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

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1 ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS TÉCNICOS PARA IMPLEMENTAR UNA SOLUCIÓN DE IPTV SOBRE UNA RED ACADEMICA DE ALTA VELOCIDAD CHRISTIAN CAMILO QUINTERO ACEVEDO COD UNIVERSIDAD CATÓLICA POPULAR DEL RISARALDA PROGRAMA INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES PEREIRA

2 ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS TÉCNICOS PARA IMPLEMENTAR UNA SOLUCIÓN DE IPTV SOBRE UNA RED ACADEMICA DE ALTA VELOCIDAD CHRISTIAN CAMILO QUINTERO ACEVEDO COD Proyecto de grado para optar por el título de Ingeniero de Sistemas y Telecomunicaciones Asesor Ingeniero Cesar Tabares UNIVERSIDAD CATÓLICA POPULAR DEL RISARALDA PROGRAMA INGENIERÍA DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES PEREIRA

3 DECLARACIÓN DE DERECHOS DE AUTOR El presente trabajo de grado incluye ideas de sus autores y asesores, por lo tanto, se dará el crédito correspondiente cuando sea necesario. Se deja claro que este proyecto y su contenido puede ser usado como material de consulta por parte de quienes les interese el tema, siempre y cuando den el crédito respectivo y hagan uso de este de acuerdo con las normas de derechos de autor. 3

4 DEDICATORIA A mis padres que me han apoyado en el transcurso de mi vida, a mi hermana, a mis tías, a mis tíos, primos, primas, en general a todas aquellas personas que de una u otra forma estuvieron presentes en esta etapa que estoy a punto de concluir. 4

5 AGRADECIMIENTOS A mi familia por estar siempre apoyándome en las etapas más duras de mi vida A mi asesor el Ingeniero Cesar Tabares por orientarme y guiarme durante la culminación de mi proyecto de grado. A todas aquellas personas que estuvieron involucradas en la realización de mi proyecto de grado por aconsejarme para que este proceso concluyera de manera exitosa. 5

6 CONTENIDO INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECIFICOS MARCO CONTEXTUAL DIMENSIÓN SOCIO-CULTURAL DIMENSIÓN ECONÓMICA DIMENSIÓN TECNOLÓGICA DIMENSION POLITICA MARCO TEÓRICO PROTOCOLOS IPTV HTTP SIP/SDP

7 2.1.3 RTP RTCP RTSP MULTIDIFUSIÓN MEDIANTE IGMP UPnP DLNA DHCP UDP QoS IPv TECNOLOGIAS DE IPTV VoD NVOD VIDEO STREAMING SET-TOP BOX (STB)

8 2.3 FABRICANTES DE TECNOLOGÍA ENCODER GUÍA ELECTRÓNICA DE PROGRAMAS (EPG) GESTIÓN DE DERECHOS DIGITALES (DRM) SERVIDORES VoD PELÍCULAS EN SERVIDORES MIDDLEWARE STB DSLAM IP-DSLAM REDES ACADÉMICAS DE ALTA VELOCIDAD RENATA RUMBO CLARA RedCLARA

9 2.4.5 DANTE INTERNET REDES DE NUEVA GENERACIÓN APLICACIONES EN REDES ACADÉMICAS DE ALTA VELOCIDAD RENATA RED UNIVERSITARIA DE MEDICINA, RUTE EDUCACIÓN MUSICAL A TRAVÉS DE VIDEOCONFERENCIA IPTV EN LAS REDES ACADEMICAS DE ALTA VELOCIDAD JANET SOLUCIÓN PROPUESTA CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

10 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Plan Nacional TIC Fuente Compartel Tabla 2. Tipos de información transportada en el protocolo RTP Tabla 3. Ventajas y Desventajas de servicios integrados y diferenciados Tabla 4. Características de los servicios Diferenciados

11 LISTA DE GRAFICOS Gráfica 1.Indice de Tecnología Gráfica 2. Networked Readiness Index (Índice de lectura a través de la red) Gráfica 3 Arquitectura Básica IPTV Gráfica 4. Componentes necesarios dentro de red SIP Gráfica 5. Diagrama de sesión RTP y RTCP Gráfica 6. Diagrama de sesión protocolo RTSP Gráfica 7. Unicast y Multicast Gráfica 8. Reserva mediante RSVP Gráfica 9. Implementación solución DRM Verimatrix Gráfica 10. Despliegue jerárquico de servidores en red de video Gráfica 11. Comunicación DSLAM ADSL Gráfica 12. Conexión redes académicas nivel nacional, RENATA Gráfica 13. Esquema de Conexión Redes Académicas de Alta Velocidad Gráfica 14. Conexión RedCLARA

12 Gráfica 15. Troncal RedCLARA Gráfica 16. Conexión GEANT con el mundo Gráfica 17. Red Internet Gráfica 18. Arquitectura de Transmisión Gráfica 19. Arquitectura de recepción Opera Oberta Gráfica 20. IPTV en redclara Gráfica 21. IPTV en Red Académica de Alta Velocidad

13 LISTA DE IMAGENES Imagen 1. Cabecera IPv Imagen 2. Encoder Tandberg EN Imagen 3. Vista frontal STB Amino A Imagen 4. Vista posterior STB Amino A Imagen 5. Vista frontal STB Telergy T Imagen 6. Vista posterior STB Telergy T

14 GLOSARIO 802.1q: Es un protocolo creado por el grupo de trabajo 802 de la IEEE para desarrollar un mecanismo que permita a múltiples redes compartir de forma transparente el mismo medio físico, sin problemas de interferencia entre ellas. Backbone: Hace referencia a las principales conexiones troncales de Internet, o a cualquier grupo de enrutadores interconectados con alto tráfico de datos. Backplane: Es una placa que conecta varios conectores en paralelo uno con otro, de tal modo que cada pin de un conector esté conectado al mismo pin relativo del resto de conectores, formando un bus de ordenador. Se utiliza como columna vertebral para conectar varias placas de circuito impreso que juntas forman una computadora. CSMA/CD: Las siglas corresponden a Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, la definición en español traduce Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones, es una técnica utilizada en redes Ethernet para el envío de datos a través de ella, en este método de acceso los dispositivos de red que van a enviar datos aplican el escuchar antes de transmitir. Si el canal está, libre el dispositivo transmite, de lo contrario espera a que el canal se encuentre despejado. Dirección MAC: Traduce Control de Acceso al Medio es un identificador de 48 bits que corresponde de forma única a una Ethernet de red. Cada dispositivo tiene su dirección MAC determinada y configurada por la IEEE y el fabricante. E1: Formato de transmisión digital, este formato fue creado para interconectar troncales entre centrales telefónicas. La trama E1 consta de 32 divisiones de 64k cada una, que corresponden a un total de 32 líneas telefónicas, donde 30 son utilizadas para telefonía normal y las otras dos para señalización. EPG: Es el acrónimo inglés de Electronic Program Guide, o lo que es lo mismo Guía Electrónica de Programación. Con la nueva televisión digital, se añaden más servicios a los que se conocen actualmente (teletexto). La EPG es un servicio que se podría asimilar a un teletexto mejorado (con gráficos y textos de alta resolución) centrado en la programación de las cadenas de TV digital. 14

15 La guía permitirá conocer la programación diaria de las distintas cadenas mediante un navegador intuitivo, a través del mando a distancia del decodificador. FE (Fast Ethernet): Es el nombre de una serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de 100 Mbps. GE (Gigabit Ethernet): Es una ampliación del estándar Ethernet que consigue una capacidad de transmisión de 1 Gigabit por segundo, lo que corresponde a unos 1000 Megabits por segundo. HDTV: Acrónimo en inglés de High Definition Television o Televisión de alta definición. Formato caracterizado por emitir señales de televisión en más alta calidad de los existentes (PAL, NTSC y SECAM). Compite con el DTV (televisión digital). IPTV (Internet Protocol Television): Es un servicio de televisión que en lugar de ser transmitido por los formatos tradicionales, utiliza las redes por donde se accede a Internet. El usuario recibe la señal a través de un televisor convencional. IETF (Internet Engineering Task Force): Es una organización internacional abierta de normalización, que tiene como objetivos el contribuir a la ingeniería de internet, actuando en diversas áreas como son el transporte, encaminamiento y seguridad. Esta entidad es conocida por ser la entidad que regula las propuestas y los estándares de internet conocidos como RFC. IPv4: Es la versión 4 del Protocolo de Internet (IP), fue la primera versión que se implemento de forma extensiva. Fue descrito inicialmente en el RFC 791 elaborado por IETF en Septiembre de Utiliza direcciones de 32 bits, limitándola a direcciones únicas. IPv6: Es la versión 6 del Protocolo de Internet (IP), la cual fue diseñada por Steve Deering y Craig Mudge, en 1994 fue adoptado por IETF. Es la versión llamada a sustituir la saturada versión 4 del Protocolo de Internet. Esta nueva versión soporta 340 sextillones direcciones de red. 15

16 MPEG2 y MPEG4: Moving Pictures Experts Group 2 y 4, es la designación para un grupo de estándares de codificación de audio y video acordado por MPEG y publicados como estándar ISO MPLS: Es un mecanismo de transporte de datos estándar creado por la IETF y definido en el RFC Fue diseñado para unificar el servicio de transporte de datos para las redes basadas en circuitos y las basadas en paquetes. Puede ser utilizado para transportar diferentes tipos de tráfico (voz, datos, paquetes IP). Middleware: Ejerce de enlace entre los sistemas del operador y la experiencia del usuario NREN: De las siglas en ingles National Research and Education Network, que traduce Red Nacional de Investigación y Educación, dedicadas como su nombre lo indica a prestar todo una infraestructura para apoyar las comunidades investigativas y educativas dentro de un país. NTSC y PAL: Comisión Nacional de Sistema de Televisión es un sistema de codificación y transmisión de Televisión en color analógico desarrollado en Estados Unidos en 1940, y se emplea en América y Japón, entre otros países. El formato PAL es un derivado del NTSC, el cual es empleado en Europa y parte de Sudamérica. VoD: El vídeo bajo demanda ofrece a los clientes la posibilidad de sentir que disponen de un aparato reproductor de vídeo doméstico en el que pueden visualizar cuando lo deseen una serie de contenidos (programas, películas, noticias, etc.) sin necesidad de disponer de un objeto físico (DVD, CD, etc.) que deban introducir en un equipo electrónico. Zapeo o Zapping: Es el acto de saltar programación o canales de televisión. 16

17 RESUMEN RESUMEN Este proyecto pretende identificar las tecnologías existentes de IPTV y de las redes académicas de alta velocidad. De tal forma que se obtenga un conocimiento suficiente para entender el funcionamiento de IPTV y el papel que juegan las redes académicas en Colombia y en el mundo. Mediante la investigación de diferentes fuentes bibliográficas especializadas, entrevistando y consultando a Ingenieros relacionados con estas redes académicas y por medio de una serie de trabajos de campo, se obtuvo la información necesaria para comprender como IPTV es integrada a las redes académicas de alta velocidad. Es importante destacar el papel que juega la televisión en las sociedades, en Colombia no es la excepción, por tal motivo se han estudiado los protocolos de transmisión, las diferencias entre la televisión estándar y la de alta definición, el ancho de banda necesario para recibir una señal optima, entre otros aspectos indispensables para poder desplegar dentro de una red académica una solución de IPTV funcional. Con la información recopilada en todo el proyecto, finalmente se propone una solución de IPTV que pueda ser desplegada en cualquier red académica con las que cuenta el país. Definiendo los equipos necesarios, identificando las tecnologías de funcionamiento de IPTV y de las redes. DESCRIPTORES: IPTV, Redes Académicas de Alta Velocidad, protocolos de transmisión, televisión estándar, televisión de alta definición. ABSTRACT This project aims to identify existing technologies of IPTV and high-speed academic networks. So as to obtain sufficient knowledge to understand the operation of IPTV and the role of academic networks in Colombia and in the world. By investigating different specialized bibliographic sources, interviewing and consulting engineers associated with these academic networks and also through a series of field work to obtain necessary data to understand how IPTV is integrated into the high-speed academic networks. It is important to highlight the role that television plays in societies and colombian society is not the exception, for this reason we have studied transmission protocols, differences between standard TV and HDTV, the bandwidth required to recieve an optimal signal, among other essential aspects to deploy within an academic network a functional IPTV solution. With the information gathered throughout the project aims ultimately IPTV solution that can be deployed in any academic network in this country. Defining the necessary equipment and the operation of IPTV and the networs. KEYWORDS: IPTV, National Research and Education Network, transmission protocol, standard television, high definition television. 17

18 INTRODUCCIÓN En los años cincuenta y sesentas el estado colombiano creó institutos que se especializaron en la investigación sectorial, sin que ello significara el diseño de una política oficial en este campo, o al menos un esfuerzo consistente por correlacionar las actividades científicas y técnicas con los propósitos del desarrollo económico-social. La infraestructura para acceder a procesos investigativos era muy insuficiente y además no contaba con personal capacitado, esta situación se daba ya que en Colombia no existían programas de postgrado y la formación profesional especializada debía adquirirse en otros países. Sólo hasta 1968 el gobierno nacional creo el consejo nacional de ciencia y tecnología, dicho consejo se instauró como el organismo rector de la política científica y tecnológica, también la fundación del fondo Colombiano de Investigaciones Científicas y Proyectos Especiales Francisco José de Caldas, además dentro del Ministerio de Educación Nacional se conformo Colciencias, con el fin de promover el desarrollo científico y tecnológico del país. Desde la creación de Colciencias, hasta 1991 esta institución sentó sus bases institucionales y fundamentó una política nacional de ciencia y tecnología, fue ésta quien tuvo un papel protagónico en los esfuerzos regionales por emplear la ciencia y la tecnología al desarrollo económico y social del país; apoyó económicamente a instituciones que se dedicaran a esta actividad. Pero todas estas instituciones tendrían carta de ciudadanía hasta la promulgación de la Ley Marco de Ciencia y Tecnología junto con sus decretos reglamentarios ( ), los cuales le otorgaban la responsabilidad de los desarrollos tecnológicos y científicos a dichas instituciones. Colciencias se convirtió en la entidad promotora de la tecnología y de la ciencia, sin la creación de esta entidad probablemente el desarrollo tecnológico estaría aún más rezagado con respecto al resto de países vecinos. 18

19 JUSTIFICACIÓN Analizados los servicios que se encuentran en las redes de alta velocidad, este estudio se basará principalmente en Internet Protocol Television (IPTV). Debido a la cantidad de posibilidades que brinda la televisión para el desarrollo cognoscitivo, este es el servicio que debe ser explotado con mayor rapidez a nivel universitario para brindarles a los estudiantes, catedráticos y científicos un mejor acceso a la información. En el área de la medicina, por ejemplo, sería una herramienta muy valiosa ya que puede llegar a brindar ventajas significativas con respecto al servicio que ofrece la telemedicina actualmente. La telemedicina es la prestación de servicios médicos a distancia tales como el diagnostico remoto, la consulta vía videoconferencia o la transmisión de imágenes radiológicas desde puntos geográficos distantes. A través de IPTV estos servicios pueden ampliarse ya que un estudiante puede hacer uso del video bajo demanda, incluido en el servicio de IPTV para observar una intervención quirúrgica realizada tiempo atrás o incluso en tiempo real. Por medio de IPTV el estudiante será el encargado de solicitar el programa en el momento que lo desee ver. El proyecto busca analizar los requerimientos técnicos necesarios para implementar soluciones basadas en la televisión soportada en el protocolo de internet, para de esta manera aprovechar las potencialidades de las redes de alta velocidad, infraestructura que como ya se mencionó previamente no se encuentra aprovechada a su máximo grado y que está siendo subutilizada. La presencia de IPTV en estas redes es fundamental para desarrollar su capacidad máxima de rendimiento, lo que se busca es integrar nuevos servicios y de esta manera optimizar la utilización de dichas redes. De igual manera, el desarrollo de este proyecto es de gran importancia ya que servirá de base para el desarrollo de futuras aplicaciones que utilicen las potencialidades de IPTV y las redes académicas de alta velocidad; por ejemplo estará disponible el e-learning, el cual permite a los estudiantes por medio de las redes de alta velocidad asistir o recibir una clase magistral programada dado el caso que el estudiante no pueda asistir a clases, el ingreso a las bibliotecas virtuales será mucho más entretenido y aún mas enriquecedor, la creación de más servicios para ofrecer a la comunidad y generar nuevos nichos de mercado, sin dejar de mencionar las oportunidades de negocio que representaría la incursión de IPTV sobre redes académicas de alta velocidad. 19

20 Se podría pensar que uno de los fines fundamentales de las redes académicas avanzadas es permitir que centros de investigación, universidades y empresas interesadas en el desarrollo de la ciencia y la tecnología intercambien información dentro de un contexto colaborativo, enfocado en la investigación. 20

21 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA De acuerdo al estudio SPADIES (Sistema de Prevención y Análisis de la Deserción en las Instituciones de Educación Superior) realizado por el Ministerio de Educación en conjunto con la Universidad de los Andes, arrojo un primer resultado con respecto a la elevada tasa de deserción, un 46.4% de los estudiantes que ingresan a instituciones de Educación Superior desertan, es decir, que uno de cada dos estudiantes se gradúa. Las causas académicas juegan un papel muy importante en la deserción. Así, entre los estudiantes que ingresan con mejor puntaje del Icfes, y los de menor, la diferencia en el grado de deserción alcanza el 20%. No deja de ser preocupante que en los altos Icfes, que corresponden a un pequeño porcentaje de los bachilleres, la deserción en ellos llegue al 35%. Por otra parte, se encuentran mejores resultados académicos cuando los padres, y en particular la madre, son profesionales y existen facilidades para estudiar en el hogar, como bibliotecas y computadores. La cobertura de la educación en Colombia a pesar de que ha crecido en los últimos años sigue habiendo un porcentaje muy alto de personas que no pueden aspirar a la educación profesional, causas económicas son una respuesta a estas deserciones. Las políticas de crédito educativo desarrolladas por el ICETEX, en especial los créditos dirigidos a los estudiantes de menores ingresos, están contribuyendo a reducir la deserción por causas económicas. Las universidades han decidido unir esfuerzos para llegar a compartir recursos educativos y de esta manera poder garantizarle a los estudiantes las herramientas necesarias con las cuales puedan generar temáticas de fuentes fiables y verídicas y así lograr proyectos de calidad capaces de competir con otros proyectos en el resto del mundo. Colombia no se encuentra preparada tecnológicamente y económicamente para asumir los costos que representa mantener y administrar redes de alta velocidad, sin tener en cuenta el costo que tendría migrar del protocolo de internet versión 4 a la versión 6. En la actualidad el gobierno nacional subsidia parte del mantenimiento de dichas redes, a partir de 2011 las universidades deben buscar el apoyo por parte de empresas y patrocinadores independientes que cubran los costos que genera utilizar redes con velocidades de transmisión tan altas. La cultura es otro problema que debe afrontar las redes de alta velocidad, ya que los estudiantes deben cambiar su forma de educarse, deben ver estas redes como una forma de instruirse de manera más competitiva y profesional. Generalizar esta nueva manera de prepararse no es tarea fácil y llevara un tiempo para que los estudiantes vean las bondades que les puede ofrecer IPTV sobre redes académicas de alta velocidad. 21

22 OBJETIVO GENERAL Determinar los requerimientos técnicos para implementar una solución de IPTV sobre una red académica de alta velocidad. OBJETIVOS ESPECIFICOS Realizar las investigaciones respectivas para conocer los protocolos utilizados por el servicio de IPTV. Analizar las diferentes tecnologías existentes que soporten IPTV. Buscar soluciones de IPTV implementadas sobre redes de alta velocidad. Investigar y comparar los avances a nivel regional y nacional de las redes académicas de alta velocidad en cuanto a la transmisión de video sobre su infraestructura. Plantear los equipos y herramientas necesarias para que IPTV tenga un funcionamiento eficiente a nivel académico. 22

23 1. MARCO CONTEXTUAL 1.1 DIMENSIÓN SOCIO-CULTURAL La sociedad colombiana y especialmente la sociedad educativa han visto la necesidad de generar nuevas fuentes de conocimiento que les permita estar a la vanguardia de los países desarrollados. Vemos como nuestra sociedad se ha vuelto dependiente de la tecnología, sólo por mencionar unos ejemplos claros, en años pasados los niños se divertían jugando con un balón en la calle, ahora para poder entretenerse hacen uso de dispositivos mucho más sofisticados, antes se reunían en los parques de los barrios a jugar, ahora se encuentran en Messenger o en skype e interactúan a través de este medio. En la actualidad un niño sólo necesita tener un computador para desarrollar su vida social, allí encuentra todo lo que necesita para su formación interpersonal. Definitivamente la sociedad se ha convertido en tecnológico-dependiente y esto conlleva a que se tenga que innovar y además implementar nuevas formas de interactuar con todas la herramientas que se van presentando a medida que la tecnología sigue en desarrollo. Actualmente la tecnología avanza de una manera tan rápida que los dispositivos electrónicos quedan rezagados por versiones mejoradas en aproximadamente 18 meses. Este hecho también ha sido el causante de cambios socio-culturales que se presentan en la actualidad. Desde hace varios años el gobierno nacional está integrando como política de estado el programa Agenda de Conectividad: Camino a la Sociedad del Conocimiento, el cual está encargado de impulsar el uso de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) como una herramienta generadora de desarrollo social y económico del país. Surge la necesidad de impulsar la creación de una red universitaria de alta velocidad, así como su conectividad a redes internacionales, para estimular la ejecución de proyectos nacionales de investigación, educación y desarrollo. Mejorar la competitividad y el progreso de todas las organizaciones participantes. 1.2 DIMENSIÓN ECONÓMICA La economía colombiana ha pasado por varias etapas, en los años ochenta tuvimos una economía mediocre, en los noventa fue de altos y bajos, pero los primeros años del siglo XXI fue de gran crecimiento económico para nuestro país. Aunque en la actualidad se debe resaltar que se viene afrontando una crisis 23

24 económica bastante fuerte, la cual comenzó a mediados del año 2008 y se extendió hasta finales del año Para el 2010 se espera un crecimiento entre el 4% y 5% como lo menciona el portal de economía y negocios Portafolio, en su publicación del lunes 29 de Marzo de Se genera un panorama de optimismo por parte de los empresarios y así mismo de los empleados, de este crecimiento se beneficiarían ambos. Pero si el país crece en su economía no sólo afecta a empresarios y empleados, este crecimiento toca todos los sectores públicos, incluyendo el sector tecnológico, allí se esperarían nuevas intervenciones extranjeras, la llegada de nueva tecnología y con ello nuevas oportunidades de negocios y propuestas tecnológicas. Ya habiendo dejado atrás la recesión económica que se presento hace año y medio aproximadamente, la sociedad colombiana esta predispuesta a un año lleno de crecimiento social, económico, cultural, educativo y sobre todo en el aspecto tecnológico. Los empresarios colombianos saben que la tecnología es parte fundamental del crecimiento y que estar a la vanguardia tecnológica es tan importante como la operación del negocio, la tecnología vuelve las empresas competitivas y fuertes en el momento de competir con otras empresas. Por ello dichas empresas no pueden ser ajenas a esta nueva tecnología y por el contrario deben empezar a jugar un papel protagónico en la puesta en marcha de las redes avanzadas. Esta nueva tecnología tendrá un impacto importante en la economía nacional, empezara a cambiar la forma como percibimos nuestro alrededor y así mismo la manera de cómo hacemos alianzas estratégicas para aprovechar al máximo el potencial que nos ofrece la televisión sobre IP enfocado especialmente en nuestro sistema educativo nacional. Existe un indicador calculado por el Foro Económico Mundial, que involucra las tecnologías de la información y las comunicaciones, y es el Growth Copetitiveness Index (GCI). El GCI mide la capacidad de la economía nacional de cada país para alcanzar un crecimiento económico sostenible a mediano plazo. Se compone de tres subíndices: tecnología (1/3), instituciones públicas (1/3) y entorno macroeconómico (1/3). De acuerdo con este índice, la tecnología es tan importante como el desempeño de las instituciones públicas y el entorno en el crecimiento potencial de la economía. En tan solo 2 años ( ) Colombia perdió 15 puestos en el GCI 1. 1 Plan TIC Colombia, En Línea con el Futuro Ministerio de Comunicaciones 24

25 Gráfica 1.Indice de Tecnología Fuente: Plan Nacional TIC DIMENSIÓN TECNOLÓGICA No se puede negar que las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) son un factor fundamental para la competitividad y el crecimiento económico de todos los países en la sociedad de la información que vivimos. Es por esto que si un país no se mantiene al día con su infraestructura tecnológica y con sus sistemas de educación, probablemente quedará rezagada en el ámbito competitivo mundial, quedando marginado de los desarrollos científicos y su factor de productividad bajara respecto a las demás naciones. Existen diferentes organismos internacionales que se han propuesto construir indicadores para evaluar en forma comparativa el desempeño de los países a nivel mundial y establecer las variables relevantes que determinan el grado de preparación para aprovechar los beneficios de las TIC. El Foro Económico Mundial con la colaboración de INSEAD 2 desarrolla el NRI (Networked Readiness Index), el cual tiene como fin medir el grado de preparación de una nación para aprovechar los beneficios de las TIC en todos los ámbitos de la sociedad. El NRI se compone de tres subíndices: ambiente de la nación para el desarrollo de TIC (1/3), preparación de los actores relevantes de la nación (individuos, empresas y gobierno; 1/3), y utilización del TIC por los actores (1/3). Gráfica 2. Networked Readiness Index (Índice de lectura a través de la red) 2 Institut Européen d'administration des Affaires (Escuela de Negocios en Francia) 25

26 Fuente: Plan Nacional TIC En Colombia el gobierno nacional está enfocado en implementar la televisión digital terrestre (TDT) con la puesta en marcha del modelo europeo DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial). Se llevaron a cabo varias pruebas para decidir cuál de los estándares existentes beneficiaría a la sociedad colombiana, se estudió el estándar americano ATSC (Advance Television Society Comittee), el estándar japonés ISDB-T y claro está el DVB-T. La decisión se inclinó por el estándar europeo por varias razones, una de ellas fue que dicho estándar tuvo más acogida a nivel mundial, son 58 países los que lo han tomado como estándar para la implementación de la televisión digital terrestre. La interacción se basa en cambio de idioma, consulta sobre programación, participación en programas, opciones de negocios, mejor definición en la imagen y en el audio. La posibilidad de crear nuevos canales, todo esto conlleva al incremento de la industria de la televisión en nuestro país. La tecnología va de la mano con el desarrollo de cualquier país, y junto con ellos la educación, es por esto que se hace necesario innovar en tecnologías para la educación colombiana. En este punto es donde aparecen las redes educativas de alta velocidad, creadas exclusivamente para el desarrollo educativo. Se han creado varias redes académicas de alta velocidad agrupadas en una sola llamada RENATA, red nacional académica de tecnología avanzada. En RENATA se agrupan todas las redes de alta velocidad existentes a nivel nacional como son RUMBO, RUANA, RADAR, entre otras. IPTV no es solamente televisión por cable transmitida por un nuevo medio, es la nueva generación y futuro de la televisión que hoy en día tenemos en nuestros hogares. Esta tecnología permite ofrecer servicios como contenido dinámico, VoD 26

27 (Video bajo Demanda), televisión de alta definición (HDTV) y además abre un camino básico para el desarrollo de temas educativos que puedan ser difundidos por medio de esta nueva generación de la televisión. 1.4 DIMENSION POLITICA Visualizando la expansión del acceso a las TIC se observa la consolidación de la Sociedad de la Información pues no se reduce a la manifestación del desarrollo tecnológico, sino que facilita la innovación de procesos de interacción social y mejoramiento de la calidad de vida de los colombianos, uno de los cuatro ejes sobre los que está trabajando el Ministerio de Comunicaciones desde 2006 es; Todos los colombianos conectados e informados. En este eje de política, se ha avanzado significativamente en aumentar la penetración de Internet y de banda ancha, promoviendo los programas de acceso a Internet a las instituciones públicas hospitales, bibliotecas, alcaldías, instituciones educativas oficiales a través del programa Compartel. Partiendo de la base de estar mejor informados no permite ninguna exclusión, el gobierno viene trabajando para garantizar el acceso a la información y la comunicación a la población en situación de discapacidad. Durante el año 2007 s e instaló la integralidad de la red de acceso del Centro de Relevo Telefónica- Telecom del programa Telefonía Accesible. Además de poner en marcha el proyecto Conectados con la Sordo ceguera Conectando Sentidos con la instalación de equipos especializados en aulas informáticas, de las ciudades de Bogotá, Medellín y Cali. El programa Compartel de Telefonía Social inicialmente se creó para llegar a prestar el servicio de telefonía rural, especialmente en los sectores de menores ingresos y en las regiones más apartadas del territorio nacional. Para el 2002 se decretaron los lineamientos de política en Telecomunicaciones Sociales contenidos en el CONPES 3171 de mayo 23 de 2002, con el único fin de continuar con el programa Compartel de Telefonía Social Estas directrices surgieron orientar los programas teniendo en cuenta tres variables principales; accesibilidad, no discriminación y asequibilidad 3. En el año 2007 se publicaron los lineamientos de política para reformular el Programa Compartel de Telecomunicaciones Sociales basados en la experiencia adquirida a lo largo del programa. Con el fin de orientar sus acciones para 3 Plan TIC Colombia, En Línea con el Futuro Ministerio de Comunicaciones 27

28 incrementar la flexibilidad y adaptación a las condiciones de mercado, mejorar la calidad de los servicios, fomentar una mayor articulación con otras iniciativas, programas e instituciones del Gobierno, generar un mayor aprovechamiento y mejor apropiación de la infraestructura instalada, dar continuidad de los programas de alto impacto social y promover la competitividad regional. El programa Compartel ha desarrollado cinco líneas; Telefonía rural comunitaria, Telecentros, Conectividad en banda ancha para instituciones públicas, ampliación y reposición de redes TPBC (Telefonía Publica Básica Conmutada) y ampliación de redes de banda ancha con énfasis en el sector Mi Pymes. El proyecto de Conectividad en banda ancha para instituciones públicas a la fecha ha previsto beneficiar inicialmente instituciones públicas a 2008 (como contribución a la meta de instituciones conectadas entre el ), de las cuales se encuentran en operación y las restantes quedarán conectadas en el transcurso del Tabla 1. Conectividad de Banda Ancha para Instituciones Publicas Fuente: Plan Nacional TIC Plan TIC Colombia, En Línea con el Futuro Ministerio de Comunicaciones. P

29 2. MARCO TEÓRICO En los años 70 aparece Ethernet; tecnología de red de área local (LAN) que transmite información entre PC s a velocidades entre 10 y 100 Mbps. Esta tecnología fue inventada por el Dr. Robert M. Metcalfe, diseñada para soportar búsqueda en la oficina del futuro, en la cual se encontraba uno de los primeros PC del mundo, Xerox Alto. El Dr. Robert descubrió que el sistema podría llegar a mejorarse y fue así como logro que el acceso a un canal dejara de ser arbitrario y desarrollo un sistema que incluía detección de colisiones (collision detect), este sistema además contenía listen before talk, en el cual los ordenadores ven si hay actividad en el canal (carrier sense) antes de transmitir y además también soporta accesos al canal compartido por múltiples equipos (multiple access). Gracias a este descubrimiento nace el protocolo de acceso al canal Ethernet como CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Control Detection). La primera red experimental del Dr. Robert se llamo Alto Aloha Network, pero luego en 1973 le cambio el nombre a Ehternet, tratando de generalizar que el sistema servía para todo tipo de computadoras y no sólo para el Alto. Se baso en la palabra ether para describir la característica esencial del sistema, el medio físico lleva los bits a todas las maquinas, al igual que se creía que el antiguo éter luminiscente propagaba las ondas electromagnéticas a través del espacio. En una red Ethernet cada equipo opera de manera independiente de los otros equipos de la red, no existe un controlador central. Todas las estaciones conectadas a la red están conectadas por un medio compartido, como internet. Las señales son trasmitidas en serie por el canal compartido a todas las estaciones conectadas. La manera de transmisión es escuchando el canal y cuando el canal se encuentre despejado, la estación transmite sus datos en forma de trama. Después de cada transmisión, todas las estaciones de la red tienen las mismas posibilidades de ser las siguientes en transmitir, esto asegura que ninguna estación bloquee otra estación. El acceso al medio es determinado por el control de acceso al medio (MAC), que es un mecanismo contenido en la interfaz Ethernet de cada estación. Para las redes Ethernet existen variedades de cables para la transmisión de datos, entre los muchos que existen se encuentra el par trenzado RJ-45 o cable UTP, ofrece varias ventajas frente a cables coaxiales dentro de las cuales podemos mencionar el costo y el cuidado que se debe tener a la hora de la instalación. Los cables de red más utilizados son 10BASE-T y 100 BASE-TX, tanto con cable de par trenzado apantallado (STP) como también sin apantallar (UTP), es decir, apantallados son aquellos que vienen recubiertos por una malla o por un tubo 29

30 metálico, que actúa de jaula de fardada para evitar el acople de ruidos y otras interferencias 5. El acceso a banda ancha se ha identificado como un acelerador de la economía y el desarrollo social. A través de su uso se puede incrementar el acceso a servicios básicos como la salud y la educación, cerrando así la brecha de acceso en cuanto a la disponibilidad de servicios existentes. Banda ancha aparece entonces como un elemento indispensable para acceder a las Tecnologías de la Información y Comunicación y para construir una sociedad de información, en escenarios en los cuales la convergencia de tecnologías y servicios crecientes. Actualmente el acceso y la oferta de banda ancha en los países desarrollados son limitados, ya que existen barreras económicas y regulatorias y además falta de información y promoción de la tecnología. La nueva generación de la televisión está basada en la transmisión de televisión mediante el protocolo de internet denominado IPTV (Internet Protocol Television), el cual hoy en día es la denominación más común para los grupos de imágenes de televisión usando conexiones de banda ancha sobre el protocolo IP, denominadas GP (Group of Pictures). Incluye contenidos almacenados, programación en directo y video bajo demanda, entre otros. Todos estos servicios son accesibles gracias al Set-top Box y la conexión de internet. A diferencia de la televisión por satélite, de la televisión por cable o de la televisión digital terrestre, el proveedor del servicio de tv no emitirá sus contenidos ya que estos serán seleccionados por el usuario cuando este lo solicite, es decir, el proveedor del servicio está a la espera que el cliente solicite un programa, una película, o un servicio. El valor agregado está en la personalización del contenido para cada abonado de manera que el usuario podrá seleccionar los contenidos que desea ver o guardar en el receptor y así poder visualizarlos las veces que desee y en el momento que lo desee. La característica más común a todas las soluciones de IPTV se basa en que el transporte de la información se realiza mediante los protocolos IP sobre redes con grandes anchos de banda. El encapsulado de los contenidos de televisión se realiza sobre protocolo de Transporte de Tiempo-Real (RTP) y el Protocolo de Usuario de Datagramas (UDP), utilizando tecnologías multicast (envió de información en una red a múltiples destinos simultáneamente) para su distribución. Estas tecnologías tienen la ventaja de que cada canal se transmite una sola vez, y 5 Redes de Alta Velocidad Fast Ethernet, FDDI, ATM, GigabitEthernet. P

31 se replica en todos los puntos de la red donde se dividen los caminos para llegar a usuarios diferentes que han sintonizado ese canal. Otra de las características tecnológica de IPTV es la codificación/compresión de las señales de TV. Al principio se utilizo el estándar MPEG2 (Grupo de experto en imágenes en movimiento), el cual es el mismo estándar de codificación utilizado para los DVD (Disco Versátil Digital) la cual codifica la señal de video estándar en 4Mbps y una de televisión de alta definición en 20Mbps. La tecnología a medida que surgen nuevas técnicas se van implementado, para incrementar la compresión de los codificadores de tal manera que el ancho de banda que genera pueda ser compatible con las tecnologías de acceso de banda ancha, esto ha llevado a que se implemente la codificación/compresión MPEG4 la cual logra la misma calidad de video que MPEG2, pero con la gran ventaja de conseguir velocidades de codificación menores, llegando incluso a ser la mitad. Los decodificadores es uno de los elementos fundamentales en los sistemas IPTV, ya que estos elementos realizan la decodificación de la señal de TV digital. Además de realizar funciones básicas como la de presentar al usuario la interfaz de las aplicaciones. Se pueden incorporar otros elementos como un disco duro local de programas, sintonizadores de satélite o de televisión digital terrestre. IPTV cuenta con unos servicios de valor agregado como lo es el video bajo demanda, cuyo servicio principal es el de disponerle al cliente una carta de películas y videos los cuales podrá ver en el momento que lo desee. También los usuarios pueden interactuar con sus películas o videos favoritos de tal manera que pueden rebobinar hasta donde lo desee o ver una escena en especial, esto le brindara una comodidad en la visualización, pero no sólo los programas, eventos deportivos, series o películas están personalizadas en la televisión sobre el protocolo de internet, sino también hablamos de publicidad personalizada, es decir, cada uno tendrá la opción de escoger que tipo de publicidad desea ver o cual le puede interesar mas. Además podrán ver televisión como si estuvieran sentados frente a un PC, ya que le permitirá tener acceso a contenidos de e- learning, y otros servicios de valor agregado con los que cuenta IPTV. El servicio de IPTV ha forzado las redes de nueva generación (NGN) a converger y optimizar las redes que existen actualmente. IPTV no es más que un servicio de valor agregado que integra servicios de televisión (video, audio, gráficas), datos los cuales son enviados por redes basadas en IP para soportar el nivel requerido de calidad del servicio (QoS), calidad de la experiencia (QoE), seguridad, interactividad y fiabilidad. Cuando se habla de QoS, es la garantía que se le ofrece al usuario en el momento en que se le presta el servicio, es decir, que el contenido 31

32 que recibe sea pertinente y oportuno. La calidad de servicio va ligado a la calidad de la experiencia, que como su nombre lo indica, depende básicamente de la experiencia positiva o negativa que el usuario tenga frente al servicio. El servicio de IPTV puede llegar a ser la clave para la solución de servicios de valor agregado en internet y desarrollar nuevos modelos de negocios a futuro, si todos los usuarios finales intercambian, descargan, comparten y distribuyen contenido, se pasaría de audiencias pasivas a audiencias activas. Esto llevaría a los proveedores de servicio a preocuparse cada vez más sobre el contenido que emiten, ya que todos los usuarios poseen gustos diferentes. Uno de los puntos críticos de IPTV es la cantidad de contenido y servicios a los cuales pueden acceder por medio de esta vía, ya que no hay límite de canales, ni limite de contenido en línea que puede llegar a obtener un usuario. Tampoco se cuenta con un límite para el contenido que pueda generar o crear un usuario, que también puede llegar a ser cantidades considerables y a los cuales por supuesto los demás usuarios podrán acceder por medio de IPTV a través de la web. La Gráfica 3 muestra la arquitectura básica de IPTV: Gráfica 3 Arquitectura Básica IPTV Encode r - Signal Digitalization - Centered/Distribution - Video Broadcast - Pay-Per-View (nvod) IP Encapsulator - Movie Guide (TV/PC) - Multicast Addressing - Control of Subscribers - Propagation of Content - Access Control - Billing - Logs - Storage - Storage and Distribution of Content - Centered/Distribution Headend video TV Broadcast Middleware Management/Control Servers Video VoD servers Carrier - Metro Ethernet/SDH - IP multicast - MPLS Access - xdsl - Ethernet - FTTH Fuente: Choi Open IPTV Services over NGN Subscriber 1 Modem ADSL Set Top Box Subscriber 2 Modem ADSL Set Top Box Subscriber N Modem Set Top Box 32

33 2.1 PROTOCOLOS IPTV HTTP Por sus siglas en ingles Protocolo de Transferencia de Hipertexto, este protocolo es utilizado en cada consulta realizada a través de World Wide Web (WWW). Este protocolo fue desarrollado por el World Wide Web Consortium y el IETF (por sus siglas en ingles Grupo de Tareas de Ingeniería de Internet), dicha investigación y colaboración termino en el año 1999 con una publicación de una serie de Petición de Comentarios (RFC), dentro de los cuales se encuentra el RFC , el cual especifica la versión 1.1. Este protocolo de HTTP define la sintaxis y la semántica que utilizan los elementos interesados en la comunicación como-; clientes, servidores, proxies, routers entre otros muchos que componen una red informática. El usuario que realiza una petición se le conoce como agente de usuario ( user agent ), a la información transmitida se le llama recurso y esta identifica por un URL (Localizador Uniforme de Recursos). Los recursos pueden ser una consulta a una base de datos, la ejecución de un programa o simplemente un archivo presente en la web. Este protocolo no almacena ninguna información sobre conexiones anteriores, por este motivo las aplicaciones web necesitan usar cookies, que es una información que un servidor puede almacenar en el sistema de un agente de usuario, lo que le permite a las aplicaciones crear un ambiente de sesión y también poder acceder de manera más rápida a las paginas que el agente haya visitado con anterioridad. El protocolo http está formado por un encabezado, el cual especifica la acción requerida del servidor, o el tipo de dato retomado o el código del estado. El encabezado no es más que un bloque de datos que precede a la información la cual se hace referencia como metadato SIP/SDP El protocolo SIP fue desarrollado para el servicio de telefonía a través de IP, el Protocolo de Inicio de Sesión (SIP) además de ser creado para que la telefonía sea incorporada dentro de los servicios de internet, también se creó para ser estándar en la iniciación, modificación y finalización de sesiones. En estas sesiones intervienen el video, la voz, imágenes, mensajería instantánea y todos los servicios que hacen parte fundamental de la implementación de IPTV, el cual se beneficia de dichos protocolos para poder desarrollar contenido a través de internet

34 Como se menciono anteriormente SIP es un protocolo de señalización simple utilizado para telefonía y videoconferencia por Internet. Esta basado en el Protocolo de Transporte de correo simple (SMTP) y en el Protocolo de Transferencia de Hipertexto, fue desarrollado dentro del grupo de trabajo de Control de Sesión Multimedia Multipartidaria (MMUSIC). SIP es un protocolo ubicado en la capa de aplicación independiente de los protocolos de paquetes subadyacentes (TCP, UDP, ATM). Es un protocolo abierto basado en estándares, y es ampliamente soportado por muchos fabricantes de tecnología. Algunas de sus características son: Resolución de direcciones, mapeo de nombres y redirección de llamadas. Descubrimiento dinámico de las capacidades media del endpoint, por uso del Protocolo de Descripción de Sesión (SDP). Descubrimiento dinámico de la disponibilidad del endpoint. Administración de la sesión entre el host y los endpoints. Además de las características anteriormente mencionadas el protocolo SIP brinda unas ventajas como simplicidad; se habla de simplicidad ya que el tiempo de desarrollo del software es muy corto comparado con los productos actuales de telefonía tradicional, gracias a la similitud existente entre SIP a HTTP y SMTP es posible el reusó de código. Extensibilidad; el protocolo SIP al estar basado en los protocolos HTTP y SMTP ha conseguido obtener gran compatibilidad. Modularidad; Se considera altamente modular por una de sus características la cual es el uso independiente de protocolos. Escalabilidad; en SIP se habla de dos servicios de escalabilidad, procesamiento de servidor y arreglo de la conferencia. Por último se habla de interoperabilidad; ya que al ser un estándar abierto, SIP puede ofrecer interoperabilidad entre plataformas de diferentes fabricantes. La siguiente figura muestra los componentes de una red SIP: Gráfica 4. Componentes necesarios dentro de red SIP 34

35 Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS El protocolo de descripción de sesión (SDP) se desarrolló para describir sesiones de comunicaciones multimedia como anuncio de sesión, invitación a sesión y negociación de parámetros. Este protocolo se encarga de entablar una negociación entre las entidades que intervienen en la sesión como el tipo de contenido, formato y todos los demás parámetros asociados. Los parámetros de perfil de sesión pueden ser ampliados para soportar nuevos tipos de medios y formatos RTP El protocolo RTP, basado en el RFC , establece los principios de un protocolo de transporte sobre redes que no garantizan calidad de servicio para datos de tiempo real, como por ejemplo voz y video. El protocolo establece la manera de generar paquetes que incluyen, además de los propios datos de tiempo real a transmitir, números de secuencia, marcas de tiempo, y monitoreo de entrega. Las aplicaciones típicamente utilizan RTP sobre protocolos de red no confiables, como por ejemplo UDP. Los datos obtenidos de cada conjunto de muestras de voz o video son encapsulados en paquetes RTP, y cada paquete

36 RTP es a su vez encapsulado en segmentos UDP. Dentro del cabezal RTP se indica con 7 bits el tipo de información transportada (PT = Payload Type), lo que permite diferenciar hasta 128 tipos de información. Los valores de este campo se definen en el RFC Algunos valores de ejemplo se muestran en la siguiente tabla: Tabla 2. Tipos de información transportada en el protocolo RTP Fuente: RFC 3550 El RFC 3550 establece, además del protocolo RTP, un protocolo de control, RTCP, encargado de enviar periódicamente paquetes de control entre los participantes de una sesión. Características de RTP: En video-streaming (y la mayoría de las aplicaciones) se emplea RTP sobre UDP, que es mucho menos pesado que TCP. Se utiliza UDP por la necesidad propia del video-streaming de recibir la información en el momento adecuado es decir entrega rápida por encima de la fiabilidad en el transporte. RTP no ofrece garantías sobre la calidad del servicio ni sobre el retraso de la entrega de datos, estos deben ser proporcionados por la red subyacente. RTP ofrece entrega de datos multicast. 36

37 Secuenciación. Debido a la necesidad de entregar los paquetes en orden (UDP no provee esta característica) RTP incorpora un número de secuencia que además sirve para la detección de paquetes perdidos RTCP Es un protocolo de control para el flujo de datos RTP, el cual permite transmitir información básica sobre los participantes de la sesión y permite monitorizar la calidad de servicio (QoS). Trabaja en conjunto con el protocolo RTP en el transporte y empaquetado de datos multimedia, pero no transporta ningún dato por sí mismo 8. El protocolo RTCP tiene las siguientes funciones principales: Proveer realimentación acerca de la calidad de los datos distribuidos (por ejemplo, de la calidad percibida). Esta realimentación permite adaptar dinámicamente la codificación, o tomar acciones tendientes a solucionar problemas cuando se detecta degradación en la calidad de la comunicación. Transporte del CNAME (Canonical Name) de cada originador. Este identificador permite asociar varios flujos RTP con el mismo origen (por ejemplo, flujos de audio y video provenientes del mismo emisor). Adaptar dinámicamente la frecuencia de envío de paquetes de control RTCP de acuerdo al número de participantes en la sesión. Dado que los paquetes se deben intercambiar todos contra todos, es posible saber cuántos participantes hay, y de esta manera calcular la frecuencia de envíos de estos paquetes. Características de RTCP: Trabaja junto con RTP en el transporte y empaquetado de datos multimedia, pero no transporta ningún dato por sí mismo. Se encapsula sobre UDP. Se emplea para monitorizar la calidad de servicio (QoS). 8 AMATRIAIN. Jon Goñi. IPTV. Protocolos empleados y QoS. P

38 La siguiente figura muestra una sesión de video-streaming, protocolos RTP y RTCP: Gráfica 5. Diagrama de sesión RTP y RTCP Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS RTSP El protocolo de flujo de datos en tiempo real (RTSP) es un protocolo no orientado a conexión, es el encargado de establecer y controlar varios flujos sincronizados de datos, bien sean de audio o video, éste actúa como un mando a distancia mediante la red para servidores multimedia, permitiendo comandos como play, pause, rewind etc. El RTSP mantiene una sesión asociada a un identificador, utiliza el protocolo de control de transporte para datos de control del reproductor y UDP para los datos de audio y video. RTSP soporta operaciones tales como recuperar contenidos multimedia de un servidor, invitación de un servidor multimedia a una conferencia y adición multimedia a una presentación existente. Se emplea en conjunto con SDP (Session Description Protocol), que es el encargado de proporcionar información sobre la sesión: número de flujos, tipo de contenido, duración, ancho de banda, etc. Características principales de RTSP. 38

39 Protocolo de nivel de aplicación. Independiente de la capa de transporte (TCP o UDP). No es el encargado de transportar los contenidos. Un servidor RTSP necesita mantener el estado de la conexión. Compatible tanto con unicast como con multicast. Capacidad multi-servidor: Cada flujo multimedia dentro de una presentación puede residir en servidores diferentes. La siguiente figura muestra el esquema del protocolo RTSP: Gráfica 6. Diagrama de sesión protocolo RTSP Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS MULTIDIFUSIÓN MEDIANTE IGMP El trafico multidifusión o multicast se envía a una única dirección, pero es procesada por varios hosts (usuarios). Sólo los usuarios o suscriptores reciben la información cuando es publicada, los hosts que pertenecen al grupo de multidifusión reciben y procesan la información enviada a la dirección IP reservada 39

40 del grupo. El conjunto de hosts que atienden en una dirección de multidifusión IP específica se denomina grupo de multidifusión. El protocolo de red IGMP se utiliza para intercambiar información acerca del estado de pertenencia entre enrutadores IP que admiten la multidifusión. IGMP proporciona un protocolo para intercambiar y actualizar información acerca de la pertenencia de hosts a grupos de multidifusión específicos. Otros aspectos importantes sobre multidifusión IP son los siguientes: La pertenencia a grupos es dinámica, lo que permite a los hosts unirse al grupo o abandonarlo en cualquier momento. La capacidad de los hosts de unirse a grupos de multidifusión se realiza mediante el envío de mensajes IGMP. Los grupos no tienen límite de tamaño y los miembros pueden estar repartidos en diversas redes IP, esto si los enrutadores de conexión admiten la propagación del trafico de multidifusión IP y la información de pertenencia a grupos. Un host puede enviar trafico IP a la dirección IP del grupo aunque no pertenezca al grupo correspondiente. La siguiente gráfica muestra la diferencia entre un stream multicast y unicast. Gráfica 7. Unicast y Multicast 40

41 Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS UPnP Conectar y Usar Universal (Universal Plug and Play), es una arquitectura de software abierta y distribuida que de forma independiente al fabricante, al sistema operativo o lenguaje de programación. Permite el intercambio de información y datos a los dispositivos conectados a una red. UPnP define protocolos y procedimientos comunes para garantizar la interoperabilidad sobre equipos permitidos en la red, aplicaciones y dispositivos inalámbricos. La arquitectura UPnP soporta el trabajo de una red sin configurar y automáticamente detecta cualquier dispositivo que puede ser incorporado a esta, obtiene su dirección IP, un nombre lógico, informando a los demás de sus funciones y capacidad de procesamiento, y le informa, a su vez, de las funciones y prestaciones de los demás. Los servidores DNS y DHCP son opcionales y son usados solamente si están disponibles en la red de trabajo. UPnP se construye sobre protocolos y formatos existentes utilizándose juntos para definir un marco que permita la definición, muestra en la red, y control de los dispositivos de ésta. 41

42 2.1.8 DLNA Alianza de Redes Digitales Vivas (Digital Living Network Alliance), es un estándar que permite la compatibilidad entre sistemas y dispositivos electrónicos que gestionan datos; especialmente multimedia. El estándar DLNA mediante conexión WiFi, Ethernet o incluso a través de la red eléctrica. En este estándar se encuentran un servidor y unos clientes; el servidor es llamado DMS (Digital Media Servers), el cual ofrece el contenido multimedia; y están los dispositivos DMP (Digital Media Players), descritos como los clientes. Se pueden introducir diversos clientes/dispositivos dentro de una red DLNA como son: Ordenadores, Videocámaras, cámaras digitales, reproductores de DVD, reproductores de Bluray, video consolas y teléfonos móviles. Cabe resaltar que los dispositivos que se vayan a incorporar a la red DLNA deben soportar dicho estándar para poder ser detectados dentro de la red DLNA DHCP DHCP se deriva del protocolo Bootstrap (BootP). BootP fue de los primeros métodos utilizados para asignar de forma dinámica, direcciones IP a otros equipos (ordenadores, impresoras, etc.). Pero este método fue ineficiente ya que las redes de datos eran cada vez mas grandes por ello BootP ya no era tan adecuado y DHCP fue creado para cubrir las nuevas demandas. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) es un conjunto de reglas definidas para asignar direcciones IP y diferentes opciones de configuración a ordenadores y estaciones de trabajo dentro de una red. Una dirección IP es un número que identifica de forma única a un ordenador dentro de una red, ya sea una red corporativa o una red pública como Internet. Se podría hacer una analogía con los números telefónicos que cada usuario tiene en su hogar de residencia. DHCP funciona sobre un servidor central (servidor, estación de trabajo o incluso un PC) el cual asigna direcciones IP a otras máquinas dentro de la red. Este protocolo puede entregar información IP en una LAN o entre varias VLAN. Esta tecnología reduce el trabajo de un administrador, ya que de otra manera tendría que ir por cada estación de trabajo para introducir la configuración IP consistente en IP, máscara, Gateway, DNS, etc. 42

43 UDP User Datagram Protocol (UDP) es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas. Permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. Tampoco tiene confirmación ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco se sabe si ha llegado correctamente, ya que no hay confirmación de entrega o recepción. Su uso principal es para protocolos como DHCP, BOOTP, DNS y demás protocolos en los que el intercambio de paquetes de la conexión/desconexión son mayores, o carecen de importancia con respecto a la información transmitida, así como para la transmisión de audio y vídeo en tiempo real, donde no es posible realizar retransmisiones por los estrictos requisitos de retardo que se tiene en esos casos QoS Es un conjunto de protocolos y tecnologías que garantizan tanto la transmisión de datos como la entrega de los mismos en un momento dado (throughput). Implementar este tipo de tecnología asegura que aquellas aplicaciones que requieren de la utilización de un determinado ancho de banda se encuentren disponible dicho recurso en el momento que se lo solicite. IntServ (Servicios Integrados). El usuario solicita de antemano los recursos que necesita. Cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada. DiffServ (Servicios Diferenciados). El usuario marca los paquetes con una determinada etiqueta que marca la prioridad y el trato que deben recibir por parte de los routers. Tabla 3. Ventajas y Desventajas de servicios integrados y diferenciados Intserv: Reserva de recursos para uso exclusivo. Ventajas Los paquetes no han de llevar ninguna marca que indique como han de ser Desventajas Requiere mantener información de estado sobre cada comunicación 43

44 Diffserv: Asignación de prioridades frente a otros usuarios. tratados, la información la contienen los routers. Los routers no necesitan conservar información de estado. Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS en todos los routers por lo que pasa. Se requiere un protocolo de señalización para informar a los routers y efectuar la reserva en todo el trayecto. Los paquetes han de ir marcados con la prioridad que les corresponde. La garantía se basa en factores estadísticos, es menor segura que la reserva de recursos, puede haber exceso de reservas (overbooking). INTSERV: cuenta con tres tipos de servicio: Servicio Garantizado RFC 2212: Garantiza un caudal mínimo y un retardo máximo. No se garantiza variación en el retardo (jitter), ni retardo medio. Para aplicaciones con requisitos estrictos de retardo. Cada router del trayecto debe dar las garantías. Carga controlada RFC 2211: Calidad similar a la de una red de datagramas poco cargada. Para aplicaciones en tiempo real con tolerancia al retardo. Se supone que el retardo es bajo, pero no se dan garantías. Best Effort: Ninguna garantía, es decir, sin QoS. Interserv posee la necesidad intrínseca de emplear un protocolo de señalización de reservas, el cual es denominado RSVP (Protocolo de Reserva de Recursos), el cual tiene las siguientes características principales: Es un protocolo de señalización pues crea información de estado en los routers. Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por él, y los recursos que cada una ha reservado. 44

45 Depende del encaminamiento de la red para su funcionamiento. Hay que subrayar que no es un protocolo de routing. FUNCIONAMIENTO RSVP: El protocolo se encarga de mantener en cada nodo los requerimientos de reserva necesarios, aquí aparece el concepto Soft State, el cual se refiere a los estados en los routers y host extremos. La descripción a continuación hace referencia al mecanismo utilizado por RSVP para realizar una reserva: El emisor envía un mensaje PATH que contiene su especificación de tráfico (Tspec) a un grupo unicast o multicast. Los routers añaden su dirección IP antes de reenviarlo y aprenden cual es su router upstream (hacia arriba). El receptor responderá al emisor con un mensaje RESV que contiene la Tspec del emisor y la Rspec (típicamente el ancho de banda) deseada. Este mensaje recorrerá el camino inverso a PATH. La siguiente Gráfica muestra el protocolo de señalización de reservas RSVP Gráfica 8. Reserva mediante RSVP 45

46 Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS Su desventaja son los problemas de escalabilidad que presenta debido a la necesidad de mantener información de estado en cada router, lo que hace muy complicado de aplicarse en grandes redes como Internet. DIFFSERV: Quiere evitar los problemas de escalabilidad que plantea Interserv/RSVP. Se basa en marcar los paquetes con una etiqueta y acordar con todos los routers un tratamiento según la etiqueta: No hay reserva de recursos por flujo, es decir, los routers no ven los flujos. No hay protocolo de señalización. No hay información de estado en los routers, Tabla 4. Características de los servicios Diferenciados Servicio Características Expedited Forwarding Es el que más garantías ofrece. Equivale a una línea dedicada. Garantiza todo: Caudal, tasa de pérdidas, retardo y jitter. 46

47 Assured Forwarding Best Effort Asegura un trato preferente, pero sin fijar garantías. Se definen cuatro clases y en cada una tres niveles de descarte de paquetes. Ninguna garantía. Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS IPv6 La versión del protocolo de internet (IP) utilizada en la actualidad es la número 4, la cual es capaz de generar millones de direcciones IP, se podría pensar que esta cantidad de direcciones son suficientes, pero con la creación de tantos dispositivos que necesitan direccionamiento IP estas direcciones se están disminuyendo rápidamente, para solucionar este problema en 1994 se creó IPv6 9 o IPNG (Next Generation Internet Protocol) el cual fue diseñado por el IETF (Internet Engineering Task Force), la cual utiliza 128 bits y no 32 bits como la versión 4. Poniendo en funcionamiento IPv6 habría suficientes direcciones para todas las maquinas y dispositivos dentro de Internet y de esta manera volvería a ser una red de extremos. Permitirá una conexión mucho más eficaz, ya que utilizan una cabecera de paquete diferente, añadiendo a los datos actuales otros datos tales como etiquetas de contenido, lo que a su vez permitirá optimizar las transferencias ya que podrá dar prioridad a archivos determinados y esto a su vez permitiendo que sea el usuario el que decida estas prioridades. En teoría es una práctica factible y beneficiosa pero hay que tener en cuenta que para poder migrar de la versión 4 a las versión 6 los proveedores del servicio de internet (ISP) deberán realizar una gran inversión sobre todo porque debe mantenerse la compatibilidad entre los protocolos durante un tiempo determinado, mientras se migra de la versión 4 a la versión 6 de IP. La falta de direcciones en Internet fue la mayor causa por la cual se inicio la búsqueda de un nuevo protocolo que soportara todos los equipos y dispositivos que diariamente surgen con la capacidad de conectarse por medio de diferentes tecnologías a Internet y hacer uso de direcciones IP. Se podría decir que el protocolo IPV6 entraría a remediar los inconvenientes que su antecesor IPV4 tiene hoy en día, como son; El espacio reducido en el direccionamiento. El tamaño de las direcciones IP cambia de 32 bits a 128 bits, para soportar más niveles de jerarquía de direcciones y más nodos direccionables. Paquetes IP eficientes y extensibles, sin que haya fragmentación en los routers alineados a 64 bits y con una cabecera de longitud fija, más simple, que agiliza su procesado por parte del router. Posibilidad de paquetes con carga útil de datos de más de bytes. La 9 RFC 2460 Internet Protocol, Versión 6 (IPv6) 47

48 seguridad en el núcleo del protocolo (IPsec). Capacidad de etiquetas de flujo, esta capacidad puede ser usada por un nodo origen para etiquetar paquetes pertenecientes a un flujo de tráfico particular que requiere manejo especial por los routers IPV6, tal como calidad de servicio no por defecto o servicios en tiempo real. Plug & Play; Autoconfiguración de direcciones es más simple, sobre todo en direcciones Aggresgatable Global Unicast, los 64 bits superiores son separados por un mensaje desde el router (Router Advertisement) y los 64 bits más bajos son separados con la dirección MAC. En este caso, el largo del prefijo de la subred es de 64, por lo que no hay que preocuparse por la máscara de red. Mejor calidad de servicio (QoS) y clase de servicios (CoS), mejor capacidad de autenticación y privacidad y por último las características de movilidad 10. Descripción de la cabecera de un formato IPv6: Imagen 1. Cabecera IPv6 Fuente: IPTV. Protocolos empleados y QoS Longitud de carga útil: es la longitud de los propios datos, y puede ser de hasta bytes. Tiene una longitud de 16 bits es decir 2 bytes. Siguiente cabecera: emplea sucesivas cabeceras encadenadas. En muchos casos ni siquiera es procesado por los enrutadores, sino tan solo extremo a extremo, posee una longitud de 8 bits o 1 byte. Limite de saltos: Tiene una longitud de 8 bits. Clase de tráfico o Prioridad: es equivalentes a TOS en IPv4. Tiene una longitud de 8 bits. 10 AMATRIAIN. Jon Goñi. IPTV Protocolos empleados y QoS. P

49 Etiqueta de flujo: para permitir tráficos con requisitos de tiempo real. Tiene una longitud de 20 bits. Otra característica importante que cabe resaltar de IPv6 es su múltiple direccionamiento, ya que utiliza los mecanismos de anycast y multicast. En anycast, un paquete es enviado a una dirección anycast el cual es entregado en una de las interfaces identificadas con dicha dirección. Permite crear, ámbitos de redundancia, de forma que varias maquinas puedan ocuparse del mismo trafico según una secuencia determinada. En el segundo direccionamiento un paquete es enviado a una dirección multicast el cual es entregado a todas las interfaces identificadas por dicha dirección. El objetivo de este tipo de paquetes es aplicaciones de retransmisión múltiple. 2.2 TECNOLOGIAS DE IPTV VoD Traduce video bajo demanda, del inglés video on demand (VoD), es un servicio de televisión que permite al usuario el acceso a contenidos multimedia de forma personalizada ofreciéndole, la posibilidad de solicitar y visualizar una película o programa concreto en el momento exacto que el usuario lo desee. Este sistema conlleva a la posibilidad de visualización en tiempo real o descargándolo en un dispositivo de almacenamiento como puede ser un ordenador, una grabadora de vídeo digital o un reproductor portátil para verlo en cualquier momento. Este sistema de video bajo demanda contiene las funciones básicas de vídeo, como por ejemplo la opción de detener el programa o reanudarlo en cualquier instante, llevarlo hacia delante y hacia atrás, verlo en cámara lenta o en pausa. Además VoD permite al usuario disponer del programa deseado sin depender de horarios fijos de programación. El espectador dispone de una amplia oferta de programas para visualizar o realizar un pago por ciertos programas como en el caso de Pago Por Ver (PPV). El cliente se conecta a un servidor de Video on Demand que dispone de un sistema alternativo a los tradicionales alquileres de películas. En los sistemas de streaming basados en disco se tiene la necesidad de un procesamiento adicional, ya que los archivos separados de avance rápido y retroceso deben ser almacenados en unidades de disco duro. En cambio, los 49

50 sistemas basados en memoria pueden ejecutar estos sistemas directamente desde la memoria RAM, ya que no necesita almacenamiento adicional. Existen dos maneras de distribuir VoD; la primera es por medio de la LAN, por medio de esta se puede realizar una distribución más rápida a los usuarios. En cambio, si se hace a través de una red WAN, la respuesta es más lenta pero el alcance será mucho más amplio. Los servicios de descarga de VoD son posibles en casas con conexión vía cable coaxial o bien por medio del servicio de ADSL. VoD utiliza protocolos en tiempo real, como por ejemplo RTP (Real Time Protocol) sobre UDP (User Datagram Protocol) con el protocolo de control RTCP (Real Time Control Protocol). Además utiliza el protocolo de reserva de recursos RSVP (ReSerVation Protocol) NVOD El NVOD (Near Video On Demand) es un sistema de PPV (Pago por Ver) utilizado por difusores multicanal. Este sistema utiliza una gran cantidad de ancho de banda, comparable con los sistemas satelitales y los de televisión por cable. Se transmiten varias copias del programa en pequeños intervalos de tiempo aproximadamente cada 30 minutos, de este modo cualquier usuario puede ver el contenido desde el inicio sin tener que depender de horarios. Este sistema necesita una conexión con gran ancho de banda y generalmente sólo la ofrecen operadores con una gran capacidad técnica VIDEO STREAMING La tecnología streaming consiste en la distribución de audio o video a través de Internet. La palabra streaming hace referencia a una corriente continua, es decir, sin interrupción. Este tipo de tecnología necesita almacenamiento en un búfer, así a medida que va cargando se va escuchando o viendo el archivo. El streaming hace posible escuchar música o ver videos sin necesidad de ser descargados previamente. Antes de tener la tecnología streaming, reproducir el contenido multimedia a través de internet implicaba tener que descargar en su totalidad el archivo al disco duro. Como los archivos de audio y especialmente los de video suelen ser enormes, su descarga y acceso era una labor muy lenta. Sin embargo, con la tecnología del 50

51 streaming un archivo puede ser descargado y reproducido al mismo tiempo, lo que disminuye el tiempo de espera 11. Las siguientes tecnologías son utilizadas para garantizar el servicio de video streaming: Códec (Codificador - Decodificador): Son archivos presentes en el equipo receptor o transmisor que permite a uno o varios programas descifrar o interpretar el contenido de un determinado tipo de archivo multimedia. Protocolos Ligeros: UDP y RTSP estos protocolos permiten la entrega de paquetes de datos desde el servidor a el receptor se haga con una velocidad mucho mayor que la que se obtiene por medio de los protocolos TCP y HTTP. Esta eficiencia es alcanzada por una modalidad que favorece el flujo continuo de paquetes de datos, cuando TCP y HTTP sufren un error de transmisión, siguen intentando transmitir los paquetes de datos perdidos hasta conseguir una confirmación de que la información llegó en su totalidad, sin embargo, UDP continúa mandando los datos sin tomar en cuenta interrupciones, ya que en una aplicación multimedia estas pérdidas son casi imperceptibles. Precarga: La entrega de datos desde el servidor al receptor puede estar sujetas a demoras conocidas como LAG (retraso, en inglés), un fenómeno ocasionado cuando los datos escasean, esto se da debido a interrupciones en la conexión o por sobrecarga en el ancho de banda. Por tanto, los reproductores multimedia precargan, o almacenan en el buffer, que es una especie de memoria, los datos que van recibiendo para así disponer de una reserva de datos, con el objeto de evitar que la reproducción se detenga SET-TOP BOX (STB) Es el encargado de recibir una señal digital, en cualquiera de los estándares existentes (cable, satélite, terrestre, IPTV), realiza una comprobación de permisos y verifica que se tenga la autorización para ver la señal correspondiente, la demodula y la envía al televisor 12. Gracias a este dispositivo se tiene acceso a la televisión interactiva, de alta definición y a IPTV. El STB se hace necesario para

52 recibir esta señales dado que los televisores convencionales son analógicos lo que no permite que la señal entre directamente a él tv. Un STB puede llegar a ofrecer múltiples servicios como utilizarlo para grabar video (PVR, Grabadora de Video Personal), consultas meteorológicas, reservas de citas medicas o realizar compras, claro está si se dispone de interactividad. Incluso tienen la opción de conectarles dispositivos externos como son impresoras, teléfonos móviles, videocámaras entre otros muchos dispositivos externos. ESQUEMA STB: A continuación se mencionaran los pasos que sigue un STB para entregar la señal final al usuario: Primero se sintoniza una señal digital, dentro de la cual viene incluida la información de video y audio; en formatos MPEG2 o MPEG4 y la información de datos en formato DVB-SI (Digital Video Broadcasting Service Information). Seguidamente el STB separa las tres señales o los tres tipos de información para darle un trato independiente. El sistema de acceso condicional decidirá cuales son los permisos con los que cuenta el subscriptor para poder acceder a los contenidos que está recibiendo. De tener los permisos necesarios el STB decodificara la información. Luego de ser decodificados los paquetes de audio y video son enviados al televisor. Los paquetes de datos; audio, video e información, que se han recibido se ejecutaran en el momento que el usuario los solicite. ARQUITECTURA SET-TOP BOX: Para poder ejecutar los datos o programas descargados de la señal de datos, son necesarios una serie de elementos, los cuales son muy similares al esquema de capas de un ordenador. Se compone de los siguientes elementos: Hardware: Son los elementos físicos que conforman el STB, como es la CPU, la memoria, acceso condicional, decodificador, MPEGx, entre otros. Estos elementos depende del fabricante. 52

53 Sistema Operativo: El sistema operativo a diferencia de los sistemas operativos de los ordenadores, es que en los STB tiene que ser en tiempo real, ya que, operaciones como la decodificación MPEG necesitan que se realicen al instante. Ej. sistemas operativos: Linux, Windows CE y Psos. Middleware: Es la capa intermedia entre el hardware y el software, son un conjunto de módulos que permiten un desarrollo más eficiente de las aplicaciones. El middleware proporciona un API (Application Programing Interface) para cada uno de los tipos de programación que soporta. Capa de aplicaciones: Es donde residen las aplicaciones, que luego de ser descargadas podrán ser ejecutadas. A diferencia de las demás capas, esta no debe estar en operación siempre, sólo se ejecutará cuando el usuario lo disponga. 2.3 FABRICANTES DE TECNOLOGÍA En el mercado existe una gran variedad de fabricantes de tecnología relacionada con IPTV, algunos de ellos con arquitecturas abiertas y otros no, algunos con soluciones completas para un despliegue óptimo de IPTV y otros que fabrican solo un componente correspondiente a la arquitectura básica de IPTV. La infraestructura de IPTV cuenta con varios componentes fundamentales para poder proveer el servicio de IPTV sobre sus infraestructuras, son necesarios elementos como los encoder, servidores VoD, middleware, DSLAM, entre otros componentes los cuales se definirán a continuación ENCODER Dentro de los productos de IPTV están los denominados encoders, los cuales pueden ser un dispositivo o un software que tiene como función convertir la información de un formato a otro, para así poder obtener una señal estandarizada. A continuación se mencionan los encoders utilizados por empresas colombianas prestadoras del servicio de televisión por cable como son EDATEL, UNE Telecomunicaciones, EPM BOGOTA y ETP. El fabricante TANDBERG Television el cual hace parte del grupo empresarial de Ericsson propone el Ericsson EN8090 HD MPEG-4 AVC Encoder. Con unas excelentes especificaciones técnicas para un despliegue de IPTV con grandes beneficios y funcionalidades. 53

54 El EN8090 sobresale por su gran performance de codificación, soportando rangos en HD de 1080 x 1920 y en SD 576 líneas x 720, con gran calidad de imagen por debajo de los 6Mbps. Este nuevo rendimiento permite a los proveedores de servicios empaquetar mayor cantidad de información y de servicios sin verse en la necesidad de disminuir la calidad de imagen y por ende la calidad de servicio (QoS). El EN8090 está diseñado para integrarse en infraestructuras satelitales, cableadas o terrestres, y su presentación estándar incluye un solo canal de fabrica, pero soporta codificación de resolución dual; lo cual permite tener MPEG-4 AVC SD y HD simultáneamente en la misma entrada del dispositivo y además permite la interacción de operadores con infraestructuras híbridas (SD y HD) 13. La última de sus características, pero sin dejar de ser igual de importante que las anteriores es la interoperabilidad, ya que el EN8090 ha sido probado y preintegrado con los receptores de HD existentes en el mercado, superando más de 2 años de pruebas de laboratorio. Imagen 2. Encoder Tandberg EN8090 Fuente: En el mercado de los fabricantes de tecnología, relacionada con arquitecturas y despliegues de IPTV se encuentran muchas otras marcas competidoras. Se encuentra dentro de los fabricantes la marca Harmonic Inc. La cual posee dos líneas de encoders denominadas Ion y Electra; donde la primera soporta tecnología de compresión desde MPEG-2 hasta MPEG-4 AVC, tanto en HD como en SD. La segunda de estas líneas soporta estas mismas tecnologías pero se caracteriza por su innovadora arquitectura, por la convergencia que puede llegar a tener con nuevos servicios y su facilidad de despliegue en una arquitectura satelital, terrestre, cableada o de IPTV

55 2.3.2 GUÍA ELECTRÓNICA DE PROGRAMAS (EPG) Como su nombre lo indica es una guía de los programas con los que cuenta el proveedor de servicio, brindándole a los usuarios la posibilidad de escoger lo que desea ver por televisión, sin necesidad de recurrir al habitual zapping (salto entre un canal y otro). Permite realizar búsquedas seleccionando diferentes temas de interés; deportes, informativos, películas, series, etc. Además permite ver un resumen detallado sobre el titulo, director, personajes y demás características de la película. Por medio un grabador personal de video (PVR) se pueden grabar programas y películas, claro que se puede programar de tal manera que grabe cualquier película perteneciente a un actor, director o género. La transmisión de la guía electrónica se basa en el estándar de televisión digital DVB, viene encapsulada dentro la trama de transporte (transport stream), donde además de los paquetes correspondientes a las emisiones de los diferentes canales de televisión, se encuentran paquetes de datos propios de los servicios de información de las diferentes emisiones. Estos datos se encuentran estructurados en tablas y los datos específicos de la GEP (Guía Electrónica de Programas) se encuentran en la tabla de información de los servicios (Service Info Table; DVB- SI). Además la guía recoge información de otras tablas que vienen incluidas en las tramas de transporte, como son; la Tabla de Información de Eventos (EIT) y la Tabla de Descripción de Servicios (SDT). La primera contiene el estado y brinda información sobre los eventos presentes, pasados y futuros en emisión. La segunda detalla nombres y parámetros de servicios. Estos paquetes de datos llegan al STB donde son decodificados y procesados para extraer la información. En este aspecto sobresale la empresa Tribune Media Services 14 (TMS) con su amplia gama de servicios de guía electrónica de programación. Cuenta con soluciones para guía de televisión, películas, seguimiento a celebridades, mercadeo, publicidad y noticias. TMS es el líder mundial en televisión y contenido de entretenimiento, sirviendo hoy en día en aproximadamente 40 países, ayuda aquellas compañías proveedoras de servicio a formar su guía de contenido de una manera sencilla pero con los contenidos necesarios para los usuarios finales. Según TMS el año pasado en los estados unidos se registraron 1300 millones de entradas a salas de cine, con el contenido de películas que sugiere TMS, no será necesario ir a ninguna sala de cine ya que todas las películas estarán disponibles por medio del servicio de películas de TMS. También permite seguir a las celebridades favoritas ya que cuenta con grandes contenidos como son fotos, bibliografías, videos y noticias sin importar donde se está recibiendo la señal, bien sea en un televisor o en un dispositivo móvil. TMS se especializa en programas de

56 marketing directo, publicidad personalizada y promociona programas que llevan el mensaje a los clientes potenciales, las empresas especializadas en contenido multimedia encuentran en TMS una solución eficiente para atraer, retener y complacer a sus clientes. Por último News & Features es un producto líder de información y entretenimiento para los medio de comunicación impresos, electrónicos y de aire. Su variedad de contenido de artículos, columnas, caricaturas y juegos; estas características hacen de News & Features un distribuidor de grandes variedades de productos de información en línea GESTIÓN DE DERECHOS DIGITALES (DRM) Es un término que se refiere a las tecnologías de control de acceso usadas por editoriales y dueños de derechos de autor para limitar el uso de medios o dispositivos digitales. El DRM está siendo usado por compañías proveedoras de servicios como Sony, Microsoft y la BBC. El despliegue de los sistemas de IPTV ofrece infinitas posibilidades en un mundo de entretenimiento y alternativas de diferentes programas junto con capacidades interactivas. Sin embargo, las tecnologías que hacen posible IPTV también generan una amenaza a los modelos de negocio que soportan dichos servicios. La piratería se convierte en una gran preocupación para los propietarios de contenidos. Asegurar el éxito de IPTV pasa por eliminar fraudes de suscripción y servicio, en donde es de suma importancia desplegar infraestructuras que cuenten con robustas tecnologías de seguridad. La compañía Verimatrix 15 establece los estándares en protección de contenidos basada en software y tecnologías de mejora de ingreso en redes de televisión pagada, con una base de clientes global de proveedores de telecomunicaciones. El Sistema de Autoridad de Contenidos de Video (Video Content Authority System, VCAS) ofrece un avanzado conjunto de tecnologías que responde a los retos en seguridad de contenidos para las redes actuales y futuras. Las tecnologías criptográficas y de comercio electrónico ya probadas en Internet, permiten a VCAS ofrecer un nivel más sofisticado de protección de contenidos que los sistemas tradicionales basados en tarjetas inteligentes, vulnerables a las sofisticadas técnicas de ataque y clonación. VCAS elimina estas vulnerabilidades mediante el uso de protocolos bidireccionales y maduros, un sistema de pares de llaves pública/privada y certificados digitales X.509. Un sistema de seguridad descargable para clientes IPTV no sólo es más seguro, sino que permite el uso de decodificadores más económicos, al tiempo que permite renovar el software cliente para combatir cualquier ataque a la seguridad. Además, el modelo de seguridad de contenidos basado en software de Verimatrix puede ofrecer un nivel de protección más sofisticado en comparación

57 con los sistemas basados en tarjetas inteligentes, mediante una combinación de tecnologías innovadoras en proceso de patentado, que pueden detectar y alertar de la presencia de contenido robado por clonación de clientes. En la siguiente Gráfica se puede observar una solución total implementada por Verimatrix. Gráfica 9. Implementación solución DRM Verimatrix Fuente: El servicio que ofrece Verimatrix con su tecnología VCAS está siendo utilizado alrededor del mundo por empresas como Darty en Francia y On Telecoms en Grecia. No se podría afirmar que esta empresa es la única capaz de ofrecer este tipo de servicios, ya que también se encuentra la compañía rusa NetUP con su arquitectura propietaria y su solución DRM llamada IP CAS (Conditional Acces System for IPTV). Este sistema cuenta con grandes características y beneficios ya que su finalidad es limitar el acceso al contenido a través de su encriptación, de manera tal que solamente los usuarios registrados puedan decodificarlo y verlo. Los flujos encriptados se trasmiten a través de canales sin protección, por esta razón se hace necesario contar con este tipo de herramientas para controlar el acceso a la información SERVIDORES VoD En el área de servidores de video bajo demanda se encuentra el fabricante bitband, el cual hace parte de Motorola Company. Esta empresa señala el despliegue de su CDN (Content Delivery Network) en la infraestructura de UNE- Telecomunicaciones como uno de sus casos de éxito más recientes e importantes. Las características de la solución CDN de bitband llevaron a la empresa líder en 57

58 telecomunicaciones de Colombia y una de las más grandes en Latinoamérica a incluir esta solución en el despliegue del servicio de IPTV en el país. MaestroTM Bitband 16 junto con Vision, línea de servidores de streaming y grabación, proporcionan una plataforma administradora inteligente para entrega de contenido a través de la red. El módulo de Auto-CDN Maestro ofrece una adaptación dinámica al contenido en tiempo real de acuerdo al uso; maximizando el rendimiento de streaming, optimizando la capacidad de almacenamiento y reduciendo al mínimo la carga de red. Es el encargado de la distribución automática, así como de la eliminación de contenido basado en estadísticas de uso real y de datos de concurrencia, los cuales se fueron recopilando durante todo el ciclo de vida del contenido. CDN ofrece gran flexibilidad para adaptar cambios en el tamaño y en la topología de red, sin tener que realizar bastas inversiones en dichas redes y ahorrando costos en términos de streams concurrentes, unicast y canales de grabaciones en vivo. La arquitectura jerárquica reduce la cantidad requerida de almacenamiento en sitios remotos, ubicando el contenido de mayor demanda más cerca de los abonados, mientras que la larga cola de contenido se almacena en una ubicación central. Gráfica 10. Despliegue jerárquico de servidores en red de video

59 Fuente: Por otra parte también se encuentra el fabricante Ruso Elecard con su producto para soluciones IPTV en cuanto a servidores VoD, llamado V-Cinema VoD. Este producto cuenta con características técnicas aceptables para un despliegue de IPTV ya que soporta múltiples formatos de codificación (MPEG-2, AVC, WMV), maneja sistemas operativos desde Windows hasta Linux. Soporta set-top-box IP de varios fabricantes, permitiéndoles a los proveedores de servicio llevarle a los abonados un servicio más económico y a su vez rentable para los operadores PELÍCULAS EN SERVIDORES Acerca del contenido incluido en los servidores y específicamente sobre las películas de VoD, se encuentran en el mercado empresas como DLA 17 ; una de las primeras empresas en proveer soluciones a la carta como son VoD y Pago Por Ver (PPV) para Latinoamérica y el Caribe. Se encarga de entregarle al usuario el contenido digital cuando lo desee y donde lo desee, es decir, no sólo presta el servicio sobre VoD sino también para televisión, banda ancha y telefonía móvil. Esta empresa inició su expansión en Latinoamérica y el Caribe en el año 2000, enfocándose en las necesidades del cliente y en generar una cercana afinidad con la dinámica del mercado. Estos dos aspectos generan grandes beneficios para los usuarios, ya que DLA desarrolla productos con el fin de brindar mejor y mayor contenido a sus afiliados y por consecuencia a sus respectivos abonados. DLA

60 distribuye canales musicales, audio digital y Rush HD. Este último es la primera y más completa red de Alta Definición que se emite en la región y opera 7 x 24, ofreciendo todo tipo de contenido con tecnología de vanguardia, filmado originalmente en Alta Definición (HD) con sonido estéreo envolvente 5.1 Dolby Digital MIDDLEWARE En cuanto al middleware utilizado para el despliegue de IPTV de UNE Telecomunicaciones se implementó ORCA Interactive 18 y específicamente el RightTv, el cual permite la disponibilidad del servicio de televisión en cualquier dispositivo basado en el protocolo de internet IP (TV, PC, móvil). Dispone de una convergencia para personalizar, desarrollar y mantener la interfaz de usuario disponible y de esta manera el proveedor del servicio pueda tener control total sobre sus servicios. Este servicio puede funcionar a través de redes IP o en las capas superiores del modelo OSI, los canales pueden ser proporcionados a través de cualquiera de los protocolos IP o DVB (Digital Video Broadcasting). Además cuenta con el servicio hibrido, lo cual significa, que si la infraestructura está basada en más de una red y posee diferentes dispositivos, también es soportada; permitiendo a los operadores de televisión aumentar la selección de servicios y contenidos. Existen en el mercado de las telecomunicaciones otros fabricantes con soluciones de Middleware como NetUP; el cual está compuesto por dos partes principales, un servidor Middleware y un cliente STB. Incluye una aplicación desarrollada en C++ que está instalada en las cajas decodificadoras, esta tecnología es conocida comúnmente como middleware IPTV de cliente enriquecido, el cual permite alcanzar un rendimiento de utilización de la interfaz de usuario en comparación con cualquier middleware basado en web, cabe además resaltar que dentro de sus funciones principales es la personalización de la interfaz de usuario. Otros servicios como EPG, VoD, Navegación Web, control de contenido y otros servicios más, hacen de NetUP una buena opción a la hora de buscar soluciones para servicios de IPTV STB Como se menciona anteriormente en el documento, el STB es el encargado de recibir una señal digital en cualquiera de los estándares (IPTV, terrestre, cable o

61 satelital) y demodular la señal para así ser proyectada a través del televisor, además realiza la comprobación de permisos acerca del contenido. Los fabricantes más importantes encargados de comercializar los Set-top Box en el mercado son; Amino Technologies, Telergy, D-Link, entre otros. En la línea de Amino Technologies se encuentra el dispositivo A140, uno de los más representativos en cuanto a STB. El A140 High Defintion IP-STB puede decodificar resoluciones de hasta 1920x1080 pixeles a 60Hz, de esta manera puede entregar gran calidad de imagen tanto en los televisores Plasma como en los LCD. Al soportar video codecs de baja velocidad ofrece a los proveedores la posibilidad de crecer en cuanto a servicios; mientras maximizan el uso del ancho de banda de la red, incrementándose el número de subscritores y el número de canales interactivos. Cuenta con un diseño compacto pero equipado con la tecnología necesaria, como el puerto HDMI, USB, AV analógico y S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Internacional) para entregar un alto performance. Además cuenta con el soporte de los diferentes middleware, exploradores y DRM con los que cuenta el mercado de IPTV 19. Imagen 3. Vista frontal STB Amino A140 Fuente: Imagen 4. Vista posterior STB Amino A

62 Fuente: En este amplio mercado de los STB s, también se encuentran empresas fabricantes y comercializadoras como TELERGY 20 con su solución en STB T502, la cual brinda el medio para servicios tales como IPTV, VoD, VoIP y/o e- commerce. Este dispositivo cuenta con aplicaciones propietarias de la empresa fabricante como el Turf Browser; navegador originalmente basado en el Webkit de Apple, se ha modificado y mejorado para obtener un rendimiento adecuado en un entorno integrado de STB. También cuenta con la posibilidad de mejorar sus aplicaciones y menús por medio de su sistema T-Flash, el cual le permite al usuario tener aplicaciones mucho más útiles y con una interfaz más agradable. Además el T502 es una buena solución para ofrecer IPTV o VoD, ya que soporta migraciones de codecs en el momento que se requieran, sin verse el proveedor de servicio en la necesidad de cambiar los dispositivos implementados. Imagen 5. Vista frontal STB Telergy T502 Fuente: Imagen 6. Vista posterior STB Telergy T

63 Fuente: Otras de sus principales características técnicas es el soporte de formatos de resolución NTSC, PAL, 1280x720pixels y 1920x1080pixels, también formatos de audio y video como; MPEG-2, MPEG-4, WMV9, DivX, MP3, WMA, entre otros. Además cuenta con actualización de software vía web y gracias a su puerto USB puede también ser actualizado su firmware por este medio DSLAM Son las siglas de Digital Subscriber Line Access Multiplexer, la traducción en español seria Multiplexor Digital de Acceso a la Línea de Abonado. Es un dispositivo ubicado en la central telefónica que brinda a los usuarios DSL (Línea de Abonado Digital) acceso a los servicios sobre cable de par trenzado de cobre. Es el encargado de concentrar el tráfico de todos los enlaces xdsl hacia una red WAN, como Internet. Esto es posible gracias a que la comunicación del DSLAM y el modem xdsl se realiza a través de dos interfaces ADSL; ADSL Terminal Unit- Remote (ATU-R) del lado del abonado y ADSL Terminal Unit-Central (ATU-C) del lado del proveedor de servicios, seguido debe ir ubicado un splitter (dispositivo que divide la señal telefónica en varias señales y cada una de ellas en frecuencias diferentes) para separar las señales de baja (telefonía) y alta frecuencia (datos). Como sólo se dispone de un par de hilos de cobre para enviar dos señales es posible mezclar éstas señales a través de un splitter en la central, en el momento de llegada de la señal a los hogares se puede conectar a un modem, por ejemplo para recibir los datos en un PC y conectar filtros a los aparatos telefónicos, para que permitan el paso de las frecuencias bajas. En la siguiente gráfica se muestra el esquema de comunicación entre el DSLAM y el abonado final a través de ADSL. Gráfica 11. Comunicación DSLAM ADSL 63

64 2.3.9 IP-DSLAM Es un nuevo protocolo de internet sobre servicios ADSL basado en IP. Estos nuevos DSLAMs ofrecen mayores ventajas sobre las tecnologías existentes y tradicionales, como por ejemplo el aumento de la velocidad y la gestión de los datos. Reduce la complejidad de la conversión de formatos de los datos, soluciona problemas como el de la congestión de tráfico con alta velocidad, cuentan con tecnología de conmutación Ethernet anti-bloqueo y además cuentan con características que proporcionan mecanismos óptimos para aplicaciones multicast de video. Gracias a esta nueva tecnología, las compañías prestadoras de servicios de telecomunicaciones cuentan con un método alternativo para desplegar de una manera más rentable redes sobre Ethernet, siendo las redes metropolitanas uno de sus usos más importantes. DSLAM SmartAX MA Series hace uso de su gran capacidad de conmutación central IP para realizar la conversión ATM a IP en tarjetas de interfaz de línea xdsl. El diseño IP permite emplear su gran capacidad de conmutación en el backplane para proveer a los puertos grandes anchos de banda. Es compatible con múltiples interfaces GE/FE, lo que elimina el cuello de botella del ancho de banda ascendente. Puertos con grandes anchos de banda permiten la expansión flexible a través de la capacidad de conexión en cascada y de alto

65 punto. Aprovecha al máximo la arquitectura de conmutación de capa 3 para proveer un poderoso backplane y soportar la velocidad de cable ADSL. El suscriptor puede evolucionar sin tener que configurar el ATM PVC o realizar algún cambio del lado del usuario o de la red, lo cual incrementa considerablemente la velocidad de acceso y facilita la prestación de nuevos servicios. Soportar multidifusión gracias a su funcionamiento sobre IP, lo cual permite ofrecer servicios de multidifusión y VoD a través del DSLAM. En cuanto a seguridad el MA5300 cuenta con autenticación y facturación a través de los protocolos PPPoE (Protocolo punto a punto sobre Ethernet), PPPoA (Protocolo punto a punto sobre ATM), IPoA (Protocolo de Internet sobre ATM) e IPoE (Protocolo de Internet sobre Ethernet). Además de proporcionar seguridad en la red, la combinación cuenta + enlace protege a los proveedores de servicios contra pérdidas en los ingresos. La tecnología ADSL2+ incluida en el SmartAX MA5300 es el estándar desplegado por la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) y específicamente por el sector de estandarización (ITU-T) para reemplazar ADSL2. Este nuevo estándar posee tres características relevantes que lo hacen superior a su antecesor; en cuanto a la cobertura se refiere ADSL2+ alcanza hasta los 6Km de distancia; la velocidad de transmisión en cuanto a Uplink/Downlink puede alcanzar 1.5M (Uplink) y 25M (Downlink). En la distancia máxima de 6Km se han puesto a prueba las velocidades de transmisión, las cuales varían para Uplink (416k) y Downlink (736k). Por último ADSL2+ permite el control dinámico de consumo de energía, es decir, reduce el consumo de energía y el costo operacional de los proveedores de servicios entre un 33% y un 50% REDES ACADÉMICAS DE ALTA VELOCIDAD Originalmente Internet se formó como un conjunto interconectado de redes informáticas entre sitios académicos que cooperaban voluntariamente. Actualmente Internet incorpora interconexiones de lugares de todo tipo, por lo cual el tráfico a través de esta red está bastante congestionado, y su acceso está regido casi completamente por las ofertas comerciales, chats, redes sociales y pornografía. Varios grupos académicos empezaron a gestar la idea de redes exclusivamente académicas en las cuales se pudieran experimentar nuevas tecnologías de comunicación, atendiendo las necesidades de investigación muy exigentes en términos de capacidad computacional y ancho del canal de comunicaciones, tratando al mismo tiempo de preservar el espíritu académico original de Internet,

66 aportando los costos de manera cooperativa. Este tipo de redes se están formando como organizaciones nacionales (National Research and Education Networks, NRENs), bajo políticas de interconexión interna y externa. Las redes académicas de alta velocidad son un conjunto de conexiones de alta capacidad, principalmente en fibra óptica, sobre diversos medios de transporte, principalmente ATM. El protocolo IPv6 haciendo puente sobre IPv4, el protocolo IPv6, con o sin redes académicas avanzadas, está siendo introducido progresivamente en todas las redes para poder expandir el espacio de direcciones de IPv4 y poder incorporar un conjunto de servicios mejorados. Existiendo conexión a una red académica avanzada, es técnicamente posible conectar estaciones de trabajo convencionales como Microsoft o Linux, sólo con un mínimo de configuración adicional. Básicamente son redes de alta capacidad y tráfico restringido a sitios académicos, sobre dichas redes pueden emplearse diversas tecnologías convencionales, como por ejemplo la videoconferencia multipunto o aprovecharse para nuevas tecnologías y combinaciones de tecnologías que no son prácticas sobre Internet, como por ejemplo mallas de supercomputadores o teleprocesos. Los anchos de banda utilizados son superiores a los empleados en las redes tradicionales que vemos en Colombia. En el país existen hasta el momento 8 redes académicas de alta velocidad, la cuales son: RUMBO (Red Universitaria Metropolitana de Bogotá), RUANA (Red Universitaria Antioqueña), RUAV (Red Universitaria de Alta Velocidad del Valle del Cauca), UNIRED (Corporación Red de Instituciones de Educación, Investigación y Desarrollo del Oriente Colombiano), RUP (Red Universitaria de Popayán), RADAR (Red Universitaria del Eje Cafetero), RIESCAR (Red de Instituciones de Educación Superior de Cartagena de Indias) y RUTACARIBE (Red Universitaria de Tecnología Avanzada del Caribe). Estas redes se encuentran interconectadas a una velocidad de 200Mbps, conformando la Red Nacional de Tecnología Avanzada (RENATA), la cual a su vez está conectada con la red latinoamericana CLARA (Cooperación Latino Americana de Redes Avanzadas), permitiendo ésta la conexión a instituciones de países latinoamericanos. Además permite la conexión con universidades en Estados Unidos y en Europa, donde se encuentran Internet2 y Geant respectivamente 23. Las redes avanzadas aparecen como una necesidad a las demandas de intercambio de información, a los nuevos servicios que pueden surgir gracias a estas redes con anchos de banda superiores, al desarrollo educativo y social. Se

67 requieren nuevos espacios para la interacción de la comunidad científica, espacios dedicados, libres de toda esa información basura que circula normalmente a través del Internet convencional y de las limitaciones con las que éste cuenta. Dichas redes entran a suplir esa necesidad de compartir información, para así poder obtener nuevas y mejores modalidades de aprendizaje. La investigación y la interacción de la comunidad científica requieren del intercambio de grandes cantidades de información, para lo cual las redes académicas de alta velocidad se convierten en el medio más apropiado para todo este flujo de información. Estas redes tienen un sin número de aplicaciones en áreas como la robótica, educación virtual, bibliotecas digitales, bio-informatica, sismología, climatología, laboratorios remotos, videoconferencia, VoIP, telemedicina e IPTV. Sin duda, al hablar de redes de alta velocidad se debe hablar obligatoriamente de los retos y avances que deben lograr dichas redes para poder cumplir con su misión. Uno de los grandes retos, es buscar la cofinanciación de RENATA y la conexión internacional, ya que sólo hasta el 2011 se cuenta con un subsidio substancial por parte del gobierno nacional y específicamente del Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones TIC. A partir de allí las universidades tendrían que seguir asumiendo el pago de las redes y de su administración. Claro está que se podría pensar en que el gobierno nacional, debería seguir asumiendo estos costos y los presentara no como un gasto para la nación sino como una inversión necesaria para el desarrollo tecnológico y competitivo del país. También se podría buscar la manera de que la industria privada patrocine y subsidie las redes académicas, ésta podría ser una solución para que siguieran existiendo y funcionando. El segundo de los retos que debe asumir las redes académicas de alta velocidad es lograr la divulgación y uso de dichas redes. Debe lograr que las comunidades académica e investigativa del país tengan conocimiento de su existencia y que además conozcan los potenciales usos de dichas redes, para que las utilicen al máximo en proyectos académicos que beneficien a la sociedad colombiana. La divulgación masiva de las redes académicas permitirá en un futuro reducir la brecha tecnológica que existe entre los países desarrollados y los subdesarrollados RENATA 24 RENDON, Héctor. RUMBO RENATA CLARA: Un Camino hacia la eciencia. P

68 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS 25 : RENATA transita sobre un ancho de banda de 200 Mbps, dicha infraestructura está basada en una topología de estrella jerárquica donde el punto central es la sede Morato de Colombia Telecomunicaciones en Bogotá, los puntos de la estrella los conforman los nodos principales de las Redes Académicas Regionales de las ciudades de Cali, Barranquilla, Medellín, Bucaramanga, Pereira (Eje Cafetero), Popayán y Bogotá, en donde se interconectan a cada uno de los operadores locales que manejan las redes metropolitanas de las universidades. La transmisión se realiza por la red MPLS (Multiprotocol Label System) de Colombia Telecomunicaciones a nivel de E1 s con un tiempo de convergencia de la red MPLS del anillo nacional de fibra óptica de 50ms de acuerdo con el modelo planteado. Entre los mecanismos de acceso soportados se cuenta con servicios para interfaces Ethernet 10/100/1000 tanto en los multiplexores como en los enrutadores. Igualmente, los puertos sobre los servicios soportan transporte transparente ( Port Mode ) a través de VLANs o también por medio de Stacked VLANs para conexiones virtuales a través de un mismo puerto. Los nodos de acceso con interfaces 10/100BASE T son los encargados de recibir los enlaces de los operadores locales de cada red regional. Cada nodo de la red se interconecta a través de una interfaz GigaEthernet o FastEthernet de acuerdo con la topología de cada operador local. Cada nodo de acceso maneja 200Mbps hacia el nodo de concentración en Morato-Bogotá, garantizando los tiempos de convergencia de 40 ms en caso de falla de la red MPLS. La capacidad actual de cada uno de los enlaces a nivel nacional es de 200 Mbps en MPLS. Esta capacidad es entregada por la red MPLS de Colombia Telecomunicaciones a nivel de 5*E1 s en cada uno de los nodos de las

69 diferentes redes como Barranquilla, Bucaramanga, Cali, Popayán, Medellín, Eje cafetero y Bogotá. La red MPLS entrega su capacidad en E1 s a un equipo multiplexor Metro 500 a nivel nacional, Metro 1000 en Bogotá en interface G703, el equipo multiplexor agrupa los E1 s y los entrega en interface Ethernet al equipo enrutador Cisco 7606 conformando de esta manera la red nacional. Los operadores entregan en interface Ethernet a un puerto FastEthernet del Cisco 7206, para el caso Bogotá la interconexión se realiza directamente al puerto FastEthernet del equipo a nivel de 802.1q. La topología en anillo de la red RENATA es ilustrada en la siguiente gráfica: Gráfica 12. Conexión redes académicas nivel nacional, RENATA Fuente: 69

70 2.4.2 RUMBO 26 Es la Red Universitaria Metropolitana de Bogotá, formada inicialmente por 16 instituciones en el año 2003, actualmente cuenta con 24 instituciones. Para finales de 2004 se hacían las primeras pruebas de conectividad entre la Universidad Javeriana y el Politécnico Gran Colombiano y en el año 2005 el gobierno nacional pide que RUMBO sea un ente jurídico. Nace de esta manera la Corporación RUMBO, encabezada por un Director Ejecutivo (Representante Legal). Cuenta con un Comité Directivo; el cual es el encargado de definir, gestionar y promover las actividades de la red, un comité técnico; encargado de los aspectos tecnológicos que involucran a la red, un comité académico; que gestiona y promueve el desarrollo de proyectos académicos y de investigación. Por último cuenta con grupos de trabajo, los cuales ejecutan los proyectos específicos definidos por los comités. Tiene como objetivo principal agrupar las entidades de educación superior y centros de investigación, para buscar el mejoramiento continuo de sus miembros mediante la utilización de últimas tecnologías de la información y las comunicaciones. Participar en proyectos regionales, nacionales e internacionales que permitan a sus miembros mejorar los procesos educativos e investigativos. Además de incentivar la creación de nuevos contenidos de investigación para la utilización y divulgación de estas nuevas redes. Cabe resaltar que RUMBO no sólo está abierta para Universidades, sino también para instituciones académicas, museos, bibliotecas, hospitales y demás entidades que de una u otra forma hagan parte de la educación y el aprendizaje colectivo. Dentro de sus características técnicas RUMBO cuenta con una red MPLS (Multiprotocol Label System), con un ancho de banda de 60Mbps (hasta el proveedor de la red, Telmex) para cada una de las universidades o instituciones conectadas y las cuales cuentan con un canal de 200Mbps a través de RENATA, todas las conexiones son mediante fibra óptica para garantizar los anchos de banda. Gráfica 13. Esquema de Conexión Redes Académicas de Alta Velocidad 26 RENDON, Héctor. RUMBO RENATA CLARA: Un Camino hacia la eciencia. P

71 Fuente: RENDON, Héctor. RUMBO RENATA CLARA: Un Camino hacia la eciencia Para cumplir con el propósito por el cual se han creado estas redes y se ha desplegado toda esta infraestructura, actualmente se desarrollan proyectos de interconexión de bibliotecas (Metabuscador), videoconferencia, E-learning (educación y capacitación virtual), canales de televisión (Rumbo Tv, Poli Tv) emisoras radiales, telemedicina, parques tecnológicos, laboratorios virtuales y Grid Computing (Supercomputación). Son muy pocos los proyectos que actualmente se desarrollan, teniendo en cuenta el potencial que pueden llegar a tener estas redes académicas. Los usos y la divulgación no han sido un común denominador en la región, ni tampoco a nivel nacional, esto impide que los estudiantes aprovechen el medio para proponer y realizar proyectos investigativos de alto impacto en la región CLARA 27 América Latina cuenta hoy con una infraestructura de redes avanzadas, la cual sólo se podía imaginar hace sólo diez años. En ese lapso de tiempo, se creó CLARA, Cooperación Latino Americana de Redes Avanzadas, organización de derecho internacional sin fines de lucro, con existencia legal a partir del 23 de diciembre de 2004, fecha en la cual fue reconocida por la legislación de la República Oriental del Uruguay

72 CLARA se define como un sistema latinoamericano de colaboración mediante redes avanzadas de telecomunicaciones para la investigación, la innovación y la educación. Cuenta con 17 miembros; Argentina, Bolivia, Brasil, Colombia, Costa Rica, Cuba, Chile, Ecuador, El Salvador, Guatemala, Honduras, México, Panamá, Paraguay, Perú, Uruguay y Venezuela. En la actualidad, sólo trece países están conectados a RedCLARA. Los países no-conectados son; Bolivia, Paraguay, Cuba y Honduras. Los dos últimos se consideran miembros no-activos, pero se espera su incorporación plena en un futuro cercano. Los cuerpos de gobierno institucional de CLARA son el Directorio, (máximo organismo, integrado por el Presidente, Vicepresidente, Secretario, Tesorero y un Director), una Comisión Fiscal formada por tres miembros de la Asamblea no integrantes del Directorio, y una Comisión Técnica con siete miembros, ingenieros de las redes conectadas a RedCLARA, los cuales velan por el desarrollo, las implementaciones técnicas y la seguridad de la red. La Secretaría Ejecutiva de CLARA es el organismo encargado de la Dirección Ejecutiva de la organización, cargo de confianza del Directorio y la Asamblea. La Asamblea de CLARA sesiona cada seis meses para definir las líneas de acción y las políticas a ser implementadas. En la Asamblea, cada país cuenta con un representante RedCLARA 28 CLARA desarrolla y opera RedCLARA, red avanzada establecida en América Latina para la interconexión regional, desde el 1 de septiembre de RedCLARA comenzó a proveer conectividad directa a 155 Mbps al enlazar a las redes avanzadas de Argentina, Brasil, Chile, Panamá y México, y conectarlas con la red europea GÉANT a 622 Mbps mediante la conexión entre São Paulo (Brasil) y Madrid (España). Esta infraestructura se inauguró oficialmente el 17 de noviembre de 2004, en el Foro Ministerial de la Sociedad de la Información, realizado en Río de Janeiro. Durante 2005, las redes avanzadas de Uruguay, Perú, Costa Rica, Panamá, Guatemala, El Salvador y Ecuador se conectaron a RedCLARA, lo que elevó el número de redes conectadas a doce. En 2006, llegaron a RedCLARA las redes de Colombia, Venezuela y Nicaragua. Sin embargo, ese mismo año Costa Rica decidió desconectarse por razones económicas, hecho que se revirtió a fines de

73 2009. En 2007 se iniciaron las conversaciones para la conexión de Bolivia, pero Nicaragua decidió poner fin a su conexión a RedCLARA y a su participación en CLARA por razones económicas. RedCLARA está basada en capacidades de telecomunicaciones contratadas a diversos operadores, sobre la cual se despliega una Red IP, tanto en IPv4 (versión 4 del Protocolo Internet) como en IPv6 (versión 6 del Protocolo Internet) de alta calidad. Así, RedCLARA se constituye en una plataforma tecnológica de última generación en redes avanzadas que permite la conectividad con anchos de banda no disponibles en redes comerciales, lo que entrega a los científicos, académicos e investigadores de América Latina, una infraestructura que les permite colaborar efectivamente con la comunidad científica global. Según datos extraídos del sitio web de CLARA, se estima que al considerar sólo a los países hoy conectados a RedCLARA, en ella participan 729 universidades en las que trabajan alrededor de 671 mil académicos, investigadores y estudiantes. La troncal (backbone) de RedCLARA está compuesta por siete nodos enrutadores principales, conectados en una topología lineal (punto-a-punto). Cada nodo principal (IP) representa a un PoP (Punto de Presencia) para RedCLARA. Seis se localizan en una ciudad de América Latina: São Paulo (Brasil), Buenos Aires (Argentina), Lima (Perú), Santiago (Chile), Ciudad de Panamá (Panamá) y Tijuana (México). El séptimo se ubica en Miami (Estados Unidos) y a él se conectan las redes centroamericanas (que prontamente pasarán a estar conectadas al nodo de Panamá). Todas las conexiones de las redes nacionales latinoamericanas a RedCLARA se realizan mediante uno de estos siete nodos. La conexión con Estados Unidos se lleva a cabo mediante los enlaces del nodo de Tijuana (México) con San Diego (Costa Pacífico de Estados Unidos) y del nodo de São Paulo (Brasil) con Miami. RedCLARA también está conectada con las redes de Europa (GÉANT), Asia y Pacífico (APAN, TEIN2), Canadá (CAnet4), la Cuenca del Mediterráneo (EUMEDCONNECT), entre otras. En la siguiente Figura, se ilustra la topología de la RedCLARA. Gráfica 14. Conexión RedCLARA 73

74 Fuente: El Grupo de Ingeniería de la Red (NEG) de CLARA está a cargo de la arquitectura e ingeniería de la red avanzada, los tipos de enlaces y los procedimientos de intercambio de tráfico. El Centro de Operaciones de la Red (NOC) es responsable de la administración, el control, el monitoreo y la operación diaria de todas las infraestructuras físicas y lógicas de la troncal. En la siguiente gráfica se puede apreciar el uso en porcentaje de los nodos distribuidos alrededor de América Latina, Centro América y Europa; particularmente en Madrid CLARA es una red operada por el proyecto DANTE, dentro del cual la interconexión inicial Europa-Latinoamérica está financiada por el proyecto ALICE. 74

75 Gráfica 15. Troncal RedCLARA Fuente: DANTE 29 DANTE (Delivery of Advanced Network Technology to Europe), es una organización establecida en el año de 1993 en Cambridge, Reino Unido. Es una sociedad de responsabilidad limitada y sin fines de lucro. La ubicación del lugar

76 fue escogida por medio de un concurso realizado para tal fin, el Reino Unido brindó beneficios fiscales que se constituyeron en factores significativos en la elección de lugar. DANTE fue creada por 11 redes académicas europeas con el fin de constituir una entidad eficiente y rentable, la cual pudiera coordinar los estudios de investigación, asegurara el resultado de los proyectos y que estuvieran al margen del presupuesto establecido para cada uno de ellos. Dentro de las actividades realizadas por la organización DANTE, se encuentra la gestión de nuevos proyectos de investigación europeos, estudios de viabilidad, redes de investigación tecnológicas, desarrollo de redes y prestación de servicios, además de la difusión de la información y atención al cliente. El propósito de DANTE es el de planificar, construir y operar redes de investigación Europeas, luego se le dio el nombre de Redes Nacionales de Investigación y Educación (NREN). Desde su creación en 1993 la red Europea ha pasado por cuatro generaciones; EuropaNET, RTE-34, TEN-155 y ahora GEANT. La red GEANT es la infraestructura más rápida y fiable de comunicaciones en Europa, sirviendo de apoyo a todos los proyectos de investigación, así como a toda la comunidad educativa, con propuestas innovadoras para hacer uso de esta infraestructura. El proyecto GEANT ha pasado por varias etapas y en este momento se encuentra en su tercera generación iniciada desde el 1 de Abril de GEANT3 (GN3) cuenta con la colaboración de la Comisión Europea (CE), la cual ha inyectado para la tercera fase de GEANT un capital aproximado de 93 millones de euros, para cuatro años que cubre dicha etapa. Gráfica 16. Conexión GEANT con el mundo Fuente: 76

77 2.4.6 INTERNET2 Aparece internet2, la cual no es más que una red mucho más rápida que la que se utiliza convencionalmente, las aplicaciones desarrolladas utilizarán un completo conjunto de herramientas y servicios que no existen en la actualidad; por ejemplo, uno de estos servicios es conocido como la garantía de servicio o calidad de servicio (QoS). Actualmente toda la información en Internet viene dada con la misma prioridad, como si ésta pasara a través de toda la red de un ordenador a otro. QoS permitirá que las aplicaciones dispongan del ancho de banda o la prioridad requeridos. Esto permitirá a dos ordenadores comunicarse a altas velocidades necesarias para una interacción en tiempo real. Cabe resaltar la diferencia de velocidad que tendrá Internet2, será mucho más rápida que la World Wide Web (WWW). Se estima que una red de 100 a 1000 veces más rápida que permitirá a las aplicaciones cambiar el modo de trabajar e interactuar con los ordenadores. Aplicaciones como las bibliotecas digitales cambiarán el modo que tienen las personas de usar los ordenadores para aprender, comunicarse y colaborar entre sí. Internet2 es una red similar al Internet convencional, pero con grandes capacidades, la cual tiene a su disposición la última tecnología. La creación de Internet2 se basa en la colaboración entre las universidades del país (EE.UU), la cual es administrada por la Corporación Universitaria para el Desarrollo Avanzado de Internet (UCAID) y tiene como objetivo principal desarrollar las próximas generaciones de aplicaciones telemáticas para facilitar los proyectos de investigación y educación de las universidades, además de ayudar en la formación de personal capacitado en el uso y manejo de redes avanzadas de cómputo. Algunas de las aplicaciones que se pueden desarrollar son telemedicina, bibliotecas digitales, laboratorios virtuales, visualización de modelos 3D, entre otras muchas aplicaciones. Todas éstas no son posibles de desarrollar con la tecnología existente. El backbone de Internet2 (la red Abilene y la red vbns) tiene velocidades que superan los 2 Gbps, y las conexiones de las universidades a este backbone varían entre los 45 Mbps y 622 Mbps. Internet2 es una red de investigación y educación que une los equipos de las instituciones que la conforman, sin proporcionar enlaces como la WWW o el correo electrónico. Los desarrollos harán posible hacerlo, de cualquier manera, pronto se encontrará la forma de introducir cualquier red de ordenadores, 77

78 incluyendo Internet. Las aplicaciones y equipos proporcionados por Internet2 transformarán la manera que tiene la gente de trabajar con los ordenadores. Gráfica 17. Red Internet2 Fuente: REDES DE NUEVA GENERACIÓN El concepto de NGN o Redes de Nueva Generación se ha implantado para tener en cuenta los nuevos servicios en el área de las telecomunicaciones, caracterizados por factores tales como: la competencia entre operadores, el gran auge del tráfico digital como por ejemplo internet, demanda creciente de nuevos servicios multimedia, convergencia de redes y servicios, entre otros. Las redes de próxima generación están basadas en paquetes para suministrar servicios de telecomunicaciones en múltiples tecnologías de acceso a banda ancha, apropiadas para garantizar calidad de servicio (QoS). 78

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