SlideShare a Scribd company logo
1 of 42
Download to read offline
Redes e Servizos Multimedia
      Curso 2008/09

             Tema 3
       Servizos multimedia
Introducción ó audio e vídeo dixital
Audio dixital non comprimido
                                 p
                               Frec.
                               Frec de    Bits por
              Tipo                                   Canles     Caudal
                               muestreo   mostra

         Son telefónico                                         64 Kb/s
                                8 KHz        8         1
             (G.711)                                            (RDSI)

        CD-DA (C
        C     (Compact                                         1,411
                                                               1 11 Mb/s
                                                                      /
                               44,1 KHz     16         2
       Disc / Dixital Audio)                                  (CD-ROM 1x)

       DAT (Dixital Audio
                                48 KHz      16         2       1,536 Mb/s
            Tape)

 Para reducir o caudal, sen apenas mingua de calidade úsanse
  distintas técnicas de compresión de audio:
      Algunhas,
       Algunhas como en MPEG audio, baséanse en técnicas psicoacústicas
                                audio                      psicoacústicas,
       aproveitando as características do oído humano para mellorar o nivel de
       compresión.
      Outras son específicas para a voz, non aptos para música ou outros
       sons: Code Excited Linear Prediction (CELP), CS-ACELP (Conjugate-
       Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction, GSM
Comparación de codecs: MOS
   omparac ón    co cs
 A calidade dos diferentes códecs mídese
  realizando probas subxectivas cegas nas que
  o suxeito escoita unha determinada frase de
  proba. O suxeito debe emitir unha valoración
  puntuando a calidade nunha escala de 1 a 5. A
  proba realízase con varios suxeitos e
  obtense para cada códec un valor medio que
                                    med o
  se denomina MOS (Mean Opinion Score).
 O estándar G 711 (PCM 64 Kbps sen
              G.711          Kbps,
  compresión) posúe un MOS de 4.2, que se
  pode considerar calidade óptima xa que os
                            óptima,
  algoritmos de compresión actúan sobre un
  fluxo de bits de entrada G 711
                           G.711
Compresión vs calidade
 Normalmente, unha maior eficiencia (calidade vs. caudal)
  implica h
  i li unha maior complexidade e consumo d CPU
                  i         l id d              de CPU.
 Dado que a compresión en telefonía ha de facerse en tempo
  real, isto impón unha limitación ao nivel de complexidade que
               p                                  p         q
  pode ter o algoritmo utilizado, necesitando h bi
    d          l   i       ili d         i   d habitualmente
                                                      l
  hardware DSP específico
 Segundo as probas subxectivas de calidade os códecs máis
    g          p
  habituais obteñen as seguintes puntuacións MOS:
  h b         b ñ                           ó M
    G.711 (64 Kb/s): 4,2
    G.729 (8 K
            ( Kb/s): 3,92
                   ) ,
    G.726 (32 Kb/s): 3,85
    G.729a (8Kb/s): 3,7
    G 723 1 (5 3 Kb/s): 3 65
     G.723.1 (5,3        3,65
    G.728 (16 Kb/s): 3,61
 Os algoritmos mais complexos son obviamente os máis
  eficientes: G.729, G 723 1 e G 728
              G 729 G.723.1 G.728.
 Os códecs para telefonía deben introducir un retardo moi
  pequeno. Esta restrición impide unhas taxas de compresión
  máis elevadas, como as logradas con MPEG (caudais
       elevadas
  comparables aos da telefonía e calidades comparables ao CD).
Fundamentos de TV en cor
                               R (vermello)   A imaxe capturada
                               G (verde)      descomponse en tres sinais
                                              que corresponden ás cores
                               B (azul)
                                              primarias


 Os sinais R-G-B transfórmanse nun sinal de luminancia (Y) e dous
  de c o
     crominancia. Esta co e s ó faise pa a
            a c a sta conversión a se para:
    Manter compatibilidade coa televisión B/N (ignórase a crominancia)
    Dar mais ancho de banda á luminancia (5 Mhz.) que á crominancia (1
     Mhz.), xa que o ollo é menos sensible a esta última
      h )             ll               ibl        úl i
 En sistema PAL os sinais de crominancia chámanse U e V; a
  transformación que se realiza é:
    Y (Luminancia) = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B
    U (Crominancia) = 0,493 (B - Y) = -0,15 R - 0,29 G + 0,44 B
       (           )         (     )
    V (Crominancia) = 0,877 (R - Y) = 0,62 R - 0,52 G - 0,10 B
Sinais de vídeo analóxico
   A miúdo as dúas compoñentes de crominancia (U e V) combínanse
    (multiplexan en frecuencia) nun único sinal chamado C.
   En equipos sinxelos (p. ex. vídeo VHS) combínanse Y e C nun único
         q p            (p               )
    sinal que se chama composite ou vídeo composto.
   Conforme se reduce o número de sinais diminúe a calidade
    (especialmente no paso de Y/C a vídeo composto).
                                            composto)


     Num.
     Num        Denominación          Tipo de       Tipo de
                                                                   Calidade
    Sinales        (PAL)             conector       equipo
                     YUV             3 RCA ou       Equipos
                                                     q p
       3                                                            Estudo
                 (compoñentes)        3 BNC       profesionais
                                      S-Vídeo     Vídeo Hi-8, S-
       2              Y/C                                          Broadcast
                                     (mini-DIN)       VHS
                                                  Vídeo 8 mm,        Vídeo
       1      Composto (composite)      RCA
                                                      VHS          doméstico
Compresión de vídeo dixital
 O formato de gravación utilizado como referencia en estudos de TV é
                g
  o D1 (estándar ITU-R CCIR-601).
 Cada fotograma represéntase como unha imaxe de 720x576 píxels
  (PAL). l i
  (PAL) A luminancia dixitalízase con maior resolución que as
                   i di it lí           i       l ió
  crominancias:
    E: 720(h) x 576(v) x 8 bits x 25 fps = 82,944 Mb/s
    Ou : 360(h) x 576(v) x 8 bits x 25 fps = 41,472 Mb/s
    V: 360(h) x 576(v) x 8 bits x 25 fps = 41,472 Mb/s
 Caudal total: 82,9 + 41,5 + 41,5 = 165,9 Mbps
 Á vista destes valores compréndese facilmente a necesidade de
  efectuar compresión d vídeo cando se almacena de forma dixital ou
   f t              ió do íd       d       l       d f        di it l
  se transmite por redes telemáticas. Aplícanse dúas técnicas:
    Compresión espacial (intraframe): Elimínase redundancia na imaxe
     de cada fotograma, como en JPEG
    Compresión temporal (interframe): Elimínase a redundancia entre
     fotogramas consecutivos.
     f t                ti
MPEG: Tipos de tramas
 I (Intra): autocontenidos, só compresión espacial mediante
  transformada discreta de coseno (DCT), como JPEG
 P (Predictive): referido ao P/I anterior. Compresión temporal por
  extrapolación mediante macrobloques. Un macrobloque poden ser:
              ó
    Inalterado: non modificado respecto ao fotograma de referencia
   D Desprazado: ( ex. un balón en movemento) descríbese por un
                d (p.         b ló              t )d     íb
      vector de movemento e eventualmente unha corrección
      (
      (diferencia respecto ao orixinal)
                     p                )
    Novo: (p. ex. O que aparece detrás dunha porta que se abre)
      descríbese por compresión espacial (como un fotograma I)
 B (Bidireccional): compresión temporal con interpolación; referido
  ao P/I anterior e ao P/I posterior. Máxima compresión, máxima
  complexidade de cálculo. Suaviza a imaxe, reduce o ruído.
                     cálculo            imaxe         ruído
Vector de movemento

                                                Vector de movemento




Macroboque
16X16 Pixels




                        Fotograma n
                        F t



                                      Fotograma n+1

                                                      Área de procura
Diferenzas entre videoconferencia e vídeo streaming




                       Vídeo streaming   Vídeoconferencia
       Codificación    MPEG-1, MPEG-4      H.261/H.263
       Caudal típico   750 1500
                       750-1500 Kbps      128 384
                                          128-384 Kbps
      Retardo típico        4-5 s            200 ms
       Jitter típico
                p           5-6 s           20-70 ms


        A vídeoconferencia posúe requisitos QoS
          máis esixentes que o vídeo streaming
Formatos compresión de vídeo




                                                 Complexida
             Compresión       Compresión
Sistema                                             de         Eficiencia Retardo
            Espacial (DCT)     temporal
                                                 compresión
                                                                           Moi
 M-JPEG           Si               Non             Media         Baixa
                                                                         pequeno

                                 Limitada
 H.261            Si                               Elevada       Media   Pequeno
                              (fotog. I e P)

                                 Extensa
MPEG-1/2          Si                             Moi elevada     Alta     Grande
                             (fotog. I, P e B)

H.263 e                          Extensa                                  Medio
                  Si                               Enorme        Alta
MPEG-4                       (fotog. I, P e B)                            Grande
Vídeoconferencia H 26x
                            H.26x
 Estándares de vídeo a ITU T para vídeoconferencia: optimizados para
                        ITU-T
  baixa velocidade e pouco movemento:
     H.261:
        • Desenvolvido a finais dos 80 para RDSI (caudal constante).
                                                         constante)
        • Algoritmos de compresión MPEG simplificados: Vectores de movemento máis
          restrinxidos (menos acción). Non fotogramas B (excesiva latencia e
          complexidade)
        • Menos intensivo de CPU. Factible códec software en tempo real
     H.263, H.263+, H.26L:
        • Máis modernos e e c e es
           á s ode os eficientes.
        • Requírese códec hardware
        • Menos estendido
 Resolucións:
    CIF (Common Interchange Format): 352 x 288
    QCIF (Quarter CIF): 176 x 144
    SCIF (Super CIF ou 4CIF): 704 x 576
           (S             4CIF)
 H.261: QCIF e opcionalmente CIF
 H.263: QCIF, CIF, e opcionalmente 4CIF e 16CIF
Redes e Servizos Multimedia
      Curso 2008/09

           Tema 3
     Servizos multimedia
      Un novo escenario
Novo escenario
 As novas aplicacións multimedia
  supuxeron tamén en Internet a
                 é     I
  formulación dun novo escenario
 Á necesidade da provisión de QoS, tívose
  que engadir outros dous elementos
                            l
  importantes:
  O   multicast
  O   transporte de tráfico de tempo real
Multicast : Introdución
 Aplicacións multimedia son maioritariamente de
   p
  natureza multicast (VoD, multiconferencia, radio,
  xogos, etc.)
 Actualmente impleméntanse mediante múltiples fluxos
  unicast (un por receptor) 
      Enorme malgasto de BW
                 g
      Necesidade de identificar a todos os receptores

   SOLUCIÓN: E
   SOLUCIÓN Encaminamiento e di
                 i   i       direccionamiento
                                   i    i
                             multicast
Envío simultáneo dun único fluxo a un conxunto limitado
            pero indeterminado de receptores

 En Internet unha dirección clase D identifica a un
  grupo multicast de máquinas, que recibirán unha copia
  de calquera paquete que conteña devandita dirección
Multicast : IGMP
 IGMP (Internet Group Management Protocol) é o protocolo usado
  polas aplicacións para unirse a un grupo multicast e deixalo.
  p      p          p                  g p
 IGMP intercambia mensaxes exclusivamente entre un router
  multicast fronteira e un conxunto de hosts (a través de IP,
  protocolo=2).
 Esta comunicación debe ser soportada pola capacidade broadcast
  da rede subxacente (Ethernet, tipicamente):
    O router envía periodicamente un paquete broadcast “query” por todas
     os seus interfaces. Cada host contestará cun paquete “report”
     indicando a que direccións multicast están unidas algunhas das súas
                 q                                       g
      aplicacións.
     O router envía copias multicast (ou broadcast) dos paquetes recibidos
      para un grupo, por aquelas interfaces onde haxa hosts unidos.
      p       g p ,p      q
 Dado o carácter local de IGMP, requírese outro protocolo para
  coordinar aos routers multicast de forma que os datagramas sexan
  encamiñados adecuadamente
 O protocolo de encaminamiento multicast proposto é DVMRP
  (Distance Vector Multicast Routing Protocol), que implementa
  á b           í     fonte, usando o algoritmo reverse path
  árbores con raíz na f          d     l                   h
   forwarding
Redes e Servizos Multimedia
      Curso 2008/09

           Tema 3
     Servizos multimedia
   Transporte de tempo real
Transporte de tempo real: RTP

 Todas as aplicacións audio/vídeo de tempo real requiren un
            p                            p         q
  conxunto común de facilidades, entre as que destacan:
    Identificación do esquema de codificación/compresión
    Núm
     Números de secuencia
             sd s        i
    Selos temporais
 RTP (Real-Time Protocol) [RFC 1889] define un formato de
       Real Time
  paquete normalizado para a transmisión de audio e video sobre
  Internet, estendendo a cabeceira UDP coas facilidades
  anteriores



   RTP non facilita mecanismos
    para garantizar a entrega en
    prazo dos datos nin para outro
    tipo de garantías QoS.
Estructura paquete RTP
      20             8      12               Variable
   Cabeceira   Cabeceira Cabeceira
                                     Datos (Audio ou Video dixital)
      IP         UDP       RTP


                                     Con isto, a aplicación
A cabeceira RTP inclúe:
                                     receptora pode:

                                        Identificar o tipo de
     Tipo de carga útil
                                          información recibida
          (7 bits)
                                          (ej.:0-PCM, 9-G.722)
                                          ( j 0 PCM 9 G 722)


                                        Ordenar os datagramas
   Número d secuencia
   Nú     de       i
                                         recibidos
        (16 bits)
                                        Detectar perdas


                                        Reproducir no instante
        Timestamp                        adecuado
         (32 bits)                      Sincronizar audio e vídeo
Compresión de cabeceiras RTP (RFC 2508)
          p                         (        )
 O retardo de paquetización debe
    ser pequeno ( 20 ms.)  paquetes
                 ( 0
    de voz pequenos (160 bytes con
    PCM a 64 Kbps)  Overhead
    importante
   Coa compresión da voz, o problema
    acentúase. G.729 xera 8 Kbps (20
    bytes cada 20 ms)
    b       d 0       )
   Cabeceiras:
      IP: 20 bytes
      UDP: 8 bytes
      RTP: 12 bytes
                  y
   200% de overhead. Pero, a maioría
    dos campos non cambian durante a
    sesión RTP
   A compresión reduce as cabeceiras
    a 2-4 bytes. Aplícase a nivel de
    enlace.
Redes e Servizos Multimedia
      Curso 2008/09

            Tema 3
      Servizos Multimedia
Videoconferencia: H.320 e H.323
Diferencias entre videoconferencia e vídeo streaming




                     Vídeo streaming   Videoconferencia
     Codificación    MPEG-1, MPEG-4      H.261/H.263
     Caudal típico   750 1500
                     750-1500 Kbps      128 384
                                        128-384 Kb/s
    Retardo típico        4-5 s            200 ms
              p
     Jitter típico        5-6 s           20-70 ms




        A vídeoconferencia posúe requisitos QoS
          máis esixentes que o vídeo streaming
Videoconferencia: H.320 e H.323


          H.323                    H.320
           (IP)                    (RDSI)
                   Control de
                   C      ld
          H.225                    Q.931
                     llamada
Control
C nt l             Control del
          H.245                    H.242
                    sistema
          H.225
          H 225   Multiplexación   H.221
                                   H 221
        G.711
                                   G.711
        G.722
                      Audio        G.722
       G.723.1
                                   G.728
Medios G.728
        H.261
                      Vídeo        H.261
       H.263
          T.120       Datos
Requisitos/Características da videoconferencia
      q
 Compresión/descompresión en tempo real
 Retardo m m 200-400 ms.
        r máximo              m .
 Movilidade reducida
 Normalmente aceptable audio de calidade telefónica
 Necesidade d sincronizar audio e vídeo
  N      id d de i        i      di     íd
 Necesidade de protocolo de sinalización (servizo orientado a
  conexión)
 Debido ó seu requisito de baixo retardo, en videoconferencia non
  se emprega MPEG. No seu lugar, úsase H.261 e H.263, menos
  ‘agresivos’ en eficiencia de compresión, pero con moito menor
    g                              p       ,p
  retardo e consumo de CPU, e optimizados para baixa velocidade e
  pouco movemento
 Videoconferencia fact
  V oconf r nc a factible con PCs normales sen necesidade de
                                     s norma s s n n c s a
  utilizar códecs hardware (CIF 352x288 15 fps. sin problemas)
 Equipos especializados incorporan códecs hardware, permitindo
  unha compresión máis eficiente e maior calidade especialmente en
                                            calidade,
  entornos nos que o caudal dispoñible é limitado. Adoitan incorporar
  mecanismos de supresión de eco e sistemas de control e enfoque
  de cámaras.
Terminais de videoconferencia




Polycom ViaVideo                      Polycom ViewStation SP128
Video: H.261, H.263, H.263+           Video: H.261, H.263+
Audio: G.711, G.722, G.728, G.723.1   Audio: G.711, G.722, G.728
Caudal: 32-384 Kb/s (H.323)
                     (H 323)          Caudal: 56-128 Kb/s (H.320), 56-768 Kb/s (H.323)
                                                          (H 320)              (H 323)
Formatos: CIF, QCIF                   Formatos: CIF, QCIF
Peso: 250 g                           Peso: 2,7 Kg
Conexiones ent./sal.: USB, audio      Conexiones ent./sal.: video v audio
Precio: 500 euros                     Precio: 5.000 euros
Videoconferencia H.320
 A forma máis sinxela de subministrar a QoS requirida
  p
  pola videoconferencia é garantir o caudal necesario
                              g
  extremo a extremo. Por isto, o xeito habitual de
                                            h     ld
  realizar videoconferencia foi durante moitos anos o uso
  de circuítos RDSI entre os dous participantes
 A conexión RDSI típica é un acceso básico (BRI) a 128
  Kbps. Os equipos de gama alta adoitan usar tres
     p        q p        g
  accesos BRI (384 Kbps) para conseguir maior calidade
 Dado que se utiliza a RDSI, cada terminal recibe unha
  dirección E 164 (é dicir un número de teléfono) e en
             E.164     dicir,                         e,
  principio, calquera terminal pode conectar con calquera
  outro. O protocolo de sinalización é o habitual da rede
            p
  telefónica
 Unha vez establecida a conexión, os dous terminais
  establecen un diál
    st bl    n    diálogo ini i l n qu t s anunciarse
                           inicial, no que tras nun i s
  mutuamente os formatos soportados de audio e vídeo,
  negocian un formato común antes do intercambio de
     g         f m           m                    m
  información
Videoconferencia H.320


          3*BRI                   RDSI
                                                         3*BRI      Sistema de grupo
                                                                         ou sala



Polycom
   y                                                                   Picturetel


                                Fluxo de audio-vídeo
                                   128 - 384 Kb/s




   Dirección E.164: 963865420                          Dirección E.164: 963983542
Videoconferencia H.323
 No caso de H.323, a situación é similar, salvo
  que se usa Internet en vez de RDSI. Dado que
              I               d RDSI D d
  en Internet non existen en xeral garantías
  QoS nin d caudal, a calidade d transmisión
  Q        de     d l     l d d da            ó
  pode verse afectada en situacións de
  conxestión.
           ó
 As direccións utilizadas polo protocolo de
                            p   p
  sinalización son as IP dos terminais implicados.
 Hai multitude de produtos comerciais que
  implementan H.323 e que van desde solucións
  gratuítas puramente software como o
                        software,
  Messenger, ata outras que inclúen un codec por
  hardware como os equipos de Polycom
Videoconferencia H.323

           10BASE-T                         Internet                  ADSL
                                                                                  Sistema de
                                                                                  sobremesa




Polycom,
Polycom
                                                                                  Messenger,
Tandberg
                                                                                   Polycom
                                  Fluxo de audio-vídeo                             ViaVideo
                                     14,4
                                     14 4 - 512 Kb/s




     Dirección IP: 147.156.1.20
                                                         Dirección IP: 172.68.135.22
As recomendacións H.323
 H.323 é un conxunto de recomendacións ITU
  (paraugas) para comunicación multimedia s b
  (       s)            i   ió    lti di sobre
  redes de paquetes, aínda que se popularizou
  fundamentalmente no á ámbito da telefonía e
                                         í
  videoconferencia sobre IP
 A norma H.323 consta, entre outros, dos
  seguintes compoñentes e protocolos:
   H.225  para sinalización de control de sesión
   Códecs de audio: G.711, 722, 723, 728 y 729
   Códecs de vídeo: H.261 y 263
   Transporte de fluxos: RTP/RTCP
Elementos dun sistema H.323
 Terminal H.323 Calquera dispositivo final que da servicio de
           H.323:
  telefonía IP a usuarios. Pode ser un ordenador executando unha
  aplicación de telefonía IP ou un teléfono especial con esta
                          IP,
  capacidade
 Gateway H.323 Dispositivo usado para interconectar a rede H.323
             H.323:
  á RTC ou H.320. Compórtase como un punto final en ambas, sendo
          u H 320 C mpó t s       m      punt fin l n mb s s nd
  responsable de traducir adecuadamente tanto a información de
  sinalización como os fluxos de datos entre ambas redes.
 Multipoint C t l U it (MCU): P t final que da soporte á
  M lti i t Control Unit (MCU) Punto fi l         d        t ás
  conferencias multipunto (entre tres ou máis puntos finais):
       Intercambio e revisión das capacidades dos puntos finais participantes
       Distribución de fluxos entre os participantes
   Gatekeeper:
    Gatekeeper A súa presencia non é estrictamente necesaria, pero si
    habitual. As súas funcións máis importantes son:
                      f               p
       Conversión de direccións: Proporciona dirs. IP desde alias H.323
        (usuario@host) ou direccións E164 (numeración telefónica)
       Políticas QoS Control de Admisión e as gnac ón de BW
         o t cas QoS: ontro         m s ón asignación       W
       Control de acceso
       Xestión de ancho de banda: limita núm. usuarios segundo BW dispoñible.
       Xestión de chamadas: mantén unha lista de chamadas activas
       Localización de gateways e MCUs dentro dunha rede H.323
Elementos dun sistema H.323




                                          Rede Telefónica
                                           convencional


                        Ámbito de H.323
           Gatekeeper                       Gateway
             H.323                           H.323
Terminal                    Terminal
 H.323
 H 323                       H.323
                             H 323




                   MCU H.323
Gatekeeper H 323
                                H.323
    Luis                                                                                 Laura
147.156.3.12                                                                          147.156.4.15
 986815112                                                                             986815113
                                   Internet



                                                                                  Ana
                                                                              147.156.7.45
    Pedro
    P d                                                                        986815114
 147.156.1.20
  986815111

                                     Dirección E.164
                                                        Alias H.323    Dirección IP
                                    (número teléfono)
                     GK
                                    986815111           Pedro         147.156.1.20
                                                                      147 156 1 20
A función de gatekeeper pode ser    986815112           Luis          147.156.3.12
  desempeñada por un host, un       986815113           Laura         147.156.4.15
  router ou tamén polo mesmo        986815114           Ana           147.156.7.45
  equipo que actúa de gateway.
Pasarela (Gateway) H 320-H 323
                      H.320 H.323
  147.156.2.15                                                   986812176
                   Arrancar Messenger
                    GW 147.156.2.69

                   Chamar a 986812176


                 ADSL                                      BRI
                            147.156.2.69     986812000


                                               PRI
                 Internet               GW               RDSI


 A pasarela necesita unha conexión RDSI e unha conexión a
  Internet. O número máximo de usuarios simultáneos que a
  pasarela poderá soportar depende do BW destas dúas conexións
 Mediante a pasarela, o usuario de Internet pode establecer cun
  usuario RDSI unha videoconferencia. Sen embargo, a comunicación
                              f                    g ,
  en sentido inverso non é posible sen a intervención dun GK
Gat way/Gat
     Gateway/Gatekeeper - Chamada entrante
                    p r    hama a ntrant
     147.156.2.15                                                                   986812176
                        Arrancar Messenger
                          GK: 158.42.5.96
                          GK 158 42 5 96
                           Usuario: Alicia                         Chamar a
                         Número de tel.: 60                     986812000 ext. 60


                      ADSL
                                                                             BRI
                               147.156.2.69           986812000


                    Internet                    GW                       RDSI
                                                          PRI
                                              ¿ext. 60?

                                         60 = 147.156.2.15



                    158.42.5.96        Usuario            IP      Ext.
                                       Alicia     147.156.2.15     60
                                  GK
 Cada terminal ten asignado e configurado un número de teléfono
  (tipicamente, unha extensión). Cando arranca o software H.323, envía
  unha mensaxe d rexistro ao GK que engade ao usuario na sú tabla. A
     h     s     de    ist     GK,         d       s  i    súa t bl
  partir dese momento, pode recibir chamadas dende a RDSI.
Gat way/Gat
            Gateway/Gatekeeper - Chamada saínte
                           p r    hama a sa nt
       147.156.2.15         Arrancar Messenger
                              GK: 158.42.5.96
                                                                                     986812176
                               Usuario: Alicia
                             Número de tel.: 60

                            Chamar ao 986812176


                            ADSL                                               BRI
                                    147.156.2.69         986812000


                         Internet                  GW                         RDSI
                                                          PRI
        Rexistro

                                            Usar GW 147.156.2.69


                      158.42.5.96             Usuario        IP        Ext.
                                              Alicia    147.156.2.15   60
                                     GK
 Cando existe GK na rede H.323, o usuario que desexa chamar a un
  terminal H.320 realizará a solicitude ao GK, o que lle indicará a dirección
  do
  d GW que debe usar. Así, s o GK controla varios GW, pode asignar en
             d b s      Así se           t l      i s GW      d si
  cada caso o máis axeitado segundo a dirección E.164 do destino, e
  aforrar custos.
Redes e Servizos Multimedia
      Curso 2008/09

             Tema 3
      Servizos Multimedia
 Telefonía sobre IP (VoIP): SIP
E o uc ón
         Evolución da telefonía
                      te efon a


                            Telefonía Tradicional



                                   Voz comprimida




                  Telefonía tradicional sobre backbone IP

Call Manager                                                Call Manager



                                   Voz comprimida



          Ethernet
          Liña E1 (2.048 Kb/s)    Telefonía
                                  T l f í IP
          Liña telefónica
Telefonía IP (Voz sobre IP – VoIP)

 Vantaxes:
  + Reducción de custos e recursos: Compresión de voz
    e supresión d silencios
             ió de il    i
  + Maior fiabilidade: Fácil enrutamento alternativo en
    caso de avarías na rede (servicio non orientado a
    conexión)
  + Posibilidade de ofrecer servicios de voz de alta
    calidade (G.722, 7 KHz)
 Inconvenientes
    Degradación da calidade cando hai conxestión (se
     no hai garantías QoS).
    Maiores retardos (>200ms), posibles problemas de
                       (>200ms)
     ecos
SIP (Session Initiation Protocol)
 Cando se deseñou H.323 pensábase en aplicacións de
  videoconferencia, non de telefonía. E aínda que é p
                                              q     posible
  usar H.323 en telefonía, resulta excesivamente
                  l f í        l
  complexo en moitos aspectos. Por esta razón, IETF
  desenvolveu un novo protocolo de sinalización: SIP (RFC
  2543 – Mar.99  RFC 3261 – Xun. 2002)
 SIP despregouse moi intensamente nos últimos anos e
          p g
  converteuse no protocolo maioritario para VoIP

                 Principais características

 Todas as chamadas telefónicas e videoconferencias
  teñen lugar exclusivamente sobre Internet
 Permite o uso de direccións E.164 ou URIs (Uniform
  Resource Id tifi ) d tipo usuario@host o
  R         Identifier), do ti       i @h t
  usuario@dominio
 Sempre se pode alcanzar ao destino independentemente
                               destino,
  da súa ubicación e do terminal IP que estea usando
Control de sesión: SIP
 SIP (Session     Initiation Protocol) é o protocolo IETF de
  sinalización para o establecemento, mantemento e liberación de
  sesións a nivel de aplicación
      ó         ld     l     ó
 SIP pode usarse con calquera protocolo de transporte (TCP, UDP
  o TLS). Sen embargo, o intercambio de datos realízase
    TLS)       embargo
  habitualmente sobre RTP/UDP
 Servizos SIP:
    Establecemento de chamada:
        • Facilita mecanismos para avisar ao usuario remoto
        • Facilita mecanismos para que os interlocutores acorden o tipo de
          fluxo e a súa codificación
        • Facilita mecanismos para terminar a chamada
      Localización d usuarios: Ob é a dir. IP actual do chamado, a
       L   li   ió de       i   Obtén di     P      ld h      d
       partir de identificadores nemónicos (URIs)
      Xestión de chamadas:
        •   Engadir novos fluxos durante a chamada
        •   Cambiar a codificación durante a chamada
        •   Invitar a outros usuarios
        •   Transferir e reter chamadas
SIP vs. H.323
 H.323 é, coma SIP, outro
         ,         ,                    H.323 procede do mundo da
                                               p
  protocolo de sinalización para         telefonía clásica (ITU)
  sesións interactivas de tempo real    SIP procede de IETF: Toma
 H 323 é unha suite completa,
  H.323       h    i        l            prestados moitos conceptos
                                                d      i
  integrada verticalmente por            de HTTP. SIP deixa un poso e
  protocolos deseñados para              aroma Web mentres H.323
                                                Web,           H 323
  conferencia multimedia:                faino coa telefonía
  sinalización, rexistro, control de    SIP usa o principio
                                                    p     p
  admisión, transporte e códecs
   d i ió                   ód           fundamental de IETF: KISS
 SIP é un compoñente único.             (Keep it simple, stupid)
  Traballa con RTP pero non é
                RTP,
  obrigatorio. Pode combinarse con
  outros protocolos e servizos
          p

More Related Content

Similar to Rsm Servizos Multimedia 0809 (20)

Audio
AudioAudio
Audio
 
Audacity
AudacityAudacity
Audacity
 
Audio
AudioAudio
Audio
 
Tema audio
Tema audioTema audio
Tema audio
 
Tema
TemaTema
Tema
 
Tema
TemaTema
Tema
 
Audio
AudioAudio
Audio
 
Audio
AudioAudio
Audio
 
Presentación de audio daniel otero calleiras
Presentación de audio   daniel otero calleirasPresentación de audio   daniel otero calleiras
Presentación de audio daniel otero calleiras
 
Audio
AudioAudio
Audio
 
Audio
AudioAudio
Audio
 
Tema
TemaTema
Tema
 
Tema
TemaTema
Tema
 
Audio finalizado
Audio finalizadoAudio finalizado
Audio finalizado
 
Presentación audio
Presentación audioPresentación audio
Presentación audio
 
Audio
AudioAudio
Audio
 
Tema
TemaTema
Tema
 
Presentacionppaudio
PresentacionppaudioPresentacionppaudio
Presentacionppaudio
 
Audio
AudioAudio
Audio
 
Audio powerpoint
Audio powerpointAudio powerpoint
Audio powerpoint
 

More from Carlos López Ardao

As tres grandes razóns das TIC na aula
As tres grandes razóns das TIC na aulaAs tres grandes razóns das TIC na aula
As tres grandes razóns das TIC na aula
Carlos López Ardao
 
A Situación Laboral dos Enxeñeiros de Telecomunicación de Galicia
A Situación Laboral dos Enxeñeiros de Telecomunicación de GaliciaA Situación Laboral dos Enxeñeiros de Telecomunicación de Galicia
A Situación Laboral dos Enxeñeiros de Telecomunicación de Galicia
Carlos López Ardao
 

More from Carlos López Ardao (19)

Modelado de Redes
Modelado de RedesModelado de Redes
Modelado de Redes
 
Oportunidades y retos de las redes 5G
Oportunidades y retos de las redes 5GOportunidades y retos de las redes 5G
Oportunidades y retos de las redes 5G
 
Aprendizaje y comunicación en red para Séniors universitarios
Aprendizaje y comunicación en red para Séniors universitariosAprendizaje y comunicación en red para Séniors universitarios
Aprendizaje y comunicación en red para Séniors universitarios
 
Neoludismo: Juegos y aprendizaje informal como estrategia docente
Neoludismo: Juegos y aprendizaje informal como estrategia docenteNeoludismo: Juegos y aprendizaje informal como estrategia docente
Neoludismo: Juegos y aprendizaje informal como estrategia docente
 
Tendencias en educación: redes sociales, aprendizaje en red y gamificación
Tendencias en educación: redes sociales, aprendizaje en red y gamificaciónTendencias en educación: redes sociales, aprendizaje en red y gamificación
Tendencias en educación: redes sociales, aprendizaje en red y gamificación
 
SocialWire: Un entorno social de aprendizaxe de código aberto
SocialWire: Un entorno social de aprendizaxe de código abertoSocialWire: Un entorno social de aprendizaxe de código aberto
SocialWire: Un entorno social de aprendizaxe de código aberto
 
Redes sociales corporativas como apoyo a la comunicación y gestión del conoci...
Redes sociales corporativas como apoyo a la comunicación y gestión del conoci...Redes sociales corporativas como apoyo a la comunicación y gestión del conoci...
Redes sociales corporativas como apoyo a la comunicación y gestión del conoci...
 
NEOLUDISMO y SocialWire: Juego social y aprendizaje informal como estrategia ...
NEOLUDISMO y SocialWire: Juego social y aprendizaje informal como estrategia ...NEOLUDISMO y SocialWire: Juego social y aprendizaje informal como estrategia ...
NEOLUDISMO y SocialWire: Juego social y aprendizaje informal como estrategia ...
 
As tres grandes razóns das TIC na aula
As tres grandes razóns das TIC na aulaAs tres grandes razóns das TIC na aula
As tres grandes razóns das TIC na aula
 
Las redes sociales y el aprendizaje informal en el aula
Las redes sociales y el aprendizaje informal en el aulaLas redes sociales y el aprendizaje informal en el aula
Las redes sociales y el aprendizaje informal en el aula
 
Scopeo 2011
Scopeo 2011Scopeo 2011
Scopeo 2011
 
Mis 25 años con las TIC
Mis 25 años con las TICMis 25 años con las TIC
Mis 25 años con las TIC
 
Las redes sociales: elemento clave en el aprendizaje informal
Las redes sociales: elemento clave en el aprendizaje informalLas redes sociales: elemento clave en el aprendizaje informal
Las redes sociales: elemento clave en el aprendizaje informal
 
UIMP University 2.0
UIMP University 2.0UIMP University 2.0
UIMP University 2.0
 
RSM-Redes de transporte_0809
RSM-Redes de transporte_0809RSM-Redes de transporte_0809
RSM-Redes de transporte_0809
 
A Situación Laboral dos Enxeñeiros de Telecomunicación de Galicia
A Situación Laboral dos Enxeñeiros de Telecomunicación de GaliciaA Situación Laboral dos Enxeñeiros de Telecomunicación de Galicia
A Situación Laboral dos Enxeñeiros de Telecomunicación de Galicia
 
Switching-RST
Switching-RSTSwitching-RST
Switching-RST
 
RST - IP Forwarding
RST - IP ForwardingRST - IP Forwarding
RST - IP Forwarding
 
RBA-Redes de transporte
RBA-Redes de transporteRBA-Redes de transporte
RBA-Redes de transporte
 

Rsm Servizos Multimedia 0809

  • 1. Redes e Servizos Multimedia Curso 2008/09 Tema 3 Servizos multimedia Introducción ó audio e vídeo dixital
  • 2. Audio dixital non comprimido p Frec. Frec de Bits por Tipo Canles Caudal muestreo mostra Son telefónico 64 Kb/s 8 KHz 8 1 (G.711) (RDSI) CD-DA (C C (Compact 1,411 1 11 Mb/s / 44,1 KHz 16 2 Disc / Dixital Audio) (CD-ROM 1x) DAT (Dixital Audio 48 KHz 16 2 1,536 Mb/s Tape)  Para reducir o caudal, sen apenas mingua de calidade úsanse distintas técnicas de compresión de audio:  Algunhas, Algunhas como en MPEG audio, baséanse en técnicas psicoacústicas audio psicoacústicas, aproveitando as características do oído humano para mellorar o nivel de compresión.  Outras son específicas para a voz, non aptos para música ou outros sons: Code Excited Linear Prediction (CELP), CS-ACELP (Conjugate- Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction, GSM
  • 3. Comparación de codecs: MOS omparac ón co cs  A calidade dos diferentes códecs mídese realizando probas subxectivas cegas nas que o suxeito escoita unha determinada frase de proba. O suxeito debe emitir unha valoración puntuando a calidade nunha escala de 1 a 5. A proba realízase con varios suxeitos e obtense para cada códec un valor medio que med o se denomina MOS (Mean Opinion Score).  O estándar G 711 (PCM 64 Kbps sen G.711 Kbps, compresión) posúe un MOS de 4.2, que se pode considerar calidade óptima xa que os óptima, algoritmos de compresión actúan sobre un fluxo de bits de entrada G 711 G.711
  • 4. Compresión vs calidade  Normalmente, unha maior eficiencia (calidade vs. caudal) implica h i li unha maior complexidade e consumo d CPU i l id d de CPU.  Dado que a compresión en telefonía ha de facerse en tempo real, isto impón unha limitación ao nivel de complexidade que p p q pode ter o algoritmo utilizado, necesitando h bi d l i ili d i d habitualmente l hardware DSP específico  Segundo as probas subxectivas de calidade os códecs máis g p habituais obteñen as seguintes puntuacións MOS: h b b ñ ó M  G.711 (64 Kb/s): 4,2  G.729 (8 K ( Kb/s): 3,92 ) ,  G.726 (32 Kb/s): 3,85  G.729a (8Kb/s): 3,7  G 723 1 (5 3 Kb/s): 3 65 G.723.1 (5,3 3,65  G.728 (16 Kb/s): 3,61  Os algoritmos mais complexos son obviamente os máis eficientes: G.729, G 723 1 e G 728 G 729 G.723.1 G.728.  Os códecs para telefonía deben introducir un retardo moi pequeno. Esta restrición impide unhas taxas de compresión máis elevadas, como as logradas con MPEG (caudais elevadas comparables aos da telefonía e calidades comparables ao CD).
  • 5. Fundamentos de TV en cor R (vermello) A imaxe capturada G (verde) descomponse en tres sinais que corresponden ás cores B (azul) primarias  Os sinais R-G-B transfórmanse nun sinal de luminancia (Y) e dous de c o crominancia. Esta co e s ó faise pa a a c a sta conversión a se para:  Manter compatibilidade coa televisión B/N (ignórase a crominancia)  Dar mais ancho de banda á luminancia (5 Mhz.) que á crominancia (1 Mhz.), xa que o ollo é menos sensible a esta última h ) ll ibl úl i  En sistema PAL os sinais de crominancia chámanse U e V; a transformación que se realiza é:  Y (Luminancia) = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B  U (Crominancia) = 0,493 (B - Y) = -0,15 R - 0,29 G + 0,44 B ( ) ( )  V (Crominancia) = 0,877 (R - Y) = 0,62 R - 0,52 G - 0,10 B
  • 6. Sinais de vídeo analóxico  A miúdo as dúas compoñentes de crominancia (U e V) combínanse (multiplexan en frecuencia) nun único sinal chamado C.  En equipos sinxelos (p. ex. vídeo VHS) combínanse Y e C nun único q p (p ) sinal que se chama composite ou vídeo composto.  Conforme se reduce o número de sinais diminúe a calidade (especialmente no paso de Y/C a vídeo composto). composto) Num. Num Denominación Tipo de Tipo de Calidade Sinales (PAL) conector equipo YUV 3 RCA ou Equipos q p 3 Estudo (compoñentes) 3 BNC profesionais S-Vídeo Vídeo Hi-8, S- 2 Y/C Broadcast (mini-DIN) VHS Vídeo 8 mm, Vídeo 1 Composto (composite) RCA VHS doméstico
  • 7. Compresión de vídeo dixital  O formato de gravación utilizado como referencia en estudos de TV é g o D1 (estándar ITU-R CCIR-601).  Cada fotograma represéntase como unha imaxe de 720x576 píxels (PAL). l i (PAL) A luminancia dixitalízase con maior resolución que as i di it lí i l ió crominancias:  E: 720(h) x 576(v) x 8 bits x 25 fps = 82,944 Mb/s  Ou : 360(h) x 576(v) x 8 bits x 25 fps = 41,472 Mb/s  V: 360(h) x 576(v) x 8 bits x 25 fps = 41,472 Mb/s  Caudal total: 82,9 + 41,5 + 41,5 = 165,9 Mbps  Á vista destes valores compréndese facilmente a necesidade de efectuar compresión d vídeo cando se almacena de forma dixital ou f t ió do íd d l d f di it l se transmite por redes telemáticas. Aplícanse dúas técnicas:  Compresión espacial (intraframe): Elimínase redundancia na imaxe de cada fotograma, como en JPEG  Compresión temporal (interframe): Elimínase a redundancia entre fotogramas consecutivos. f t ti
  • 8. MPEG: Tipos de tramas  I (Intra): autocontenidos, só compresión espacial mediante transformada discreta de coseno (DCT), como JPEG  P (Predictive): referido ao P/I anterior. Compresión temporal por extrapolación mediante macrobloques. Un macrobloque poden ser: ó  Inalterado: non modificado respecto ao fotograma de referencia D Desprazado: ( ex. un balón en movemento) descríbese por un d (p. b ló t )d íb vector de movemento e eventualmente unha corrección ( (diferencia respecto ao orixinal) p )  Novo: (p. ex. O que aparece detrás dunha porta que se abre) descríbese por compresión espacial (como un fotograma I)  B (Bidireccional): compresión temporal con interpolación; referido ao P/I anterior e ao P/I posterior. Máxima compresión, máxima complexidade de cálculo. Suaviza a imaxe, reduce o ruído. cálculo imaxe ruído
  • 9. Vector de movemento Vector de movemento Macroboque 16X16 Pixels Fotograma n F t Fotograma n+1 Área de procura
  • 10. Diferenzas entre videoconferencia e vídeo streaming Vídeo streaming Vídeoconferencia Codificación MPEG-1, MPEG-4 H.261/H.263 Caudal típico 750 1500 750-1500 Kbps 128 384 128-384 Kbps Retardo típico 4-5 s 200 ms Jitter típico p 5-6 s 20-70 ms A vídeoconferencia posúe requisitos QoS máis esixentes que o vídeo streaming
  • 11. Formatos compresión de vídeo Complexida Compresión Compresión Sistema de Eficiencia Retardo Espacial (DCT) temporal compresión Moi M-JPEG Si Non Media Baixa pequeno Limitada H.261 Si Elevada Media Pequeno (fotog. I e P) Extensa MPEG-1/2 Si Moi elevada Alta Grande (fotog. I, P e B) H.263 e Extensa Medio Si Enorme Alta MPEG-4 (fotog. I, P e B) Grande
  • 12. Vídeoconferencia H 26x H.26x  Estándares de vídeo a ITU T para vídeoconferencia: optimizados para ITU-T baixa velocidade e pouco movemento:  H.261: • Desenvolvido a finais dos 80 para RDSI (caudal constante). constante) • Algoritmos de compresión MPEG simplificados: Vectores de movemento máis restrinxidos (menos acción). Non fotogramas B (excesiva latencia e complexidade) • Menos intensivo de CPU. Factible códec software en tempo real  H.263, H.263+, H.26L: • Máis modernos e e c e es á s ode os eficientes. • Requírese códec hardware • Menos estendido  Resolucións:  CIF (Common Interchange Format): 352 x 288  QCIF (Quarter CIF): 176 x 144  SCIF (Super CIF ou 4CIF): 704 x 576 (S 4CIF)  H.261: QCIF e opcionalmente CIF  H.263: QCIF, CIF, e opcionalmente 4CIF e 16CIF
  • 13. Redes e Servizos Multimedia Curso 2008/09 Tema 3 Servizos multimedia Un novo escenario
  • 14. Novo escenario  As novas aplicacións multimedia supuxeron tamén en Internet a é I formulación dun novo escenario  Á necesidade da provisión de QoS, tívose que engadir outros dous elementos l importantes: O multicast O transporte de tráfico de tempo real
  • 15. Multicast : Introdución  Aplicacións multimedia son maioritariamente de p natureza multicast (VoD, multiconferencia, radio, xogos, etc.)  Actualmente impleméntanse mediante múltiples fluxos unicast (un por receptor)   Enorme malgasto de BW g  Necesidade de identificar a todos os receptores SOLUCIÓN: E SOLUCIÓN Encaminamiento e di i i direccionamiento i i multicast Envío simultáneo dun único fluxo a un conxunto limitado pero indeterminado de receptores  En Internet unha dirección clase D identifica a un grupo multicast de máquinas, que recibirán unha copia de calquera paquete que conteña devandita dirección
  • 16. Multicast : IGMP  IGMP (Internet Group Management Protocol) é o protocolo usado polas aplicacións para unirse a un grupo multicast e deixalo. p p p g p  IGMP intercambia mensaxes exclusivamente entre un router multicast fronteira e un conxunto de hosts (a través de IP, protocolo=2).  Esta comunicación debe ser soportada pola capacidade broadcast da rede subxacente (Ethernet, tipicamente):  O router envía periodicamente un paquete broadcast “query” por todas os seus interfaces. Cada host contestará cun paquete “report” indicando a que direccións multicast están unidas algunhas das súas q g aplicacións.  O router envía copias multicast (ou broadcast) dos paquetes recibidos para un grupo, por aquelas interfaces onde haxa hosts unidos. p g p ,p q  Dado o carácter local de IGMP, requírese outro protocolo para coordinar aos routers multicast de forma que os datagramas sexan encamiñados adecuadamente  O protocolo de encaminamiento multicast proposto é DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol), que implementa á b í fonte, usando o algoritmo reverse path árbores con raíz na f d l h forwarding
  • 17. Redes e Servizos Multimedia Curso 2008/09 Tema 3 Servizos multimedia Transporte de tempo real
  • 18. Transporte de tempo real: RTP  Todas as aplicacións audio/vídeo de tempo real requiren un p p q conxunto común de facilidades, entre as que destacan:  Identificación do esquema de codificación/compresión  Núm Números de secuencia sd s i  Selos temporais  RTP (Real-Time Protocol) [RFC 1889] define un formato de Real Time paquete normalizado para a transmisión de audio e video sobre Internet, estendendo a cabeceira UDP coas facilidades anteriores  RTP non facilita mecanismos para garantizar a entrega en prazo dos datos nin para outro tipo de garantías QoS.
  • 19. Estructura paquete RTP 20 8 12 Variable Cabeceira Cabeceira Cabeceira Datos (Audio ou Video dixital) IP UDP RTP Con isto, a aplicación A cabeceira RTP inclúe: receptora pode:  Identificar o tipo de Tipo de carga útil información recibida (7 bits) (ej.:0-PCM, 9-G.722) ( j 0 PCM 9 G 722)  Ordenar os datagramas Número d secuencia Nú de i recibidos (16 bits)  Detectar perdas  Reproducir no instante Timestamp adecuado (32 bits)  Sincronizar audio e vídeo
  • 20. Compresión de cabeceiras RTP (RFC 2508) p ( )  O retardo de paquetización debe ser pequeno ( 20 ms.)  paquetes ( 0 de voz pequenos (160 bytes con PCM a 64 Kbps)  Overhead importante  Coa compresión da voz, o problema acentúase. G.729 xera 8 Kbps (20 bytes cada 20 ms) b d 0 )  Cabeceiras:  IP: 20 bytes  UDP: 8 bytes  RTP: 12 bytes y  200% de overhead. Pero, a maioría dos campos non cambian durante a sesión RTP  A compresión reduce as cabeceiras a 2-4 bytes. Aplícase a nivel de enlace.
  • 21. Redes e Servizos Multimedia Curso 2008/09 Tema 3 Servizos Multimedia Videoconferencia: H.320 e H.323
  • 22. Diferencias entre videoconferencia e vídeo streaming Vídeo streaming Videoconferencia Codificación MPEG-1, MPEG-4 H.261/H.263 Caudal típico 750 1500 750-1500 Kbps 128 384 128-384 Kb/s Retardo típico 4-5 s 200 ms p Jitter típico 5-6 s 20-70 ms A vídeoconferencia posúe requisitos QoS máis esixentes que o vídeo streaming
  • 23. Videoconferencia: H.320 e H.323 H.323 H.320 (IP) (RDSI) Control de C ld H.225 Q.931 llamada Control C nt l Control del H.245 H.242 sistema H.225 H 225 Multiplexación H.221 H 221 G.711 G.711 G.722 Audio G.722 G.723.1 G.728 Medios G.728 H.261 Vídeo H.261 H.263 T.120 Datos
  • 24. Requisitos/Características da videoconferencia q  Compresión/descompresión en tempo real  Retardo m m 200-400 ms. r máximo m .  Movilidade reducida  Normalmente aceptable audio de calidade telefónica  Necesidade d sincronizar audio e vídeo N id d de i i di íd  Necesidade de protocolo de sinalización (servizo orientado a conexión)  Debido ó seu requisito de baixo retardo, en videoconferencia non se emprega MPEG. No seu lugar, úsase H.261 e H.263, menos ‘agresivos’ en eficiencia de compresión, pero con moito menor g p ,p retardo e consumo de CPU, e optimizados para baixa velocidade e pouco movemento  Videoconferencia fact V oconf r nc a factible con PCs normales sen necesidade de s norma s s n n c s a utilizar códecs hardware (CIF 352x288 15 fps. sin problemas)  Equipos especializados incorporan códecs hardware, permitindo unha compresión máis eficiente e maior calidade especialmente en calidade, entornos nos que o caudal dispoñible é limitado. Adoitan incorporar mecanismos de supresión de eco e sistemas de control e enfoque de cámaras.
  • 25. Terminais de videoconferencia Polycom ViaVideo Polycom ViewStation SP128 Video: H.261, H.263, H.263+ Video: H.261, H.263+ Audio: G.711, G.722, G.728, G.723.1 Audio: G.711, G.722, G.728 Caudal: 32-384 Kb/s (H.323) (H 323) Caudal: 56-128 Kb/s (H.320), 56-768 Kb/s (H.323) (H 320) (H 323) Formatos: CIF, QCIF Formatos: CIF, QCIF Peso: 250 g Peso: 2,7 Kg Conexiones ent./sal.: USB, audio Conexiones ent./sal.: video v audio Precio: 500 euros Precio: 5.000 euros
  • 26. Videoconferencia H.320  A forma máis sinxela de subministrar a QoS requirida p pola videoconferencia é garantir o caudal necesario g extremo a extremo. Por isto, o xeito habitual de h ld realizar videoconferencia foi durante moitos anos o uso de circuítos RDSI entre os dous participantes  A conexión RDSI típica é un acceso básico (BRI) a 128 Kbps. Os equipos de gama alta adoitan usar tres p q p g accesos BRI (384 Kbps) para conseguir maior calidade  Dado que se utiliza a RDSI, cada terminal recibe unha dirección E 164 (é dicir un número de teléfono) e en E.164 dicir, e, principio, calquera terminal pode conectar con calquera outro. O protocolo de sinalización é o habitual da rede p telefónica  Unha vez establecida a conexión, os dous terminais establecen un diál st bl n diálogo ini i l n qu t s anunciarse inicial, no que tras nun i s mutuamente os formatos soportados de audio e vídeo, negocian un formato común antes do intercambio de g f m m m información
  • 27. Videoconferencia H.320 3*BRI RDSI 3*BRI Sistema de grupo ou sala Polycom y Picturetel Fluxo de audio-vídeo 128 - 384 Kb/s Dirección E.164: 963865420 Dirección E.164: 963983542
  • 28. Videoconferencia H.323  No caso de H.323, a situación é similar, salvo que se usa Internet en vez de RDSI. Dado que I d RDSI D d en Internet non existen en xeral garantías QoS nin d caudal, a calidade d transmisión Q de d l l d d da ó pode verse afectada en situacións de conxestión. ó  As direccións utilizadas polo protocolo de p p sinalización son as IP dos terminais implicados.  Hai multitude de produtos comerciais que implementan H.323 e que van desde solucións gratuítas puramente software como o software, Messenger, ata outras que inclúen un codec por hardware como os equipos de Polycom
  • 29. Videoconferencia H.323 10BASE-T Internet ADSL Sistema de sobremesa Polycom, Polycom Messenger, Tandberg Polycom Fluxo de audio-vídeo ViaVideo 14,4 14 4 - 512 Kb/s Dirección IP: 147.156.1.20 Dirección IP: 172.68.135.22
  • 30. As recomendacións H.323  H.323 é un conxunto de recomendacións ITU (paraugas) para comunicación multimedia s b ( s) i ió lti di sobre redes de paquetes, aínda que se popularizou fundamentalmente no á ámbito da telefonía e í videoconferencia sobre IP  A norma H.323 consta, entre outros, dos seguintes compoñentes e protocolos:  H.225 para sinalización de control de sesión  Códecs de audio: G.711, 722, 723, 728 y 729  Códecs de vídeo: H.261 y 263  Transporte de fluxos: RTP/RTCP
  • 31. Elementos dun sistema H.323  Terminal H.323 Calquera dispositivo final que da servicio de H.323: telefonía IP a usuarios. Pode ser un ordenador executando unha aplicación de telefonía IP ou un teléfono especial con esta IP, capacidade  Gateway H.323 Dispositivo usado para interconectar a rede H.323 H.323: á RTC ou H.320. Compórtase como un punto final en ambas, sendo u H 320 C mpó t s m punt fin l n mb s s nd responsable de traducir adecuadamente tanto a información de sinalización como os fluxos de datos entre ambas redes.  Multipoint C t l U it (MCU): P t final que da soporte á M lti i t Control Unit (MCU) Punto fi l d t ás conferencias multipunto (entre tres ou máis puntos finais):  Intercambio e revisión das capacidades dos puntos finais participantes  Distribución de fluxos entre os participantes  Gatekeeper: Gatekeeper A súa presencia non é estrictamente necesaria, pero si habitual. As súas funcións máis importantes son: f p  Conversión de direccións: Proporciona dirs. IP desde alias H.323 (usuario@host) ou direccións E164 (numeración telefónica)  Políticas QoS Control de Admisión e as gnac ón de BW o t cas QoS: ontro m s ón asignación W  Control de acceso  Xestión de ancho de banda: limita núm. usuarios segundo BW dispoñible.  Xestión de chamadas: mantén unha lista de chamadas activas  Localización de gateways e MCUs dentro dunha rede H.323
  • 32. Elementos dun sistema H.323 Rede Telefónica convencional Ámbito de H.323 Gatekeeper Gateway H.323 H.323 Terminal Terminal H.323 H 323 H.323 H 323 MCU H.323
  • 33. Gatekeeper H 323 H.323 Luis Laura 147.156.3.12 147.156.4.15 986815112 986815113 Internet Ana 147.156.7.45 Pedro P d 986815114 147.156.1.20 986815111 Dirección E.164 Alias H.323 Dirección IP (número teléfono) GK 986815111 Pedro 147.156.1.20 147 156 1 20 A función de gatekeeper pode ser 986815112 Luis 147.156.3.12 desempeñada por un host, un 986815113 Laura 147.156.4.15 router ou tamén polo mesmo 986815114 Ana 147.156.7.45 equipo que actúa de gateway.
  • 34. Pasarela (Gateway) H 320-H 323 H.320 H.323 147.156.2.15 986812176 Arrancar Messenger GW 147.156.2.69 Chamar a 986812176 ADSL BRI 147.156.2.69 986812000 PRI Internet GW RDSI  A pasarela necesita unha conexión RDSI e unha conexión a Internet. O número máximo de usuarios simultáneos que a pasarela poderá soportar depende do BW destas dúas conexións  Mediante a pasarela, o usuario de Internet pode establecer cun usuario RDSI unha videoconferencia. Sen embargo, a comunicación f g , en sentido inverso non é posible sen a intervención dun GK
  • 35. Gat way/Gat Gateway/Gatekeeper - Chamada entrante p r hama a ntrant 147.156.2.15 986812176 Arrancar Messenger GK: 158.42.5.96 GK 158 42 5 96 Usuario: Alicia Chamar a Número de tel.: 60 986812000 ext. 60 ADSL BRI 147.156.2.69 986812000 Internet GW RDSI PRI ¿ext. 60? 60 = 147.156.2.15 158.42.5.96 Usuario IP Ext. Alicia 147.156.2.15 60 GK  Cada terminal ten asignado e configurado un número de teléfono (tipicamente, unha extensión). Cando arranca o software H.323, envía unha mensaxe d rexistro ao GK que engade ao usuario na sú tabla. A h s de ist GK, d s i súa t bl partir dese momento, pode recibir chamadas dende a RDSI.
  • 36. Gat way/Gat Gateway/Gatekeeper - Chamada saínte p r hama a sa nt 147.156.2.15 Arrancar Messenger GK: 158.42.5.96 986812176 Usuario: Alicia Número de tel.: 60 Chamar ao 986812176 ADSL BRI 147.156.2.69 986812000 Internet GW RDSI PRI Rexistro Usar GW 147.156.2.69 158.42.5.96 Usuario IP Ext. Alicia 147.156.2.15 60 GK  Cando existe GK na rede H.323, o usuario que desexa chamar a un terminal H.320 realizará a solicitude ao GK, o que lle indicará a dirección do d GW que debe usar. Así, s o GK controla varios GW, pode asignar en d b s Así se t l i s GW d si cada caso o máis axeitado segundo a dirección E.164 do destino, e aforrar custos.
  • 37. Redes e Servizos Multimedia Curso 2008/09 Tema 3 Servizos Multimedia Telefonía sobre IP (VoIP): SIP
  • 38. E o uc ón Evolución da telefonía te efon a Telefonía Tradicional Voz comprimida Telefonía tradicional sobre backbone IP Call Manager Call Manager Voz comprimida Ethernet Liña E1 (2.048 Kb/s) Telefonía T l f í IP Liña telefónica
  • 39. Telefonía IP (Voz sobre IP – VoIP)  Vantaxes: + Reducción de custos e recursos: Compresión de voz e supresión d silencios ió de il i + Maior fiabilidade: Fácil enrutamento alternativo en caso de avarías na rede (servicio non orientado a conexión) + Posibilidade de ofrecer servicios de voz de alta calidade (G.722, 7 KHz)  Inconvenientes  Degradación da calidade cando hai conxestión (se no hai garantías QoS).  Maiores retardos (>200ms), posibles problemas de (>200ms) ecos
  • 40. SIP (Session Initiation Protocol)  Cando se deseñou H.323 pensábase en aplicacións de videoconferencia, non de telefonía. E aínda que é p q posible usar H.323 en telefonía, resulta excesivamente l f í l complexo en moitos aspectos. Por esta razón, IETF desenvolveu un novo protocolo de sinalización: SIP (RFC 2543 – Mar.99  RFC 3261 – Xun. 2002)  SIP despregouse moi intensamente nos últimos anos e p g converteuse no protocolo maioritario para VoIP Principais características  Todas as chamadas telefónicas e videoconferencias teñen lugar exclusivamente sobre Internet  Permite o uso de direccións E.164 ou URIs (Uniform Resource Id tifi ) d tipo usuario@host o R Identifier), do ti i @h t usuario@dominio  Sempre se pode alcanzar ao destino independentemente destino, da súa ubicación e do terminal IP que estea usando
  • 41. Control de sesión: SIP  SIP (Session Initiation Protocol) é o protocolo IETF de sinalización para o establecemento, mantemento e liberación de sesións a nivel de aplicación ó ld l ó  SIP pode usarse con calquera protocolo de transporte (TCP, UDP o TLS). Sen embargo, o intercambio de datos realízase TLS) embargo habitualmente sobre RTP/UDP  Servizos SIP:  Establecemento de chamada: • Facilita mecanismos para avisar ao usuario remoto • Facilita mecanismos para que os interlocutores acorden o tipo de fluxo e a súa codificación • Facilita mecanismos para terminar a chamada  Localización d usuarios: Ob é a dir. IP actual do chamado, a L li ió de i Obtén di P ld h d partir de identificadores nemónicos (URIs)  Xestión de chamadas: • Engadir novos fluxos durante a chamada • Cambiar a codificación durante a chamada • Invitar a outros usuarios • Transferir e reter chamadas
  • 42. SIP vs. H.323  H.323 é, coma SIP, outro , ,  H.323 procede do mundo da p protocolo de sinalización para telefonía clásica (ITU) sesións interactivas de tempo real  SIP procede de IETF: Toma  H 323 é unha suite completa, H.323 h i l prestados moitos conceptos d i integrada verticalmente por de HTTP. SIP deixa un poso e protocolos deseñados para aroma Web mentres H.323 Web, H 323 conferencia multimedia: faino coa telefonía sinalización, rexistro, control de  SIP usa o principio p p admisión, transporte e códecs d i ió ód fundamental de IETF: KISS  SIP é un compoñente único. (Keep it simple, stupid) Traballa con RTP pero non é RTP, obrigatorio. Pode combinarse con outros protocolos e servizos p