นอกจากนการปรบตวแสดง

มลตมเดยจากผรบชมมการประมวลผลในบลอกน ซงในทางกลบกนสญญาณจะด าเนนการ

ปรบปรง Streaming Block บลอกนใหฟงกชนจ าเปนส าหรบการสงขอมลมลตมเดยและการ

ด าเนนการตามหนาท Trick หาก Per-client ตองไปตามเสนทางตามขอก าหนดทก าหนดโดยคา

เซสชน

IPTV Client คออปกรณทสถานผรบชมเรยกใช IPTV Client โดยประกอบดวย

มลตมเดยสตรมมง กบ IMS หนาทควบคมตามเซสชนและหนาทควบคมสอ

IPTV Client Modules: IPTV Client Modules ทตดตอโดยตรงกบ IPTV AS มสญญาณ

ท RTP Extractor และตดตาม QoS Modules

DPU

7

รปท 2.2 การท างานของ IPTV บน SIP ฝง Client

ทมา: R.S.Nunes, M.S.Menezes & L.Domingues. (2009, June). SIP based IPTV architecture for

heterogeneous networks. ConTEL 2009, 10th International Conference on Computer Communicat-

ions

2.2.2 IMS based IPTV services - Architecture and Implementation2

IMS (IP Multimedia Subsystem) เปนสถาปตยกรรมโครงขายส าหรบสงขอมลการ

บรการมลตมเดยผานทาง IP สถาปตยกรรม IMS ในบทความนไดอางองแนวคดของ TISPAN เพอ

น ามาใชเปนมาตรฐานส าหรบ IPTV นนท าใหไดรบฟงคชนตางๆ ของ IMS มา ซงท าใหมขอ

ไดเปรยบในการจดการขอมลสวนตว รวมถงการบรการดาน Voice, Data, Video ในแนวคดของ

ScaleNet

2 Eugen Mikoczy, Dmitry Sivchenko & Veselin Rakocevic. (2007, August). IMS

based IPTV services - Architecture and Implementation. MobiMedia 07 Proceedings of the 3rd

international conference on Mobile multimedia communications. p.15-21.

DPU

8

รปท 2.3 IMS IPTV functional architecture for ScaleNet

ทมา: Eugen Mikoczy, Dmitry Sivchenko & Veselin Rakocevic. (2007, August). IMS based IPTV

services - Architecture and Implementation. MobiMedia 07 Proceedings of the 3rd international

conference on Mobile multimedia communications.

จากรปท 2.3 UE (User Equipment) ท าการตดตอสอสารกบบรการ IPTV ผานการ

ควบคมทาง core IMS โดมเซสชนควบคมในชองทาง Xt เพอใชในการก าหนดการใหบรการ

แอพพลเคชนเซรฟเวอรของ IPTV

IPTV application server functions (IASF) ใชอนเตอรเฟส ISC ใชตดตอสอสารและ

ควบคมกบ IMS บน NGN (Next-generation network) และในบทความนมการปรบปรงในสวนของ

Multimedia Service Control Function (MSCF) ใชส าหรบการควบคมการสงขอมลและการกระจาย

ขอมล

DPU

9

2.2.3 IPTV Architecture; IPTV functions supported by the IMS subsystem3

สถาปตยกรรม IMS (IP Multimedia Subsystem) เปนแนวคดของ TISPAN แบงการ

ท างานของระบบออกเปน 2 สวน สวนแรกเปนของ Customer Network เปนโครงขายของลกคา

สวนทสองเปนสวนของ Network Service Provider เปนสวนของผใหบรการโครงขาย ดงรปท 2.4

รปท 2.4 สถาปตยกรรม IPTV บน IMS

ทมา: ETSI. (2008). Telecommunications & Internet converged Services & Protocols for

Advanced Networking (TISPAN); IPTV Architecture; IPTV functions supported by the IMS

subsystem. Sophia Antipolis Cedex: FRANCE.

รปท 2.4 แสดงสถาปตยกรรม IPTV บน IMS ทก าหนดโดย TISPAN สถาปตยกรรมน

ไดรบการออกแบบมาเพอรองรบบรการ IPTV หลากหลายรปแบบ เชน content on demand (CoD),

broadcast (BC) TV และ network PVR (N-PVR)

3 ETSI. (2008). Telecommunications & Internet converged Services & Protocols for

Advanced Networking (TISPAN); IPTV Architecture; IPTV functions supported by the IMS

subsystem. Sophia Antipolis Cedex: FRANCE.

DPU

10

สถาปตยกรรม IPTV บน IMS มองคประกอบดงน

User Equipment ท าหนาทโตตอบกบผชมหมายถงการเรยกดและเลอกหนงในบรการท

ใชไดใหกบผชม (ชองโทรทศน เปนตน)

IMS Core ระบบยอยทบรการ layer ในสถาปตยกรรม TISPAN NGN ทสนบสนนการ

ให บรการมลตมเดยบน SIP ท าหนาทจ ากดสวนทควบคมการปฏบตการได

Transport Function ผใหบรการ IPTV เชอมตอไปยง Server ปลายทาง ฟงกชนเหลาน

สามารถแยกยอยตอไปเปนชดของหนาทควบคมการสงและชดของการด าเนนการสงในฟงกชน

หนาทการควบคมการสง Resource and Admission Control Subsystem (RACS) ไดมาเกยวของเปน

พเศษ จะด าเนนการควบคมนโยบาย จองทรพยากร และรบหนาทควบคมการจราจรในชองทางเดยว

และหลายๆชองทางส าหรบโครงขายการสง บรการ RACS ใชงานเกยวกบการจองทรพยากรการสง

และการรบประกนการใหบรการในโครงขาย

User Preference Serving Function ท าหนาทเกบโปรไฟลผใช IPTV โปรไฟลน

ครอบคลมถงการตงคาผใชทจ าเปนในการด าเนนการบรการ IPTV เชนการตงคาภาษาหรอชอง

รายการโทรทศน

Application and IPTV service functions เปนชดของฟงกชนนชวยใหการด าเนนงาน

ของบรการIPTV

Media delivery, distribution and storage ท าหนาทเกยวของกบชดของฟงกชนโดยแบง

ออกเปน 2 สวนทส าคญ Media Control Functions (MCF) สวนใหญเปนฟงกชนการจดการขอมล

และ Media Delivery Functions (MDF) ท าหนาทจดการสอสารกบอปกรณตวอน และ MDF เปน

หลกใชสอการจดการฟงกชน เชนการจดเกบ ประมวลผล และจดสงขอมล

2.3 การเขารหสแบบ H.2644 H.264/MPEG-4 Part 10 หรอ AVC (Advance Video Coding) เปนมาตรฐานชนดหนง

ส าหรบการบบอดวดโอ (Video Compression) และถอเปนรปแบบ (format) หนงทมการใชงาน

4 P.Seeling and M.Reisslein. (2005, October). Evaluating multimedia networking

mechanisms using video traces. IEEE Potentials, pp. 21-25.

DPU

11

ส าหรบบนทก บบอดและการกระจายขอมลส าหรบวดโอความละเอยดสง (High Definition Video) โดยตว H.264/MPEG-4 AVC นนเปน block-oriented motion-compensation-based codec ซงถกพฒนาโดย International Telecommunication Union (ITU-T) รวมกนกบ International Organization for Standardization (ISO)/ International Electro technical Commission (IEC) ซงมาตรฐาน H.264 ของ ITU-T และมาตรฐาน MPEG-4 AVC ของ ISO/IEC นนจะเปนการรวมกนท างาน ท าใหมเนอหาทเหมอนกน โดย H.264 นนจะถกใชเปน codec มาตรฐานส าหรบแผนบลเรยตางๆท าใหเครองเลนบลเรยนนจะตองสามารถถอดรหส H.264 ได นอกจากนนแลว H.264 ยงถกใชในงานดานตางๆไดแก streaming internet source, web software, broadcast service, cable TV และ real-time videoconferencing ในปจจบน H.264 ไดมการเพมโครงสรางหลกเขาไปอก 2 แบบนนคอ SVC และ MVC

2.31 SVC (Scalable Video Coding)

เปนชอของสวนเสรมประเภท Annex G ของมาตรฐาน H.264/MPEG-4 AVC โดย SVC นนจะเปนการวางมาตรฐานในการเขารหส HD video bit stream ทมการบรรจ subset bitstream มากกวาหนงตว โดย subset bitstream นนสามารถปรบเปลยนการแสดงความละเอยดของภาพ หรอลดคณภาพของสญญาณวดโอลงได

2.3.2 MVC (Multiview Video Coding)

เปนสวนเสรมประเภท Annex H ของมาตรฐาน H.264/MPEG-4 AVC โดย MVC จะท าให bitstream นนสามารถท าใหวดโอแสดงผลมากกวาหนงมมมองได ตวอยางหลกของการใชงานประเภทนคอการเขารหสวดโอ stereoscopic 3D โดยตวMVC นนมความสามารถ backward compatible กบ H.264/AVC ท าใหสามารถถอดรหสโดยใชแค AVC ได แตจะไมแสดงผลมมมองอนๆ ลกษณะกระบวนการหลกในการเขารหสของ H.264 มองคประกอบหลกคอ

Inter frame coding โดยใชการประมาณการเคลอนไหวและการชดเชยระหวางเฟรมของวดโอทตอเนองกน

โดยในกระบวนการ Inter frame Coding เฟรมของวดโอจะถกแบงออกเปนรปบลอก 8x8 โดยทกๆ บลอกจะถกเปลยนโดยการใช DCT จะกลายเปนสมประสทธการแปลงขอมล (transform coefficient) ขนาดบลอก 8x8 ซงแสดงถงสวนประกอบความถเชงพนท (spatial frequency) ในบลอกตนแบบ โดยปกตแลวขอมลเฟรมของวดโอนนจะถกรวบรวมไวในสวน ประกอบความถเชงพนทซงมจ านวนนอย ท าใหวดโอเฟรมทถกแสดงนนถกบบอดไดมากขน จากนนสมประสทธการแปลงขอมลจะถก quantize โดยระดบของความหยาบของการ quantization นนจะถกควบคมโดยการตงคา quantization step size (quantization scale) ซงถา quantization scale

DPU

12

สง จะท าใหการ quantization ทหยาบขนตามอตราสงผลใหเฟรมของวดโอมขนาดเลกขนแตคณภาพของวดโอกจะตางไปดวย ซงการเขารหส Constant Bit Rate (CBR) นน quantization scale จะถกปรบในอตราทแตกตางกนเพอรกษาระดบ bit rate ใหคงท ในทางกลบกน การเขารหสแบบ Variable Bit Rate (VBR) quantization scale จะถกรกษาระดบไวใหคงท สงผลใหวดโอมคณภาพทคงท แต bit rate ทไดจะไมคงทแตกตางกนไป

ส าหรบการ Inter frame coding นน MPEG ไดแบงประเภทของเฟรมออกเปน 3 ประเภท

1) I-frame (Intra-coded picture) เปนเฟรมหลก เปนรปภาพทเกบขอมลเฉพาะของตว เองเหมอนรปภาพนงทคงท ท าใหมอตราการบบอดทนอยทสดแตไมตองการเฟรมอนมาใชในการถอดรหส (Decode)

2) P-frame (Predicted picture) เกบเฉพาะการเปลยนแปลงทเกดขนจากเฟรมกอนหนา (สวนใหญจะเปน I-frame) โดยการถอดรหสนนจะดงขอมลจากเฟรมกอนหนามาใช ท าใหสามารถบบอดขอมลไดมากกวา I-frame

3) B-frame (Bi-predictive picture) เกบเฉพาะการเปลยนแปลงจากเฟรมกอนหนาและ

เฟรมถดไปตอจากตวมนเอง ท าใหไดอตราการบบอดขอมลสงสด

โดยเฟรมทแตกตางกนนจะถกน า มาจดรวมกนเรยกวา groups of pictures (GoPs) โดย

อาจกลาวไดวา ล าดบความตอเนองของกลมเฟรมทเรมจากเฟรม I หนงไปจนถงเฟรมกอนหนา

เฟรม I ทอยถดไปจะถกเรยกวา GoP ซงรปแบบของ I, P และ B เฟรมทรวมกนเปน GoP นนจะถก

เรยกวา GoP Pattern หรอ GoP structure ตามทแสดงไวในรปท 2.5 ซงแสดง GoP Pattern ทมสาม P

เฟรมและมสอง B เฟรมทงหนาและหลง P เฟรม

รปท 2.5 รปแบบการคาดการณของ GoP

ทมา: P.Seeling & M.Reisslein. (2005, October) Evaluating multimedia networking mechanisms

using video traces. IEEE Potentials.

DPU

13

จากทกลาวไวขางตน I-frame ในรปท 2.5 นนสามารถเขารหสและถอดรหสไดในตวของมนเองโดยไมตองพงหรออางองจากเฟรมอน ในขณะท P-frame นนจะใชการอางองจากตว I-frame หรอ P-frame กอนหนาเรยกวา Forward Prediction ซงแสดงไวเปนลกศรสเขมในรป สวนตว B-frame นนจะใชการอางองแบบ Forward Prediction และ Backward Prediction หรอกคอการอางอง แบบยอนหลงจากตว I-frame หรอ P-frame เบองหนา ซงแสดงไวเปนรปลกศรประจดในรป 2.5

ในกระบวนการอางองซงใชในการ Prediction นน การจบคเหมอนของบลอกตางๆจะ ถกวเคราะหและตดสนโดยการใช motion vector ซงกระบวนการนจะถกเรยกวา motion estimation โดยขอแตกตางระหวางบลอกจะถกน าไปเขารหส ในขณะทบลอกทเหมอนกนมากทสดจะถกน าไป เปลยนแปลงโดยใช DCT และการ quantize ตามทกลาวไวขางบน โดยกระบวนการนเรยกวา motion compensation ซงถาไมสามารถหาคทเหมอนกนของเฟรมทน ามาอางองได แสดงวาเฟรม นนเปน I-frame 2.4 Protocol Independent Multicast (PIM)

เปนหนงในตระกลของมลตคาสตโปรโตคอล บนโครงขายอนเตอรเนตทจะกระจาย

ขอมลแบบ one-to-many และ many-to-many บนโครงขาย LAN, WAN หรอ อนเตอรเนต ทเรยกวา

Protocol independent กเนองมาจากวา PIM จะไมมกลไกในการเรยนรโครงสรางเนตเวรค แตจะใช

ขอมล routing จาก routing protocol ตางๆ ทอยบนเนตเวรคนนๆ เชน Open Shortest Path First,

Routing Information Protocol และ Border Gateway Protocol เปนตน

PIM Protocol ทเปนทรจกมดงตอไปน

2.4.1 Protocol Independent Multicast Dense Mode: PIM-DM5

โปรโตคอล PIM-DM มการท างานสองขนตอน ในขนตอนแรกของโครงขายมลตคาส

จะท าการสงขอมลเพอทจะทราบเสนทางทสามารถใชงานไดของเราเตอรทงหมดของโครงขาย

ยกเวนเราเตอรตนทางทปกตจะใชการสงแบบยนคาสตไปยงเราเตอรทเปนมลตคาส เพอใหเราเตอร

ทเปนมลตคาสท างานตอไป หลงจากขนตอนแรกสงขอมลไปยงเราเตอรทเปนโหนดทงหมดของ

5 A. Adams NextHop Technologies, J. Nicholas ITT A/CD, W. Siadak NestHop

Technologies (2005, January). Protocol Independent Mulitcast – Dense Mode (PIM-DM): Protocol Specification (Revised). Pp. 5 – 6.

DPU

14

โครงขายแลวเรยกวาการ Flooding ท าใหทราบวาไดใชงานทรพยากรของโครงขายมากเกนความ

จ าเปน ดงนนในขนตอนทสองของโปรโตคอล PIM-DM ทเรยกวา prune phase จะท าการตด

เสนทางทไมจ าเปนทจะใชงานออกไปดวยวธการ Prune message โดยเราเตอรท าการรบขอมล

Prune เมอถงจดจบของเสนทางของโครงขายนปลายทางของเสนทางนนจะถกก าหนดใหเปน Prune

และเสนทางนนจะถกปองกนไมใหสงขอมลไปยงเสนทางนตอไป ดงรปท 2.7

รปท 2.6 วธการของ PIM-DM

2.4.2 Protocol Independent Multicast Sparse Mode: PIM-SM6

ในการสงขอมลไปยงผรบปลายทาง สวนกลางจะท าการสงขอมลไปยงเราเตอรทไดรบ

ขอความ Join(*, G) และจะท าการสงขอความนไปยงเราเตอรตอไปเพอใหทราบเสนทางทตอง

สงไปยงผรบปลายทางทงหมด PIM-SM จะสราง Share Tree ส าหรบแตละ Multicast group ใช

Rendezvous Point (RP) เปนจดหลกในการกระจายขอมล แตละ Multicast group ม Rendezvous

Point (RP) ตางกน การสงขอมลของ PIM-SM จะอยสองขนตอน ขนตอนแรก เมอ source เรมสง

6 B. Fenner ATT&T Labs – Research, M. Handley UCL, H. Holbrook Arastra, I.

Kouvelas Cisco, (2006 August). Protocol Independent Multicast – spare Mode (PIM-SM): Protocol Specification (Reversed). pp.18 – 62.

DPU

15

ขอมลออกไปยงเราเตอรตวแรกจะท าการ encapsulate ขอมลพรอมกลบ control message (Register)

แตจะเปนการสงแบบ unicast ไปยง RP เมอ RP ไดรบขอมลแลวจะท าการ de-capsulate ขอมลออก

แลวกระจายออกไปยง Shared tree หลายเสนทางแหลงขอมลทงหมดทจะผานมลตคาสตองผาน

โหนดสวนกลางของ RP ดงรปท 2.8

รปท 2.7 วธการของ PIM-SM

2.4.3 Bidirectional Protocol Independent Multicast Mode: Bidirectional PIM7

เปนโปรโตคอลตามมาตรฐาน IETF ใน RFC 5015 เปนโปรโตคอลทพฒนาตอ

เนองมาจาก โปรโตคอล PIM-SM ซง Bidirectional PIM จะสงขอมลไปยง RP ตาม share tree ท

สรางขนมา แลวสงขอมลออกไปยงโหนดตางๆ เปนสองทศทาง แต RP ไมไดท าหนาทเปน source

– base tree แตจะท าหนาทเปน share tree เทานน และไมมการท า encapsulation แพคเกจกอน

สงไปท RP ใน Bidirectional PIM โหนด RP ทเปน share tree จะไมสามารถเปลยนเปน Source-

base tree ได ใน Bidirectional PIM แตจะถอวาเราเตอรเปน share tree ทกเราเตอรในแตละลงคจะ

ถกเลอกเปน Designate Forwarding (DF) ซงจะเกดขนในชวงเรมตนกอนการสงขอมล (Discovery

7 M. Handley UCL, I. Houvelas, T. Speakman Cisco & L. Vicisano Digital Fountain

(October 2007). Bidirectional Protocol Independent Multicast (BIDIR-PIM). RFC5015.

DPU

16

time) ขอดของ Bidirectional PIM คอ สามารถรองรบการขยายของ share tree และ receiver node

ไดมากกวา เนองจากไมจ าเปนตองมการเลอก Designate router เพอใชเปน source – base tree

รปท 2.8 วธการของ Bi-directional PIM

2.5 งานวจยทเกยวของ

2.5.1 A Simple Two-level Markovian Traffic Model for IPTV Video Sources8

บทความนไดกลาวถง IPTV Traffic ทเปน High Definition (HD) ทมการเขารหสเปน

MPEG-4 (H.264) และบทความนกลาวถงการสรางแบบจ าลอง video traffic โดยใชกระบวนการ

ของ Markov chain สองระดบโดยแบงกระบวนการสรางแบบจ าลอง video traffic ออกเปนสอง

ระดบดวยกนดงน

1) GoP-level Markov chain

GoP level Markov chain กลาวถงกระบวนการจ าลอง video traffic โดยมการจ าลอง

กระบวนการนออกเปนสองระดบใหญๆ ดวยกนคอความสมพนธเชงเวลา (temporal correlations)

8 F. Wan, L. Cai & T.A. Gulliver. (2008, November). A Simple, Two-Level Markovian

Traffic Model for IPTV Video Sources. Global Telecommunications Conference 2008. pp. 1-5.

DPU

17

และความสมพนธเชงพนท (spatial correlations) โดยมวธการก าหนดประเภทของวดโอเปนระดบ

S และ T ตามล าดบ ทงหมดนสามารถใช S×T เปนตวแทนความสมพนธทงหมดได และสรปผลได

วาจากการทดลองให S=3, T=3 เปนการเลอกล าดบทดทสด โดยจะแสดงเปนสามระดบ คอ

ความสมพนธของ low (L), medium (M) และ high (H) โดยแบงไดเปนทงหมดเปน 9 ระยะ

(3×3)โดยการใชกระบวนการ transition probability ดงรปท 2.9 (a)

รปท 2.9 Traffic Model

ทมา : F. Wan, L. Cai & T.A. Gulliver. (2008, November). A Simple, Two-Level Markovian

Traffic Model for IPTV Video Sources. Global Telecommunications Conference 2008.

2) Frame-level Markov chain

Frame-level Markov chain ในระดบนไดแบงรปแบบของ GoP level ออกเปน 12 ระยะ

โดยแจกแจงออกเปนระยะ I B1 B2 P1 B3 B4 P2 B5 B6 P3 B7 B8 ดงรปท 2.6 (b) แตละเฟรมจะม

กระบวนการคดตามระดบของ GoP โดยมการคดกระบวนการของระยะของ GoP มทงหมด 3 ระดบ

ทกลาวไวใน GoP level

DPU

18

2.5.2 IPTV Performance in IEEE 802.11n WLAN9

บทความนมจดเดนโดยการน ามาตรฐานโครงขายไรสาย IEEE 802.11n มาใชในการ

ทดสอบ ซงมอตราการสงขอมลทสงและขอบเขตทกวางกวามาตรฐาน IEEE 802.1a/b/g โดย

น ามาใชในการใหบรการโครงขายของ IPTV และบทความนไดท าการทดสอบจรง (Test Benches)

เพอวดสมรรถภาพของระบบตามอตราการเปลยนแปลงของผใชงานในระบบจากรปท 2.10 (a), (b)

แสดง Topology ทใชในการทดสอบทงแบบภายในและภายนอกอาคาร โดยวดโอทใชในการ

ทดสอบนนจะอยในรป SDTV MPEG-2 โดยมความละเอยดอยท 720x576 เฟรมเรตอยท 25 fps

และมความยาวของวดโอทงหมด 70 นาท โดยในการทดสอบทงแบบภายในและภายนอกอาคาร

สามารถจ าแนกการทดสอบออกเปนสแบบคอ Delay, Jitter, Packet loss และ Bandwidth โดยจะสง

ในรป Multicast 1 channel

(a) (b)

รปท 2.10 (a) การทดสอบแบบสภาพแวดลอมในอาคาร

(b) การทดสอบสภาพแวดลอมภายนอกอาคาร

ทมา: Marcelo Atenas, Sandra Sendra, Miguel Garcia & Jaime Lloret. (2010, December). IPTV

Performance in IEEE 802.11n WLANs. IEEE GLOBECOM Workshops (GC Wkshps) 2010.

9 Marcelo Atenas, Sandra Sendra, Miguel Garcia & Jaime Lloret. (2010, December).

IPTV Performance in IEEE 802.11n WLANs. IEEE GLOBECOM Workshops (GC Wkshps)

2010. pp. 929 – 933.

DPU

19

ผลการทดสอบการใหบรการโครงขาย IPTV จากการทดสอบแบบภายในและภายนอก

อาคารดงรปท 2.11 (a), (b)

(a) (b)

รปท 2.11 (a) คาเฉลย Delay ส าหรบ 1 Multicast channel

(b) คาเฉลย Jitter ส าหรบ 1 Multicast channel



(a) (b)

รปท 2.12 (a) คาเฉลย Packet loss ส าหรบ 1 Multicast channel

(b) คาเฉลย Bandwidth ส าหรบ 1 Multicast channel



DPU

20

โดยสรปวาบทความนไดท าการทดสอบแลวนน ท าใหรวาคา Delay, Jitter, Packet loss

และ Bandwidth ไมไดเพมขนเปนลกษณะเชงเสนหรอตามจ านวนของผใชบรการแตขนลงตาม

สภาพแวดลอมทมในชวงทมการใหบรการเวลานนดงรปท 2.10-2.11

2.5.3 3D-IPTV Study and Performance10

บทความนไดแบงออกเปนสองสวนโดยสวนแรกของบทความจะท าการวเคราะหขอมล

ปจจยตางๆในการสงผานวดโอ 3D ผานทาง IPTV โดยมการกลาวถงขอจ ากดตางๆของ 3D-IPTV ท

ยงเปนปญหาอยในขณะนเชน การทขอมลมขนาดใหญเกนไป รปแบบทใชในการ encode แบบ

ตางๆ ส าหรบ stereoscopic video ส าหรบ MPEG4 part 10 (H.264) ขดจ ากดทางดานมมตางๆ ใน

การมองรป 3D จากโทรทศน จากนนสวนทสองไดท าการจ าลองโครงขายแบบใชอปกรณจรง (Test

Bench) โดยมขอก าหนดตางๆ ดงน

โครงขายมความ scalability ในระดบสง (10-100 Terabit/s)

สามารถให QoS ทเชอถอไดโดยการรวม delay, jitter และ packet loss ในการคด

ค านวณ ซงตองทดสอบการสงผานทง CBR และ VBR

การใหการบรการตางๆ นนเปนไปไดในขณะทม TCP traffic โดยการบรการนน ตอง

อยในระดบดทสด และไมถกรบกวนโดย traffic ตางๆ

โดย Topology ทใชในการทดลองจะถกแสดงไวทรปท 2.13

10 A. Canovas, M. Garcia, J. Lloret & J. Toma s. (2010, September). 3D-IPTV Study

and Performance. Evolving Internet (INTERNET) 2010 Second International Conference. pp 55-

60.

DPU

21

รปท 2.13 Test Bench network Topology

ทมา : A. Canovas, M. Garcia, J. Lloret & J. Toma s. (2010, September). 3D-IPTV Study and

Performance. Evolving Internet (INTERNET) 2010 Second International Conference.

โดยการประเมนจะถกแบงออกเปนสองสวน ซงสวนแรกจะประเมนการ coding 3D

video โดยทดสอบวาหลงจากถก encode โดย H.264 แลว performance ของระบบจะไดผลขนาด

ไหน และสวนทสองจะท าการทดสอบในโครงขายแบบอนๆ วา 3D video จะมผลของ delay, jitter

และ packet loss อยางไรในโครงขายทก าหนดผลรปแบบตางๆ เชน ม jitter เปน exponential, ไมม

jitter เปนตน

2.5.4 การประเมนคณภาพไอพทวแบบหลายชองทางบนโครงขายสารสนเทศภาครฐ11

วทยานพนธนประเมนการใชงานเทคโนโลยโทรทศนผานอนเทอรเนตหรอ IPTV บนโครงขายสารสนเทศภาครฐ โดยศกษาในกรณของการประยกตใชงาน IPTV แบบทนกาลและหลายผใชงานทเหมาะสมกบการใชงานในราชการเชน การประชมทางไกลผานวดโอ เปนตนโดยการจ าลองจะใชโพรโทคอลแบบ PIM-DM โดยใชแหลงก าเนดสญญาณวดโอทมความละเอยดของภาพ

11 อนพงษ ทองมอญและชยพร เขมะภาตะพนธ. (2012, March). การประเมนคณภาพไอพทวแบบหลายชองทางบนโครงขายสารสนเทศภาครฐ. The National Conference on Computer Information Technologies.

DPU

http://tar.thailis.or.th/browse?type=author&value=%E0%B8%AD%E0%B8%99%E0%B8%B8%E0%B8%9E%E0%B8%87%E0%B8%A9%E0%B9%8C+%E0%B8%97%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%A1%E0%B8%AD%E0%B8%8D%2C+%E0%B8%8A%E0%B8%B1%E0%B8%A2%E0%B8%9E%E0%B8%A3+%E0%B9%80%E0%B8%82%E0%B8%A1%E0%B8%B0%E0%B8%A0%E0%B8%B2%E0%B8%95%E0%B8%B0%E0%B8%9E%E0%B8%B1%E0%B8%99%E0%B8%98%E0%B9%8C

22

อยท 1080i และ 720i บนโครงขายทมโหลดอนๆ ขนาดตางๆ และขนาดของบฟเฟอรของเราเตอรทแตกตางกนสกรณ คอ กรณทหนง ขนาดของบฟเฟอรทงหมดอยท 600 แพคเกต กรณทสอง ขนาดของบฟเฟอรทงหมดอยท 1200 แพคเกต กรณทสามขนาดของบฟเฟอรตนทางอยท 600 แพคเกต ปลายทางอยท 1200 แพคเกต กรณทส ขนาดของบฟเฟอรตนทางอยท 1200 แพคเกต ปลายทางอยท 600 แพคเกต

รปท 2.14 โครงขายสารสนเทศภาครฐ ทมา: อนพงษ ทองมอญและชยพร เขมะภาตะพนธ. (2012, March). การประเมนคณภาพไอพทวแบบหลายชองทางบนโครงขายสารสนเทศภาครฐ. The National Conference on Computer Information Technologies.

ผลการวจยพบวาโครงขาย GIN ยงไมเหมาะทจะน ามาใหบรการระบบ IPTV ได โดยพบตวแปรทส าคญสงผลกระทบตอสมรรถนะคอแบนดวดทและโหลดอนๆ ทใชงานอยบนโครงขาย อยางไรกตามขนาดของบฟเฟอรและระยะทางระหวางแหลงก าเนดวดโอกบโหนดปลายทางมผลกระทบเพยงเลกนอยตอสมรรถนะดงกลาว นอกจากนพบวาสญญาณวดโอทมความละเอยด 720i นนมอตราการสญหายขอมลนอยกวาสญญาณวดโอทมความละเอยด 1080i อยางเหนไดชด อนงถาตองการใชงานระบบ IPTV บนโครงขายสารสนเทศภาครฐ ส าหรบสญญาณวดโอทมความละเอยด 720i จะตองมการเพมแบนดวดทหลกของการเชอมโยงของโครงขายสารสนเทศภาครฐ ไมต ากวา 30 Mbps

DPU


23

2.5.5 การประเมนประสทธภาพของระบบไอพทวสามมต12 วทยานพนธนน าเสนอการประเมนสมรรถนะการสงผานวดโอ 3 มตบนโครงขายไอพ

ทวแบบจดตอจด โดยใชโปรแกรม NS2 ในการจ าลอง ซงมการใชขอมลของวดโอจากแหลงขอมลจรงของภาพยนตร 2 เรองคอ Tangled และ Tron และท าการเปรยบเทยบสมรรถนะระหวางวดโอ 3 มตกบวดโอแบบความละเอยดสงทมความละเอยดเทากนท 1080p โดยจะท าการวดอตราการสญหายของขอมล อตราลาชาของเวลา และความแปรปรวนของความลาชาของเวลา

ผลการวจยพบวาแบนดวดทของการเชอมโยงมผลกระทบอยางมากตอสมรรถนะทกตวแปร โดยเฉพาะอยางยงอตราการสญหายของขอมล โดยในโครงขายทมแบนดวดทท 20 Mbps วดโอแบบความละเอยดสงจะมอตราการสญหายของขอมลประมาณ 1-20 % แตส าหรบวดโอแบบ 3 มตนน จะมอตราการสญหายประมาณ 20-50% ตามการเปลยนไปของปรมาณของโหลดอนๆ ทใชงานอยบนโครงขายตามล าดบ เมอแบนดวดทมคาเพมเปน 40 Mbps และคาโหลดอนๆ ทใชงานอยบนโครงขายมคาไมเกน 50% อตราการสญหายของขอมลของวดโอแบบความละเอยดสงจะมคาเปน 0 แตส าหรบวดโอ 3 มต จะมการสญหายของขอมล ประมาณ 1-10% ทงนขนาดของบฟเฟอรของเราเตอรมสวนชวยลดอตราการสญหายไดในระดบหนง ส าหรบอตราลาชาทางเวลานนจะไดรบผลกระทบโดยตรงจากแบนดวดทของการเชอมโยงเชนกน นอกจากนยงพบอกวาปรมาณของโหลดอนๆ ทใชงานอยบนโครงขาย จะมผลกระทบอยางมากตออตราการสญหายของขอมลและอตราลาชาทางเวลา 2.5.6 Internet Multicasting of IPTV with Essentially-Zero Delay Jitter 1713

งานวจยนน าเสนอเกยวกบ IPTV แบบมลตคาสตบนโครงขายอนเทอรเนตแบบ

แพคเกจสวชตโดยใชเทคโนโลยทเรยกวา Essentially-zero delay jitter และ Essentially-zero packet

loss rate และน าอลกอรธม Guarantee Rate scheduling มาค านวณหาคา jitter ทสงผานออกไปใน

แตละ input และ output พอรทของเราเตอรทเปนมลตคาสตทร ดวยอลกอรธม low-jitter GR

12 อนพงษ ทองมอญและชยพร เขมะภาตะพนธ. (2012, March). การประเมนคณภาพ

ไอพทวแบบหลายชองทางบนโครงขายสารสนเทศภาครฐ. The National Conference on Computer Information Technologies.

13 Ted H. Szymanski & Dave Gilbert (2009, March). Internet Multicasting of IPTV

With Essentially-zero Delay Jitter. IEE Transections on Broadcasting, 55(1).

DPU


24

scheduling จะแยกเซลล delay ซงมความแปรผนภายใน scheduling algorithms และชวยลดจ านวน

ของบพเฟอรทเราเตอรตองการลงได

การจ าลองชใหเหนวา Essentially-zero delay jitter สามารถท าไดส าเรจ โดยการยนยน

ในทางทษฤฏวาและผลการทดลองวา แตละเราเตอรจะพบเฟอรเพยงแค 2 เซลล (cell) หรอ 128

ไบท (bytes) ของขอมลวดโอ ตอหนง output พอรทส าหรบ IPTV สงผานแบบมลตคาสต ซงจะใช

พบเฟอรนอยกวาทระบบปจจบนทใชอยเทคโนโลยนยงสามารถท าไปใชมลตมเดยแบบอนท

สงผานขอมลบนโครงขายอนเทอรเนตไมวาจะเปน VOIP, Video-on-Demand, Telemedicine และ

Telerobotic control over IP เปนตน DPU

บทท 3

ระเบยบวธวจย

ในบทนจะกลาวถงการออกแบบระบบของโครงงานรวมทงอธบายถง แนวทางการวจย

และพฒนา เครองมอทใชในงานวจย แผนการด าเนนงาน ขนตอนและวธการด าเนนงาน

3.1 แนวทางการวจยและพฒนา

IPTV นบวาเปนรปแบบหนงของการใหบรการสอโทรทศนผานทางระบบอนเตอรเนท

โดยจดวาเปนเทคโนโลยดานมลตมเดยทมการแพรหลายเปนอยางด โดยในปจจบนมผเปด

ใหบรการดาน IPTV โดยบรษทเอกชนหลายแหง ซงมการแขงขนและพฒนากนมาอยางตอเนอง

และบรการรปแบบใหมทเรมเปดใหใชนนคอการรบชมภาพยนตตางๆผานระบบ HD หรอวดโอ

ความละเอยดสง ซงมการใช Bandwidth ทสงขนมาอกระดบหนง โดยกาวตอไปในการพฒนาของ

การใหบรการ IPTV นนคอการรบชมผานระบบสามมต ซงยงไมมผเปดใหบรการ ในบทความนจง

ไดท าการทดลองจ าลองระบบโครงขายผานโปรแกรม NS2 โดยใชตว Traffic ตนแบบมาจากวดโอ

สามมต เพอน ามาท าการประเมนประสทธภาพของโครงขายจ าลอง เพอหาคณภาพทเปนไปไดใน

การเปดใหบรการภาพยนตสามมตจากระบบโครงขาย IPTV

3.2 เครองมอทใชในงานวจย

3.2.1 เครอง Laptop ส าหรบการจ าลองระบบ จ านวน 1 เครอง

3.2.2 โปรแกรม NS2 เวอรชน 2.35 ส าหรบจ าลอง Network Topology

3.3 แผนการด าเนนงาน

3.3.1 ศกษา คนควา และรวบรวมงานวจยทเกยวของกบ IPTV และการเขารหสแบบ H.264

ท าการศกษาทฤษฎและรปแบบของ IPTV ส าหรบการจ าลองระบบและ คนควา Protocol

Independent Multicast 3 แบบ ไดแก PIM-SM, PIM-DM และ Bidirectional PIM

DPU

26

อปกรณและโปรแกรมทใชท าการจ าลองระบบ

ท าการศกษาคนหาและรวบรวมโปรแกรมทจะท าการจ าลองระบบเพอทจะสามารถ

ประยกตใชในการจ าลองระบบของ IPTV บนระบบโครงขายทซงสามารถน าเสนอไดอยางถกตอง

ซงในงานวจยนใชโปรแกรม NS2 ซงเปนโอเพนซอสหรอซอสทเปดใหใชงานไดฟร

3.3.3 ศกษาหลกการท างานหลกการของ IPTV ทมการสงขอมลวดโอทมการเขารหสแบบ

H.264 เพอตรวจสอบวาโครงขายมประสทธภาพทสามารถใชงาน IPTV ซงรองรบทราฟฟกรปแบบ

H.264 โดยผาน Protocol Independent Multicast ทง 3 แบบ ไดแก PIM-SM, PIM-DM และ

Bidirectional PIM ได

3.3.4 ออกแบบและพฒนาระบบทท าการทดสอบออกแบบระบบโดยใชโปรแกรมทท าการ

ศกษาจากขางตน พรอมทงรวบรวมขอมลในการออกแบบ เพอทจะท าการทดสอบสมรรถนะ 3D-

IPTV แบบมลตคาสตบนโครงขายอนเตอรเนต

3.3.5 สรางจ าลองระบบทน าเสนอ หลงจากท าการออกแบบและรวบรวมขอมลทจะใชในการ

ออกแบบ น าขอมลเหลานนมาท าการจ าลองระบบเพอแสดงในเหนถงประสทธภาพของระบบทท า

การทดสอบ

3.3.6 เปรยบเทยบ วเคราะหผลทได และสรป เมอท าการจ าลองระบบทท าการน าเสนอเสรจ

แลว และท าการวเคราะหเปรยบเทยบถงประสทธภาพของระบบทท าการน าเสนอ เพอทจะสรปผล

การจ าลองระบบวาประสทธภาพของระบบนนเปนอยางไร

3.3.7 รวบรวมขอมลทไดทงหมดจดท าวทยานพนธ ท าการรวบรวมขอมลของระบบทท าการ

น าเสนอ ทไดท ามาตงแตตนเพอจดท าเปนวทยานพนธ แผนการด าเนนงานทไดวางแผนไว แสดงอย

ในตารางท 3.1

DPU

27

ตารางท 3.1 แสดงแผนการด าเนนงาน

เดอน งาน

ก.ค. -

ธ.ค. 54

ม.ค. -

ม.ค. 55

เม.ย. -

ม.ย. 55

ก.ค. -

ธ.ค. 55

ม.ค. -

ม.ค. 56

เม.ย -

ม.ย. 56

ก.ค. -

ต.ค. 56

ศกษาขอมล เอกสารและงานวจยทเกยวของ

ศ กษ าสถา ปต ยก ร ร ม IPTV ท เ ก ยวของกบงานวจย

ศกษาการใชโปรแกรม NS2

วเคราะหและศกษาแนวทางการพฒนา ท าการเปรยบเทยบผลการจ าลองระบบ

รวบรวมขอมลและวเคราะหผลทไดทงหมดแลวสรปผล

รวบรวมขอมลทไดทงหมดจดท าวทยานพนธ

DPU

28

3.4 ขนตอนและวธการด าเนนงาน

จากการทดลองจ าลองระบบโครงขายโดยอางองตนแบบของ Network Topology มา

จากบทความ A Simple, Two-Level Markovian Traffic Model for IPTV Video Sources1 มตนแบบ

ดงรปท 3.1

รปท 3.1 Network Topology

ทมา: A Simple, Two-Level Markovian Traffic Model for IPTV Video Sources

จากรปท 3.1 ก าหนดใหวาตว Node S1-n นนมคาแทน Video Source ทใชเปน Traffic

ในการจ าลองซงวดโอทใชนนจะอยในระดบความละเอยด HD 1920x1080 ซงจะถกสงผาน R1 และ

R2 ไปยง D1-n ทเปน Destination Node โดยลงคระหวาง R1 และ R2 นนม Bandwidth เทากบ 15

Mbps โดยถอเปนจดคอขวดหลกทไชในการเกบขอมล Traffic สวนลงคอนๆ นนมคา Bandwidth

เทากบ 100 Mbps โดยเมอน าไปใชในการจ าลองระบบ IPTV เพอหาคา Packet loss นนจะไดผล

ตามรปท 3.2 และท าการทดลองจ าลองโครงขายโดยใชขอมลเดยวกนในการจ าลองระบบจะไดผล

ตามรปท 3.3

1 F. Wan, L. Cai & T.A. Gulliver. (2008, November). Ibid.

DPU

29

รปท 3.2 ผล Packet Loss


รปท 3.3 ผล Packet Loss ทไดจากการจ าลองระบบโครงขายดวย NS2

DPU

30

โดยรปท 3.2 นนเปนคาทไดจากบทความ A Simple, Two-Level Markovian Traffic

Model for IPTV Video Sources ซงในสวนนจะแสดงไวเปนทบใหเหนในภาพหรอเสนทเรยกวา

Simulation โดยเมอเทยบจากรปท 3.3 ผลการทดลอง Simulation ทไดจาก NS2 โดยการจ าลอง

ระบบกมคา Packet loss ทไดใกลเคยงกน ซงเราสามารถอนมานไดวา Network Topology ทใชม

ความเหมอนหรอใกลเคยงกน และสามารถน าไปใชในการปรบปรงสวนของ Video Source เพอใช

ในการหาคาส าหรบวดโอสามมตได

3.4.1 การท า Video Source สามมตโดยใชวดโอจรง

จากบทความ A Simple, Two-Level Markovian Traffic Model for IPTV Video

Sources2 ไดใช Video Source จาก Video Trace Library3 4 5 ซงมตว Video Trace File จากวดโอ

จรงๆเกบไวและอนญาตใหบคคลทวไปน าไปใชส าหรบงานวจยระบบได แตเนองจากใน Video

Trace Library นนไมม Video Trace File ส าหรบวดโอสามมตทเหมาะสม ดงนนผท าวจยจงได

ศกษารปแบบของ Video Trace File ทมและใชโปรแกรมในการหาคาทจ าเปนจากตววดโอสามมต

ตวจรง โดยตวอยางของ Video Trace File 3D ทไดจาก Video Trace Library แสดงไวในรปท 3.4

2 F. Wan, L. Cai & T.A. Gulliver. (2008, November). Ibid. 3 Patrick Seeling, Martin Reisslein & Beshan Kulapala. (2004, Third Quarter).

Network Performance Evaluation with Frame Size and Quality Traces of SingleLayer and Two-Layer Video: A Tutorial. IEEE Communications Surveys and Tutorials. pp. 58-78.

4 Geert Van der Auwera, Prasanth T. David & Martin Reisslein. (2008, September). Traffic and Quality Characterization of Single-Layer Video Streams Encoded with H.264/MPEG-4 Advanced Video Coding Standard and Scalable Video Coding Extension. IEEE Transactions on Broadcasting. pp. 698-718.

5 Geert Van der Auwera, Prasanth T. David & Martin Reisslein. (2009, September). Implications of Smoothing on Statistical Multiplexing of H.264/AVC and SVC Video Streams. IEEE Transactions on Broadcasting. pp. 541-558.

DPU

31

รปท 3.4 Verbose Trace File จากวดโอ ‚From Mars to China‛


จากรปท 3.4 ตวเลขทถกแสดงไวตามล าดบนนคอ ล าดบเฟรม Timestamp (ของเวลาท

เรมสงในรป millisecond) ชนดของเฟรม ขนาดของเฟรม (ในรป bit) และคา quantize 3 ระดบของ

เฟรม โดยการน าไปใชในการสง Traffic นนจะเนนไปทตว Timestamp และขนาดของเฟรมเปน

หลกเพยงสองคา ซงการหาขอมลสองชนดจากวดโอจรงสามารถใชโปรแกรม mkvinfo ซงเปนฟร

แวรส าหรบการหาขอมลของตววดโอทมนามสกลไฟลเปน .mkv ได และหากเปนวดโอทเปน

นามสกลไฟลอนกสามารถใชโปรแกรม Convert ชนดตางๆเปลยนใหมาอยในรปทจ าเปนได โดย

รปแบบขอมลทไดจาก mkvinfo จะอยในรปท 3.5 และ 3.6

DPU

32

รปท 3.5 ขอมลทไดจาก mkvinfo สวนของ Header


รปท 3.6 ขอมลทไดจาก mkvinfo สวนของ Frame และ Timestamp


DPU

33

เนองจากขอมลทไดจากวดโอหนงๆ มจ านวนปรมาณขอมลและสวนทไมจ าปนใน

ปรมาณมาก ดงนน จงจ าเปนทจะตองกรองขอมล Text ทจ าเปนออกมาโดยใช Gawk ซงเปน

โปรแกรมในรปแบบ Command line ส าหรบการกรอง Text โดยเฉพาะ โดยคยเวรดทใชกรองนน

คอ ‘Frame’ และ ‘timecode’ ตามทเหนในรปท 3.6 โดยเมอน ามารวมกนในรป Trace File ท

สามารถน าไปใชไดแลวจะอยในรปท 3.7

DPU

34

71162 0 12996 41 6843 83 35160 85 5695 125 8105 166 35192 170 5482 208 5358 250 35232 256 5551 291 5792 333 35356 341 5825 375 6128 417 35484 426 6348 458 6374 500 35528 512 6352 542 6360 583 35568 597 6235 625 6091 667 35708 682

รปท 3.7 New Trace File ส าหรบการจ าลองระบบดวย NS2

DPU

35

จากรปท 3.7 ตามล าดบขอมลคอ ขนาดของเฟรม (ในรป Byte), Timestamp (ของเวลาท

เรมสงในรป millisecond ) ซงตว Video Trace File นสามารถน าไปใชในการอาน Trace ของ NS2

เพอสราง Traffic ส าหรบการจ าลองระบบได

3.4.2 แบบจ าลองระบบโครงขาย IPTV โดยใช Video Source 3D บน Protocol Independent

Multicast

การวดประสทธภาพของโครงขายทก าหนดไว Video Trace ไดถกเลอกน ามาใช

ทดสอบนนคอ Tangled 3D โดยคาลกษณะตางๆมคาตามตารางท 3.2

ตารางท 3.2 คาคณลกษณะของวดโอทใช

Video Resolution Format Overall video bit rate

Frame rate

Tangled 3D 1920 X 1080 MPEG4 AVC

19.6 Mbps 23.976 fps

รปท 3.8 แบบจ าลองโครงขาย

DPU

36

ตารางท 3.3 ประเภทของโหนดตางๆ ในโครงขาย

โหนด อปกรณ Content Provider Video Source FTP server Background Traffic R1,R2,R3,R4,R5 Router Receiver1, Receiver2, Receiver3 Video Sink client1, client2 Background Traffic Sink

จากตารางท 3.3 บอกประเภทของแตละโหนดวาเปนอปกรณชนดใดบางโดยก าหนด

ดงตอไปน

1) Content Provider เปนอปกรณประเภท Video Source

2) FTP server เปนอปกรณประเภท Background Traffic Source

3) R1,R2,R3,R4,R5 เปนอปกรณประเภท Router

4) Receiver1, Receiver2, Receiver3 เปนอปกรณประเภทของ Video Sink ในสวนน

เปนปลายทางของผรบชมวดโอ

5) client1, client2 เปนอปกรณประเภทของ Background Traffic ในสวนของปลายทาง

ของ Background Traffic

แบบจ าลองของโครงขายไดถกแสดงไวทรป 3.8 โดยรปแบบทใชคอ dumbbell ซงเปน

รปแบบพนฐาน ซง Content Provider เปน Video Source ทใชการสงขอมลไปยงปลายทางจดตางๆ

FTP server เปนขอมลทมอยแลวในระบบหรอเรยกวา Background Traffic สวน R1,R2,R3,R4,R5

เปนโหนดสวนกลางทขอมลตองผานไปปลายทาง ซง Receiver1, Receiver2, Receiver3 เปน

จดหมายปลางทางในการสงขอมล Video Source แบบมลตคาสตท งสามแบบ คอ PIM-Dense

Mode, PIM-Sparse Mode และ Bidirectional PIM โดย Receiver1, Receiver2, Receiver3 มการ

Join Group, Leave Group และเวลาในการรบขอมลจาก Video Source ตางกนไป client1, client2

เปนจดหมายปลายทางของ Background Traffic ซงก าหนดสงทขนาด 50MB และ 100MB จนครบ

หรอจบเวลาจ าลอง โดยโครงขายนจะจ าลองการสง 3D-IPTV เพอประเมนสมรรถนะ 3D-IPTV

DPU

37

แบบมลตคาสตท งสามแบบ เพอหาวามลตคาสตแบบไดมประสทธภาพทเหมาะสมทสดส าหรบ

โครงขาย 3D-IPTV โดยมเงอนไขของแบนดวธตงแต 20 Mbps ถง 80 Mbps ของ Receiver1 ถง

Receiver3 และ client1 ถง client2 โดยขนาดของบพเฟอรในแบบการจ าลองนจะถกก าหนดให

เปลยนตงแต 1500 และ 4500 ตามขนาดของเราเตอรทวไป เพอวดการเปลยนแปลงทเกดขน และตว

เราเตอรนนจะใชการควบคมการเขาควแบบ Drop-Tail

โดยวดโอทใชนนจะท าการทดสอบ 30 ครง ครงละ 3 นาท ซงแตละวดโอจะท าการสม

ชวงทน ามาใชเพอหลกเลยงคาทเหมอนกน แลวน ามาหาคาเฉลยทยอมรบได ในการจ าลองแตละ

ครงจะมการปรบแบนดวธ และ Background Traffic ในแตละครงเพอทดสอบและหาผลกระทบทม

ตอระบบ

ส าหรบการจ าลองระบบของ NS2 นนเมอเสรจสนแลว เราจะไดตวไฟลทมนามสกล .tr

มาโดยไฟลจะมชอตามทเราก าหนดไวตอนเขยนโปรแกรมไฟล tcl จะมชอเปน multioutput.tr ซง

ในตว Trace นจะบรรจการสงขอมลทงหมดทเกดขนในระบบในรปแบบของ Text ตามรปท 3.9

DPU

38

+ 0.86316 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1081 1081 - 0.86316 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1081 1081 r 0.86324 1 2 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1082 1082 + 0.86324 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1082 1082 - 0.86324 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1082 1082 r 0.86332 1 2 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1083 1083 + 0.86332 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1083 1083 - 0.86332 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1083 1083 r 0.8634 1 2 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1084 1084 + 0.8634 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1084 1084 - 0.8634 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1084 1084 r 0.86348 1 2 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1085 1085 + 0.86348 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1085 1085 - 0.86348 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1085 1085 r 0.86356 1 2 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1086 1086 + 0.86356 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1086 1086 - 0.86356 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1086 1086 r 0.86364 1 2 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1087 1087 + 0.86364 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1087 1087 - 0.86364 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1087 1087 r 0.86372 1 2 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1088 1088 + 0.86372 2 3 udp 1000 ------- 2 1.0 3.1 1088 1088

รปท 3.9 รายละเอยดของ Trace File

DPU

39

รปท 3.10 รปแบบของ Trace File6

ทมา: จตตมา นตยวรรณ โสฬส ชคตตรยาพงษและอไรรตน พงสนทรบตร (2550)

จากรปท 3.10 จะเปนการแสดงรายละเอยดของแตสวนใน Trace File ซงมคาทงหมด

12 คาดงน

1) Event คอ Event type ซงมสญลกษณอย 4 ชนดคอ r, +, -, dโดย r หมายถง receive,

+ หมายถง enqueue, - หมายถง dequeue, d หมายถง drop

2) Time คอเวลาขณะทเกด event

3) From node คอ input node ของ link ทเกด event

4) To_node คอ output node ของ link ทเกด event

5) Pkt_type คอ Packet type หรอชอของตวแปรทถกก าหนดคาใหเปน Application

6) Pkt_size คอ Packet Size

7) Flags

8) Fid คอ Flow id (ตวแปรทเกบคาส)

9) Src_addr คอ source address

10) Dst_addr คอ destination address

11) Seq_num คอ Sequence number ของ packet ใน Network Layer

12) Pkt_id คอ unique id ของ packet

ซงในการจ าลองระบบบน NS2 นนสามารถจดเตรยมรายละเอยดของขอมลในแตละ

เหตการณบนโครงขายได ซงถาหากตองการทจะวเคราะหขอมลตางๆ นนเราสามารถทจะท าการได

6 จตตมา นตยวรรณ โสฬส ชคตตรยาพงษและอไรรตน พงสนทรบตร. (2550)

DPU

40

จาก Trace ไฟลนโดยใชภาษาทใชในการเขยนโปรแกรมตางๆ ในการจดการกบไฟล Trace ซงใน

ทนเราไดท าการจดการไฟลขอมลดวย Gawk ทสามารถเขยนโปรแกรมในการกรองขอมลทจ าเปน

ออกมาและน ามาค านวณหาคา Packet Loss, Delay และ Jitter ได ดงรปท 3.11, 3.12 และ 3.13

รปท 3.11 ตวอยางผล Packet Loss Rate

รปท 3.12 ตวอยางผล Delay

DPU

41

รปท 3.13 ตวอยางผล Jitter DPU

บทท 4

ผลการทดสอบ

เนอหาบทนกลาวถงผลการศกษาวจยและอภปรายผลการวจย โดยผวจยท าการจ าลอง

การใชงาน IPTV โดยใช Video Source จากภาพยนตแบบ 3มต โดยภาพยนตมความละเอยดอยท

1920 X 1080p การทดสอบจะแบงสภาพแวดลอมของโครงขายเปนสามแบบคอ PIM-Dense Mode,

PIM-Sparse Mode และ Bi-directional PIM โดยทงสามแบบม Background Traffic ทโดยก าหนด

สงทขนาด 50MB และ100MB จนครบหรอจบการจ าลอง โดยเรมสง ณ วนาทท 1 และวนาทท 100

ตามล าดบ และมขนาดของบฟเฟอรคอ 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ และแบนวธดขนาด

20Mbps, 40Mbps, 60Mbps และ 80Mbps ซงจะไดแสดงผลไวตามกราฟในสวนถดไป

4.1 Average Packet loss

4.1.1 Average Packet loss ของ PIM-DM, PIM-SM และ Bidir-PIM

ตารางท 4.1 แสดงอตรการสญหายของขอมลของโพรโทคอลมลตคาสตทงสามแบบ

แบบ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมล

ของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.092313, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 0.054117 และ Bi-

directional PIM คาเฉลยอยท 0.092718 ทแบนวธด 40Mbps มอตราการสญหายของขอมลของ

PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.030789, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 0.017625 และ Bi-

directional PIM คาเฉลยอยท 0.029213 ทแบนวธด 60Mbps มอตราการสญหายของขอมลของ


directional PIM คาเฉลยอยท 0.011138และทแบนวธด 80Mbps มอตราการสญหายของขอมลของ


directional PIM คาเฉลยอยท 0.001428

DPU

43

ตารางท 4.1 คาเฉลย Packet Loss Rate ทขนาดบพเฟอร1500 แพคเกจ

Bandwidth PIM-DM PIM-SM Bidir-PM

20 0.092313 0.054117 0.092718

40 0.030789 0.017625 0.029213

60 0.011916 0.006455 0.011138

80 0.001516 0.000773 0.001428

รปท 4.1 แสดงใหเหนวาทแบนวธด 20Mbps มอตราการสญหายของขอมลมากทสด

และลดลงตามล าดบตามขนาดของแบนวธดทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด 80Mbps เมอ

เปรยบเทยบอตราการสญหายของขอมลของทงสามโพรโทคอลมลตคาสตไมตางกนมากนก แตจะ

พบวา PIM-Sparse Mode มการอตราการสญหายของขอมลนอยกวาโพรโทคอลมลตคาสตแบบ

PIM-Dense Mode และ Bi-directional PIM

รปท 4.1 คาเฉลย Packet Loss Rate ทบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

20 40 60 80

Aver

age P

acke

t los

s rate

Bandwidth (Mbps)

Packet loss (buffer1500)

PIM DM

PIM SM

Bidir PIM

DPU

44

แสดงอตรการสญหายของขอมลของโพรโทคอลมลตคาสตท งสามแบบ บฟเฟอรท

4500 แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ PIM-Dense

Mode คาเฉลยอยท 0.088295, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 0.051504 และ Bi-directional PIM

คาเฉลยอยท 0.088368 ทแบนวธด 40Mbps มอตราการสญหายของขอมลของ PIM-Dense Mode

คาเฉลยอยท 0.029617, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 0.016776 และ Bi-directional PIM คาเฉลย

อยท 0.02793 ทแบนวธด 60Mbps มอตราการสญหายของขอมลของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอย

ท 0.011649, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 0.006226 และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท

0.010905 และทแบนวธด 80Mbps มอตราการสญหายของขอมลของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอย

ท 0.001395, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 0.00065 และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท

0.001331 อางองจากตารางท 4.2

ตารางท 4.2 คาเฉลย Packet Loss Rate ทขนาดบพเฟอร4500 แพคเกจ

Bandwidth PIM-DM PIM-SM Bidir-PM

20 0.088295 0.051504 0.088368

40 0.029617 0.016776 0.02793

60 0.011649 0.006226 0.010905

80 0.001395 0.00065 0.001331

อตรการสญหายของขอมลของโพรโทคอลมลตคาสตทงสามแบบ บฟเฟอรท 4500

แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลมากทสด และลดลง

ตามล าดบตามขนาดของแบนวธดทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด 80Mbps เมอเปรยบเทยบ

อตราการสญหายของขอมลของทงสามโพรโทคอลมลตคาสตไมตางกนมากนก แตจะพบวา PIM-

Sparse Mode มการอตราการสญหายของขอมลนอยกวาโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Dense

Mode และ Bi-directional PIM

DPU

45

รปท 4.2 คาเฉลย Packet Loss Rate ทบฟเฟอรขนาด 4500 แพคเกจ

ในการทดลองของพบวา PIM-Spares Mode มการอตราการสญหายขอมลนอยสด ทง

ในขนาดบพเฟอร1500 และ 4500 ทงนเนองจาก PIM-Spares Mode ท าการสงขอมลแบบยนคาสต

ซงเปนการสงขอมลเพยงแพคเกจเดยวจนไปถงจด RP จงท าใหอตราการสญหายนอยทสด สวน

PIM-Dense Mode จะสงขอมลไปในระบบตามจ าวนปลายทางทรบ และท าการ pruning เพอหา

เสนทางอยเสมอ เชนนท าใหสนเปลองแบนวดธและบพเฟอรทมในระบบ เปนเหตใหเกดการสญ

หายของขอมลเพมมาขนไดเชนกน และ Bi-dir PIM จะสงแพคเกจตามจ านวนของ share tree

ดงนนจะท าใหจ านวนแพคเกจในระบบนนมากขน อกทงขนาดของแบนวธดและขนาดบพเฟอรท

จ ากดจงท าใหเกดคอขวดในระบบ ดงนนจงมอตราการสญหายของขอมลเพมมากขนในโครงขายท

แบนวดธนอย และจะลดลงเมอแบนวธดเพมขนทงนเนองจากระบบสามารถสงขอมลออกไปยง

ปลายทางไดมากขนและการเกดคอขวดในระบบลดลง

4.1.2 Average Packet Loss Rate ของ PIM-DM

ตารางท 4.3 เปนการเปรยบเทยบคาเฉลย Packet Loss Rate ของ PIM-DM เปรยบเทยบ

ระหวางขนาดบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ ปรากฏวาทแบนวธด

20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0923

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

20 40 60 80

Aver

age P

acke

t los

s

Bandwidth (Mbps)

Packet loss (buffer 4500)

PIM DM

PIM SM

Bidir PIM

DPU

46

และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0883 แบนวธด 40Mbps พบวามอตราการสญ

หายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0308 และขนาดบพเฟอรท 4500

แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0296 แบนวธด 60Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท

1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0119และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0116 และท

แบนวธด 80Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท

0.0015 และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0014

ตารางท 4.3 คาเฉลย Packet Loss Rate เปรยบเทยบระหวางบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

Bandwidth (Mbps) PIM-DM-1500 PIM-DM-4500 20 0.0923 0.0883

40 0.0308 0.0296

60 0.0119 0.0116

80 0.0015 0.0014

การเปรยบเทยบคาเฉลย Packet Loss Rate ของ PIM-DM เปรยบเทยบระหวางขนาด

บพเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ พบวาอตรการสญหายของขอมลของ

โพรโทคอลมลตคาสต แบบ PIM-DM ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลมาก

ทสด และลดลงตามล าดบตามขนาดของแบนวธดทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด 80Mbps

เมอเปรยบเทยบอตราการสญหายของขอมลของโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-DM ไมตางกนมากนก

แตจะพบวาทบพเฟอร 4500 แพคเกจ มการอตราการสญหายของขอมลนอยกวา ขนาดพบเฟอร

1500 แพคเกจ ดงรปท 4.3

DPU

47

รปท 4.3 คาเฉลย Packet Loss Rate เปรยบเทยบระหวางบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

4.1.3 Average Packet Loss Rate ของ PIM-SM

ตารางท 4.4 แสดงการเปรยบเทยบคาเฉลย Packet Loss Rate ของ PIM-SM

เปรยบเทยบระหวางขนาดบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ ปรากฏวา

ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท

0.0541 และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0515 แบนวธด 40Mbps พบวามอตรา

การสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0176 และขนาดบพเฟอรท

4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0168 แบนวธด 60Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ

บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0065และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท

0.0062 และทแบนวธด 80Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ

คาเฉลยอยท 0.0008 และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0007

0.0000

0.0200

0.0400

0.0600

0.0800

0.1000

20 40 60 80

Pack

et los

s rate

Bandwidth (Mbps)

Packet loss comparision PIM DM - 1500

PIM DM - 4500

DPU

48

ตารางท 4.4 คาเฉลย Packet Loss Rate เปรยบเทยบระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

Bandwidth (mbps) PIM-SM-1500 PIM-SM-4500

20 0.0541 0.0515

40 0.0176 0.0168

60 0.0065 0.0062

80 0.0008 0.0007

การเปรยบเทยบคาเฉลย Packet Loss Rate ของ PIM-SM เปรยบเทยบระหวางขนาด

บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ พบอตรการสญหายของขอมลของ

โพรโทคอลมลตคาสต แบบ PIM-SM ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลมาก

ทสด และลดลงตามล าดบตามขนาดของแบนวธดทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด 80Mbps

เมอเปรยบเทยบอตราการสญหายของขอมลของโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-SM ไมตางกนมากนก

แตจะพบวาทพบเฟอร 4500 แพคเกจ มการอตราการสญหายของขอมลนอยกวา ขนาดพบเฟอร

1500 แพคเกจ ดงรปท 4.4

รปท 4.4 คา Packet Loss Rate ของ PIM-SM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

0.0000

0.0100

0.0200

0.0300

0.0400

0.0500

0.0600

20 40 60 80

Pack

et los

s rate

Bandwidth (Mbps)

Packet loss comparision

PIM SM - 1500

PIM SM - 4500

DPU

49

4.1.4 Average Packet Loss Rate ของ Bidir-PM

ตารางท 4.5 แสดงการเปรยบเทยบคาเฉลย Packet Loss Rate ของ Bidir-PM เปรยบ

เทยบระหวางขนาดบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ ปรากฏวาทแบน

วธด 20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0927

และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0884 แบนวธด 40Mbps พบวามอตราการสญ

หายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0292 และขนาดบพเฟอรท 4500

แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0279 แบนวธด 60Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท

1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0111 และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0109 และท

แบนวธด 80Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท

0.0014 และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0013

ตารางท 4.5 คาเฉลย Packet Loss Rate เปรยบเทยบระหวางบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

Bandwidth (Mbps) Bidir-PM-1500 Bidir-PM-4500

20 0.0927 0.0884

40 0.0292 0.0279

60 0.0111 0.0109

80 0.0014 0.0013

การเปรยบเทยบคาเฉลย Packet Loss Rate ของ Bidir-PIM เปรยบเทยบระหวางขนาด

บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ พบวาอตรการสญหายของขอมลของ

โพรโทคอลมลตคาสต แบบ Bidir-PIM ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมล

มากทสด และลดลงตามล าดบตามขนาดของแบนวธดทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด

80Mbps เมอเปรยบเทยบอตราการสญหายของขอมลของโทคอลมลตคาสตแบบ Bidir-PIM ไม

DPU

50

ตางกนมากนก แตจะพบวาทพบเฟอร 4500 แพคเกจ มการอตราการสญหายของขอมลมากกวา

ขนาดพบเฟอร 1500 แพคเกจ ทแบนวธดขนาด 20Mbps และ 40Mbps ดงรปท 4.5

รปท 4.5 คา Packet Loss Rate ของ Bidir-PIM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

เมอเปรยบเทยบในสวนของบพเฟอรของทงสามโพรโทคอล ผลปรากฏวา เมอขนาด

ของบพเฟอรใหญขนท าใหอตราการสญหายลดลง จะสามารถเหนไดชดเชนวาทแบนวดธ 20 Mbps

และ 40 Mbps นน จะมอตราการสญหายของขอมลมากและลดลงเรอยๆ ทแบนวดธ 60 Mbps และ

80 Mbps ทงนเปนผลมาจากทระบบทอปกรณเนตเวรคมบพเฟอรมากขน จะสามารถส ารองขอมล

ไดมากกวาจงสามารถรองรบขอมลทสงมาไดดกวา สงออกไปยงปลายทางไดอยางตอเนองและ

ราบรน โดยมอตราการสญหายของขอมลนอยกวาอปกรณทบพเฟอรนอย

0.0000

0.0200

0.0400

0.0600

0.0800

0.1000

20 40 60 80

Aver

age P

acke

t los

s

Bandwidth (Mbps)

Packet loss comparision Bidir PIM - 1500

Bidir PIM - 4500

DPU

51

4.2 Average Delay

4.2.1 Average Delay ของ PIM-DM, PIM-SM และ Bidir-PIM

ตารางท 4.6 แสดงอตรลาชาทางเวลาเฉลยของโพรโทคอลมลตคาสตทงสามแบบ แบบ

บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราลาชาทางเวลาเฉลยของ PIM-

Dense Mode คาเฉลยอยท 366.8847 milliseconds, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 376.415

milliseconds และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 381.5969 milliseconds ทแบนวธด 40Mbps ม

อตราลาชาทางเวลาเฉลยของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 66.75049 milliseconds, PIM-Sparse

Mode คาเฉลยอยท 69.7441 milliseconds และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 76.73718

milliseconds ทแบนวธด 60Mbps มอตราลาชาทางเวลาเฉลยของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท

42.23324 milliseconds, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 46.7727 milliseconds และ Bi-directional

PIM คาเฉลยอยท 52.2138 milliseconds และทแบนวธด 80Mbps มอตราลาชาทางเวลาเฉลยของ

PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 37.25188 milliseconds , PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 42.5666

milliseconds และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 47.2405 milliseconds

ตารางท 4.6 คาเฉลย Delay เปรยบเทยบทบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

Bandwidth PIM-DM (ms) PIM-SM (ms) Bidir-PM (ms)

20 366.8847 376.415 381.5969

40 66.75049 69.7441 76.73718

60 42.23324 46.7727 52.2138

80 37.25188 42.5666 47.2405

อตราลาชาทางเวลาเฉลยของโพรโทคอลมลตคาสตทงสามแบบทบฟเฟอรขนาด 1500

แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการลาชาทางเวลามากทสด และลดลง

ตามล าดบตามขนาดของแบนวดธทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด 80Mbps เมอเปรยบเทยบ

อตราการลาชาของเวลาของทงสามโพรโทคอลมลตคาสตพบวา PIM-Sparse Mode มอตราการ

DPU

52

ลาชาของเวลานอยวา PIM-Dense Mode และ Bi-directional PIM อยางเหนไดชดเจน ในขณะท

PIM-Dense Mode และ Bi-directional PIM มผลลพธทใกลเคยงกน ดงรปท 4.6

รปท 4.6 คาเฉลย Delay ทบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

อตราลาชาทางเวลาเฉลยของโพรโทคอลมลตคาสตทงสามแบบ โดยมบฟเฟอรท 4500

แพคเกจ ผลปรากฏวาทแบนวธด 20Mbps อตราลาชาทางเวลาเฉลยของ PIM-Dense Mode คาเฉลย

อยท 1036.717 milliseconds, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 1055.676 milliseconds และ Bi-

directional PIM คาเฉลยอยท 841.9843 milliseconds ทแบนวธด 40Mbps มอตราลาชาทางเวลา

เฉลยของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 102.6034 milliseconds, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท

106.6717 milliseconds และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 85.33665 milliseconds ทแบนวธด

60Mbps มอตราลาชาทางเวลาเฉลยของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 45.61716 milliseconds,

PIM-Sparse Mode คาเฉลยอยท 54.23246 milliseconds และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท

40.92923 และทแบนวธด 80Mbps มอตราลาชาทางเวลาเฉลยของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท

38.09191 milliseconds , PIM-Sparse Mode คาเฉลยอย 45.06894 milliseconds และ Bi-directional

PIM คาเฉลยอย 35.62546 milliseconds ดงตารางท 4.7

1

10

100

1000

20 40 60 80

Avea

ge D

ealy

(ms)

Bandwidth (Mbps)

Delay (buffer 1500) PIM DM

PIM SM

Bidir PIMDPU

53

ตารางท 4.7 คาเฉลย Delay เปรยบเทยบทบพเฟอรขนาด 4500 แพคเกจ

Bandwidth(Mbps) PIM-DM (ms) PIM-SM (ms) Bidir-PM (ms)

20 1036.717 1055.676 841.9843

40 102.6034 106.6717 85.33665

60 45.61716 54.23246 40.92923

80 38.09191 45.06894 35.62546

อตราลาชาทางเวลาเฉลยของโพรโทคอลมลตคาสตทงสามแบบทพบเฟอรขนาด 4500

แพคเกจ ปรากฏวาทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราการลาชาทางเวลามากทสด และลดลง

ตามล าดบตามขนาดของแบนวดธทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด 80Mbps เมอเปรยบเทยบ

อตราการลาชาของเวลาของทงสามโพรโทคอลมลตคาสตพบวา PIM-Sparse Mode มอตราการ

ลาชาของเวลานอยวา PIM-Dense Mode และ Bi-directional PIM อยางเหนไดชดเจน ในขณะท

PIM-Dense Mode และ Bi-directional PIM มผลลพธทใกลเคยงกน ดงรปท 4.7

รปท 4.7 คาเฉลย Delay ทบฟเฟอรขนาด 4500 แพคเกจ

1

10

100

1000

10000

20 40 60 80

Aver

age d

elay (

ms)

Bandwidth (Mbps)

Average delay (buffer 4500)

PIM DM

PIM SM

Bidir PIM

DPU

54

เมอเปรยบเทยบอตรการลาชาทางเวลาของขอมลทสงผานทงสามโพรโทคอลทขนาด

บพเฟอร 1500 และ 4500 ผลปรากฏวาผลของอตราการลาชาทางเวลาไมตางกนมากนก ผลปรากฏ

วาเมอขนาดของแบนวดธเพมมาขนท าใหอตราการลาชาของขอมลลดลง ทงนเนองจากวาขนาดของ

แบนวดธทมากขนจะท าใหการสงผานขอมลไดมากขน และอปกรณในระบบไมจ าเปนตองบพเฟอร

ขอมลไวทอปกรณนนๆ แลว จงคอยสงผานไปในระบบ

4.2.2 Average Delay ของ PIM-DM

ตารางท 4.8 แสดงการเปรยบเทยบคาเฉลย Delay ของ PIM-DM เปรยบเทยบระหวาง

ขนาดบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด 20Mbps

พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 366.8847

milliseconds 0. และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 1036.7171milliseconds แบนวธด


milliseconds และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 102.6034 milliseconds แบนวธด


milliseconds และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 45.6172 milliseconds และทแบน

วธด 80Mbps พบวามอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท

37.2519 milliseconds และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 38.0919 milliseconds

ตารางท 4.8 คาเฉลย Delay เปรยบเทยบระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ

Bandwidth (Mbps) PIM-DM-1500 (ms) PIM-DM-4500 (ms)

20 366.8847 1036.7171

40 66.7505 102.6034

60 42.2332 45.6172

80 37.2519 38.0919

DPU

55

อตราลาชาทางเวลาเฉลยของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Dense Mode

เปรยบเทยบบพเบฟอรระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ เมอเปรยบเทยบอตราการ

ลาชาของเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Dense Mode พบวาทพบเฟอรขนาด 1500

แพคเกจ มอตราการลาชาของเวลาโดยคดเปน 35.38% ท แบนวดธ 20Mbps, 65.05% ทแบนวดธ 40

Mbps, 92.58% ทแบนวดธ 60Mbps, 97.79% ทแบนวดธ 80Mbps ของขนาดบพเฟอร 4500

แพคเกจ โดยทงพบเฟอรขนาด 1500 และ 4500 แพคเกจ พบวาทแบนวธด 20Mbps มอตราการลาชา

ทางเวลามากทสด และลดลงตามล าดบตามขนาดของแบนวดธทเพมมากขนและนอยสดทแบนวธด

80Mbps ดงรปท 4.8

รปท 4.8 คา Average Delay ของ PIM-DM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

4.2.3 Average Delay ของ PIM-Sparse Mode

ตารางท 4.9 แสดงการเปรยบเทยบคาเฉลย Delay ของ PIM-Spare Mode เปรยบเทยบ

ระหวางขนาดบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ ปรากฏวาทแบนวธด

20Mbps มอตราการสญหายของขอมลของ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 376.4150


0.0000

200.0000

400.0000

600.0000

800.0000

1000.0000

1200.0000

20 40 60 80

Aver

age d

elay

Bandwidth (Mbps)

Delay comparision PIM DM - 1500

PIM DM - 4500

DPU

56







ตารางท 4.9 คาเฉลย Delay ของ PIM-SM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ

Bandwidth PIM-SM - 1500 PIM-SM - 4500 20 376.4150 1055.6759 40 69.7441 106.6717 60 46.7727 54.2325 80 42.5666 45.0689

รปท 4.9 แสดงอตราลาชาทางเวลาเฉลยของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Sparse

Mode เปรยบเทยบบพเบฟอรระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ เมอเปรยบเทยบอตรา

การลาชาของเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Sparse Mode พบวาทพบเฟอรขนาด 1500

แพคเกจ มอตราการลาชาคดเปน 35.66% ท แบนวดธ 20Mbps, 65.38% ทแบนวดธ 40 Mbps,

86.24% ทแบนวดธ 60Mbps, 94.45% ทแบนวดธ 80Mbps ของขนาด 4500 แพคเกจ โดยทง

พบเฟอรขนาด 1500 และ 4500 แพคเกจ พบวาทแบนวธด 20Mbps มอตราการลาชาทางเวลามาก

ทสด และลดลงตามล าดบตามขนาดของแบนวดธทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด 80Mbps

DPU

57

รปท 4.9 คา Average Delay ของ PIM-SM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

4.2.4 Average Delay ของ Bi-directional PIM

ตารางท 4.10 แสดงการเปรยบเทยบคาเฉลย Delay ของ Bi-directional PIM เปรยบ

เทยบระหวางขนาดบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ ปรากฏวา ทแบน


381.5969 และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 841.9843 milliseconds แบนวธด







0.0000

200.0000

400.0000

600.0000

800.0000

1000.0000

1200.0000

20 40 60 80

Aver

age d

elay

Bandwidth (Mbps)

Delay comparision

PIM SM - 1500

PIM SM - 4500

DPU

58

ตารางท 4.10 คาเฉลย Delay ของ Bi-directional PIM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ

4500 แพคเกจ

Bandwidth Bidir PIM - 1500 Bidir PIM - 4500 20 381.5969 841.9843 40 76.7372 85.3367 60 52.2138 40.9292 80 47.2405 35.6255

รปท 4.10 แสดงอตราลาชาทางเวลาเฉลยของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ Bi-directional

PIM เปรยบเทยบบพเบฟอรระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ เมอเปรยบเทยบอตรา

การลาชาของเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ Bi-directional PIM พบวาทพบเฟอรขนาด 1500

แพคเกจ มอตราการลาชาของเวลาคดเปน 45.32% ทแบนวดธ 20Mbps, 89.92% ทแบนวดธ 40

Mbps, 127.57% ทแบนวดธ 60Mbps, 132.60% ทแบนวดธ 80Mbps ของขนาด 4500 แพคเกจ

โดยทงพบเฟอรขนาด 1500 และ 4500 แพคเกจ พบวาทแบนวธด 20Mbps มอตราการลาชาทางเวลา

มากทสด และลดลงตามล าดบตามขนาดของแบนวดธทเพมมากขน และนอยสดทแบนวธด

80Mbps

รปท 4.10 คา Average Delay ของ Bidir-PIM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

0.0000

200.0000

400.0000

600.0000

800.0000

1000.0000

20 40 60 80

Aver

age d

elay (

ms)

Bandwidth (Mbps)

Delay comparision Bidir PIM - 1500

Bidir PIM - 4500

DPU

59

เมอเปรยบเทยบคาเฉลยของอตราลาชาทางเวลาจะพบวา บพเฟอรทมขนาด 4500 จะม

อตราลาชาทางเวลามากกวา บพเฟอรขนาด 1500 ทงนเนองจากวา อปกรณเนตเวรคทมบพเฟอร

ขนาดใหญจะสามารถบพเฟอรขอมลไดมากกอนทจะสงออกไปยงเนตเวรค ดงนนอตราการสญหาย

ของขอมลกจะลดลงดวยเชนกน จากผลการทดลองปรากฏวา บพเฟอรขนาด 1500 มอตราลาชาทาง

เวลานอยซงควรจะเปนระบบทมความสเถยร แตเมอศกษาในรายละเอยดมากขนพบวา ขนาดของ

บพเฟอร 1500 นน มอตราการสญหายของขอมลมากกวา บพเฟอร 4500 ทงนเนองจาก ขนาดของ

บพเฟอรทเลกกวา เปนผลใหการเกบขอมลนอยกวา และเมอขอมลทสงมาเรอยๆ เตมความจของ

บพเฟอรแลว อปกรณนนๆ จะท าการดรอปขอมลทงไปและไมสามารถสงไปยงปลายทางได

อยางไรกตาม ผลการทดลองยงพบวาแนวโนมของอตรลาชาทางเวลาของบพเฟอรทงสองขนาดจะ

ลดลงเรอยๆ ตามขนาดของแบนวดธทเพมมากถงซงจะสงผลใหระบบมความสเถยรมากยงขน

4.3 Average Jitter

4.3.1 Average Jitter ของ PIM-DM, PIM-SM และ Bidir-PIM

ตารางท 4.11 แสดงอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตทงสาม

แบบ แบบ บฟเฟอรท 1500 แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราอตราความ

เบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.03999, PIM-Sparse Mode คาเฉลยอ

ยท 0.070132 และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 0.053840 ทแบนวธด 40Mbps มอตราอตรา

ความเบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.04343, PIM-Sparse Mode

คาเฉลยอยท 0.050240 และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 0.025080 ทแบนวธด 60Mbps มอตรา

อตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.000006, PIM-Sparse

Mode คาเฉลยอยท 0.000277 และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 0.000002 และทแบนวธด

80Mbps มอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.000116, PIM-

Sparse Mode คาเฉลยอยท 0.000075 และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 0.000012

DPU

60

ตารางท 4.11 คาเฉลย Jitter เปรยบเทยบทบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

Bandwidth PIM-DM PIM-SM Bidir PIM 20 0.03999 0.070132 0.053840 40 0.04343 0.050240 0.025080 60 0.000006 0.000277 0.000002 80 0.000116 0.000075 0.000012

รปท 4.11 แสดงอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ

PIM-Dense Mode, PIM-Sparse Mode และ Bi-directional PIM พบวาผลของอตราความเบยงเบน

ทางเวลาของทงสามโพรโทคอลนนมความแตกตางอยางชดเจนทแบนวธด 20Mbps และ40Mbps

เนองจากอตราความลาชาของเวลาในระบบมเพมมากขนจะเกดการสญหายของแพคเกจจงท าให

แพคเกจถดมาถกสงมาเรวกวาเวลาทควรจะเปนจงท าใหระบบค านวณว าไมมการเกดคาความ

ผดพลาดของหนวยเวลาเปนผลใหคาจตเตอรของ PIM-Sparse Mode และ Bi-directional PIM เปน

คาตดลบ จากนนเมออตราความลาชาของหนวยเวลาลดลงจงสงผลใหอตราความเบยงเบนทาง

หนวยเวลาของทงสามโพรโทคอลมลตคาสตมความคงทมากขน เมอแบนวธดมคาท 60Mbps และ

80Mbps อยางไรกตามอตราความเบยงเบนทางเวลาของโพรโทคอล Bi-directional PIM มแนวโนม

ทลดลงอยางตอเนองเมอแบนดวดธมคาเพมมากขน

DPU

61

รปท 4.11 คาเฉลย Jitter ทบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

ตารางท 4.12 แสดงอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตทง

สามแบบ แบบ บฟเฟอรท 4500 แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด 20Mbps พบวามอตราความ

เบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.137263, PIM-Sparse Mode


ความเบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.078317, PIM-Sparse Mode


ความเบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท -0.000108, PIM-Sparse Mode

คาเฉลยอยท 0.000219 และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 0.000356 และทแบนวธด 80Mbps ม

อตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode คาเฉลยอยท 0.000009, PIM-Sparse

Mode คาเฉลยอยท 0.000137 และ Bi-directional PIM คาเฉลยอยท 0.000071

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

20 40 60 80

Aver

age J

itter

(ms)

Bandwidth (Mbps)

Jitter (buffer 1500)

PIM DM

PIM SM

Bidir PIM

DPU

62

ตารางท 4.12 คาเฉลย Jitter เปรยบเทยบทบพเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ

Bandwidth PIM-DM PIM-SM Bidir PIM 20 0.137263 0.327674 0.043389 40 0.078317 0.057067 0.029193 60 0.000108 0.000219 0.000356 80 0.000009 0.000137 0.000071

แสดงอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Dense

Mode, PIM-Sparse Mode และ Bi-directional PIM พบวาผลของอตราความเบยงเบนทางเวลาของ

ทงสามโพรโทคอล ทบฟเฟอร 4500 แพคเกจ มความแตกตางอยางชดเจนทแบนวธด 20Mbps และ

40Mbps เนองจากอตราความลาชาของเวลาในระบบมเพมมากขนจะเกดการสญหายของแพคเกจจง

ท าใหแพคเกจถดมาถกสงมาเรวกวาเวลาทควรจะเปนจงท าใหระบบค านวณวาไมมการเกดคาความ

ผดพลาดของหนวยเวลาเปนผลใหคาจตเตอรของ PIM-Sparse Mode และ Bi-directional PIM เปน

คาตดลบ จากนนเมออตราความลาชาของหนวยเวลาลดลงจงสงผลใหอตราความเบยงเบนทาง

หนวยเวลาของทงสามโพรโทคอลมลตคาสตมความคงทมากขน เมอแบนวธดมคาท 60Mbps และ

80Mbps อยางไรกตามอตราความเบยงเบนทางเวลาของโพรโทคอล Bi-directional PIM มแนวโนม

ทลดลงอยางตอเนองเมอแบนดวดธมคาเพมมากขน อางองจาก รปท 4.12

DPU

63

รปท 4.12 คา Average Jitter ทบฟเฟอรขนาด 4500 แพคเกจ

จากผลการทดลองปรากฏวาคาเฉลยอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของทงสามโพร

โทรคอลมความผนผวนในชวงแบนวดธขนาด 20 Mbps และ 40 Mbps และระบบจะมความสเถยร

มากขนเมอแบนวดธขนาดใหญขนในชวงแบนวดธ 60Mbps และ 80Mbps อตราลาชาทางเวลา

(Delay) มผลโดยตรงกบอตราความเบยงเบนทางเวลา (Jitter) ซงถาอตราลาชาทางเวลาของระบบม

ความสเถยรมากขน อตราความเบยงเบนทางเวลากมความสเถยรมากขนเชนกน โดยสงเกตจากผล

การทดลองซงกราฟจะวงเขาหา 0

4.3.2 Average Jitter ของ PIM-Dense Mode

ตารางท 4.13 แสดงการเปรยบเทยบคาเฉลย Jitter ของ PIM-Dense Mode เปรยบเทยบ

ระหวางขนาดบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ ปรากฏวา ทแบนวธด

20Mbps พบวามอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท -

0.0399922 และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.1372628 แบนวธด 40Mbps พบวาม

อตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0434344 และ

ขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0783174 แบนวธด 60Mbps พบวามอตราความ

เบยงเบนทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0000065 และขนาดบพเฟอรท

0.000000

0.050000

0.100000

0.150000

0.200000

0.250000

0.300000

0.350000

20 40 60 80

Aver

age j

itter

(ms)

Bandwidth (Mbps)

Average jitter (buffer 4500) PIM DM

PIM SM

Bidir PIM

DPU

64

4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0001076 และทแบนวธด 80Mbps พบวามอตราความเบยงเบนทาง

หนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0001156 และขนาดบพเฟอรท 4500

แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0000095

ตารางท 4.13 คาเฉลย Jitter ของ PIM-DM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

Bandwidth PIM-DM - 1500 PIM-DM - 4500 20 0.0399922 0.1372628 40 0.0434344 0.0783174 60 0.0000065 0.0001076 80 0.0001156 0.0000095

แสดงอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Dense

Mode พบวาผลของอตราความเบยงเบนทางเวลา ทบฟเฟอร 4500 แพคเกจ และ บฟเฟอร 1500 ม

ความแตกตางอยางชดเจนทแบนวธด 20Mbps และ40Mbps เนองจากอตราความลาชาของเวลาใน

ระบบมเพมมากขนจะเกดการสญหายของแพคเกจจงท าใหแพคเกจถดมาถกสงมาเรวกวาเวลาทควร

จะเปนจงท าใหระบบค านวณวาไมมการเกดคาความผดพลาดของหนวยเวลาเปนผลใหคาจตเตอร

ของบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ เปนคาตดลบ สวนทขนาดบพเฟอร 4500 แพคเกจ มการสญหาย

ของแพคเกจนอยกวาแตแพคเกจถกสงมาลาชากวาทควรจะเปนจงเปนผลใหคาจตเตอรทเกดขนนน

มากกวาแตจะไมมคาตดลบ เมอขนาดของแบนวดธเพมมากขนอตราความลาชาของหนวยเวลา

ลดลงจงสงผลใหอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของ PIM-Dense Mode ความคงทมากขน เมอ

แบนวธดมคาท 60Mbps และ 80Mbps อยางไรกตามอตราความเบยงเบนทางเวลาของบพเฟอร

ขนาด 4500 แพคเกจ มแนวโนมทลดลงอยางตอเนอง ดงรปท 4.13

DPU

65

รปท 4.13 คา Average Jitter ของ PIM-DM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

4.3.3 Average Jitter ของ PIM-Sparse Mode

ตารางท 4.14 แสดงการเปรยบเทยบคาเฉลย Jitter ของ PIM-Sparse Mode เปรยบเทยบ


20Mbps พบวามอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท


อตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0502396 และ

ขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0570672 แบนวธด 60Mbps พบวามอตราความ

เบยงเบนทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0002773 และขนาดบพเฟอรท

4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0002187และทแบนวธด 80Mbps พบวามอตราความเบยงเบนทาง

หนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0000746 และขนาดบพเฟอรท 4500

แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0001369

0.0000000

0.0200000

0.0400000

0.0600000

0.0800000

0.1000000

0.1200000

0.1400000

0.1600000

20 40 60 80

Aver

age J

itter

Bandwidth (Mbps)

Jitter comparision PIM DM - 1500

PIM DM - 4500

DPU

66

ตารางท 4.14 คาเฉลย Jitter ของ PIM-SM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ

Bandwidth PIM-SM - 1500 PIM-SM - 4500 20 0.0701323 0.3276738 40 0.0502396 0.0570672 60 0.0002773 0.0002187 80 0.0000746 0.0001369

แสดงอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Sparse

Mode พบวาผลของอตราความเบยงเบนทางเวลา ทบฟเฟอร 4500 แพคเกจ และ บฟเฟอร 1500 ม

ความแตกตางอยางชดเจนทแบนวธด 20Mbps และ40Mbps เนองจากอตราความลาชาของเวลาใน

ระบบมเพมมากขนจะเกดการสญหายของแพคเกจจงท าใหแพคเกจถดมาถกสงมาเรวกวาเวลาทควร

จะเปนจงท าใหระบบค านวณวาไมมการเกดคาความผดพลาดของหนวยเวลาเปนผลใหคาจตเตอร

ของบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ บพเฟอร 4500 แพคเกจ เปนคาตดลบเมอขนาดของแบน

วดธเพมมากขนอตราความลาชาของหนวยเวลาลดลงจงสงผลใหอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลา

ของ บพเฟอร 4500 แพคเกจ ความคงทมากขน เมอแบนวธดมคาท 60Mbps และ 80Mbps อยางไรก

ตามอตราความเบยงเบนทางเวลาของบพเฟอรมแนวโนมทลดลงอยางตอเนองเมอแบนวดธเพมมาก

ขน ดงรปท 4.14

DPU

67

รปท 4.14 คา Average Jitter ของ PIM-SM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

4.3.4 Average Jitter ของ Bi-directional PIM

ตารางท 4.15 แสดงการเปรยบเทยบคาเฉลย Jitter ของ Bi-directional PIM เปรยบเทยบ


20Mbps พบวามอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท


อตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0250800 และขนาด

บพเฟอรท 4500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0291932 แบนวธด 60Mbps พบวามอตราความเบยงเบน

ทางหนวยเวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0000018 และขนาดบพเฟอรท 4500

แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0003565และทแบนวธด 80Mbps พบวามอตราความเบยงเบนทางหนวย

เวลาของบฟเฟอรท 1500 แพคเกจ คาเฉลยอยท 0.0000119 และขนาดบพเฟอรท 4500 แพคเกจ

คาเฉลยอยท 0.0000711

0.0000000

0.0500000

0.1000000

0.1500000

0.2000000

0.2500000

0.3000000

0.3500000

20 40 60 80

Aver

age j

itter

Bandwidth (Mbps)

Jitter comparision PIM SM - 1500

PIM SM - 4500

DPU

68

ตารางท 4.15 คาเฉลย Jitter ของ PIM-SM ระหวางบฟเฟอรขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ

Bandwidth Bidir PIM - 1500 Bidir PIM - 4500 20 0.0538398 0.0433891 40 0.0250800 0.0291932 60 0.0000018 0.0003565 80 0.0000119 0.0000711

แสดงอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ Bi-directional

PIM พบวาผลของอตราความเบยงเบนทางเวลา ทบฟเฟอร 4500 แพคเกจ และ บฟเฟอร 1500

แพคเกจ มความแตกตางอยางชดเจนทแบนวธด 20Mbps และ40Mbps เนองจากอตราความลาชา

ของเวลาในระบบมเพมมากขนจะเกดการสญหายของแพคเกจจงท าใหแพคเกจถดมาถกสงมาเรว

กวาเวลาทควรจะเปนจงท าใหระบบค านวณวาไมมการเกดคาความผดพลาดของหนวยเวลาเปนผล

ใหคาจตเตอรของบฟเฟอร 4500 แพคเกจ เมอขนาดของแบนวดธเพมมากขนอตราความลาชาของ

หนวยเวลาลดลงจงสงผลใหอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของ บพเฟอร 4500 แพคเกจ ความ

คงทมากขน เมอแบนวธดมคาท 60Mbps และ 80Mbps อยางไรกตามอตราความเบยงเบนทางเวลา

ของบพเฟอรมแนวโนมทลดลงอยางตอเนองเมอแบนวดธเพมมากขน รปท 4.15

DPU

69

รปท 4.15 คา Average Jitter ของ Birdir-PIM เปรยบเทยบระหวางขนาด 1500 แพคเกจ และ 4500

แพคเกจ

ผลของอตราความเบยงเบนทางหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสต ท งสามแบบ

เปนไปในทศทางเดยวกนคอ เมอขนาดแบนวดธเพมมากขนเปนผลใหอตราความเบยงเบนทาง

หนวยเวลามความคงทมากยงขน โดยจะเหนวาผลของการทดลองนนเขาใกลศนยมากเทาได กแสดง

วาระบบมความสเถยรมากขน ทงนเนองจากเมอบฟเฟอรและขนาดของแบนวดธมผลกบอตรา

เบยงเบนทางเวลา ทขนาดแบนวดธ 20 Mbps - 40 Mbps และพบเฟอร 4500 จะมความผนผวนของ

อตราเบยงเบนทางเวลามาก เนองจากมการเกบขอมลไวบนอปกรณเนตเวรคไดมากขนแตแบนวดธ

ทใชในการสงออกไปยงปลายทางนนยงไมดเทาทควรจงท าใหเกดการสญหายของขอมลและจงเปน

เหตใหเกดความผนผวนของอตราความเบยงเบนทางเวลา

0.0000000

0.0100000

0.0200000

0.0300000

0.0400000

0.0500000

0.0600000

20 40 60 80

Aver

age j

itter

Bandwidth (Mbps)

Jitter comparision Bidir PIM - 1500

Bidir PIM - 4500

DPU

บทท 5

บทสรปและขอเสนอแนะ

ในบทนจะเปนการอภปรายเพอสรปผลทไดจากการทดสอบงานวจยรวมทงขอจ ากดของระบบทพบจากการจ าลองโครงขายของระบบ และขอเสนอแนะส าหรบแนวทางในการพฒนางานวจยนตอไป เพอแกขอบกพรองของระบบใหมประสทธภาพมากขน 5.1 สรปผลการวจย

งานวจยนจ าลองการใชงาน IPTV โดยใช Video Source จากภาพยนตแบบ 3มต โดยภาพยนตมความละเอยดอยท 1920 X 1080p การทดสอบจะแบงสภาพแวดลอมของโครงขายเปนสามแบบคอ PIM-Dense Mode, PIM-Sparse Mode และ Bi-directional PIM โดยทงสามแบบม Background Traffic ทโดยก าหนดสงทขนาด 50MB และ100MB จนครบหรอจบการจ าลอง โดยเรมสง ณ วนาทท 1 และวนาทท 100 ตามล าดบและมขนาดของบฟเฟอรคอ 1500 แพคเกจ และ 4500 แพคเกจ โดยมแบนวธดขนาด 20Mbps, 40Mbps, 60Mbps และ 80Mbps

จากการศกษาแสดงใหเหนวาอตราการสญหายของขอมล อตราความลาชาของหนวย

เวลา และอตราคาผดพลาดของหนวยเวลาของโพรโทคอลมลตคาสตแบบ PIM-Dense Mode, PIM-

Sparse Mode และ Bi-directional PIM แทบจะไมมความแตกตางกนมากเทาใด ผลการทดลองชเหน

วาโพรโทคอลมลตคาสตสามแบบไมมผลกบการสงขอมลบนโครงขาย 3D-IPTV บนโครงขายอน

เทอรเนตมากเทาใด แตตรงกนขามขนาดแบนวดธจะมผลตอการรบสงขอมลในระบบมากกวาโพร

โทคอลมลตคาสต ซงเมอขนาดของแบนวดธมขนาดเพมขน อตราการสญหายของขอมลลดลง

อตราความลาชาของเวลา จะลดลง และอตราความผดพลาดทางหนวยเวลามความคงทมากยงขน

ผวจยแนะน าใหผใหบรการโครงขายท าการประเมนความคมคาของการลงทนในโครงขาย IPTV แบบ 3D นนกอนการตดตงเพอใชงานจรงโดยควรจะลงทนโดยมระดบแบนดวดธเทาเทยมหรอมากกวา 60Mbps ขนไปในสภาพแวดลอมของระบบทม Background Traffic และควรออกแบบการท าเราตงใหเหมาะสมกบโครงขายทใชงานรวมกบโพรโทรคอลมลตคาสตทงสามแบบ

DPU

71

สรปผลตามวตถประสงคของงานวจย สามารถสรปผลไดดงน 1) สามารถท า Trace File ส าหรบวดโอ 3D โดยมการเขารหสแบบ H.264 เพอใชในการ

สงขอมลในการจ าลองระบบดวย Protocol-Independent Multicast สามแบบซงไดแก PIM-Dense Mode, PIM-Sparse Mode และ Bi-directional Modeได

2) สามารถจ าลองระบบใชงาน 3D-IPTV โดยใชโปรแกรม NS2 และใชการสงขอมลแบบ 3D ดวย Protocol-Independent Multicast (PIM) ทไดศกษาไวได

3) สามารถประเมนสมรรถนะของ 3D-IPTV แบบมลตคาสตบนโครงขายอนเตอรเนตได

สรปผลตามขอบเขตของงานวจย ตามขอบเขตของระบบ สามารถสรปผลไดดงน 1) สามารถวเคราะหและศกษารปแบบการสงขอมลวดโอในรปแบบ 3D ทมการ

เขารหสแบบ H.264 จากวดโอจรงในระดบความละเอยด 1920x1080p ได 2) สามารถพฒนาโครงขายสาหรบการจ าลอง 3D-IPTV โดยใช NS2 ทใชขอมลวดโอ

3D ทไดเปนตวก าหนดขนาดการสงขอมล เพอใหไดมาซง Trace File ส าหรบการประเมนระบบโดยใชพารามเตอรของระบบ และ Protocol-Independent Multicast (PIM) แบบตางๆ ในขอบเขตทก าหนดได

3) สามารถน าขอมลจาก Trace File หาคา Packet loss, Delay และ Jitter ของระบบ และน าไปประเมนสมรรถภาพของระบบได 5.2 ขอจ ากดและแนวทางแกไขของงานวจย

โปรแกรม NS2 ปจจบน version 2.35 ทเปน stable version เปนโปรแกรมทตองใช C++ และ TCL อกทงยงเปนการใชค าสงแบบ Command line ซงตองใชเวลาในการศกษาพอสมควรอกทงตวโปรแกรมยงไมสมบรณในบางโมดลของงานวจย และไมสนบนนนในบางเรอง ดงนนผใชตองควรท าความเขาใจในการใชปลกอนจากภายนอกเพอให NS2 สามารถท างานในขอบเขตของงานวจยได

5.3 ขอเสนอแนะและแนวทางการพฒนาในอนาคต

5.3.1 ควรจะท าใหระบบสามารถท าทดลองโดยตดตงระบบจรงควบคไปกบการจ าลองระบบเพอใชเปรยบเทยบผลการทดลองวาสามารถใชงานไดเหมอนกนหรอไม

DPU

72

5.3.2 เพมระดบของแบนทวดททใชในการทดสอบใหมากขนเพอหาจดทใชงานไดคมคามากยงขน

5.3.3 ไฟลวดโอสามมตส าหรบการทดสอบควรมความหลายหลายมากขนทงดาปรมาณบทเรตแลเขารหสแบบอน

5.3.4 ควรจะท าใหระบบสามารถจ าลองโดยใช IPV6 และโทโพโลยเปนแบบไรสายเพอประ เมนสมรรถนะของการรบสงขอมลของ 3D-IPTV

5.3.5 ควรจ าลองโพรโตคอลมลตคาสตทใชในการรบสง 3D-IPTV กบเราตงโพรโตคอลหลายๆ แบบ เพอใหทราบวาเราตงโพรโตคอลแบบใดเหมาะสมทสด

DPU

บรรณานกรม

DPU

74

บรรณานกรม

ภาษาไทย

จตตมา นตยวรรณ โสฬส ชคตตรยาพงษ และอไรรตน พงสนทรบตร. (2550).โปรแกรมบรหาร

จดการแบนดวธของเครอขาย QoS Generator. กรงเทพฯ: ศนยเทคโนโลยอเลกทรอนกส

และคอมพวเตอรแหงชาต.

อนพงษ ทองมอญและชยพร เขมะภาตะพนธ. (2554). การประเมนคณภาพไอพทวแบบหลาย

ชองทางบนโครงขายสารสนเทศภาครฐ. The National Conference on Computer

Information Technologies.

อฐพร คงถาวรและชยพร เขมะภาตะพนธ. (2554). การประเมนประสทธภาพของระบบไอพทว

สามมต. The National Conference on Computer Information Technologies.

ภาษาองกฤษ

A. Adams NextHop Technologies, J. Nicholas ITT A/CD & W. Siadak NestHop Technologies

(2005, January). Protocol Independent Mulitcast – Dense Mode (PIM-DM): Protocol

Specification (Revised) . pp 5 – 6.

A. Canovas, M. Garcia, J. Lloret & J. Toma s. (2010, September). 3D IPTV Study and

Performance. Evolving Internet (INTERNET) 2010 Second International Conference.

Pp. 55-60

B. Fenner ATT&T Labs – Research, M. Handley UCL, H. Holbrook Arastran & I. Kouvelas

Cisco. (2006, August). Protocol Independent Multicast – spare Mode (PIM-SM):

Protocol Specification (Reversed). pp 18 – 62

DPU



75

ETSI. (2008). Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced

Networking (TISPAN); IPTV Architecture; IPTV functions supported by the IMS

subsystem. Sophia Antipolis Cedex; France.

Eugen Mikoczy, Dmitry Sivchenko & Veselin Rakocevic. (2007, August). IMS based IPTV

services - Architecture and Implementation. MobiMedia 07 Proceedings of the 3rd

international conference on Mobile multimedia communications. pp.15-21.

F. Wan, L. Cai & T.A. Gulliver. (2008, November). A Simple, Two-Level Markovian Traffic

Model for IPTV Video Sources. Global Telecommunications Conference 2008. pp.1-5.

Geert Van der Auwera, Prasanth T. David & Martin Reisslein. (2008, September). Traffic and

Quality Characterization of Single-Layer Video Streams Encoded with H.264/MPEG-4

Advanced Video Coding Standard and Scalable Video Coding Extension. IEEE

Transactions on Broadcasting. pp. 698-718.

Geert Van der Auwera, Prasanth T. David & Martin Reisslein. (2009, September). Implications of

Smoothing on Statistical Multiplexing of H.264/AVC and SVC Video Streams. IEEE

Transactions on Broadcasting..pp. 541-558.

Marcelo Atenas, Sandra Sendra, Miguel Garcia & Jaime Lloret. (2010, December). IPTV

Performance in IEEE 802.11n WLANs. IEEE GLOBECOM Workshops (GC Wkshps)

2010. pp. 929 – 933.

M. Handley UCL, I. Houvelas, T. Speakman Cisco & L. Vicisano Digital Fountain (2007,

October). Bidirectional Protocol Independent Multicast (BIDIR-PIM). RFC5015.

Patrick Seeling, Martin Reisslein & Beshan Kulapala. (2004, Third Quarter). Network

Performance Evaluation with Frame Size and Quality Traces of SingleLayer and Two-

Layer Video: A Tutorial. IEEE Communications Surveys and Tutorials. pp. 58-78.

P.Seeling and M.Reisslein. (2005, October). Evaluating multimedia networking mechanisms

using video traces. IEEE Potentials. pp. 21-25.

DPU

76

R.S.Nunes, M.S.Menezes & L.Domingues, (2009, June). SIP based IPTV architecture for

heterogeneous networks. ConTEL 2009 10th International Conference on Computer

Communications. pp. 421 – 428.

Ted H. Szymanski & Dave Gilbert. (2009, March). Internet Multicasting of IPTV With

Essentially-zero Delay Jitter. IEE Transections on Broadcasting. 55(1).

DPU

77

ประวตผเขยน

ชอ-นามสกล นายมนตร งามวงศ

ประวตการศกษา ปรญญาตร พ.ศ. 2549

บศ.บ (การจดการสารสนเทศคอมพวเตอร)

มหาวทยาลยเซนตจอรน

ต าแหนงและสถานทท างานปจจบน Managing Director

บรษท แวสวอคซ จ ากด

ผลงานตพมพทางวชาการ การประเมนสมรรถนะ 3D IPTV แบบมลตคาสต

Performance Evaluation of Multicast 3D IPTV

การประชมวชาการทางวศวกรรมไฟฟาครงท 36

วนท 11-13 ธนวาคม 2556

ณ เฟลกซ รเวอรแคว รสอรท จงหวดกาญจนบร

DPU

การประเมินสมรรถนะ 3d iptv แบบมัลติ...

Documents