CAPÍTULO 3 DISEÑO DE UNA SOLUCIÓN IPTV PARA EL ENTORNO DE LA
3.4 Implementación práctica
3.4.2 Creación de puntos de publicación
3.4.2.1 Puntos a petición
Se crea el punto AnimeHDp, mediante el asistente para agregar puntos de publicación, nombrando primeramente el punto, luego seleccionamos el tipo de contenido a transmitir (un archivo) ver en figura 3.5.
Figura 3.5 Tipo de contenido a transmitir.
Selección del tipo de punto de publicación, como se muestra en la figura3.6.
Luego indicamos la dirección de origen del fichero y en este caso no es necesario seleccionar como distribuir el contenido pues en este tipo de punto solo se hace de forma unicast.
Al concluir la adición del punto el asistente brinda la posibilidad de crear un archivo de anuncio con la extensión (.asx), el cual se utiliza para redirigir a los clientes al contenido del servidor de Windows Media, pues este contiene la dirección URL del contenido. Los anuncios (.asx) están basados en XML (Extensible Markup Language), un ejemplo que visualiza un código de anuncio se puede encontrar en anexo 4. Estos ficheros pueden ser distribuidos desde un sitio Web, enviados como datos adjuntos a un correo electrónico o estar compartidos en una unidad de red. Este paso es muy útil a la hora de acceder al contenido, pues generalmente las direcciones URL son largas y complicadas o simplemente los usuarios no conocen la existencia de los materiales. Otra vía para la creación de un archivo de anuncio es seleccionando el punto a petición en el árbol de consola y en el panel de detalles acceder a la ficha de anuncio y ejecutar el asistente para anuncios de unidifusión. Para apoyar la publicidad de los puntos de publicación, se puede adjuntar un reproductor en una página Web mediante un control ActiveX, el cual contaría con un enlace al contenido y sería creado mediante el asistente para agregar anuncios seleccionando la opción página Web (.htm).
El punto AnimeSDp, es creado por el método avanzado, ver figura 3.7.
Ya creados estos puntos de publicación, se explicará la configuración de algunas categorías en la ficha de propiedades. En la categoría general se encuentra activada la caché rápida, la cual permite transmitir el contenido a velocidades superiores a las especificadas por el formato de secuencia, almacenando el cliente parte del contenido en búfer. La velocidad de transferencia de la caché rápida se limita en la categoría de límites en la propiedad de límite de ancho de banda para inicio rápido por reproductor, la cual viene de forma predeterminada en 3500 kbps, también es posible limitar el número de veces que supera esta velocidad a al bits rate en que se encuentra codificado el contenido, el valor predeterminado es 5, para los puntos AnimeHDp y AnimeSDp son respetados los valores predeterminados.
3.4.2.2 Puntos de difusión.
Al igual que en los puntos a petición estos pueden ser agregados mediante el asistente o el método avanzado, se empleará el asistente, por esta vía es necesario definir el método de entrega, unicast o multicast.
Son creados dos puntos de difusión AnimeHDd y AnimeSDd; el primero se entrega de forma unicast, pero ello no da al usuario control en la reproducción, seleccionando esta opción se siguen los mismos pasos que para crear puntos a petición; para el segundo se emplea multicast, debido a pasos adicionales para esta configuración será explicado con más detalle. La figura 3.8 muestra la opción de entrega seleccionada para el punto de publicación AnimeSDd.
Es importante destacar que es posible modificar el puerto y dirección IP multicast de destino, así como el tiempo de vida de los paquetes ver figura 3.9; para puntos de publicación de difusión, los cuales distribuyan el contenido de forma multicast. Esta acción se realiza desde la ficha de propiedades del punto de publicación en cuestión, seleccionando la categoría transmisión por secuencias de multidifusión.
Figura 3.9 Parámetros de multicast.
En puntos de publicación de difusión también se crean ficheros de anuncio (.asx) y (.htm). En caso que el punto de difusión se trasmita de forma multicast, para que el usuario pueda decodificar la transmisión es necesario la creación de un archivo muestra, de extensión (.nsc), que se crea mediante el asistente para crear anuncios. Estos archivos ofrecen información acerca del puerto y la dirección IP de multicast, tiempo de vida del paquete, intervalo de corrección de errores, dirección URL de registro de multicast, dirección URL de conversión a unicast, formatos de secuencia utilizados por el contenido. La información de formato de secuencia es transmitida a los reproductores cuando estos se conectan a un punto de publicación que distribuye el contenido de forma unicast, sin embargo, cuando los puntos distribuyen el contenido de forma multicast, los reproductores no se conectan directamente al servidor por lo que se hace necesario enviar al cliente un archivo de información.
Para evitar que el servidor este enviando contenido de un punto de difusión sin que esta sea solicitada por un cliente, es habilitada la propiedad, iniciar punto de publicación cuando el
primer cliente se conecte ver anexo 5, ubicada en la categoría general de la ficha de propiedades.
Tanto en los puntos de publicación a petición, como de difusión no se establecen límites de conexión, así como autorización o autenticación para acceder a su contenido. Los protocolos de control habilitados en el servidor son MMS y RTSP.
3.5 Pruebas de validación.
Las pruebas realizadas consisten en monitorear desde la consola de administración, a los diferentes puntos de publicación y al servidor. Las tablas muestran los resultados de las conexiones simultáneas de cantidades diferentes de clientes, a los puntos de publicación. Para referirse a los puntos de publicación se sigue el convenio declarado en 3.4.2. Se accede a los puntos de publicación mediante el fichero .asx correspondiente a cada uno, los cuales se comparten en una unidad de red.
3.5.1 Prueba 1.
En esta prueba, es deshabilitada la opción de caché rápida, al punto de publicación AnimeHDp. En la tabla 3.2 se puede observar que a un cliente que se conecte a dicho punto se le transfiere el contenido a 2148 kbps, pues al deshabilitar la caché rápida, la plataforma asigna solo el ancho de banda que necesita el material para ser transmitido. El ancho de banda asignado cuando acceden varios clientes simultáneamente al mismo punto de publicación, es múltiplo del asignado cuando se encuentra conectado un solo cliente.
Elementos Clientes conectados BW asignado actualmente (kbps) BW máximo (kbps) % de CPU AnimeHDp 1 2148 3499 1 AnimeHDp 2 4296 6998 1 AnimeHDp 3 6444 10497 1 Tabla 3.2 3.5.2 Prueba 2.
El punto de publicación AnimeHDp, transmite su contenido de forma unicast y en su configuración se habilita la caché rápida. Se establece como límite de ancho de banda 3500 kbps y en 5 el límite de velocidad de entrega de contenido, este limita cuantas veces pude superar la velocidad de transferencia al bit rate total. Los resultados para las
conexiones de clientes conectados simultáneamente a este punto de publicación se muestran en la tabla 3.3. Elementos Clientes conectados BW asignado actualmente (kbps) BW máximo (kbps) % de CPU AnimeHDp 1 3499 3499 1 AnimeHDp 2 6998 6998 2 AnimeHDp 3 10497 10497 2 Tabla 3.3
El fichero transmitido por este punto de publicación ha sido codificado con un bit rate total de 2142 kbps, como se muestra en la tabla 3.1. Los resultados muestran que mientras el servidor atiende un cliente le asigna un ancho de banda de 3499 kbps (BW asignado actualmente) para todo el tiempo de transmisión. ¿Por qué esta asignación de 3499 kbps?, ¿si el fichero tiene un índice binario de 2142 kbps?. La caché rápida le permite a los usuarios almacenar el contenido, por lo que el servidor transmite el material solicitado por el cliente, a 5 (por configuración) veces la velocidad del bit rate total, si este producto supera al límite de ancho de banda establecido para caché rápida, entonces toda la transferencia será realizada a la velocidad límite establecida. Cuando acceden simultáneamente varios usuarios al mismo punto de publicación, siempre que este distribuya su contenido de forma unicast; el servidor los trata de forma independiente, por tal motivo los casos en que acceden 2 y 3 clientes simultáneamente el ancho de banda asignado es múltiplo exacto de cuando se conecta uno solo.
3.5.3 Prueba 3.
El punto de publicación AnimeHDd (con caché rápida deshabilita) de difusión, tiene la particularidad de estar configurado para distribuir el contenido de forma unicast. El servidor respecto a ancho de banda, trata a los usuarios que se conecten a este punto de publicación como clientes unicast, pero no les permite el control sobre el contenido como lo hace con los puntos de publicación a petición. Una vez conectado el primer cliente al punto de publicación el servidor comienza a transmitir (esta opción se configura en la ficha de propiedades) el contenido a este. Si otros clientes se conectan al mismo punto de publicación la plataforma les asigna el ancho de banda individual correspondiente; pero
estos reciben la parte del flujo que se encuentra transmitiendo en el momento de la conexión. Elementos Clientes conectados BW asignado actualmente (kbps) BW máximo (kbps) % de CPU AnimeHDd 1 2148 3499 1 AnimeHDd 2 4296 6998 1 AnimeHDd 3 6444 10497 1 Tabla 3.4 3.5.4 Prueba 4.
Esta prueba se realiza con la caché rápida deshabilitada, el fichero es transferido a 289 kbps equivalente a la conexión de cada cliente.
Elementos Clientes conectados BW asignado actualmente (kbps) BW máximo (kbps) % de CPU AnimeSDp 1 289 2184 1 AnimeSDp 2 578 2473 1 AnimeSDp 3 867 2762 3 Tabla 3.5 3.5.5 Prueba 5.
Esta prueba es realizada con la caché rápida habilitada, estableciéndose su límite de ancho de banda en 3500 kbps y la velocidad de transferencia igual a 5 veces el bit rate total. Como puede ser percibido este es el límite imperante en la transmisión, ya que 5*289 kbps = 1445 kbps (aproximado a 1443 kbps). Elementos Clientes conectados BW asignado actualmente (kbps) BW máximo (kbps) % de CPU AnimeSDp 1 1443 3499 1 AnimeSDp 2 2886 6998 1 AnimeSDp 3 4330 10497 1 Tabla 3.6 3.5.6 Prueba 6.
Esta prueba es realizada con la caché rápida deshabilitada, en ella es de destacar que el ancho de banda asignado para cada conexión es el equivalente a su correspondiente
conexión individual, reflejado en las pruebas anteriores. Debe notarse que el ancho de banda total es la suma de los anchos de bandas individuales asignados.
Elementos Clientes conectados BW asignado actualmente (kbps) BW máximo (kbps) % de CPU AnimeHDp 1 2148 3499 3 AnimeHDd 1 2148 3499 3 AnimeSDp 1 289 2184 3 Servidor 3 4585 9182 3 Tabla 3.7 3.5.7 Prueba 7.
Esta prueba es realizada con la caché rápida habilitada, por tal motivo en la conexión de AnimeSDp se puede apreciar el límite de 5 veces su bit rate total, sin embargo como este producto en AnimeHDp y AnimeHDd supera los 3500kbps la transferencia en ambos casos se realiza con este criterio límite.
Elementos Clientes conectados BW asignado actualmente (kbps) BW máximo (kbps) % de CPU AnimeHDp 1 3499 3499 5 AnimeHDd 1 3499 3499 5 AnimeSDp 1 1443 3499 5 Servidor 3 8441 10497 5 Tabla 3.8 3.6 Conclusiones del capítulo.
• Ha sido demostrada la repercusión de la adecuada selección de los panoramas de codificación y los perfiles de distribución del contenido en el almacenamiento y transcodificación de los ficheros a utilizar por el servidor de Windows Media.
• Es tratada la relación entre la calidad de video y la razón de bit a la cual es codificado el fichero o flujo a transmitir, mostrada la relación de compromiso entre resolución, capacidad de almacenamiento y ancho de banda requerido para la transmisión.
• Es desarrollada la configuración y administración básica de la plataforma Windows Media Services 9 Series. Siendo mostradas las particularidades de los diferentes puntos de publicación.
• Son realizadas pruebas de validación de la implementación de la solución propuesta y discutidos los resultados obtenidos.
CONCLUSIONES
La realización del presente trabajo permite llegar a las siguientes conclusiones:
• Es mostrada la innegable penetración de la tecnología de IPTV en la difusión de media hacia diferentes entornos, desde centros de alta tecnología hasta los hogares. • Es descrito un esquema genérico de una solución de IPTV y son descritos sus
diferentes módulos.
• Es expuesta la aplicabilidad de la tecnología de IPTV en entornos académicos. • Es propuesta una modesta solución de IPTV para el entorno de la UCLV.
• Es implementada la solución propuesta a baja escala, con el fin de explorar las virtudes e inconvenientes de la misma.
• Son recorridas las variantes básicas de configuración y administración de la solución tratada, basada en la plataforma Windows Media Services 9 Series.
• Son realizadas pruebas de validación de la plataforma en el reducido entorno donde se implementó y discutidos los resultados obtenidos.
RECOMENDACIONES
A pesar de haber sido cumplidos los objetivos del trabajo deben ser reflejadas las siguientes recomendaciones:
• Analizar detalladamente las condiciones de la red de la UCLV para el streaming de media.
• Realizar pruebas de validación en un entorno más amplio y bajo situaciones más rigurosas.
• Implementar la solución propuesta con las modificaciones necesarias, tras el análisis de los resultados de las pruebas realizadas.
• Desarrollar una estrategia conjunta para la adecuada aplicación de la plataforma implementada en su principal objetivo, el apoyo a la enseñanza.
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ANEXO 1
ANEXO 3
Consola de administración, ficha de supervisión de un punto de publicación. Corresponde al punto AnimeHDp, cuando se han conectado 4 usuarios.
ANEXO 4
Código XML de un fichero asx.
<asx version = "3.0"> <entry>
<ref href = "mms://nombreservidor/nombrepuntopublicación/nombrearchivo.wmv"/> </entry>
ANEXO 5
GLOSARIO.
ADSL Líneas de subscriptor digital asimétricas (Asymmetric Digital Subscriber Line) BW Ancho de banda (Band Width)
CATV Televisión por cable (Cable Antenna TV)
DRM Gestión de derechos digitales (Digital Right Management) DTV Televisión digital (Digital TV)
DVD Disco digital versátil (Digital Versatile Disc) FTTC Fibra hasta cerca de la casa (Fiber To The Curb) FTTH Fibra hasta la casa (Fiber To The Home)
GOP Grupo de cuadros (Group Of Pictures) HD Alta definición (High Definition)
HTTP Protocolo de transferencia de hiper texto (Hyper Text Transfer Protocol) IP Protocolo de Internet (Internet Protocol)
NTSC (National Television System Committee) ONU Unidad óptica de red (Optical Network Unit)
OSI Sistema abierto de interconexión (Open System Interconnection) PAL (Phase Alternation Line)
PC Computadora personal (Personal Computer) QoS Calidad de servicio (Quality of Service)
RTCP Protocolo de control de tiempo real (Real Time Control Protocol).
RTSP Protocolo de flujo de datos en tiempo real (Real Time Streaming Protocol). RTP Protocolo de tiempo real (Real Time Protocol)
SD Baja definición (Short Definition) SECAN (Secuential Couleur a Memoire).
TCP Protocolo de control de transmisión (Transmission Control Protocol). TDT Televisión digital terrestre
TV Televisión.
UDP Protocolo de datagrama de usuario (User Datagram Protocol) URL (Uniform Resource Locator)
VHS (Video Home System)