CHRISTIAN CAMILO QUINTERO ACEVEDO COD. 8026485

1

ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS TÉCNICOS PARA IMPLEMENTAR UNA

SOLUCIÓN DE IPTV SOBRE UNA RED ACADEMICA DE ALTA VELOCIDAD

CHRISTIAN CAMILO QUINTERO ACEVEDO COD. 8026485

UNIVERSIDAD CATÓLICA POPULAR DEL RISARALDA PROGRAMA INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES

PEREIRA

2010

2

ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS TÉCNICOS PARA IMPLEMENTAR UNA SOLUCIÓN DE IPTV SOBRE UNA RED ACADEMICA DE ALTA VELOCIDAD

CHRISTIAN CAMILO QUINTERO ACEVEDO

COD. 8026485

Proyecto de grado para optar por el título de Ingeniero de Sistemas y

Telecomunicaciones

Asesor

Ingeniero Cesar Tabares

UNIVERSIDAD CATÓLICA POPULAR DEL RISARALDA PROGRAMA INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES

PEREIRA

2010

3

DECLARACIÓN DE DERECHOS DE AUTOR

El presente trabajo de grado incluye ideas de sus autores y asesores, por lo tanto,

se dará el crédito correspondiente cuando sea necesario.

Se deja claro que este proyecto y su contenido puede ser usado como material de consulta por parte de quienes les interese el tema, siempre y cuando den el crédito respectivo y hagan uso de este de acuerdo con las normas de derechos de

autor.

4

DEDICATORIA

A mis padres que me han apoyado en el transcurso de mi vida, a mi hermana, a

mis tías, a mis tíos, primos, primas, en general a todas aquellas personas que de una u otra forma estuvieron presentes en esta etapa que estoy a punto de concluir.

5

AGRADECIMIENTOS

A mi familia por estar siempre apoyándome en las etapas más duras de mi vida

A mi asesor el Ingeniero Cesar Tabares por orientarme y guiarme durante la

culminación de mi proyecto de grado.

A todas aquellas personas que estuvieron involucradas en la realización de mi proyecto de grado por aconsejarme para que este proceso concluyera de manera exitosa.

6

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 18

JUSTIFICACIÓN........................................................................................................ 19

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ............................................................................ 21

OBJETIVO GENERAL............................................................................................... 22

OBJETIVOS ESPECIFICOS ..................................................................................... 22

1. MARCO CONTEXTUAL ........................................................................................ 23

1.1 DIMENSIÓN SOCIO-CULTURAL ....................................................................... 23

1.2 DIMENSIÓN ECONÓMICA................................................................................. 23

1.3 DIMENSIÓN TECNOLÓGICA ............................................................................ 25

1.4 DIMENSION POLITICA ...................................................................................... 27

2. MARCO TEÓRICO ................................................................................................ 29

2.1 PROTOCOLOS IPTV .......................................................................................... 33

2.1.1 HTTP ................................................................................................................. 33

2.1.2 SIP/SDP ............................................................................................................ 33

7

2.1.3 RTP ................................................................................................................... 35

2.1.4 RTCP ................................................................................................................ 37

2.1.5 RTSP ................................................................................................................ 38

2.1.6 MULTIDIFUSIÓN MEDIANTE IGMP ............................................................... 39

2.1.7 UPnP ................................................................................................................. 41

2.1.8 DLNA ................................................................................................................ 42

2.1.9 DHCP ................................................................................................................ 42

2.1.10 UDP ................................................................................................................ 43

2.1.11 QoS ................................................................................................................. 43

2.1.12 IPv6 ................................................................................................................. 47

2.2 TECNOLOGIAS DE IPTV ................................................................................... 49

2.2.1 VoD ................................................................................................................... 49

2.2.2 NVOD................................................................................................................ 50

2.2.3 VIDEO STREAMING ........................................................................................ 50

2.2.4 SET-TOP BOX (STB) ....................................................................................... 51

8

2.3 FABRICANTES DE TECNOLOGÍA .................................................................... 53

2.3.1 ENCODER ........................................................................................................ 53

2.3.2 GUÍA ELECTRÓNICA DE PROGRAMAS (EPG) ........................................... 55

2.3.3 GESTIÓN DE DERECHOS DIGITALES (DRM) ............................................. 56

2.3.4 SERVIDORES VoD .......................................................................................... 57

2.3.5 PELÍCULAS EN SERVIDORES ...................................................................... 59

2.3.6 MIDDLEWARE ................................................................................................. 60

2.3.7 STB ................................................................................................................... 60

2.3.8 DSLAM.............................................................................................................. 63

2.3.9 IP-DSLAM ......................................................................................................... 64

2.4 REDES ACADÉMICAS DE ALTA VELOCIDAD ................................................ 65

2.4.1 RENATA .......................................................................................................... 67

2.4.2 RUMBO............................................................................................................. 70

2.4.3 CLARA .............................................................................................................. 71

2.4.4 RedCLARA ....................................................................................................... 72

9

2.4.5 DANTE .............................................................................................................. 75

2.4.6 INTERNET2 ...................................................................................................... 77

2.4.7 REDES DE NUEVA GENERACIÓN ................................................................ 78

2.5 APLICACIONES EN REDES ACADÉMICAS DE ALTA VELOCIDAD .............. 79

2.6 RENATA .............................................................................................................. 81

2.7 RED UNIVERSITARIA DE MEDICINA, RUTE ................................................... 84

2.8 T@LEMED........................................................................................................... 85

2.9 EDUCACIÓN MUSICAL A TRAVÉS DE VIDEOCONFERENCIA ..................... 85

3. IPTV EN LAS REDES ACADEMICAS DE ALTA VELOCIDAD ........................... 87

3.1 JANET .................................................................................................................. 88

3.2 SOLUCIÓN PROPUESTA .................................................................................. 89

4. CONCLUSIONES .................................................................................................. 90

5. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................... 92

10

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Plan Nacional TIC 2008-2019 – Fuente Compartel ................................... 28

Tabla 2. Tipos de información transportada en el protocolo RTP ........................... 36

Tabla 3. Ventajas y Desventajas de servicios integrados y diferenciados.............. 43

Tabla 4. Características de los servicios Diferenciados .......................................... 46

11

LISTA DE GRAFICOS

Gráfica 1.Indice de Tecnología ................................................................................. 25

Gráfica 2. Networked Readiness Index (Índice de lectura a través de la red) ........ 25

Gráfica 3 Arquitectura Básica IPTV .......................................................................... 32

Gráfica 4. Componentes necesarios dentro de red SIP .......................................... 34

Gráfica 5. Diagrama de sesión RTP y RTCP ........................................................... 38

Gráfica 6. Diagrama de sesión protocolo RTSP ...................................................... 39

Gráfica 7. Unicast y Multicast.................................................................................... 40

Gráfica 8. Reserva mediante RSVP ......................................................................... 45

Gráfica 9. Implementación solución DRM Verimatrix............................................... 57

Gráfica 10. Despliegue jerárquico de servidores en red de video .......................... 58

Gráfica 11. Comunicación DSLAM – ADSL ............................................................. 63

Gráfica 12. Conexión redes académicas nivel nacional, RENATA ......................... 69

Gráfica 13. Esquema de Conexión Redes Académicas de Alta Velocidad ............ 70

Gráfica 14. Conexión RedCLARA............................................................................. 73

12

Gráfica 15. Troncal RedCLARA ................................................................................ 75

Gráfica 16. Conexión GEANT con el mundo ............................................................ 76

Gráfica 17. Red Internet2 .......................................................................................... 78

Gráfica 18. Arquitectura de Transmisión .................................................................. 83

Gráfica 19. Arquitectura de recepción Opera Oberta............................................... 83

Gráfica 20. IPTV en redCLARA ................................................................................ 88

Gráfica 21. IPTV en Red Académica de Alta Velocidad .......................................... 89

13

LISTA DE IMAGENES

Imagen 1. Cabecera IPv6.......................................................................................... 48

Imagen 2. Encoder Tandberg EN8090 ..................................................................... 54

Imagen 3. Vista frontal STB Amino A140 ................................................................. 61

Imagen 4. Vista posterior STB Amino A140 ............................................................. 61

Imagen 5. Vista frontal STB Telergy T502 ............................................................... 62

Imagen 6. Vista posterior STB Telergy T502 ........................................................... 62

14

GLOSARIO

802.1q: Es un protocolo creado por el grupo de trabajo 802 de la IEEE para

desarrollar un mecanismo que permita a múltiples redes compartir de forma transparente el mismo medio físico, sin problemas de interferencia entre ellas.

Backbone: Hace referencia a las principales conexiones troncales de Internet,

o a cualquier grupo de enrutadores interconectados con alto tráfico de datos.

Backplane: Es una placa que conecta varios conectores en paralelo uno con otro, de tal modo que cada pin de un conector esté conectado al mismo pin

relativo del resto de conectores, formando un bus de ordenador. Se utiliza como columna vertebral para conectar varias placas de circuito impreso que juntas forman una computadora.

CSMA/CD: Las siglas corresponden a Carrier Sense Multiple Access with

Collision Detection, la definición en español traduce Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones, es una técnica utilizada en redes Ethernet para el envío de datos a través de ella, en este método de

acceso los dispositivos de red que van a enviar datos aplican el “escuchar antes de transmitir”. Si el canal está, libre el dispositivo transmite, de lo contrario espera a que el canal se encuentre despejado.

Dirección MAC: Traduce Control de Acceso al Medio es un identificador de 48

bits que corresponde de forma única a una Ethernet de red. Cada dispositivo tiene su dirección MAC determinada y configurada por la IEEE y el fabricante.

E1: Formato de transmisión digital, este formato fue creado para interconectar

troncales entre centrales telefónicas. La trama E1 consta de 32 divisiones de 64k cada una, que corresponden a un total de 32 líneas telefónicas, donde 30

son utilizadas para telefonía normal y las otras dos para señalización.

EPG: Es el acrónimo inglés de Electronic Program Guide, o lo que es lo mismo Guía Electrónica de Programación. Con la nueva televisión digital, se añaden

más servicios a los que se conocen actualmente (teletexto). La EPG es un servicio que se podría asimilar a un teletexto mejorado (con gráficos y textos de alta resolución) centrado en la programación de las cadenas de TV digital.

15

La guía permitirá conocer la programación diaria de las distintas cadenas

mediante un navegador intuitivo, a través del mando a distancia del decodificador.

FE (Fast Ethernet): Es el nombre de una serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de 100 Mbps.

GE (Gigabit Ethernet): Es una ampliación del estándar Ethernet que consigue

una capacidad de transmisión de 1 Gigabit por segundo, lo que corresponde a unos 1000 Megabits por segundo.

HDTV: Acrónimo en inglés de High Definition Television o Televisión de alta

definición. Formato caracterizado por emitir señales de televisión en más alta calidad de los existentes (PAL, NTSC y SECAM). Compite con el DTV

(televisión digital).

IPTV (Internet Protocol Television): Es un servicio de televisión que en lugar de ser transmitido por los formatos tradicionales, utiliza las redes por donde se accede a Internet. El usuario recibe la señal a través de un televisor

convencional.

IETF (Internet Engineering Task Force): Es una organización internacional abierta de normalización, que tiene como objetivos el contribuir a la ingeniería

de internet, actuando en diversas áreas como son el transporte, encaminamiento y seguridad. Esta entidad es conocida por ser la entidad que regula las propuestas y los estándares de internet conocidos como RFC.

IPv4: Es la versión 4 del Protocolo de Internet (IP), fue la primera versión que

se implemento de forma extensiva. Fue descrito inicialmente en el RFC 791 elaborado por IETF en Septiembre de 1981. Utiliza direcciones de 32 bits,

limitándola a 4.294.967.296 direcciones únicas.

IPv6: Es la versión 6 del Protocolo de Internet (IP), la cual fue diseñada por Steve Deering y Craig Mudge, en 1994 fue adoptado por IETF. Es la versión

llamada a sustituir la saturada versión 4 del Protocolo de Internet. Esta nueva versión soporta 340 sextillones direcciones de red.

16

MPEG2 y MPEG4: Moving Pictures Experts Group 2 y 4, es la designación para un grupo de estándares de codificación de audio y video acordado por MPEG y publicados como estándar ISO13818.

MPLS: Es un mecanismo de transporte de datos estándar creado por la IETF y

definido en el RFC 3031. Fue diseñado para unificar el servicio de transporte de datos para las redes basadas en circuitos y las basadas en paquetes.

Puede ser utilizado para transportar diferentes tipos de tráfico (voz, datos, paquetes IP).

Middleware: Ejerce de enlace entre los sistemas del operador y la experiencia

del usuario

NREN: De las siglas en ingles National Research and Education Network, que traduce Red Nacional de Investigación y Educación, dedicadas como su

nombre lo indica a prestar todo una infraestructura para apoyar las comunidades investigativas y educativas dentro de un país.

NTSC y PAL: Comisión Nacional de Sistema de Televisión es un sistema de codificación y transmisión de Televisión en color analógico desarrollado en

Estados Unidos en 1940, y se emplea en América y Japón, entre otros países. El formato PAL es un derivado del NTSC, el cual es empleado en Europa y parte de Sudamérica.

VoD: El vídeo bajo demanda ofrece a los clientes la posibilidad de sentir que

disponen de un aparato reproductor de vídeo doméstico en el que pueden visualizar cuando lo deseen una serie de contenidos (programas, películas,

noticias, etc.) sin necesidad de disponer de un objeto físico (DVD, CD, etc.) que deban introducir en un equipo electrónico.

Zapeo o Zapping: Es el acto de saltar programación o canales de televisión.

17

RESUMEN

RESUMEN ABSTRACT

Este proyecto pretende identificar las tecnologías existentes de IPTV y de las redes académicas de alta velocidad. De tal forma que se obtenga un conocimiento suficiente para entender el funcionamiento de IPTV y el papel que juegan las redes académicas en Colombia y en el mundo. Mediante la investigación de diferentes fuentes bibliográficas especializadas, entrevistando y consultando a Ingenieros relacionados con estas redes académicas y por medio de una serie de trabajos de campo, se obtuvo la información necesaria para comprender como IPTV es integrada a las redes académicas de alta velocidad. Es importante destacar el papel que juega la televisión en las sociedades, en Colombia no es la excepción, por tal motivo se han estudiado los protocolos de transmisión, las diferencias entre la televisión estándar y la de alta definición, el ancho de banda necesario para recibir una señal optima, entre otros aspectos indispensables para poder desplegar dentro de una red académica una solución de IPTV funcional. Con la información recopilada en todo el proyecto, finalmente se propone una solución de IPTV que pueda ser desplegada en cualquier red académica con las que cuenta el país. Definiendo los equipos necesarios, identificando las tecnologías de funcionamiento de IPTV y de las redes. DESCRIPTORES: IPTV, Redes Académicas de Alta Velocidad, protocolos de transmisión, televisión estándar, televisión de alta definición.

This project aims to identify existing technologies of IPTV and high-speed academic networks. So as to obtain sufficient knowledge to understand the operation of IPTV and the role of academic networks in Colombia and in the world. By investigating different specialized bibliographic sources, interviewing and consulting engineers associated with these academic networks and also through a series of field work to obtain necessary data to understand how IPTV is integrated into the high-speed academic networks. It is important to highlight the role that television plays in societies and colombian society is not the exception, for this reason we have studied transmission protocols, differences between standard TV and HDTV, the bandwidth required to recieve an optimal signal, among other essential aspects to deploy within an academic network a functional IPTV solution. With the information gathered throughout the project aims ultimately IPTV solution that can be deployed in any academic network in this country. Defining the necessary equipment and the operation of IPTV and the networs. KEYWORDS: IPTV, National Research and Education Network, transmission protocol, standard television, high definition television.

18

INTRODUCCIÓN

En los años cincuenta y sesentas el estado colombiano creó institutos que se especializaron en la investigación sectorial, sin que ello significara el diseño de una política oficial en este campo, o al menos un esfuerzo consistente por

correlacionar las actividades científicas y técnicas con los propósitos del desarrollo económico-social. La infraestructura para acceder a procesos investigativos era muy insuficiente y además no contaba con personal capacitado, esta situación se

daba ya que en Colombia no existían programas de postgrado y la formación profesional especializada debía adquirirse en otros países.

Sólo hasta 1968 el gobierno nacional creo el consejo nacional de ciencia y tecnología, dicho consejo se instauró como el organismo rector de la política

científica y tecnológica, también la fundación del fondo Colombiano de Investigaciones Científicas y Proyectos Especiales “Francisco José de Caldas”, además dentro del Ministerio de Educación Nacional se conformo Colciencias, con

el fin de promover el desarrollo científico y tecnológico del país. Desde la creación de Colciencias, hasta 1991 esta institución sentó sus bases institucionales y fundamentó una política nacional de ciencia y tecnología, fue ésta quien tuvo un

papel protagónico en los esfuerzos regionales por emplear la ciencia y la tecnología al desarrollo económico y social del país; apoyó económicamente a instituciones que se dedicaran a esta actividad. Pero todas estas instituciones

tendrían carta de ciudadanía hasta la promulgación de la Ley Marco de Ciencia y Tecnología junto con sus decretos reglamentarios (1990-1991), los cuales le otorgaban la responsabilidad de los desarrollos tecnológicos y científicos a dichas instituciones.

Colciencias se convirtió en la entidad promotora de la tecnología y de la ciencia,

sin la creación de esta entidad probablemente el desarrollo tecnológico estaría aún más rezagado con respecto al resto de países vecinos.

19

JUSTIFICACIÓN

Analizados los servicios que se encuentran en las redes de alta velocidad, este

estudio se basará principalmente en Internet Protocol Television (IPTV). Debido a la cantidad de posibilidades que brinda la televisión para el desarrollo cognoscitivo, este es el servicio que debe ser explotado con mayor rapidez a nivel

universitario para brindarles a los estudiantes, catedráticos y científicos un mejor acceso a la información.

En el área de la medicina, por ejemplo, sería una herramienta muy valiosa ya que puede llegar a brindar ventajas significativas con respecto al servicio que ofrece la

telemedicina actualmente. La telemedicina es la prestación de servicios médicos a distancia tales como el diagnostico remoto, la consulta vía videoconferencia o la transmisión de imágenes radiológicas desde puntos geográficos distantes. A

través de IPTV estos servicios pueden ampliarse ya que un estudiante puede hacer uso del video bajo demanda, incluido en el servicio de IPTV para observar una intervención quirúrgica realizada tiempo atrás o incluso en tiempo real. Por

medio de IPTV el estudiante será el encargado de solicitar el programa en el momento que lo desee ver.

El proyecto busca analizar los requerimientos técnicos necesarios para implementar soluciones basadas en la televisión soportada en el protocolo de

internet, para de esta manera aprovechar las potencialidades de las redes de alta velocidad, infraestructura que como ya se mencionó previamente no se encuentra aprovechada a su máximo grado y que está siendo subutilizada. La presencia de IPTV en estas redes es fundamental para desarrollar su capacidad máxima de

rendimiento, lo que se busca es integrar nuevos servicios y de esta manera optimizar la utilización de dichas redes.

De igual manera, el desarrollo de este proyecto es de gran importancia ya que servirá de base para el desarrollo de futuras aplicaciones que utilicen las

potencialidades de IPTV y las redes académicas de alta velocidad; por ejemplo estará disponible el e-learning, el cual permite a los estudiantes por medio de las redes de alta velocidad asistir o recibir una clase magistral programada dado el

caso que el estudiante no pueda asistir a clases, el ingreso a las bibliotecas virtuales será mucho más entretenido y aún mas enriquecedor, la creación de más servicios para ofrecer a la comunidad y generar nuevos nichos de mercado, sin

dejar de mencionar las oportunidades de negocio que representaría la incursión de IPTV sobre redes académicas de alta velocidad.

20

Se podría pensar que uno de los fines fundamentales de las redes académicas

avanzadas es permitir que centros de investigación, universidades y empresas interesadas en el desarrollo de la ciencia y la tecnología intercambien información dentro de un contexto colaborativo, enfocado en la investigación.

21

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

De acuerdo al estudio SPADIES (Sistema de Prevención y Análisis de la

Deserción en las Instituciones de Educación Superior) realizado por el Ministerio de Educación en conjunto con la Universidad de los Andes, arrojo un primer resultado con respecto a la elevada tasa de deserción, un 46.4% de los

estudiantes que ingresan a instituciones de Educación Superior desertan, es decir, que uno de cada dos estudiantes se gradúa. Las causas académicas juegan un papel muy importante en la deserción. Así, entre los estudiantes que ingresan con

mejor puntaje del Icfes, y los de menor, la diferencia en el grado de deserción alcanza el 20%. No deja de ser preocupante que en los altos Icfes, que corresponden a un pequeño porcentaje de los bachilleres, la deserción en ellos

llegue al 35%. Por otra parte, se encuentran mejores resultados académicos cuando los padres, y en particular la madre, son profesionales y existen facilidades para estudiar en el hogar, como bibliotecas y computadores. La cobertura de la

educación en Colombia a pesar de que ha crecido en los últimos años sigue habiendo un porcentaje muy alto de personas que no pueden aspirar a la educación profesional, causas económicas son una respuesta a estas

deserciones. Las políticas de crédito educativo desarrolladas por el ICETEX, en especial los créditos dirigidos a los estudiantes de menores ingresos, están contribuyendo a reducir la deserción por causas económicas.

Las universidades han decidido unir esfuerzos para llegar a compartir recursos

educativos y de esta manera poder garantizarle a los estudiantes las herramientas necesarias con las cuales puedan generar temáticas de fuentes fiables y verídicas y así lograr proyectos de calidad capaces de competir con otros proyectos en el resto del mundo. Colombia no se encuentra preparada tecnológicamente y

económicamente para asumir los costos que representa mantener y administrar redes de alta velocidad, sin tener en cuenta el costo que tendría migrar del protocolo de internet versión 4 a la versión 6. En la actualidad el gobierno nacional

subsidia parte del mantenimiento de dichas redes, a partir de 2011 las universidades deben buscar el apoyo por parte de empresas y patrocinadores independientes que cubran los costos que genera utilizar redes con velocidades

de transmisión tan altas.

La cultura es otro problema que debe afrontar las redes de alta velocidad, ya que los estudiantes deben cambiar su forma de educarse, deben ver estas redes como una forma de instruirse de manera más competitiva y profesional. Generalizar esta

nueva manera de prepararse no es tarea fácil y llevara un tiempo para que los estudiantes vean las bondades que les puede ofrecer IPTV sobre redes académicas de alta velocidad.

22

OBJETIVO GENERAL

Determinar los requerimientos técnicos para implementar una solución de IPTV

sobre una red académica de alta velocidad.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar las investigaciones respectivas para conocer los protocolos utilizados por el servicio de IPTV.

Analizar las diferentes tecnologías existentes que soporten IPTV.

Buscar soluciones de IPTV implementadas sobre redes de alta velocidad.

Investigar y comparar los avances a nivel regional y nacional de las redes académicas de alta velocidad en cuanto a la transmisión de video sobre su infraestructura.

Plantear los equipos y herramientas necesarias para que IPTV tenga un

funcionamiento eficiente a nivel académico.

23

1. MARCO CONTEXTUAL

1.1 DIMENSIÓN SOCIO-CULTURAL

La sociedad colombiana y especialmente la sociedad educativa han visto la

necesidad de generar nuevas fuentes de conocimiento que les permita estar a la vanguardia de los países desarrollados. Vemos como nuestra sociedad se ha vuelto dependiente de la tecnología, sólo por mencionar unos ejemplos claros, en

años pasados los niños se divertían jugando con un balón en la calle, ahora para poder entretenerse hacen uso de dispositivos mucho más sofisticados, antes se reunían en los parques de los barrios a jugar, ahora se encuentran en Messenger

o en skype e interactúan a través de este medio. En la actualidad un niño sólo necesita tener un computador para desarrollar su vida social, allí encuentra todo lo que necesita para su formación interpersonal. Definitivamente la sociedad se ha

convertido en tecnológico-dependiente y esto conlleva a que se tenga que innovar y además implementar nuevas formas de interactuar con todas la herramientas que se van presentando a medida que la tecnología sigue en desarrollo.

Actualmente la tecnología avanza de una manera tan rápida que los dispositivos

electrónicos quedan rezagados por versiones mejoradas en aproximadamente 18 meses. Este hecho también ha sido el causante de cambios socio-culturales que se presentan en la actualidad.

Desde hace varios años el gobierno nacional está integrando como política de estado el programa Agenda de Conectividad: Camino a la Sociedad del

Conocimiento, el cual está encargado de impulsar el uso de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) como una herramienta generadora de desarrollo social y económico del país. Surge la necesidad de impulsar la creación

de una red universitaria de alta velocidad, así como su conectividad a redes internacionales, para estimular la ejecución de proyectos nacionales de investigación, educación y desarrollo. Mejorar la competitividad y el progreso de

todas las organizaciones participantes.

1.2 DIMENSIÓN ECONÓMICA

La economía colombiana ha pasado por varias etapas, en los años ochenta tuvimos una economía mediocre, en los noventa fue de altos y bajos, pero los primeros años del siglo XXI fue de gran crecimiento económico para nuestro país.

Aunque en la actualidad se debe resaltar que se viene afrontando una crisis

24

económica bastante fuerte, la cual comenzó a mediados del año 2008 y se

extendió hasta finales del año 2009. Para el 2010 se espera un crecimiento entre el 4% y 5% como lo menciona el portal de economía y negocios Portafolio, en su publicación del lunes 29 de Marzo de 2010. Se genera un panorama de optimismo

por parte de los empresarios y así mismo de los empleados, de este crecimiento se beneficiarían ambos.

Pero si el país crece en su economía no sólo afecta a empresarios y empleados, este crecimiento toca todos los sectores públicos, incluyendo el sector tecnológico,

allí se esperarían nuevas intervenciones extranjeras, la llegada de nueva tecnología y con ello nuevas oportunidades de negocios y propuestas tecnológicas.

Ya habiendo dejado atrás la recesión económica que se presento hace año y

medio aproximadamente, la sociedad colombiana esta predispuesta a un año lleno de crecimiento social, económico, cultural, educativo y sobre todo en el aspecto tecnológico.

Los empresarios colombianos saben que la tecnología es parte fundamental del

crecimiento y que estar a la vanguardia tecnológica es tan importante como la operación del negocio, la tecnología vuelve las empresas competitivas y fuertes en el momento de competir con otras empresas. Por ello dichas empresas no pueden

ser ajenas a esta nueva tecnología y por el contrario deben empezar a jugar un papel protagónico en la puesta en marcha de las redes avanzadas. Esta nueva tecnología tendrá un impacto importante en la economía nacional, empezara a cambiar la forma como percibimos nuestro alrededor y así mismo la manera de

cómo hacemos alianzas estratégicas para aprovechar al máximo el potencial que nos ofrece la televisión sobre IP enfocado especialmente en nuestro sistema educativo nacional.

Existe un indicador calculado por el Foro Económico Mundial, que involucra las

tecnologías de la información y las comunicaciones, y es el Growth Copetitiveness Index (GCI). El GCI mide la capacidad de la economía nacional de cada país para alcanzar un crecimiento económico sostenible a mediano plazo. Se compone de

tres subíndices: tecnología (1/3), instituciones públicas (1/3) y entorno macroeconómico (1/3). De acuerdo con este índice, la tecnología es tan importante como el desempeño de las instituciones públicas y el entorno en el

crecimiento potencial de la economía. En tan solo 2 años (2003-2005) Colombia perdió 15 puestos en el GCI1.

1 Plan TIC Colombia, En Línea con el Futuro – Ministerio de Comunicaciones

25

Gráfica 1.Indice de Tecnología

Fuente: Plan Nacional TIC 2008-2019

1.3 DIMENSIÓN TECNOLÓGICA

No se puede negar que las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) son un factor fundamental para la competitividad y el crecimiento económico de todos los países en la sociedad de la información que vivimos. Es por esto que

si un país no se mantiene al día con su infraestructura tecnológica y con sus sistemas de educación, probablemente quedará rezagada en el ámbito competitivo mundial, quedando marginado de los desarrollos científicos y su factor de productividad bajara respecto a las demás naciones.

Existen diferentes organismos internacionales que se han propuesto construir

indicadores para evaluar en forma comparativa el desempeño de los países a nivel mundial y establecer las variables relevantes que determinan el grado de preparación para aprovechar los beneficios de las TIC. El Foro Económico Mundial

con la colaboración de INSEAD2 desarrolla el NRI (Networked Readiness Index), el cual tiene como fin medir el grado de preparación de una nación para aprovechar los beneficios de las TIC en todos los ámbitos de la sociedad. El NRI

se compone de tres subíndices: ambiente de la nación para el desarrollo de TIC (1/3), preparación de los actores relevantes de la nación (individuos, empresas y gobierno; 1/3), y utilización del TIC por los actores (1/3).

Gráfica 2. Networked Readiness Index (Índice de lectura a través de la red)

2 Institut Européen d'Administration des Affaires (Escuela de Negocios en Francia)

26


En Colombia el gobierno nacional está enfocado en implementar la televisión digital terrestre (TDT) con la puesta en marcha del modelo europeo DVB-T (Digital

Video Broadcasting Terrestrial). Se llevaron a cabo varias pruebas para decidir cuál de los estándares existentes beneficiaría a la sociedad colombiana, se estudió el estándar americano ATSC (Advance Television Society Comittee), el

estándar japonés ISDB-T y claro está el DVB-T. La decisión se inclinó por el estándar europeo por varias razones, una de ellas fue que dicho estándar tuvo más acogida a nivel mundial, son 58 países los que lo han tomado como estándar

para la implementación de la televisión digital terrestre. La interacción se basa en cambio de idioma, consulta sobre programación, participación en programas, opciones de negocios, mejor definición en la imagen y en el audio. La posibilidad

de crear nuevos canales, todo esto conlleva al incremento de la industria de la televisión en nuestro país.

La tecnología va de la mano con el desarrollo de cualquier país, y junto con ellos la educación, es por esto que se hace necesario innovar en tecnologías para la

educación colombiana. En este punto es donde aparecen las redes educativas de alta velocidad, creadas exclusivamente para el desarrollo educativo. Se han creado varias redes académicas de alta velocidad agrupadas en una sola llamada

RENATA, red nacional académica de tecnología avanzada. En RENATA se agrupan todas las redes de alta velocidad existentes a nivel nacional como son RUMBO, RUANA, RADAR, entre otras.

IPTV no es solamente televisión por cable transmitida por un nuevo medio, es la nueva generación y futuro de la televisión que hoy en día tenemos en nuestros

hogares. Esta tecnología permite ofrecer servicios como contenido dinámico, VoD

27

(Video bajo Demanda), televisión de alta definición (HDTV) y además abre un

camino básico para el desarrollo de temas educativos que puedan ser difundidos por medio de esta nueva generación de la televisión.

1.4 DIMENSION POLITICA

Visualizando la expansión del acceso a las TIC se observa la consolidación de la Sociedad de la Información pues no se reduce a la manifestación del desarrollo

tecnológico, sino que facilita la innovación de procesos de interacción social y mejoramiento de la calidad de vida de los colombianos, uno de los cuatro ejes sobre los que está trabajando el Ministerio de Comunicaciones desde 2006 es;

“Todos los colombianos conectados e informados”. En este eje de política, se ha avanzado significativamente en aumentar la penetración de Internet y de banda ancha, promoviendo los programas de acceso a Internet a las instituciones

públicas hospitales, bibliotecas, alcaldías, instituciones educativas oficiales a través del programa Compartel.

Partiendo de la base de “estar mejor informados” no permite ninguna exclusión, el gobierno viene trabajando para garantizar el acceso a la información y la

comunicación a la población en situación de discapacidad. Durante el año 2007 se instaló la integralidad de la red de acceso del Centro de Relevo Telefónica-Telecom del programa “Telefonía Accesible”. Además de poner en marcha el

proyecto “Conectados con la Sordo ceguera – Conectando Sentidos” con la instalación de equipos especializados en aulas informáticas, de las ciudades de Bogotá, Medellín y Cali.

El programa Compartel de Telefonía Social 1999-2000 inicialmente se creó para llegar a prestar el servicio de telefonía rural, especialmente en los sectores de

menores ingresos y en las regiones más apartadas del territorio nacional. Para el 2002 se decretaron los lineamientos de política en Telecomunicaciones Sociales 2002-2003 contenidos en el CONPES 3171 de mayo 23 de 2002, con el único fin

de continuar con el programa Compartel de Telefonía Social 1999-2000. Estas directrices surgieron orientar los programas teniendo en cuenta tres variables principales; accesibilidad, no discriminación y asequibilidad3.

En el año 2007 se publicaron los lineamientos de política para reformular el

Programa Compartel de Telecomunicaciones Sociales basados en la experiencia adquirida a lo largo del programa. Con el fin de orientar sus acciones para

3 Plan TIC Colombia, En Línea con el Futuro – Ministerio de Comunicaciones

28

incrementar la flexibilidad y adaptación a las condiciones de mercado, mejorar la

calidad de los servicios, fomentar una mayor articulación con otras iniciativas, programas e instituciones del Gobierno, generar un mayor aprovechamiento y mejor apropiación de la infraestructura instalada, dar continuidad de los programas

de alto impacto social y promover la competitividad regional.

El programa Compartel ha desarrollado cinco líneas; Telefonía rural comunitaria, Telecentros, Conectividad en banda ancha para instituciones públicas, ampliación y reposición de redes TPBC (Telefonía Publica Básica Conmutada) y ampliación

de redes de banda ancha con énfasis en el sector Mi Pymes.

El proyecto de Conectividad en banda ancha para instituciones públicas a la fecha ha previsto beneficiar inicialmente 15.525 instituciones públicas a 2008 (como contribución a la meta de 22.321 instituciones conectadas entre el 2006- 2010), de

las cuales 10.695 se encuentran en operación y las restantes 4.830 quedarán conectadas en el transcurso del 20084.

Tabla 1. Conectividad de Banda Ancha para Instituciones Publicas


4 Plan TIC Colombia, En Línea con el Futuro – Ministerio de Comunicaciones. P. 32.

29

2. MARCO TEÓRICO

En los años 70 aparece Ethernet; tecnología de red de área local (LAN) que

transmite información entre PC´s a velocidades entre 10 y 100 Mbps. Esta tecnología fue inventada por el Dr. Robert M. Metcalfe, diseñada para soportar búsqueda en la “oficina del futuro”, en la cual se encontraba uno de los primeros

PC del mundo, Xerox Alto. El Dr. Robert descubrió que el sistema podría llegar a mejorarse y fue así como logro que el acceso a un canal dejara de ser arbitrario y desarrollo un sistema que incluía detección de colisiones (collision detect), este

sistema además contenía “listen before talk”, en el cual los ordenadores ven si hay actividad en el canal (carrier sense) antes de transmitir y además también soporta accesos al canal compartido por múltiples equipos (multiple access). Gracias a

este descubrimiento nace el protocolo de acceso al canal Ethernet como CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Control Detection).

La primera red experimental del Dr. Robert se llamo “Alto Aloha Network”, pero luego en 1973 le cambio el nombre a “Ehternet”, tratando de generalizar que el

sistema servía para todo tipo de computadoras y no sólo para el Alto. Se baso en la palabra “ether” para describir la característica esencial del sistema, el medio físico lleva los bits a todas las maquinas, al igual que se creía que el antiguo éter

luminiscente propagaba las ondas electromagnéticas a través del espacio.

En una red Ethernet cada equipo opera de manera independiente de los otros equipos de la red, no existe un controlador central. Todas las estaciones conectadas a la red están conectadas por un medio compartido, como internet. Las señales son trasmitidas en serie por el canal compartido a todas las

estaciones conectadas. La manera de transmisión es escuchando el canal y cuando el canal se encuentre despejado, la estación transmite sus datos en forma de trama. Después de cada transmisión, todas las estaciones de la red tienen las

mismas posibilidades de ser las siguientes en transmitir, esto asegura que ninguna estación bloquee otra estación. El acceso al medio es determinado por el control de acceso al medio (MAC), que es un mecanismo contenido en la interfaz Ethernet

de cada estación.

Para las redes Ethernet existen variedades de cables para la transmisión de datos, entre los muchos que existen se encuentra el par trenzado RJ-45 o cable UTP, ofrece varias ventajas frente a cables coaxiales dentro de las cuales podemos

mencionar el costo y el cuidado que se debe tener a la hora de la instalación. Los cables de red más utilizados son 10BASE-T y 100 BASE-TX, tanto con cable de par trenzado apantallado (STP) como también sin apantallar (UTP), es decir,

apantallados son aquellos que vienen recubiertos por una malla o por un tubo

30

metálico, que actúa de jaula de fardada para evitar el acople de ruidos y otras

interferencias5.

El acceso a banda ancha se ha identificado como un acelerador de la economía y el desarrollo social. A través de su uso se puede incrementar el acceso a servicios básicos como la salud y la educación, cerrando así la brecha de acceso en cuanto

a la disponibilidad de servicios existentes. Banda ancha aparece entonces como un elemento indispensable para acceder a las Tecnologías de la Información y Comunicación y para construir una sociedad de información, en escenarios en los

cuales la convergencia de tecnologías y servicios crecientes. Actualmente el acceso y la oferta de banda ancha en los países desarrollados son limitados, ya que existen barreras económicas y regulatorias y además falta de información y

promoción de la tecnología.

La nueva generación de la televisión está basada en la transmisión de televisión mediante el protocolo de internet denominado IPTV (Internet Protocol Television), el cual hoy en día es la denominación más común para los grupos de imágenes de

televisión usando conexiones de banda ancha sobre el protocolo IP, denominadas GP (Group of Pictures). Incluye contenidos almacenados, programación en directo y video bajo demanda, entre otros. Todos estos servicios son accesibles gracias al

Set-top Box y la conexión de internet.

A diferencia de la televisión por satélite, de la televisión por cable o de la televisión digital terrestre, el proveedor del servicio de tv no emitirá sus contenidos ya que estos serán seleccionados por el usuario cuando este lo solicite, es decir, el proveedor del servicio está a la espera que el cliente solicite un programa, una

película, o un servicio. El valor agregado está en la personalización del contenido para cada abonado de manera que el usuario podrá seleccionar los contenidos que desea ver o guardar en el receptor y así poder visualizarlos las veces que

desee y en el momento que lo desee.

La característica más común a todas las soluciones de IPTV se basa en que el transporte de la información se realiza mediante los protocolos IP sobre redes con grandes anchos de banda. El encapsulado de los contenidos de televisión se

realiza sobre protocolo de Transporte de Tiempo-Real (RTP) y el Protocolo de Usuario de Datagramas (UDP), utilizando tecnologías multicast (envió de información en una red a múltiples destinos simultáneamente) para su distribución.

Estas tecnologías tienen la ventaja de que cada canal se transmite una sola vez, y

5 Redes de Alta Velocidad – Fast Ethernet, FDDI, ATM, GigabitEthernet. P. 13.

31

se replica en todos los puntos de la red donde se dividen los caminos para llegar a

usuarios diferentes que han sintonizado ese canal.

Otra de las características tecnológica de IPTV es la codificación/compresión de las señales de TV. Al principio se utilizo el estándar MPEG2 (Grupo de experto en imágenes en movimiento), el cual es el mismo estándar de codificación utilizado

para los DVD (Disco Versátil Digital) la cual codifica la señal de video estándar en 4Mbps y una de televisión de alta definición en 20Mbps. La tecnología a medida que surgen nuevas técnicas se van implementado, para incrementar la

compresión de los codificadores de tal manera que el ancho de banda que genera pueda ser compatible con las tecnologías de acceso de banda ancha, esto ha llevado a que se implemente la codificación/compresión MPEG4 la cual logra la

misma calidad de video que MPEG2, pero con la gran ventaja de conseguir velocidades de codificación menores, llegando incluso a ser la mitad.

Los decodificadores es uno de los elementos fundamentales en los sistemas IPTV, ya que estos elementos realizan la decodificación de la señal de TV digital.

Además de realizar funciones básicas como la de presentar al usuario la interfaz de las aplicaciones. Se pueden incorporar otros elementos como un disco duro local de programas, sintonizadores de satélite o de televisión digital terrestre.

IPTV cuenta con unos servicios de valor agregado como lo es el video bajo

demanda, cuyo servicio principal es el de disponerle al cliente una carta de películas y videos los cuales podrá ver en el momento que lo desee. También los usuarios pueden interactuar con sus películas o videos favoritos de tal manera que pueden rebobinar hasta donde lo desee o ver una escena en especial, esto le

brindara una comodidad en la visualización, pero no sólo los programas, eventos deportivos, series o películas están personalizadas en la televisión sobre el protocolo de internet, sino también hablamos de publicidad personalizada, es

decir, cada uno tendrá la opción de escoger que tipo de publicidad desea ver o cual le puede interesar mas. Además podrán ver televisión como si estuvieran sentados frente a un PC, ya que le permitirá tener acceso a contenidos de e-

learning, e-mail y otros servicios de valor agregado con los que cuenta IPTV.

El servicio de IPTV ha forzado las redes de nueva generación (NGN) a converger y optimizar las redes que existen actualmente. IPTV no es más que un servicio de valor agregado que integra servicios de televisión (video, audio, gráficas), datos

los cuales son enviados por redes basadas en IP para soportar el nivel requerido de calidad del servicio (QoS), calidad de la experiencia (QoE), seguridad, interactividad y fiabilidad. Cuando se habla de QoS, es la garantía que se le ofrece

al usuario en el momento en que se le presta el servicio, es decir, que el contenido

32

que recibe sea pertinente y oportuno. La calidad de servicio va ligado a la calidad

de la experiencia, que como su nombre lo indica, depende básicamente de la experiencia positiva o negativa que el usuario tenga frente al servicio. El servicio de IPTV puede llegar a ser la clave para la solución de servicios de valor agregado

en internet y desarrollar nuevos modelos de negocios a futuro, si todos los usuarios finales intercambian, descargan, comparten y distribuyen contenido, se pasaría de audiencias pasivas a audiencias activas. Esto llevaría a los

proveedores de servicio a preocuparse cada vez más sobre el contenido que emiten, ya que todos los usuarios poseen gustos diferentes.

Uno de los puntos críticos de IPTV es la cantidad de contenido y servicios a los cuales pueden acceder por medio de esta vía, ya que no hay límite de canales, ni

limite de contenido en línea que puede llegar a obtener un usuario. Tampoco se cuenta con un límite para el contenido que pueda generar o crear un usuario, que también puede llegar a ser cantidades considerables y a los cuales por supuesto

los demás usuarios podrán acceder por medio de IPTV a través de la web.

La Gráfica 3 muestra la arquitectura básica de IPTV:

Gráfica 3 Arquitectura Básica IPTV

IP Encapsulator

Encode

r

VoD servers

Subscriber 1

Modem ADSL

Set Top Box

Servers

- Movie Guide (TV/PC)

- Multicast Addressing

- Control of Subscribers

- Propagation of Content

- Access Control

- Billing

- Logs

- Signal Digitalization

- Centered/Distribution

- Video Broadcast

- Pay-Per-View (nVOD)

- Storage

- Storage and Distribution

of Content

- Centered/Distribution

Subscriber 2

Modem ADSL

Set Top Box

Subscriber N

Modem

Set Top Box

Headend videoTV Broadcast

MiddlewareManagement/Control

Video

Carrier

Access

- Metro Ethernet/SDH

- IP multicast

- MPLS

- xDSL

- Ethernet

- FTTH

Fuente: Choi 2008. Open IPTV Services over NGN

33

2.1 PROTOCOLOS IPTV

2.1.1 HTTP

Por sus siglas en ingles Protocolo de Transferencia de Hipertexto, este protocolo

es utilizado en cada consulta realizada a través de World Wide Web (WWW). Este protocolo fue desarrollado por el World Wide Web Consortium y el IETF (por sus siglas en ingles Grupo de Tareas de Ingeniería de Internet), dicha investigación y

colaboración termino en el año 1999 con una publicación de una serie de Petición de Comentarios (RFC), dentro de los cuales se encuentra el RFC 26166, el cual especifica la versión 1.1. Este protocolo de HTTP define la sintaxis y la semántica

que utilizan los elementos interesados en la comunicación como-; clientes, servidores, proxies, routers entre otros muchos que componen una red informática. El usuario que realiza una petición se le conoce como agente de

usuario (“user agent”), a la información transmitida se le llama recurso y esta identifica por un URL (Localizador Uniforme de Recursos). Los recursos pueden ser una consulta a una base de datos, la ejecución de un programa o simplemente

un archivo presente en la web. Este protocolo no almacena ninguna información sobre conexiones anteriores, por este motivo las aplicaciones web necesitan usar cookies, que es una información que un servidor puede almacenar en el sistema

de un agente de usuario, lo que le permite a las aplicaciones crear un ambiente de sesión y también poder acceder de manera más rápida a las paginas que el agente haya visitado con anterioridad. El protocolo http está formado por un

encabezado, el cual especifica la acción requerida del servidor, o el tipo de dato retomado o el código del estado. El encabezado no es más que un bloque de datos que precede a la información la cual se hace referencia como metadato.

2.1.2 SIP/SDP

El protocolo SIP fue desarrollado para el servicio de telefonía a través de IP, el Protocolo de Inicio de Sesión (SIP) además de ser creado para que la telefonía

sea incorporada dentro de los servicios de internet, también se creó para ser estándar en la iniciación, modificación y finalización de sesiones. En estas sesiones intervienen el video, la voz, imágenes, mensajería instantánea y todos

los servicios que hacen parte fundamental de la implementación de IPTV, el cual se beneficia de dichos protocolos para poder desarrollar contenido a través de internet.

6 http://www.faqs.org/rfcs/rfc2616.html

34

Como se menciono anteriormente SIP es un protocolo de señalización simple

utilizado para telefonía y videoconferencia por Internet. Esta basado en el Protocolo de Transporte de correo simple (SMTP) y en el Protocolo de Transferencia de Hipertexto, fue desarrollado dentro del grupo de trabajo de

Control de Sesión Multimedia Multipartidaria (MMUSIC). SIP es un protocolo ubicado en la capa de aplicación independiente de los protocolos de paquetes subadyacentes (TCP, UDP, ATM). Es un protocolo abierto basado en estándares,

y es ampliamente soportado por muchos fabricantes de tecnología. Algunas de sus características son:

Resolución de direcciones, mapeo de nombres y redirección de llamadas.

Descubrimiento dinámico de las capacidades media del endpoint, por uso del Protocolo de Descripción de Sesión (SDP).

Descubrimiento dinámico de la disponibilidad del endpoint.

Administración de la sesión entre el host y los endpoints.

Además de las características anteriormente mencionadas el protocolo SIP brinda unas ventajas como simplicidad; se habla de simplicidad ya que el tiempo de

desarrollo del software es muy corto comparado con los productos actuales de telefonía tradicional, gracias a la similitud existente entre SIP a HTTP y SMTP es posible el reusó de código. Extensibilidad; el protocolo SIP al estar basado en los

protocolos HTTP y SMTP ha conseguido obtener gran compatibilidad. Modularidad; Se considera altamente modular por una de sus características la cual es el uso independiente de protocolos. Escalabilidad; en SIP se habla de dos

servicios de escalabilidad, procesamiento de servidor y arreglo de la conferencia. Por último se habla de interoperabilidad; ya que al ser un estándar abierto, SIP puede ofrecer interoperabilidad entre plataformas de diferentes fabricantes.

La siguiente figura muestra los componentes de una red SIP:

Gráfica 4. Componentes necesarios dentro de red SIP

35

Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS

El protocolo de descripción de sesión (SDP) se desarrolló para describir sesiones

de comunicaciones multimedia como anuncio de sesión, invitación a sesión y negociación de parámetros. Este protocolo se encarga de entablar una negociación entre las entidades que intervienen en la sesión como el tipo de

contenido, formato y todos los demás parámetros asociados. Los parámetros de perfil de sesión pueden ser ampliados para soportar nuevos tipos de medios y formatos.

2.1.3 RTP

El protocolo RTP, basado en el RFC 35507, establece los principios de un protocolo de transporte sobre redes que no garantizan calidad de servicio para

datos “de tiempo real”, como por ejemplo voz y video. El protocolo establece la manera de generar paquetes que incluyen, además de los propios datos de “tiempo real” a transmitir, números de secuencia, marcas de tiempo, y monitoreo

de entrega. Las aplicaciones típicamente utilizan RTP sobre protocolos de red “no confiables”, como por ejemplo UDP. Los datos obtenidos de cada conjunto de muestras de voz o video son encapsulados en paquetes RTP, y cada paquete

7 http://www.ietf.org/rfc/rfc3550.txt

36

RTP es a su vez encapsulado en segmentos UDP. Dentro del cabezal RTP se

indica con 7 bits el tipo de información transportada (PT = Payload Type), lo que permite diferenciar hasta 128 tipos de información. Los valores de este campo se definen en el RFC 3551.

Algunos valores de ejemplo se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 2. Tipos de información transportada en el protocolo RTP

Fuente: RFC 3550

El RFC 3550 establece, además del protocolo RTP, un protocolo de control, RTCP, encargado de enviar periódicamente paquetes de control entre los participantes de una sesión.

Características de RTP:

En video-streaming (y la mayoría de las aplicaciones) se emplea RTP sobre

UDP, que es mucho menos pesado que TCP. Se utiliza UDP por la necesidad propia del video-streaming de recibir la información en el momento adecuado

es decir entrega rápida por encima de la fiabilidad en el transporte.

RTP no ofrece garantías sobre la calidad del servicio ni sobre el retraso de la

entrega de datos, estos deben ser proporcionados por la red subyacente.

RTP ofrece entrega de datos multicast.

37

Secuenciación. Debido a la necesidad de entregar los paquetes en orden (UDP

no provee esta característica) RTP incorpora un número de secuencia que además sirve para la detección de paquetes perdidos.

2.1.4 RTCP

Es un protocolo de control para el flujo de datos RTP, el cual permite transmitir información básica sobre los participantes de la sesión y permite monitorizar la

calidad de servicio (QoS). Trabaja en conjunto con el protocolo RTP en el transporte y empaquetado de datos multimedia, pero no transporta ningún dato por sí mismo8. El protocolo RTCP tiene las siguientes funciones principales:

Proveer realimentación acerca de la calidad de los datos distribuidos (por ejemplo,

de la calidad percibida). Esta realimentación permite adaptar dinámicamente la codificación, o tomar acciones tendientes a solucionar problemas cuando se detecta degradación en la calidad de la comunicación.

Transporte del CNAME (Canonical Name) de cada originador. Este identificador

permite asociar varios flujos RTP con el mismo origen (por ejemplo, flujos de audio y video provenientes del mismo emisor).

Adaptar dinámicamente la frecuencia de envío de paquetes de control RTCP de acuerdo al número de participantes en la sesión. Dado que los paquetes se deben

intercambiar “todos contra todos”, es posible saber cuántos participantes hay, y de esta manera calcular la frecuencia de envíos de estos paquetes.

Características de RTCP:

Trabaja junto con RTP en el transporte y empaquetado de datos multimedia,

pero no transporta ningún dato por sí mismo.

Se encapsula sobre UDP.

Se emplea para monitorizar la calidad de servicio (QoS).

8 AMATRIAIN. Jon Goñi. IPTV. Protocolos empleados y QoS. P.10.

38

La siguiente figura muestra una sesión de video-streaming, protocolos RTP y

RTCP:

Gráfica 5. Diagrama de sesión RTP y RTCP


2.1.5 RTSP

El protocolo de flujo de datos en tiempo real (RTSP) es un protocolo no orientado

a conexión, es el encargado de establecer y controlar varios flujos sincronizados de datos, bien sean de audio o video, éste actúa como un mando a distancia mediante la red para servidores multimedia, permitiendo comandos como play,

pause, rewind etc. El RTSP mantiene una sesión asociada a un identificador, utiliza el protocolo de control de transporte para datos de control del reproductor y UDP para los datos de audio y video. RTSP soporta operaciones tales como

recuperar contenidos multimedia de un servidor, invitación de un servidor multimedia a una conferencia y adición multimedia a una presentación existente.

Se emplea en conjunto con SDP (Session Description Protocol), que es el encargado de proporcionar información sobre la sesión: número de flujos, tipo de

contenido, duración, ancho de banda, etc.

Características principales de RTSP.

39

Protocolo de nivel de aplicación.

Independiente de la capa de transporte (TCP o UDP).

No es el encargado de transportar los contenidos.

Un servidor RTSP necesita mantener el estado de la conexión.

Compatible tanto con unicast como con multicast.

Capacidad multi-servidor: Cada flujo multimedia dentro de una presentación puede residir en servidores diferentes.

La siguiente figura muestra el esquema del protocolo RTSP:

Gráfica 6. Diagrama de sesión protocolo RTSP


2.1.6 MULTIDIFUSIÓN MEDIANTE IGMP

El trafico multidifusión o multicast se envía a una única dirección, pero es procesada por varios hosts (usuarios). Sólo los usuarios o suscriptores reciben la

información cuando es publicada, los hosts que pertenecen al grupo de multidifusión reciben y procesan la información enviada a la dirección IP reservada

40

del grupo. El conjunto de hosts que atienden en una dirección de multidifusión IP

específica se denomina grupo de multidifusión.

El protocolo de red IGMP se utiliza para intercambiar información acerca del estado de pertenencia entre enrutadores IP que admiten la multidifusión. IGMP proporciona un protocolo para intercambiar y actualizar información acerca de la

pertenencia de hosts a grupos de multidifusión específicos. Otros aspectos importantes sobre multidifusión IP son los siguientes:

La pertenencia a grupos es dinámica, lo que permite a los hosts unirse al grupo

o abandonarlo en cualquier momento.

La capacidad de los hosts de unirse a grupos de multidifusión se realiza

mediante el envío de mensajes IGMP.

Los grupos no tienen límite de tamaño y los miembros pueden estar repartidos en diversas redes IP, esto si los enrutadores de conexión admiten la

propagación del trafico de multidifusión IP y la información de pertenencia a grupos.

Un host puede enviar trafico IP a la dirección IP del grupo aunque no pertenezca al grupo correspondiente.

La siguiente gráfica muestra la diferencia entre un stream multicast y unicast.

Gráfica 7. Unicast y Multicast

41


2.1.7 UPnP

Conectar y Usar Universal (Universal Plug and Play), es una arquitectura de software abierta y distribuida que de forma independiente al fabricante, al sistema

operativo o lenguaje de programación. Permite el intercambio de información y datos a los dispositivos conectados a una red. UPnP define protocolos y procedimientos comunes para garantizar la interoperabilidad sobre equipos

permitidos en la red, aplicaciones y dispositivos inalámbricos.

La arquitectura UPnP soporta el trabajo de una red sin configurar y automáticamente detecta cualquier dispositivo que puede ser incorporado a esta, obtiene su dirección IP, un nombre lógico, informando a los demás de sus

funciones y capacidad de procesamiento, y le informa, a su vez, de las funciones y prestaciones de los demás. Los servidores DNS y DHCP son opcionales y son usados solamente si están disponibles en la red de trabajo.

UPnP se construye sobre protocolos y formatos existentes utilizándose juntos para

definir un marco que permita la definición, muestra en la red, y control de los dispositivos de ésta.

42

2.1.8 DLNA

Alianza de Redes Digitales Vivas (Digital Living Network Alliance), es un estándar que permite la compatibilidad entre sistemas y dispositivos electrónicos que gestionan datos; especialmente multimedia. El estándar DLNA mediante conexión

WiFi, Ethernet o incluso a través de la red eléctrica. En este estándar se encuentran un servidor y unos clientes; el servidor es llamado DMS (Digital Media Servers), el cual ofrece el contenido multimedia; y están los dispositivos DMP

(Digital Media Players), descritos como los clientes. Se pueden introducir diversos clientes/dispositivos dentro de una red DLNA como son: Ordenadores, Videocámaras, cámaras digitales, reproductores de DVD, reproductores de Blu-

ray, video consolas y teléfonos móviles. Cabe resaltar que los dispositivos que se vayan a incorporar a la red DLNA deben soportar dicho estándar para poder ser detectados dentro de la red DLNA.

2.1.9 DHCP

DHCP se deriva del protocolo Bootstrap (BootP). BootP fue de los primeros

métodos utilizados para asignar de forma dinámica, direcciones IP a otros equipos (ordenadores, impresoras, etc.). Pero este método fue ineficiente ya que las redes

de datos eran cada vez mas grandes por ello BootP ya no era tan adecuado y DHCP fue creado para cubrir las nuevas demandas.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) es un conjunto de reglas definidas para asignar direcciones IP y diferentes opciones de configuración a ordenadores y estaciones de trabajo dentro de una red. Una dirección IP es un número que

identifica de forma única a un ordenador dentro de una red, ya sea una red corporativa o una red pública como Internet. Se podría hacer una analogía con los números telefónicos que cada usuario tiene en su hogar de residencia.

DHCP funciona sobre un servidor central (servidor, estación de trabajo o incluso

un PC) el cual asigna direcciones IP a otras máquinas dentro de la red. Este protocolo puede entregar información IP en una LAN o entre varias VLAN. Esta tecnología reduce el trabajo de un administrador, ya que de otra manera tendría

que ir por cada estación de trabajo para introducir la configuración IP consistente en IP, máscara, Gateway, DNS, etc.

43

2.1.10 UDP

User Datagram Protocol (UDP) es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas. Permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio

datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. Tampoco tiene confirmación ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco se sabe si ha llegado correctamente, ya que

no hay confirmación de entrega o recepción. Su uso principal es para protocolos como DHCP, BOOTP, DNS y demás protocolos en los que el intercambio de paquetes de la conexión/desconexión son mayores, o carecen de importancia con

respecto a la información transmitida, así como para la transmisión de audio y vídeo en tiempo real, donde no es posible realizar retransmisiones por los estrictos requisitos de retardo que se tiene en esos casos.

2.1.11 QoS

Es un conjunto de protocolos y tecnologías que garantizan tanto la transmisión de datos como la entrega de los mismos en un momento dado (throughput). Implementar este tipo de tecnología asegura que aquellas aplicaciones que

requieren de la utilización de un determinado ancho de banda se encuentren disponible dicho recurso en el momento que se lo solicite.

IntServ (Servicios Integrados). El usuario solicita de antemano los recursos que necesita. Cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva

solicitada.

DiffServ (Servicios Diferenciados). El usuario marca los paquetes con una determinada etiqueta que marca la prioridad y el trato que deben recibir por

parte de los routers.

Tabla 3. Ventajas y Desventajas de servicios integrados y diferenciados

Ventajas Desventajas

Intserv: Reserva de recursos para uso exclusivo.

Los paquetes no han de llevar ninguna marca que indique como han de ser

Requiere mantener información de estado sobre cada comunicación

44

tratados, la información la contienen los routers.

en todos los routers por lo que pasa.

Se requiere un protocolo de señalización para informar a los routers y

efectuar la reserva en todo el trayecto.

Diffserv: Asignación de prioridades frente a

otros usuarios.

Los routers no necesitan conservar información de

estado.

Los paquetes han de ir marcados con la prioridad

que les corresponde. La garantía se basa en factores estadísticos, es

menor segura que la reserva de recursos, puede haber exceso de

reservas (overbooking). Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS

INTSERV: cuenta con tres tipos de servicio:

Servicio Garantizado RFC 2212: Garantiza un caudal mínimo y un retardo

máximo. No se garantiza variación en el retardo (jitter), ni retardo medio. Para aplicaciones con requisitos estrictos de retardo. Cada router del trayecto debe dar las garantías.

Carga controlada RFC 2211: Calidad similar a la de una red de datagramas poco

cargada. Para aplicaciones en tiempo real con tolerancia al retardo. Se supone que el retardo es bajo, pero no se dan garantías.

Best Effort: Ninguna garantía, es decir, sin QoS.

Interserv posee la necesidad intrínseca de emplear un protocolo de señalización de reservas, el cual es denominado RSVP (Protocolo de Reserva de Recursos), el cual tiene las siguientes características principales:

Es un protocolo de señalización pues crea información de estado en los

routers. Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por él, y los recursos que cada una ha reservado.

45

Depende del encaminamiento de la red para su funcionamiento. Hay que subrayar que no es un protocolo de routing.

FUNCIONAMIENTO RSVP: El protocolo se encarga de mantener en cada nodo los requerimientos de reserva necesarios, aquí aparece el concepto Soft State, el

cual se refiere a los estados en los routers y host extremos.

La descripción a continuación hace referencia al mecanismo utilizado por RSVP para realizar una reserva:

El emisor envía un mensaje PATH que contiene su especificación de tráfico

(Tspec) a un grupo unicast o multicast.

Los routers añaden su dirección IP antes de reenviarlo y aprenden cual es su

router upstream (hacia arriba).

El receptor responderá al emisor con un mensaje RESV que contiene la Tspec del emisor y la Rspec (típicamente el ancho de banda) deseada. Este mensaje recorrerá el camino inverso a PATH.

La siguiente Gráfica muestra el protocolo de señalización de reservas RSVP

Gráfica 8. Reserva mediante RSVP

46


Su desventaja son los problemas de escalabilidad que presenta debido a la

necesidad de mantener información de estado en cada router, lo que hace muy complicado de aplicarse en grandes redes como Internet.

DIFFSERV: Quiere evitar los problemas de escalabilidad que plantea Interserv/RSVP. Se basa en marcar los paquetes con una etiqueta y acordar con

todos los routers un tratamiento según la etiqueta:

No hay reserva de recursos por flujo, es decir, los routers no ven los flujos.

No hay protocolo de señalización.

No hay información de estado en los routers,

Tabla 4. Características de los servicios Diferenciados

Servicio Características

Expedited Forwarding Es el que más garantías ofrece. Equivale a una línea dedicada.

Garantiza todo: Caudal, tasa de pérdidas, retardo y jitter.

47

Assured Forwarding Asegura un trato preferente, pero sin fijar garantías.

Se definen cuatro clases y en cada una tres niveles de descarte de paquetes.

Best Effort Ninguna garantía. Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS

2.1.12 IPv6

La versión del protocolo de internet (IP) utilizada en la actualidad es la número 4, la cual es capaz de generar 4.294.967.296 millones de direcciones IP, se podría pensar que esta cantidad de direcciones son suficientes, pero con la creación de

tantos dispositivos que necesitan direccionamiento IP estas direcciones se están disminuyendo rápidamente, para solucionar este problema en 1994 se creó IPv6 9 o IPNG (Next Generation Internet Protocol) el cual fue diseñado por el IETF

(Internet Engineering Task Force), la cual utiliza 128 bits y no 32 bits como la versión 4. Poniendo en funcionamiento IPv6 habría suficientes direcciones para todas las maquinas y dispositivos dentro de Internet y de esta manera volvería a

ser una red de extremos. Permitirá una conexión mucho más eficaz, ya que utilizan una cabecera de paquete diferente, añadiendo a los datos actuales otros datos tales como etiquetas de contenido, lo que a su vez permitirá optimizar las

transferencias ya que podrá dar prioridad a archivos determinados y esto a su vez permitiendo que sea el usuario el que decida estas prioridades. En teoría es una práctica factible y beneficiosa pero hay que tener en cuenta que para poder migrar

de la versión 4 a las versión 6 los proveedores del servicio de internet (ISP) deberán realizar una gran inversión sobre todo porque debe mantenerse la compatibilidad entre los protocolos durante un tiempo determinado, mientras se

migra de la versión 4 a la versión 6 de IP.

La falta de direcciones en Internet fue la mayor causa por la cual se inicio la búsqueda de un nuevo protocolo que soportara todos los equipos y dispositivos que diariamente surgen con la capacidad de conectarse por medio de diferentes

tecnologías a Internet y hacer uso de direcciones IP. Se podría decir que el protocolo IPV6 entraría a remediar los inconvenientes que su antecesor IPV4 tiene hoy en día, como son; El espacio reducido en el direccionamiento. El tamaño de

las direcciones IP cambia de 32 bits a 128 bits, para soportar más niveles de jerarquía de direcciones y más nodos direccionables. Paquetes IP eficientes y extensibles, sin que haya fragmentación en los routers alineados a 64 bits y con

una cabecera de longitud fija, más simple, que agiliza su procesado por parte del router. Posibilidad de paquetes con carga útil de datos de más de 65.355 bytes. La

9RFC 2460 – Internet Protocol, Versión 6 (IPv6)

48

seguridad en el núcleo del protocolo (IPsec). Capacidad de etiquetas de flujo, esta

capacidad puede ser usada por un nodo origen para etiquetar paquetes pertenecientes a un flujo de tráfico particular que requiere manejo especial por los routers IPV6, tal como calidad de servicio no por defecto o servicios en tiempo

real. Plug & Play; Autoconfiguración de direcciones es más simple, sobre todo en direcciones “Aggresgatable Global Unicast”, los 64 bits superiores son separados por un mensaje desde el router (Router Advertisement) y los 64 bits más bajos son

separados con la dirección MAC. En este caso, el largo del prefijo de la subred es de 64, por lo que no hay que preocuparse por la máscara de red. Mejor calidad de servicio (QoS) y clase de servicios (CoS), mejor capacidad de autenticación y

privacidad y por último las características de movilidad10.

Descripción de la cabecera de un formato IPv6:

Imagen 1. Cabecera IPv6


Longitud de carga útil: es la longitud de los propios datos, y puede ser de hasta

65.536 bytes. Tiene una longitud de 16 bits es decir 2 bytes.

Siguiente cabecera: emplea sucesivas cabeceras encadenadas. En muchos

casos ni siquiera es procesado por los enrutadores, sino tan solo extremo a extremo, posee una longitud de 8 bits o 1 byte.

Limite de saltos: Tiene una longitud de 8 bits.

Clase de tráfico o Prioridad: es equivalentes a TOS en IPv4. Tiene una longitud de 8 bits.

10 AMATRIAIN. Jon Goñi. IPTV Protocolos empleados y QoS. P. 8.

49

Etiqueta de flujo: para permitir tráficos con requisitos de tiempo real. Tiene una

longitud de 20 bits.

Otra característica importante que cabe resaltar de IPv6 es su múltiple direccionamiento, ya que utiliza los mecanismos de anycast y multicast. En anycast, un paquete es enviado a una dirección anycast el cual es entregado en

una de las interfaces identificadas con dicha dirección. Permite crear, ámbitos de redundancia, de forma que varias maquinas puedan ocuparse del mismo trafico según una secuencia determinada. En el segundo direccionamiento un paquete es

enviado a una dirección multicast el cual es entregado a todas las interfaces identificadas por dicha dirección. El objetivo de este tipo de paquetes es aplicaciones de retransmisión múltiple.

2.2 TECNOLOGIAS DE IPTV

2.2.1 VoD

Traduce video bajo demanda, del inglés video on demand (VoD), es un servicio

de televisión que permite al usuario el acceso a contenidos multimedia de forma personalizada ofreciéndole, la posibilidad de solicitar y visualizar una película o programa concreto en el momento exacto que el usuario lo desee. Este sistema

conlleva a la posibilidad de visualización en tiempo real o descargándolo en un dispositivo de almacenamiento como puede ser un ordenador, una grabadora de vídeo digital o un reproductor portátil para verlo en cualquier momento.

Este sistema de video bajo demanda contiene las funciones básicas de vídeo,

como por ejemplo la opción de detener el programa o reanudarlo en cualquier instante, llevarlo hacia delante y hacia atrás, verlo en cámara lenta o en pausa. Además VoD permite al usuario disponer del programa deseado sin depender de

horarios fijos de programación. El espectador dispone de una amplia oferta de programas para visualizar o realizar un pago por ciertos programas como en el caso de Pago Por Ver (PPV). El cliente se conecta a un servidor de Video on

Demand que dispone de un sistema alternativo a los tradicionales alquileres de películas.

En los sistemas de streaming basados en disco se tiene la necesidad de un procesamiento adicional, ya que los archivos separados de avance rápido y

retroceso deben ser almacenados en unidades de disco duro. En cambio, los

50

sistemas basados en memoria pueden ejecutar estos sistemas directamente

desde la memoria RAM, ya que no necesita almacenamiento adicional.

Existen dos maneras de distribuir VoD; la primera es por medio de la LAN, por medio de esta se puede realizar una distribución más rápida a los usuarios. En cambio, si se hace a través de una red WAN, la respuesta es más lenta pero el

alcance será mucho más amplio.

Los servicios de descarga de VoD son posibles en casas con conexión vía cable coaxial o bien por medio del servicio de ADSL. VoD utiliza protocolos en tiempo real, como por ejemplo RTP (Real Time Protocol) sobre UDP (User Datagram

Protocol) con el protocolo de control RTCP (Real Time Control Protocol). Además utiliza el protocolo de reserva de recursos RSVP (ReSerVation Protocol).

2.2.2 NVOD

El NVOD (Near Video On Demand) es un sistema de PPV (Pago por Ver) utilizado por difusores multicanal. Este sistema utiliza una gran cantidad de ancho de

banda, comparable con los sistemas satelitales y los de televisión por cable. Se transmiten varias copias del programa en pequeños intervalos de tiempo aproximadamente cada 30 minutos, de este modo cualquier usuario puede ver el

contenido desde el inicio sin tener que depender de horarios. Este sistema necesita una conexión con gran ancho de banda y generalmente sólo la ofrecen operadores con una gran capacidad técnica.

2.2.3 VIDEO STREAMING

La tecnología streaming consiste en la distribución de audio o video a través de Internet. La palabra streaming hace referencia a una corriente continua, es decir,

sin interrupción. Este tipo de tecnología necesita almacenamiento en un búfer, así a medida que va cargando se va escuchando o viendo el archivo. El streaming hace posible escuchar música o ver videos sin necesidad de ser descargados

previamente.

Antes de tener la tecnología streaming, reproducir el contenido multimedia a través de internet implicaba tener que descargar en su totalidad el archivo al disco duro. Como los archivos de audio y especialmente los de video suelen ser enormes, su

descarga y acceso era una labor muy lenta. Sin embargo, con la tecnología del

51

streaming un archivo puede ser descargado y reproducido al mismo tiempo, lo que

disminuye el tiempo de espera11.

Las siguientes tecnologías son utilizadas para garantizar el servicio de video streaming:

Códec (Codificador - Decodificador): Son archivos presentes en el equipo receptor o transmisor que permite a uno o varios programas descifrar o

interpretar el contenido de un determinado tipo de archivo multimedia.

Protocolos Ligeros: UDP y RTSP estos protocolos permiten la entrega de paquetes de datos desde el servidor a el receptor se haga con una velocidad

mucho mayor que la que se obtiene por medio de los protocolos TCP y HTTP. Esta eficiencia es alcanzada por una modalidad que favorece el flujo continuo de paquetes de datos, cuando TCP y HTTP sufren un error de transmisión,

siguen intentando transmitir los paquetes de datos perdidos hasta conseguir una confirmación de que la información llegó en su totalidad, sin embargo, UDP continúa mandando los datos sin tomar en cuenta interrupciones, ya que

en una aplicación multimedia estas pérdidas son casi imperceptibles.

Precarga: La entrega de datos desde el servidor al receptor puede estar sujetas a demoras conocidas como LAG (retraso, en inglés), un fenómeno

ocasionado cuando los datos escasean, esto se da debido a interrupciones en la conexión o por sobrecarga en el ancho de banda. Por tanto, los reproductores multimedia precargan, o almacenan en el buffer, que es una

especie de memoria, los datos que van recibiendo para así disponer de una reserva de datos, con el objeto de evitar que la reproducción se detenga.

2.2.4 SET-TOP BOX (STB)

Es el encargado de recibir una señal digital, en cualquiera de los estándares

existentes (cable, satélite, terrestre, IPTV), realiza una comprobación de permisos y verifica que se tenga la autorización para ver la señal correspondiente, la demodula y la envía al televisor12. Gracias a este dispositivo se tiene acceso a la

televisión interactiva, de alta definición y a IPTV. El STB se hace necesario para

11

http://www.ietf.org/rfc/rfc2326.txt 12

http://www.openiptvforum.org/

52

recibir esta señales dado que los televisores convencionales son analógicos lo que

no permite que la señal entre directamente a él tv.

Un STB puede llegar a ofrecer múltiples servicios como utilizarlo para grabar video (PVR, Grabadora de Video Personal), consultas meteorológicas, reservas de citas medicas o realizar compras, claro está si se dispone de interactividad. Incluso

tienen la opción de conectarles dispositivos externos como son impresoras, teléfonos móviles, videocámaras entre otros muchos dispositivos externos.

ESQUEMA STB: A continuación se mencionaran los pasos que sigue un STB para entregar la señal final al usuario:

Primero se sintoniza una señal digital, dentro de la cual viene incluida la

información de video y audio; en formatos MPEG2 o MPEG4 y la información de datos en formato DVB-SI (Digital Video Broadcasting Service Information).

Seguidamente el STB separa las tres señales o los tres tipos de información para darle un trato independiente.

El sistema de acceso condicional decidirá cuales son los permisos con los que

cuenta el subscriptor para poder acceder a los contenidos que está recibiendo.

De tener los permisos necesarios el STB decodificara la información.

Luego de ser decodificados los paquetes de audio y video son enviados al

televisor.

Los paquetes de datos; audio, video e información, que se han recibido se

ejecutaran en el momento que el usuario los solicite.

ARQUITECTURA SET-TOP BOX: Para poder ejecutar los datos o programas descargados de la señal de datos, son necesarios una serie de elementos, los

cuales son muy similares al esquema de capas de un ordenador. Se compone de los siguientes elementos:

Hardware: Son los elementos físicos que conforman el STB, como es la CPU,

la memoria, acceso condicional, decodificador, MPEGx, entre otros. Estos elementos depende del fabricante.

53

Sistema Operativo: El sistema operativo a diferencia de los sistemas operativos

de los ordenadores, es que en los STB tiene que ser en tiempo real, ya que, operaciones como la decodificación MPEG necesitan que se realicen al instante. Ej. sistemas operativos: Linux, Windows CE y Psos.

Middleware: Es la capa intermedia entre el hardware y el software, son un

conjunto de módulos que permiten un desarrollo más eficiente de las aplicaciones. El middleware proporciona un API (Application Programing Interface) para cada uno de los tipos de programación que soporta.

Capa de aplicaciones: Es donde residen las aplicaciones, que luego de ser

descargadas podrán ser ejecutadas. A diferencia de las demás capas, esta no debe estar en operación siempre, sólo se ejecutará cuando el usuario lo disponga.

2.3 FABRICANTES DE TECNOLOGÍA

En el mercado existe una gran variedad de fabricantes de tecnología relacionada

con IPTV, algunos de ellos con arquitecturas abiertas y otros no, algunos con soluciones completas para un despliegue óptimo de IPTV y otros que fabrican solo un componente correspondiente a la arquitectura básica de IPTV. La

infraestructura de IPTV cuenta con varios componentes fundamentales para poder proveer el servicio de IPTV sobre sus infraestructuras, son necesarios elementos como los encoder, servidores VoD, middleware, DSLAM, entre otros componentes

los cuales se definirán a continuación.

2.3.1 ENCODER

Dentro de los productos de IPTV están los denominados encoders, los cuales pueden ser un dispositivo o un software que tiene como función convertir la información de un formato a otro, para así poder obtener una señal estandarizada.

A continuación se mencionan los encoders utilizados por empresas colombianas prestadoras del servicio de televisión por cable como son EDATEL, UNE Telecomunicaciones, EPM BOGOTA y ETP.

El fabricante TANDBERG Television el cual hace parte del grupo empresarial de

Ericsson propone el Ericsson EN8090 HD MPEG-4 AVC Encoder. Con unas excelentes especificaciones técnicas para un despliegue de IPTV con grandes beneficios y funcionalidades.

54

El EN8090 sobresale por su gran performance de codificación, soportando rangos

en HD de 1080 x 1920 y en SD 576 líneas x 720, con gran calidad de imagen por debajo de los 6Mbps. Este nuevo rendimiento permite a los proveedores de servicios empaquetar mayor cantidad de información y de servicios sin verse en la

necesidad de disminuir la calidad de imagen y por ende la calidad de servicio (QoS). El EN8090 está diseñado para integrarse en infraestructuras satelitales, cableadas o terrestres, y su presentación estándar incluye un solo canal de

fabrica, pero soporta codificación de resolución dual; lo cual permite tener MPEG-4 AVC SD y HD simultáneamente en la misma entrada del dispositivo y además permite la interacción de operadores con infraestructuras híbridas (SD y HD)13.

La última de sus características, pero sin dejar de ser igual de importante que las

anteriores es la interoperabilidad, ya que el EN8090 ha sido probado y pre-integrado con los receptores de HD existentes en el mercado, superando más de 2 años de pruebas de laboratorio.

Imagen 2. Encoder Tandberg EN8090

Fuente: http://www.tandberg.com/

En el mercado de los fabricantes de tecnología, relacionada con arquitecturas y

despliegues de IPTV se encuentran muchas otras marcas competidoras. Se encuentra dentro de los fabricantes la marca Harmonic Inc. La cual posee dos líneas de encoders denominadas Ion y Electra; donde la primera soporta tecnología de compresión desde MPEG-2 hasta MPEG-4 AVC, tanto en HD como

en SD. La segunda de estas líneas soporta estas mismas tecnologías pero se caracteriza por su innovadora arquitectura, por la convergencia que puede llegar a tener con nuevos servicios y su facilidad de despliegue en una arquitectura

satelital, terrestre, cableada o de IPTV.

13

http://www.tandberg.com/

55

2.3.2 GUÍA ELECTRÓNICA DE PROGRAMAS (EPG)

Como su nombre lo indica es una guía de los programas con los que cuenta el

proveedor de servicio, brindándole a los usuarios la posibilidad de escoger lo que desea ver por televisión, sin necesidad de recurrir al habitual zapping (salto entre un canal y otro). Permite realizar búsquedas seleccionando diferentes temas de

interés; deportes, informativos, películas, series, etc. Además permite ver un resumen detallado sobre el titulo, director, personajes y demás características de la película. Por medio un grabador personal de video (PVR) se pueden grabar

programas y películas, claro que se puede programar de tal manera que grabe cualquier película perteneciente a un actor, director o género.

La transmisión de la guía electrónica se basa en el estándar de televisión digital DVB, viene encapsulada dentro la trama de transporte (transport stream), donde

además de los paquetes correspondientes a las emisiones de los diferentes canales de televisión, se encuentran paquetes de datos propios de los servicios de información de las diferentes emisiones. Estos datos se encuentran estructurados

en tablas y los datos específicos de la GEP (Guía Electrónica de Programas) se encuentran en la tabla de información de los servicios (Service Info Table; DVB-SI). Además la guía recoge información de otras tablas que vienen incluidas en las

tramas de transporte, como son; la Tabla de Información de Eventos (EIT) y la Tabla de Descripción de Servicios (SDT). La primera contiene el estado y brinda información sobre los eventos presentes, pasados y futuros en emisión. La

segunda detalla nombres y parámetros de servicios. Estos paquetes de datos llegan al STB donde son decodificados y procesados para extraer la información.

En este aspecto sobresale la empresa Tribune Media Services14 (TMS) con su amplia gama de servicios de guía electrónica de programación. Cuenta con soluciones para guía de televisión, películas, seguimiento a celebridades,

mercadeo, publicidad y noticias. TMS es el líder mundial en televisión y contenido de entretenimiento, sirviendo hoy en día en aproximadamente 40 países, ayuda aquellas compañías proveedoras de servicio a formar su guía de contenido de una

manera sencilla pero con los contenidos necesarios para los usuarios finales. Según TMS el año pasado en los estados unidos se registraron 1300 millones de entradas a salas de cine, con el contenido de películas que sugiere TMS, no será

necesario ir a ninguna sala de cine ya que todas las películas estarán disponibles por medio del servicio de películas de TMS. También permite seguir a las celebridades favoritas ya que cuenta con grandes contenidos como son fotos,

bibliografías, videos y noticias sin importar donde se está recibiendo la señal, bien sea en un televisor o en un dispositivo móvil. TMS se especializa en programas de

14

http://www.tribunemediaservices.com/

56

marketing directo, publicidad personalizada y promociona programas que llevan el

mensaje a los clientes potenciales, las empresas especializadas en contenido multimedia encuentran en TMS una solución eficiente para atraer, retener y complacer a sus clientes. Por último News & Features es un producto líder de

información y entretenimiento para los medio de comunicación impresos, electrónicos y de aire. Su variedad de contenido de artículos, columnas, caricaturas y juegos; estas características hacen de News & Features un

distribuidor de grandes variedades de productos de información en línea.

2.3.3 GESTIÓN DE DERECHOS DIGITALES (DRM)

Es un término que se refiere a las tecnologías de control de acceso usadas por editoriales y dueños de derechos de autor para limitar el uso de medios o dispositivos digitales. El DRM está siendo usado por compañías proveedoras de

servicios como Sony, Microsoft y la BBC.

El despliegue de los sistemas de IPTV ofrece infinitas posibilidades en un mundo de entretenimiento y alternativas de diferentes programas junto con capacidades interactivas. Sin embargo, las tecnologías que hacen posible IPTV también

generan una amenaza a los modelos de negocio que soportan dichos servicios. La piratería se convierte en una gran preocupación para los propietarios de contenidos. Asegurar el éxito de IPTV pasa por eliminar fraudes de suscripción y

servicio, en donde es de suma importancia desplegar infraestructuras que cuenten con robustas tecnologías de seguridad. La compañía Verimatrix15 establece los estándares en protección de contenidos basada en software y tecnologías de mejora de ingreso en redes de televisión pagada, con una base de clientes global

de proveedores de telecomunicaciones. El Sistema de Autoridad de Contenidos de Video (Video Content Authority System, VCAS) ofrece un avanzado conjunto de tecnologías que responde a los retos en seguridad de contenidos para las redes

actuales y futuras. Las tecnologías criptográficas y de comercio electrónico ya probadas en Internet, permiten a VCAS ofrecer un nivel más sofisticado de protección de contenidos que los sistemas tradicionales basados en tarjetas

inteligentes, vulnerables a las sofisticadas técnicas de ataque y clonación. VCAS elimina estas vulnerabilidades mediante el uso de protocolos bidireccionales y maduros, un sistema de pares de llaves pública/privada y certificados digitales

X.509. Un sistema de seguridad descargable para clientes IPTV no sólo es más seguro, sino que permite el uso de decodificadores más económicos, al tiempo que permite renovar el software cliente para combatir cualquier ataque a la

seguridad. Además, el modelo de seguridad de contenidos basado en software de Verimatrix puede ofrecer un nivel de protección más sofisticado en comparación

15

http://www.verimatrix.com/

57

con los sistemas basados en tarjetas inteligentes, mediante una combinación de

tecnologías innovadoras en proceso de patentado, que pueden detectar y alertar de la presencia de contenido robado por clonación de clientes. En la siguiente Gráfica se puede observar una solución total implementada por Verimatrix.

Gráfica 9. Implementación solución DRM Verimatrix

Fuente: www.verimatrix.com

El servicio que ofrece Verimatrix con su tecnología VCAS está siendo utilizado alrededor del mundo por empresas como Darty en Francia y On Telecoms en Grecia. No se podría afirmar que esta empresa es la única capaz de ofrecer este

tipo de servicios, ya que también se encuentra la compañía rusa NetUP con su arquitectura propietaria y su solución DRM llamada IP CAS (Conditional Acces System for IPTV). Este sistema cuenta con grandes características y beneficios ya que su finalidad es limitar el acceso al contenido a través de su encriptación, de

manera tal que solamente los usuarios registrados puedan decodificarlo y verlo. Los flujos encriptados se trasmiten a través de canales sin protección, por esta razón se hace necesario contar con este tipo de herramientas para controlar el

acceso a la información.

2.3.4 SERVIDORES VoD

En el área de servidores de video bajo demanda se encuentra el fabricante bitband, el cual hace parte de Motorola Company. Esta empresa señala el despliegue de su CDN (Content Delivery Network) en la infraestructura de UNE-

Telecomunicaciones como uno de sus casos de éxito más recientes e importantes. Las características de la solución CDN de bitband llevaron a la empresa líder en

58

telecomunicaciones de Colombia y una de las más grandes en Latinoamérica a

incluir esta solución en el despliegue del servicio de IPTV en el país.

MaestroTM Bitband16 junto con Vision, línea de servidores de streaming y grabación, proporcionan una plataforma administradora inteligente para entrega de contenido a través de la red. El módulo de Auto-CDN Maestro ofrece una

adaptación dinámica al contenido en tiempo real de acuerdo al uso; maximizando el rendimiento de streaming, optimizando la capacidad de almacenamiento y reduciendo al mínimo la carga de red. Es el encargado de la distribución

automática, así como de la eliminación de contenido basado en estadísticas de uso real y de datos de concurrencia, los cuales se fueron recopilando durante todo el ciclo de vida del contenido.

CDN ofrece gran flexibilidad para adaptar cambios en el tamaño y en la topología

de red, sin tener que realizar bastas inversiones en dichas redes y ahorrando costos en términos de streams concurrentes, unicast y canales de grabaciones en vivo.

La arquitectura jerárquica reduce la cantidad requerida de almacenamiento en

sitios remotos, ubicando el contenido de mayor demanda más cerca de los abonados, mientras que la larga cola de contenido se almacena en una ubicación central.

Gráfica 10. Despliegue jerárquico de servidores en red de video

16

http://www.bitband.com/

59

Fuente: www.bitband.com

Por otra parte también se encuentra el fabricante Ruso Elecard con su producto para soluciones IPTV en cuanto a servidores VoD, llamado V-Cinema VoD. Este

producto cuenta con características técnicas aceptables para un despliegue de IPTV ya que soporta múltiples formatos de codificación (MPEG-2, AVC, WMV), maneja sistemas operativos desde Windows hasta Linux. Soporta set-top-box IP

de varios fabricantes, permitiéndoles a los proveedores de servicio llevarle a los abonados un servicio más económico y a su vez rentable para los operadores.

2.3.5 PELÍCULAS EN SERVIDORES

Acerca del contenido incluido en los servidores y específicamente sobre las películas de VoD, se encuentran en el mercado empresas como DLA17; una de las primeras empresas en proveer soluciones a la carta como son VoD y Pago Por

Ver (PPV) para Latinoamérica y el Caribe. Se encarga de entregarle al usuario el contenido digital cuando lo desee y donde lo desee, es decir, no sólo presta el servicio sobre VoD sino también para televisión, banda ancha y telefonía móvil.

Esta empresa inició su expansión en Latinoamérica y el Caribe en el año 2000, enfocándose en las necesidades del cliente y en generar una cercana afinidad con la dinámica del mercado. Estos dos aspectos generan grandes beneficios para los

usuarios, ya que DLA desarrolla productos con el fin de brindar mejor y mayor contenido a sus afiliados y por consecuencia a sus respectivos abonados. DLA

17 http://www.dlatv.com/

60

distribuye canales musicales, audio digital y Rush HD. Este último es la primera y

más completa red de Alta Definición que se emite en la región y opera 7 x 24, ofreciendo todo tipo de contenido con tecnología de vanguardia, filmado originalmente en Alta Definición (HD) con sonido estéreo envolvente 5.1 Dolby

Digital.

2.3.6 MIDDLEWARE

En cuanto al middleware utilizado para el despliegue de IPTV de UNE Telecomunicaciones se implementó ORCA Interactive18 y específicamente el RightTv, el cual permite la disponibilidad del servicio de televisión en cualquier

dispositivo basado en el protocolo de internet IP (TV, PC, móvil). Dispone de una convergencia para personalizar, desarrollar y mantener la interfaz de usuario disponible y de esta manera el proveedor del servicio pueda tener control total

sobre sus servicios. Este servicio puede funcionar a través de redes IP o en las capas superiores del modelo OSI, los canales pueden ser proporcionados a través de cualquiera de los protocolos IP o DVB (Digital Video Broadcasting). Además

cuenta con el servicio hibrido, lo cual significa, que si la infraestructura está basada en más de una red y posee diferentes dispositivos, también es soportada; permitiendo a los operadores de televisión aumentar la selección de servicios y

contenidos.

Existen en el mercado de las telecomunicaciones otros fabricantes con soluciones de Middleware como NetUP; el cual está compuesto por dos partes principales, un servidor Middleware y un cliente STB. Incluye una aplicación desarrollada en C++ que está instalada en las cajas decodificadoras, esta tecnología es conocida

comúnmente como middleware IPTV de cliente enriquecido, el cual permite alcanzar un rendimiento de utilización de la interfaz de usuario en comparación con cualquier middleware basado en web, cabe además resaltar que dentro de

sus funciones principales es la personalización de la interfaz de usuario. Otros servicios como EPG, VoD, Navegación Web, control de contenido y otros servicios más, hacen de NetUP una buena opción a la hora de buscar soluciones para

servicios de IPTV.

2.3.7 STB

Como se menciona anteriormente en el documento, el STB es el encargado de recibir una señal digital en cualquiera de los estándares (IPTV, terrestre, cable o

18

http://www.orcainteractive.com/

61

satelital) y demodular la señal para así ser proyectada a través del televisor,

además realiza la comprobación de permisos acerca del contenido.

Los fabricantes más importantes encargados de comercializar los Set-top Box en el mercado son; Amino Technologies, Telergy, D-Link, entre otros. En la línea de Amino Technologies se encuentra el dispositivo A140, uno de los más

representativos en cuanto a STB.

El A140 “High Defintion IP-STB” puede decodificar resoluciones de hasta 1920x1080 pixeles a 60Hz, de esta manera puede entregar gran calidad de imagen tanto en los televisores Plasma como en los LCD. Al soportar video

codecs de baja velocidad ofrece a los proveedores la posibilidad de crecer en cuanto a servicios; mientras maximizan el uso del ancho de banda de la red, incrementándose el número de subscritores y el número de canales interactivos.

Cuenta con un diseño compacto pero equipado con la tecnología necesaria, como el puerto HDMI, USB, AV analógico y S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Internacional) para entregar un alto performance. Además cuenta con el soporte

de los diferentes middleware, exploradores y DRM con los que cuenta el mercado de IPTV19.

Imagen 3. Vista frontal STB Amino A140

Fuente: www.aminocom.com

Imagen 4. Vista posterior STB Amino A140

19

http://www.aminocom.com/

62

Fuente: www.aminocom.com

En este amplio mercado de los STB´s, también se encuentran empresas fabricantes y comercializadoras como TELERGY20 con su solución en STB T502,

la cual brinda el medio para servicios tales como IPTV, VoD, VoIP y/o e-commerce. Este dispositivo cuenta con aplicaciones propietarias de la empresa fabricante como el Turf Browser; navegador originalmente basado en el Webkit de

Apple, se ha modificado y mejorado para obtener un rendimiento adecuado en un entorno integrado de STB. También cuenta con la posibilidad de mejorar sus aplicaciones y menús por medio de su sistema T-Flash, el cual le permite al

usuario tener aplicaciones mucho más útiles y con una interfaz más agradable. Además el T502 es una buena solución para ofrecer IPTV o VoD, ya que soporta migraciones de codecs en el momento que se requieran, sin verse el proveedor de

servicio en la necesidad de cambiar los dispositivos implementados.

Imagen 5. Vista frontal STB Telergy T502

Fuente: www.telergy.eu

Imagen 6. Vista posterior STB Telergy T502

20 http://www.telergy.eu/

63

Fuente: www.telergy.eu

Otras de sus principales características técnicas es el soporte de formatos de resolución NTSC, PAL, 1280x720pixels y 1920x1080pixels, también formatos de audio y video como; MPEG-2, MPEG-4, WMV9, DivX, MP3, WMA, entre otros.

Además cuenta con actualización de software vía web y gracias a su puerto USB puede también ser actualizado su firmware por este medio.

2.3.8 DSLAM

Son las siglas de Digital Subscriber Line Access Multiplexer, la traducción en español seria Multiplexor Digital de Acceso a la Línea de Abonado. Es un

dispositivo ubicado en la central telefónica que brinda a los usuarios DSL (Línea de Abonado Digital) acceso a los servicios sobre cable de par trenzado de cobre. Es el encargado de concentrar el tráfico de todos los enlaces xDSL hacia una red

WAN, como Internet. Esto es posible gracias a que la comunicación del DSLAM y el modem xDSL se realiza a través de dos interfaces ADSL; ADSL Terminal Unit-Remote (ATU-R) del lado del abonado y ADSL Terminal Unit-Central (ATU-C) del

lado del proveedor de servicios, seguido debe ir ubicado un splitter (dispositivo que divide la señal telefónica en varias señales y cada una de ellas en frecuencias diferentes) para separar las señales de baja (telefonía) y alta frecuencia (datos).

Como sólo se dispone de un par de hilos de cobre para enviar dos señales es posible mezclar éstas señales a través de un splitter en la central, en el momento de llegada de la señal a los hogares se puede conectar a un modem, por ejemplo

para recibir los datos en un PC y conectar filtros a los aparatos telefónicos, para que permitan el paso de las frecuencias bajas. En la siguiente gráfica se muestra el esquema de comunicación entre el DSLAM y el abonado final a través de ADSL.

Gráfica 11. Comunicación DSLAM – ADSL

64

2.3.9 IP-DSLAM

Es un nuevo protocolo de internet sobre servicios ADSL basado en IP. Estos nuevos DSLAMs ofrecen mayores ventajas sobre las tecnologías existentes y

tradicionales, como por ejemplo el aumento de la velocidad y la gestión de los datos. Reduce la complejidad de la conversión de formatos de los datos, soluciona problemas como el de la congestión de tráfico con alta velocidad, cuentan con

tecnología de conmutación Ethernet anti-bloqueo y además cuentan con características que proporcionan mecanismos óptimos para aplicaciones multicast de video.

Gracias a esta nueva tecnología, las compañías prestadoras de servicios de

telecomunicaciones cuentan con un método alternativo para desplegar de una manera más rentable redes sobre Ethernet, siendo las redes metropolitanas uno de sus usos más importantes.

DSLAM SmartAX MA530021 Series hace uso de su gran capacidad de

conmutación central IP para realizar la conversión ATM a IP en tarjetas de interfaz de línea xDSL. El diseño IP permite emplear su gran capacidad de conmutación en el backplane para proveer a los puertos grandes anchos de banda. Es

compatible con múltiples interfaces GE/FE, lo que elimina el cuello de botella del ancho de banda ascendente. Puertos con grandes anchos de banda permiten la expansión flexible a través de la capacidad de conexión en cascada y de alto

21

http://www.huawei.com/es/

65

punto. Aprovecha al máximo la arquitectura de conmutación de capa 3 para

proveer un poderoso backplane y soportar la velocidad de cable ADSL. El suscriptor puede evolucionar sin tener que configurar el ATM PVC o realizar algún cambio del lado del usuario o de la red, lo cual incrementa considerablemente la

velocidad de acceso y facilita la prestación de nuevos servicios. Soportar multidifusión gracias a su funcionamiento sobre IP, lo cual permite ofrecer servicios de multidifusión y VoD a través del DSLAM. En cuanto a seguridad el

MA5300 cuenta con autenticación y facturación a través de los protocolos PPPoE (Protocolo punto a punto sobre Ethernet), PPPoA (Protocolo punto a punto sobre ATM), IPoA (Protocolo de Internet sobre ATM) e IPoE (Protocolo de Internet sobre

Ethernet). Además de proporcionar seguridad en la red, la combinación cuenta + enlace protege a los proveedores de servicios contra pérdidas en los ingresos.

La tecnología ADSL2+ incluida en el SmartAX MA5300 es el estándar desplegado por la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) y específicamente por el

sector de estandarización (ITU-T) para reemplazar ADSL2. Este nuevo estándar posee tres características relevantes que lo hacen superior a su antecesor; en cuanto a la cobertura se refiere ADSL2+ alcanza hasta los 6Km de distancia; la

velocidad de transmisión en cuanto a Uplink/Downlink puede alcanzar 1.5M (Uplink) y 25M (Downlink). En la distancia máxima de 6Km se han puesto a prueba las velocidades de transmisión, las cuales varían para Uplink (416k) y Downlink

(736k). Por último ADSL2+ permite el control dinámico de consumo de energía, es decir, reduce el consumo de energía y el costo operacional de los proveedores de servicios entre un 33% y un 50%22.

2.4 REDES ACADÉMICAS DE ALTA VELOCIDAD

Originalmente Internet se formó como un conjunto interconectado de redes informáticas entre sitios académicos que cooperaban voluntariamente.

Actualmente Internet incorpora interconexiones de lugares de todo tipo, por lo cual el tráfico a través de esta red está bastante congestionado, y su acceso está regido casi completamente por las ofertas comerciales, chats, redes sociales y

pornografía.

Varios grupos académicos empezaron a gestar la idea de redes exclusivamente académicas en las cuales se pudieran experimentar nuevas tecnologías de comunicación, atendiendo las necesidades de investigación muy exigentes en

términos de capacidad computacional y ancho del canal de comunicaciones, tratando al mismo tiempo de preservar el espíritu académico original de Internet,

22

http://www.huawei.com/es/

66

aportando los costos de manera cooperativa. Este tipo de redes se están

formando como organizaciones nacionales (National Research and Education Networks, NRENs), bajo políticas de interconexión interna y externa.

Las redes académicas de alta velocidad son un conjunto de conexiones de alta capacidad, principalmente en fibra óptica, sobre diversos medios de transporte,

principalmente ATM. El protocolo IPv6 haciendo puente sobre IPv4, el protocolo IPv6, con o sin redes académicas avanzadas, está siendo introducido progresivamente en todas las redes para poder expandir el espacio de direcciones

de IPv4 y poder incorporar un conjunto de servicios mejorados. Existiendo conexión a una red académica avanzada, es técnicamente posible conectar estaciones de trabajo convencionales como Microsoft o Linux, sólo con un mínimo

de configuración adicional.

Básicamente son redes de alta capacidad y tráfico restringido a sitios académicos, sobre dichas redes pueden emplearse diversas tecnologías convencionales, como por ejemplo la videoconferencia multipunto o aprovecharse para nuevas

tecnologías y combinaciones de tecnologías que no son prácticas sobre Internet, como por ejemplo mallas de supercomputadores o teleprocesos.

Los anchos de banda utilizados son superiores a los empleados en las redes tradicionales que vemos en Colombia. En el país existen hasta el momento 8

redes académicas de alta velocidad, la cuales son: RUMBO (Red Universitaria Metropolitana de Bogotá), RUANA (Red Universitaria Antioqueña), RUAV (Red Universitaria de Alta Velocidad del Valle del Cauca), UNIRED (Corporación Red de Instituciones de Educación, Investigación y Desarrollo del Oriente Colombiano),

RUP (Red Universitaria de Popayán), RADAR (Red Universitaria del Eje Cafetero), RIESCAR (Red de Instituciones de Educación Superior de Cartagena de Indias) y RUTACARIBE (Red Universitaria de Tecnología Avanzada del Caribe). Estas

redes se encuentran interconectadas a una velocidad de 200Mbps, conformando la Red Nacional de Tecnología Avanzada (RENATA), la cual a su vez está conectada con la red latinoamericana CLARA (Cooperación Latino Americana de

Redes Avanzadas), permitiendo ésta la conexión a instituciones de países latinoamericanos. Además permite la conexión con universidades en Estados Unidos y en Europa, donde se encuentran Internet2 y Geant respectivamente23.

Las redes avanzadas aparecen como una necesidad a las demandas de

intercambio de información, a los nuevos servicios que pueden surgir gracias a estas redes con anchos de banda superiores, al desarrollo educativo y social. Se

23

http://www.renata.edu.co/

67

requieren nuevos espacios para la interacción de la comunidad científica, espacios

dedicados, libres de toda esa información basura que circula normalmente a través del Internet convencional y de las limitaciones con las que éste cuenta. Dichas redes entran a suplir esa necesidad de compartir información, para así

poder obtener nuevas y mejores modalidades de aprendizaje.

La investigación y la interacción de la comunidad científica requieren del intercambio de grandes cantidades de información, para lo cual las redes académicas de alta velocidad se convierten en el medio más apropiado para todo

este flujo de información. Estas redes tienen un sin número de aplicaciones en áreas como la robótica, educación virtual, bibliotecas digitales, bio-informatica, sismología, climatología, laboratorios remotos, videoconferencia, VoIP,

telemedicina e IPTV.

Sin duda, al hablar de redes de alta velocidad se debe hablar obligatoriamente de los retos y avances que deben lograr dichas redes para poder cumplir con su misión. Uno de los grandes retos, es buscar la cofinanciación de RENATA y la

conexión internacional, ya que sólo hasta el 2011 se cuenta con un subsidio substancial por parte del gobierno nacional y específicamente del Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones TIC. A partir de allí las

universidades tendrían que seguir asumiendo el pago de las redes y de su administración. Claro está que se podría pensar en que el gobierno nacional, debería seguir asumiendo estos costos y los presentara no como un gasto para la

nación sino como una inversión necesaria para el desarrollo tecnológico y competitivo del país. También se podría buscar la manera de que la industria privada patrocine y subsidie las redes académicas, ésta podría ser una solución para que siguieran existiendo y funcionando.

El segundo de los retos que debe asumir las redes académicas de alta velocidad

es lograr la divulgación y uso de dichas redes. Debe lograr que las comunidades académica e investigativa del país tengan conocimiento de su existencia y que además conozcan los potenciales usos de dichas redes, para que las utilicen al

máximo en proyectos académicos que beneficien a la sociedad colombiana. La divulgación masiva de las redes académicas permitirá en un futuro reducir la brecha tecnológica que existe entre los países desarrollados y los

subdesarrollados24.

2.4.1 RENATA

24

RENDON, Héctor. RUMBO – RENATA – CLARA: Un Camino hacia la eCiencia. P. 1 - 4

68

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS25: RENATA transita sobre un ancho de banda de

200 Mbps, dicha infraestructura está basada en una topología de estrella jerárquica donde el punto central es la sede Morato de Colombia Telecomunicaciones en Bogotá, los puntos de la estrella los conforman los nodos

principales de las Redes Académicas Regionales de las ciudades de Cali, Barranquilla, Medellín, Bucaramanga, Pereira (Eje Cafetero), Popayán y Bogotá, en donde se interconectan a cada uno de los operadores locales que manejan las

redes metropolitanas de las universidades.

La transmisión se realiza por la red MPLS (Multiprotocol Label System) de Colombia Telecomunicaciones a nivel de E1´s con un tiempo de convergencia de la red MPLS del anillo nacional de fibra óptica de 50ms de acuerdo con el

modelo planteado.

Entre los mecanismos de acceso soportados se cuenta con servicios para interfaces “Ethernet 10/100/1000” tanto en los multiplexores como en los

enrutadores.

Igualmente, los puertos sobre los servicios soportan transporte transparente (“Port Mode”) a través de VLANs o también por medio de Stacked VLANs para

conexiones virtuales a través de un mismo puerto.

Los nodos de acceso con interfaces “10/100BASE T” son los encargados de recibir los enlaces de los operadores locales de cada red regional.

Cada nodo de la red se interconecta a través de una interfaz “GigaEthernet” o

“FastEthernet” de acuerdo con la topología de cada operador local.

Cada nodo de acceso maneja 200Mbps hacia el nodo de concentración en Morato-Bogotá, garantizando los tiempos de convergencia de 40 ms en caso

de falla de la red MPLS.

La capacidad actual de cada uno de los enlaces a nivel nacional es de 200 Mbps en MPLS. Esta capacidad es entregada por la red MPLS de Colombia

Telecomunicaciones a nivel de 5*E1´s en cada uno de los nodos de las

25

http://www.renata.edu.co/

69

diferentes redes como Barranquilla, Bucaramanga, Cali, Popayán, Medellín,

Eje cafetero y Bogotá.

La red MPLS entrega su capacidad en E1´s a un equipo multiplexor Metro 500 a nivel nacional, Metro 1000 en Bogotá en interface G703, el equipo multiplexor agrupa los E1´s y los entrega en interface Ethernet al equipo enrutador Cisco

7606 conformando de esta manera la red nacional.

Los operadores entregan en interface Ethernet a un puerto “FastEthernet” del Cisco 7206, para el caso Bogotá la interconexión se realiza directamente al

puerto “FastEthernet” del equipo a nivel de 802.1q.

La topología en anillo de la red RENATA es ilustrada en la siguiente gráfica:

Gráfica 12. Conexión redes académicas nivel nacional, RENATA

Fuente: www.renata.edu.co

70

2.4.2 RUMBO26

Es la Red Universitaria Metropolitana de Bogotá, formada inicialmente por 16 instituciones en el año 2003, actualmente cuenta con 24 instituciones. Para finales de 2004 se hacían las primeras pruebas de conectividad entre la Universidad

Javeriana y el Politécnico Gran Colombiano y en el año 2005 el gobierno nacional pide que RUMBO sea un ente jurídico. Nace de esta manera la Corporación RUMBO, encabezada por un Director Ejecutivo (Representante Legal). Cuenta

con un Comité Directivo; el cual es el encargado de definir, gestionar y promover las actividades de la red, un comité técnico; encargado de los aspectos tecnológicos que involucran a la red, un comité académico; que gestiona y

promueve el desarrollo de proyectos académicos y de investigación. Por último cuenta con grupos de trabajo, los cuales ejecutan los proyectos específicos definidos por los comités.

Tiene como objetivo principal agrupar las entidades de educación superior y

centros de investigación, para buscar el mejoramiento continuo de sus miembros mediante la utilización de últimas tecnologías de la información y las comunicaciones. Participar en proyectos regionales, nacionales e internacionales

que permitan a sus miembros mejorar los procesos educativos e investigativos. Además de incentivar la creación de nuevos contenidos de investigación para la utilización y divulgación de estas nuevas redes.

Cabe resaltar que RUMBO no sólo está abierta para Universidades, sino también

para instituciones académicas, museos, bibliotecas, hospitales y demás entidades que de una u otra forma hagan parte de la educación y el aprendizaje colectivo.

Dentro de sus características técnicas RUMBO cuenta con una red MPLS (Multiprotocol Label System), con un ancho de banda de 60Mbps (hasta el

proveedor de la red, Telmex) para cada una de las universidades o instituciones conectadas y las cuales cuentan con un canal de 200Mbps a través de RENATA, todas las conexiones son mediante fibra óptica para garantizar los anchos de

banda.

Gráfica 13. Esquema de Conexión Redes Académicas de Alta Velocidad

26 RENDON, Héctor. RUMBO – RENATA – CLARA: Un Camino hacia la eCiencia. P. 1 - 4

71

Fuente: RENDON, Héctor. RUMBO – RENATA – CLARA: Un Camino hacia la eCiencia

Para cumplir con el propósito por el cual se han creado estas redes y se ha

desplegado toda esta infraestructura, actualmente se desarrollan proyectos de interconexión de bibliotecas (Metabuscador), videoconferencia, E-learning (educación y capacitación virtual), canales de televisión (Rumbo Tv, Poli Tv)

emisoras radiales, telemedicina, parques tecnológicos, laboratorios virtuales y Grid Computing (Supercomputación). Son muy pocos los proyectos que actualmente se desarrollan, teniendo en cuenta el potencial que pueden llegar a tener estas redes

académicas. Los usos y la divulgación no han sido un común denominador en la región, ni tampoco a nivel nacional, esto impide que los estudiantes aprovechen el medio para proponer y realizar proyectos investigativos de alto impacto en la

región.

2.4.3 CLARA27

América Latina cuenta hoy con una infraestructura de redes avanzadas, la cual sólo se podía imaginar hace sólo diez años. En ese lapso de tiempo, se creó CLARA, Cooperación Latino Americana de Redes Avanzadas, organización de

derecho internacional sin fines de lucro, con existencia legal a partir del 23 de diciembre de 2004, fecha en la cual fue reconocida por la legislación de la República Oriental del Uruguay.

27 http://www.redclara.net/

72

CLARA se define como un sistema latinoamericano de colaboración mediante

redes avanzadas de telecomunicaciones para la investigación, la innovación y la educación. Cuenta con 17 miembros; Argentina, Bolivia, Brasil, Colombia, Costa Rica, Cuba, Chile, Ecuador, El Salvador, Guatemala, Honduras, México, Panamá,

Paraguay, Perú, Uruguay y Venezuela. En la actualidad, sólo trece países están conectados a RedCLARA. Los países no-conectados son; Bolivia, Paraguay, Cuba y Honduras. Los dos últimos se consideran “miembros no-activos”, pero se espera

su incorporación plena en un futuro cercano.

Los cuerpos de gobierno institucional de CLARA son el Directorio, (máximo organismo, integrado por el Presidente, Vicepresidente, Secretario, Tesorero y un Director), una Comisión Fiscal formada por tres miembros de la Asamblea no

integrantes del Directorio, y una Comisión Técnica con siete miembros, ingenieros de las redes conectadas a RedCLARA, los cuales velan por el desarrollo, las implementaciones técnicas y la seguridad de la red. La Secretaría Ejecutiva de

CLARA es el organismo encargado de la Dirección Ejecutiva de la organización, cargo de confianza del Directorio y la Asamblea.

La Asamblea de CLARA sesiona cada seis meses para definir las líneas de acción y las políticas a ser implementadas. En la Asamblea, cada país cuenta con un

representante.

2.4.4 RedCLARA28 CLARA desarrolla y opera RedCLARA, red avanzada establecida en América

Latina para la interconexión regional, desde el 1 de septiembre de 2004. RedCLARA comenzó a proveer conectividad directa a 155 Mbps al enlazar a las redes avanzadas de Argentina, Brasil, Chile, Panamá y México, y conectarlas con

la red europea GÉANT a 622 Mbps mediante la conexión entre São Paulo (Brasil) y Madrid (España). Esta infraestructura se inauguró oficialmente el 17 de noviembre de 2004, en el Foro Ministerial de la Sociedad de la Información,

realizado en Río de Janeiro.

Durante 2005, las redes avanzadas de Uruguay, Perú, Costa Rica, Panamá, Guatemala, El Salvador y Ecuador se conectaron a RedCLARA, lo que elevó el número de redes conectadas a doce. En 2006, llegaron a RedCLARA las redes de

Colombia, Venezuela y Nicaragua. Sin embargo, ese mismo año Costa Rica decidió desconectarse por razones económicas, hecho que se revirtió a fines de

28 http://www.redclara.net/

73

2009. En 2007 se iniciaron las conversaciones para la conexión de Bolivia, pero

Nicaragua decidió poner fin a su conexión a RedCLARA y a su participación en CLARA por razones económicas.

RedCLARA está basada en capacidades de telecomunicaciones contratadas a diversos operadores, sobre la cual se despliega una Red IP, tanto en IPv4 (versión

4 del Protocolo Internet) como en IPv6 (versión 6 del Protocolo Internet) de alta calidad. Así, RedCLARA se constituye en una plataforma tecnológica de última generación en redes avanzadas que permite la conectividad con anchos de banda

no disponibles en redes comerciales, lo que entrega a los científicos, académicos e investigadores de América Latina, una infraestructura que les permite colaborar efectivamente con la comunidad científica global.

Según datos extraídos del sitio web de CLARA, se estima que al considerar sólo a

los países hoy conectados a RedCLARA, en ella participan 729 universidades en las que trabajan alrededor de 671 mil académicos, 104.607 investigadores y 3.763.142 estudiantes.

La troncal (backbone) de RedCLARA está compuesta por siete nodos enrutadores

principales, conectados en una topología lineal (punto-a-punto). Cada nodo principal (IP) representa a un PoP (Punto de Presencia) para RedCLARA. Seis se localizan en una ciudad de América Latina: São Paulo (Brasil), Buenos Aires

(Argentina), Lima (Perú), Santiago (Chile), Ciudad de Panamá (Panamá) y Tijuana (México). El séptimo se ubica en Miami (Estados Unidos) y a él se conectan las redes centroamericanas (que prontamente pasarán a estar conectadas al nodo de Panamá).

Todas las conexiones de las redes nacionales latinoamericanas a RedCLARA se

realizan mediante uno de estos siete nodos. La conexión con Estados Unidos se lleva a cabo mediante los enlaces del nodo de Tijuana (México) con San Diego (Costa Pacífico de Estados Unidos) y del nodo de São Paulo (Brasil) con Miami.

RedCLARA también está conectada con las redes de Europa (GÉANT), Asia y

Pacífico (APAN, TEIN2), Canadá (CAnet4), la Cuenca del Mediterráneo (EUMEDCONNECT), entre otras. En la siguiente Figura, se ilustra la topología de la RedCLARA.

Gráfica 14. Conexión RedCLARA

74

Fuente: www.redclara.net

El Grupo de Ingeniería de la Red (NEG) de CLARA está a cargo de la arquitectura e ingeniería de la red avanzada, los tipos de enlaces y los procedimientos de

intercambio de tráfico. El Centro de Operaciones de la Red (NOC) es responsable de la administración, el control, el monitoreo y la operación diaria de todas las infraestructuras físicas y lógicas de la troncal.

En la siguiente gráfica se puede apreciar el uso en porcentaje de los nodos

distribuidos alrededor de América Latina, Centro América y Europa; particularmente en Madrid

CLARA es una red operada por el proyecto DANTE, dentro del cual la interconexión inicial Europa-Latinoamérica está financiada por el proyecto ALICE.

75

Gráfica 15. Troncal RedCLARA

Fuente: www.renata.edu.co

2.4.5 DANTE29

DANTE (Delivery of Advanced Network Technology to Europe), es una

organización establecida en el año de 1993 en Cambridge, Reino Unido. Es una sociedad de responsabilidad limitada y sin fines de lucro. La ubicación del lugar

29

http://www.dante.net/

76

fue escogida por medio de un concurso realizado para tal fin, el Reino Unido

brindó beneficios fiscales que se constituyeron en factores significativos en la elección de lugar. DANTE fue creada por 11 redes académicas europeas con el fin de constituir una entidad eficiente y rentable, la cual pudiera coordinar los estudios

de investigación, asegurara el resultado de los proyectos y que estuvieran al margen del presupuesto establecido para cada uno de ellos.

Dentro de las actividades realizadas por la organización DANTE, se encuentra la gestión de nuevos proyectos de investigación europeos, estudios de viabilidad,

redes de investigación tecnológicas, desarrollo de redes y prestación de servicios, además de la difusión de la información y atención al cliente.

El propósito de DANTE es el de planificar, construir y operar redes de investigación Europeas, luego se le dio el nombre de Redes Nacionales de

Investigación y Educación (NREN). Desde su creación en 1993 la red Europea ha pasado por cuatro generaciones; EuropaNET, RTE-34, TEN-155 y ahora GEANT. La red GEANT es la infraestructura más rápida y fiable de comunicaciones en

Europa, sirviendo de apoyo a todos los proyectos de investigación, así como a toda la comunidad educativa, con propuestas innovadoras para hacer uso de esta infraestructura. El proyecto GEANT ha pasado por varias etapas y en este

momento se encuentra en su tercera generación iniciada desde el 1 de Abril de 2009. GEANT3 (GN3) cuenta con la colaboración de la Comisión Europea (CE), la cual ha inyectado para la tercera fase de GEANT un capital aproximado de 93

millones de euros, para cuatro años que cubre dicha etapa. Gráfica 16. Conexión GEANT con el mundo

Fuente: www.geant.net

77

2.4.6 INTERNET2

Aparece internet2, la cual no es más que una red mucho más rápida que la que se utiliza convencionalmente, las aplicaciones desarrolladas utilizarán un completo conjunto de herramientas y servicios que no existen en la actualidad; por ejemplo,

uno de estos servicios es conocido como la garantía de servicio o calidad de servicio (QoS). Actualmente toda la información en Internet viene dada con la misma prioridad, como si ésta pasara a través de toda la red de un ordenador a

otro. QoS permitirá que las aplicaciones dispongan del ancho de banda o la prioridad requeridos. Esto permitirá a dos ordenadores comunicarse a altas velocidades necesarias para una interacción en tiempo real.

Cabe resaltar la diferencia de velocidad que tendrá Internet2, será mucho más

rápida que la World Wide Web (WWW). Se estima que una red de 100 a 1000 veces más rápida que permitirá a las aplicaciones cambiar el modo de trabajar e interactuar con los ordenadores. Aplicaciones como las bibliotecas digitales

cambiarán el modo que tienen las personas de usar los ordenadores para aprender, comunicarse y colaborar entre sí.

Internet2 es una red similar al Internet convencional, pero con grandes capacidades, la cual tiene a su disposición la última tecnología. La creación de

Internet2 se basa en la colaboración entre las universidades del país (EE.UU), la cual es administrada por la Corporación Universitaria para el Desarrollo Avanzado de Internet (UCAID) y tiene como objetivo principal desarrollar las próximas

generaciones de aplicaciones telemáticas para facilitar los proyectos de investigación y educación de las universidades, además de ayudar en la formación de personal capacitado en el uso y manejo de redes avanzadas de cómputo.

Algunas de las aplicaciones que se pueden desarrollar son telemedicina, bibliotecas digitales, laboratorios virtuales, visualización de modelos 3D, entre otras muchas aplicaciones. Todas éstas no son posibles de desarrollar con la

tecnología existente.

El backbone de Internet2 (la red Abilene y la red vBNS) tiene velocidades que superan los 2 Gbps, y las conexiones de las universidades a este backbone varían entre los 45 Mbps y 622 Mbps.

Internet2 es una red de investigación y educación que une los equipos de las

instituciones que la conforman, sin proporcionar enlaces como la WWW o el correo electrónico. Los desarrollos harán posible hacerlo, de cualquier manera, pronto se encontrará la forma de introducir cualquier red de ordenadores,

78

incluyendo Internet. Las aplicaciones y equipos proporcionados por Internet2

transformarán la manera que tiene la gente de trabajar con los ordenadores.

Gráfica 17. Red Internet2

Fuente: www.internet2.edu

2.4.7 REDES DE NUEVA GENERACIÓN

El concepto de NGN o Redes de Nueva Generación se ha implantado para tener en cuenta los nuevos servicios en el área de las telecomunicaciones,

caracterizados por factores tales como: la competencia entre operadores, el gran auge del tráfico digital como por ejemplo internet, demanda creciente de nuevos servicios multimedia, convergencia de redes y servicios, entre otros.

Las redes de próxima generación están basadas en paquetes para suministrar

servicios de telecomunicaciones en múltiples tecnologías de acceso a banda ancha, apropiadas para garantizar calidad de servicio (QoS).

79

NGN permite a los usuarios el acceso sin restricciones a redes y a proveedores de

servicios, soportando movilidad generalizada para la prestación de servicios a los usuarios. El concepto NGN considera la nueva realidad en la industria de las telecomunicaciones, caracterizada por factores como son la necesidad de

converger y optimizar el funcionamiento de las redes.

En la actualidad, las nuevas aplicaciones y servicios han introducido necesidades que originalmente no fueron tenidas en cuenta en el diseño de la primera generación de redes de paquetes. Por lo tanto, la evolución desde las redes

tradicionales hacia NGN se fundamenta en la convergencia de aplicaciones y servicios soportados y transportados sobre diferentes redes de acceso y de núcleo, hacia una red unificada con la capacidad de soportar cualquier servicio.

Las NGN han permitido la evolución para pasar de un conjunto de servicios sobre múltiples redes a una única red que los soporta; estos servicios han evolucionado como respuesta al aumento en la demanda de nuevas necesidades tecnológicas

aplicadas a la vida diaria. Inicialmente, los proveedores de servicios hicieron grandes inversiones en infraestructura para soportar el transporte de voz sobre IP en sus redes y ofrecer nuevos servicios de valor agregado que, poco a poco

fueron insuficientes para los clientes.

En la actualidad han sido implementadas tecnologías triple-play (voz, video y datos) sobre una misma infraestructura y la idea es avanzar a cuádruple-play (voz, video, datos y movilidad), para llegar a n-play; cualquier servicio en cualquier

dispositivo, en cualquier lugar. Esta convergencia de servicios ha sido posible gracias al Subsistema Multimedia

IP (IMS), núcleo de la arquitectura NGN, para que cualquier servicio (actual o futuro) pueda ser soportado y transportado por la NGN.

2.5 APLICACIONES EN REDES ACADÉMICAS DE ALTA VELOCIDAD

En Colombia el uso de las redes académicas de alta velocidad se ha basado en acortar distancias y en llevar contenido de toda índole a la mayor cantidad de

personas interesadas. Para este cometido se ha trabajado en la masificación de la transmisión de audio y video a través de RENATA; las videoconferencias hacen posible que estudiantes e investigadores alrededor del país puedan acceder a

conferencias realizadas en diferentes instituciones académicas a través de la infraestructura desplegada por RENATA y también por cada una de las redes regionales pertenecientes a ella.

80

La videoconferencia se hace útil y necesaria en los procesos de aprendizaje, ya

que muchas instituciones de educación superior no cuentan con el material o con los docentes lo suficientemente capacitados para abordar temas que ayuden a los estudiantes a resolver problemas en temas específicos. Por medio de la

videoconferencia puede ser posible recibir una clase magistral de un profesor o un expositor ubicado en otro punto geográfico; así como brindar capacitación al grupo docente lo cual reduciría los costos de desplazamiento y manutención. Además se

debe tener en cuenta, que a nivel de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC), se desarrollan durante el año eventos de gran interés para toda la comunidad académica, la videoconferencia puede llegar a ser la solución

para la gran mayoría de estudiantes e investigadores que desean participar en dichos eventos, pero que por razones económicas no pueden acceder a ellos.

Cualquier institución académica perteneciente a RENATA o a una de las redes regionales puede hacer uso del servicio de videoconferencia, es necesario seguir

un protocolo básico para la reserva y posterior utilización del recurso. Claro está que el éxito de la videoconferencia es exclusivamente de la institución organizadora, siendo ésta la encargada de coordinar la iluminación, la

amplificación del audio y del video.

A nivel regional en el momento se encuentran desarrollando un proyecto utilizando la videoconferencia para la transmisión de audio y video entre la Universidad Tecnológica de Pereira y el Hospital Universitario San Jorge, el cual beneficiaría

directamente a los estudiantes de la facultad de ciencias de la salud, de dicha Universidad. Hasta el momento no se ha hecho uso del sistema, pero se ha avanzado en el despliegue y compra de equipos y en la conexión entre el Hospital y la Universidad.

Se cuenta con las Unidades de Control Multipunto (MCU) necesarias para soportar

la conferencia entre tres o más puntos, dentro del estándar H.323; el cual es definido como un protocolo para proveer sesiones de comunicación audiovisual sobres paquetes de red. Son un conjunto de normas para comunicaciones

multimedia que hacen referencia a los terminales, equipos y servicios estableciendo una señalización en redes IP. Las MCU llevan la negociación entre terminales para determinar las capacidades comunes para el proceso de audio y

video, además son las encargadas de controlar la multidifusión.

La comunicación bajo el estándar H.323 incluye las señales de audio y video. La señal de audio es digitalizada y comprimida bajo uno de los algoritmos soportados, tales como el G.711 o G.723, la señal de video es tratada con la norma H.261 o

81

H.263 y por último los datos son manejados bajo el estándar T.120, el cual permite

la compartición de aplicaciones en conferencias punto-a-punto y multipunto.

También se cuenta con cámaras de alta definición para obtener una calidad de imagen superior, a la hora de transmitir. Para el propósito final por el cual se han desplegado estos equipos, son de gran utilidad estas cámaras de alta definición,

ya que permitirán a los estudiantes observar con gran detalle una cirugía en curso o la consulta de un paciente con su médico especialista.

Por otra parte se debe tener en cuenta si únicamente se transmitirá audio y video, o si también se compartirán datos, lo cual incrementa el ancho de banda a utilizar.

Para el proyecto del Hospital San Jorge con la Universidad Tecnológica se dispone de un canal de 512Mbps, el cual satisface las necesidades, teniendo en cuenta que sólo se conectará un aula de clase con un área del hospital. El ancho

de banda de este canal, contrasta con la capacidad de 100Mbps que tienen disponible las universidades que pertenecen a RADAR para hacer uso del mismo. El consumo de este canal en Tx es de 2Mbps y en Rx es de 5Mbps, lo que

evidencia el poco uso y la gran capacidad con la que cuenta la región para desarrollar proyectos investigativos, que puedan generar gran impacto en la sociedad.

2.6 RENATA

A finales del mes de mayo del presente año, el Gran Teatre del Liceu y RENATA firmaron un convenio de colaboración para llevar a las Universidades conectadas

a RENATA el programa “Opera Oberta, la ópera en la Universidad” 30. Opera Oberta es un curso de iniciación a la ópera, cuya originalidad reside en la transmisión en directo de cinco títulos de la temporada del Liceu,

complementándose con una presentación previa de unos 10-15 minutos y con un portal en Internet con informaciones complementarias sobre la ópera que se transmite.

Durante el curso 2007-2008 se inició la expansión internacional del programa, que

ha contado con la participación de los gestores de las redes académicas de distintos países, como CUDI en México y RENATER en Francia, o más recientemente y en fase de evaluación, FCCN en Portugal y REUNA en Chile.

30

www.opera-oberta.org

82

Esta retransmisión son proyectadas en salas de actos de las universidades

participantes, preparadas con pantallas de 3x5 metros aproximadamente y equipos de sonido estéreo a Dolby Digital 5.1.

El programa nació en el año 2001 como una iniciativa del Gran Teatre del Liceu al proyecto Internet 2 Catalunya (i2CAT). El programa Opera Oberta se abrió con el

propósito de explorar las posibilidades que las últimas tecnologías en difusión y reproducción de imagen y sonido podían ofrecer a un espectáculo de la historia y tradición como es la opera.

Actualmente el programa cuenta con tecnología de gran calidad, audio envolvente

Dolby 5.1, video AVC/H.264, subtitulación multilingüe, seguridad de contenidos, distribución Multicast por redes académicas y de investigación como GEANT, RedCLARA, Internet2, RedIRIS, entre otras. La transmisión del programa está

regida por el estándar DVB, el cual es implementado por todos los fabricantes de los equipos.

El sistema de subtitulación CAVENA está compuesto por módulos configurados para obtener funcionalidades de subtitulación multilingüe gestionada en tiempo

real y basada en el formato DVB bitmap. El estándar de compresión de video utilizado era MPEG-2, pero a partir de la temporada 2009-2010 se introdujo el codificador ViBE MPEG-4 que permite el procesado de señales haciendo uso de la

codificación MPEG-4, logrando incrementar los radios de comprensión. El equipo está diseñado para procesar hasta 8 canales de audio, gestionar tramas Dolby Digital AC3, multiplexado de video y audio con flujos de datos, de esta manera se incorpora la información de subtitulación vía ASI y finalmente, cumpliendo con el

estándar DVB, generar un servicio (Single-Program TS) con todos los componentes referenciados y debidamente etiquetados para lograr la QoS requerida. Este equipo realiza también el empaquetado para adecuar el flujo a la

capa de transporte, y tiene la capacidad de multiplexar en esta capa más de un servicio (Multi-program TS); haciendo uso del protocolo UDP y de la tecnología Multicast se transmite el servicio Opera Oberta.

La seguridad de los contenidos está a cargo del CypherCast de IRDETO

ACCESS. Es un sistema orientado a la seguridad de contenidos en el entorno IP, especialmente Multicast. CypherCast crea una VPMN (Virtual Private Multicast Network), la cual es compatible con cualquier aplicación de streaming como audio,

video o datos. Cuenta con dos placas Ethernet a 100Mbps, lo que le permite recibir distintas tramas de transporte simultáneas, encriptarlas y enviarlas a diferentes grupos multicast. Cuenta con un sistema de Acceso Condicional, que le

permite la gestión del acceso a los contenidos mediante el uso de claves

83

asociadas a smart cards. En la siguiente gráfica se muestra el esquema de la

arquitectura de transmisión del programa Opera Oberta.

Gráfica 18. Arquitectura de Transmisión

Fuente: www.opera-oberta.org

En cuanto a la recepción, la universidad recibe un flujo de 15Mbps mediante tecnología multicast, por medio de la red académica de alta velocidad. Para la decodificación es necesario un ordenador con características en hardware de

2Ghz de procesador, 1 GB en RAM, una tarjeta Gráfica de 256 MB, un lector de smart cards y una tarjeta de audio con capacidad de procesar sonido envolvente Dolby Digital 5.1.

El descifrado se realiza mediante el programa “Cyphercast decryption Client” y una

smart card generada especialmente para cada cliente que el programa proporciona a la universidad. La decodificación es procesada por el programa VLC, el cual debe ser configurado para que envíe la señal al proyector. En la

siguiente Gráfica se puede observar la arquitectura que debe seguir un centro receptor de Opera Oberta.

Gráfica 19. Arquitectura de recepción Opera Oberta.

84

Fuente: www.opera-oberta.org

2.7 RED UNIVERSITARIA DE MEDICINA, RUTE31

En América Latina se ha priorizado en los proyectos enfocados a la medicina y a la salud, es así como en Brasil nace RUTE (Red Universitaria de Telemedicina),

que en su primera etapa conectó a 19 hospitales y hoy en día cuenta con la conexión de alrededor de 60 instituciones médicas localizadas en las 27 regiones del país. Esta red inicio actividades en el año 2006 con el apoyo del Ministerio de Ciencia y Tecnología, a través de la Financiadora de Estudios y Proyectos

(FINEP), la cual es coordinada por las personas vinculadas a RNP (Red Nacional de Enseñanza e Investigación) y la ABRAHUE (Asociación Brasileña de Hospitales Universitarios).

RUTE nace como una iniciativa de apoyo a la mejora de la infraestructura para la

telemedicina en los hospitales universitarios. Gracias a ésta es posible intercambiar información entre los participantes, consultar por videoconferencia, diagnosticar y transferir imágenes médicas a lugares que no cuentan con la

infraestructura hospitalaria necesaria. Además busca promover la integración de proyectos entre instituciones participantes dentro y fuera de Brasil, para de esta manera aumentar la calidad y la precisión en la atención sanitar ia para toda la

población, lo cual sin duda es su objetivo final.

En el aspecto económico busca reducir el costo de desarrollo futuro de las redes de comunicación en los participantes, así como la cantidad de viajes que realizan los pacientes para visitar al médico.

31 CABEZAS, Alberto. BRAVO, María. Redes Avanzadas en América Latina: Infraestructuras para el desarrollo regional en ciencia y tecnología. CLARA 2010. P. 46.

85

Brasil cuenta con la infraestructura que proporciona RNP, la cual permite la

interconexión y colaboración médica con los distintos hospitales universitarios. A través de RedCLARA, RNP también puede colaborar y consultar con instituciones en el extranjero y acceder a las conexiones europea (GEANT) y norteamericana

(Internet2).

2.8 T@LEMED32

Es un proyecto de telemedicina iniciado por la Fraunhofer Society de Alemania en el año 2004, el cual tiene como actores principales a los países de Brasil y Colombia. Está financiado por la Comisión Europea y busca llevar servicios

médicos básicos disponibles en los grandes hospitales a lugares geográficamente apartados.

Los beneficios de esta tecnología se reflejan en la capacidad de respuesta que un médico puede tener con un paciente, es decir, si un médico cuenta con t@lemed

puede transferir electrónicamente imágenes y datos de su paciente a un centro hospitalario con un nivel de atención superior; allí la imagen puede verse de inmediato y de ser necesario los especialistas pueden realizar una

videoconferencia en tiempo real con el paciente.

El objetivo principal de estas aplicaciones clínicas, son las enfermedades infecciosas típicas de estas regiones, como la malaria y la tuberculosis; pero también cuenta con aplicaciones de ultrasonido, que son utilizadas para el control del embarazo, urología y diagnósticos cardiovasculares. Además se busca

generar una base de datos de medicina basada en la evidencia, para el desarrollo y la promoción en la comunidad de la e-salud, como un foro donde se puedan intercambiar experiencias sobre los sistemas de telesalud y servicios relacionados.

Gracias a la plataforma tecnológica que proporciona la RedCLARA y GEANT se

puede transmitir de manera instantánea imágenes de alta resolución y archivos contundentes desde y hacia puntos geográficamente distantes.

2.9 EDUCACIÓN MUSICAL A TRAVÉS DE VIDEOCONFERENCIA

32

CABEZAS, Alberto. BRAVO, María. Redes Avanzadas en América Latina: Infraestructuras para el desarrollo regional en ciencia y tecnología. CLARA 2010. P. 47.

86

En norte América el uso de las redes académicas de alta velocidad se ve reflejado

en programas de música transmitidos mediante videoconferencias interactivas y la tele-cirugía remota. Los programas de música consisten en la transmisión de lecciones y programas a distancia de educación musical emitidos por medio de

videoconferencias interactivas. Inician en el año de 1996 en uno de los conservatorios más importantes de los Estados Unidos, el Manhattan School of Music, y fue la primera institución en experimentar con educación musical a

distancia por medio de videoconferencia.

Este innovador programa de educación musical basado en la enseñanza interactiva es pionero en su clase, pueden conectarse estudiantes, educadores y distinguidos artistas distribuidos en todo el mundo, para de esta manera

intercambiar nuevas formas de aprendizaje; además brinda la posibilidad de realizar clases magistrales de instrumentos musicales por medio de instituciones asociadas de educación superior de todo el mundo.

Por otra parte Estados Unidos cuenta con el desarrollo de la tele-cirugía remota, la

cual permite a un cirujano conectarse y operar a un paciente que se encuentre ubicado a miles de kilómetros de distancia. En el año 2005 durante el American Telemedicine Association Meeting en el centro de convenciones de Denver, se

realizó una nefrectomía a un cerdo ubicado en California, a una distancia de 900 millas. El mayor inconveniente en estas investigaciones se reducía a la imposibilidad de disminuir el tiempo transcurrido entre la acción efectuada sobre el

paciente situado remotamente y el retorno de la imagen a la correspondiente consola robótica donde se localiza el cirujano. Sólo a través de las redes avanzadas se pudo obtener el tiempo de respuesta y la calidad de imagen necesarios para este tipo de cirugías. Aunque este proyecto sólo está enfocado en

el área de la medicina y la salud, entidades como la NASA y la Secretaría de Defensa de los Estados Unidos, han advertido sobre las grandes ventajas de su uso; como por ejemplo, en el caso de la NASA la ayuda a astronautas en

situaciones de emergencia producidas durante las misiones espaciales, y en el caso de la Secretaría de Defensa, le daría uso en los campos de batalla, ya que la gran mayoría de los soldados heridos mueren a causa de hemorragias

secundarias, y el poder detenerlas de forma remota por medio de un robot especializado con la tecnología suficiente para realizar dichas intervenciones, sería de gran utilidad33.

33

CABEZAS, Alberto. BRAVO, María. Redes Avanzadas en América Latina: Infraestructuras para el

desarrollo regional en ciencia y tecnología. CLARA 2010. P. 29.

87

3. IPTV EN LAS REDES ACADEMICAS DE ALTA VELOCIDAD

En Colombia es poco lo que se puede destacar acerca de IPTV sobre redes

académicas de alta velocidad. Es un tema que hoy en día pareciera no tener trascendencia ni relevancia en la educación de este país. No se han descubierto los beneficios reales que pueden llegar a tener la televisión IP en las redes

avanzadas, con las que cuentan la mayoría de las regiones de la nación. La infraestructura existe y está disponible para ser usada, no se cuenta con el apoyo de las personas que tienen más conocimiento para poner en marcha un proyecto

como este.

Por medio de un trabajo de campo realizado en la Universidad Católica Popular del Risaralda y en la Universidad Tecnológica de Pereira, se evidencio que las redes académicas están siendo subutilizadas, las comunidades académicas no

están haciendo uso de estas grandes “autopistas”, las cuales brindan un sin número de ventajas frente al internet convencional.

Hasta el momento sólo se tiene conocimiento del Ingeniero Jaime Martínez Rodríguez docente de la Universidad del Cauca, Coordinador Técnico de la red

Universitaria de Popayán y Coordinador del “Grupo de Trabajo IPTV para la red CLARA”, este GT como se conocen dichos grupos dentro de la red CLARA, se encuentra desarrollando un proyecto de IPTV sobre redes académicas. El

proyecto busca proporcionar una solución de difusión y almacenamiento de contenidos audiovisuales producidos por las instituciones vinculadas a las redes académicas; además de brindar acceso a un sistema de televisión de alta calidad con canales dedicados de acuerdo a temáticas específicas34.

El proyecto tiene como objetivo desarrollar un estudio del servicio IPTV y las

tecnologías correspondientes que permitan determinar su viabilidad de implementación en el contexto académico de la red CLARA. Buscar adaptar tecnologías existentes para la implementación de una plataforma de transmisión

de video y audio en vivo y bajo demanda sobre redes avanzadas. Por medio de estos estudios se busca facilitar a las instituciones pertenecientes a las redes académicas compartir sus producciones audiovisuales utilizando dicha plataforma.

El siguiente esquema muestra los equipos utilizados en el despliegue de la

solución de IPTV en red CLARA.

34

http://portal.unicauca.edu.co/versionP/noticias/universidad/funcionario-de-unicauca-representar%C3%A1-

colombia-en-evento-internacional-sobre-redes-avanzadas

88

Gráfica 20. IPTV en redCLARA

Fuente: X Reunión CLARATEC

3.1 JANET35

Por otra parte se destaca la iniciativa de IPTV en la red GEANT y específicamente en la red JANET (UK), la cual es la Red de Educación e Investigación del Reino Unido, allí se desarrollo un proyecto de “Televisión en Internet, IPTV”, el cual fue

ejecutado sobre la red avanzada JANET y financiado por HEFCE (Consejo para la Financiación de la Educación Superior en Inglaterra). Este proyecto acogió las tecnologías necesarias que permiten a los campus universitarios ser usuarios a

través de una red IP, los miembros de los campus pueden ver TV a través de su computador personal, siendo la televisión tradicional reemplazada por la red IP.

La flexibilidad en el uso de una red IP para entregar servicios de televisión implica que los usuarios se benefician de una mayor interactividad, con la posibilidad de

tener un menú a la hora de elegir un programa de TV.

La infraestructura requerida por JANET es muy simple, ya que solo se utiliza un canal de televisión, el cual dispone de una capacidad de fibra que llega a los 40Gbps usando Multicast (Multidifusión), por lo que no se requieren antenas,

receptores o servidores para recibir las señales de televisión; y los usuarios (estudiantes) que desean ver los programas, simplemente necesitan descargar un software cliente para instalar en su ordenador, el cual cuenta con un servidor local

35

CABEZAS, Alberto. BRAVO, María. Redes Avanzadas en América Latina: Infraestructuras para el

desarrollo regional en ciencia y tecnología. CLARA 2010. P. 29.

89

y con los derechos de autor debidamente reservados. Cuenta con el soporte en

contenido de la empresa Sub.tv, dicha empresa inicio la transmisión de su canal en el año 2003 y en la actualidad cuenta con alrededor de 700 televisores alrededor del Reino Unido. El contenido emitido busca impactar a los jóvenes

estudiantes entre 18 y 24 años de edad, en 96 universidades alrededor del país. Se emite contenido especializado, relevante y oportuno; el contenido que se podrá ver en el televisor depende del sitio donde se encuentre el usuario.

Es cada vez es más común el uso de redes de datos para proporcionar servicios

como IPTV y voz, lo que elimina la necesidad de separar las redes de telefonía y televisión. En el caso de este proyecto, dentro de JANET se ha visto un aumento significativo de los sitios conectados (campus universitarios) que usan las

tecnologías IPTV y adicionalmente ha servido para que estudiantes de las áreas de comunicación muestren sus proyectos a la comunidad a través de esta red.

3.2 SOLUCIÓN PROPUESTA

En base a la investigación realizada sobre las diferentes tecnologías implementas en el servicio de IPTV y en las características técnicas con las cuales cuenta las

redes académicas de alta velocidad desplegadas en la mayoría de regiones del país. Se propone una solución de IPTV sobre una red académica conociendo el proyecto desarrollado por el Ingeniero Jaime de la Universidad del Cauca, el cual

plantea un diseño funcional de un despliegue de IPTV en una red con las características de redCLARA. El siguiente esquema muestra la distribución que debe seguir un sistema de IPTV

sobre una red académica de alta velocidad. Gráfica 21. IPTV en Red Académica de Alta Velocidad

RED ACADEMICA DE ALTA VELOCIDAD

SERVIDOR MULTIMEDIA

SER. DE APLICACIONES

SER. ADMON. CONTENIDO

STB

TV

Esquema de IPTV en Red Académica de Alta Velocidad

90

4. CONCLUSIONES

En la Universidad Católica Popular del Risaralda es notable la falta de uso de las

redes académicas de alta velocidad, la comunidad académica sigue utilizando la red convencional de internet para desarrollar los proyectos estudiantiles, los cuales se ven limitados por la falta de contenido que circula por la WWW. Una de

las características de esta gran red es su enfoque comercial y lucrativo, lo que hace que internet no sea el mejor lugar de búsqueda e investigación para toda la comunidad investigadora. La falta de difusión de esta red dentro de la universidad

es evidente y la falta de información de la existencia de una gran red con mejores prestaciones que la red convencional es notoria. Esta red impacta todas las facultades que pertenecen a la universidad, de allí que sea de gran interés darla a

conocer para que haya una motivación con respecto a nuevos proyectos.

Todas las universidades de la región hacen parte de RADAR, todas pagan una afiliación y una cuota de conectividad que les permite ser parte y hacer uso de la red regional, de la red nacional y de la red internacional. Claro que esto no es

suficiente para estimular a los jóvenes universitarios a cambiar el medio investigativo tradicional a uno nuevo y mejorado. Son pocas las personas que conocen las bondades de estas nuevas redes, pero aun así se conocen proyectos

de alto impacto social como el que se está desarrollando en la Universidad Tecnológica de Pereira. La transmisión de video y audio desde un consultorio, una sala de cirugía o bien sea de una clase magistral dictada por un especialista

ubicado en el Hospital San Jorge, para los estudiantes de la facultad de ciencias de la salud, permitirá tener en un futuro médicos, cirujanos, y especialistas con mejores capacidades y a la vez una reducción significativa en los tiempos de atención en una emergencia médica.

Es notorio encontrar múltiples proyectos enfocados al área de la salud, no sólo a

nivel regional sino a nivel global, pero además se destacan proyectos de investigación y colaboración en las áreas de climatología, tecnología, bibliotecas virtuales, entre otros. Todos éstos apoyados por la transmisión y recepción de

audio, video y datos, lo que identifica el enfoque que se le está dando a estas nuevas redes, es decir, es notoria la utilización de la videoconferencia como un medio para colaborar y transmitir información relevante en las diferentes áreas.

En Europa se encuentra la red académica DANTE con su proyecto GEANT el cual se encuentra en su tercera fase. En América Latina encontramos la red CLARA con el proyecto ALICE, el cual apenas esta iniciando su segunda etapa gracias a

la colaboración de la Unión Europea y sus respectivas comisiones. El incentivar y masificar el uso de estas redes académicas de alta velocidad son los factores determinantes para seguir avanzando a la par con continentes como el europeo y

91

así conseguir que estas nuevas redes sigan prestando su servicio para nuevas

generaciones estudiantiles.

En tanto la televisión en el sector académico no se le ha dado tanta importancia o relevancia como debería tener. Al contar con estas súper autopistas por donde pueden transitar grandes cantidades de flujo de información, se deberían

implementar proyectos que promuevan la televisión IP, ya que ésta es la mejor manera de publicar, grabar y ver contenido relacionado con la academia. Adicionalmente las comunidades podrían beneficiarse de esta nueva televisión, ya

que ésta cuenta con diferencias tecnológicas respecto a la televisión convencional, lo cual daría lugar a una nueva manera de ver la televisión, ya que ésta puede contar con contenido especializado en las diferentes áreas o facultades de una

universidad. Actualmente en Colombia se encuentra el director de un grupo de trabajo perteneciente a la redCLARA, el cual desarrolla en conjunto con otras universidades de América latina un proyecto para la implementación de IPTV en

dicha red. Dicho proyecto debe concluir en el mes de Febrero del 2011 y actualmente se encuentra en la etapa de integración de un módulo interactivo.

Las redes académicas nacen a partir de la búsqueda de generar nuevos espacios donde se puedan concentrar la mayor cantidad de estudiantes e investigadores,

los cuales tienen como fin compartir un sin número de recursos disponibles en dichas redes. La interconexión entre las universidades que pertenecen a esta gran comunidad permite que estas puedan colaborar y desarrollar tecnologías

significativas para el bienestar común. Por otra parte IPTV apenas está siendo incluido en las redes latinoamericanas, en contraste con las redes europeas donde ya existen universidades que cuentan sistemas de transmisión de IPTV, como es el caso del Reino Unido el cual cuenta con la red académica JANET y su

transmisión de la televisión por internet utilizando el protocolo IP.

92

5. BIBLIOGRAFIA

HELD, Gilbert Held. UNDERSTANDING IPTV. Auerbach Publications.

LLORET Mauri, Jaime. IPTV LA TELEVISIÓN POR INTERNET. Editorial

Publicaciones Vértice.

WEBER, Joseph. NEWBERRY, Tom. IPTV CRASH COURSE. Editorial McGraw Hill.

SIMPSON, Wes. GREENFIELD, Howard. IPTV Y VIDEO POR INTERNET. Editorial Escuela de cine y video.

COLOMBIA. MINISTERIO DE COMUNICACIONES. Plan Nacional de TIC 2008 –

2019. Santafé de Bogotá, 2008.

OPEN IPTV FORUM. OIPTF-T1-R2 – Functional Architecture V2.0 www.openiptvforum.org

COOPER, William. GRAHAM, Lovelace. IPTV Guide. Delivering audio and video over broadband. 2006.

UNIVERSIDAD DEL CAUCA. Noticias. http://portal.unicauca.edu.co

AMARTRIANI, Jon. IPTV. Protocolos empleados y QoS.

RENDON, Hector. Un Camino hacia la eCiencia. 2007.

CABEZAS, Alberto. BRAVO, Maria. REDES AVANZADAS EN AMERICA LATINA: Infraestructura para el desarrollo regional en ciencia, tecnología e innovación.

CLARA 2010.

CLARA. www.redclara.net

93

DLA. www.dlatv.com

SUB.TV. www.sub.tv

CHRISTIAN CAMILO QUINTERO ACEVEDO COD. 8026485

Documents

Transcript of CHRISTIAN CAMILO QUINTERO ACEVEDO COD. 8026485