Multicast, unicast et le vrai coût de la bande passante en IPTV

Quand on explique l'IPTV, on dit volontiers que le contenu n'est envoyé qu'à ceux qui le demandent, contrairement à la diffusion traditionnelle qui module tout en permanence. C'est vrai, et formulé comme ça, c'est trompeur: on en déduit que le réseau coûte moins cher, alors que le dimensionnement devient au contraire beaucoup plus délicat.

Le problème que le multicast résout

Prenons cent mille foyers qui regardent la même chaîne au même moment — un match, un bulletin de nouvelles. En unicast, chaque foyer ouvre sa propre connexion et reçoit sa propre copie du flux. À cinq mégabits par seconde, ça fait cinq cents gigabits par seconde à faire sortir de la tête de réseau. Aucun réseau d'accès grand public n'est bâti pour ça, et il n'aurait aucun sens de le bâtir, puisque toutes ces copies sont identiques.

Le multicast règle exactement ce cas. La source émet une seule copie vers une adresse de groupe. Le réseau achemine ce flux unique et ne le duplique qu'aux embranchements où deux destinataires divergent. Sur le dernier segment partagé par plusieurs abonnés, il ne passe qu'un exemplaire du flux, peu importe combien de foyers le regardent. On retrouve l'économie de la diffusion traditionnelle, avec la souplesse du protocole IP.

Comment un décodeur rejoint un groupe

Le mécanisme est plus simple qu'on ne l'imagine. Lorsqu'un abonné change de chaîne, son décodeur annonce à l'équipement réseau le plus proche qu'il quitte le groupe correspondant à l'ancienne chaîne et qu'il souhaite rejoindre celui de la nouvelle. L'équipement met à jour sa table: si plus personne sur ce port ne veut l'ancien flux, il cesse de l'y transmettre; si le nouveau flux n'y circulait pas encore, il le demande à son tour en amont.

Toute la latence de changement de chaîne se joue là. Il faut que la demande remonte, que le flux redescende, qu'un tampon se remplisse, et qu'arrive une image complète autonome sur laquelle démarrer le décodage. Les optimisations classiques attaquent ces étapes une à une: traiter la demande au plus près de l'abonné, émettre les images de référence plus fréquemment, ou envoyer en unicast une rafale accélérée du début pour combler le tampon pendant que le multicast s'établit.

Là où le modèle se fissure

Le multicast est efficace pour la télévision linéaire, où beaucoup de gens regardent la même chose en même temps. Il ne sert à rien pour la vidéo à la demande, où chacun regarde autre chose, à un moment différent, avec pause et retour en arrière. Là, l'unicast est inévitable, et le coût redevient proportionnel au nombre de spectateurs.

C'est ce qui explique une bonne partie de l'évolution des dix dernières années. À mesure que les habitudes se déplacent du linéaire vers le catalogue, la part de trafic qui bénéficie du partage diminue, et le réseau doit absorber une charge qui croît vraiment avec chaque abonné. Les réseaux de diffusion de contenu et les caches répartis au plus près des abonnés ne sont pas un luxe: ils sont ce qui rend la chose possible.

Dimensionner pour la pointe, pas pour la moyenne

Un réseau vidéo ne se calcule jamais sur la consommation moyenne. Il se calcule sur la pire minute de l'année, et cette minute est parfaitement prévisible: un événement sportif majeur, un bulletin spécial. C'est le moment où le linéaire et le catalogue montent ensemble, où les gens qui ratent le début reviennent en arrière — donc en unicast — pendant que les autres suivent en direct.

S'ajoute la concentration géographique. Une moyenne à l'échelle d'une ville ne dit rien de ce qui se passe sur un segment particulier. Un quartier dense où beaucoup de foyers partagent le même équipement d'agrégation peut saturer pendant que le réseau, globalement, respire. Le point de rupture est toujours local.

Ce que ça implique concrètement

La conclusion pratique que je retiens est qu'on ne dimensionne pas un réseau IPTV en multipliant le nombre d'abonnés par un débit. Il faut savoir quelle proportion du trafic peut être partagée, jusqu'à quel point du réseau elle l'est réellement, et à quel endroit la réplication commence. Deux réseaux transportant le même volume total peuvent avoir des coûts très différents selon l'endroit où les copies apparaissent.

C'est aussi pourquoi les diagnostics d'abonné sont difficiles. Une image qui gèle chez une personne peut venir de son propre réseau domestique, du segment partagé avec ses voisins, ou d'un problème bien plus haut. Les trois donnent exactement le même symptôme à l'écran, et seul le premier est visible depuis chez l'abonné.