Em uma época em que uma família média dos EUA tem cinco dispositivos conectados à Internet, os surfistas da web muitas vezes sentem que estão sempre lutando por restos de wi-fi. Como pode uma família inteira comer demais com seus programas favoritos sem que a conexão de alguém diminua a velocidade para um rastreamento?

Pesquisadores do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT (CSAIL) estão trabalhando no problema, e desenvolveram um novo sistema chamado "Minerva" que permite que várias pessoas façam stream de vídeo em uma única rede com buffer e pixelização mínimos.

A equipe diz que o projeto pode ser uma virada de jogo para provedores de conteúdo como Netflix e Hulu, que muitas vezes lutam para manter todos os seus usuários satisfeitos. Além de ser útil para uma única família, O Minerva também pode beneficiar pessoas em uma região inteira que podem estar compartilhando um gargalo de rede.

"Se cinco pessoas em sua casa estão transmitindo vídeo ao mesmo tempo, nosso sistema pode analisar como os visuais dos vários vídeos são afetados pela velocidade de download, "diz o professor do MIT Mohammad Alizadeh, autor sênior de um artigo relacionado que será apresentado no Grupo de Interesse Especial em Comunicações de Dados da Association for Computing Machinery (SIGCOMM) em Los Angeles no final deste mês. "Em seguida, ele usa essas informações para fornecer a cada vídeo a melhor qualidade visual possível, sem degradar a experiência de outros."

Em testes do mundo real, o Minerva reduziu o tempo de rebuffering em uma média de 47 por cento - e, até um terço do tempo, entregou uma melhoria na qualidade do vídeo que foi o equivalente a um salto na resolução de uma televisão de 720p para 1080p.

O Minerva faz tudo isso sem exigir nenhuma alteração na infraestrutura de rede subjacente. Um provedor como o Netflix pode implantar o Minerva sem qualquer alteração nos roteadores domésticos ou ter que coordenar com os provedores de serviço de rede. Alizadeh descreve o sistema como um substituto imediato para o protocolo TCP / IP padrão que governa a comunicação pela Internet.

"Ele tem todas as vantagens e simplicidade do TCP, ao mesmo tempo que garante que, se vários vídeos estão competindo em um link de rede que é um gargalo, a largura de banda será compartilhada de forma justa entre os fluxos, "diz Alizadeh.

Qualquer pessoa que transmita vídeos provavelmente percebeu que pode haver grandes diferenças na fluidez de um determinado vídeo. Alguns fatores incluem o dispositivo que está sendo usado, as dimensões da tela, e até mesmo o gênero do vídeo. Por exemplo, para entregar a mesma qualidade visual, vídeos mais rápidos, como filmes de ação e esportes, na verdade requerem mais largura de banda do que vídeos de cabeças falantes ou palestras. Fazendo streaming de um filme em uma tela de TV 4K, Enquanto isso, consome muito mais dados do que fazer streaming em um smartphone.

Mas o autor principal, Vikram Nathan, diz que os protocolos tradicionais não levam em consideração essas diferenças. Se duas pessoas estão compartilhando 10 megabits por segundo (Mbps) de largura de banda, a rede normalmente dá a cada um deles metade. Mas se uma pessoa está vendo a grama crescer em seu smartphone, e outro está tentando transmitir uma partida de tênis em uma TV 4K, o torcedor estará em grande desvantagem.

"As abordagens tradicionais tentam ser justas do ponto de vista tecnológico, mas não em termos da felicidade real ou qualidade de experiência de alguém, "diz Keith Winstein, um professor assistente de ciência da computação na Universidade de Stanford que não estava envolvido no projeto. "O que esses resultados demonstram é que todos nós poderíamos nos beneficiar se esses sistemas e protocolos fossem alterados para adotar mais a perspectiva das pessoas que assistem aos vídeos."

Além disso, Nathan diz que empresas como Hulu e Netflix lidam com o aperto da largura de banda limitada de uma maneira grosseira e sem princípios que não leva em consideração o vídeo sendo assistido ou a extensão em que o vídeo foi armazenado em buffer.

O sistema da equipe do MIT funciona com uma fase offline em que analisa diferentes vídeos para determinar o quanto sua qualidade visual seria melhorada, dando-lhes diferentes níveis de largura de banda. Cada usuário então usa essas informações ao assistir seu vídeo:os usuários que valorizam mais a largura de banda são correspondentemente mais agressivos ao reivindicar sua parte do link, enquanto os usuários que não se beneficiariam muito com a taxa de transferência adicional recuam.

Nathan descreve a mecânica do Minerva como um "empurra / puxa" em constante evolução entre diferentes vídeos.

“Este processo permite que o sistema aloque recursos para os diferentes vídeos de uma forma que seja justa para eles no que diz respeito à qualidade visual, "diz Nathan, um estudante de pós-graduação no MIT CSAIL.

Alizadeh e Nathan co-escreveram o novo artigo com os alunos de pós-graduação Vibhaalakshmi Sivaraman, Ravichandra Addanki, Mehrdad Khani e Prateesh Goyal.