______________________________________________________________________

1.- Introduccin.

El trmino Video-bajo-Demanda (VoD) hace referencia a servicios en los cuales los usuarios son capaces de solicitar y obtener contenidos multimedia (videos) en un determinado momento. Esta tecnologa es de vital importancia para diversas aplicaciones multimedia como por ejemplo, aprendizaje a distancia, bibliotecas digitales, videoconferencias, Internet, televisin sistemas de video bajo demanda. En los ltimos aos, los sistemas de video bajo demanda han sido una de las reas ms activas en la investigacin debido a la convergencia de dos factores: el creciente inters de la industria de diversos sectores en desarrollar estos sistemas y su elevada complejidad de diseo e implementacin. Gracias a la reduccin de costos de los componentes que integran un sistema de VoD y lo avances de la tecnologa, los servicios de VoD han alcanzado la madurez necesaria de forma que su implementacin y comercializacin ya son viables. Esta nueva tecnologa ha provocado una revolucin en la industria de entretenimiento, atrayendo el inters de las empresas de cable (dispuestas a aumentar su oferta mediante servicios de valor aadido), la implicacin de las compaas tradicionales de hardware y software y la aparicin de nuevas empresas enfocadas explcitamente hacia el diseo y la venta de sistemas de VoD (Kasenna, Ncube, RealNetworks, Apple QuickTime). Respecto a la investigacin, los servicios de VoD y su implementacin han aportado nuevos retos a la comunidad cientfica. El diseo de estos sistemas involucra diferentes reas: psicologa (estudio del comportamiento de los usuarios), sistemas de tiempo real, sistemas de archivo de altas prestaciones, calidad de servicio, protocolos de comunicaciones, formatos de compresin, criptografa y otros.

2.- Problema a resolver La informacin de Streaming de video bajo demanda se puede encontrar en libros, revistas tcnicas, publicaciones, investigaciones e Internet razn por la cual

______________________________________________________________________ 1

______________________________________________________________________

se encuentra dispersa, con distintos niveles de profundidad de estudio, en diferentes idiomas e incompleta. Por lo antes expuesto se genera un problema al tratar de conseguir un informe tcnico completo que detalle como es el funcionamiento de esta tecnologa con la integridad de conceptos requeridos. Esta memoria tcnica soluciona el requerimiento antes mencionado ya que se realiza una investigacin tcnica para obtener la informacin necesaria para comprender esta tecnologa. Los ltimos avances tecnolgicos y la proliferacin de infraestructuras de comunicaciones de alta-velocidad, han permitido la expansin de los servicios de video bajo demanda (VoD). Estos sistemas proporcionan acceso a la

reproduccin de contenidos multimedia a usuarios dispersos geogrficamente, utilizando redes de transmisin de datos. La investigacin en el mbito de los sistemas de VoD, se ha centrado en la ltima dcada principalmente en el diseo de sistemas VoD que permitan soportar de forma eficiente la transmisin a los usuarios de contenidos multimedia con la calidad de servicio requerida. Esta meta inicial ha sido alcanzada ampliamente mediante las propuestas de distintas arquitecturas y polticas de gestin para los servidores de VoD, la especificacin de protocolos de comunicaciones que garanticen la correcta recepcin de los contenidos multimedia y el estudio de nuevos formatos de compresin de video.

3.- Objetivo General.

Realizar una investigacin tcnica sobre la tecnologa de Streaming utilizada en video bajo demanda (VoD) en una memoria tcnica y demostrar el funcionamiento mediante la implementacin de un servidor de Streaming y un cliente.

4.- Objetivos Especficos.

Realizar una investigacin y recopilacin bibliogrfica sobre los temas relacionados con la tecnologa de Streaming de video bajo demanda.

______________________________________________________________________ 2

______________________________________________________________________

Describir las arquitecturas de la tecnologa de Streaming de video bajo demanda. Describir los conceptos bsicos de la tecnologa de Streaming de video bajo demanda, sus caractersticas y aplicaciones. Definir los pasos para la creacin de video bajo demanda tecnologa Streaming Realizar la implementacin de un servidor de Streaming y un cliente para transmitir un clip bajo demanda. basado en

5. Fundamentacin Terica.

5.1 Contenidos multimedia La funcionalidad especfica de los sistemas de VoD deriva de las caractersticas particulares del tipo de informacin (contenidos multimedia) gestionada por estos sistemas. A diferencia de los tipos de datos tradicionales, los contenidos multimedia tienen una dimensin temporal explcita, y entonces deben ser presentados mediante una frecuencia especfica durante un tiempo determinado de lo contrario la integridad de la informacin se perder. De todos los contenidos multimedia, el ms significativo por sus requisitos y caractersticas es el video. Un video consiste en una secuencia de imgenes que son visualizadas a una frecuencia preestablecida (play rate), que normalmente suele ser alrededor de 30 imgenes por segundo. Los contenidos multimedia tienen una naturaleza analgica y para que esta informacin pueda ser gestionada y almacenada en un ordenador debe ser digitalizada. Sin embargo, su digitalizacin genera un volumen de informacin demasiado grande para ser almacenada trasmitida eficientemente por la red. Para reducir los requisitos de los videos, stos se codifican guardando solo la informacin correspondiente a los pxeles lneas de informacin consecutivas que son diferentes. Las tcnicas de codificacin / compresin explotan las redundancias espaciales y temporales del video, las cuales pueden variar de una escena a otra. Por lo tanto, puede ocurrir que las frecuencias de compresin de

______________________________________________________________________ 3

______________________________________________________________________

dichas escenas sean diferentes entre si, provocando con ello diferentes requisitos de ancho de banda entre las distintas partes del video. Este tipo de codificacin se denomina VBR (Variable Bit Rate) y puede complicar considerablemente la implementacin de los servicios VoD. Existen codificaciones alternativas que adaptan la calidad del video entre escenas para conseguir una misma frecuencia de compresin a lo largo del video, esta tcnica se conoce como CBR (Constant Bit Rate). La tabla 1 muestra los principales formatos de video, junto a sus caractersticas ms destacadas (canales de video / audio y resolucin de la imagen) y los requisitos desde el punto de vista del servidor / red (ancho de banda) y del cliente (potencia de cmputo requerida para poder reproducir cada formato en concreto).

Tabla 1. Formatos de video y sus requisitos de ancho de banda

Se puede constatar que los requisitos exigidos para este tipo de informacin son muy elevados independientemente del formato utilizado. El almacenamiento y transmisin al cliente de un video de calidad media (2 horas de MPEG-2) precisa una capacidad de almacenamiento de 7.2 GBytes y una infraestructura de red capaz de transmitir hasta 8 MBits por segundo de informacin durante dos horas y sin sufrir ningn corte retardo.

5.2 Tipos de servicios de VoD Los sistemas de VoD se pueden clasificar en funcin del tipo de servicio que ofrecen a los usuarios. La principal caracterstica que distingue el servicio de VoD de otras tecnologas parecidas (como la televisin) es la capacidad de interacin y eleccin de los usuarios a la hora de escoger qu contenido y cundo lo quiere

______________________________________________________________________ 4

______________________________________________________________________

reproducir. Teniendo en cuenta este parmetro los posibles servicios que puede ofrecer un sistema de VoD son: Pago por visin (PPV), quasi video-bajo-demanda (QVoD), VoD aproximado (NVoD) y VoD verdadero (TVoD).

5.2.1 Pago por visin El servicio de pago por visin (Pay -Per-View, PPV), permite al usuario reservar y pagar por programas especficos; este esquema es muy parecido al utilizado por los operadores de cable la televisin por satlite actuales.

5.2.2 Quasi video bajo demanda En el quasi VoD (Quasi-VoD, QVoD), los videos son enviados por el operador a los usuarios a travs de la red, solo en el caso de que el nmero de suscriptores que los han solicitado con anticipacin sea lo suficientemente grande. Los usuarios estn agrupados por categoras de inters, basndose en polticas de optimizacin de recursos del sistema. Los usuarios no tienen el control interactivo sobre un canal especifico, solo pueden cambiarse de un grupo a otro.

5.2.3 Video bajo demanda aproximado En el VoD aproximado (Near-VoD, NVoD), el proveedor trasmite un determinado contenido en intervalos de tiempo regulares (cada 15 minutos por ejemplo). En el momento que un usuario realiza una peticin en el sistema, sta es atendida por el siguiente canal que vaya a transmitir el contenido deseado. Por lo tanto, es posible que la peticin no se atienda inmediatamente y que el usuario deba esperar durante un intervalo de tiempo.

5.2.4 Video bajo demanda verdadero El servicio de video bajo demanda verdadero (True-VoD, TVoD) es el ms completo. El usuario tienen el control total sobre cundo quiere visualizar el video y sin estar sujeto a ningn tipo de restricciones por parte del operador. Para seleccionar el contenido a reproducir, el usuario puede elegir cualquiera de los

______________________________________________________________________ 5

______________________________________________________________________

contenidos multimedia disponibles en el catlogo del sistema de VoD. Los sistemas TVoD suelen soportar todos los comandos disponibles en un VCR (Video Cassete Recorder): reproducir / reiniciar (que permite iniciar o reiniciar la visualizacin del video), parar (permite parar la visualizacin del video), pausa (congela la visualizacin del video), avance y retraso rpido (permite adelantar atrasar la visualizacin del video utilizando una velocidad mayor a la normal), cmara lenta (permite visualizar el video a una velocidad inferior a la normal) y bsqueda (permite buscar una determinada secuencia mediante saltos dentro del video y sin mostrar imagen sonido). El tipo de servicio ofrecido es un parmetro importante en el diseo, ya que a medida que se aumenta la interactividad del usuario tambin se incrementa la complejidad del sistema de VoD y por lo tanto, el valor aadido del servicio ofrecido a los usuarios.1

5.3

Componentes de un sistema de VoD

Los sistema de VoD estn compuestos por tres componentes bsicos: el servidor, la red de transmisin y los usuarios del sistema (ver figura 1). A continuacin describiremos la funcionalidad de cada uno de estos componentes.

Figura 1. Principales componentes de un sistema de VoD

5.3.1 Servidor El servidor de video almacena los contenidos que pueden ser solicitados por los usuarios. Es el encargado de gestionar el servicio a los clientes, garantizando una cierta calidad de servicio a lo largo del camino que tiene que seguir la informacin desde el disco hasta los usuarios. Un servidor de VoD est compuesto por tres subsistemas: El subsistema de control, el subsistema de almacenamiento y el subsistema de comunicacin.ALVAREZ, Miguel: Que es streaming, http://www.desarrolloweb.com/articulos/queesstreaming.php1

______________________________________________________________________ 6

______________________________________________________________________

Subsistema de control El subsistema de control es el encargado de recibir las peticiones de los usuarios y ordenar las acciones que se tienen que llevar a cabo para poder atenderlas. Este mdulo debe decidir si la nueva peticin puede ser servida por el sistema sin que ello implique un deterioro de las peticiones activas. Estas decisiones son tomadas por la poltica de control de admisin en funcin de los recursos disponibles en el sistema y de los requisitos de la nueva peticin. Otras funciones del mdulo de control son la gestin de las estadsticas de utilizacin del sistema (contabilidad y facturacin) y realizacin de tareas de optimizacin para incrementar la eficiencia del sistema. El subsistema de almacenamiento Este mdulo es el responsable de almacenar y recuperar la informacin multimedia desde los dispositivos de almacenamiento. Las principales dificultades a la hora de conseguir este objetivo estriban en el volumen de informacin que se debe gestionar y que sta debe ser entregada de acuerdo a las estrictas especificaciones de la calidad de servicio (QoS) requeridas por las aplicaciones de video bajo demanda. El subsistema de entrega de comunicacin Es el encargado de planificar la inyeccin de los contenidos multimedia en la red de transmisin. Este mdulo se encarga de gestionar las distintas polticas de servicio que permiten optimizar los recursos de ancho de banda de la red y del servidor.

Red de comunicacin

Uno de los principales factores que ms han influenciado en el crecimiento de las aplicaciones multimedia es el crecimiento de la red de interconexin. Para permitir a los usuarios acceder a los contenidos multimedia, las redes deben satisfacer al menos dos requisitos: Disponer de mecanismos de transporte para enviar las peticiones y los datos y permitir que la informacin sea transmitida respetando

______________________________________________________________________ 7

______________________________________________________________________

unos niveles mnimos de rendimiento (calidad de servicio). La red de comunicacin de un sistema de VoD se caracteriza por unos elevados requisitos de ancho de banda (capacidad de transferencia de grandes volmenes de datos) y grandes velocidades de transmisin. En un sistema VoD, podemos llegar a encontrar tres niveles de red diferentes: la red principal, la red troncal y las redes locales. Ahora bien, dependiendo de la arquitectura del sistema VoD finalmente utilizada, estos niveles se pueden integrar entre si, quedando reducidos a nicamente dos niveles (red principal y red troncal). La red principal es aquella a la cual se conectan los servidores de VoD y sirve punto de conexin de stos con la red de distribucin (red troncal) de los contenidos multimedia a los usuarios. La red troncal ( backbone) permite

interconectar la red principal con cada una de las redes de distribucin locales (en caso de que stas existan) bien directamente con los usuarios. Su objetivo es transportar, tan rpido como sea posible, la informacin generada por los servidores desde la red principal a los usuarios. Las redes locales son las responsables de la conexin final de los usuarios al sistema de VoD. Esta red requiere un ancho de banda inferior respecto a los otros niveles. El trfico soportado por las redes de usuario tiene una naturaleza

asimtrica, lo cual significa que se necesita un ancho de banda de entrada considerablemente mayor al trfico de salida.

5.3.2 Clientes Los usuarios deben soportar la recepcin y la visualizacin sin cortes de los contenidos multimedia, as como soportar los comandos VCR. El interfase entre los usuarios y el sistema de VoD se realiza mediante el STB (Set-Top-Box). Este mdulo es el encargado de recibir los comandos del usuario y enviar la seal al servidor a travs de la interfase de red. El STB almacena los contenidos recibidos desde el servidor en unos buffers locales, decodifica los contenidos recibidos en tiempo real y enva las imgenes obtenidas a la pantalla de visualizacin, con la temporizacin correcta.

______________________________________________________________________ 8

______________________________________________________________________

En general los STB constan de 4 componentes principales: Interfase de red, decodificador, Buffer y hardware de sincronizacin.

Interfase de red

Permite al cliente recibir y enviar informacin desde hacia los servidores.

Decodificador

Para reducir los requisitos de almacenamiento, ancho de banda de disco y ancho de banda de red, los contenidos multimedia suelen estar codificados. As se necesita un decodificador en el lugar del cliente para decodificar el video antes de ser presentado al usuario.

Buffer

Debido a los retrasos introducidos por la red, el tiempo de llegada de la informacin (video) no puede ser determinado con exactitud. Para conseguir una reproduccin sin cortes, el servidor debe garantizar que la siguiente porcin del video que se va a visualizar est disponible antes que el usuario la quiera visualizar. Para lograr este objetivo, el servidor enva datos al usuario en adelanto de forma que se asegure un margen de maniobra que amortige los posibles retardos inesperados introducidos por la red de comunicacin. Como el usuario no va a consumir inmediatamente estos datos, estos se tienen que almacenar temporalmente en un buffer hasta que sean requeridos.

Hardware de sincronizacin

Los videos estn compuestos por un stream de video y un stream de audio independientes. Para poder realizar un reproduccin correcta, ambos tipos de informacin deben ser sincronizados entre si antes de que puedan ser reproducidos. El desarrollo de los STB mantiene una continua evolucin, no solo enfocada a reducir su coste sino tambin a incrementar su potencia debido al rpido desarrollo tecnolgico de la industria de ordenadores. Mientras las recientes

______________________________________________________________________ 9

______________________________________________________________________

generaciones de STB estn bastante limitadas con respeto a la funcionalidad y a la capacidad, la actual tendencia intenta sobrepasar el mero rol de receptor y decodificador de video, convirtindolo en un verdadero centro de entretenimiento familiar, e incrementando su capacidad de almacenamiento y de procesamiento. 2

5.4

Requisitos de un sistema de VoD

La funcionalidad requerida de un sistema de VoD as como las caractersticas de la informacin gestionada por stos, imposibilita la utilizacin de servidores genricos. Por lo tanto, los servidores de VoD deben ser diseados teniendo en cuenta una serie de requisitos especficos del tipo de informacin gestionada. El servicio de una peticin para un contenido multimedia requiere un elevado volumen de informacin, con requerimientos de tiempo real, mantenimiento de la calidad de servicio (QoS) y grandes anchos de banda de transferencia del sistema de almacenamiento y la red de comunicaciones. El conjunto de todos estos requisitos complica el diseo e implementacin de los sistemas de VoD y limita considerablemente el nmero de usuarios que puede soportar un servidor de VoD. A continuacin se describen brevemente cada uno de estos requisitos.

5.4.1 Gran capacidad de almacenamiento Dada la naturaleza intensiva en almacenamiento de la informacin multimedia, los requisitos de almacenamiento globales de cientos de contenidos multimedia puede exceder fcilmente un requisito de disco de decenas de Terabytes. Por ejemplo, un video en formato de televisin de alta definicin (HDTV) de dos horas de duracin puede requerir hasta 18 Gigabytes. Por lo tanto, un sistema de VoD compuesto de 200 videos puede requerir aproximadamente unos 3.6 Terabytes de almacenamiento.

MARTIN, Eva: Audio y video en Internet, http://www.nuberroja.com/Streaming/Streaming media (1) audio y vdeo en Internet.mht

2

______________________________________________________________________ 10

______________________________________________________________________

5.4.2 Servicio en tiempo real Para garantizar la reproduccin continua de los contenidos multimedia, no es suficiente con que el servidor de VoD enve los datos al usuario y ste los reciba correctamente; sino que esta recepcin se debe producir dentro un intervalo de tiempo especfico. Esto implica que todos los componentes del sistema deben tener un control del tiempo mximo permitido para poder realizar cada uno de las operaciones que intervienen en la entrega de informacin a los usuarios. Adems, los distintos componentes que intervienen en el sistema se tienen que sincronizar entre s para no violar estos requisitos de tiempo. Si esta sincronizacin no se lleva a cabo es imposible garantizar una calidad de servicio al usuario final.

5.4.3

Calidad de servicio (QoS)

Un aspecto clave en cualquier servicio de vdeo es proporcionar una calidad de servicio (QoS) aceptable al usuario. Debido a la naturaleza continua e independiente del tiempo de los contenidos de audio y video, su reproduccin requiere un estricto control del momento y la secuencia de recepcin de la informacin por parte del usuario. Esta calidad de servicio generalmente implica varios aspectos tales como: calidad de la imagen, frecuencia de perdida de imgenes, sincronizacin audio y vdeo, entre otros. Algunos de estos parmetros no son fcilmente cuantificables porque dependen de la percepcin subjetiva del observador. La calidad de servicio a nivel del usuario refleja como se suministra el flujo de vdeo original desde un servidor de vdeo remoto. Estos servicios requieren restricciones especficas en el flujo de informacin desde el servidor al cliente. Por lo tanto, una cuestin importante en VoD es como lograr una correspondencia Entre la QoS especfica requerida por el cliente con la especificacin de una QoS para el servidor de vdeo y la red de transmisin. Con el objetivo de conseguir unas prestaciones en el sistema que garanticen una QoS aceptable se requiere una fuerte coordinacin entre todos los componentes ______________________________________________________________________ 11

______________________________________________________________________

del sistema, desde los servidores de ficheros a los dispositivos de visualizacin pasando por las componentes de red. No es suficiente un anlisis individual de los componentes del sistema sino que se requiere un diseo unificado que tenga en cuenta todos los componentes. La QoS basada en el anlisis de los componentes individuales tropieza con el problema de que los componentes no son independientes entre si. La solucin ptima para una componente no garantiza la mejor solucin para todo el sistema y por lo tanto, se requiere un anlisis integrado.

5.4.4 Grandes anchos de banda Los contenidos multimedia requieren el procesamiento de un gran volumen de informacin de forma peridica y durante grandes periodos de tiempo. Este volumen de informacin exige grandes anchos de banda en la red de transmisin. Los requisitos de ancho de banda no se circunscriben exclusivamente a la red de comunicaciones entre el servidor de VoD y los usuarios finales, sino que tambin involucran al sistema de almacenamiento. Esto implica la utilizacin de sistemas de almacenamiento complejos basados en sistemas de almacenamiento jerrquicos bien la utilizacin de un conjunto de discos en configuracin RAID. Es importante hacer notar que si no se tiene en cuenta este parmetro en el diseo del sistema de VoD, un incremento en el nmero de peticiones a gestionar por el sistema, puede aumentar los requisitos de ancho de banda hasta llegar a saturar el sistema de VoD. 3

5.5 Polticas de gestin de los servidores Para que un servidor pueda efectuar sus funciones, ste debe realizar una secuencia de tareas peridicas cada una de ellas sujetas a una estricta temporizacin de forma que se garantice un flujo de informacin continuo a lo largo de todo el camino de servicio que debe seguir la peticin. Este camino de

DE LEN, Gerson Fernando: Transmitiendo en vivo desde Internet, http://www.maestrosdelweb.com/Transmitiendo video en vivo a travs de internet.mht

3

______________________________________________________________________ 12

______________________________________________________________________

servicio se inicia en el subsistema de almacenamiento, pasando por el subsistema de inyeccin en la red que se encarga de enviar los contenidos multimedia a los clientes a travs de la red de comunicacin.

Figura 2. Mdulos que componen un servidor de VoD

En la figura 2, se muestran los distintos mdulos que componen un servidor de VoD: el mdulo de control de admisin, los planificadores de disco y de red y el gestor del almacenamiento. Las funciones realizadas por cada uno de estos mdulos y algunas de sus polticas ms significativas se comentan en los siguientes apartados.

5.5.1 Control de admisin Para garantizar que los nuevos clientes disponen de un servicio continuo y asegurar que la calidad de servicio asignada a las conexiones existentes se

______________________________________________________________________ 13

______________________________________________________________________

mantiene, el servidor debe garantizar que dispone de suficientes recursos (ancho de banda de E/S de disco, buffers de memoria, ancho de banda de procesamiento y ancho de banda de red) antes de admitir una nueva peticin. La toma de la decisin de si una peticin se puede no servir con los recursos actualmente disponibles, recae bajo la responsabilidad del mdulo de control de admisin del servidor. Antes de admitir una nueva peticin, un conjunto de parmetros de QoS son transmitidos por el usuario para que sean comprobados por el servidor. Si esta calidad de servicio pedida no puede ser soportada, la peticin ser denegada alternativamente, se establecer un proceso de negociacin entre el servidor y el usuario para reducir los requisitos solicitados. El algoritmo de control de admisin debe disponer de conocimientos sobre la capacidad del subsistema de almacenamiento y la poltica de servicio activa de forma que se pueda evaluar adecuadamente el volumen de recursos requeridos para atender la nueva peticin (en el caso de que se puedan utilizar polticas de multicast que permitan reducir el consumo de recursos). Dentro de nuestro grupo investigacin se esta trabajando en la polticas de control de admisin en el mbito de sistemas de VoD a gran y pequea escala.

5.5.2 Planificadores En un modelo genrico, el servidor de video se compone de un planificador de disco y de un planificador de red. El planificador de disco determina cmo y cundo se tienen que transferir desde el subsistema de almacenamiento hasta los buffers intermedios de memoria. El planificador de red determina cmo y cundo la informacin se transfiere desde los buffers de memoria a la red, para su transmisin a los clientes.

Planificador de disco

Para una eficiente utilizacin del ancho de banda de disco, el planificador de disco se suele organizar en ciclos. En su forma ms sencilla, el esquema basado en

______________________________________________________________________ 14

______________________________________________________________________

ciclos consiste en que en cada ciclo se planifican y se leen los datos que necesita transmitir el planificador de red en el siguiente ciclo. El principal motivo para esta organizacin en ciclos es que permite desligar el orden de transmisin de los datos a los usuarios del orden de lectura desde los dispositivos de almacenamiento. Al poder leer los bloques del disco en cualquier orden se puede minimizar los tiempos de bsqueda ( seek ) en el disco.

El orden de lectura de cada uno de los bloques del disco en cada uno de los ciclos depender de la poltica concreta que se aplique. Se pueden utilizar polticas genricas como el SCAN, EDF SCAN-EDF, bien polticas especficas orientadas a sistemas de tiempo real como GSS (Grouped Sweeping Scheme).

Planificador de red

Los dos principales objetivos de las polticas de planificacin (presuponiendo la correcta recepcin de los usuarios) son simplificar la gestin del sistema de VoD (suavizando los requisitos de tiempo real la variabilidad de la frecuencia de compresin de los contenidos VBR) y reducir los recursos requeridos para servir las peticiones. Una de las tcnicas ms conocidas que permite reducir los requisitos de ancho de banda, es el smoothing (suavizado). Esta tcnica utiliza el buffer del cliente para enviarle datos en adelanto. El objetivo de estos datos enviados en adelantado es permitir que el planificador de red pueda minimizar la fluctuacin en los requisitos de ancho de banda de red de los contenidos multimedia VBR. El prefetching es otra tcnica que intenta enviar datos en adelanto al servidor,

pero en este caso, con el objetivo de reducir los requisitos de tiempo real del sistema y optimizar los recursos del sistema. Esta tcnica intenta aprovechar los periodos de tiempo en los cuales el sistema est infrautilizado para transmitir informacin en adelanto a los clientes. Para reducir los requisitos de ancho de banda del sistema, el planificador suele implementar distintas polticas de servicio, algunas de las cuales, comentamos en el siguiente apartado.

______________________________________________________________________ 15

______________________________________________________________________

5.5.3 Polticas de servicio Las polticas de servicio son las encargadas de decidir como se deben gestionar las peticiones de los usuarios y el tipo de servicio (Q-VoD ,N-VoD T-VoD) que finalmente ofrece el sistema. Existen tres tipos de categoras de polticas de servicio, en funcin del tipo de comunicacin utilizada: unicast (1 a 1), broadcast (1 a todos) y multicast (1 a n):

Unicast

Es la poltica de servicio ms sencilla, ya que se basa en enviar un flujo de informacin independiente (mediante una transmisin unicast) para cada una de las peticiones. La principal ventaja de esta tcnica estriba en que soporta VoD verdadero y los comandos de VCR. En el lado negativo, podemos destacar su poca eficiencia con respecto a la utilizacin de los recursos del sistema y a los grandes anchos de banda requeridos para servir a un nmero elevado de usuarios.

Broadcast

Esta poltica intenta maximizar la eficiencia de los recursos del sistema a costa de la interactividad de los usuarios. Se utiliza principalmente para ofrecer servicios QVoD de bajo coste. Las polticas de broadcast se basan en las comunicaciones con el mismo nombre, en las cuales se permite enva un mismo flujo de datos a todos los usuarios de una red, de forma indiscriminada. Los receptores deben decidir si la informacin les interesa o no. Si no es as, entonces sencillamente descartan la informacin recibida. Lo cual implica que los streams utilizan ancho de banda de la red, tanto si van a ser utilizados por usuarios como si ningn usuario los utiliza. Esta caracterstica condiciona la utilizacin de estas polticas ya que requieren que la informacin que se esta transmitiendo tenga una alta frecuencia de acceso para obtener un rendimiento acorde con el ancho de banda utilizado. sta es la principal razn por la cual esta tcnica solo se emplea con videos cuya popularidad es muy alta.

______________________________________________________________________ 16

______________________________________________________________________

Existen diversas tcnicas de broadcast, las cuales se diferencian principalmente en la forma en que se fracciona y se transmite el contenido multimedia. Los principales parmetros con los que juegan estas tcnicas son el nmero de streams utilizados en el broadcast de la pelcula y la frecuencia de transmisin de cada uno de los trozos. La tcnica de broadcast Pyramid se basa en la existencia de buffers en los

clientes, de forma que puedan recibir y guardar algunos segmentos del video mientras se visualizan los primeros. Se transmiten segmentos cada vez ms largos de cada video por canales diferentes. De esta forma, se divide el ancho de banda del servidor en N canales lgicos y la pelcula en N segmentos con un

tamao que se incrementa geomtricamente. Debido a que el primer segmento es el ms pequeo su frecuencia de transmisin ser mayor, lo cual asegura un tiempo de espera considerablemente ms reducido. El esquema de broadcasting Skyscraper intenta reducir los requerimientos de ancho de banda y el tamao del buffer del cliente de la tcnica anterior. Se basa en dividir el ancho de banda disponible en distribuyen equitativamente entre los B canales lgicos los cuales se

M videos. Para transmitir un video sobre K fragmentos, los tamaos de los

sus K canales dedicados, ste es partido en cuales siguen una determinada serie.

Adems de las tcnicas descritas, existen otras alternativas como broadcast pagoda broadcast armnico. Las ltimas tendencias intentan utilizar

conjuntamente tcnicas de brodcast y unicast para proporcionar servicios de VoD verdadero.

Multicast

Mediante las tcnicas de multicast el flujo de informacin solo se enva (de forma discriminada) a un grupo de usuarios que han pedido los mismos contenidos. De esta forma, un stream de multicast siempre tiene por lo menos un destinatario y nunca se malgasta ancho de banda. Esta es la principal razn por la cual estas tcnicas suelen tener rendimiento ms eficiente que las tcnicas de broadcast. A continuacin vamos a describir algunas de las polticas multicast ms significativas.

______________________________________________________________________ 17

______________________________________________________________________

La poltica de

batching se basa en retrasar las respuestas (transmisin de los

contenidos) a los usuarios de forma que varias peticiones a un mismo video se puedan servir utilizando un nico flujo de informacin. La principal ventaja de esta tcnica estriba en que se permite un considerable ahorro de recursos del sistema VoD y que no requiere que el STB del usuario disponga de unas caractersticas especficas. En su contra est que no puede ofrecer un servicio de VoD verdadero y que puede causar la cancelacin de la peticin por parte del usuario si ste no esta dispuesto a esperar durante ms tiempo por el servicio solicitado. La poltica de patching es una de las primeras polticas de multicast que soporta servicios de VoD verdadero. Esta poltica se basa en aprovechar los flujos de informacin que se estn transmitiendo a otros usuarios para reducir los

requisitos de las nuevas peticiones. Cuando el servidor recibe una nueva peticin se comprueba si existe algn stream que est transmitiendo el mismo contenido y que est dentro de la ventana de tiempo del buffer del nuevo usuario (el minuto X de la informacin que se est transmitiendo no tiene que ser mayor que la capacidad del buffer). Si esta condicin se cumple, el nuevo usuario se aade al canal de transmisin activo (con lo cual se asegura la recepcin de todo el resto del video, a partir del minuto X -120, mediante un multicast) y se crea un canal especifico para el trozo de video que falta (canal de patch parche) de forma que se pueda empezar inmediatamente la reproduccin del video. Esta poltica tiene una serie de ventajas: el mnimo tiempo de respuesta a los clientes, que permite expandir el canal de multicast para servir a nuevas peticiones y que la mayora de los canales de patch son de corta duracin. En contraposicin, esta tcnica requiere que el STB del usuario disponga de un buffer para guardar alrededor de 5 minutos de video (tamao normalmente utilizado mediante esta tcnica) y adems debe poder soportar la recepcin simultanea de al menos dos canales de transmisin de entrada (canal de patch + canal multicast). Existen otras tcnicas multicast que permiten crear una estructura jerrquica de multicast; que logran la fusin de las peticiones de los usuarios en un canal multicast incrementando el volumen de informacin enviada al usuario

______________________________________________________________________ 18

______________________________________________________________________

( piggybacking ) bien incrementado el ratio de compresin de los contenidos enviados ( skimming ). Con respecto a las polticas de servicio multicast, otra importante lnea de investigacin actual analiza la influencia de los comandos VCR sobre la efectividad de esta poltica.

5.5.4 Sistema de almacenamiento Debido al volumen de informacin gestionado en un sistema de VoD, el sistema de almacenamiento puede resultar muy costoso si exclusivamente se utilizan discos magnticos. Para construir un sistema de VoD con una buena relacin coste / prestaciones resulta lgica la utilizacin de sistemas de almacenamiento hbridos que combinan dos ms tipos de dispositivos de almacenamiento. Este esquema configura un sistema jerrquico de almacenamiento constituido por distintos niveles: memoria (formado por los buffers internos del servidor), discos magnticos (para almacenar los videos con una popularidad media-alta) y los discos pticos (para aquellos contenidos con la frecuencia de acceso ms bajas). El nmero de peticiones concurrentes que puede ser gestionado por un nico disco est limitado por su rendimiento, es decir por el ancho de banda del disco requerido para servir un contenido multimedia. Una aproximacin que se puede utilizar para solucionar esta limitacin consiste en mantener mltiples copias de un contenido en diferentes discos, sin embargo esta solucin resulta cara. Una mejor aproximacin consiste en fraccionar los ficheros multimedia entre mltiples discos utilizando las tcnicas de striping , interleaving una

combinacin de ambas. La tcnica de striping

utiliza la tecnologa RAID

(Rendundant Array of Inexpensive Disks) que permite realizar accesos en paralelo a un array de discos. Mediante el interleaving , los bloques de un fichero

multimedia son almacenados de forma intercalada a lo largo de un conjunto de discos.

______________________________________________________________________ 19

______________________________________________________________________

5.5.5 Tecnologas de red Dado que un sistema de VoD requiere la transferencia de enormes volmenes de datos a muy altas velocidades, varios protocolos de comunicacin y arquitecturas de red han sido propuestos para conectar los distintos componentes del sistema. Las tecnologas utilizadas varan considerablemente segn el nivel de red que se considere: red principal, red troncal red de conexin final con los clientes (ltima milla). Mientras que la red principal requiere grandes ancho de banda, la conexin con los clientes finales tiene requisitos individuales ms pequeos (con un ancho de banda de red de 1.5 Mb/s es suficiente para soportar la transmisin de un video en formato MPEG-2). El criterio ms importante para la seleccin de la tecnologa de la red principal es el ancho de banda y el soporte de la gestin de la QoS. En este caso, ATM emerge como la tecnologa ms importante. Otra alternativa, que permite reutilizar la infraestructura de Internet actual, se basa en la utilizacin de protocolos especficos (RTP, RTCP, RTSP, RSVP, etc...) para soportar la gestin de la calidad de servicio por encima del protocolo TCP/IP sobre redes Ethernet. A continuacin, se describen las distintas alternativas utilizadas en la conexin de los usuarios y en la red troncal y principal.

5.5.6 Red de usuarios

La infraestructura de comunicaciones entre el usuario y la red principal del sistema de VoD se denomina red de los usuarios. Esta red sirve de lazo de unin entre el servidor de VoD y el STB de usuario. Las principales tecnologas que se utilizan en la conexin de los usuarios a la red troncal de los sistemas de VoD son ADSL y la fibra ptica / cable. Asymmetrical Digital Subscriber Loop (ADSL)

ADSL se basa en la utilizacin de redes de cables de cobre. Permite la recepcin de datos a altas velocidades, utilizando la infraestructura telefnica actual y con pocas distorsiones. ______________________________________________________________________ 20

______________________________________________________________________

La instalacin de ADSL se compone de un par de unidades (ver figura 3), una instalada en el cliente y la otra en la oficina central de telefnica. ADSL puede proporcionar al usuario final un ancho de banda de entrada de ms 1.5 Mb/s y un ancho de banda desalida de 16 Kb/s para control. Extensiones de ADSL (HDSL) pueden alcanzar un mayor ancho de banda, llegando a los 6 Mb/s. Estas caractersticas son suficientes para satisfacer los requisitos de ancho de banda y comunicacin bidireccional de los servicios de VoD.

Figura 3. Componentes de una instalacin ADSL para VoD

Cable

La distribucin de informacin a travs del cable se basa en la utilizacin de la tecnologa HCF (Hbybrid Fiber Coaxial) que combina el uso de fibra ptica junto a cables coaxiales. Estas redes de cable han sido utilizadas tradicionalmente para la transmisin de seales analgicas por las compaas de cable de televisin (CATV), pero mediante la utilizacin de mdems tambin permiten la transmisin de seales digitales. La topologa utilizada para estos sistemas suele basarse en rboles basados en fibra, con ramales de cable coaxial, a las cuales se conectan los subscriptores, segn muestra la figura 4. El ancho de banda total disponible en los ramales suele ser alrededor de 3482 Mb/s, los cuales se dividen entre los canales de entrada (3480 Mb/s) y canales de salida (2 Mb/s).

______________________________________________________________________ 21

______________________________________________________________________

Figura 4. Red de televisin por cable

5.5.7 Red troncal Las principales tecnologas utilizadas en la red troncal son redes ATM y redes basadas en switches fast-ethernet sobre el protocolo TCP/IP. En la tabla 2, se muestra el nmero mximo de flujos de video que pueden soportar las distintas tecnologas de red ATM y Ethernet, para los siguientes formatos de video: Televisin de alta definicin (HDTV), calidad DVD, estndar de televisin americano y japons (NTSC, National Televisin System Committe), MPEG-1 y MPEG-4 ( DivX).

______________________________________________________________________ 22

______________________________________________________________________

Tabla 2. Nmero de flujos de video soportados por las tecnologas de red

A partir de la informacin de la figura, se puede deducir que el ancho de banda de las redes de transmisin es uno de los factores ms importantes a la hora de disear un sistema de VoD. Un sistema de VoD medio, capaz de dar servicio a miles de usuarios requiere la utilizacin de una infraestructura de red compuesta por varios switches Ethernet ATM. Hoy en da, las alternativas que ofrecen una mejor relacin coste / prestaciones son los switches Fast-Ethernet ATM OC-3. A continuacin describimos las caractersticas ms relevantes de cada una de estas tecnologas. ATM ATM es una tcnica de conmutacin y una tecnologa de multiplexacin que combina los beneficios de la conmutacin de paquetes (garanta de capacidad y retardo de transmisin constante) con los beneficios de la multiplexacin de paquetes (flexibilidad y eficiencia para el trfico intermitente). Esta tcnica de transmisin, est diseada para ser un modo de transferencia orientada a conexin, de propsito general, para un rango amplio de servicios. La tcnica de multiplexacin es por divisin asincrnica en el tiempo (ATD). ATM es una variacin de las tcnicas de conmutacin de paquetes en la cual se emplean paquetes de tamao fijo y reducido denominados celdas.

______________________________________________________________________ 23

______________________________________________________________________

En un nodo de conmutacin ATM, el procesamiento de las celdas se limita al anlisis de una etiqueta con el nmero de canal lgico, a partir del cual la celda podr ser encaminada apropiadamente. Otras funciones ms complejas como chequeo y control de errores no son realizadas por la red ATM sino por los usuarios finales en los extremos de la red. Estas particulares caractersticas facilitan una solucin razonable para los problemas propuestos por las restricciones asociado con el trfico de video en tiempo real. ATM dispone de ciertas caractersticas que la hace especialmente interesante para los sistemas de VoD:

Soporta altas velocidades: Gracias a la limitada funcionalidad de la

cabecera, el procesamiento de las mismas es simple y por lo tanto puede ser realizado a muy altas velocidades (de 150 Mb/s a Gb/s). Esto implica retardos muy pequeos de procesamiento y encolamiento.

ATM opera en un modo orientado a conexin: Antes de que la informacin

sea transferida desde un terminal a la red, se establece una conexin lgica/virtual que permite a la red la realizacin de la reserva de los recursos necesarios.

Reserva recursos y QoS: Al pedir una conexin se debe especificar la

calidad de servicio que se desea. Esta QoS se define en funcin de la tasa de error, retardo, etc. y se especifica en el llamado contrato de trfico. Si el sistema tiene suficientes recursos y la conexin se establece, entonces se realiza un control de trfico sobre los usuarios, evitando que algn usuario sobrepase los recursos asignados.

Mnimo retardo y variabilidad: Gracias a que los buffers internos de los

nodos de conmutacin son pequeos se garantiza un retardo y una variabilidad de los retardos

______________________________________________________________________ 24

______________________________________________________________________

reducidos, tal y como se requiere en los servicios de tiempo real. Ethernet La tecnologa ATM es costosa, por lo que muchas instalaciones de VoD han preferido la utilizacin de la infraestructura ms econmica como la utilizada en las redes de rea local basadas en switches fast-ethernet. El protocolo de comunicaciones ms ampliamente utilizado hoy en da en las redes de rea local en Internet es el protocolo TCP/IP. Este protocolo fue diseado como protocolo de conmutacin de paquetes, cuyo objetivo principal era la entrega de paquetes libres de error desde un remitente a un receptor sin importar cuando lleguen al destinatario. El IP (Internet protocol) es un protocolo situado en la capa de red del modelo OSI, basado en la conmutacin de paquetes y que no est orientado a conexin. Sobre el protocolo IP normalmente son utilizados dos protocolos de trasporte: el protocolo de control de transmisin (TCP) y el protocolo de datagramas (UDP). El protocolo TCP/IP no permite garantizar una calidad de servicio a los usuarios finales, ni permite la reserva de ancho de banda que garantice la transmisin del flujo de datos durante el periodo de visualizacin de los contenidos multimedia. Estas caractersticas limitan considerablemente la aplicacin de este protocolo para soportar servicios de VoD. Para subsanar estas limitaciones se han propuesto un conjunto de protocolos (RTP, RTCP, RSVP y RTSP) soportados encima de TCP/IP que permita soportar el trfico requerido por las aplicaciones de VoD. En la figura 5 se muestra la relacin de estos protocolos con los protocolos TCP/IP y UDP.

RTP (Real-Time Transport Protocol). Proporciona un mecanismo para el transporte de datos en tiempo real a travs de Internet. RTP ofrece servicios de entrega extremo-a-extremo para datos con caractersticas de tiempo real que son adecuados para aplicaciones distribuidas que transmiten datos a tiempo real. El protocolo ofrece caractersticas importantes para las aplicaciones multimedia tales como marca de tiempo y numeracin de

______________________________________________________________________ 25

______________________________________________________________________

secuencia de los mensajes e identificacin del tipo de datos transmitidos, que permite un tratamiento adecuado por parte de la red.

Figura 5. Protocolos para soportar trfico multimedia sobre TCP/IP

RTCP (Real-Time Control Protocol) Debido a que el protocolo RTP no garantiza la calidad de servicio para las

comunicaciones en tiempo real, se requiere un protocolo complementario para controlar la calidad de los datos entregados y control de flujo y congestin. Este protocolo genera la transmisin de informes estadsticos entre el transmisor y receptor en el protocolo RTP, mediante los cuales se identifica el estado de congestin de la red y que consiguen limitar el nmero de paquetes perdidos (ajuste automtico de ancho de banda). RTSP (Real-Time Streaming Protocol) Es un protocolo de nivel de aplicacin que ofrece control sobre la entrega de datos a tiempo real. El protocolo se aplica para el control de flujos continuos sincronizados en el tiempo, tanto de audio como de video, y acta como control remoto de red para los servidores multimedia. RTSP controla los flujos

trasmitidos por un protocolo de trasporte (RTP por ejemplo).

______________________________________________________________________ 26

______________________________________________________________________

RSVP (Resource ReServation Protocol) Protocolo que se encuentra situado encima de la capa de Internet, dentro de la estructura del protocolo TCP/IP, ocupando el lugar de los protocolos de transporte. RSVP proporciona un mecanismo para configurar y gestionar la reserva de ancho de banda en Internet, permitiendo la adaptacin de una transmisin a las fluctuaciones de trfico de las redes. 4

5.6

Arquitecturas utilizadas en los sistemas de VoD

En los apartados anteriores hemos descrito los principales componentes y polticas que integran un sistema de video bajo demanda. Sin embargo, a la hora de implementar un sistema de estas caractersticas se pueden adoptar diversas arquitecturas. En este apartado describiremos la organizacin y caractersticas de las principales arquitecturas utilizadas para el diseo e implementacin de los sistemas VoD.

5.6.1 Arquitecturas centralizadas Estos sistemas se basan en la conexin de todas las redes de usuarios del sistema a una red principal a la cual se conecta un servidor un conjunto de servidores (ver figura 6).

Figura 6. Arquitectura de VoD centralizada4

LAMARCA, Mara Jess: Video on-line, Llorent, Espaa, 2002

______________________________________________________________________ 27

______________________________________________________________________

Las principales caractersticas que definen las configuraciones centralizadas son la gestin centralizada de todas las peticiones de los usuarios y la utilizacin de una red principal que es compartida por todos los flujos de informacin del sistema. Existen dos categoras de sistemas centralizados en funcin del nmero de servidores utilizados: arquitecturas con un nico servidor y arquitecturas basadas en mltiples nodos de servicio ( arquitectura de servidor distribuida). En la primera configuracin con un nico servidor, la gestin de los clientes se basa en un nico nodo de servicio que centraliza la atencin de todas las

peticiones. En estas arquitecturas, el servidor de video utilizado puede variar desde un PC estndar (para sistemas de pequea escala) hasta

supercomputadoras con cientos de procesadores (sistemas de gran escala). Sin embargo esta aproximacin, en general, tiene diversas limitaciones con respecto a la escalabilidad, tolerancia a fallos y disponibilidad del servicio. Para evitar los inconvenientes asociados con la utilizacin de un nico servidor en la literatura se ha propuesto la utilizacin de mltiples nodos de servicio, de forma que se logre un servidor escalable (mediante la inclusin de nuevos nodos de servicio), tolerante a fallos (ya no se depende de un nico punto de fallo) y que puede alcanzar una mayor capacidad de servicio. Dentro de las arquitecturas centralizadas basadas en mltiples nodos de servicio podemos encontrar dos configuraciones diferentes en funcin de cmo se organizan los distintos nodos: servidores paralelos ( array de servidores) formando un cluster.

5.6.2 Servidores paralelos array de servidores Esta arquitectura consiste en un array de servidores, que trabajan de forma similar a un array de discos. Los distintos nodos de servicio no almacenan videos completos, sino que los videos son divididos en trozos y stos son distribuidos entre los diferentes nodos para lograr una distribucin de la carga ms homognea entre todos los servidores.

______________________________________________________________________ 28

______________________________________________________________________

La figura 7 muestra una configuracin de una arquitectura de servidores paralelos compuesta por 5 servidores, todos ellos conectados con los usuarios a travs de una red de interconexin.

Figura 7. Arquitectura de VoD centralizada con servidores paralelos

Cuando se produce una peticin cada nodo de servicio es el responsable de transmitir al usuario los fragmentos de video solicitado que se encuentran en sus discos. El cliente tiene la responsabilidad tanto de fraccionar su peticin en las distintas solicitudes a cada uno de los nodos de servicio, como de posteriormente recombinar y sincronizar los distintos flujos de informacin recibidos, para poder reproducir el contenido multimedia. Esta arquitectura permite escalar la capacidad del sistema aadiendo nuevos nodos, aunque se requiere realizar una nueva redistribucin de los videos que tenga en cuenta los nuevos servidores aadidos. Otras ventajas asociadas con esta configuracin es que permite un balanceo automtico de la carga del sistema y que aumenta la tolerancia a fallos respecto a las arquitecturas basadas en un nico nodo de servicio. La principal desventaja de estas aproximaciones es que incrementan los requisitos de los STB de los usuarios y complica considerablemente su diseo. Para evitar la utilizacin de STB demasiados complejos se ha propuesto la utilizacin de proxies entre los servidores y los clientes. En estos sistemas, el trmino proxy hace referencia al mdulo del sistema encargado de re-secuenciar

______________________________________________________________________ 29

______________________________________________________________________

y fusionar los datos procedentes de los distintos servidores en un flujo de informacin coherente para entregrselo al usuario final. Adems, al no existir un nexo comn en la gestin de las peticiones de los usuarios, la utilizacin de polticas de comparticin de recursos se complica considerablemente.

5.6.3 Cluster de servidores

Figura 8. Arquitectura de VoD centralizada basada en cluster

Una arquitectura basada en cluster consiste en un grupo de nodos conectados entre si por una red de interconexin (ver figura 8). Cada nodo dispone de un disco local conectado a l. Los nodos del cluster se pueden dividir en tres categoras: nodos de transmisin y nodos de almacenamiento y un nodo de control. El nodo control admite las peticiones de la red externa basndose en una estrategia de control de admisin predefinida dinmica. Los nodos de almacenamiento, guardan los contenidos de forma similar a los servidores paralelos (i.e. cada objeto multimedia es dividido en bloques y distribuido entre todos los discos del sistema), proporcionndolos cuando son requeridos a los nodos de transmisin.

______________________________________________________________________ 30

______________________________________________________________________

Los nodos de transmisin son los encargados de unir los distintos bloques correspondientes a un video, antes de su transmisin al usuario en forma de un nico flujo de informacin.

Se comparan los servidores centralizados y los distribuidos, concluyendo que en general los servidores centralizados obtienen mejores rendimientos con respecto a la probabilidad de bloqueo de las peticiones siempre que ambas

configuraciones dispongan del mismo ancho de banda de E/S. Sin embargo los servidores distribuidos tienen una mejor escalabilidad, una alta disponibilidad, un mejor coste y pueden alcanzar el mismo rendimiento que los servidores centralizados incrementando su capacidad de almacenamiento de E/S. El principal problema que sufren las arquitecturas centralizadas es el cuello de botella que representa la red principal. La escalabilidad futura del sistema queda limitada por el ancho disponible en esta red.

5.6.4 Arquitecturas de servidores independientes Una de las soluciones que se ha propuesto para incrementar la escalabilidad de los sistemas de VoD, es la conexin de los usuarios mediante servidores independientes. En estos sistemas, tal y como muestra la figura 9, los usuarios estn agrupados en segmentos de red cuyo trfico es independiente entre si, denominados redes locales, de forma que el ancho de banda del sistema pueda llegar a ser el ancho de banda acumulado de cada una de las redes individuales. Sin embargo, para incrementar el ancho de banda de estos sistemas no es

suficiente con nicamente agrupar los usuarios en redes independientes ya que si todos acaban accediendo al mismo servidor y a su red, stos se convierten en el cuello de botella del sistema, con la consiguiente saturacin de todo el sistema. La clave para que estos sistemas con redes independientes funcionen y obtengan un mejor rendimiento, estriba en que las peticiones se puedan servir localmente sin la necesidad de acceder a un servidor centralizado. Este objetivo se puede lograr colocando servidores de VoD cerca de las redes locales de los usuarios y

______________________________________________________________________ 31

______________________________________________________________________

replicando todos los contenidos, de forma que stos no tengan que acceder al servidor central, creando un sistema de servidores independientes autnomos.

Figura 9. Arquitectura de VoD de servidores independientes

La principal ventaja de esta arquitectura es que permite una escalabilidad ilimitada mediante la inclusin de nuevos servidores a los cuales se conectarn los nuevos usuarios y que no requiere servidores muy complejos. Por el contrario, los sistemas de VoD basados en servidores independientes tienen unos elevados costes asociados con el subsistema de almacenamiento debido a que todos los servidores deben replicar los contenidos del catlogo del sistema. Una alternativa para reducir estos costes consiste en interconectar los servidores entre si y permitir que los servidores slo almacenen un subconjunto de los videos del sistema, redirigiendo las peticiones que no se puedan servir localmente hacia los otros servidores del sistema. De todas formas, para no saturar la red de interconexin entre los servidores, estos an necesitan almacenar un porcentaje considerable de los contenidos del sistema.

5.6.5 Arquitecturas basadas en servidores-proxy La arquitectura de servidores independientes implica un elevado coste, y por lo tanto, algunas propuestas han optado por reducir el tamao de los servidores locales, de forma que no almacenen una copia completa de las pelculas del

______________________________________________________________________ 32

______________________________________________________________________

sistema, sino nicamente los contenidos ms populares. Estos servidores locales se denominan servidores-proxy, al igual que sus homlogos de Internet y se comportan como una cache del catlogo de contenidos almacenado en un servidor principal, el cual contiene todos los videos disponibles en el sistema. Los sistemas basados en servidores-proxy de un nivel, identifican a una arquitectura en la cual los servidores-proxy no estn interconectados entre si. Esta arquitectura surge como un compromiso entre las arquitecturas centralizadas (no escalables pero con menores requisitos de almacenamiento) y las arquitecturas de servidores independientes (escalables, pero con elevados costes de almacenamiento). Los servidores-proxy son los encargados de gestionar inicialmente todas las peticiones generadas por los usuarios conectados a sus redes (redes locales), en el caso que la peticin no pueda ser atendida localmente debido a que el contenido requerido no se encuentra en la cache, entonces se redirige la peticin hacia el servidor principal. Existen diversas polticas para gestionar el contenido de los servidores-proxy en funcin de si almacenan los contenidos completos [Riz98] solo un fragmento: prefix-caching basado en almacenar en la cache el fragmento inicial (prefijo) de los contenidos de video ms populares [Sen99b] ysegment-caching que archivan en la cache los fragmentos del video ms populares. Existen dos configuraciones bsicas que se pueden utilizar a la hora de disear un sistema VoD basado en servidores-proxy. Ambos difieren en la arquitectura utilizada para el servidor principal a la cual se conectan los distintos servidoresproxy. Tenemos la arquitectura de servidores-proxy basados en un servidor centralizado y las arquitecturas de servidores-proxy basadas en un servidor paralelo jerrquico.

Basados en un servidor principal centralizado

La topologa general de un sistema basado en servidores-proxy (ver figura 10) se compone de un servidor principal al cual se conectan directamente y a travs de una red principal, un conjunto de redes locales con su proxy. Debido a que solo

______________________________________________________________________ 33

______________________________________________________________________

hay un nivel de servidores-proxy en la arquitectura, este sistema se suele denominar, sistema basados en servidores-proxy de un nivel (en contraposicin a otras arquitecturas que pueden utilizar diferentes niveles jerrquicos de servidores-proxy dentro del sistema). En la figura 10 tambin se pueden ver los dos tipos de peticiones que tienen estos sistemas: peticiones servidas localmente y las peticiones atendidas por el servidor principal. Las peticiones locales (trazo continuo) son aquellas que se pueden servir desde los contenidos almacenados en la cache de los servidores-proxy. Cuando el servidor-proxy no dispone del contenido requerido por la peticin, sta se redirige hacia el servidor principal que se encargar de su servicio. Este tipo de peticiones requieren el doble de ancho de banda de red para ser atendidas. El principal problema que se encuentran estos sistemas es la escalabilidad limitada derivada de la dependencia de unos componentes centralizados como son el servidor y la red principal. La capacidad de crecimiento del sistema depender en ltima instancia de la capacidad de estos componentes centralizados. De todas formas, siempre disponen de un mayor margen de maniobra comparado con los sistemas centralizados.

Figura 10. Arquitectura de VoD de servidores-proxy de un nivel

______________________________________________________________________ 34

______________________________________________________________________

Basados en un servidor principal paralelo / jerrquico

Esta aproximacin trata de solventar los problemas de escalabilidad del servidor principal-centralizado en la arquitectura de servidores-proxy de un nivel. En esta arquitectura, de la cual la figura 11 muestra un posible configuracin, el servidor principal esta diseado basndose en una red jerrquica en rbol, con servidores de VoD en los nodos y enlaces de red en las ramas de la jerarqua. Los nodos de servicio situados en las hojas de la jerarqua son los puntos de acceso para el sistema. Todos los nodos del sistema solo almacenan un subconjunto de los contenidos del sistema. Cuando una peticin para un contenido llega a un nodo hoja, si el contenido est disponible en su almacenamiento local, el servidor atiende el mismo al cliente. En caso contrario, la peticin se reenva hacia los niveles superiores de la jerarqua para que sea atendida por otro nodo de servicio de la arquitectura que disponga del contenido requerido. El rendimiento de esta arquitectura es similar a las basadas en servidores-proxy de un nivel conectadas a un servidor centralizado, pero reduce la probabilidad de saturacin del servidor principal e incrementa la capacidad de servicio del sistema.

Figura 11. Arquitectura de VoD jerrquica de servidores-proxy ______________________________________________________________________ 35

______________________________________________________________________

5.6.6 Arquitecturas distribuidas a nivel de usuarios Las ltimas tendencias a la hora de disear sistemas de VoD se orientan hacia la adopcin de arquitecturas distribuidas, en las cuales la gestin de las peticiones, as como los contenidos multimedia se distribuyen entre todos los componentes del sistema. En estos sistemas, los distintos nodos de servicio tienen que colaborar entre si para poder atender a los usuarios. Existen diferentes categoras de sistemas distribuidos en funcin de si existen no un nodo maestro encargado de centralizar la gestin del sistema y mantener una copia completa de los contenidos del sistema (arquitecturas de servidores-proxy de un nivel, por ejemplo). Una de las primeras propuestas en este sentido es la poltica de servicio de Chaining (encadenamiento). Esta poltica utiliza el contenido de los buffers

internos de los STB de los usuarios para a su vez servir peticiones de otros usuarios hacia el mismo contenido. De esta forma, se crea una cadena de servicio (cada eslabn de la cadena consiste de un usuario que reenva los contenidos almacenados en su buffer hacia el siguiente eslabn) entre los propios usuarios del sistema que permite reducir la carga del servidor de VoD del sistema. Recientes propuestas intentan utilizar el concepto peer-to-peer (aparecido

originalmente en la distribucin de ficheros de msica en Internet) para crear un sistema de almacenamiento distribuido de contenidos multimedia que se puede utilizar para implementar un sistema de VoD totalmente distribuido. En estas arquitecturas, al igual que ocurre con las tcnicas de Chaining , los STB de los usuarios realizan funciones de servidor de contenidos para las peticiones de otros usuarios del sistema.

5.6.7 Arquitecturas de VoD a gran escala A pesar del atractivo de los servicios de VoD para el publico en general, su implementacin hasta el momento no ha sido tan grande como se pudiese esperar, debido a la dificultad de disear y construir sistemas de VoD de gran escala (LVoD) capaz de atender a decenas de miles de peticiones simultneas.

______________________________________________________________________ 36

______________________________________________________________________

La construccin de sistemas de video bajo demanda de gran escala est actualmente limitada por dos factores: la capacidad de transmisin simultanea de videos (capacidad de streaming) que puede soportar el servidor y la red de comunicacin, y por otro lado, los elevados costes requeridos para su construccin. Para proveer servicios de VoD capaz de atender a decenas de miles de usuarios es imprescindible el diseo de sistemas de VoD a gran escala eficientes y con un coste asumible.5

5.7

Formatos de video.

Para hacer llegar a cada usuario la informacin, hace falta un formato determinado que aplique, compresin y que ser el que almacene la informacin en un fichero.

5.7.1 Quicktime El formato Quicktime (ficheros MOV) fue creado por Apple para el uso en computadoras Macintosh, aunque se ha extendido a otras plataformas. Es un software que le permite reproducir y editar video digital, as como otros tipos de archivos, en el ordenador. Quicktime no es en s ninguna aplicacin, sino una tecnologa que permite a las aplicaciones llevar a cabo diversas funciones. Consta de una serie de elementos de software que amplan la capacidad del sistema operativo para gestionar archivos dinmicos.

5.7.2 Video para Windows Los ficheros AVI (Audio y Video Intercalado) son el formato estndar de video que fue desarrollado por Microsoft Windows y por lo tanto uno de los ms populares. Intercalado significa que en un fichero AVI los datos de audio y video son almacenados consecutivamente en capas, o sea, un segmento de datos de video es seguido inmediatamente por otro de audio. Es el formato ms extendido para el manejo de datos multimedia en una PC. Un AVI no es ms que un formato de archivo que puede guardar datos en su interior codificados de diversas5

MILN, Oliver: Video streaming en intranet, computer comunications, Espaa, 2001

______________________________________________________________________ 37

______________________________________________________________________

formas y con la ayuda de diversos cdecs que aplican diversos factores de compresin. Tambin existe la posibilidad de almacenar los ficheros en un formato AVI raw (crudo), es decir, sin compresin.

5.7.3 Real Video Es un flujo de datos continuo que permite a un archivo estndar de video, tal como puede ser MPEG, ser visualizado a travs de Internet. Esto quita la necesidad de transmitir el archivo entero antes para visualizarlo.

5.7.4 Windows Media El formato .wmv (Windows Media Video) es una extensin que no tiene diferencia con los archivos .asf. Estos usan el formato de fichero estndar de Windows Media. Los ficheros con extensin .asf normalmente son utilizados en contenidos basados en Windows Media usando las Herramientas Windows Media 4.0. Los ficheros .wma (Windows Media Audio) y .wmv se introdujeron como un convenio con la versin 7 para posibilitar a los usuarios la fcil diferenciacin entre los ficheros de audio .wma y los de video .wmv. Sin embargo, no hay ninguna

limitacin en el formato, y las extensiones pueden usarse intercambiablemente. Algunas herramientas y servicios que fueron creados para ser usados con las versiones anteriores de las Tecnologas Windows Media requieren la extensin de .asf en orden para aceptar el contenido. Se puede simplemente renombrar cualquier archivo .wma o .wmv para usar la extensin de .asf y usarlos con esas herramientas.6

6

DISEO DEL PROYECTO

6.1 Descripcin Para la implementacin del proyecto se instalara un servidor de Streaming en un equipo PC con un cliente en otro equipo PC, para demostrar la transmisin de video bajo demanda, este servidor se encargara de almacenar los clips de audio o6

SALAZAR, Luis, video sobre redes, 2da edicin, montblanc, Venezuela, 2004

______________________________________________________________________ 38

______________________________________________________________________

video para ser transmitidos cuando los clientes as lo requieran. Para la demostracin se utilizara la topologa de Cliente Servidor con enlace a travs de red de rea local (LAN). La figura 12 muestra los componentes de la topologa utilizada.

Figura 12. Topologa utilizada en el proyecto

Se utilizara software distribuido por Real Networks en forma de prueba (TRIAL), para la implementacin del servidor se utilizara Helix Server Versin 12, para la produccin de clips o archivos se utilizara Real Producer Basic versin 11, para visualizar o escuchar los archivos producidos se utilizara Real Player versin 11.1 La utilizacin de estas aplicaciones se debe a la larga trayectoria de Real

Networks hasta convertirse en un estndar de transmisin de video. Para distribuir video sobre Internet, y especialmente un sistema de streaming de video, se necesita de varios componentes como son: un codificador para una

digitalizar el video y comprimirlo, software de servidor WEB, puede ser

mquina distinta o la misma que el codificador, una conexin a la red con suficiente ancho de banda, dependiendo del nmero de usuarios a los que se brindara servicio.

6.2 HELIX SERVER Ver. 12 Para realizar la instalacin de Helix Server versin 12 se necesita el archivo ejecutable instalador y el archivo que contiene la licencia que habilita la aplicacin. El archivo de instalacin y el archivo de licencia son distribuidos por Real Network previo a un registro, el archivo de licencia llega al e-mail registrado despus de unos minutos del registro o de realizar la compra de Helix Server. Para instalar Helix Server como un servicio de Windows se debe tener privilegios de administrador.

______________________________________________________________________ 39

______________________________________________________________________

Pasos a seguir para realizar la instalacin de Helix Server Ejecutar el archivo de instalacin que se obtuvo comprando la aplicacin o descargando desde Internet. Leer las recomendaciones de instalacin. Direccionar el Path para el archivo de licencia que se obtuvo con la compra de la aplicacin.

Leer el acuerdo de licencia de usuario final, aceptar los trminos del acuerdo.

Direccionar el Path donde se instalara la aplicacin o seleccionar el que esta por defecto.

Ingresar nombre de usuario y password y volver a confirmar password. El nombre de usuario y password son requeridos para acceder a las caractersticas de la aplicacin. El password es sensible a maysculas y minsculas. Fig. 13

En los siguientes cuadros de dialogo se puede definir los puertos que la aplicacin usara para los protocolos RTSP, HTTP Y MMS, asi como el puerto usado por Helix Administrador. RealNetworks recomienda aceptar los puertos por defecto, a menos que estos valores de los puertos podran causar conflictos con otras aplicaciones. Se puede cambiar la configuracin de los puertos despus, si no se usa puertos estandares para un protocolo de streaming, se necesita incluir el nmero del puerto en URLs, no se necesita configurar los protocolos de la capa de transporte tales como TCP y UDP. Helix Server y el cliente automticamente seleccionan el protocolo de transporte. Despus de la instalacin se puede restringir el rango para el puerto UDP, se necesita el nmero de puerto ADMIN para poder

______________________________________________________________________ 40

______________________________________________________________________

conectarse a Helix Administrador desde un navegador. En UNIX el valor por defecto del puerto RTSP es inferior a 1024, significa que se puede registrar como root al iniciar Helix Server si se acepta el valor por defecto.

Figura 13. Pantalla donde se asigna nombre de usuario y password

Figura 14. Pantalla que permite modificar los puertos.

______________________________________________________________________ 41

______________________________________________________________________

En la pantalla de confirmacin final se puede revisar la informacin de la instalacin para completar el proceso.

6.3 HELIX PRODUCER Para instalar Real Producer en Windows se debe obtener el archivo ejecutable instalador que distribuye Real Networks a travs de Internet. Para esta aplicacin no se necesita licencia.

Ejecutar el archivo de instalacin SETUP, el instalador desempaquetara los archivos necesarios.

Se debe leer los trminos y condiciones completamente, y seleccionar Accept si se esta de acuerdo.

Clic en NEXT para continuar, la interfaz de opciones de instalacin se abre.

Figura 15. Pantalla de opciones de instalacin

Se muestra el directorio por defecto que se utilizara, se puede determinar otro directorio haciendo clic en Brownse.

______________________________________________________________________ 42

______________________________________________________________________

A continuacin el programa instala todos los archivos necesarios y abre la interfaz de finalizacin

Se muestran las opciones para crear un acceso directo de la aplicacin en el escritorio o en la barra Quick Launch.

6.4 Real Player Para instalar Real Player version 10 se debe obtener el archivo de instalacin RealPlayer10-5GOLD_es.exe. Distribuido por Real Networks. Para esta aplicacin no se necesita licencia.

Ejecutar el archivo de instalacin RealPlayer10-5GOLD_es.exe.

leer los trminos de la licencia.

Figura 16. Pantalla de bienvenida, instalacin y licencia.

______________________________________________________________________ 43

______________________________________________________________________

Ingresar el Path donde se desea instalar la aplicacin o seleccionar por defecto.

Figura 17. Pantalla para seleccionar el Path de instalacin.

Esperar mientras se copian los archivos necesarios para la instalacin.

En la siguiente interfaz se puede escoger Real Player Basic o comprar la versin Plus.

Finalizar.

6.5. Transmisin de Streaming bajo demanda

Crear el archivo clip

Para crear un archivo para distribuir se necesita codificar el clip.

______________________________________________________________________ 44

______________________________________________________________________

Colocar un CD de msica en el drive de CD-ROM, ejecute el CD player del computador. Real Player no inicia automticamente el CD. Inicie Real Producer y ejecute File>New Job. Fig. 17

Figura 18. Pantalla inicial En la seccin de entrada se debe seleccionar el radio botn de dispositivos (Devices). Seleccione el dispositivo de audio de la lista. Fig. 18 Seleccionar File>Add Destination File, se debe seleccionar C:/Archivos de programa/Real/HelixServer/Content, asignar un nombre al archivo con extensin.rm. Fig. 19

______________________________________________________________________ 45

______________________________________________________________________

Figura 19. Pantalla que permite seleccionar dispositivos de entrada

Figura 20. Pantalla que permite seleccionar el destino del archivo

______________________________________________________________________ 46

______________________________________________________________________

Seleccionar Encode. Fig. 21

Figura 21. Pantalla donde se activa en control Encoder

Ejecutar el clip

Ejecutar Real Player,

seleccionar File>Open Location, e ingresar la

siguiente URL: rtsp://address:RTSPPort/nombrearchivo.rm No se necesita ingresar el nmero de puerto si en la instalacin se selecciono el puerto 554. Ejemplo: rstp://helixserver.example.com/nombrearchivo.rm Si Real Player esta en el mismo equipo que el servidor Helix Server se debe escribir: rtsp:/localhost/nombrearchivo.rm

Se puede crear una pgina HTML con el enlace usando el siguiente formato: Click here

______________________________________________________________________ 47

______________________________________________________________________

6.6 Pruebas realizadas Para realizar el proyecto fue necesario utilizar varios equipos por ejemplo PC para el servidor, PC para clientes, cableados UTP, switch. Figura 22.

Figura 22. Pantalla donde se muestran los equipos utilizados.

La PC porttil esta configurada como servidor de Streamig, tiene instalada la aplicacin Helix Server de RealNetworks. La PC desktop sirve como cliente desde

______________________________________________________________________ 48

______________________________________________________________________

donde se puede visualizar y escuchar los clips que son almacenados en el servidor. Para implementar la red LAN se utilizo un Switch 10/100 Mbps de ocho puertos para poder utilizar varios clientes y cableado UTP.

Para demostrar el funcionamiento de la transmisin de Streaming bajo demanda se creo un clip con extensin .rm en la aplicacin RealProducer. Para probar la transmisin del clip creado se realizo una llamada al mismo mediante un vnculo desde el cliente, a travs de la red LAN llego el clip al BUFFER de la mquina PC del cliente, pudiendo ser reproducido y controlado en su totalidad. La reproduccin se realizo el la aplicacin RealPlayer como muestra la figura 23.

Figura 23. Pantalla donde se muestra el clip de audio ejecutndose en el cliente.

Por motivos de costo de activacin de las aplicaciones de RealNetworks se realiza la demostracin solo con clips de audio y con un clip de video distribuido por el fabricante.

Para realizar la llamada al clip se utilizo un vnculo desde una pgina WEB: EJEMPLO 2

______________________________________________________________________ 49

______________________________________________________________________

Para probar el funcionamiento a travs de la red LAN se desconecto un conector RJ45 cuando se transfera el clip hacia el BUFFER del cliente. Se produjo un error de transmisin. Figura 24.

Figura 24. Pantalla donde se muestra el error al desconectar la red LAN.

7 Requisitos de hardware y software para video bajo demanda

7.1 Hardware Para un ptimo funcionamiento de las aplicaciones de Real Networks el fabricante recomienda utilizar hardware con un mnimo de requerimientos.

Requisitos mnimos.

______________________________________________________________________ 50

______________________________________________________________________

PROCESADOR MEMORIA RAM AUDIO VIDEO

Procesador 500 MHz. 128 MB. Tarjeta de sonido compatible con Windows Tarjeta grfica compatible con Windows

SISTEMA OPERATIVO Windows 2000 VARIOS IE 5 o posterior, FIRE FOX

Tabla. 3. Requisitos mnimos de hardware

Requisitos Recomendados.

PROCESADOR MEMORIA RAM AUDIO VIDEO

Procesador Pentium IV o equivalente, 2,4 GHz o superior. 512 MB Windows XP, 1024 MB Windows Vista. Tarjeta de sonido Osprey 230, SoundBlaster Live o AWE 64 Tarjeta grfica Osprey 230, Osprey 500

SISTEMA OPERATIVO Windows 2000, Windows Vista VARIOS IE 5 o posterior, FIRE FOX, Enlace ADSL Tabla. 4. Requisitos recomendados de hardware

7.2 Software Para realizar el proyecto se utilizo aplicaciones de Real NetWorks considerando que son un Standard en transmisin de video para lo cual se necesita varias aplicaciones detalladas a continuacin. Helix Server versin 12 Real Producer versin 11 Real Player versin 11

______________________________________________________________________ 51

______________________________________________________________________

Estas aplicaciones se encuentran disponibles para la distribucin en la pgina WEB del fabricante Real Networks, con periodo de prueba de 30 das.

7.3 Costos del proyecto. Cant. 2 2 Descripcin Equipo PC recomendados por RealNetworks Conexin ADSL con ISP (mensual) Materiales de red LAN Varios (Suministros de oficina) Val. Uni. $ 650.00 $ 49.50 $ 20.00 $ 30.00 Total $ 1300.00 $ 99.00 $ 20.00 $ 30.00

Total: $ 1449.00 Tabla. 5. Precios de los equipos y material necesarios para desarrollar el proyecto

______________________________________________________________________ 52

______________________________________________________________________

8. Conclusiones

Las transmisiones de contenido multimedia a travs de la Web sern cada vez ms importantes La tecnologa de Streaming es un mercado con futuro y grandes compaas ya estn luchando por competir.

La velocidad de Internet aumentara con el tiempo y con ello aumentara la calidad de las transmisiones, para hacer posible la radio y la televisin en Internet.

Esta tecnologa de Streaming de video bajo demanda cobrara cada vez mayor importancia debido a las funcionalidades que ofrece. Por ejemplo en el campo de la educacin donde es de gran utilidad, dada la cantidad de alumnos (clientes) que pueden recibir una misma conferencia en cualquier lugar remoto.

La ltima tecnologa de Hardware hace posible la transmisin de video de mejor calidad y duracin debido al aumento de las caractersticas de velocidad de procesador y capacidad de memoria RAM muy importante para garantizar la calidad de video bajo demanda.

En la actualidad se encuentran muy avanzadas las arquitecturas que permiten comprimir video para hacer posible la transmisin de una manera fcil y rpida, sin perder la calidad.

______________________________________________________________________ 53

______________________________________________________________________

9. Recomendaciones.

Como posible ampliacin de investigacin se puede hacer un anlisis de otras plataformas de streaming disponibles por medio de la modalidad cdigo abierto (open source). Una de las plataformas de streaming ms famosas de cdigo abierto es VideoLAN (http://www.videolan.org/), siendo su producto estrella el reproductor multimedia VLC.

En la actualidad se puede obtener mucha informacin de diferentes fuentes acerca de transmisin de video y de Streaming, con lo cual se puede realizar un estudio profundo de esta tecnologa que permitira aprender con varias aplicaciones de desarrolladores de software, por ejemplo

RealNetworks, Apple Quick Time, VideoLan VLC , Windows Media Encoder.

Se recomienda realizar un estudio a fondo de las diferentes maneras de transmisin como por ejemplo video en vivo, transmisin diferida para

poder entender y comparar estas maneras de transmisin de contenido multimedia.

Se recomienda realizar una investigacin de las diferentes arquitecturas de Streaming de video, para poder recomendar y utilizar la ms adecuada dados los requerimientos de video bajo demanda.

Se podra extender la investigacin realizando un estudio tcnico de enlace inalmbrico de clientes Streaming, considerando que es la ltima

tendencia de enlaces utilizados actualmente, sus ventajas y desventajas.

______________________________________________________________________ 54

______________________________________________________________________

10. Glosario de trminos

ADSL: Asymetric Digital Subscriber Line. Lnea de suscriptor digital asimtrica. Permite transportar datos y voz empleando la lnea telefnica convencional.

API: Applications Programming Interface). Aplicacin de programacin necesaria para el desarrollo de servicios interactivos asociados a la televisin.

Analgico: En televisin se entiende por el sistema actual de transmisin. Una seal que vara continuamente representando fluctuaciones de color y brillo. Se contrapone a digital que transmite seales binarias (O y 1) y, por tanto, puede ser comprimida y recibida con mayor fidelidad (Sufre menos interferencia).

Ancho de Banda: La cantidad de informacin que puede transmitirse en un momento dado. Se necesita un gran ancho de banda para mostrar imgenes con detalles ntidos y por eso es un factor de calidad para las imgenes transmitidas o grabadas. ITU-R 601 y SMPTE RP 125 asignan un ancho de banda para la seal analgica de luminancia de 5.5 Mhz y para la crominancia de 2.75 Mhz, la ms alta calidad alcanzable en un formato broadcast estndar. Los sistemas de imgenes digitales suelen requerir grandes anchos de banda y de ah la razn por la cual muchos sistemas de almacenamiento y transmisin recurren a tcnicas de compresin para adaptar la seal reduciendo por tanto el ancho de banda.

Banda ancha: Canales de comunicacin cuya velocidad de transmisin es muy superior a la de un canal de banda vocal. Se aplica a velocidades superiores a 250 Kbits, lo que

______________________________________________________________________ 55

______________________________________________________________________

permite prestar servicios multimedia. Normalmente se expresa en Mbps/Kbps, indica la cantidad mxima de bits (la unidad base de informacin) que puede ser transmitida por segundo.

Banda de frecuencias: Porcin del espectro radioelctrico que contiene un conjunto de frecuencias determinadas.

Broadcast: Calidad televisiva de video, susceptible de ser emitida. Estndar mnimo de calidad aceptado por las emisoras de televisin de todo el mundo y por sus organismos reguladores.

Broadcaster: Empresas pblicas o privadas que emiten seales de televisin de libre recepcin o pagada, creado por ellos mismos o comprados a terceros. En el fondo, es lo que se entiende por canales de televisin terrestre que utilizan un bien pblico como el espectro radioelctrico.

CI: Common Interface. Interfaz Comn: Punto de conexin estandarizado que incorpora el descodificador multicrypt cuya misin es independizar el acceso condicional del descodificador. El acceso condicional est incorporado en un mdulo PCMCIA que se conecta al descodificador a travs de dicho interfaz.

Cable coaxial: Cable con dos conductores de cobre, uno dentro del otro, separados entre si y del exterior con aislante plastico. Se utiliza para la antena de la TV o en conexiones Ethernet.

Cable mdem: Unidad de mdem que se puede conectar al televisor u ordenador a travs de la

______________________________________________________________________ 56

______________________________________________________________________

conexin local de cable, para acceder a Internet a una velocidad muy superior a la de los mdem tradicionales.

Carrier: Infraestructura fsica por la cual se transportan los datos, voz e imagen. Tambin se refiere a la empresa que ofrece el servicio de transmisin o conduccin de seales.

CAS: Conditional Access System. Sistema que descifra la seal codificada de acuerdo con el algoritmo comn europeo de cifrado si el abonado cuenta con los permisos para ello. Reconoce las emisiones cifrad