1. SISTEMAS MULTIMEDIA
Las investigaciones y desarrollos en el
área de la multimedia se puede dividir en dos grandes grupos: el
primero centrado en el área de estaciones de trabajo independientes
con el software y las herramientas relacionadas, tal como composición
musical, enseñanza asistida por computador, video interactivo, etc.
El segundo grupo centrado en el intercambio de información multimedia
entre esas estaciones de trabajo a través de redes, combinando así
los sistemas distribuidos con la multimedia. Todo esto ofrece un gran panorama
y un enorme potencial para nuevas aplicaciones basadas en los sistemas
multimedia distribuidos, los cuales incluyen sistemas de información
multimedia, los sistemas de colaboración y conferencia, los servicios
multimedia sobre demanda, televisión de alta resolución y
la enseñanza a distancia.
Los sistemas distribuidos multimedia requieren
transferencia de datos continua sobre periodos de tiempo relativamente
altos, sincronización en el manejo de los diferentes tipos de datos
(ejemplo: voz y sonido), espacios de almacenamiento extremadamente grandes,
manejo de tiempo real y técnicas especiales de indexamiento y recuperación
de los datos de tipo multimedia, además de otros problemas que surgen
a partir de éstos.
Esa creciente necesidad de incrementar
la interconexión de las cada vez más poderosas estaciones
de trabajo multimedia da como resultado una evolución de las comunicaciones
en búsqueda de las redes (sus características) que soporten
la transmisión de este tipo de información multimedia. Este
trabajo resume esos requerimientos de manejo de datos multimedia y muestra,
de manera general, las características de varias tecnologías
de redes de alta velocidad que buscan satisfacer esos requerimientos.
Los distintos avances en la tecnología
han permitido el desarrollo de aplicaciones multimedia técnica y
económicamente realizables. Estos avances incluyen el poder de las
estaciones de trabajo, la alta capacidad de los dispositivos de almacenamiento,
las altas velocidades de las redes, los avances en tratamiento de imágenes
y vídeo, los avances en el manejo del procesamiento del audio, procesos
de reconocimiento de voz, los algoritmos de compresión y el avance
mismo del audio y el vídeo.
Entre la diversa variedad de aplicaciones
multimedia que se pueden desarrollar potencialmente se distinguen tres
tipos de sistemas que hoy por hoy se encuentran en uso: el correo multimedia,
los sistemas de trabajo colaborativo y los sistemas de conferencia multimedia.
Los sistemas de correo multimedia son
más sofisticados que los sistemas de correo electrónico estándar.
Ellos implementan múltiples aplicaciones, como edición multimedia
de correo de voz, las cuales requieren altas ratas de transmisión
de datos comparada con las ratas utilizadas en sistemas de correo de solo
texto.
Los sistemas de trabajo colaborativo permiten
que los diversos integrantes de un grupo de trabajo puedan discutir un
problema desde sus sitios de computo de manera simultánea. Durante
esas reuniones se puede ver, discutir y modificar documentos multimedia.
Los sistemas de conferencia permite que
un cierto número de participantes intercambien información
multimedia a través de redes de voz y datos. Cada participante cuenta
con su estación de trabajo multimedia sobre redes de ratas de velocidad
altas. Cada uno de dichos participantes puede enviar o recibir vídeo,
audio, y datos y puede desempeñar ciertas actividades de colaboración.
Estas conferencias multimedia manejan el concepto de “espacios de trabajo
virtual compartido” el cual describe las partes del despliegue que son
replicadas para todas las estaciones.
1.1. REDES MULTIMEDIA
Muchas aplicaciones, tal como el video
mail, video conferencia y los sistemas de trabajo colaborativo requieren
redes multimedia, en donde los objetos multimedia son almacenados en un
servidor y desplegados en los sitios de los clientes. Tales aplicaciones
requieren grandes anchos de banda, hacer transmisiones de los datos multimedia
a todas las direcciones (los diversos sitios remotos) de una red o subred
y acceder grandes depósitos de recursos multimedia.
En los ambientes tradicionales de redes
de área local la información de tipo multimedia se encuentra
almacenada en cada uno de los equipos y es manejada de manera independiente
por cada uno de ellos. En general no pueden soportar un esquema en el cual
cada uno de esos equipos acceda a servidores remotos en los cuales se encuentra
toda la información multimedia, debido a varias razones, entre las
cuales se tienen:
-
Las redes multimedia requieren de altos anchos
de banda aún cuando los datos se encuentren comprimidos, por ejemplo
los requerimientos de ancho de banda proyectados para el manejo de televisión
de alta definición es de 20 Mbps.
-
La mayoría de las comunicaciones de
las redes multimedia son multipunto, a diferencia de las redes tradicionales
que realizan comunicaciones punto a punto, lo que implica que muchas aplicaciones
como las de conferencia utilicen métodos de “multicasting” (replica
una simple señal de entrada y las transmite a múltiples destinos)
y “bridging” (combina múltiples señales de entrada dentro
de una o más señales de salida, las cuales entonces se transmiten
a los participantes).
-
Las redes tradicionales son manejadas de
tal manera que los datos estén libres de errores, no obstante muchas
aplicaciones multimedia pueden tolerar errores en su transmisión
bien sea por errores en los paquetes o perdida de los mismos. En algunos
casos, los requerimientos de tiempo real no permiten realizar corrección
a los datos o realizar retransmisión de los mismos (ya que se incurriría
en demoras inaceptables), lo cual hace pensar que se requieren protocolos
más flexibles que los protocolos centrados en la detección
y corrección de errores.
Con este tipo de requerimientos las redes
tradicionales no soportan el manejo de sistemas multimedia, Ethernet por
ejemplo solo soporta un ancho de banda de 10 Mbps y las demoras que se
presentan en la comunicación son no determinísticas. Esto
ha hecho surgir nuevas tecnologías de redes como Fast-Ethernet,
100VG, Frame-Relay, ATM, FDDI, entre otras, así como la concepción
de una red universal que permita manejar información multimedia
conocida como la B-ISDN.
1.2. REQUERIMIENTOS EN COMUNICACIONES
MULTIMEDIA
Los sistemas distribuidos multimedia requieren
transferencia de datos continuos sobre periodos de tiempo relativamente
altos, sincronización en el despliegue de los diferentes tipos de
datos (ejemplo: voz y sonido), espacios de almacenamiento extremadamente
grandes, manejo de tiempo real y técnicas especiales de indexamiento
y recuperación de los datos de tipo multimedia, además de
otros problemas que surgen a partir de éstos. En general la complejidad
de los problemas relacionados con las aplicaciones multimedia tienen que
ver con todos los componentes de un sistema de computación.
1.2.1. Requerimientos a Nivel de Usuario
Desde el punto de vista del usuario,
los mas importantes requerimientos para el manejo de las comunicaciones
multimedia son:
-
Rápida preparación y presentación
de los diferentes tipos de información, teniendo en cuenta las capacidades
de la terminal utilizada y sus servicios (procesamiento local, tecnología
de alta resolución, manejo de múltiples ventanas, multisensores
para manejo de realidad virtual, etc.).
-
Sincronización de los diversos tipos
de información. Los sistemas multimedia incluyen múltiples
recursos de varios medios espaciales y temporales para crear composiciones
de documentos multimedia. La composición espacial enlaza varios
objetos multimedia dentro de una simple entidad, distribuyendo la medida
de los objetos, su rotación y su ubicación dentro de dicha
entidad. La composición temporal crea una presentación multimedia
a través del ordenamiento de los objetos acorde a las relaciones
de tiempo en el cual cada objeto participa. Estos tipos de composiciones
exigen el manejo adecuado de la sincronización de los distintos
objetos multimedia y por tanto de las comunicaciones y los dispositivos
de despliegue.
-
Control dinámico de las aplicaciones
multimedia con respecto a las conexiones, interacciones, calidad sobre
demanda combinado con interfaces amigables hombre-máquina.
-
Soporte inteligente a los usuarios, principalmente
en la navegación a través de información hipermedia
y a la coordinación en trabajos de tipo colaborativo.
-
Estandarización.
-
Para la utilización de multimedia
en servicios bancarios debe ser indispensable la rápida respuesta
a las consultas para asegurar una interacción ininterrumpida.
-
La distribución de la información,
tal como la de pinturas de alta resolución o cortos de videos, tiene
que ser suficiente y rápida.
Las demoras de acciones y eventos deben ser
insignificantes para mantener una buena administración de los sistemas.
1.2.2 Requerimientos a Nivel de Red
Desde el punto de vista de la red, los
mas importantes requerimientos son:
-
Ratas de bits sobre demanda: Las redes deben
soportar ratas de bits constantes, variables y de ráfagas hasta
100 Mbps por cada conexión establecida, para diferentes y cambiantes
necesidades. Por ejemplo unos pocos Kbps son necesarios para llevar a cabo
rutinas de reporte o de control pero muchos Mbps son necesarios para poder
transmitir imágenes de alta resolución o para comunicaciones
de vídeo de alta definición. Este punto es bien importante
si se tiene en cuenta que para los nuevos servicios, que van desde la comunicación
de vídeo interactivo hasta la distribución del mismo, se
requiere de distintas y variables ratas de bits.
-
Conexiones sobre demanda: Una específica
estructura de comunicación, como por ejemplo los sistemas de trabajo
colaborativo, puede demandar un manejo dinámico de las distintas
conexiones involucradas (adicionando nuevas conexiones para manejar nuevos
patrones de comunicación, liberar una conexión cuando no
se requiera por mucho tiempo, etc.) lo cual estaría relacionado,
además, a sí la conexión es punto a punto, sí
es multipunto, si existen relaciones de multicasting, etc. Esto requeriría
de un sistema de comunicación que pueda ser configurado y reconfigurado
dinámicamente y que sea de alguna manera, como sea posible, independiente
de las restricciones físicas para incrementar su flexibilidad.
-
Sincronización de diferentes tipos
de información sobre demanda: Los nuevos tipos de información
multimedia hacen que se tenga que manejar nuevas características
de sincronización en la comunicación. Se necesita desde la
sincronización de conexiones de comunicación de diferentes
tipos de información mutuamente dependientes (vídeo con su
correspondiente información de sonido) dentro de un dialogo o un
mensaje hasta la sincronización que involucra manejo de tiempo real
o, para algunos tipos de información, la sincronización de
objetos que esperan por algunos eventos previamente definidos.
-
Calidad del servicio sobre demanda: Para
manejar las comunicaciones de los distintos tipos de datos multimedia se
deben definir la calidad del servicio. La calidad del servicio es un conjunto
de parámetros que incluye las ratas de velocidad, la utilización
del medio de transmisión, el promedio de las demoras, la rata de
errores permitida, la rata de error de los paquetes, etc.
Estandarización de los servicios y
tareas complementarias que soporten las aplicaciones multimedia (por ejemplo
la compresión/descompresión de datos, los servicios orientados
a conexión, los servicios no orientados a conexión, teleservicios,
etc.).
2. TECNOLOGIA SMDS
SMDS : (Switched Multimegabit Data Services)
Es uno de los primeros servicios ofrecidos
con características de banda ancha en 1991. SMDS es un conmutador
que permite interconectar redes de área local, ofrece servicios
de transporte de datos, orientado a paquetes y no a conexión.
A continuación se presentan, de
manera general, los principales aspectos de SMDS (puede encontrar una ampliación
de cada uno de estos puntos en [4], y [9]):
-
No orientado a conexión
-
Velocidad de 48 Mbps
-
Red pública de alta velocidad que
ofrece servicios de paquetes de datos.
-
Permite interconectar redes de área
local.
-
Esta conformado por dos interfaces: una interface
de acceso a los servicios de la SMDS, la SIN (Subscriber Network Interface)
y un protocolo sobre el cual opera SIN llamado SIP (SMDS Interface Protocol)
que lleva a cabo la transmisión en la red SMDS.
-
Usa DQDB (Distributed Queve Dual Bus) como
protocolo de control de acceso al medio. Este protocolo ofrece los servicios
servicios orientados a conexión y los servicios no orientados a
conexión.
-
Los paquetes son variables en su tamaño
ya que básicamente lo que se hace es “empaquetar” tal cual los paquetes
LAN (que pueden ser de distintos tamaños), dentro de estos paquetes
agregando un encabezado “header” y un terminador “trailer”, que van de
una red de área local a otra que se encuentra geográficamente
dispersa. Esta dentro de la implementación de Cell-Relay porque
esos paquetes son divididos (proceso de segmentación) en celdas
de tamaño fijo de 53 octetos (como los de ATM) para llevar a cabo
el transporte físico de los datos. Posteriormente en el sitio destino
se vuelven a “pegar” (proceso de reensamble) las celdas, a partir de una
secuencia establecida en las mismas (un orden) en el sitio de origen, para
desempaquetar la información y restaurar el paquete LAN para continuar
con la comunicación en la red de área local de destino.
-
Maneja ventanas de direcciones, para direcciones
individuales como de grupo.
-
Soporta comunicación local, es decir
que si la transmisión es dentro del mismo host no se pasa nunca
por la red.
-
Ofrece la seguridad de una red privada, usa
clases y listas de control de acceso.
-
Pretende ser tecnológicamente independiente
(actualizada por ejemplo a ATM) sin que SMDS se vuelva obsoleta (cambiar
SIP manteniendo los servicios de SIN).
A pesar de sus cualidades, SMDS ha sido limitado
desde su inicio debido a su complejidad a la hora de ser comparado con
Frame-Relay y ATM, ya que no cuenta con mecanismos de control de congestión. |