ما هو معدل البت القابل للتكيف في الاتصالات BRA

تتضمن طريقة الاتصال توفير عنصر من محتوى الوسائط للتدفق في العديد من الإصدارات بمعدلات بت مختلفة ومناسبة، كما يتم دفق محتوى الوسائط من خادم إلى عميل عن طريق إرسال الإصدار الأول من العنصر عبر شبكة بمعدل بت أول من الخادم إلى العميل.

وذلك عبر مخزن مؤقت للخادم مرتبط بالخادم ومراقبة مستوى تعبئة المخزن المؤقت للخادم أثناء دفق محتوى الوسائط، كما يقوم الخادم بالتبديل إلى إرسال نسخة ثانية من العنصر بمعدل بت ثاني، حيث يختلف عن معدل البت الأول إلى العميل استجابةً لتغيير مستوى تعبئة المخزن المؤقت للخادم.

ما هو دفق معدل البت التكيفي

دفق معدل البت التكيفي: هو تقنية دفق فيديو حيث تقدم تدفقات متنوعة بمعدلات بت مختلفة للمستخدم، ويكتشف المشغل أي تقلبات في سرعة الشبكة إلى جانب معالجة الجهاز ليختار تلقائيًا معدل البت المناسب للبث في الوقت الفعلي، وإنّه يحل المشاكل وفي وقت سابق “التدفق التدريجي” بسبب السماح فقط لتيار واحد.

أساسيات معدل البت القابل للتكيف BRA

يتضمن توفير عنصر محتوى الوسائط استلام وتحويل عنصر أصلي بمعدل بت كامل وذلك لتوليد الإصدارات بمعدلات بتات جزئية متعددة، حيث عادةً ما يشتمل محتوى الوسائط على دفق فيديو وتحتوي بعض الإصدارات على الأقل على معدلات إطارات مختلفة لكل منها، ويتضمن إرسال الإصدارين الأول والثاني نقل حزم البيانات عبر الشبكة من الخادم إلى العميل، وتشمل الطريقة استلام الرسائل على الخادم من العميل الذي يبلغ عن استلام حزم البيانات، والتحكم في مستوى تعبئة المخزن المؤقت للخادم استجابة للرسائل المستلمة.

يتم إرسال حزم البيانات وفقًا لبروتوكول التحكم في الإرسال (TCP)، حيث يشتمل المخزن المؤقت للخادم على مخزن مؤقت لإرسال (TCP)، وحيث تشتمل الرسائل الواردة من العميل على إعلامات استلام (TCP) وتتضمن مراقبة مستوى التعبئة مقارنة مستوى التعبئة بحد أعلى على الأقل وعتبة أدنى، والتحول إلى إرسال الإصدار الثاني يتضمن التبديل إلى معدل بت أقل عندما يتجاوز مستوى التعبئة الحد الأعلى، والتبديل إلى معدل بت أعلى عندما يتجاوز مستوى التعبئة الحد الأدنى.

عندما يشتمل محتوى الوسائط على دفق فيديو مضغوط بما في ذلك إطارات I وإطارات P، فإنّ التبديل إلى إرسال الإصدار الثاني، قد يشمل التبديل إلى معدل بت أقل عندما يمر مستوى التعبئة فوق الهامش العلوي وأقل من الحد الأعلى، والتبديل إلى معدل البت الأعلى عندما يمر مستوى التعبئة أقل من هامش أقل وأعلى من الحد الأدنى، ويتم مصادفة إطار I في دفق الفيديو المضغوط.

بالإضافة إلى ذلك تتضمن الطريقة تحديد مستوى خطر المخزن المؤقت أعلى من الحد الأعلى، حيث يتضمن التبديل إلى معدل البت الأدنى تقليل معدل البت بمقدار زيادة واحدة عندما يتجاوز مستوى الملء الهامش العلوي ولكنّه أقل من مستوى خطر المخزن المؤقت، وتقليل معدل البت بزيادات متعددة في خطوة واحدة عندما يتجاوز مستوى الملء مستوى خطر المخزن المؤقت.

• “TCP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol”.

• “BRA” هي اختصار لـ “bit rate adaptive”.

خصائص معدل البت القابل للتكيف BRA

في عمليات دفق الوسائط عبر شبكات الاتصال قد يتلقى العديد من العملاء عنصراً معيناً من محتوى الوسائط في وقت واحد من نفس الخادم، وعادةً وخاصة في بيئات شبكة المحمول اللاسلكية قد يكون لدى العملاء المختلفين إمكانيات تشغيل وسائط مختلفة، وقد تختلف عرض النطاق الترددي المتاح بين الخادم والعملاء المختلفين ديناميكيًا عبر نطاق واسع، لذلك من المستحسن أن يرسل الخادم إصدارات مختلفة من عنصر المحتوى بمعدلات بتات مختلفة، والتي تتطابق على النحو الأمثل مع عرض النطاق الترددي المتاح وقدرات كل عميل، بحيث يتلقى كل عميل أفضل استنساخ ممكن لمحتوى الوسائط.

يتم توفير إصدارات مختلفة متعددة من عنصر معين من محتوى الوسائط المتدفقة وكل منها بمعدل بتات مختلف، حيث في حالة محتوى الفيديو قد تحتوي بعض الإصدارات على معدلات إطارات مختلفة وقد يتم إنشاء الإصدارات المختلفة عن طريق تحويل نسخة أصلية ذات معدل بت كامل لعنصر محتوى الوسائط، إمّا أثناء التنقل أو دون اتصال متبوعًا بتخزين الإصدارات المختلفة في الذاكرة للقراءة حسب الحاجة.

لكل عميل يراقب الخادم تقدم الإرسال لكل عميل ويختار الإصدار المناسب للإرسال وفقًا لذلك، وبناءً على هذه المراقبة قد يقوم الخادم من وقت لآخر بالتبديل إلى إرسال إصدار مختلف إلى العميل، كما يمكّن هذا الترتيب الخادم من تزويد عدد كبير من العملاء بتدفقات وسائط محسّنة، دون الحاجة بالضرورة إلى أي قدرات خاصة من جانب العميل، ويقوم الخادم بدفق محتوى الوسائط إلى العملاء عبر المخازن المؤقتة للخادم والتي تعكس الحالة المفترضة للمخازن المؤقتة لجهاز العميل المقابلة.

عادةً ما يتحكم الخادم في مستوى التعبئة لكل مخزن مؤقت للخادم استنادًا إلى الرسائل التي يتلقاها من العميل المقابل والذي يقوم بالإبلاغ عن استلام البيانات المتدفقة، كما قد ترتبط هذه الرسائل ووظائف التحكم في المخزن المؤقت مع تطبيق دفق الوسائط الذي يعمل على الخادم ويتحكم فيهما، أو قد ترتبط بدلاً من ذلك بوظيفة التحكم في التدفق لبروتوكول الاتصال القابل للتطبيق مثل رسائل إقرار (TCP).

ويمكن تشغيلها على الخادم على مستوى النواة أو حتى في الأجهزة، وعلى نفس المنوال تستفيد من المخزن المؤقت للبروتوكول الفعلي مثل المخزن المؤقت للإرسال (TCP)، وقد يكون المخزن المؤقت للخادم مخزناً مؤقتًا افتراضيًا يقوم ببساطة بنمذجة كمية البيانات في الشبكة.

ما هي فوائد دفق معدل البت التكيفي

اعتباراً من عام 2021م يبث المشاهدون مليار ساعة من مقاطع الفيديو على (YouTube) يومياً ويعد محتوى الفيديو قناة متنامية باستمرار للاتصال والإعلان والتعليم وغير ذلك، وبالتالي فإنّ ضمان جودة تشغيل الفيديو أمر مهم، ويوفر تدفق معدل البت التكيفي العديد من المزايا التي يمكن أن تحسن جودة الفيديو:

• توسيع الوصول، أي بدون تدفق معدل البت المتكيف لن يتمكن المشاهدون الذين لديهم اتصالات أبطأ أو أجهزة معينة من مشاهدة بعض مقاطع الفيديو.

• تحسين تجربة المستخدم، يقلل تدفق معدل البت التكيفي من التخزين المؤقت لذلك يواجه المستخدمون عددًا أقل من التأخيرات المحبطة في التحميل.

• تمكين المشاهدة عبر الأجهزة المحمولة مع انقطاعات أقل، زاد البث على الأجهزة المحمولة بنسبة (1،000%) منذ عام 2012م، لذا فإنّ تحسين البث عبر الأجهزة المحمولة أمر بالغ الأهمية وعندما يقوم المشاهد ببث محتوى فيديو محمول أثناء التنقل من مكان إلى آخر، يمكن أن يختلف معدل البت بشكل كبير على جهاز واحد، وعلى سبيل المثال قد تكون قوة الاتصال على شبكة (Wi-Fi) منزلية أقوى من الاتصال في القطار أو في مركز التسوق، ومن خلال التكيف المستمر مع الظروف المتغيرة يمكن أن يقلل تدفق معدل البت التكيفي من الاضطرابات لمشاهدي الجوال.