Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica

Transcripción

1 Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica IE 0502 Proyecto Eléctrico Análisis de la tecnología IPTV, articulación de propuesta para la implementación de un plan piloto Por: Eider Gutiérrez Vargas Ciudad Universitaria Rodrigo Facio Diciembre del 2007

2 Análisis de la tecnología IPTV, articulación de propuesta para la implementación de un plan piloto Por: Eider Gutiérrez Vargas Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal: Ing. Giovanni Alvarado Morales Profesor Guía Ing. Mario Rojas Marenco Profesor lector Ing. Javier Sánchez Loria Profesor lector ii

3 DEDICATORIA Este proyecto se lo dedico a Dios y a Santo Domingo Savio, sólo con su ayuda he llegado hasta aquí. A mi papá Edgar y a mi mamá Rosario por el apoyo y confianza que me brindaron durante todos estos años de arduo trabajo. A mis hermanos Harold y Edgar, que estuvieron siempre conmigo apoyándome y aconsejándome. A mi novia Adriana, por darme el apoyo en los momentos más duros de la carrera y ser mi soporte en el final de esta. A Don Elías y Doña Isabel, por darme la comprensión y ayuda para lograr mis objetivos y llegar a ser un profesional. A mis amigos y demás personas que de alguna u otra forma me ayudaron a alcanzar mis metas. Para todos ellos es esto. iii

4 RECONOCIMIENTOS Agradezco a mi profesor guía, el Ing. Giovanni Alvarado Morales, por el apoyo que me brindó desde un inicio para finalizar mi carrera. A los miembros del tribunal examinador Ing. Mario Rojas Marenco e Ing. Javier Sánchez Loria, por su ayuda incondicional a lo largo del proyecto. A la Universidad de Costa Rica y a la Escuela de Ingeniería Eléctrica, por brindarme las bases y herramientas para llegar a ser un profesional. A RACSA y todos sus empleados, por el apoyo que me brindaron para cumplir mi objetivo de ser ingeniero. A todos mis amigos y compañeros que hayan compartido conmigo a lo largo de mi carrera universitaria, gracias por estar ahí, sin ustedes esto no sería posible. iv

5 ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS... vii ÍNDICE DE TABLAS... ix NOMENCLATURA... x RESUMEN... xiii CAPÍTULO 1: Introducción Justificación Objetivos Objetivos generales Objetivos específicos Alcance y Metodología... 3 CAPÍTULO 2: Desarrollo teórico Qué es IPTV? Diferenciación de Servicio Cómo funciona? Procesamiento del Video MPEG Paquetización hacia IP Transporte y Manejo del Video Protocolo de Transporte UDP Protocolo de Streaming en tiempo real RTP, RTCP y RTSP RTP RTCP RTSP Protocolo SIP Protocolo IGMP IGMP v IGMP v IGMP Snooping MPLS Unicast y Multicast Unicast Multicast Arquitectura de IPTV Núcleo de Contenido Equipo Head-End Middleware v

6 Servidores de contenido bajo demanda (VoD) Protección de Contenido Red de Transporte Red de Acceso Ultima Milla Set Top Boxes - STB Correspondencia de protocolos y elementos en la arquitectura IPTV CAPÍTULO 3: Situación Actual IPTV en el Mundo IPTV actualmente Europa Asia Norte América Latinoamérica IPTV Forum Aceptación del Mercado Tendencia Mundial CAPÍTULO 4: Opciones Tecnológicas en el Mercado Mundial Opciones y soluciones entorno a IPTV ECI Telecom Cisco Systems Scientific Atlanta VHE D90XX Scientific Atlanta STB Motorola STB Versiones VIPXX Video Servers Conectividad y Acceso Encoders o VHE Minerva Networks itv Manager Minerva Video Head End VC Orca Interactive Microsoft - Mediaroom Kasenna Amino Secure Media MTS Distribución y comparación del Mercado CAPÍTULO 5: Propuesta Plan Piloto Introducción vi

7 5.2 Justificación Objetivo y Alcance de la Propuesta Caracterización de la Propuesta Localización Geográfica y población Contenido IPTV a entregar Opciones tecnológicas a considerar Recomendaciones para el Personal Costos de la Propuesta CAPÍTULO 6: Conclusiones y recomendaciones Conclusiones Recomendaciones BIBLIOGRAFÍA ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Arquitectura General IPTV... 9 Figura 2.2 Sistema General MPEG Figura 2.3 Digitalización del Audio Figura 2.4 Digitalización del Video Figura 2.5 Encabezado de un PES Figura 2.6 Cabecera de un Stream de Transporte Figura 2.7 Modelo OSI para IPTV Figura 2.8 Cabecera de un paquete UDP Figura 2.9 Cabecera de un paquete RTP Figura 2.10 Cabecera de un paquete RTCP Figura 2.11 Cabecera del Protocolo IGMPv Figura 2.12 Cabecera del Protocolo IGMPv Figura 2.13 Funcionamiento IGMP Figura 2.14 Cabecera MPLS Figura 2.15 Transmisión Unicast IPTV Figura 2.16 Transmisión Multicast IPTV Figura 2.17 Arquitectura General IPTV Figura 2.18 Red de Transporte vii

8 Figura 2.19 Red MPLS Figura 2.20 Conectividad Multicast Figura 2.21 STBs Figura 2.22 Correspondencia sobre la arquitectura IPTV Figura 3.1 Conocimiento sobre IPTV Figura 3.2 Tendencia de subscritores de IPTV Figura 3.3 Tendencia de los ingresos producidos por IPTV Figura 4.1 Arquitectura de IPTV propia de ECI Telecom Figura 4.2 Equipo XDM Figura 4.3 Equipo Hi-Focus Figura 4.4 Equipo B-Focus Figura 4.5 Equipo ST-Series Figura 4.6 Cisco CRS Figura 4.7 Cisco 7600 Routers Figura 4.8 Scientific Atlanta VHE Figura 4.9 Scientific Atlanta STB Figura 4.10 STB VIP Figura 4.11 STB VIP Figura 4.12 STB VIP Figura 4.13 B-1 Video Server Figura 4.14 VHE Motorola Series SE-4XXX y SE-5XXX Figura 4.16 Minerva VHE VC Figura 4.17 Orca RiGHTv Figura 4.18 Microsoft Media Room Figura 4.19 Kasenna Media Server Figura 4.20 STBs Amino Figura 5.1 Red Metro Ethernet/MPLS de RACSA Figura 5.2 Topología propuesta viii

9 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2.1 Comparación entre las compresiones de Audio MPEG Tabla 2.2 Comparación entre las compresiones de Video MPEG Tabla 2.3 Comparación de las tecnologías ADSL Tabla 4.1 Aplicaciones del itv Manager para el Cliente Tabla 4.2 Herramientas Back Office del itv Manager Tabla 4.3 Distribución del Mercado alrededor de IPTV Tabla 4.4 Comparación Tecnologías Acceso Tabla 4.5 Comparación VHE Tabla 4.6 Comparación Servidores VoD Tabla 4.7 Comparación STBs Tabla 4.8 Comparación Middleware Tabla 5.1 Características de la Fibra Óptica en FTTH Tabla 5.2 Costos de la Tecnología ix

10 NOMENCLATURA ADSL API ASIC ATM AVC BPL BRAS CAS CPE DNS DRM DSL DSLAM FTTH GbE HDTV HSI IETF IGMP IMS Asymmetric DSL Application Programming Interface Application Specific Integrated Circuits Asynchronous Transfer Mode Advanced Video Coder Broadband over Power Lines Broadband Remote Access Server Control Access Services Customer Premises Equipment Domain Name System Digital Rights Management Digital Subscriber Line Digital Subscriber Line Access Multiplexer Fiber to the Home GibaBit Ethernet High Definition Television High Speed Internet Internet Engineering Task Force Internet Group Management Protocol IP Multimedia Subsystem x

11 IPTV ISO ITU MAC MPEG MPLS MSAN MSE OLT ONT PES PON PVR QoS RTCP RTP SDP SDTV SIP TCP UDP Internet Protocol Television International Standards Organization International Telecommunication Union Media Access Control address Motion Picture Experts Group Multiprotocol Label Switching Multiservice Access Node Multi Service Edge Optic Line Terminal Optic Network Terminal Packetized Elementary Stream Passive Optical Network Personal Video Recorder Quality of Service Real-Time Transport Control Protocol Real-Time Transport Protocol Session Description Protocol Standard Definition Television Session Inition Protocol Transmission Control Protocol User Datagram Protocol VHE Video Head End xi

12 VHO VLAN VoD VPLS VSO WDM Video Hub Office Virtual Local Area Net Video on Demand Virtual Private LAN Service Video Serving Office Wavelength Division Multiplexing xii

13 RESUMEN El presente trabajo se realizó con el fin de describir los aspectos técnicos que caracterizan y soportan una tecnología de punta como lo es IPTV, así como su situación a nivel mundial, incluyendo sus posibilidades de gestión; para fundamentar las bases de la creación de un marco de referencia para un plan piloto. El proyecto conlleva la descripción de las bases propias de la tecnología como lo es el procesamiento de video, el transporte del mismo a través de una red IP, así como la arquitectura base en la que se fundamenta la tecnología IPTV, donde el núcleo de contenido, red de transporte y red de acceso son los puntos más importantes a destacar en el análisis realizado. A nivel mundial, Europa lidera el avance en la entrega de servicios, seguido por Asia, Norteamérica y en un nivel de menor auge Latinoamérica. Sus opciones tecnológicas se encuentran en un mercado fragmentando, donde existe integración de diferentes marcas de equipos para la entrega de soluciones completas entorno a la tecnología. Es complemento de este trabajo, la articulación de un plan piloto para ser usado como guía o marco de referencia de esta tecnología. Este viene a resaltar la importancia de su implementación en el país, como seguimiento al proceso de constante evolución en que se encuentra el sector de las telecomunicaciones. xiii

14 CAPÍTULO 1: Introducción 1.1 Justificación Desde la adopción de la TV como un elemento generalizador de cultura en la sociedad global (desde 1950s), el hombre la ha utilizado para promocionar y transmitir más servicios e información, con el objeto de satisfacer sus necesidades desde la perspectiva de espectador y consumidor. Con la presencia revolucionaria de tecnología en el campo de la comunicación televisiva, el hombre ha disfrutado de televisión a color, televisión por cable, satelital, sistemas de pago por programas, hasta con nuevas incursiones en el ámbito tecnológico en los aparatos de televisión, donde se puede obtener imágenes de alta definición. Con la presencia de Internet y su boom actual, se tiene la idea de integrar la transmisión de video a través de redes alrededor del mundo. Donde no solo se pueda realizar la transmisión de video, hacia un sitio específico, sino tener todas las ventajas de lo que se conoce como servicios triple play donde además de video, se transmite datos y audio. La aparición de IPTV (Internet Protocol Television o Televisión a través de Internet), da sus inicios a comienzos del nuevo siglo, como una solución e integración final a lo que el consumidor (el televidente) desea. Entiéndase, recibir de una manera integrada la información con la que se desenvuelve día con día, su necesidad de información y entretenimiento, de comunicarse con otros y la de acceder como brindar información. El IPTV viene a ser, un complemento del avance tecnológico que se encuentra presente en el mercado; conexiones de fibra óptica, transmisión de datos a gran velocidad, anchos de 1

15 2 banda con calidad y cantidad superiores. Lo que se busca es que exista una convergencia de los servicios al llamado Triple Play; donde la televisión a través de Internet, revolucione el mercado actual, gracias a mayor capacidad en la transmisión de datos, siempre que se puede tener acceso a los programas televisivos deseados, observarlos en el momento apropiado, tener control sobre la reproducción (detenerla y continuarla a gusto del cliente, similar a un formato de DVD); apareado con el acceso a Internet de una forma moderna, actualizada, como la compra de artículos en línea según lo que se observa en televisión o de también recibir llamadas telefónicas por medio de telefonía por Internet, sin perder detalles de la programación o detenerla para luego continuarla sin perder detalle alguno. El presente trabajo pretende mostrar las características importantes de la tecnología IPTV, así como su posicionamiento actual en el mercado mundial e identificación de soluciones existentes para enfrentar la gestión sobre esta tecnología y así poder elaborar un marco de referencia para sustentar la elaboración de un plan piloto. 1.2 Objetivos Objetivos generales Elaborar un análisis sobre la tecnología IPTV, que permita conocer cómo funciona esta tecnología y que elementos técnicos se deben considerar durante su implementación. Analizar las posibles soluciones presentes en el mercado, para la propuesta de implementación de un plan piloto.

16 Objetivos específicos Presentar los conceptos utilizados para el manejo y operación de la tecnología IPTV, de tal forma que se expongan los aspectos técnicos y las características propias de esta tecnología. Analizar el desarrollo de la tecnología IPTV y su posicionamiento actual en otros mercados a nivel mundial y su tendencia futura. Identificar y describir las características de las principales opciones tecnológicas existentes actualmente en el mercado para el control y gestión de contenidos digitales a través de IPTV. Realizar una propuesta que sirva como marco de referencia de los requerimientos que sustente la implementación de un plan piloto 1.3 Alcance y Metodología La presente investigación es un estudio descriptivo de los aspectos técnicos que caracterizan y soportan la tecnología IPTV, siendo que el producto final será proferir una serie de recomendaciones que articulen el marco de trabajo para la implementación de un plan piloto, sin incluir su implementación. Como metodología para abordar el estudio se analizaron publicaciones, sitios de Internet, se consultó directamente a fabricantes, así como la revisión bibliográfica de textos considerados confiables para efectos de los fines del proyecto.

17 CAPÍTULO 2: Desarrollo teórico La tecnología IPTV o Televisión por Internet, es más que una nueva manera de obtener un servicio de televisión de mejor calidad, es la convergencia de servicios Triple Play (Video, Voz y Datos), en un todo integrado. No es un servicio donde solo se recibe programación diaria, sino que esta es personalizada y dirigida al usuario según gustos y aficiones. También se da una integración de servicios de voz (VoIP), y así mismo acceso a Internet de una forma más interactiva, ya que puede ser asociado con el contenido presentado al usuario. La forma de operar de la tecnología IPTV, consiste en una codificación de audio y video basada en MPEG, la cual es empaquetada para ser enviada sobre una red IP, para una futura distribución. El manejo del contenido que es distribuido hacia el usuario, así como la recolección de datos e información que el cliente manda hacia su proveedor de servicio es manejado por una plataforma conocida como Middleware, un software que posee el control de la mayoría de las acciones que se toman al entregar un servicio de IPTV. Finalmente el contenido es distribuido a través de una red de transporte por medio de protocolos, hacia una red de acceso xdsl o FTTH, la cual es usada para llevar el contenido hasta el usuario final donde es terminado en un equipo CPE, en este caso un STB (un demodulador de la señal IPTV), para poder entregar el servicio. El presente capitulo, profundiza más en las características, así como manejo, operación y otros aspectos técnicos propias de la tecnología IPTV. 4

18 5 2.1 Qué es IPTV? Internet Protocol Television (IPTV), está determinado como televisión sobre el protocolo Internet. Por si solo no es un protocolo, sino que consiste en un sistema de distribución de señales de televisión/video haciendo uso de las conexiones de banda ancha sobre el protocolo IP. Pero más que una simple distribución de video, IPTV conlleva a una convergencia de los servicios de alta tecnología, a saber son la telefonía sobre el protocolo IP (VoIP), servicio de banda ancha de Internet (HSI) y la televisión misma sobre el protocolo IP. Estos 3 servicios, son los que se conocen como Triple Play, más que una unificación de partes, se debe interpretar como una integración de los 3 en 1, donde al estar recibiendo video, se pueda recibir y contestar llamadas, así como obtener acceso a Internet, como lo son páginas Web o archivos, así como la realización de compras en línea, posibilitando una experiencia de compra virtual con el elemento seductor del anunciante. El uso de IPTV, ya deja de ser un simple instrumento para llevar señales tanto de transmisión broadcasting (señales en tiempo real), como de programación ya predefinida por la empresa subscriptora del servicio; esto simplemente coloca al IPTV como una método digital mas de transmitir datos. Esta nueva tecnología llega más allá de esto, la aparición de IPTV lleva a las telecomunicaciones a un nivel superior donde el producto se deja de centrar en el contenido de lo que se muestra y pasa a ser concentrado en el usuario final, concretando una interacción entre el usuario y el medio (IPTV). Ya el proveedor del servicio no emite el contenido de la programación en espera de que el usuario se conecte para recibirla, sino estos llegan solo cuando este los solicita. La clave del servicio está en la

19 6 personalización del contenido para cada cliente, permitiendo acciones como el video bajo demanda (Video on Demand, VoD), donde el usuario recibe lo que él quiere recibir y cuando lo quiera recibir Diferenciación de Servicio Como se menciona anteriormente, el servicio de IPTV no es simplemente una manera de digitalizar el contenido brindado ya sea tanto por televisión broadcasting, como del contenido asociado los sistemas PPV (Pay per View, Pago por Ver contenido). El servicio de IPTV presenta una gran diferencia con respecto a los que al inicio podrían ser sus principales competidores como lo es la televisión por cable y el servicio satelital, ambos actualmente tienen la capacidad de brindar el servicio de televisión de programación regular, como extendida ya sea ampliando sus contenidos (cantidad de canales) o aplicando un servicio poco interactivo de PPV. La televisión por IPTV, da un nuevo significado no solo a las telecomunicaciones, como se podría esperar, sino al manejo del mercado en general dirigido al cliente o subscriptor. El sistema consiste más en personalizar el servicio, en ofrecer un contenido centralizado en lo que el usuario demanda, no en lo que el proveedor del servicio pretende imponer. Dentro de las diferencias y alcances más esperados dentro de un servicio de IPTV con respecto a sus directos competidores están:

20 7 - Video bajo Demanada (VoD, Video on Demand). - Contenido personalizado y centralizado en el usuario único, no en un grupo de ellos. - Capacidad de ampliar la distribución de canales recibidos. - Control e interactividad entre usuario y contenido en tiempo real. - Convergencia de los servicios Triple Play en un solo servicio - Gestión de cuentas y facturación en tiempo real. - Entre otros.. La transmisión de contenido bajo demanda, viene a ser casi el único enlace directo entre el servicio IPTV y la televisión por cable o satélite. Estas con su sistema similar de PPV, viene a ser obsoleto comparado a la capacidad que puede ser brindado por medio del VoD. Este corresponde a tener acceso a contenido que le interesa al usuario y el mismo es el que lo demanda o lo solicita, por medio del sistema IPTV, pero no funciona de igual manera que el PPV, ya que VoD es manejado con una amplia interactividad y de mejor respuesta en tiempo real, donde el contenido que solicita el cliente (películas, series de TV, etc), son suministradas simultáneamente, sin tiempo de espera. Esta característica de entregar lo que se demanda, permite un nuevo modelo de gestión sobre el usuario. Con la disponibilidad de que el usuario solicite lo que desea observar, se tiene la posibilidad de crear perfiles únicos para cada subscriptor. Esto se explica, simplemente considerando que un cliente de una casa, puede demandar contenido totalmente diferente al que solicita el vecino, lo que da un gran atractivo al servicio. De igual manera esto conlleva a ampliar su

21 8 gama de canales, donde ya propiamente no serian canales separados lo que se observaría sino contenido separado que se solicita o que se encuentra disponible para el cliente. Como se hace mención en los puntos anteriores, lo que da un gran atractivo es la interacción y convergencia del servicio. Este servicio no solo contempla el simple hecho de ver televisión, sino de que todos los servicios de multimedia (video, voz y datos), vienen a estar disponibles al usuario de manera integrada. Y por consiguiente poderlos hacer interactuar uno con el otro, por ejemplo, mientras se ve televisión, puede ingresar una llamada telefónica, un correo electrónico, sin perder detalle de la programación. Y más que eso, se puede accesar a información relevante a lo que se observa, debido a su integración con Internet. Esto permite que aplicaciones como facturación en línea y otros métodos de gestión sean posibles. El servicio IPTV viene a ser, todos los servicios en uno. Al servicio, también vienen otras aplicaciones que marcan una diferencia relativamente importante, pero que brindan al usuario comodidad y satisfacción de servicio, como lo pueden ser grabadoras personales, guías de programación electrónicas mas interactivas, publicidad personalizada e interactiva (comprar lo que se ve inmediatamente o recibir información del producto), en fin muchos cambios que colocan a IPTV como un servicio atractivo. Si bien la evolución de este servicio, esta apenas en sus ciernes y la integración de todos los servicios anteriormente comentados, se tiene que realizar de una manera paulatina tanto por su costo actual de implementación, como por la evolutiva aceptación del servicio por parte de los usuarios. Sin duda viene a ser un cambio radical, para la siguiente generación de tecnología de telecomunicaciones.

22 Cómo funciona? El funcionamiento básico de la implementación de video sobre protocolos IP, se basa en puntos importantes como lo son, la codificación del video y audio basada principalmente en tecnología MPEG, luego la paquetización de los datos para ser enviada sobre la red IP, su transporte sobre la misma y por último la presentación que se le puede dar a los mismos al destino o usuario final, por medio de algún dispositivo. De manera general, la arquitectura del servicio IPTV es la siguiente: Figura 2.1 Arquitectura General IPTV [45] Como se puede observar en la figura anterior, la forma de llevar el contenido hasta el usuario, recorre todo un proceso. Este viene desde su punto donde se puede tener almacenado el contenido, en servidores VoD, o desde contenido que se recibe en vivo por medio de broadcasting, hasta llevarlo a la red de agregación. En el primer punto conocido como núcleo, es el cerebro de la arquitectura, donde se maneja la gestión y acceso de los usuarios, se maneja el contenido, también se encuentra la plataforma en la que se controla

23 10 el servicio IPTV por medio de un Middleware. Luego de que el contenido se encuentra listo y empaquetado para ser enviado a través de una red IP, este es transportado sobre una red de agregación, que consiste en equipo que direcciona por medio de MPLS, hacia los distintos nodos o lugares donde se concentra el contenido para su posterior distribución. Finalmente por medio de una red de acceso, que puede ser xdsl o FTTH, el contenido es llevado hasta donde se encuentra el cliente, pero que a su vez necesita un equipo CPE, que para la tecnología IPTV es un STB, un tipo de demodulador de la señal de IPTV para poder se integrada a un televisor convencional y así recibir el servicio. 2.2 Procesamiento del Video El procesamiento de señales de video sobre una red IP aplica principalmente sobre señales analógicas, como las que se obtienen de transmisiones en tiempo real o en vivo. Estas al no encontrarse directamente almacenadas en algún medio digital, como suele ocurrir en el video bajo demanda, deben ser procesadas, lo cual indica que se deben codificar de alguna manera para así aplicarle su respectiva digitalización. Como la situación actual se perfila a obtener video de alta resolución, la codificación y compresión de video actual por excelencia se encuentra con el uso del MPEG-2 y MPEG MPEG El MPEG (Motion Picture Experts Group), es un grupo de estándares para la codificación y el proceso del video digital, así como para la transmisión en múltiples formas de contenido multimedia. MPEG es un grupo que define y desarrolla estándares

24 11 para sistemas de video digital. Estos estándares especifican los procesos de compresión y descompresión de los datos y como estos son llevados hasta sistemas de transmisión digitales. MPEG es parte del grupo ISO. El sistema MPEG lo que define son los componentes (como video y audio) de una señal multimedia y como estos son combinados, transmitidos, recibidos, separados, sincronizados y convertidos nuevamente hacia un formato multimedia. Sus componentes básicos incluyen los streams elementales (como el audio y video original), la respectiva programación y el transporte. La figura 2.2, muestra el funcionamiento general de una codificación MPEG, donde se reciben el video, audio y demás por separados, estos se codifican y comprimen, se sincronizan y se multiplexan (combinan) en un solo grupo de datos. Luego de ser transportados, el proceso se invierte, los datos son demultiplexados para regresarlos a su formato original (video y audio).

25 12 Figura 2.2 Sistema General MPEG [15] El sistema MPEG ha evolucionado a gran escala desde 1991, cuando se introdujo el almacenamiento de datos sobre discos compactos. La primera versión fue el MPEG-1, diseñado para almacenamiento de baja velocidad. Luego apareció el MPEG-2, el cual permitió que la transmisión televisiva (cable, satélite, aérea), pudiera convertir las señales análogas en sistemas de televisión digital, siendo estos mucho más eficientes. Esta especificación, fue suficiente para realizar la codificación y compresión de sistemas de televisión de alta definición (HDTV), por lo que una especificación de MPEG-3, fue innecesaria para tales fines. El siguiente progreso tecnológico de MPEG, fue la especificación MPEG-4. Esta añade a sus antecesores, la viabilidad de transmisión de televisión en datos empaquetados,

26 13 sobre redes como lo sería la red de banda ancha de Internet. Para el desarrollo de una tecnología eficiente en la compresión de video, se hizo necesaria la unión del grupo MPEG con los grupos IETC e ITU, con el propósito de analizar, recomendar y resolver los problemas en cuanto a la creación de especificaciones de compresión avanzada de video. El resultado de esta unión de organismos fue el AVC (Advanced Video Coder), el cual tiene la posibilidad de proveer calidad estándar de definición de televisión (SD, Standard Definition), a aproximadamente 2Mbps. Esta tecnología de compresión es aproximadamente 50% más eficiente que la usada en MPEG-2. La versión de AVC definida por la ITU es el H.264, que equivale a MPEG-4. Aparte de estos estándares, en la industria MPEG se encuentran el estándar MPEG- 7 y el MPEG-21, que son mejoras con respecto al contenido multimedia y seguridad de los mismos. La digitalización del audio, al ser esta una señal analógica continua, el proceso digitalización permite, ya un mejor manejo y transmisión sobre redes digitales (como Internet). La conversión de señales de audio desde su forma analógica hasta digital, consiste en usar un convertidor analógico a digital (A/D). Este consiste en tomar muestras del nivel de la señal analógica y crear una serie de pulsos digitales que representan a la señal.

27 14 Figura 2.3 Digitalización del Audio [15] Cuando se realiza el proceso de digitalización del audio, existe la desventaja de que el resultado sea de un valor digital mayor, lo que incurre a desventajas con respecto al almacenamiento así como en el transporte de esos datos. Por eso la compresión del audio se utiliza como técnica, para reducir la cantidad de elementos de información que representan la información, pero esta sin perder calidad, por lo menos perceptible para el receptor. El sistema MPEG, utiliza la compresión de audio para convertir o codificar el audio, en cantidades pequeñas de información o reduciendo su ancho de banda tanto para almacenarlo como para transmitirlo. Este sistema soporta diferentes tipos de compresión de audio, de los cuales cada uno tiene sus diferentes cantidades de compresión y calidad. Tabla 2.1 Comparación entre las compresiones de Audio MPEG [1] Bit Rate Original Bit Rate de Compresión Relación Compresión Típica MPEG Capa 1 (Baja Calidad) MPEG Capa 2 (Mediana Calidad) MPEG Capa 3 (MP3, Alta Calidad) AAC 1.5 Mbps 1.5 Mbps 1.5 Mbps 1.5 Mbps 384 kbps 192kbps 128kbps 96kbps 4:1 8:1 12:1 16:1

28 15 En cuanto a la digitalización del video, esta forma parte de una señal de secuencia de imágenes, los cuales son representados por bits, que describen tanto los niveles de color como los de brillo. Cada imagen de video está compuesta por pixeles que contienen el brillo y el color. Estas pueden ser convertidas en formato digital ya sea convirtiendo la señal analógica de video como un todo, o representando cada imagen (o frame) de video mediante un pixel digital. La figura 2.4 muestra un proceso básico para la digitalización de video. En el caso de imágenes con color, cada línea de imagen es filtrada en y descompuesta en sus componentes (rojo, verde y azul), dando como resultado el formato RGB. Cada posición ya descompuesta es escaneada o se le toman muestras que luego son convertidas en niveles según una escala predeterminada que luego es convertida a una señal digital.