No sólo la telefonía está sufriendo una drástica transformación por el rápido desarrollo e implantación de sistemas de Voz sobre IP (VoIP, por sus siglas en inglés), también la industria de la televisión enfrenta un interesante reto con la transmisión de Televisión por IP, mejor conocida como IPTV (por sus siglas en inglés). Esta tecnología transformará la televisión actual en una experiencia totalmente personalizada, por supuesto sobre conexiones entre 10 y 1000 veces más rápidas que las existentes y con ancho de banda reservado para garantizar la calidad del servicio y entregar una mejor experiencia de entretenimiento.
El cambio consiste en que los canales de televisión ya no transmitirán la misma programación para todos los usuarios. De esta manera, el proveedor de televisión no transmitirá continuamente su programación esperando que algún usuario se conecte al sistema. Con IPTV el contenido únicamente llegará al usuario cuando éste lo solicite, tal y como se observa en la Figura 1.
Figura 1. Esquema de distribución de programación con IPTV
Esta nueva modalidad exigirá más ancho de banda disponible en el sistema para ofrecer, de manera sencilla y eficiente, servicios de televisión digital de siguiente generación sobre la red existente de banda ancha basada en IP. El sistema prácticamente podrá individualizar a cada suscriptor, dar seguimiento a sus consumos y hacer mediciones de rating prácticamente perfectas. La personalización del contenido se convertirá en el próximo estándar de la misma manera en que lo fue la televisión genérica durante el siglo XX.
Entre los posibles servicios de IPTV se encuentra la oferta ilimitada de canales de televisión digital y música, programación de pago por evento, video bajo demanda1, video bajo demanda por suscripción, grabación personalizada de video (PVR), publicidad interactiva y servicios de información, entre otros. Por ejemplo, un usuario típico comprará un equipo receptor que conecta a su televisor o computadora personal y pagará una suscripción mensual para acceder al servicio. Con el equipo receptor se verá en la pantalla una guía de programación básica similar a la de un servicio de televisión por cable. Cada programa especial tiene un costo extra y para acceder a él habrá que descargar el contenido (Figura 2), hecho que puede durar desde minutos hasta horas dependiendo del ancho de banda de la conexión de acceso (DSL o por cable). Algunas cajas receptoras cuentan con la funcionalidad de almacenamiento de varias horas de programación para observarla tantas veces como se quiera.
Figura 2. Ejemplo de guía de video bajo demanda. Fuente: www.kinovox.dx
En la oferta programática se encuentran canales conocidos como Food Network, Cartoon Network y History Channel, películas y emisiones de la CNN. Sin embargo, la ventaja competitiva con la televisión por cable o satélite son los canales dedicados a la pesca, billar, yoga, comida vegetariana, asuntos políticos regionales, artes marciales o reproducciones de TV internacionales en diferentes idiomas, además de películas de reciente estreno o espectáculos en vivo. Dentro de las siguientes 48 horas al estreno, la película estará disponible a través de Internet y un espectáculo de televisión dentro de los siguientes 20 minutos. A través de determinados sitios se ofrecerán películas de reciente estreno en pago por evento. A final de cuentas, la propuesta es incluir cientos de canales, películas y eventos para crear una auténtica oferta de TV a la carta, con infinitas posibilidades y opciones para todos los gustos.
Otra de las virtudes de IPTV radica en que el suscriptor podrá manipular la programación no sólo para almacenarla y verla cuando lo desee, sino que además podrá hacer pausa, detenerla, adelantarla, regresarla o saltar a otra parte del programa, todas funcionalidades típicas de una reproducción con video casetera.
Figura 3. Ejemplo de una guía de programación de IPTV
Si bien aún falta tiempo para que este cambio cobre vida, el reto actual es la migración de las redes hacia sistemas de alta velocidad. Esto aplica tanto a las redes de compañías telefónicas que pretenden ofrecer IPTV vía DSL como a los operadores de cable que deberán integrar cajas decodificadoras de próxima generación. Lo anterior implica una gran inversión en tecnología que va desde la renovación del tendido de red hasta la instalación de adaptadores que utilicen el protocolo IP.
Para que un proveedor de telecomunicaciones, por ejemplo una compañía telefónica, pueda ofrecer servicios IPTV comparables con la de televisión por cable, deberá entregar múltiples canales de video simultáneos en la misma conexión de acceso. Si se parte de la idea de que en cada casa se encuentran en promedio 3 receptores de televisión, entonces el proveedor deberá entregar una conexión que soporte 3 flujos de video hacia el mismo nodo de suscriptor.
La capacidad estimada para servicios IPTV se asume en 1.5 Mbps por cada canal de definición estándar (SDTV, por sus siglas en inglés) y 8 Mbps por cada canal de alta definición (HDTV, por sus siglas en inglés). Para tres canales simultáneos el ancho de banda bruto resultante es de 4.5 Mbps para un servicio básico ó 11 Mbps se si incluye un canal HDTV, en ambos casos utilizando tecnología MPEG-4 para la codificación/compresión de la señal de video. Faltaría agregar el ancho de banda contratado para la conexión a Internet, que por baja que sea ya implica la necesidad de manejar tasas de acceso de muy alta capacidad.
| Servicio | Tasa Básica | Conexión a Internet | Capacidad Total requerida | Paquete Básico
(3 canales SDTV) | 4.5 Mbps | 1 Mbps | 5.5 Mbps | Paquete Básico con HDTV
(2 canales SDTV + 1 canal HDTV) | 11 Mbps | 1 Mbps | 12 Mbps |
Existen diversas arquitecturas para la transmisión de servicios de video sobre diferentes tipos de redes de telecomunicaciones, pero genéricamente cualquier red de distribución basada en IP requiere incorporar los siguientes módulos:
- Adquisición de señales de video
- Almacenamiento y servidores de video
- Distribución del contenido
- Equipo de acceso y de suscriptor
- Software
Figura 4. Módulos de la arquitectura para transmisión de video Para discusion de equipos y marcas tales como Viewsat, Coolsat, Fortec, Dreambox, Sonicview, Satellite DVB PCI cards, antenas, banda C y banda Ku y otros temas de instalacion y operacion de satelites fta y TV por Cable CATV, visite visite el forum fta.
Como se observa en la Figura 4, se requiere una etapa en la que se recopila el contenido para integrar la oferta programática, servidores para almacenamiento de video, la distribución de las señales a través de la red de transporte de alta capacidad y, por último, la red de acceso para entregar el contenido al suscriptor.
Las etapas de adquisición y servidores se localizan en la cabecera del sistema, la cual a su vez está compuesta por distintos módulos para realizar diversas funciones.
El contenido se puede recibir a través de Internet, de algún proveedor de contenidos o de un distribuidor de señales de televisión digitales y/o analógicas.
Para digitalizar, codificar y comprimir el video analógico, o procesar y convertir el video digital al formato empleado por el codec de video del sistema, se requieren codificadores que además permiten que el flujo de video pueda ser transportado por IP y recibido por la caja decodificadora del suscriptor. El codificador, comúnmente denominado codec (codificador/decodificador) es un dispositivo o módulo de software que habilita la compresión de video digital, típicamente sin pérdidas. La elección del codec de video es de suma importancia porque determina el complejo balance entre la calidad del video, la cantidad de datos necesaria para representarla (tasa de bits), la complejidad de los algoritmos de codificación y decodificación, la robustez ante las pérdidas de datos y los errores, la facilidad de edición, el acceso aleatorio, el tipo de algoritmo de compresión, el retraso por transmisión y otro número de factores.
Dentro de los formatos de compresión de video empleados para IPTV se encuentran los siguientes:
- H.261 fue el primer estándar de compresión de video digital, especialmente desarrollado por la ITU-T para los primeros productos videoconferencia y videotelefonía. Fue la base para los formatos subsecuentes.
- MPEG-1 se convirtió en un estándar ampliamente conocido y utilizado en una gran cantidad de productos y servicios relacionados con el manejo de video, sobre todo porque su calidad es muy cercana al formato VHS; sin embargo la calidad no se deteriora porque es una tecnología digital. Se convirtió en el codec más compatible dado que cualquier computadora personal podría ejecutarlo y muy pocos reproductores de DVD no lo soportaban.
- El formato que procedió a la primera versión, MPEG-2, se difundió rápidamente por su uso en el DVD y en los sistemas de distribución de video. Ofrece buena calidad de imagen y, a diferencia de los formatos anteriores, soporta una imagen de pantalla completa. Actualmente se le considera un codec viejo pero todavía con mucha aceptación y amplia base instalada en el mercado.
- Con el tiempo surgió H.263 específicamente para videoconferencias, videotelefonía y video por Internet. Representó un significativo paso hacia la compresión estandarizada, especialmente a bajas tasas de transmisión con buenos niveles de fidelidad.
- Sin embargo, para usos más generales como Internet, difusión de video y medios de almacenamiento, el formato MPEG sigue siendo de gran importancia. La versión MPEG-4 Parte 2 ofrece una calidad mejorada con respecto a MPEG-2 y la primera versión de H.263. Sus mejoras técnicas consistieron en agregar funcionalidades para la codificación orientada a objetos y otras que modificaciones que surgieron de los estándares anteriores.
- MPEG-4 Parte 10 es un estándar técnicamente alineado con H.264 (Figura 5) al que también se conoce como AVC. Este nuevo formato es el actual estado del arte de la tecnología de compresión estandarizada por la UIT y MPEG, y en poco tiempo ha sido adoptado en una amplia variedad de aplicaciones. Contiene un gran número de avances en cuanto a la capacidad de compresión y fue adoptado por productos como el PlayStation Portátil, la gama de reproductores Nero Digital y la próxima versión de Mac OS X v10.4, entre otros.
Figura 5. Decodificador de video en H.264
- La familia de formatos de Windows, WMV (Windows Media Video) incluye la versión 7, 8 y 9 para aplicaciones de baja resolución de video como los usuarios de conexiones a Internet convencionales, vía telefónica, hasta aplicaciones de alta definición. Este formato puede visualizarse como una mejora del codec MPEG-4 que permite grabar archivos de video en CDs o VDs, así como desplegarlos en un gran número de dispositivos. La última generación de WMV aún se encuentra en proceso de estandarización.
- Otros codecs conocidos desarrollados por diversas empresas orientadas a la manipulación de video, son el RealVideo, Sorenson 3, Cinepak, VID, DivX y Ogg Theora.
Los servidores realizan diversas funciones, entre ellas el almacenamiento y respaldo de contenido, la administración del video bajo demanda, del video 'streaming' de alta velocidad y licencias DRM (Digital Rights Management). Éste último es un servidor de licencias que administra los permisos para desbloquear contenido, autoriza y reporta transacciones y remite el video a los usuarios autorizados. El servidor DRM codifica el contenido y lo encapsula en un contenedor para evitar su uso no autorizado. También proporciona información de facturación para pagos por derecho de autor. Los sistemas 'streaming' requieren más esfuerzo del servidor y también requieren mayor ancho de banda de la red.
Esta etapa está totalmente basada en plataformas de servidores IP con sistemas operativos tipo Linux y Windows, capaces de entregar múltiples flujos de video de manera simultánea. El video bajo demanda se puede almacenar en servidores de borde locales para ofrecer contenido a una porción específica de la red.
Finalmente, se emplea el balanceo de cargas para evitar la saturación mediante la distribución de la demanda de video entre los servidores y controlar las sesiones de descarga del mismo.
Es importante notar que a diferencia de un sistema de televisión por cable, en los sistemas IPTV no se hace combinación de señales porque el contenido se envía de manera independiente a cada suscriptor, a través de flujos individuales de video. El equipo está totalmente basado en plataformas de servidores con sistemas operativos tipo Linux y Windows y no tiene lugar el sistema de acceso condicional, porque la autenticación se hace a través de los servidores DRM.
La figura 4 también hace referencia a una red de transporte de alta capacidad que permite la transmisión bidireccional del contenido, control de sesiones, autenticación de suscriptores y generación de datos de facturación. Independientemente de la arquitectura de la red, es necesario que cuente con alta capacidad de transferencia de información para soportar las tasas de transmisión estables y ofrecer calidad de servicio a los suscriptores.
Actualmente se usan protocolos estándares Gigabit Ethernet para transportar el contenido a través de la red del proveedor de servicio. En el caso de una compañía telefónica que se asocia con un tercero que provee únicamente el contenido, la red de transporte es responsable de garantizar la calidad de servicio del transporte, lo cual incluye monitoreo de la sesión y administración del equipo involucrado en el servicio. En caso de no poder garantizar la calidad de servicio, la red de transporte se extiende hacia el usuario a través de servidores de borde locales con capacidad adicional para almacenar el contenido. Esto implica la copia redundante de contenido en puntos de presencia local donde el proveedor de servicio establece conexión con su red de transporte de banda ancha.
La red de acceso es el punto en el que termina la red de transporte de la compañía telefónica y comienza el sitio del suscriptor. En esta interfaz se coloca el equipo receptor o caja decodificadora habilitada para desplegar el contenido en una televisión convencional. Algunos servicios tal vez requieran una computadora personal para realizar la decodificación, pero son los menos.
El Software es el responsable de presentar algunas funcionalidades del servicio al usuario final, de modo gráfico y amigable, como la guía de programación interactiva que corre en la caja digital del suscriptor, la creación de ofertas de servicios y su respectiva entrega en la red de distribución, administración de interacciones con el cliente y cualquier sistema de administración y/o protección de derechos/copia digital.
La implantación de IPTV en compañías telefónicas
La planeación estratégica de las compañías telefónicas las llevó hace algunos años a desarrollar redes DSL y ahora, debido a la creciente competencia de los operadores de cable que amenazan con comercializar el servicio de telefonía, las compañías telefónicas han comenzado a actualizar su infraestructura técnica hacia una infraestructura IP para realizar todas las operaciones telefónicas y ofrecer servicios basados en IP como el video, para competir directamente con el "triple play" de los operadores de cable.
Actualmente, muchas de las redes telefónicas que ofrecen servicios DSL aún no cuentan con suficiente ancho de banda para ofrecer servicios de video; para ello se requiere una inversión sustancial en la red para ampliar la capacidad para difusión de video.
La implantación de IPTV en redes telefónicas DSL, servicio también conocido como Video sobre DSL (VoDSL, por sus siglas en inglés), es diferente en cada país debido a la longitud y condiciones de la red telefónica. La longitud entre la central telefónica y el suscriptor determina la velocidad de transmisión y la calidad del servicio. Por ejemplo, en EU tan sólo el 35% de los bucles de cobre están a menos de 8,000 pies de la central telefónica comparado con el 90% en Italia. Por lo anterior, muchos clientes con servicio xDSL no podrán recibir video sobre DSL aún con el uso de MPEG-4 como técnica de codificación, por eso mismo el uso de ADSL2 tampoco es buena opción.
Reportes sobre la implantación del VoDSL en EU, Canadá, Asia y Europa.
En EU la implantación de la IPTV ha sido restringida a las compañías telefónicas rurales, actualmente hay 75 implantaciones que ofrecen el servicio a 200 comunidades. La mayoría han sido implantaciones exitosas con un porcentaje de penetración en video entre 32 y 36% en sistemas con 15,000 a 40,000 casas pasadas. La mayoría de las compañías telefónicas ha comenzado la implantación de IPTV por necesidad competitiva, es decir, para amarrar a sus clientes y en respuesta a los servicios de telefonía y transmisión de datos que ofrecen los operadores de cable. Para discusion de equipos y marcas tales como Viewsat, Coolsat, Fortec, Dreambox, Sonicview, Satellite DVB PCI cards, antenas, banda C y banda Ku y otros temas de instalacion y operacion de satelites fta y TV por Cable CATV, visite visite el forum fta.
En Canadá se han hecho grandes esfuerzos por lanzar el servicio IPTV en varias compañías telefónicas. Un ejemplo es el servicio "Max" TV de SaskTel, lanzado en 2002, que integra audio, video y servicio de datos de alta velocidad para 17,500 usuarios en 13 mercados distintos. Se basa en varias plataformas tecnológicas y entrega 8 Mbps para dos canales de TV de 3 Mbps cada uno y transmisión de datos de alta velocidad. El servicio completo incluye: 32 estaciones de radio AM y FM, 45 canales de música libres de comerciales, 5 cuentas de correo electrónico, una guía de TV interactiva, canales de TV digital, información local y acceso ilimitado a Internet desde la TV y la PC.
MTS, otra compañía telefónica en Winnipeg, Canadá, ha aumentado su servicio de video en los últimos dos años; a principios de 2003 tenía una cobertura del 9%; a finales del mismo año era del 42%, 70% para concluir el 2004 y cobertura total en 2005. El servicio ofrece tres canales de video sobre la línea telefónica a través de un equipo receptor o caja decodificadora. Además, ofrece 200 canales en el servicio "a la carta".
En Asia hay aproximadamente 1.7 millones de suscriptores a IPTV, la mayoría de ellos en Hong Kong. Múltiples operadores de banda ancha emplean diferentes plataformas tecnológicas para ofrecer conectividad de alta velocidad y contenido vía ADSL y VDSL a los suscriptores.
En Europa la mayoría de las compañías telefónicas ha anunciado su intención de ofrecer IPTV sobre líneas DSL. El factor que detiene su implantación es el alto costo de la tecnología basada en MPEG-4; por lo tanto, aún se utiliza MPEG-2. Como se observa en la Figura 6, Telecom Italia tiene la implantación más grande del continente a través de su servicio Fastweb; ofrece 120 canales de televisión, 3500 títulos de video bajo demanda y un ancho de 4 Mbps. De sus suscriptores, se estima que el 70% adopta el servicio ADSL y de hecho planea lanzar su propio servicio de TV.
Figura 6. Porcentaje de implantación de IPTV en Europa
France Telecom, por su parte, ofrece significativos descuentos en el triple play sobre DSL con llamadas nacionales ilimitadas de voz sobre IP, 100 canales de televisión y 5 Mbps de ancho de banda por aproximadamente $30 euros. Telefónica de España en 2004 también comenzó la implantación en grandes ciudades con altos niveles de aceptación.
Figura 7. Guía del portal Imagenio® de Telefónica de España
El respaldo que IPTV tiene por parte de múltiples empresas subyace en el hecho de que esta tecnología cierra el proceso de integración entre IP y múltiples servicios multimedia interactivos que venían dándose de manera individual. La tendencia de la que se habla en este momento es que todos los servicios estarán basados en el protocolo IP y el usuario final podrá acceder a ellos a través de una conexión de banda ancha ofrecida por cualquier proveedor de telecomunicaciones.
La puesta en marcha de esta nueva plataforma surge como una necesidad de los operadores de telecomunicaciones de hacer frente a la convergencia de servicios como el triple play en las redes de cable, sin la cual los servicios individuales que se ofrecen parecerán incompletos ante los ojos del usuario.
Sin embargo, la pregunta final sería si la IPTV es un servicio viable sobre los sistemas de cable. El video bajo demanda que se ofrece en IPTV es viable sobre una red de cable por la naturaleza y ancho de banda de la red; sin embargo lo que resulta más viable es que los operadores de cable expandan sus capacidades de servicios disponibles a través de la implantación de la transmisión bidireccional de datos, la telefonía y otros servicios interactivos, así como utilizar esquemas de comercialización inteligentes para garantizar la permanencia de los suscriptores. Es decir, por la renta mensual de acceso a Internet, el suscriptor tiene derecho de manera gratuita a descargar una película disponible en video bajo demanda o un espectáculo de pago por evento. En esto consiste la nueva postura de las redes de cable, en no sólo darle seguimiento a las funcionalidades que ofrece IPTV sino en crear esquemas competitivos para satisfacer los requisitos del cliente ante nuevas plataformas que tal vez pudieran resultar mucho más atractivas.
Desde el punto de vista técnico, la arquitectura PacketCable Multimedia (PCMM) desarrollada por CableLabs®, soporta las características necesarias para distribuir IPTV en redes de cable. Para ello utiliza protocolos IP estándares que reservan ancho de banda en la red DOCSIS y garantizan la calidad del servicio. Por ejemplo, PCMM puede emplearse como una herramienta de "descarga turbo" para obtener películas IP. También puede regular la descarga de programas almacenados en servidores externos a la red en horas pico.
Finalmente, en algún momento los operadores de cable se verán en la necesidad de integrar servicios IPTV en sus receptores convencionales a través de los cablemódems DOCSIS. Por esta razón, CableLabs ha concluido sus más recientes especificaciones sobre el dispositivo "DOCSIS Set-Top Gateway (DSG)" y "DOCSIS Integrado (eDOCSIS)" que definen la forma en que el cablemodem podrá ser usado para ofrecer IPTV a los suscriptores de cable a través de la Plataforma de Aplicación OpenCable.
1 Sistemas que permiten a los usuarios elegir y observar contenido de video a través de un sistema de televisión interactiva. Para mayor información, lea el artículo ¿Cómo opera VoD?
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