Assessment of Optimization Parameters for Video Transmission over Optical Fiber using an H265/HEVC Encoder in Video Streaming Applications

Abstract

У цій роботі були проведені дослідження та проаналізовані продуктивність оптичної системи передачі відео. Були поєднані переваги методів стиснення HEVC і мультиплексування OTDM за допомогою схеми диференційної фазової маніпуляції (DPSK). Кодування джерела та каналу розробляються окремо, а потім каскадуються. Модуль внутрішнього передбачення, який використовується в кодувальнику HEVC, було реалізовано за допомогою інструменту Matlab, щоб продемонструвати його здатність вибирати поріг передбачення кодування та розмір блоку з використанням усіх розмірів і режимів блоку передбачення (PU). Отримані результати були реалізовані для другого внеску щодо запропонованої волоконної системи передачі з використанням програмного забезпечення OptiSystem. Для оцінки запропонованої системи було використано кілька показників, включаючи відношення сигнал/шум (SNR), Q-фактор і частоту бітових помилок (BER). Результати моделювання показують, що критерій оптимізації призвів до кращої продуктивності з точки зору якості передачі, у покращенні Q-фактора та мінімізації (BER), таким чином забезпечуючи значне зниження роздільної здатності відеопотоку, що зменшує кількість даних перед передачею на оптичне волокно.

In this research, we investigated and analyzed the performance of an optical video transmission system. We combined the benefits of HEVC compression techniques and OTDM multiplexing using the Differential Phase Shift Keying (DPSK) scheme. Source and channel coding are separately designed and then cascaded. The intra-prediction module used in HEVC encoder has been implemented using the Matlab tool to show its ability to select the coding prediction threshold and block size using all prediction unit sizes and modes (PUs). The obtained results have been implemented for the second contribution concerning the proposed fiber transmission system using the OptiSystem software. To evaluate the proposed system, several metrics were used, including the signal-to-noise ratio (SNR), Q-factor, and bit error rate (BER). The simulation results show that the optimization criterion led to better performance in terms of transmission quality, in improving Q-factor and minimizing (BER), thus providing a significant resolution reduction of the video stream, which reduces the amount of data before being transmitted on the optical fiber.