Diffusion MPLS - Le meilleur du multicast IP et de l'ingénierie de trafic

Les services de diffusion IP s'appuient sur les schémas de communication de groupe de type « 1 vers N », où une source de contenus diffuse vers n récepteurs, ou de type « N vers P », où N émetteurs ont la capacité de diffuser vers P récepteurs (cas d'un service de visioconférence, par exemple). Ces modes de communication de groupe reposent majoritairement sur l'utilisation du mode de transmission multicast IP pour ce qui concerne les services de diffusion de programmes télévisés en temps réel, par exemple.

Le mode de transmission multicast IP se caractérise par l'établissement et la maintenance d'arbres de distribution établis à l'initiative des récepteurs et le long desquels le trafic est acheminé.

Toutefois, le mode de transmission multicast IP présente des limitations intrinsèques aux mécanismes protocolaires mis en jeu : par exemple, une source ne dispose à aucun moment de la moindre information concernant la localisation et la densité de répartition des récepteurs, ce qui peut affecter le niveau de qualité associé à la fourniture des contenus, tel que perçu par les utilisateurs finaux.

De même, le mode de transmission multicast IP ne fournit aucune garantie stricte quant à la bande passante nécessaire pour véhiculer les différents flux multicast sans dégradation significative de telle sorte qu'elle ne soit pas perceptible par l'utilisateur final (phénomène de pixellisation de l'image, par exemple).

En outre, il n'est pas possible de tenir compte des capacités d'accès au réseau d'un utilisateur final pour influencer la manière dont l'arborescence multicast sera construite et, par exemple, permettre à la source de décider de diffuser un programme télévisé en définition standard (SD, Standard Definition) ou en haute définition (HD, High Definition).

Ces limitations ont conduit l'organisme de standardisation IETF (Internet Engineering Task Force) à engager depuis quelques années des travaux portant sur l'exploitation de fonctions d'ingénierie de trafic MPLS (Multi-Protocol Label Switching), capables d'établir des arborescences Point-à-Multipoint, dont les caractéristiques, en termes de bande passante garantie et de robustesse, sont de nature à pallier aux lacunes du mode de transmission multicast IP.

Cependant, les spécifications publiées par l'IETF sont aujourd'hui très peu appliquées, voire pas déployées du tout par les opérateurs et autres fournisseurs de services IPTV. Les raisons de cette réticence factuelle sont multiples :

• l'état de l'art technologique montre que peu de constructeurs de routeurs supportent aujourd'hui les fonctions décrites dans ces standards, et imposent le plus souvent une configuration statique des différents routeurs susceptibles de participer à l'établissement et à la maintenance des arborescences Point-à-Multipoints (P2MP) MPLS ;

• les standards actuels imposent une ingénierie telle que c'est le routeur directement connecté à la source de contenus qui sera la racine de l'arborescence P2MP, à laquelle les différentes branches seront greffées selon la connaissance a priori des arbres « feuilles » ...et des récepteurs auxquels ces feuilles sont connectées.

Cet article a pour objectif de décrire une troisième voie, celle de ce qui pourrait être défini comme le meilleur des mondes multicast IP et ingénierie de trafic MPLS, où les arborescences P2MP MPLS seraient établies à l'initiative des récepteurs (donc une dynamique adaptée à la localisation des récepteurs, ainsi qu'à leurs capacités d'accès au réseau et à leurs centres d'intérêt), tout en étant capables de fournir des garanties strictes en termes de bande passante et de robustesse (donc en améliorant significativement les problèmes de qualité de service induits par l'usage du seul mode de transmission multicast IP).

Il s'agit plutôt d'une évolution des mécanismes d'ingénierie de trafic MPLS utilisés pour le calcul et l'établissement dynamiques d'arborescences P2MP, capables de prendre en compte les caractéristiques et les besoins des récepteurs.