conferencia dictada en la Habana sobre el proyecto de IPtv para usuarios de Internet con anchos de banda marginales

1. Diseño y Desarrollo de un modelo de i-TV
para usuarios marginales de Internet
Luis Manuel Callejas
Yannier Nieves
Eric Simancas

2. Agenda
• Antecedentes
• Definición del Problema
• Metodología
• Propuesta de Solución
• Resultados
• Desarrollos Futuros

3. Antecedentes
• El Internet Protocol Television (IPTV o iTV) se ha convertido en la denominación
más común para los sistemas de distribución de vídeo que utilizan conexiones de
banda ancha.
• IPTV no es un protocolo en sí mismo y ha sido desarrollado basándose en el
denominado “video-streaming”.
• Este tipo de tecnología permite que difundir video en tiempo real, sin embargo
para que esto suceda es necesario contar con acceso de un ancho de banda de no
menos de 1.5 Mbps para que se pueda garantizar la calidad en el servicio.
• Actualmente se ha desarrollado otra tecnología para poder transmitir video, por
medio de la cual el proveedor no emite sus contenidos esperando que el
espectador se conecte, sino que los contenidos llegan solo cuando el cliente los
solicite; esta tecnología se denomina video bajo demanda.

4. Definición del Problema
• Para que IPTV pueda desarrollarse de una manera completa es necesario
que la velocidad de las conexiones actuales aumente o que el método de
envió se optimice.
• Ya que si se requiere una conexión con definición estándar, se requiere un
canal de al menos 1.5 Mbps, pero si tenemos varios receptores en uso
simultaneo se requiere de más ancho de banda.
• Además, a este ancho de banda hay que sumarle el que se requiere para
la conexión a Internet.
• Esto vuelve que en los actuales enlaces usados en los hogares tipicos de
las naciones en desarrollo no pueda implementar de manera fiable y con
la calidad de servicio que se requiere.

5. Definición del Problema
• También es cierto que el método de compresión / codificación del
video juega un gran papel, sin embargo para obtener un servicio de
calidad estándar se requiere del uso de la tecnología de
compresión / codificación MPEG-2, la cual solo trabaja con tasas de
1 Mbps, lo cual aun demanda de un gran ancho de banda.
• En la actualidad existe una gran variedad de tecnologías de
compresión / codificación de video y audio, sin embargo estas no
ofrecen la calidad de video estándar, y además están determinadas
por el uso de una determinada aplicación cliente-servidor, que en
muchos de los casos no son de uso publico.
• Cual sería el CODEC deseable a utilizar para resolver este problema.

6. Definición del Problema
• Existe ese CODEC deseable.
• Se amolda a las necesidades actuales y
Futuras.
• O, debemos desarrollar un CODEC nuevo.

7. Metodología
• Que es un CODEC
– Un códec no es más que un programa que incluye un
conjunto de algoritmos e instrucciones para codificar y
decodificar vídeo o audio digital, de forma que se reduzca
el tamaño que ocupan.
– De hecho, códec son las iníciales de COdificador /
DECodificador.
– Los codec degradan en mayor o menor medida la calidad
de los archivos originales

8. Metodología
• CODECs sin pérdida, es decir, los que conservan los datos
originales y aseguran que las imágenes sean las mismas
después de la compresión y posterior descompresión. Estos
CODECs usan normalmente el sistema RLE (Run Length
Encoding). Éste consiste en descartar regiones o bloques de
similares colores entre imagen e imagen. Esta técnica
funciona bien con imágenes generadas por computadora,
donde existen áreas de color uniforme. El ratio típico de estos
CODECs es de 1:2.

9. Metodología
• CODECs con pérdidas, intentan eliminar información de las
imágenes de forma que sea lo más inapreciable posible por el
espectador. Estos sistemas eliminan información que no
puede ser recuperada. La cantidad de información perdida
depende de¡ grado de compresión y es proporcional a la
disminución de calidad
– Maxima calidad = máximo tamaño de archivo = mínima compresión
– Mínima calidad = mínimo tamaño de archivo=máxima compresión

10. Metodología
• Los codec de video almacenan en un solo archivo los
stgreams de audio y video,aunque existen codecs
exclusivos para audio y para video.
• Existen cientos de codecs para video
• Los que más se ajustarón al modelo de solución
fuerón:
– MPEG1 - DIVX - WMV
– MPEG2 - H.261 - VC-1
– MPEG4 - H.263 - H.254

11. Propuesta de Solución
• El Objetivo principal del proyecto es desarrollar un programa
de computadora que permita recibir video digital bajo los
esquemas denominados bajo demanda y streamming, que
utilice un método de compresión que no lo limite a los anchos
de banda comunes en nuestro país, y con lo cual sé de apoyo
a plataformas de e-learning, videoconferencia e incluso voz
sobre IP.

12. Propuesta de Solución
• Realizar una evaluación de los principales CODECS de
compresión de video y sonido existentes, para poder
determinar si existe algún CODEC que pudiera ser utilizado en
el modelo de solución del proyecto.
• De no existir un CODEC que satisfaga los requerimientos, se
procederá a desarrollarlo bajo los estándares comerciales
establecidos.

13. Propuesta de Solución
• Posteriormente, se procederá a desarrollar una aplicación de
software cliente que permita la recepción de video bajo
demanda y/o streamming video desde algún servidor de
video open sources existente, y que cumpla con los
requerimientos técnicos del proyecto.

14. Resultados
• Para la evaluación se utilizo un archivo de 17,936 KB y
codificado en MPEG2 con una duración de 32 segundos, con
una resolución de 720 x 576 pixeles y un bitrate de 9800kbps.
• El archivo se sometio a la conversión en distintos formatos
para ser comparados y solo se redujo el bitrate a 780 kbps.

15. Resultados
CODEC Tiempo de Tamaño de Calidad
compresión archivo en
KB
DIVX 00:31 2.977 Buena
MPEG4 00:33 3.223 Buena
WMV 03:31 3.475 Muy buena
MPEG2 01:05 22,596 Excelente
H.264 02:39 20,750 Excelente
H.263 01:50 3,068 Satisfactoria

16. Desarrollos Futuros
• Desarrollar un sistema cliente – servidor basado en
plataforma Open Source para envio y recepción de
video bajo demanda, así como video en streamming.
• Diseñar y desarrollar un hardware de bajo costo que
permite la aplicación de software para servir como
receptor y decodificador de video sobre IP y que
opere sobre redes mesh, WiMax y WiFi

17. Gracias
manuel.callejas@gmail.com
http://www.grupomca.org/lmcs/research.htm