vÍdeo en internet

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VÍDEO EN INTERNET

VÍDEO EN MULTIMEDIACurso 2011/12

Vídeo en multimedia

Introducción

Conceptos básicos

Transmisión de vídeo sobre IP

Streaming

Videoconferencia sobre IP

IPTV

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Convergencia entre vídeo digital y red IP:◦ Importancia del desarrollo de las redes:

Método básico de comunicación en la actualidad (Internet)Aumento de la capacidadCoste de los sistemas

◦ Desarrollo de métodos de compresión y técnicas de digitalización

Disminución de ancho de banda de la señal

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Conjunto de redes independientes conectadas entre sí

Diseñado originalmente para el departamento de defensa de los Estados Unidos

Arquitectura basada en el modelo de referencia TCP/IP


Vídeo digital ◦ Menor degradación◦ Elevado volumen de datos (270Mbps señal digital de

estudio)Necesidad de compresión de la señal:◦ Principales estándares (evolución paralela):

MPEG (ISO/IEC): MPEG-1, MPEG 2, MPEG-4H.26X (ITU-T): H.261, H.263, H.264MPEG-4 parte 10 (AVC) o H.264

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Varían en función del servicio que se desea realizar


TCP, que permite una transmisión segura de los datos a costa de producir un pequeño retardoUDP, que no produce retardo no garantiza un transporte seguroEl protocolo TCP no es muy adecuado para el transporte de datos de vídeo en tiempo real (streamingde video) debido al retardo que produce, que puede afectar considerablemente a éste tipo de servicio. Sin embargo, sí lo ser lo será para transmisiones que no sean en tiempo realEn cambio, el protocolo UDP es preferible para el transporte en tiempo real, ya que es mejor que se pierda calidad en la señal a que se produzcan retardos

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Debido a las dificultades existentes para la transmisión en tiempo real, se han creado un conjunto de protocolos que permiten una transmisión más fiable:◦ RTTP (Real Time Transport Protocol), que se encarga del

transporte de datos en tiempo real◦ RTCP (Real Time Control Protocol), que se ocupa del control

de la calidad de los datos transmitidos en tiempo real◦ RSVP (Resource Reservation Protocol), cuya función es

reservar la calidad de servicio a lo largo de toda la red◦ RTSP (Real Time Streaming Protocol), que se emplea para el

control de la emisión de datos en tiempo real por el usuarioTodos ellos trabajan sobre UDP


Sobre TCP trabajan protocolos de aplicación como HTTP, FTP y SNTP, además de otros protocolos creados para la transmisión de vídeo como SIP o H.323, utilizados en videoconferencia

Sobre UDP trabajan protocolos de aplicación como SNMP, TFTP y DNS, además de los nuevos protocolos creados para la transmisión de video: RTP, RTCP, RTSP y RSVP

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Según Nº destinatarios:◦ Unicast: Mayor ancho de banda ocupado◦ Multicast: Menos ancho de banda ocupadoSegún tiempo de emisión: ◦ Vídeo en vivo◦ Vídeo bajo demanda


Unicast: 1 fuente → 1 destinoNormalmente se utiliza para la transmisión de datos bajo petición previa; generalmente para el video bajo demanda

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Un determinado usuario solicita un contenido y la fuente se encarga de estructurar cada paquete junto con la dirección IP y de enviarlo a través de la redEn caso de que varios usuarios soliciten un mismo contenido, la fuente crea varios paquetes iguales con sus direcciones y los envía de forma independiente, lo que hace necesario un elevado ancho de banda y una elevada capacidad de procesamiento para la fuente. Ésta es la principal desventaja de la transmisión unicastUna de las grandes virtudes de este sistema es que al recibir cada usuario el contenido sólo cuando lo desea y de forma independiente al resto, permite un cierto grado de control sobre el mismo. Se pueden realizar operaciones como adelantar, parar o pausar


Multicast: 1 fuente → varios destinosGeneralmente se emplea para la transmisión de elementos multimedia a través de la redUna de sus principales aplicaciones es la transmisión de canales televisión a través de Internet

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El método de transmisión multicast consiste en la transmisión de un mismo paquete de datos a varios usuarios que forman un grupo predeterminadoA diferencia de unicast, la fuente envía una sola copia del mensaje que llega a los diversos solicitantes. De modo que en este caso las fuentes necesarias serán mucho más simples, pero sin embargo la estructura de la red será mucho más complejaLos routers serán los encargados de atender las peticiones de los dispositivos de usuario (host) y de realizar las copias de los paquetes de datos. Además también se encargarán de controlar quién tiene acceso al sistema y quién no


Cada usuario puede elegir cuando comienza a recibirinformación multicast y cuando deja de hacerloSi se desea comenzar a recibir el contenido, el usuario envía una petición al router y este comprueba si ya está enviando información multicast a algún otro usuario. Si esto es así, sólo tiene que realizar una copia del paquete de datos y enviarla solicitante. Si no, debe solicitar a otro router que le envíe la informaciónÉste segundo router deberá realizar el mismo proceso y si no está procesando información multicast debe solicitarla al router anterior, y así sucesivamente hasta que la petición llegue a un router que pueda copiar el mensaje y enviarlo

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Si se desea dejar de recibir los datos multicast, el usuario manda un mensaje al router para que éste deje de enviárselos

Cuando recibe la petición, el router comprueba si hay algún otro usuario recibiendo la información y si no lo está haciendo manda un mensaje al routeranterior para que éste deje de enviarle los datos, y así sucesivamente hasta llegar a la fuente o a un router donde los usuarios sigan usando la transmisión multicast


El ancho de banda será mucho menor que en unicast. En este caso el consumo de ancho de banda es el equivalente a un único usuario, ya que solo es necesario enviar una copia mensaje a cada mensaje a cada router en la red, no una por cada usuario

Esto da la posibilidad de enviar video de alta calidad

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Una de las principales desventajas de este sistema es que todos los usuarios reciben el mismo vídeo y al mismo tiempo, de modo que no pueden ejercer el control que se puede realizar en unicast, de parar, adelantar o pausar el contenido

Para que tenga lugar una transmisión multicasttoda la red debe estar adaptada a este sistema


Si existen dispositivos en la red que no soportan multicast(routers unicast), no se puede realizar la transmisión de forma correctaPara solucionar este problema y hacer posible la transmisión a través de redes con dispositivos unicastintermedios, se ideó una red virtual multicast a nivel mundial denominada MBone (IP Multicast Backbone) que emplea un sistema de conexión conocido como “túneles multicast” que permite el envío de paquetes multicast a través de routers unicast. El sistema consiste en encapsular los paquetes multicast en paquetes unicastpara que puedan transmitirse sin problemas. Al final, se desencapsulan y se obtienen de nuevo los datos multicast

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Se basa en la transmisión y reproducción de datos de vídeo a medida que se desarrolla un evento o programa, o la emisión de un programa ya grabado pero cuyo contenido llega a los usuarios casi al mismo tiempo que se emiteTransmisión simultánea a los usuarios


Transmisión de un contenido ya grabado atendiendo a la petición de un usuarioPermite interactuar con los contenidosTransmisión independiente a cada usuario

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Streaming de vídeo:◦ Datos de audio y vídeo a través de la red◦ Reproducción mientras son enviados◦ Sin necesidad de descargarlos previamente

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Streaming en la web

Videoconferencia sobre IP

IPTV


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Fuente: es el dispositivo de origen de los datos de audio y vídeo. Las fuentes pueden ser muy diversas, desde un sistema de almacenamiento como el DVD hasta una cámara de vídeo o una señal común de televisión


Dispositivo de procesado: los datos antes de ser transmitidos deben ser adaptados para que la transmisión se realice de forma correcta, por eso es necesaria la existencia de un dispositivo de procesamiento antes del servidor. Este dispositivo recibe los datos de las diversas fuentes, que estarán en diferentes formatos y los pone en un formato común

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Servidor de streaming: el servidor es uno de los elementos más importantes de la transmisión. Su función principal es enviar el contenido a cada usuario que lo solicite. En streaming no siempre es necesario tener un servidor especializado (servidor streaming)◦ Permiten la transmisión tanto unicast como multicast◦ Adecúan la señal con diferentes ratios de compresión, para

que los usuarios puedan elegir la calidad de la señal recibida en función de la conexión de red que posean

◦ Generan copias del contenido en diferentes formatos para que el usuario pueda procesar la señal aunque el formato de datos de su aplicación no sea el mismo que el de origen. Por ejemplo, un contenido que se ha creado con creado con RealPlayer podrá ser reproducido con Windows Media

◦ Controlan que la velocidad de transmisión sea constante


Red: es el medio por el que se transmiten los datos (IP)Usuario: el dispositivo de usuario es el elemento final de la transmisión. Recibe los datos enviados por el servidor. Puede ser un software instalado en un ordenador o dispositivo móvil, o un aparato específico (Set-Top-Box). Su misión principal es conseguir que el contenido sea reproducido de forma correcta. Para que esto sea posible son necesarios varios procesos:◦ Desencriptar: si los datos recibidos están encriptados◦ Ordenar: los paquetes de datos no tienen por qué llegar en el orden

correcto, por lo que deben ser ordenados◦ Descomprimir: la descompresión de los datos es uno de los

principales trabajos de este dispositivo◦ Sincronizar: el protocolo RTP envía en paquetes diferentes los datos

de audio y video, por lo que estos deben ser sincronizados para conseguir una correcta reproducción

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Métodos: unicast (VoD) y multicastProtocolos:◦ UDP (más adecuado que TCP) y RTP para tiempo real

(que trabaja sobre UDP)◦ RTSP (Real Time Streaming Protocol):

Define mensajes de control◦ RSVP: reserva de recursosMétodos de compresión:◦ MPEG-2◦ MPEG-4 10 (AVC)/H.264 (Extended Profile)

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Consiste en la transmisión de contenidos multimedia en tiempo real a través de páginas web

Software de servidor

Fuente de vídeo

Reproductor

Conexión a Internet


Real Networks, Apple QuickTime, Microsoft Windows Media, WinampProductos:◦ Herramientas de procesado◦ Herramientas de distribución◦ Herramientas de reproducción◦ Formatos propios

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Herramientas de procesado: Helix Producer, Real Publisher, Real EncoderHerramientas de distribución: Helix Server (permite el envío de diferentes formatos)Reproducción: Real PlayerFormatos propios: Real Video y Real AudioMuy versátilUnicast, multicast, RTP, RTSP, SMIL, MPEG


Herramientas de procesado: Quicktime Pro, Final Cut proHerramientas de distribución: QuickTime Streaming Server, Mac Os X Server, XserveReproductor: QuickTime PlayerUnicast, multicast, RTP, RTSP, SMIL, MPEGCompatible con gran número de formatos

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Herramientas de procesado (Windows Media Tools):

Windows Media Encoder, Windows Media Producer, Windows Media Screen

Herramientas de distribución: Windows media ServerReproductor: Windows Media PlayerFormatos propios: Windows Media Audio, Windows Media Video, Windows AdvancedStreaming Format


VideoLan:◦ VLS (VideoLAn Server)◦ VLC Media Player◦ MPEG-1, MPEG-2,

MPEG-4, multicast, unicast

Mplayer: reproductor multimediaWinamp: reproductor multimedia

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Transmisión bidireccional entre dos o más puntosDatos de audio y vídeo en tiempo realVideoconferencia punto a punto y multipuntoProtocolos de conexión: H.323 y SIPOtros contenidos multimedia: T.120◦ Transferencia de ficheros◦ Compartir y visualizar aplicaciones◦ Pizarras

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Videoconferencia entre más de dos puntosTipos:◦ Transmisión centralizada (MCU)◦ Transmisión descentralizada (Presencia continua)


Creado por la ITU Comunicación en redes de conmutación de paquetes (LANs, WANs, Intranet e Internet)Control y establecimiento de conexionesVideoconferenecia punto a punto y multipunto

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Creado para la red IP. Los clientes SIP usan el puerto 5060 en TCP y UDP para conectar con los servidores SIPIniciación, modificación y finalización de sesiones multimedia interactivasVideoconferencia punto a punto y multipunto


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Programas comerciales:◦ NetMeeting: H.323 y

T.120◦ VCON vPoint: H.323◦ Wave3: SIP◦ Picturetalk: T.120Dispositivos comerciales: ◦ StarView 8000 Super

NetConnect II: H.323◦ Plycom USX 7000: H.323


NegociosComunicaciones personalesTelemedicinaAplicaciones judicialesLaboratorios remotosTeleenseñanza

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Sistema que emplea la red IP para la transmisión de vídeo a través de redes de banda anchaUtiliza los protocolos y estándares definidos para streamingOperadoras (“Triple Play”)Otros servicios◦ Grabación de programas (PVR)◦ Programación prepago (Pay-per-view)◦ Juegos◦ Compra de productos y publicidad interactivaNo confundir con TV en web

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Vídeo bajo demanda

Vídeo en vivo

Interactividad


Verdadero vídeo bajo demanda (VOD)Vídeo bajo demanda por subscrición (SVOD)Aproximación de vídeo bajo demanda (NVOD)

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Los usuarios no pueden elegir el momento en que comienza la transmisión, sino que deben adaptarse a un horario prefijado


Otorga cierto grado de control a los usuariosTipos:◦ Selección de contenido◦ Controles de reproducción◦ Interactividad con los contenidos

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Grabación de programas (PVR)Programación prepago (ay-per-view)JuegosServicios de informaciónIdentificación de llamadasCompra de productosPublicidad Interactiva


Controladores de accesoOSS Middleware Terminal de usuario:◦ Set-Top-BoxRedes:◦ DSL: ADSL◦ PONs: FTTH◦ Cable: CATV

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Control de acceso a usuariosEncriptación de contenidosControl de los servicios solicitados por los usuarios

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Grandes compañías de telecomunicaciones como operadoras telefónicas


Apuesta de Telefónica por el triple play empleando la línea ADSLServicios: ◦ Televisión y radio◦ Vídeo bajo demanda (cine,

noticias, música, series…)◦ Internet en PC y Televisión ◦ Promociones, interactivia,

revista…

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