relazione di laboratorio sommario premessa

ESPERIENZA N°1
EDITOR: Giorgetti Maurizio
DATA: 10/02/2012
RELAZIONE DI LABORATORIO
TITOLO: Streaming Apple TV
SOMMARIO ......................................................................................................................... 1
PREMESSA ......................................................................................................................... 1
ELENCO STRUMENTI ........................................................................................................ 1
SCHEMI DI COLLEGAMENTO ........................................................................................... 2
DESCRIZIONE DELLA PROVA .......................................................................................... 4
NUMERI DI RIFERIMENTO ................................................................................................ 4
METODI E PROCEDURE.................................................................................................... 4
ANALISI DEI RISULTATI ..................................................................................................... 4
SINTESI ............................................................................................................................... 8
CONCLUSIONI .................................................................................................................... 8
SOMMARIO
Con la presente esperienza di laboratorio si è voluto determinare limiti ed opportunità dello streaming Video
ed Audio di contenuti iTunes presenti su un PC centralizzato ed inviati in tempo reale a client apple TV locali
direttamente collegate ad un Televisore attraverso una rete costruita ad hoc sia configurazione wired che
wireless. Il massimo di Apple TV collegati è stato di 5.
Oltre a quanto sopra indicato, sono state testate le funzionalità di airplay video ed audio su iphone 4 e 4s,
così come il nuovo air mirroring per 4s ed iPad 2.
Anticipando quanto vedremo di seguito possiamo affermare che l'Apple TV è un buon strumento di
riproduzione audio on demand ma ha dei grossi limiti sia per lo streaming video che per l'airplay dello stesso.
PREMESSA
Tale esperienza nasce dalla necessità di dare risposte certe per il progetto xyzx sull’argomento specifico.
L’esperienza negativa fatta dal gruppo xyz in passato sulle installazioni di apple TV ha richiesto un
approfondimento mirato e controllato direttamente dai referenti tecnici del gruppo.
ELENCO STRUMENTI
N°5 APPLE TV versione FW 4.4.4 (indirizzi IP statici della classe 192.168.1.xxx gateway 192.168.1.1 e DNS
208.67.222.222)
N°5 TV SAMSUNG UE32D6100
N°1 Switch Cisco Catalyst WV-2960G-24TC-L (192.168.1.251)
N°1 Access Point Cisco Air-net 1142 (192.168.1.231)
N°1 Notebook HP con itunes versione 10.5.3.3 (192.168.1.199) SO Windows 7.
N°7 cavi CAT6 di lunghezza massima 2 metri.
Cisco Network Assistant per il monitoraggio dello switch.
SCHEMI DI COLLEGAMENTO
Prova 1 – Streaming Video Topologia cablata
Prova 2 – Streaming Video Topologia Wireless
Prova 3 – Airplay ed Air mirroring topologia cablata
Prova 4 – Airplay ed Airmirroring topologia Wireless
DESCRIZIONE DELLA PROVA
Gli obiettivi della prova sono i seguenti:
Streaming Video da itunes residente in locale da 1 fino ad almeno 5 film HD in contemporanea.
Tempi di attesa per la riproduzione di un film selezionato dalla libreria.
Limiti di funzionalità del sistema rispetto ad un tradizionale Kaleidescape.
Limiti e potenzialità dell'airplay nelle condizioni di carico massimo.
Limiti e potenzialità del mirroring nelle condizioni di carico massimo.
Verificare che durante la visione non ci siano attese legate alla bufferizzazione
Individuare caratterisitche, banda ed utilizzo delle risorse di rete al fine di trarne delle best practise di
progettazione.
NUMERI DI RIFERIMENTO
I film utilizzati hanno tutti circa 4GB di contenuti. La loro durata è di almeno 2 ore. Questo vuol dire che per
riprodurre un film in streaming è necessario un bitrate di almeno 4,4Mbps per ogni Apple TV. Per la porta
dedicata al collegamento del PC ci dovremmo aspettare una occupazione almeno 5 volte quella indicata.
Per fare un esempio, World Invasion occupa 3,68GB, dura 1h56'20" e viene scaricato su apple TV in 11
minuti, questo significa 44,6Mbps, cioè 10 volte la velocità necessaria alla riproduzione.
Un filmato fatto con telecamera iphone 4s di 93secondi pesa 275MB e viene scaricato in 86 secondi. Questo
significa 25,6 Mbps la velocità con cui viene scaricato il video, mentre 23,6Mbps è la velocità necessaria per
la sua riproduzione in tempo reale.
METODI E PROCEDURE
Per valutare quanto sopra abbiamo utilizzato le due topologie di rete riportate negli schemi più sopra. La
prima totalmente cablata e l'altra, wireless nel collegamento verso le apple TV, e cablata verso il PC dove
risiede Itunes.
La rete locale deve comunque avere un accesso ad internet perché richiesto dalla condivisione famiglia
prima della riproduzone di un film ogni qualvolta l'apple TV viene scollegato dalla rete o viene tolta
alimentazione alla stessa.
Per la prova di streaming video abbiamo acquistato 3 film in HD e li abbiamo inviati a 5 apple TV
contemporaneamente in varie combinazioni (3 apple TV con lo stesso film ma riprodotto in tempi diversi, tutti
lo stesso film, 3 con i filmati acquistati ed altre due con 2 film in HD presi dal WEB).
Durante l'avvio della prima prova abbiamo registrato l'utilizzazione e l'occupazione di banda delle relative
porte sullo switch cisco utilzzando l'applicativo "Cisco Network Assistant". In particolare abbiamo monitorato
la porta di collegamento del PC e di ogni singola apple TV.
Una volta avviato il film abbiamo provato a fare le classiche operazioni di utilizzo del sistema operando delle
pause, delle ripartenze sia dall'inizio che dal punto in cui si era arrestato.
Abbiamo anche riprodotto in maniera mista Film e Musica, sia acquistata da Itunes direttamente sia
procurata dall'esterno del mondo apple.
Una volta testato e monitorato quanto sopra siamo passati alla verifica dell'Airplay e dell'Airmirroring. Per
simulare una situazione il più possibile vicino alle condizioni di installazione, abbiamo aggiunto un access
point direttamente collegato allo switch all'interno della classe di indirizzi della rete locale.
Dopo aver completato le prove fin qui descritte siamo passati alla seconda topologia di rete (wireless
oriented) per replicare quanto già fatto.
ANALISI DEI RISULTATI
I film in alta definizine, che ricordiamo essere per Apple TV (e di conseguenza itunes) di massimo 720p,
possono essere riprodotti fino a 5 Apple TV (da verificare oltre il 5 come si comporta), se i film sono
acquistati da Itunes è necessario mantenere il collegamento ad internet in quanto ad un black out, o ad una
mancanza di connessione, se internet non è presente, il sistema non manda in riproduzione quanto risiede
nella libreria locale. Questo appena affermato vale per i film acquistati da itunes store ma non per quelli
aggiunti alla libreria da altre fonti. Discorso diverso per la musica acquistata da itunes dove, anche in
assenza di collegamento ad internet, continua ad essere vista e riprodotta in locale.
Durante prove di connessione e riconnessione di apple TV alla rete di alimentazione abbiamo riscontrato, in
alcuni casi, la necessità del riavvio di itunes nel PC locale.
Un'altra peculiarità negativa del sistema è il ripristino del film dopo una interruzione dell'esecuzione dello
stesso con pressione del tasto MENU. Se più apple TV stanno riproducendo lo stesso film ma shiftato nel
tempo la ripartenza dell'uno è legata all'esecuzione dell'altro. In particolare, se entrambi hanno interrrotto la
ripartenza, il ripristino è sempre al punto di chi si è fermato per ultimo. Se uno ha interrotto e l'altro continua
a vedere il film, la ripartenza può avvenire anche nel punto in cui l'apple TV in esecuzione è arrivata.
Quest'ultimo comportamento non è sempre uguale e sembrerebbe dipendere dalle zone del film in cui
entrambi si trovano.
Per quanto rigurda l'impengo delle risorse di rete, di cui di seguito riporto alcuni grafici esemplificativi,
possiamo affermare che l'unica connessione dove è ecessaria una banda di 1Gbps è quella relativa al
collegamento verso il server locale. Tutte le Apple TV hanno una scheda di rete 10/100Base-T e, anche per i
numeri che abbiamo visto, non c'è necessità di porte Gigabit per collegarle. Durante il primo buffering del
film selezionato, l'inizio della visione ha bisogno di almeno 30-40 secondi di download prima di partire.
Discorso diverso va fatto per l'Airplay di video girati direttamente da iphone 4S in quanto la banda richiesta
da un singolo dispositivo va quasi a saturare quella disponibile per un canale a 2.4Ghz.
Per l'Airmirroring l'impegno è minimo e legato ai cambiamenti di immagine. Se ad esempio si sta facendo un
gioco molto movimentato (Sonic Racing) l'occupazione di banda è costante ma non supera i 10Mbps. Il
ritardo stimato tra il cambio di schermata del device portatile e quella riprodotta sulla TV è stimabile in circa
1/4 di secondo (250ms).
Cambiando architettura e passando a quella indicata negli schemi 3 e 4 con collegamento wireless delle
apple TV si nota un sostanziale peggioramento. Lo stesso film precedentemente scaricato in 11 minuti con
tutte e 5 le apple TV attive, è ora passato a 18minuti per una sola apple TV in streaming (velocità di
download scesa a circa 27Mbps). Tuttavia ancora abbondantemente sufficiente per la corretta
visualizzazione del film. Aumentando il numero delle apple TV in streaming sullo stesso access point si ha
un netto peggioramento fino al limite (circa 4Mbps) raggiunto alla 5 apple TV in streaming contemporaneao.
L'Airplay e l'Airmirroring hanno gli stessi limiti già evidenziati nella confiugrazione a Apple TV wired e si
accentua con il numero di dispositivi collegati allo stesso access point.
I seguenti grafici si riferiscono alle prove fatte con architettura cablata:
Fig. 1 - Porta 1 dello switch negioziata 100Mbps Full con apple TV durante le fase iniziali di download.
Fig. 2 - Porta 3 dello switch negioziata 100Mbps Full con apple TV durante le fase iniziali di download.
Fig. 3 - Porta 11 dello switch negoziata a 1000Mbps Full collegata al PC con iTunes durante le fasi iniziali di
download.
Fig. 4 - Andamento della banda occupata nella porta 11 in funzione del procedere del download fino alla
completa bufferizzazione del video all'interno dell'hard disk della apple TV.
Fig. 5 - Misura dell'impengo in termini di banda complessiva dello switch utilizzato nel momento di massimo
carico.
Fig. 6 - Occupazione di banda della apple TV dopo il download del film (sotto lo 0,05%)
Fig. 7 - Porta 1 dello switch visualzzata in tre fasi diversi: la prima da sinistra al momento dello streaming
video via cavo, la seconda durante un airplay fatto con iphone 4, l'ultima con l'iphone 4S. Il minor utilizzo è
dovuto al limite del canale wireless necessario per il collegamento con l'apple TV (vedi schemi iniziali).
SINTESI
Apple TV va utilizzato su rete cablata.
Non è consigliabile superare i 5 streaming video contemporanei sulla stessa rete locale.
E' indispensabile avere una rete collegata ad internet per evitare problemi di autenticazione.
Per un corretto airplay video è indispensabile avere access point a 5GHz o prevedere un numero di access
point tale da non superare un airplay alla volta all'interno del proprio raggio di azione (tipicamente uno per
Apple TV).
CONCLUSIONI
PRINCIPALI PUNTI DI FORZA: Costo ridotto, possibilità di riprodurre video e musica proveniente dal WEB,
riproduzione musicale in airplay veloce e di buona qualità. Una volta immagazzinato il film su hard disk
locale, il traffico sulla rete si azzera.
PRINCIPALI PUNTI DI DEBOLEZZA: Sistema non plug and play, impossibilità di importare blu ray o DVD se
non previa conversione con applicativi ad hoc. Necessita di manutenzione e aggiornamento continui. Airplay
video con iphone 4s critico. Tempi di attesa per l'inizio della riproduzione video.