In un'epoca in cui la famiglia media degli Stati Uniti ha cinque dispositivi connessi a Internet, i navigatori del web possono spesso sentirsi come se stessero sempre litigando per frammenti di WiFi. Come può un'intera famiglia abbuffarsi dei suoi programmi preferiti senza che la connessione di qualcuno rallenti a passo d'uomo?

I ricercatori del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) del MIT stanno lavorando al problema, e hanno sviluppato un nuovo sistema chiamato "Minerva" che consente a più persone di trasmettere video in streaming su una singola rete con buffering e pixelation minimi.

Il team afferma che il progetto potrebbe essere un punto di svolta per i fornitori di contenuti come Netflix e Hulu che spesso faticano a mantenere felici tutti i loro utenti. Oltre ad essere utile per una singola famiglia, Minerva potrebbe anche avvantaggiare le persone in un'intera regione che potrebbero condividere un collo di bottiglia della rete.

"Se cinque persone in casa tua stanno trasmettendo video in streaming contemporaneamente, il nostro sistema può analizzare come le immagini dei vari video sono influenzate dalla velocità di download, " dice il professore del MIT Mohammad Alizadeh, autore senior di un documento correlato che sarà presentato allo Special Interest Group on Data Communications (SIGCOMM) della Association for Computing Machinery a Los Angeles alla fine di questo mese. "Utilizza quindi tali informazioni per fornire a ciascun video la migliore qualità visiva possibile senza degradare l'esperienza per gli altri".

Nei test del mondo reale Minerva ha ridotto il tempo di rebuffering in media del 47 percento e, fino a un terzo delle volte, ha fornito un miglioramento della qualità video che era l'equivalente di un salto di risoluzione da un televisore 720p a un televisore 1080p.

Minerva fa tutto questo senza richiedere alcuna modifica all'infrastruttura di rete sottostante. Un provider come Netflix può distribuire Minerva senza alcuna modifica ai router domestici o doversi coordinare con i fornitori di servizi di rete. Alizadeh descrive il sistema come un sostituto del protocollo standard TCP/IP che regola la comunicazione Internet.

"Ha tutti i vantaggi e la semplicità del TCP, garantendo anche che, se più video sono in competizione su un collegamento di rete, si tratta di un collo di bottiglia, la larghezza di banda sarà condivisa equamente tra i flussi, "dice Alizade.

Chiunque trasmetta video in streaming ha probabilmente notato che possono esserci grandi differenze nella fluidità di un determinato video. Alcuni fattori includono il dispositivo utilizzato, le dimensioni dello schermo, e anche il genere del video. Per esempio, per offrire la stessa qualità visiva, video più veloci come film d'azione e sport richiedono in realtà più larghezza di banda rispetto ai video di teste parlanti o conferenze. Streaming di un film su uno schermo TV 4K, nel frattempo, è molto più ad alta intensità di dati rispetto allo streaming su uno smartphone.

Ma l'autore principale Vikram Nathan afferma che i protocolli tradizionali non tengono conto di queste differenze. Se due persone condividono 10 megabit al secondo (Mbps) di larghezza di banda, la rete normalmente dà a ciascuno di loro la metà. Ma se una persona sta guardando l'erba crescere sul proprio smartphone, e un altro sta cercando di trasmettere in streaming una partita di tennis su una TV 4K, l'appassionato di sport sarà in grave svantaggio.

"Gli approcci tradizionali cercano di essere equi dal punto di vista tecnologico, ma non in termini di felicità effettiva o qualità dell'esperienza di qualcuno, "dice Keith Winstein, un assistente professore di informatica alla Stanford University che non era coinvolto nel progetto. "Ciò che dimostrano questi risultati è che potremmo tutti trarre vantaggio se questi sistemi e protocolli venissero modificati per adottare più prospettiva delle persone che guardano i video".

Oltre a ciò, Nathan afferma che aziende come Hulu e Netflix gestiscono la compressione della larghezza di banda limitata in modo grossolano e senza principi che non considera né il video che si sta guardando né la misura in cui il video è stato bufferizzato.

Il sistema del team del MIT funziona con una fase offline in cui analizza diversi video per determinare quanto la loro qualità visiva sarebbe migliorata dando loro diversi livelli di larghezza di banda. Ogni utente utilizza quindi queste informazioni quando guarda il proprio video:gli utenti che apprezzano di più la larghezza di banda sono di conseguenza più aggressivi quando rivendicano la loro parte del collegamento, mentre gli utenti che non trarrebbero molto vantaggio da un throughput aggiuntivo si ritirano.

Nathan descrive la meccanica di Minerva come un "push/pull" in continua evoluzione tra diversi video.

"Questo processo consente al sistema di allocare le risorse ai diversi video in modo equo rispetto alla loro qualità visiva, "dice Nathan, uno studente laureato al MIT CSAIL.

Alizadeh e Nathan hanno co-scritto il nuovo documento con gli studenti laureati Vibhaalakshmi Sivaraman, Ravichandra Addanki, Mehrdad Khani e Prateesh Goyal.