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Difusión de video a través de redes IP

Introducción a la problemática de la transmisión de videos en vivo por redes IP (Streaming).
Diferentes soluciones basadas en tecnología de videoconferencia que permiten hacerlo por medio de Internet.

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Difusión de video a través de redes IP

  1. 1. Difusión de video digital a través de redes IPIntroducciónAnte la necesidad de difundir videos grabados en formato digital podemos valernos de una red IP con la quellegaremos fácilmente a puntos distantes.No es lo mismo transferir un archivo digital que contiene un video que transmitirlo por la red IP.La tecnología aplicada a los fines de transmitir requiere dos clases de dispositivos básicos, un codificador(el transmisor) , y un decodificador (el receptor).El video se transmite como una cadena de información donde todos sus eslabones corresponden afragmentos consecutivos de la secuencia de video, la acción de transmitir y la cadena en sí misma suelenser referidas con el nombre de “streaming”.El streaming es entonces una transmisión de contenido en tiempo real (puede ser video y/o audio) por unared IP.La arquitectura de este esquema es la de Cliente-Servidor, donde el Cliente es el decodificador y el Servidores el codificador.La calidad del video tiene directa relación con la resolución y la tasa de refresco, donde mejoresresoluciones permitirán mejor detalle de la imagen y en consecuencia mostrar la imagen con mayoresdimensiones, al tiempo que cuanto mayor es la tasa de refresco, más fluido será el movimiento percibido dela imagen.Ambos factores tienen directa relación con la cantidad de información que se transmite, por lo tanto, amayor calidad de video, mayor consumo de ancho de banda de la conexión IP.Transmisión de un video a varios destinosAl momento de hacer la transmisión, es posible que un Servidor distribuya contenido para uno o variosClientes, siendo el segundo el caso más común.Para este fin, existen dos formas de transmisión, Unicast y Multicast.Unicast es un sistema donde cada cliente hace una solicitud al servidor y éste genera una cadena destreaming en respuesta a cada solicitud.Al establecer un canal individual entre el servidor y cada cliente, el ancho de banda consumido por una solacadena de streaming se multiplica por la cantidad de clientes conectados en simultáneo.Esto es necesario si se desea hacer una transmisión por una Internet, donde la conexión cliente-servidor esla única manera de enviar la cadena de streaming a través de la red.Multicast es la forma de hacer que una sola cadena de streaming permite múltiples clientes sin crearconexiones individuales para cada solicitud.Con Multicast el servidor transmite a una “dirección IP de Multicast” y los clientes “escuchan” en esadirección, algo parecido a “sintonizar” una estación de radio.Multicast requiere que todos los routers de la red estén configurados para permitir el tráfico Multicast, debidoa que son ellos los que deben generar copias de la información para que ésta llegue a cada clienteindividual, después de todo, cada cliente es individual y necesita que la cadena de streaming llegue hasta supropio sistema para poder procesarla.Multicast sólo funciona en un entorno de red local, su implementación no es posible en Internet.Comparativa general Sistema Unicast Multicast Ancho de banda Tasa de transferencia del video Tasa de transferencia del requerido original x cantidad de receptores video original Requerimiento de Alta capacidad de subida Routers habilitados para conexión de red (Upload) Multicast Funciona en red local SI SI Funciona en Internet SI NO
  2. 2. Queda claro que la solución a implementar para transmisión de video en vivo depende del tipo de acceso delos receptores, si éstos sólo pueden llegar por Internet será necesario implementar Unicast, mientas que siéstos están en el entorno de red local Multicast será lo que menos recursos de red consuma, siempre quelos routers de la red permitan Multicast.Por poner un ejemplo, un video con calidad de TV, de 400 líneas aproximadamente, necesitará entre 384kbps y 512 kbps para llegar a los 25 o 30 cuadros por segundo.Si la transmisión debe ser Unicast, el consumo de recurso aumenta linealmente conforme aumenta elnúmero de receptores, con lo que serán necesarios entre 8 y 10 Mbps para poder llegar a 20 receptoressolamente.Rápidamente llegamos a la conclusión de que la transmisión en vivo está firmemente acotada por ladisponibilidad de ancho de banda.Soluciones al problema del ancho de bandaPara sortear este problema, podemos grabar el video y publicarlo en un servidor en la modalidad “sobredemanda” (on-demand), de modo que los receptores que no pueden acceder al mismo en vivo porquesaturan el recurso de ancho de banda, puedan verlo “en diferido” accediendo por ejemplo a una página webdesde la cual pueden ver el material grabado.Esto supone una solución que logra difundir el video a más puntos remotos, pero si disponemos del anchode banda que mencionamos antes, y el video es de la misma calidad que en vivo solo permitía latransmisión a 20 receptores, el límite de accesos simultáneos al video grabado es el mismo que durante latransmisión, ya que cada transmisión del video grabado consume el ancho de banda nominal del mismo.Podemos solucionar este límite haciendo que los puntos remotos tengan opción de descargar el video ensus computadoras, de modo que, por ejemplo, si 40 sitios remotos descargan simultáneamente el mismovideo y éste tiene una duración de 30 minutos, ellos demorarán un promedio de 60 minutos paradescargarlo, pero luego podrán verlo cuantas veces lo deseen.Este método también resuelve el problema de los receptores cuya velocidad de acceso a la información seamenor al ancho de banda nominal del video en vivo que no podían ver la transmisión en vivo debido a labaja capacidad de su propia conexión.Hacia una solución única y completaEn cualquiera de todos estos casos enumerados se requiere la implementación de un sistema compuestopor varios elementos.Siempre necesitamos un codificador, uno o varios decodificadores y la infraestructura de red, a los que hayque agregarles un sistema de almacenamiento, un servidor web, servicios de autenticación de usuarios si esque debe haber restricciones de acceso a determinadas transmisiones de video o material grabado, y unsistema de organización que permita que los videos estén agrupados por categorías y fechas, de modo quesea una verdadera biblioteca de recursos audiovisuales.Todos estos elementos enumerados pertenecen a diferentes tecnologías y es difícil pensar en ellos comouna solución única, completa y monolítica.Hay que hacer mención de que todos estos supuestos son aplicables cuando se trata de video “simple”,pero toda la complejidad aumenta cuando se trata de videoconferencias debido a dos grandes problemas. ● El formato de video usado por los sistemas de videoconferencia no es amigable con los formatos de video que emplean las PCs y requiere trabajo de procesamiento masivo por parte de las PCs poder interpretar el formato de videoconferencia, o en todo caso este trabajo masivo debe ser llevado a cabo por el Servidor de streaming. ● Es común en las videoconferencias el uso de un segundo canal de video por el cual se comparten contenidos como ser presentaciones de diapositivas, textos o documentación digital visible desde una PC.Afortunadamente existen en el mercado actual sistemas diseñados específicamente y que requieren pocoselementos externos, además de la infraestructura de red, para funcionar.
  3. 3. Soluciones LifeSize para transmisión de videos en vivo y sobre demandaLifeSize ofrece dos opciones de solución diferentes en su implementación y acordes a diferentes tipos dered de videocomunicaciones, ya sea que éstas requieran la implementación de un MCU o no.LifeSize MultipointLifeSize ofrece el software Multipoint Extension incluido en el paquete de sus MCUs, con las utilidades departicipación interactiva de PCs en videoconferencias con intercambio de contenidos y la capacidad dehacer transmisión en vivo de la conferencia a usuarios de PCs.Se requiere un servidor con Windows Server 2003 o 2008 para instalar el software.Para participar, las PCs requieren acceso al servicio web de LifeSize Multipoint Extension donde se lesofrecerán las opciones de participación interactiva o no, con el debido control de acceso.Opcionalmente, puede adquirirse la licencia de grabación de conferencias, lo que le agrega al sistemacapacidades especialmente valiosas cuando ofrecer contenido grabado es un requerimiento del sistema.El administrador de las salas puede crear la conferencia que será transmitida mediante una interfase web deadministración del MCU y las invitaciones a los receptores del streaming pueden hacerse por medio de unPlug-in de Microsoft Outlook, de modo que reciban un correo electrónico con los detalles para acceder alservicio de video ofrecido.Es posible generar el video con una PC, haciendo prescindible el uso de un sistema de videoconferencia,aunque el resultado del video es de mejor calidad si es generado desde un moderno sistema devideoconferencias.LifeSize Video CenterEn redes de videocomunicaciones que no requieren incrementar sus prestaciones de multipunto o lasolución debe ser capaz de alto desempeño pudiendo grabar y/o transmitir múltiples conferencias o éstasrequieren capacidades de HD o es necesario publicar los videos inmediatamente después de finalizada laconferencia o el sistema incluido en LifeSize Multipoint Extension no es suficiente o se pretende unasolución sumamente simple de implementar en la red o se precisa un sistema de organización automática;LifeSize Video Center es más adecuado.Esta solución consiste en un sistema de hardware que incorpora un servidor de streaming con capacidadpara streaming de video en HD, un servidor web, un sistema de indexación de videos, autenticación deusuarios y capacidad de grabación para más de 2000 horas de video en alta definición.Compatible con Windows, Mac y Linux, los receptores necesitan que sus computadoras tengan unnavegador web con Flash player habilitado.Cada receptor puede seleccionar la distribución deseada para el video principal y la presentación de modoque puede elegir ampliar uno de ellos o verlo exclusivamente o ver video y presentación lado a ladoEsta solución requiere al menos de un terminal LifeSize serie 220 en la red de videoconferencia si lo que sedesea es transmitier videoconferencias, éste terminal debe formar parte de la conferencia que deseagrabarse y/o transmitirse, o un terminal LifeSize Passport / LG Exec, si solo se desea transmitir el contenidousando el terminal como “estudio de transmisión”, sin la chance de tener conferencia en simultáneo.LifeSize Video Center puede grabar varias conferencias simultáneas, o grabar solo desde un sistemaLifeSize 220. La grabación se inicia presionando un solo botón en el control remoto del sistema que estárelacionado con el LifeSize Video Center.La instalación en la red es sumamente simple, solo hay que cablear alimentación y red, asignarle losparámetros básicos en pocos minutos y configurar en el terminal LifeSize la dirección del servidor LifeSizeVideo Center.Fácil de implementar; fácil de transmitir, grabar y publicar; y fácil de acceder para los receptores. Eduardo Travi - CTS Gerente de Desarrollo de Tecnología LifeSize Certified Technical Expert www.proyecciones.net

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