Tesis - Dirección General de Servicios Telemáticos
Anuncio
UNIVERSIDAD DE COLIMA FACULTAD DE TELEMÁTICA MAESTRÍA EN CIENCIAS: ÁREA TELEMÁTICA TESIS VIDEOCONFERENCIA COMO APOYO A LA EDUCACIÓN A DISTANCIA Y EL TRABAJO COLABORATIVO QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: MAESTRO EN CIENCIAS ÁREA TELEMÁTICA PRESENTA: ING. TANIA SÁENZ RIVERA ASESORES: MTRA. MARÍA ANDRADE ARÉCHIGA M.C. RAÚL AQUINO SANTOS Colima, Colima. Junio 2001 AGRADECIMIENTOS A mis padres, porque sin su apoyo no hubiese podido lograr esta meta. A mi esposo Helbert, por toda la paciencia y apoyo recibido no sólo a lo largo de la carrera, sino en mi vida en general, te quiero mucho. A mis hermanos: Martín, Juan y Alfonso que de alguna u otra forma siempre han estado apoyándome. A mis maestros y compañeros de la maestría, principalmente a mis mejores amigos Juan Manuel Ramírez y Azucena Evangelista, por la amistad tan valiosa que me han brindado. A mis amigas Lupita Rivera, Sarita Sandoval, Delia Martínez por la amistad y apoyo que he recibido de su parte desde que las conozco. A mis compañeros del CENEDIC con quienes paso momentos muy agradables, disfrutando de la amistad, apoyo y compañía que me brindan. ii TABLA DE CONTENIDO TABLA DE FIGURAS RESUMEN ................................................................................................................................................................................. 1 ABSTRACT............................................................................................................................................................................... 2 INTRODUCCIÓN.................................................................................................................................................................... 3 Capítulo I EDUCACIÓN A DISTANCIA Y TRABAJO COLABORATIVO............................................................................. 6 EDUCACIÓN A DISTANCIA......................................................................................................................................6 Por qué se desarrollan los sistemas de educación a distancia .............................................................. 8 Características que debe tener un modelo educativo a distancia........................................................... 8 Nuevos roles para docentes y discentes....................................................................................................... 9 Nuevos materiales de enseñanza-aprendizaje ..........................................................................................10 Los medios electrónicos en educación a distancia ..................................................................................11 Universidades que ofrecen sistemas de educación a distancia.............................................................14 TRABAJO COLABORATIVO .........................................................................................................................16 Trabajo Colaborativo Asistido Por Computadora (CSCW) ..................................................................17 Sistemas colaborativos (GROUPWARE)...................................................................................................17 Clasificación del Groupware. .....................................................................................................................29 PROCESOS DE GRUPO....................................................................................................................................30 Capítulo II LA VIDEOCONFERENCIA ..............................................................................................................................................31 DEFINICIÓN DE VIDEOCONFERENCIA...................................................................................................31 HISTORIA DE LA VIDEOCONFERENCIA................................................................................................33 TIPOS DE VIDEOCONFERENCIA................................................................................................................37 Videoconferencia Personal (desktop systems)..........................................................................................38 Videconferencia grupal o modular (group systems):..............................................................................41 El sistema de videotelefonía ........................................................................................................................43 ELEMENTOS BÁSICOS DE UN SISTEMA DE VIDEOCONFERENCIA ...........................................45 La red de comunicaciones............................................................................................................................45 La Sala de Videoconferencia .......................................................................................................................46 El CODEC.......................................................................................................................................................47 TIPOS DE CONEXIÓN ENTRE EQUIPOS DE VIDEOCONFERENCIA .............................................47 Punto a punto .................................................................................................................................................47 Multipunto.......................................................................................................................................................48 APLICACIONES DE LA VIDEOCONFERENCIA .....................................................................................49 BENEFICIOS........................................................................................................................................................50 Ahorros en costos de viajes..........................................................................................................................50 Ahorro en productividad..............................................................................................................................51 Ganancias estratégicas.................................................................................................................................51 PERSPECTIVAS DE LA VIDEOCONFERENCIA .....................................................................................52 Capítulo III SISTEMAS DE VIDEOCONFERECIA..........................................................................................................................54 FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE VIDEOCONFERENCIA.............................................54 Compresión.....................................................................................................................................................54 Transmisión ....................................................................................................................................................55 Descompresión...............................................................................................................................................55 ESTÁNDARES DE VIDEOCONFERENCIA ...............................................................................................55 Estándares de Audio .....................................................................................................................................56 Estándares de Audio .....................................................................................................................................58 Estándares de Video......................................................................................................................................60 Estándares de transmisión ...........................................................................................................................66 RENDIMIENTO DE LOS ESTÁNDARES ..................................................................................................................82 Capítulo IV EL ESTÁNDAR H.323.........................................................................................................................................................83 DEFINICIÓN ............................................................................................................................................................83 VERSIONES DEL H .323...........................................................................................................................................85 EL H.323 EN RELACIÓN A OTROS ESTÁNDARES DE LA FAMILIA H .32X..........................................................86 A LCANCE DEL H.323 ............................................................................................................................................86 POR QUÉ ES IMPORTANTE EL H .323....................................................................................................................88 ii CARACTERÍSTICAS DEL H.323............................................................................................................................89 CODEC estándar...........................................................................................................................................89 Interoperatibilidad ........................................................................................................................................89 Independiente a la arquitectura de red......................................................................................................89 Independiente a la aplicación y plataforma..............................................................................................90 Soporta multipunto ........................................................................................................................................90 Administración de ancho de banda............................................................................................................90 Soporta multicast ...........................................................................................................................................90 Flexibilidad.....................................................................................................................................................91 Conferencia entre distintas redes ...............................................................................................................91 COMPONENTES PARA UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN H .323........................................................................92 Terminales.......................................................................................................................................................92 Gateways.........................................................................................................................................................93 Gatekeeper......................................................................................................................................................94 Unidad de control multipunto .....................................................................................................................96 LA ZONA H.323................................................................................................................................................... 100 LOS PROTOCOLOS ESPECIFICADOS POR EL H .323........................................................................................... 101 CODEC´s de Audio .....................................................................................................................................101 CODEC´s de Video......................................................................................................................................101 Canal de Señalización H.225 Registro/Administración/Estado (RAS) .............................................102 Protocolo H.225 señalización de llamadas............................................................................................103 Protocolo H.245 control de señalización ................................................................................................103 Protocolo de transporte en tiempo real (RTP) .......................................................................................104 Protocolo de control en tiempo real (RTCP)..........................................................................................104 CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES DEL ESTÁ NDAR H.323 ............................................. 104 Características de la terminal ...................................................................................................................104 Características del gateway ......................................................................................................................105 Características del gatekeeper..................................................................................................................106 PROCEDIMIENTOS DE CONEXIÓN ..................................................................................................................... 108 Conexión entre dos terminales H.323 sin gatekeeper...........................................................................108 Conexión entre dos terminales H.323 con gatekeeper..........................................................................110 Capítulo V REQUERIMIENTOS DESEABLES PARA UNA SALA DE VIDEOCONFERENCIA.................................113 ILUMINACIÓN ..................................................................................................................................................... 114 iii A CÚSTICA ........................................................................................................................................................... 120 Micrófonos....................................................................................................................................................120 Tipos de micrófonos....................................................................................................................................123 Colocación de micrófonos..........................................................................................................................125 Ruido ambiental...........................................................................................................................................126 A MUEBLADO ...................................................................................................................................................... 127 SUBSISTEMA DE VIDEO ..................................................................................................................................... 128 SUBSISTEMA DE AUDIO ..................................................................................................................................... 132 SUBSISTEMA DE CONTROL................................................................................................................................ 133 Capítulo VI PROPUESTA DE IMPLEMENTACIÓN DE VIDEOCONFERENCIA .............................................................135 DETERMINAR EL CAMPO DE APLICACIÓN DEL SISTEMA DE VIDEOCONFERENCIA .................................... 135 DETERMINAR EL TIPO DE VIDEOCONFERENCIA . ............................................................................................ 136 Videoconferencia de escritorio a escritorio............................................................................................136 Videoconferencia grupal............................................................................................................................136 IDENTIFICAR LA TECNOLOGÍA DE ACCESO A RED CON LA QUE CUENTA .................................................... 136 ATM (Asynchronous Transfer Mode).......................................................................................................137 ISDN (Red Digital de Servicios Integrados - Integrated Services Digital Network).......................137 LAN ( Red de Area Local - Local Area Network)..................................................................................137 POTS (Plain Old Telephone Service)......................................................................................................137 EQUIPOS PARA VIDEOCONFERENCIA GRUPAL................................................................................................ 138 Sistema Roll About ......................................................................................................................................138 PROXIMA POLYCOM ................................................................................................................................139 Trinicom 5100Plus......................................................................................................................................140 MediaConnect 6000 Series ISDN(128Kbps–384Kbps) y LAN/IP (768Kbps)...................................141 MediaConnect 8000 Series – ISDN (128Kbps – 384Kbps) y LAN/IP (768Kbps) ............................142 Trinicom 3000..............................................................................................................................................143 EQUIPOS PARA VIDEOCONFERENCIA DE ESCRITORIO ................................................................................... 144 Sony Contact ................................................................................................................................................144 Trinicom 500Plus ........................................................................................................................................145 Armada Escort 25PRO: VideoConferencia sobre IP (H.323).............................................................146 Armada Escort 75: VideoConferencia sobre ISDN ...............................................................................147 Armada Escort 150: VideoConferencia sobre IP e ISDN.....................................................................148 Cruiser 384 y 384Executive –ISDN (384 Kbps) LAN/IP (768 Kbps) DesktopVideconferencing ..148 INTEL BUSINESS........................................................................................................................................149 iv VIEW STATION............................................................................................................................................150 CONCLUSIONES................................................................................................................................................................151 GLOSARIO DE TÉRMINOS...........................................................................................................................................153 REFERENCIAS ...................................................................................................................................................................170 v TABLA DE FIGURAS figura 1 Videoconferencia de escritorio.............................................................................................................................38 figura 2 Videoconferencia grupal .......................................................................................................................................42 figura 3 Sala de Videoconferencia......................................................................................................................................46 figura 4 Conexión punto a punto.........................................................................................................................................47 figura 5 Conexión multipunto..............................................................................................................................................48 figura 6 Videoconferencia sobre ISDN (H.320)...............................................................................................................72 figura 7 Videoconferencia sobre ATM (H.321)................................................................................................................74 figura 8 Videoconferencia sobre LAN (H.323).................................................................................................................78 figura 9 Videoconferencia sobre POST (H.324)..............................................................................................................81 figura 10 Interoperatibilidad del H.323.............................................................................................................................87 figura 11 Videoconferencia entre distintas redes.............................................................................................................91 figura 12 Conferencia multipunto.......................................................................................................................................98 figura 13 Conferencias Descentralizada/Híbrida..........................................................................................................100 figura 14 Zonas gatekeeper ................................................................................................................................................101 figura 15 Conexión entre dos terminales H.323 sin gatekeeper.................................................................................110 figura 16 Conexión entre dos terminales H.323 conun gatekeeper...........................................................................112 figura 17 Sala de videoconferencia...................................................................................................................................114 figura 18 Amueblado para una sala de videoconferencia............................................................................................127 figura 19 Distribución de amueblado en una teleaula..................................................................................................128 figura 20 El subsistema de video .......................................................................................................................................129 figura 21 Subsistema de control.........................................................................................................................................134 figura 22 SISTEMA ROLL ABOUT.................................................................................................................................138 figura 23 PROXIMA POLYCOM ......................................................................................................................................139 figura 24 TRINI COM..........................................................................................................................................................140 figura 25 MEDIACONNECT 6000...................................................................................................................................141 figura 26 TRINICOM 3000 ................................................................................................................................................143 figura 27 SONY CONTACT................................................................................................................................................144 figura 28 TRINICOM 500PLUS........................................................................................................................................145 figura 29 ARMADA ESCORT 25PRO.............................................................................................................................146 figura 30 ARMADA ESCORT 75......................................................................................................................................147 figura 31 CRUISER 384 Y 384EXECUTIVE.................................................................................................................148 figura 32 INTEL BUSINESS .............................................................................................................................................150 RESUMEN El presente trabajo aborda conceptos relacionados con la educación a distancia y el trabajo colaborativo. Se hace mención de cómo la videoconferencia es uno de los medios tecnológicos que se puede implementar para satisfacer las necesidades de un sistema educativo a distancia y de la misma forma permitir el trabajo colaborativo de grupos. En este trabajo encontrará además información del origen de la videoconferencia, clasificaciones y equipos requeridos para su implementación. Del mismo modo, se incluye información sobre el funcionamiento de los sistemas de videoconferencia, estándares de transmisión, video y audio. El estándar H.323 utlizado para implementar el servicio de videoconferencia sobre redes de paquetes conmutados utilizando el protocolo TCP/IP para la transmisión de los medios es tratado mas profundamente. Contiene información referente a las salas de videoconferencia, las características deseables en cuanto al ambiente físico, el sistema de video, el sistema de audio y el sistema de control. En cuanto a la implementación de un sistema de videoconferencia se dan algunas recomendaciones sobre el equipo que se debe adquirir según el tipo de videoconferencia que se desea implementar. 1 ABSTRACT The present work details concepts related learning and collaborative work and how video conferencing represents one of the technological means that can be implemented to help meet the requeriments of a distance learning system that permits collaborative work in groups. This work also includes additional information about the origin of the videoconferencing, classifications and equipment required for implementing such systems. In the same manner information is included about the operation of the video conferencing systems, standards of transmission, audio and video. The H.323 standard used to implement video sonferencing system on packed switch netwoks using TCP/IP protocol is also discussed in more detail. This work also contains information referring to videoconference rooms, their desired characteristics with respect of their physical distribution, auido and video systems and system of control. Some recommendations related to the type of requeriment that is needed, according to the type of videoconference system, are also provided. 2 INTRODUCCIÓN El avance tecnológico a nivel mundial a venido a beneficiar a la sociedad a través de la computación ya que es una herramienta que se ajusta a cualquier disciplina profesional, agilizando actividades, almacenando información y con software específico para cada necesidad, con esta alternativa sumada a la de Internet que es la red de computadoras más grande del mundo y que permite comunicarnos con personas de casi cualquier parte del planeta, a un mínimo costo y en el menor tiempo, surge la educación a distancia, como una nueva forma de enseñanza, en la que el usuario puede tener acceso a un curso tomando las lecciones de acuerdo a un programa, realizando ejercicios y preguntas que posteriormente pueden ser revisadas, corregidas o aclaradas por correo electrónico. La importancia de la educación a distancia reside en que el alumno no se enfrenta con problemas de horario, ni de transporte, así como a la competencia que existe para ingresar a las universidades públicas. La educación a distancia y otras formas no escolarizadas de enseñanza y de aprendizaje se han convertido en estrategias importantes, pero exigentes, para que el acceso a la educación sea más democrático y amplio, principalmente para aquellas personas que están económicamente activas. El trabajo colaborativo es también requerido entre diversas instituciones y sectores privados, ya que permite el intercambio de ideas y distribución de trabajo sin tener la necesidad de estar físicamente en el mismo lugar y al mismo tiempo. Uno de los medios tecnológicos que permite que la educación a distancia y el trabajo colaborativo puedan realizarse es la videoconferencia, por lo que el presente trabajo tiene como objetivo principal documentar y analizar información referente a los sistemas de videoconferencia, los estándares existentes para su implementación, así como el apoyo y ventajas que un sistema de esta naturaleza puede brindar a la educación a distancia y al trabajo colaborativo. Se pretende también, una vez 3 analizados los estándares, dar recomendaciones del hardware y software que podrían ser utilizados para implementar una videoconferencia según las necesidades y medios de transmisión con que se cuenta. De esta manera y para poder cumplir con el objetivo antes planteado el presente trabajo se divide en 6 capítulos: El primero, aborda conceptos relacionados con la educación a distancia, razones por las que se desarrollan este tipo de sistemas, características que debe tener un modelo educativo a distancia así como medios electrónicos y materiales utilizados en la enseñanza-aprendizaje, se hace mención del trabajo colaborativo y aspectos relacionados con el mismo. En el segundo capítulo, se menciona cómo la videoconferencia es uno de los medios tecnológicos que se puede implementar para satisfacer las necesidades de un sistema educativo a distancia y de la misma forma permitir el trabajo colaborativo de grupos, encontrará información del origen de la videoconferencia, clasificaciones y equipos requeridos para su implementación. En capítulo tercero encontrará información sobre el funcionamiento de los sistemas de videoconferencia, estándares de transmisión, video y audio. Cada uno de estos temas son tratados a profundidad para una mejor comprensión. El cuarto capítulo hace énfasis en el estándar H.323, el cual permite implementar el servicio de videoconferencia sobre redes de paquetes conmutados utilizando el protocolo TCP/IP para la transmisión de los medios. Se definen los componentes para este sistema de comunicación así como las características y funciones de cada uno, también encontrará información referente a cada uno de los protocolos que forman parte del H.323, tales como protocolos de señalización y control. El quinto capítulo contiene información referente a las salas de videoconferencia, las características deseables en cuanto al ambiente físico, el sistema de video, el sistema de audio y el sistema de control. 4 Y por último en el capítulo sexto se dan algunas recomendaciones sobre el equipo que se debe adquirir según el tipo de videoconferencia que se desea implementar y la infraestructura de red con la que se cuente. La presente investigación fue realizada con la finalidad de recopilar y organizar de forma sustancial información referente a los sistemas de videoconferencia así como también analizar las posibilidades de su uso en el campo educativo y empresarial, ventajas que proporcionaría el contar con un sistema de este tipo y de esta manera permitir a las personas interesadas es este tema tener una visión más amplia del uso y requerimientos de su implementación. 5 Capítulo I EDUCACIÓN A DISTANCIA Y TRABAJO COLABORATIVO El uso de la nuevas tecnologías y en particular de las telecomunicaciones que reúnen a diferentes medios de transmisión como el telégrafo, el teléfono, la radio, la televisión, la tecnología radiocelular, la tecnología satelital, el telex, el videotexto, el fax, la videoconferencia e Internet (FTP, correo electrónico, talk, chat , Gopher, WWW [World-Wide Web] entre otros) (González ,1997; Martínez y Castillo, 1998) han mostrado tener inmensa ventaja al ser utilizados como herramientas en la educación y el trabajo colaborativo entre empresas e individuos. La mayoría de estas tecnologías son utilizadas comúnmente en educación y particularmente en la educación en línea y a distancia, de igual forma, son utilizadas por empresas y grupos de trabajo para intercambiar puntos de vista y trabajar en forma conjunta sin necesidad de estar ubicados geográficamente en el mismo lugar. El presente capítulo lo sumergirá en conceptos involucrados con la educación a distancia, materiales y medios electrónicos utilizados en este tipo de modo de educación, así como aspectos relacionados con el trabajo colaborativo . EDUCACIÓN A DISTANCIA Muchas de las universidades están aprovechando las ventajas que la tecnología ofrece, para ofertar clases en línea ["educación en línea significa enseñar y aprender a través de computadoras conectadas en red" (Martínez y Castillo, 1998)], es posible que, en breve, muchas instituciones compitan en un renovado mercado de formación a distancia a través de las redes telemáticas. La perspectiva tradicional de la educación a distancia está cambiando a pasos agigantados; las redes no sólo servirán como vehículo para hacer llegar a los estudiantes materiales de autoestudio, sino para crear un entorno fluido y multimediático de comunicaciones entre 6 profesores y alumnos (telementorazgo y teletutoría) y, tal vez lo más necesario en la actualidad, entre los propios alumnos: aprendizaje colaborativo. Es importante implantar modalidades no escolarizadas como son entre otras, la Modalidad a Distancia, con la finalidad de que los servicios educativos del Instituto sean de mayor cobertura, esta propuesta tiene como característica principal ser flexible en tanto permitirá el acceso y tránsito académico de los alumnos, privilegiando su participación en la dirección de su propio aprendizaje. Destaca el uso de nuevas tecnologías educativas basadas en la electrónica, la computación y las telecomunicaciones como un medio útil, deben contemplarse en la currícula para facilitar el aprendizaje no escolarizado. De esta manera la Educación a Distancia surge como una nueva forma de enseñar, como una modalidad que permite mayor libertad y apertura a los individuos con deseos y necesidades de superación. Actualmente el crecimiento de la oferta educativa en esta modalidad es evidente en todo el mundo; sin embargo, es difícil hablar de un modelo único, de hecho existe una gran diversidad de interpretaciones al respecto. Algunas instituciones ofrecen cursos, centrando el proceso de enseñanza aprendizaje en la comunicación y retroalimentación sincrónicas, a través de las redes satelitales, las teleconferencias y las videoconferencias, con sedes de reuniones presenciales, otras en la comunicación y retroalimentación asincrónicas, por medio del envío de impresos y materiales audiovisuales como los videos y los paquetes en CD-ROM, el correo electrónico, los foros de discusión y el material en línea, ubicado en un sitio diseñado ex profeso en la red. Sin embargo, se está prefiriendo la diversidad de medios, atendiendo a los recursos propios y utilizando convenios para optimizarlos. Es de vital importancia que las universidades usen sus recursos en cómputo para la formación de sus distintos sectores, pero que dicho uso sea racional, efectivo y que dirija a los académicos y estudiantes a un proceso de aprendizaje apoyado en las diferentes ofertas de las tecnologías y el cómputo, para el fomento de la 7 aproximación a sus diferentes usos y para generar una estrategia autodidacta, sin dejar de considerar los diferentes dominios del conocimiento. P OR QUÉ SE DESARROLLAN LOS SISTEMAS DE EDUCACIÓN A DISTANCIA Existe al menos dos razones principales: • Por un lado la demanda de nuevos modelos educativos que permitan el acceso de la educación a diversos sectores de la población que, por varias razones no pueden acceder a un sistema escolarizado y presencial. • Por otro lado, la oferta de nuevas herramientas para la comunicación e interacción remota. Así, la tecnología actual abre nuevas perspectivas educativas de manera que permite a las Universidades atender las demandas sociales en materia de educación (sin importar las dificultades de distancia, tiempo o accesibilidad de los estudiantes). Es importante tomar en cuenta que el avance tecnológico no se concreta a resolver los problemas de comunicación e interacción entre el docente y el alumno, sino que constituye una herramienta didáctica con alta potencialidad pero, que necesita ser animada y dirigida. CARACTERÍSTICAS QUE DEBE TENER UN MODELO EDUCATIVO A DISTANCIA • Ser abierto a diversos entornos sociles y tecnológicos. • Ser capaz de responder ante las diferencias individuales tales como los estilos de aprendizaje y preferencias cognitivas. • Responder a las demandas sociales actuales, ofreciendo una educación de calidad • Ser flexible en espacios, tiempos y currículum. 8 • Favorecer la formación integral del estudiante con respecto a la autogeneración de conocimientos, habilidades, así como de actitudes y valores N UEVOS ROLES PARA DOCENTES Y DISCENTES Los nuevos entornos de enseñanza-aprendizaje exigen nuevos roles en profesores y estudiantes. La perspectiva tradicional en educación superior, por ejemplo, del profesor como única fuente de información y sabiduría y de los estudiantes como receptores pasivos debe dar paso a papeles bastante diferentes. La información y el conocimiento que se puede conseguir en las redes informáticas en la actualidad es ingente. Cualquier estudiante universitario, utilizando la Internet, puede conseguir información de la que su profesor tardará meses en disponer por los canales tradicionales. La misión del profesor en entornos ricos en información es la de facilitador, la de guía y consejero sobre fuentes apropiadas de información, la de creador de hábitos y destrezas en la búsqueda, selección y tratamiento de la información. En estos entornos, la experiencia, la meta-información, los "trucos del oficio", etc. son más importantes que la propia información, accesible por otros medios más eficientes. Los estudiantes, por su parte, deben adoptar un papel mucho más importante en su formación, no sólo como meros receptores pasivos de lo generado por el profesor, sino como agentes activos en la búsqueda, selección, procesamiento y asimilación de la información. Por otra parte, los nuevos canales abren un frente en los conocimientos y destrezas del profesor. Debe utilizarlos y ayudar a utilizarlos a sus estudiantes, como una herramienta al servicio de su propia autoformación. De hecho, cada vez en más Universidades, los profesores atienden sus tutorías también por correo electrónico, tienen páginas Web con los programas de sus asignaturas y las lecturas recomendadas (si están disponibles en formato electrónico) y utilizan los nuevos canales como medio de comunicación y para reforzar la interacción del grupo de estudiantes entre sí (por ejemplo, a través de experiencias formativas en las que participan estudiantes y profesores de diversas universidades). Las telecomunicaciones abren posibilidades metodológicas y didácticas insospechadas. 9 Los estudiantes de una institución pueden acceder a través de las redes a datos, publicaciones, actas de congresos y simposios, etc. pero también comunicarse con profesores y expertos de otras instituciones, con los pueda intercambiar ideas y opiniones. N UEVOS MATERIALES DE ENSEÑANZA -APRENDIZAJE La digitalización y los nuevos soportes electrónicos están dando lugar a nuevas formas de almacenar y presentar la información. Los tutoriales multimedia, las bases de datos en línea, las bibliotecas electrónicas, los hipertextos distribuidos, etc. son nuevas maneras de presentar y acceder al conocimiento que superan en determinados contextos las formas tradicionales de la explicación oral, la pizarra, los apuntes y el manual. No es necesario explicar las bondades de las simulaciones de procesos, la representación gráfica, la integración de texto, imagen y sonido o de la navegación hipertextual. En el futuro, este tipo de soportes serán utilizados de modo creciente en todos los niveles educativos. Las herramientas de autor permitirán que los profesores, además de utilizar materiales comerciales, desarrollen ellos mismos sus propios materiales, adaptados al contexto de sus estudiantes. Un ejemplo del proceso que estamos viviendo es cómo se están transformando las bibliotecas universitarias ( como muestra tenemos la Biblioteca de Ciencias en nuestra Máxima casa de estudios, la Universidad de Colima). De simples depósitos de libros y revistas con salas de lectura anexas, están pasando a ofrecer múltiples fuentes de información electrónica. El paradigma de la biblioteca electrónica o biblioteca sin muros, en la que las fuentes de información están en formato electrónico y almacenadas en dispositivos accesibles en cualquier lugar de la red informática, se ha impuesto. Los usuarios acceden a sus servicios a través de las computadoras de sus despachos. El ciclo de producción y distribución del libro y la publicación periódica, que pasa del formato digital al analógico, se acortará cuando se garantice (si ello es posible: el ejemplo es lo que sucede en la industria del software) el derecho de copia. Aunque parece inevitable que de la cadena edición-reproducción-distribución-venta desaparezcan algunos eslabones. 10 A la sombra de la explosión informática ha aparecido toda una industria y un mercado de materiales formativos en soportes tecnológicos, paralelo a la institución escolar, que invade las librerías y que ha dado lugar a un nuevo concepto: "edutainment", "edutenimiento" o "eduversión", (Bartolomé, 1996), un híbrido entre educación y entretenimiento. Sin embargo, este tipo de productos son típicos de una etapa anterior: la información es codificada sobre objetos. En el futuro asistiremos a una explosión de "edutenimiento" accesible a través de Internet, previo pago de su importe, naturalmente. Las grandes editoriales de materiales educativos ya están en ello; de ahí que la importancia de la escuela como fuente de conocimientos no deja de disminuir en un mundo de grandes negocios basados en la información y comunicación. LOS MEDIOS ELECTRÓNICOS EN EDUCACIÓN A DISTANCIA Las "super carreteras de la información" y los recursos de interacción que ofrecen los programas multimedia están ya transformando sensiblemente las prácticas educativas y lo harán más significativamente en el siguiente siglo. Las tendencias actuales indican que las habilidades que los sistemas educativos deberán desarrollar son, centralmente, la formación del pensamiento crítico y ordenado y el desarrollo de destrezas para manejar la información de manera efectiva y de capacidades competitivas de los individuos, grupos y naciones. Por otra parte, la computadora se está usando como herramienta cognitiva que transforma las capacidades del individuo, por ejemplo, el uso de lenguajes de programación para el desarrollo de modelos matemáticos y los procesadores de texto (Salamon, 1995). Entre los recursos informáticos son dos los desarrollos que rápidamente están aumentando el potencial educativo de las nuevas tecnologías: • La tele presencia, que permite la realización de video conferencias en las que el profesor puede interactuar con sus estudiantes a distancia. 11 • Las super carreteras de la información (como Internet), que ofrecen fuentes de información e intercambio de ideas que permiten extender la comunidad social de la escuela a un escenario mucho más amplio. En cuanto a la telepresencia, se ha visto que los espacios físico y social que las tecnologías electrónicas ponen a nuestra disposición están transformando las concepciones sobre enseñanza y aprendizaje en muchas formas. Más que nunca, los estudiantes tendrán a su disposición además del gran cúmulo de información en línea, un amplio rango de recursos interactivos. Al mismo tiempo que las tecnologías interactivas están transformando la enseñanza y el aprendizaje, las matemáticas, la física y la tecnología se están volviendo áreas de conocimiento más democráticas en el sentido de que hay una creciente demanda de habilidades de un rango más alto para que las personas se incorporen a la fuerza de trabajo, y que cada vez es más explícito el reconocimiento social de que un segmento más amplio de la población necesita desarrollar sofisticadas habilidades en esas áreas. Los paquetes de cómputo interactivo están empezando a revolucionar la enseñanza de la física y las matemáticas, por ejemplo, la captura de datos reales en física y los nuevos acercamientos en la solución de problemas matemáticos y de la ingeniería que permiten los sistemas computarizados para el álgebra instalados en las calculadoras disponibles hoy en día. Las nuevas tecnologías hacen ahora posible una creciente corriente autodidacta, o mediante aprendizaje a distancia en "campus virtuales". Sin embargo, aún se sabe poco acerca del papel del profesor como organizador y facilitador en esos nuevos ambientes de aprendizaje, como lo indican estudios que reportan que la escasez de cursos de capacitación y actualización para profesores es uno de los grandes factores que inhiben el cambio en el salón de clase. Los medios de las tecnologías de la informática y la comunicación permiten la realización de "seminarios electrónicos". Ya se sabe bastante sobre el valor educativo de los seminarios con pequeños grupos, propician un compromiso más fuerte con la materia de estudio que promueve que los participantes le den un sentido más claro a lo que se está estudiando y proporcionan oportunidades para 12 esclarecer ambigüedades, debatir interpretaciones y ofrecer perspectivas alternas que ayuden a formular argumentos mejor fundamentados. Los seminarios que se ofrecen a través de conferencia mediada por la computadora pueden trascender las limitaciones de tiempo y espacio, abriendo así nuevas oportunidades para quienes usualmente no participan y para los que tienen restricciones económicas o de tiempo. En un seminario electrónico todos los participantes tienen la oportunidad de incorporarse a las discusiones en los tiempos y lugares que les sean más propicios en periodos previamente acordados. Esto significa iguales oportunidades de acceso al núcleo de la discusión y que todos tengan la misma oportunidad de contribuir. La creación de estas comunidades en las que la comunicación se basa en el uso de medios electrónicos, propicia que los participantes reflexionen sobre sus propias convicciones, las revisen y afinen, cuestión que parece ser crucial en el caso de las tradiciones de enseñanza cultivadas por los profesores en servicio durante largos años de una práctica que, en muchos casos, es alimentada casi exclusivamente por la práctica inmediata y la auto reflexión. Por lo que respecta a Internet el vertiginoso aumento de su uso en educación, nos obliga a considerar como espacio prioritario de análisis sus posibilidades como recurso a utilizar tanto para los profesores como a nivel institucional. Al respecto, se ha reportado (Limón, C. 1996) que este medio tiene la virtud de ofrecer servicios diversos como: • La “web” o “red”: Brinda información extensa y actualizable proveniente de cualquier país, a través de enormes bancos de datos y favorece o potencia el desarrollo de habilidades de búsqueda. Esta información se presenta en forma de textos, audios, imágenes o publicaciones electrónicas y cuyo uso representa recursos variados: como recurso didáctico e investigación; como diseño instruccional de materiales didácticos para la elaboración y distribución de publicaciones; como desarrollo de redes locales para la gestión administrativa y como estrategia de mercadotecnia para promoción de servicios. 13 • Correo Electrónico: Provee comunicación inmediata y eficiente de textos electrónicos tanto al interior de la institución como al exterior, nacional e internacional. • News o Usenet: Servicio de noticias de los llamados grupos de discusión que permite la resolución de dudas o solución de problemas específicos sobre diversos tópicos. • Correo Electrónico: Comunicación inmediata y eficiente de textos electrónicos tanto al interior de la institución como al exterior, nacional e internacional. • FTP (File Transfer Protocol): Servicio que proporciona un lugar que ofrece programas poco costosos o gratuitos como procesadores de textos o aplicaciones complejas; sobre todo ofrece la posibilidad de almanenar y transportar documentos o archivos grandes. U NIVERSIDADES QUE OFRECEN SISTEMAS DE EDUCACIÓN A DISTANCIA Ejemplos de estas universidades en línea son la Universidad de Gobernadores del Oeste (WGU), la Confederación de Instituciones de Aprendizaje Abierto de Africa del Sur (COLISA) y el Campus Mundial Virtual de la Universidad Estatal de Pennsylvania (WC). Universidades como la Open University en Inglaterra, la Universidad sin Muros en Israel, la Universidad Unisur de Colombia, la Universidad Abierta de Venezuela, la Universidad Oberta de Catalunya, entre otras, y sistemas de educación a distancia nacionales, como el del Instituto Latinoamericano de Comunicación Educativa (ILCE), la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) o el del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), constituyen algunos ejemplos del surgimiento y desarrollo de los nuevos sistemas de educación a distancia. En México, el ITESM está utilizando una plataforma electrónica (learning space) para poner en línea los cursos que ofrece, pero además, 14 las nuevas tecnologías se están utilizando como una parte fundamental de un proyecto denominado “rediseño” del proceso de enseñanza aprendizaje, todo esto en un sistema complementario a la modalidad presencial. La UNAM, con el principio de libertad de cátedra, ofrece a sus escuelas y facultades una gran diversidad de medios y la libre elección y responsabilidad de desarrollar programas y convenios. El ILCE, con una trayectoria en la creación de paquetes instruccionales audiovisuales y en el uso de los medios masivos de comunicación, ha incorporado el uso de medios digitales y redes electrónicas para impartir cursos a distancia en los que se da importancia al estudio independiente basado en metas personales, con muy pocas reuniones presenciales. En España, la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED), concibe la educación a distancia como un sistema tecnológico de comunicación bidireccional de gran cobertura y que sustituye la relación presencial centrada en la enseñanza, por una interacción remota centrada en el aprendizaje con énfasis en el uso de medios didácticos. La Universidad Oberta de Cataluña (UOC), es una institución de educación superior a distancia que emplea la telemática como elemento clave no sólo en la distribución de materiales de estudio (junto con métodos y materiales tradicionales como el texto o el video) sino como entorno de comunicación entre profesores y estudiantes y entre los propios estudiantes. Una de las características de la formación a distancia es la sensación de aislamiento de los estudiantes, que no disponen de las facilidades de un campus clásico. La UOC ha creado un campus virtual en el que cualquier persona "tienen acceso no sólo a posibilidades de formación sino también a toda clase de servicios académicos y no académicos propios de un campus universitario" (Ferraté, Alsinay y Pedró 1997, pág. 238). La red telemática posibilita la comunicación entre profesores y estudiantes, entre los propios estudiantes, de modo síncrono o asíncrono, y el acceso a recursos de otras instituciones, centros y servicios de modo global. Otro ejemplo, del tipo de instituciones educativas que pueden aparecer con las 15 nuevas tecnologías como entorno de enseñanza/aprendizaje es proyecto de la Western Governors University. Una universidad fundada por los gobernadores de 18 estados del oeste de los Estados Unidos y que no sólo no tendrá campus físico, sino que no tendrá ni siquiera profesores propios: contratará la formación a distancia a otras instituciones y/o empresas, así como los servicios de evaluación y certificación de los conocimientos. TRABAJO COLABORATIVO El World Wide Web (WWW) emerge de los conceptos de hipertexto y redes para proveer un sistema global de información, simple pero poderoso basado en dos estándares públicos: HTTP ( Hyper Text Markup Languaje) y HTML (Hyper Text Transfer Protocol). En sus inicios y durante mucho tiempo, el WWW ha sido concebido únicamente como un medio de difusión de información, que permitía a personas distribuidas por todo el mundo compartir ideas y conocimiento. Mirando al Web desde esa perspectiva se puede decir que brindaba mecanismos de colaboración, aunque en su mínima expresión (permitía a las personas compartir información). Para lograr una efectiva colaboración, además de compartir información, es necesaria la presencia de un ambiente compartido que ofrezca un contexto de grupo actualizado y una notificación explícita y adecuada de las actividades de cada usuario en el grupo. El crecimiento exponencial del WWW y el constante desarrollo de herramientas y servicios colaborativos han contribuido a la construcción de una amplia gama de nuevas e innovadoras aplicaciones, tales como: librerías electrónicas, ambientes compartidos, sistemas de edición distribuidos, ambientes de trabajo distribuidos, ambientes virtuales, etc. 16 T RABAJO COLABORATIVO A SISTIDO P OR COMPUTADORA (CSCW)1 El Trabajo colaborativo Asistido Por Computadora(CSCW) es una nueva área de investigación referente al uso de tecnología de la información para facilitar las actividades productivas llevadas a cabo por un grupo de personas. El CSCW se enfoca en la naturaleza del trabajo cooperativo, las prácticas de trabajo y en la forma en que la tecnología de la información cambia y apoya el trabajo cooperativo (Bannon,93) Podemos mencionar diferentes definiciones de lo que es el CSCW entre las cuales se encuentran las siguientes: • CSCW es un área de investigación enfocada al diseño de sistemas. • CSCW debe ser concebido como un esfuerzo para entender la naturaleza y las características del trabajo cooperativo con el objetivo de desarrollar tecnologías basadas en computadora adecuadas. • CSCW se define como un ensayo en un campo de investigación enfocado en el papel que juega la computadora dentro del trabajo en grupo. • CSCW generalmente se define como un circulo fijo y cerrado de personas que comporten una misma meta. El CSCW se enfoca en estudiar la forma en que trabajan los grupos y analiza la forma en la que la tecnología; especialmente las computadoras; ayuda a que trabajen en forma conjunta. SISTEMAS COLABORATIVOS (GROUPWARE) Los Sistemas Colaborativos (GROUPWARE), son sistemas diseñados para asistir a grupos de trabajo en sus actividades de comunicación, colaboración y coordinación. De una manera más precisa se los puede definir como: 17 "Sistemas basados en computadoras que apoyan a grupos de personas que trabajan en una tarea común y que proveen una interfaz a un ambiente compartido" [Ellis, 1991] Groupware es un término usado con frecuencia como un sinónimo de la tecnología CSCW, otros lo definen también como un software para grupos pequeños o que tienen un enfoque reducido que no puede brindar soporte a organizaciones de gran tamaño. Sin embargo para definir de una forma mas profunda que es Groupware, se definirá según su: • Visión general. • Taxonomía. • Perspectiva. • Concepto • Diseño de Resultados Visión general del groupware La mayoría del software para computadoras solo brinda una interfaz hombre– máquina. Para preparar un documento, consultar una base de datos o jugar un video juego; el usuario interáctua de forma individual con la computadora; hasta las aplicaciones multiusuario como lo son los sistemas de información de oficinas proporcionan un soporte muy débil en lo que a la interacción usuario–usuario se refiere. Este tipo de soporte es evidentemente necesario debido a la gran cantidad de actividades que ocurren a nivel grupal en comparación a las que suceden a nivel individual. Es este aspecto resaltan 3 áreas clave que son: comunicación, colaboración y coordinación. ♦ Comunicación: Los sistemas de comunicación basados en computadora tales como el E-Mail no están totalmente integrados con otras formas de comunicación. Los sistemas asíncronos de correo electrónico no están a la par 18 de los sistemas telefónicos y la conversación frente a frente que operan en modo síncrono y aunque los sistema de correo electrónico disimulan un poco las diferencias, existen todavía diferencias entre el mundo síncrono y el asíncrono. Por ejemplo no se puede transferir un documento entre 2 números de teléfono aleatorios y es inusual originar una conversación telefónica a partir de una estación de trabajo. El integrar las comunicaciones y los sistemas de procesamiento basados en computadoras ayudará a disminuir estas diferencias. ♦ Colaboración: De forma análoga a la comunicación, la colaboración es una piedra angular en las actividades de los grupos. Una colaboración efectiva demanda que lo miembros que integran el grupo compartan la información. El nivel de efectividad que existe entre la comunicación y la colaboración puede aumentarse si el grupo es coordinado en forma correcta. De otra forma, sin una coordinación adecuada, programadores o escritores podrían caer en conflictos o acciones duplicadas. ♦ Coordinación: La coordinación puede verse como una actividad y es necesaria cuando varias partes están involucradas en la realización de una tarea en particular. La meta del Groupware es auxiliar a los grupos en cuanto a sus actividades de comunicación, colaboración y coordinación respecta. Taxonomía Analizaremos 2 taxonomías útiles en el estudio de las variedades del Groupware, la primera esta basada en las nociones de tiempo y espacio y la segunda en el nivel de aplicación. A) Taxonomía Tiempo–Espacio Este tipo de Groupware se concibe para brindar soporte a grupos que entablan comunicación de la denominada frente a frente o para grupos cuyos 19 miembros están distribuidos en diferentes lugares. Aún mas allá, están creados por mejorar el nivel de comunicación y colaboración en tiempo real y en tiempo no real (asíncrono). Estas consideraciones de tiempo y espacio, derivan en 4 categorías de Groupware representadas por una matriz de 2X2 Un lugar de Reunión Múltiples Lugares (mismo lugar) (diferentes lugares) Comunicación Síncrona Interacción Interacción (al mismo tiempo) cara a cara remota Comunicación Asíncrona Tareas Coordinación y (en tiempos diferentes) Distribuidas Comunicación Los sistemas que emulan una sala de juntas quedarían en la parte superior izquierda, un editor de texto en tiempo real quedaría en la parte inferior izquierda, un sistema de boletín de ejecutivos se situaría en la parte superior derecha y en la parte inferior derecha tendríamos un sistema de correo electrónico. Un sistema que se considere Groupware debe satisfacer las necesidades de todos los cuadrantes en la mejor forma posible. B) Taxonomía de acuerdo al nivel de aplicación. Esta categoría no se distingue por ser sencilla de entender, de hecho, muchas de las categorías que se definen se traslapan unas con otras. Esta definición tiene como principal objetivo dar una noción general de lo amplio que es el dominio del Groupware. ♦ Sistemas de mensajes.:El ejemplo más común de Groupware es el sistema de mensajes basado en computadoras. Entre ellos se puede incluir al correo electrónico y a los sistemas de boletines para ejecutivos. La proliferación de estos sistemas a propiciado el fenómeno de “sobrecarga de información”. Algunos de 20 los sistemas de mensajes más recientes administran esta sobrecarga disminuyendo la cantidad de información que necesita cada usuario. Estos sistemas en algunas ocasiones son provistos de inteligencia, por ejemplo, algunos sistemas permiten que el usuario defina las reglas para el ruteo de los mensajes que llegan a él basadas en el contenido del mensaje. Otros sistemas tienen lenguajes que permiten añadir scripts a los mensajes, estos scripts son programas que se ejecutan en el ambiente del receptor y pueden por ejemplo, hacer una consulta en el receptor, notificar al remitente o hacer que el mensaje sea reenrutado. ♦ Editores Multiusuario.: Los miembros de un grupo pueden utilizar editor de texto en modo multiusuario. Estos editores en tiempo real permite a un grupo de personas editar el mismo objeto al mismo tiempo. El objeto a ser editado, por lo regular, es dividido en segmentos lógicos; por ejemplo, un documento puede ser dividido en secciones o un programa se puede separar por módulos o por procedimientos. La mayoría de las veces, los editores multiusuario permiten la lectura de forma concurrente a cualquier segmento, pero restringen a que la escritura sea hecha sólo por uno de ellos. Para el usuario, las operaciones de bloqueo y sincronización que realiza el editor son trasparentes, y de esta forma un usuario puede manejar un objeto como si fuera privado, aunque en realidad sea un objeto compartido. ♦ Sistemas para la toma de decisiones y Sala electrónica de juntas. Los sistemas para la toma de decisiones (GDSS por sus siglas en inglés Group Decision Support Systems) proporcionan soporte basado en computadora para resolver problemas no estructurados a través de grupos. La meta es mejorar la productividad a la hora de tomar las decisiones ya sea acelerando el proceso de toma de decisión o mejorando la calidad de las decisiones que se toman. Muchos GDSS toman la forma de salas electrónicas de juntas que contienen varias estaciones de trabajo, tableros públicos controlados por computadoras y equipo para la transferencia de audio y video. Algunas veces, estos sistemas requieren 21 de un operador que controle dichos dispositivos y en otras veces, se asume que los usuarios tienen la capacidad para manejarlos. ♦ Conferencia por computadora. La computadora es utilizada como medio de comunicación en formas muy variadas. En particular, a proporcionado 3 nuevas propuestas en la forma en la que las personas realizan sus conferencias: Conferencia por computadora, Teleconferencia por computadora y conferencia de escritorio. La conferencia por computadora en tiempo real permite que los miembros de un grupo; que se encuentren en una sala de juntas electrónica o que estén físicamente dispersos; interactuar en forma síncrona a través de sus estaciones de trabajo o sus terminales. Cuando el grupo está físicamente disperso es necesario establecer un enlace de audio para llevar a cabo esta tarea. El soporte técnico de telecomunicación necesario para la interacción de un grupo es mejor conocido como la teleconferencia. Los ejemplos más claros de teleconferencia por computadora son las videoconferencias. La teleconferencia tiende a ser un proceso difícil ya que necesita de instalaciones especiales y la mayoría de las veces se necesita un operador para el manejo del equipo. Los sistemas de teleconferencia más novedosos proporcionan interfaces para estaciones de trabajo, con lo cual se busca que este proceso sea más sencillo y accesible a los usuarios. La teleconferencia no es sólo relativamente inaccesible a muchos, sino que además no permite que los participantes compartan texto y gráficos. Un tercer tipo de conferencia combina las ventajas de los dos tipos anteriores. Denominada conferencia de escritorio, utiliza la estación de trabajo como interfase y permite que se ejecuten aplicaciones que son compartidas por los participantes. Esto permite desplegar vistas dinámicas de la información e imágenes dinámicas de video de los participantes. 22 ♦ Agentes Inteligentes. No todos los participantes en una reunión electrónica son humanos. Por ejemplo, los juegos que permiten múltiples participantes pueden generar adversarios en forma automática si el nivel de dificultad es muy bajo para los demás usuarios que utilizan el sistema. Tales participantes no humanos son un caso especial de agentes inteligentes. En general, los agentes inteligentes son responsables de un conjunto específico de tareas y la acciones del usuario hace que estos agentes, emulen las de ellos. Como se mencionó anteriormente, existe el traslape entre categorías. Conforme la demanda por sistemas integrados aumente, veremos sistemas que mezclen cada vez más funciones de una categoría con las funciones de otras. Los sistemas de mensajes inteligentes pueden ser utilizados en tareas de coordinación. La conferencia de escritorio puede usarse en la edición de documentos en forma grupal. Sin embargo, los sistemas pueden clasificarse de acuerdo a su énfasis primordial o a su enfoque principal. Esto en consecuencia, depende en las perspectivas de los diseñadores de sistemas. Disciplinas Al igual que la sección de taxonomía, el Groupware se basa en las propuestas y contribuciones de muchas disciplinas. En particular, existen al menos cinco disciplinas o perspectivas que se consideran clave en los sistemas Groupware; estas perspectivas son: ♦ Perspectiva de los sistemas distribuidos. Debido a que con frecuencia los usuarios están distribuidos en tiempo y/o espacio, muchos de los sistemas multiusuario son considerados como sistemas distribuidos. La perspectiva de los sistemas distribuidos explora y enfatiza la descentralización de los datos y el control de los mismos. En esencia este tipo de sistemas infiere propiedades globales a los sistemas y mantiene la consistencia del estado global por medio de la observación y manipulación de parámetros locales. 23 La investigación de algoritmos eficientes para sistemas que operan en forma distribuida y para bases de datos distribuidas constituye el área de mayor importancia en el estudio de la teoría de sistemas distribuidos. ♦ Perspectiva de las comunicaciones Esta perspectiva enfatiza el intercambio de información entre agentes remotos. El principal interés radica en incrementar la conectividad y el ancho de banda, y los protocolos necesarios para el intercambio de información proveniente de diversas fuentes como el texto, gráficos, voz y video. ♦ Perspectiva de la interacción Hombre–Máquina. Esta perspectiva enfatiza la importancia de las interfaces de usuario en los sistemas computacionales. La interacción hombre–máquina representa en si un campo multidisciplinario que se basa en una variedad de habilidades gráficas e industriales por parte de los diseñadores, expertos en gráficos y científicos. Hasta hace poco, las líneas de investigación de las interfaces de usuario se habían enfocado solamente al ambiente monousuario. Ahora los investigadores intentan ampliar esta perspectiva ejerciendo sus investigaciones dentro de un contexto multiusuario o interfaces grupales. Debido a que estas son sensibles a factores como los grupos dinámicos y a estructuras organizacionales; factores que no se consideran normalmente; es vital que los científicos sociales y los usuarios finales formen parte en el desarrollo de interfaces por grupos. ♦ Perspectiva de la Inteligencia Artificial. Con un énfasis particular en las teorías de comportamiento inteligente, esta perspectiva busca desarrollar técnicas y tecnologías para dotar a las máquinas con atributos humanos. La inteligencia artificial puede, a largo plazo, proporcionar una de las contribuciones más significantes al Groupware. Esta tecnología puede transformar agentes pasivos que procesan y presentan información en agentes activos que tengan la capacidad de interactuar. El reto es asegurar que el sistema pueda interactuar en una forma procedimental y socialmente aceptable para los participantes. 24 ♦ Perspectiva de la Teoría Social. Esta teoría enfatiza el uso de la teoría social o la sociología en el diseño de sistemas que pertenezcan al Groupware. Los sistemas diseñados tomando en cuenta esta perspectiva incluyen en ellos los principios y conceptos que derivan de la investigación social. Conceptos El vocabulario e ideas involucradas en los sistemas Groupware están en evolución continua. En seguida se mencionan términos que son útiles para la comprensión de los sistemas Groupware en tiempo real. ♦ Contexto compartido (shared context). Un contexto compartido es un conjunto de objeto donde los objetos y las acciones que se relacionan en ellos son visibles para un conjunto de usuarios. La noción de contexto compartido es un subconjunto de un concepto más completo. ♦ Ventana de grupo (Group window). Una ventana de grupo es una colección de ventanas cuyas instancias aparecen en diferentes capas y están conectadas unas con otras. ♦ Telepointer. Un telepointer es un cursor que aparece en más de una ventana a la vez y puede ser usado por diferentes usuarios. Cuando se mueve en una ventana se mueve en todas los demás. ♦ Vista (View). Una vista es una representación visual o multimedia de una porción de un contexto compartido. Diferentes vistas pueden contener la misma información pero diferir en su presentación, o pueden utilizar la misma presentación pero referirse a diferentes porciones del contexto compartido. ♦ Interacción síncrona y asíncrona. En la interacción síncrona tal como la comunicación hablada la gente interactúa en tiempo real, en cambio en la 25 interacción asíncrona, la gente se comunica sobre un periodo extendido de tiempo, similar a la correspondencia postal. ♦ Sesión (session). Una sesión es un periodo de interacción síncrona soportada por algún sistema Groupware. ♦ Rol (role). Un rol es un conjunto de privilegios y responsabilidades atribuidas a una persona o en algunos casos a módulos del sistema, y pueden ser atribuidos de manera formal o informal. Diseño de resultados Existen muchos problemas que repercuten en el éxito de un sistema enfocado al trabajo en grupo, y aunque existen muchos investigadores que exploran nuevos métodos y técnicas para resolver estos problemas, los puntos principales siguen sin ser resueltos. Interfaces de grupo. Las interfaces de grupos difieren de las interfaces enfocadas a un solo usuario en que estas representan la actividad del grupo y están controladas por varios usuarios en lugar de uno solo. Como ejemplo podemos mencionar las interfaces de los sistemas de conferencia por computadora en tiempo real, o los juegos multiusuarios. Las interfaces de grupo introducen problemas de diseño que no se presentan en las interfaces para un solo usuario. Un problema básico es el manejo de la complejidad: muchos usuarios pueden generar mayores niveles de actividad y concurrencia que un solo usuario, y la interfaz debe soportar este comportamiento complejo. Es importante saber cuáles técnicas y conceptos de interfaces para un solo usuario son útiles cuando se trata de un grupo, o en dónde fallan estas técnicas para que exista la necesidad de aplicar nuevos conceptos. 26 ♦ Soluciones WYSIWIS. Existe una técnica para construir interfaces de grupo llamada WYSIWIS "What you see is what i see" (Lo que ves es lo que veo) y denota interfaces en que el contexto compartido aparece igual en todos los participantes. Esta técnica tiene un fuerte sentido del contexto compartido. Su mayor desventaja es que puede resultar inflexible, pues es común que los usuarios quieran tener control independiente sobre detalles como la colocación de la ventana, el tamaño y pueden requerir información personalizada dentro de la ventana. Se ha sugerido que se tenga más flexibilidad en cuatro puntos: espacio de desplegado, tiempo de despliegue (cuando el desplegado está sincronizado), subgrupos de población (conjuntos de participantes que están involucrados) y la congruencia visual de la información mostrada. ♦ Soluciones de distracción y enfoque de grupos. Una buena interfaz de grupo debe de representar la actividad del grupo sin crear mucha distracción a los miembros. En una interfaz de un solo usuario éstos tienen la costumbre de interpretar cualquier cambio en el despliegue como un resultado a sus acciones, pero en un grupo los usuarios no están concientes de las acciones de los demás usuario y por lo tanto no pueden interpretar tan fácilmente un cambio repentino resultado de las acciones de otro. Se necesita proveer pistas contextuales de las actividades del grupo. Una forma de hacerlo es anunciar sus intenciones antes de tomar acción, aunque adecuado esto puede resultar pesado. Una buena alternativa es utilizar animación en tiempo real que muestre la actividad del grupo. Sin embargo, ésta es costosa y requiere hardware especializado, además es difícil encontrar técnicas adecuadas para animar las operaciones. Finalmente cualquier solución a este problema debe tomar en cuenta dos factores importantes, la necesidad de velocidad y de continuidad. 27 ♦ Soluciones relacionadas con la dinámica de grupos. Las interfaces de grupo deben corresponder a un patrón de uso de grupo. En un editor de texto para un solo usuario los caracteres aparecen y desaparecen según son insertados, pero un editor de texto multiusuario debe tratar con una diversidad de patrones de uso, pues el texto se genera de manera independiente, reflectiva, particionada, etc. y por lo tanto requiere interfaces más complejas. ♦ Soluciones relacionadas a la administración del espacio de la pantalla El espacio de pantalla es un recurso limitado en las aplicaciones para un solo usuario. Pero es un problema aún mayor para interfaces de grupos en que cada usuario puede crear ventanas que aparezcan en las pantallas de otros. Por esto se requieren técnicas para administrar la proliferación de las ventanas. Una propuesta es agregar ventanas en conjuntos o salones, cada uno de los cuales corresponde a una tarea en particular. Los participantes se pueden mover de un conjunto a otro o ser teleportados por otros usuarios. Cuando se entra a un salón las ventanas asociadas a ese salón son abiertas. Una segunda propuesta es permitir a uno de los usuarios que soporte la carga de mantener el orden de las ventanas. ♦ Soluciones relacionadas a las herramientas de interfaces de grupos. La tecnología de interfaces para un solo usuario ha madurado en la ultima década. Las ventajas pueden ser atribuidas en parte al trabajo sobre los sistemas de administración de interfaces de usuarios, y en parte a la proliferación de sistemas de ventanas y herramientas para las interfaces. Muchos de los conceptos de las interfaces de un solo usuario pueden ser generalizadas para interfaces multiusuarios. Sin embargo, las herramientas para interfaces de grupo no deben ser simples extensiones de las herramientas actuales, sino que deben introducir nuevos constructores que se adecuen mejor al uso compartido. 28 CLASIFICACIÓN DEL GROUPWARE2. No existe una línea divisoria tajante entre los sistemas que se consideran Groupware y aquellos que no, debido a que estos sistemas soportan tareas comunes y ambientes compartidos; en diferentes grados por supuesto; es apropiado conceptualizar en la clasificación del Groupware como una medida que clasifica diferentes sistemas en diferentes puntos del espectro (según sus propiedades). Podemos clasificar los sistemas de acuerdo a 2 aspectos importantes (o 2 dimensiones): • El grado en el que soporta el tiempo compartido. • El grado en el que soportan el ambiente multiusuario. Para ejemplificar el primer aspecto tenemos los siguientes sistemas: ♦ Un sistema convencional de tiempo compartido puede soportar muchos usuarios ejecutando tareas independientes. Debido a que no trabajan en una tarea común, este tipo de sistemas se sitúa en la parte baja del espectro del Groupware. ♦ En contraste, un sistema de evaluación de software que permita a un grupo de diseñadores interactuar en la evaluación de un módulo del sistema, permite que un grupo de personas se enfoque en una tarea especifica al mismo tiempo. Este tipo de sistemas se sitúa en la parte alta del espectro del Groupware. Otro tipo de sistemas como los que se describen a continuación se colocan dentro del espectro de clasificación de acuerdo a como encajan en la definición de ambiente compartido. En otras palabras, se evalúa la forma en que dan información sobre los participantes, el estado actual del proyecto y la atmósfera social. ♦ Un sistema de correo electrónico clásico transmite mensajes, pero proporciona muy poca información sobre el medio ambiente que le rodea. Por lo tanto se situaría en la parte baja del espectro de clasificación. 29 ♦ En contraste un “Aula virtual” que utiliza múltiples ventanas para mostrar información acerca del sujeto que está en clase y acerca del ambiente como lo es la lista de asistencia, preguntas y comentarios de alumnos. Este tipo de sistemas se sitúa en la parte alta del espectro del Groupware. PROCESOS DE GRUPO3. Los procesos de grupo incrementan el paralelismo por lo que se requiere una mayor coordinación la cual puede cargar al grupo y disminuir su efectividad. La tecnología Groupware busca mejorar los beneficios y a la vez disminuir la sobrecarga. ♦ Protocolos de grupo. Los protocolos son considerados formas de interactuar. Estos protocolos pueden ser construidos dentro del hardware y software, y se les conoce como protocolos tecnológicos, o pueden ser dejados al control de los participantes. ♦ Los protocolos sociales incluyen reglas formales así como practicas menos formales, pueden controlar el uso de ventanas publicas. Cada propuesta para los procesos de grupo tiene sus ventajas y desventajas. Los protocolos sociales conllevan a la colaboración: el grupo debe desarrollar sus propios protocolos , y consecuentemente el grupo estará mas adaptado, sin embargo, pueden resultar injustos, ineficientes y distraer demasiado. Por otro lado el poner un proceso de grupo en el software, como un protocolo tecnológico asegura un seguimiento del proceso, provee una mayor estructura a la actividad del grupo y ayuda a los usuarios menos experimentados. Sin embargo los protocolos tecnológicos pueden ser demasiados restrictivos: un estilo idiosincrático de trabajo de grupo puede no ser soportado, y el sistema puede restringir a un grupo que necesita utilizar diferentes procesos para distintas actividades. 30 Capítulo II LA VIDEOCONFERENCIA En el primer capítulo se hizo mención de cómo la tecnología ha ayudado a fortalecer la educación y el trabajo colaborativo implementando medios que permitan a personas ubicadas en lugares distantes intercambiar ideas, obligaciones, opiniones y por lo tanto, aprender o trabajar en proyectos de una manera conjunta. Uno de los medios tecnológicos más utilizados para este propósito es precisamente la videoconferencia, la cual es una herramienta que se puede implementar en diversas formas así como también en diferentes tecnologías de redes. El propósito del presente capítulo es introducir al lector en conceptos básicos de videoconferencia, conocer los orígenes de la videoconferencia, sus diferentes clasificaciones, los elementos básicos requeridos para poder implementarla en alguna de sus modalidades, así como beneficios que arroja el contar precisamente con un sistema de esta naturaleza. DEFINICIÓN DE VIDEOCONFERENCIA. La videoconferencia es un sistema de comunicación diseñado para llevar a cabo encuentros a distancia, el cual, nos permite la interacción visual, auditiva y verbal con personas de cualquier parte del mundo mediante la transmisión y recepción bidireccional simultánea de imágenes en movimiento de los participantes, conjuntamente con el audio asociado e incluso datos 4. Con la videoconferencia podemos compartir información, intercambiar puntos de vista, mostrar y ver todo tipo de documentos, dibujos, gráficas, acetatos, fotografías, imágenes de computadora y videos, en el mismo momento, sin tener que trasladarse al lugar donde se encuentra la otra persona. 31 Para hacerlo posible se requiere de un medio electrónico (como un radio, televisor o teléfono) y un canal de transmisión (cable coaxial, microondas, satélites o fibra óptica) por donde viajará la señal Como sucede con todas las tecnologías nuevas, los términos que se emplean no se encuentran perfectamente definidos. La palabra "Teleconferencia" esta formada por el prefijo "tele" que significa distancia, y la palabra "conferencia" que se refiere a encuentro, de tal manera que combinadas establecen un encuentro a distancia. En los Estados Unidos la palabra teleconferencia es usada como un término genérico para referirse a cualquier encuentro a distancia por medio de la tecnología de comunicaciones; de tal forma que frecuentemente es adicionada la palabra video a "teleconferencia" o a "conferencia" para especificar exactamente a que tipo de encuentro se está haciendo mención. De igual forma se suele emplear el término "audio conferencia" para hacer mención de una conferencia realizada mediante señales de audio. El término "videoconferencia" ha sido utilizado en los Estados Unidos para describir la transmisión de video en una sola dirección usualmente mediante satélites y con una respuesta en audio a través de líneas telefónicas para proveer una liga interactiva con la organización. En Europa la palabra teleconferencia se refiere específicamente a las conferencias o llamadas telefónicas, y la palabra "videoconferencia" es usada para describir la comunicación en dos sentidos de audio y video. Existen algunos términos que pueden crear confusión con respecto a videoconferencia, como puede ser el término "televisión interactiva"; este término ha sido empleado para describir la interacción entre una persona y un programa educativo previamente grabado en un disco compacto (Láser disc) pero no requiere de la transmisión de video. En el presente trabajo se llamará videoconferencia a la comunicación en dos sentidos de señales de audio y de video. 32 HISTORIA DE LA VIDEOCONFERENCIA. El interés en la comunicación utilizando video ha crecido con la disponibilidad de la televisión comercial iniciada en 1940. Los adultos de hoy han crecido utilizando al televisor como un medio de información y de entretenimiento, se han acostumbrado a tener un acceso visual a los eventos mundiales más relevantes en el momento en que estos ocurren. Nos hemos convertido rápidamente en comunicadores visuales. Es así, que desde la invención del teléfono, los usuarios han tenido la idea de que el video podría eventualmente ser incorporado a éste. AT&T presentó en 1964 en la feria del comercio mundial de Nueva York un prototipo de videoteléfono el cual requería de líneas de comunicación bastante costosas para transmitir video en movimiento, con costos de cerca de mil dólares por minuto. El dilema fue la cantidad y tipo de información requerida para desplegar las imágenes de video. Las señales de video incluyen frecuencias mucho más altas que las que la red telefónica podía soportar (particularmente las de los años 60's). El único método posible para transmitir la señal de video a través de largas distancias fue a través de satélite. La industria del satélite estaba en su infancia entonces, y el costo del equipo terrestre combinado con la renta de tiempo de satélite excedía con mucho los beneficios que podrían obtenerse al tener pequeños grupos de personas comunicados utilizando este medio. Sobre los años 70's se realizaron progresos substanciales en muchas áreas claves, los diferentes proveedores de redes telefónicas empezaron una transición hacia métodos de transmisión digitales. La industria de las computadoras también avanzó enormemente en el poder y velocidad de procesamiento de datos y se descubrieron y mejoraron significativamente los métodos de muestreo y conversión de señales analógicas (como las de audio y video) en bits digitales. El procesamiento de señales digitales también ofreció ciertas ventajas, primeramente en las áreas de calidad y análisis de la señal; el almacenamiento y 33 transmisión todavía presenta obstáculos significativos. En efecto, una representación digital de una señal analógica requiere de mayor capacidad de almacenamiento y transmisión que la original. Por ejemplo, los métodos de video digital comunes de fines de los años 70 y principios de los 80 requirieron de relaciones de transferencia de 90 megabits por segundo. La señal estándar de video era digitalizada empleando el método común PCM (Modulación por codificación de pulsos) de 8 bits, con 780 pixeles por línea, 480 líneas activas por cuadro de las 525 para NTSC(Netware Transmisión System Codification) y con 30 cuadros por segundo. La necesidad de una compresión confiable de datos digitales fue crítica. Los datos de video digital son un candidato natural para comprimir, debido a que existen muchas redundancias inherentes en la señal analógica original; redundancias que resultan de las especificaciones originales para la transmisión de video y las cuales fueron requeridas para que los primeros televisores pudieran recibir y desplegar apropiadamente la imagen. Una buena porción de la señal de video analógica está dedicada a la sincronización y temporización del monitor de televisión. Ciertos métodos de compresión de datos fueron descubiertos, los cuales eliminaron enteramente esta porción redundante de información en la señal, con lo cual se obtuvo una reducción de la cantidad de datos utilizados de un 50% aproximadamente, es decir, 45 mbps, una razón de compresión de 2:1. Las redes telefónicas en su transición a digitales, han utilizado diferentes relaciones de transferencia, la primera fue 56 Kbps necesaria para una llamada telefónica (utilizando métodos de muestreo actuales), enseguida grupos de canales de 56 Kbps fueron reunidos para formar un canal de información más grande el cual corría a 1.5 mbps (comúnmente llamado canal T1). Varios grupos de canales T1 fueron reunidos para conformar un canal que corría a 45 mbps (ó un "T3"). Así usando video comprimido a 45 mbps fue finalmente posible, pero todavía extremadamente caro, transmitir video en movimiento a través de la red telefónica pública. Estaba claro que era necesario el comprimir aún más el video digital para llegar a hacer uso de un canal T1 (con una razón de compresión de 60:1), el cual se requería para poder iniciar el mercado. 34 Como los costos del medio de transmisión aumentan con la velocidad y dada la alta velocidad que se requiere para la transmisión de las señales de video, se ha hecho imperativo el uso de técnicas de compresión para conseguir la más baja velocidad posible que proporcione una aceptable calidad de imagen en una aplicación dada, surgiendo de ésta manera la tecnología de codificación del video. La codificación del video trae consigo una degradación en la calidad y en la definición de la imagen: a mayor compresión menor calidad en el video, y es por ello que surge la necesidad de crear una tecnología que proporcione una compresión de datos digitales garantizada. Entonces a principios de los 80's algunos métodos de compresión hicieron su debut, estos métodos fueron más allá de la eliminación de la temporización y sincronización de la señal, realizando un análisis del contenido de la imagen para eliminar redundancias. Esta nueva generación de video CODECs (COdificador/DECodificador), no sólo tomó ventajas de la redundancias, también del sistema de la visión humana. La razón de imágenes presentadas en el video es de 30 cuadros por segundo, sin embargo, esto excede los requerimientos del sistema visual humano para percibir movimiento. La mayoría de las películas cinematográficas muestran una secuencia de 24 cuadros por segundo. La percepción del movimiento continuo puede ser obtenida entre 15 y 20 cuadros por segundo, por tanto una reducción de 30 cuadros a 15 cuadros por segundo por sí misma logra un porcentaje de compresión del 50 %. Una relación de 4:1 se logra obtener de esta manera, pero todavía no se alcanza el objetivo de lograr una razón de compresión de 60:1. Los CODECs de principios de los 80's utilizaron una tecnología conocida como codificación de la Transformada Discreta del Coseno ( abreviado DCT por su nombre en inglés). Usando esta tecnología DCT las imágenes de video pueden ser analizadas para encontrar redundancia espacial y temporal. La redundancia espacial es aquella que puede ser encontrada dentro de un cuadro sencillo de video, "áreas de la imagen que se parecen bastante que pueden ser representadas con una misma 35 secuencia". La redundancia temporal es aquella que puede ser encontrada de un cuadro de la imagen a otro " áreas de la imagen que no cambian en cuadros sucesivos". Combinando todos los métodos mencionados anteriormente, se logró obtener una razón de compresión de 60:1. El primer CODEC fue introducido al mercado por la compañía Compression Labs Inc (CLI) y fue conocido como Video Teleconference System VTS 1.5, este hacia referencia a 1.5 mbps ó T-1. En menos de un año CLI mejoró el VTS 1.5 para obtener una razón de compresión de 117:1 (768 Kbps), y renombró el producto a VTS 1.5E. La corporación británica GEC y la corporación japonesa NEC entraron al mercado lanzando CODECs que operaban con un T-1 (y debajo de un T-1 si la imagen no tenia mucho movimiento). Ninguno de estos CODECs fueron baratos, el VTS 1.5E era vendido en un promedio de $180,000 dólares, sin incluir el equipo de video y audio necesarios para completar el sistema de conferencia, el cual era adquirido por un costo aproximado de $70,000 dólares, tampoco incluía costos de acceso a redes de transmisión, el costo de utilización de un T-1 era de aproximadamente $1,000 dólares la hora. A mediados de los 80's se observó un mejoramiento dramático en la tecnología empleada en los CODECs de manera similar, se observó una baja substancial en los costos de las medios de transmisión. CLI introdujo el sistema de video denominado Rembrandt los cuales utilizaron ya una razón de compresión de 235:1 (384 Kbps). Entonces una nueva compañía, Picture Tel (originalmente PicTel Communications), introdujo un nuevo CODEC que utilizaba una relación de compresión de 1600:1 (56 Kbps). PictureTel fue el pionero en la utilización de un nuevo método de codificación denominado Cuantificación jerárquica de vectores (abreviado HVQ por su nombre en inglés). CLI lanzó poco después el CODEC denominado Rembrandt 56 el cual también operó a 56 Kbps utilizando una nueva técnica denominada compensación del movimiento. Al mismo tiempo los proveedores de redes de comunicaciones empleaban nuevas tecnologías que abarataban el costo del acceso a las redes de comunicaciones. El precio de los CODECs cayeron casi tan rápido como aumentaron los porcentajes de compresión. 36 En 1990 los CODECs existentes en el mercado eran vendidos en aproximadamente $30,000 dólares, reduciendo su costo en más del 80 %, además de la reducción en el precio se produjo una reducción en el tamaño. El VTS 1.5E medía cerca de 5 pies de alto y cubría un área de 2 y medio pies cuadrados y pesaba algunos cientos de libras. El Rembrandt 56 media cerca de 19 pulgadas cuadradas por 25 pulgadas de fondo y pesó cerca de 75 libras. El utilizar razones de compresión tan grandes tiene como desventaja la degradación en la calidad y en la definición de la imagen. Una imagen de buena calidad puede obtenerse utilizando razones de compresión de 235:1 (384 kbps) o mayores. Los CODECs para videoconferencia pueden ser encontrados hoy en un costo que oscila entre los $25,000 y los $60,000 dólares. La razón de compresión mayor empleada es de 1600:1 (56 Kbps), ya que no existe una justificación para emplear rangos de compresión aún mayores, puesto que utilizando 56 Kbps, el costo del uso de la red telefónica es aproximado el de una llamada telefónica. El emplear un canal T-1 completo cuesta aproximadamente $50 dólares por hora. Esto ha permitido que los fabricantes de CODECs se empleen en mejorar la calidad de la imagen obtenida utilizando 384 kbps o mayores velocidades de transferencia de datos. Algunos métodos de codificación producen imágenes de muy buena calidad a 768 Kbps y T-1 que es difícil distinguirla de la imagen original sin compresión. Algunos paquetes de equipo de audio y video creados específicamente para aplicaciones de videoconferencia pueden adquirirse entre $15,000 y $42,000. Un sistema completo para videoconferencia tiene un costo que oscila entre los $40,000 y $100,000 dólares. TIPOS DE VIDEOCONFERENCIA Existen varios tipos generales de sistemas de videoconferencia, sistemas de videoconferencia personal basada en Computadoras Personales (PC), videoconferencia modular o grupal (también llamada Roll About) y videotelefonía. Los cuales se describen brevemente a continuación: 37 VIDEOCONFERENCIA P ERSONAL ( DESKTOP SYSTEMS) 5 Los sistemas de videoconferencia personal (conferencias uno-a-uno o escritorio-escritorio), fueron introducidos en 1992 para compartir aplicaciones en un PC. Inicialmente éstos no tenían una gran calidad de video, habían sido desarrollados para estandarizar los sistemas de videoconferencia, sin embargo son el grupo cada vez más grande en crecimiento de sistemas de videoconferencia. Estos están diseñados para la comunicación de persona a persona y consiste en una cámara pequeña y un micrófono anexado a la computadora personal. El software colaborativo es usado comúnmente con estos sistemas para facilitar la interacción entre los participantes. Durante una llamada se puede ver una imagen en movimiento en el otro extremo de la línea, se puede oir su voz y se pueden intercambiar archivos y aplicaciones de computadora. Esta área de la videoconferencia suele estar asociada con la Red Digital de Servicios Integrados(ISDN) y suele operar a velocidades de 64 y 128 Kbps. figura 1 Videoconferencia de escritorio 38 Requerimientos mínimos para un sistema de videoconferencia de escritorio 1) Hardware • Procesador Pentium II 133 mhz ( o superior). • RAM de 32 MB. • Cámara de video. • Tarjeta de Sonido Full duplex. • Parlantes y micro. • Programa de videoconferencia (VDO Phone, Iphone, etc). 2) Línea de Comunicación: Para realizar videoconferencia entre dos computadoras se requiere una línea de comunicación. Cada programa de videoconferencia tiene su propio sistema de comunicación que lo podemos resumir en 4 tipos: • De puerto a puerto (serie o paralelo). • Directa por módem. • A través de un red local. • A través de un Prestador de Servicios de Internet (PSI). Para el caso doméstico y de pequeñas oficinas se utiliza el acceso a Internet. 3) Software Existen varios programas para realizar videoconferencia en Internet entre los que podemos mencionar a: • Internet phone de Vocaltec: http://www.volcatel.com • VDO Phone de VDO.http://www.vdo.net 39 Características comunes de estos programas: • Envío y recepción de video. • Envío y recepción de sonido. • Diálogo escrito. • Pizarra electrónica. Además cada uno de lo programas ofrecen foros o conferencias en la que los usuarios pueden comunicarse con otros que están utilizando el programa en ese momento. Aunque el término videoconferencia hace referencia al contacto visual que se establece entre los interlocutores, lo cierto es que lo más importante es la comunicación sonora, ya que salvo, en casos muy especiales, el grueso de la comunicación entre personas se realiza por este medio. Si el sonido falla, aunque tengamos una imagen muy buena, tendremos que recurrir al diálogo escrito, que es bastante lento. Es altamente recomendable tener el mejor sonido y dado que el sistema de transmisión de sonido tiene ciertas pérdidas, es preciso conseguir que la señal original sea la mejor posible. La imagen se transmite utilizando ciertos métodos de compresión que permiten reducir la cantidad de información que tiene que ponerse en la red. Los algoritmos suelen utilizar la información de los cuadros anteriores para describir la actual, por lo que si la imagen original es estática, veremos como la calidad del cuadro va mejorando con el tiempo. La imagen en una videoconferencia sirve como apoyo a la interacción entre los usuarios, pero en la mayoría de los casos no aporta mucha información, ya que en los sistemas básicos de PCs la imagen se transmite a una velocidad que puede llegar a los 4 cuadros por segundo, siendo lo más normal, en acceso por Internet, trabajar a 1 o 2 cuadros por segundo. Además el sincronismo entre sonido e imagen 40 no es total, por lo que no se puede reforzar lo que se dice con gestos de la cara o las manos. Además éstos muchas veces no son apreciables. Tanto en el sonido como en la imagen se producen retardos en la transmisión. Se parte de un retardo mínimo de casi un segundo. Cuando la conexión se hace por Internet y la información tiene que recorrer varios servidores, el tiempo de demora entre una pregunta y la recepción de su respuesta puede llegar ser de cerca de 10 segundos. Lo más normal es trabajar en torno a los 3 segundos, mientras que si ambos interlocutores trabajan con el mismo proveedor pueden acercarse al segundo. VIDECONFERENCIA GRUPAL O MODULAR (GROUP SYSTEMS): También llamado sistema de estudio, es el más grande y el más caro de los sistemas de videoconferencia, es típicamente instalado en dos o más lugares en una gran compañía. También, estos puede ser usados por instituciones que facilitan la educación a distancia. Apropiada iluminación y materiales acústicos tienen que ser instalados uniformemente, audio claro y captura de video. El sistema debe incluir múltiples cámaras y micrófonos que son normalmente controlados por un técnico para asegurarse que cada uno puede ser visto y oído claramente. El técnico tiene que estar localizado en un cuarto insonoro adyacente con capacidad visual de todo el cuarto de la videoconferencia. Estos sistemas pueden tener múltiples configuraciones, venir equipados con diferentes características y elementos auxiliares como un pizarrón electrónico o cámara de documentos (que pueden hacer aumentar el precio). Existen sistemas con velocidades desde los 64 Kbps hasta los 2.048 mbps, cuyos precios oscilan entre $20,000 y los $60,000 (dependiendo de la capacidad y equipamiento de cada uno). 41 figura 2 Videoconferencia grupal Requerimientos mínimos para un sistema de videoconferencia grupal ♦ CODEC(COdificador/DECodificador, también COmpresor/DECompresor). Este dispositivo convierte las señales de video y audio en señales digitales, es considerado el corazón del sistema de videoconferencia. Se encarga de codificar las entradas de audio, video, y datos del usuario, y multiplexarlas para posteriormente trasmitir una señal digital dirigida al usuario remoto. En el otro extremo, el CODEC recibe la cadena de datos digitales (provenientes del emisor), y separa (desmultiplexa) las señales de audio, video y datos para decodificar la información y visualizarla. Componentes del CODEC • El codificador Fuente :Es la parte principal del sistema, el cual comprime el video y elimina las redundancias inherentes a la señal de TV. Opera sobre dos formatos de entrada distintos definidos para H.216: CIF ( Common Intermediate) y QCIF ( Quarter CIF). • El multiplexor de Video: Realiza la tarea de combinar los datos comprimidos con otras informaciones acerca de los modos de operación. • Buffer de transmisión: Se encarga de suavizar los cambios en las variaciones de la velocidad de transmisión del codificador fuente para adaptarlo al canal de comunicaciones. 42 • Codificador de transmisión: Incluye funciones de control y corrección de error para preparar la señal codificada. ♦ DISPOSITIVO DE CONTROL. Puede ser: tableta de control, teclado, mouse, pantalla sensible al tacto o control remoto. Este dispositivo controla el CODEC y el equipo periférico del sistema. ♦ CÁMARA ROBÓTICA. Es la cámara incluida en cualquier equipo, ésta es manejada a través de la tableta de control. ♦ MICRÓFONOS. Capta el audio que se envía al otro sitio. ♦ UNO O MÁS MONlTORES. En ellos se puede observar a los participantes del sitio local y de los sitios a distancia. ♦ SOFTWARE DEL SISTEMA DE VIDEOCONFERENCIA. Es el programa que permite la acción conjunta de los elementos que integran al sistema de videoconferencia: gráficas, fotografías, diapositivas, videos , etc. ♦ DISPOSITIVO DE COMUNICACIÓN. Es el dispositivo (DCU/ CSO) al que llega la señal digital desde el CODEC y la envía por el canal de transmisión (microondas, fibra óptica , etc.) lo que permite enviar y recibir la señal a los sitios remotos. ♦ CANAL DE TRANSMISIÓN. Todo sistema de videoconferencia requiere de un canal para transmitir la señal de audio y video a otro sitio, este puede ser cable coaxial, microondas, fibra óptica, satélite, etc. EL SISTEMA DE VIDEOTELEFONÍA Este mercado está siendo desarrollado para ISDN ( Integrated Digital Service Network) y líneas telefónicas estándar. El videoteléfono 2500 de AT&T presentado en 1992 fue el primer videotelefono disponible comercialmente que opera sobre una línea telefónica estándar. Este sistema de video a color tiene resolución y 43 aplicaciones limitadas. Videotelefonos de mayor capacidad basados en ISDN presentan una mejor calidad y resolución de video en color. Por el momento los sistemas de videoconferencia integrados en las Computadoras Personales (PC) copan el mercado por diversas razones entre las que se encuentra su bajo costo. De hecho, existen sistemas muy básicos que pueden ser integrados en un PC y que son gratis. Existen unas pocas alternativas de dominio público trabajando en blanco y negro, sin sonido, con velocidades de trama cercanas a los 10 fps (tramas por segundo). Por el momento el software más popular de dominio público es Cu_seeme, que se ejecuta sobre una red virtual de Internet conocida como Mbone. Además los sistemas de PC integrado comerciales proporcionan características auxiliares para facilitar el trabajo en grupo: se mejoran la mayoría de las utilidades referentes a transferencia de archivos gracias a la compartición de vistas de documentos, aplicaciones de whiteboard que permiten ver a las partes implicadas anotaciones y cambios que se hagan a documentos, etc. La videoconferencia se puede utilizar en casi cualquier situación que justifique una reunión. Esto incluye reuniones semanales del personal y presentaciones a posibles clientes. Las sesiones creativas, sesiones de negociación y sesiones de capacitación también pueden llevarse a cabo a través del sistema de videoconferencia. Si bien es cierto que la videoconferencia no puede sustituir completamente todas las cualidades naturales de una reunión cara a cara, los participantes pueden verse unos a otros durante la plática y compartir importantes apoyos visuales. Y el tener acceso a la parte de la comunicación no verbal mejora enormemente la calidad de la comunicación y promueve la colaboración de los participantes. Quizás la ventaja más importante al usar los sistemas de videoconferencia es que con frecuencia se incorporan e integran fácilmente a otras tecnologías vitales, tal como el software de hoja de cálculo y de presentaciones. Además, dados los 44 recientes avances en la tecnología, todo esto está adquiriendo una sencillez total, una utilidad obvia, a costos accesibles. ELEMENTOS BÁSICOS DE UN SISTEMA DE VIDEOCONFERENCIA Para fines de estudio y de diseño los sistemas de videoconferencia suelen subdividirse en tres elementos básicos que son: • La red de comunicaciones, • La sala de videoconferencia y • El CODEC. A su vez la sala de videoconferencia se subdivide en cuatro componentes esenciales: el ambiente físico, el sistema de video, el sistema de audio y el sistema de control. A continuación se describe brevemente cada uno de los elementos básicos de que consta un sistema de videoconferencia. LA RED DE COMUNICACIONES Para poder realizar cualquier tipo de comunicación es necesario contar primero con un medio que transporte la información del transmisor al receptor y viceversa o paralelamente (en dos direcciones). En los sistemas de videoconferencia se requiere que este medio proporcione una conexión digital bidireccional y de alta velocidad entre los dos puntos a conectar. Las razones por las cuales se requiere que esta conexión sea digital, bidireccional y de alta velocidad se comprenderán más adelante al adentrarnos en el estudio del procesamiento de las señales de audio y video. El número de posibilidades que existen de redes de comunicación es grande, pero se debe señalar que la opción particular depende enteramente de los requerimientos del usuario. 45 Es importante hacer notar que, como se observa en la figura 1 el círculo que representa al CODEC no toca al que representa a la red, de hecho existe una barrera que los separa la que podemos denominarle como una interface de comunicación, esto es para representar el hecho de que la mayoría de los proveedores de redes de comunicación solamente permiten conectar directamente equipo aprobado y hasta hace poco la mayoría de los fabricantes de CODECs no incluían interfaces aprobadas en sus equipos. LA SALA DE VIDEOCONFERENCIA La sala de videoconferencia es el área especialmente acondicionada en la cual se alojará el personal de videoconferencia, así como también, el equipo de control, de audio y de video, que permitirá el capturar y controlar las imágenes y los sonidos que habrán de transmitirse hacia el(los) punto(s) remoto(s). El nivel de confort de la sala determina la calidad de la instalación. La sala de videoconferencia perfecta es que más se asemeja a una sala normal para conferencias; aquellos que hagan uso de esta instalación no deben sentirse intimidados por la tecnología requerida, más bien deben sentirse a gusto en la instalación. La tecnología no debe notarse o debe de ser transparente para el usuario. figura 3 Sala de Videoconferencia 46 EL CODEC Las señales de audio y video que se desean transmitir se encuentran, generalmente en forma de señales analógicas, por ello, para transmitir esta información a través de una red digital, ésta debe ser transformada mediante algún método a una señal digital, una vez realizado esto se debe de comprimir y multiplexar estas señales para su transmisión. El dispositivo que se encarga de este trabajo es el CODEC (Codificador/Decodificador) que en el otro extremo de la red realiza el trabajo inverso para poder desplegar y reproducir los datos provenientes desde el punto remoto. Existen en el mercado equipos modulares que junto con el CODEC, incluyen los equipos de video, de audio y de control, así como también equipos periféricos como pueden ser: • Convertidor de gráficos informáticos. • Cámara para documentos. • Proyector de video-diapositivas. • Videograbadora. • Pizarrón electrónico, etc. TIPOS DE CONEXIÓN ENTRE EQUIPOS DE VIDEOCONFERENCIA6 P UNTO A PUNTO La conexión es directa y sólo se realiza entre dos equipos de videoconferencia. figura 4 Conexión punto a punto 47 M ULTIPUNTO Varios sitios participan en la reunión. Se requiere de un equipo especial adicional a los sistemas de videoconferencia llamado unidad multipunto, el cual permite la conexión de más de dos lugares durante la conferencia. Esta unidad multipunto es administrada por uno de los sitios, el cual enlazará a los demás sitios. Conforme cada grupo participante toma la palabra, su imagen y su audio se reproducen en uno de los monitores de los demás sitios. figura 5 Conexión multipunto Unidad multipunto Está compuesta por un módulo electrónico encargado de realizar la conmutación de señales y de una estación de trabajo para controlar y programar las sesiones de videoconferencia. Esta unidad tiene la particularidad de seleccionar automáticamente el equipo del nodo que tome la palabra cuando se está realizando una conferencia entre más de dos nodos. También puede controlar más de una conferencia en la misma forma o seleccionar manualmente desde la estación de trabajo el nodo que queramos vean todos 48 APLICACIONES DE LA VIDEOCONFERENCIA La baja sustancial registrada en los equipos de videoconferencia, así como también el abaratamiento y disponibilidad de los servicios de comunicación han hecho que la industria de videoconferencia sea la de mayor crecimiento en el mercado de teleconferencias. Las aplicaciones de videoconferencia incluyen: • Administración de clientes en agencias de publicidad. • Juntas de directorio. • Manejo de crisis. • Servicio al cliente. • Educación a distancia. • Desarrollo de ingeniería. • Reunión de ejecutivos. • Estudios financieros. • Coordinación de proyectos entre compañías. • Actividad en bancos de inversión. • Declaraciones ante la corte. • Aprobación de préstamos. • Control de la manufactura. • Diagnósticos médicos. • Coordinación de fusiones y adquisiciones. • Compras. • Gestión del sistema de información administrativa. • Gestión y apoyo de ventas. 49 • Contratación/entrevistas. • Supervisión. Es importante destacar que en el rubro de aprendizaje a distancia, el uso de videoconferencia para impartir educación y capacitación corporativa directamente en el lugar de trabajo ha sido la aplicación más exitosa y de mayor crecimiento de la videoconferencia. La Universidad de Minnesota esta impartiendo un curso de Maestría en Educación utilizando videoconferencia, y afirma que los beneficios institucionales obtenidos con el uso de la videoconferencia al impartir este curso son entre otros, el incremento en la población estudiantil que recibe los cursos, reducción en la demanda de salones de clase, reducción en los costos de operación y organización de los cursos. El Instituto Politécnico Nacional de México, instala actualmente un sistema de videoconferencia con 8 sistemas con los cuales se desea hacer llegar a un mayor número de estudiantes, profesores e investigadores, conferencias, cursos de postgrado, cursos de maestría y especialización de la propia institución y de instituciones educativas extranjeras reconocidas. BENEFICIOS El beneficio potencial que representa el reunir personas situadas en diferentes lugares geográficos para que puedan compartir ideas, conocimientos, información, para solucionar problemas y para planear estrategias de negocios utilizando técnicas audiovisuales sin las inconveniencias asociadas de viajar, gastar dinero y perder tiempo, ha capturado la imaginación de las personas de negocios, líderes gubernamentales y educadores. El utilizar la videoconferencia proporciona ahorro en costos, ahorro en productividad y ganancias estratégicas. A HORROS EN COSTOS DE VIAJES Cuando se permanece en el lugar de trabajo y se hace uso de la videoconferencia en vez de viajar, se ahorra a raíz de la reducción en los costos del 50 viaje y de los costos relacionados al viaje tales como boletos de avión, hotel y alquiler de vehículo. A HORRO EN PRODUCTIVIDAD El ahorro en productividad (que tan frecuentemente se pasa por alto en la consideración de los costos de viaje) es la reducción en el tiempo perdido por el empleado con motivo del viaje, como por ejemplo el tiempo empleado en la preparación del viaje, el desplazamiento desde y hacia el aeropuerto, tiempo de vuelo, etc., además de algunas otras ganancias en productivas como lo son: • Participación de más miembros del personal. • Toma de decisiones más expedita. • Mayor fluidez de la comunicación dentro de la empresa. • Reducción de la fatiga y del tiempo de viaje • Evitar la acumulación del trabajo durante la ausencia. GANANCIAS ESTRATÉGICAS Ganancias estratégicas son las fuertes ventajas en competitividad que su organización deriva de la videoconferencia. Si bien éstas pueden considerarse como ganancias indirectas, esta categoría suele aportar los mayores beneficios de la compañía. A continuación se enlistan algunos de estos beneficios: • Ventaja en competitividad • Mejor servicio al cliente. • Comercialización más expedita. • Aprovechamiento de recursos escasos. • Decisiones más eficaces 51 PERSPECTIVAS DE LA VIDEOCONFERENCIA Mientras que los requerimientos de transmisión para todos los niveles de comunicaciones de datos se han venido abajo, los mejoramientos en la tecnología de compresión han producido video de calidad con requerimientos de ancho de banda menores. El crecimiento del mercado de la videoconferencia ha sido centrado en estos requerimientos mínimos asociados con el crecimiento de los servicios públicos digitales. En 1.992 existían cerca de 8.000 sistemas de videoconferencia grupal instalados en todo el mundo, tres cuartas partes tan sólo en los Estados Unidos. El crecimiento de esta cantidad esta cerca del 50% por año. Las tecnologías que se avistan en el horizonte como el videoteléfono y computadoras que incluyen dispositivos de videoconferencia, continuarán introduciendo el video digital comprimido dentro de nuestras actividades diarias. Es un campo creciente y excitante lleno de nuevas oportunidades. El videoteléfono 2500 de AT&T presentado en 1992 es el primer aparato disponible comercialmente que opera sobre una línea telefónica estándar. Valuado en $1.500, este sistema de video a color tiene resolución y aplicaciones limitadas. Videoteléfonos de mayor capacidad basados en el servicio telefónico de la Red Digital de Servicios Integrados (abreviado ISDN por su nombre en inglés) con un costo de $5.000 dólares ó más, presentan una mejor calidad de video en color y una resolución de imágenes parecidas a las que se observan en la televisión comercial. La evolución de las videocomunicaciones ha traído el video al escritorio y finalmente hasta la casa. Esta combinación de video y computadoras ha sido llamada de diferentes maneras, multimedia, producción de video de escritorio, telecomputadora o videoconferencia de escritorio. Todas involucran, en varios niveles, la conversión de video a datos, su manipulación en una forma digital y su conversión de vuelta a video para su despliegue. Las videocomunicaciones se están desplazando desde la sala especial hacia el escritorio y el vehículo que acelera este desplazamiento es la microcomputadora. Para los ejecutivos de negocios, su terminal conectada localmente por una red de área local de banda ancha y a través 52 del mundo utilizando video comprimido hace posible el contar con una ventana con video en tiempo real en la pantalla de su computadora. Los equipos de videoconferencia personal no han alcanzado el nivel óptimo de la relación existente entre la utilidad que se obtiene al adquirir un equipo y el costo de adquirirlo, como ha sucedido con los equipos de videoconferencia grupal. Para el caso de la videoconferencia grupal, la tendencia es hacia el abaratamiento de los costos de los propios sistemas, reducción de los requerimientos de ancho de banda, de las dimensiones de los equipos requeridos, de los costos de instalación y de las condiciones mínimas necesarias para operación, así como también el incremento en la calidad del video. 53 Capítulo III SISTEMAS DE VIDEOCONFERECIA En el presente capítulo se abordará detalles de la videoconferencia enfocados al modo de funcionamiento, es decir, como son tratados los datos que navegan a través de la red, estándares que rigen los sistemas de videoconferencia, cada uno relacionado con el tipo de datos que se está trasportando (audio/video/datos) o con el medio en que son transportados (tecnología de red). FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE VIDEOCONFERENCIA Los sistemas de videoconferencia tienen un funcionamiento muy particular: las señales proporcionadas por las cámaras, el micrófonos y equipos periféricos son enviados al CODEC, dentro de éste se realiza un proceso complejo, el cual se resume en tres etapas: COMPRESIÓN El proceso realizado por el CODEC consiste en varios pasos y componentes. También, dos partes están siempre presentes por definición: compresión y descompresión. El primer paso para la compresión de audio/video es convertir la señal de análogo a digital. Esta conversión consiste en un muestre de la información análoga, cuantiza el muestre (le da valores discretos) y codifica el muestreo. A esto se le conoce como digitalizar. La información es reducida en pequeños paquetes de datos binarios (0 ó 1). De esta forma se transmiten datos requiriendo menos espacio en el canal de comunicación. La calidad se degrada durante este proceso de digitalización. El segundo paso es la compresión, después de que la señal de video es digitalizada, se puede 54 comprimir a través de una serie de pasos sofisticados que reducirán el dato tanto como 98.5%. Hay una codificación, preprocesada, compresión intercuadro. TRANSMISIÓN Los datos son multiplexados y enviados a otro dispositivo de comunicación, el cual los transmite al sitio remoto por un canal de transmisión (cable coaxial, fibra óptica, microondas o satélite) por el que viajará . DESCOMPRESIÓN A través del canal, el otro sitio recibe los datos por medio del dispositivo de comunicación, el cual lo entrega al CODEC que se encarga de descifrar y decodificar a señales de audio y video, las que envía a los monitores para que sean vistas y escuchadas por las personas que asisten al evento. ESTÁNDARES DE VIDEOCONFERENCIA7 Para que los procesos mencionados arriba puedan llegarse a realizar los CODECs tienen que establecer un algoritmo común para entenderse entre ellos. Hace muchos años el mercado de las comunicaciones estuvo restringido porque las unidades de fax manufacturadas por diferentes vendedores no eran compatibles, es decir, cada fabricante diseñaba su propia forma de comunicar a los equipos, sin embargo se creó un comité llamado Comité Consultivo Internacional para la Telefonía y Telegrafía (CCITT), el cual desarrolló un estándar que hace posible que las unidades de fax de diferentes fabricantes sean compatibles. Algo similar ocurrió con la videoconferencia/videoteléfono. Actualmente el área relacionada con la videoconferencia está en plena transformación y estandarización. Diferentes esfuerzos y trabajos convergen hacia una compatibilidad de las soluciones, sin importar cuál es el tipo de red y su velocidad. 55 Existen un conjunto amplio de estándares para ser usado durante la compresión de audio y video. La diferencia entre éstos es principalmente en el método usado, la infraestructura de la telecomunicación y uso (audio y video). Modernos CODECs de videoconferencia son capaces de usar diferentes estándares para proporciona compatibilidad entre especificaciones de equipo existente. La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) 8 ha propuesto varios estándares: Estándares de Audio 9 • G.711 Utiliza la técnica de Modulación de Pulsos Codificados (PCM - Pulse Code Modulation ) • G.722 Utiliza la técnica de Modulación SB-ADPCM ( SubBand - Adaptative Pulse Code Modulation ) • G.723.1 Utiliza las técnicas de Modulación ACELP (Algebraic Code Exited Linear) y MP- MLQ ( Multipulse Maximun Likelihood Quantistation) • G.726 Utiliza la técnica de Modulación ADPCM (Adaptative Pulse Code Modulation ) • G.727 Es una extensión del G.726 • G.728 Utiliza la técnica de Modulación LDCELP ( Low Delay Code Excited Linear Prediction) • G.729 Utiliza la técnica de Modulación CDACELP ( Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction) y DCME ( Digital Circuit Multiplication Equipment) Estándares de Video • JPEG (Joint Photographic Expert Group - Grupo Unido de Expertos en Fotografía) 56 • MPEG (Motion Picture Expert Group - Grupo de Expertos de Imágenes en Movimiento) • • MPEG 2 Es una extensión del MPEG INDEO Software desarrollado por Intel basado en DVI (Digital Visual Interface). • DVI desarrollado sólo para hardware por General Electric para manejar imágenes de alto volumen en la computadora. Estándares de transmisión • H.261 Videoconferencia para servicios audiovisuales de P x 64 Kbps. • H.263 Basado en H.261 usa velocidades de bit constante • H.310 Videoconferencia sobre redes ATM ( Asynchonous Transfer Mode) implementando MPEG 2 con una velocidad de datos de 8 a 16 Mbps. • H.320 Videoconferencia sobre redes ISDN (Integrated Digital Services Network) con una velocidad de los datos que a 64, 128 o 384 Kbps. • H.321 Videoconferencia sobre redes ATM, implementando características de H.320 a un menor costo. • H.322 Videoconferencia sobre Redes de Área Local (LAN) con calidad de servicio garantizada. • H.323 Videoconferencia sobre Redes Basadas en Paquetes (PBN). • H.324 Videoconferencia sobre conexiones de módem POTS (Plain Old Telephone Service). Cada uno de los nuevos estándares juega un papel muy importante en lo que se refiere a la calidad del servicio de videoconferencia. En los párrafos siguientes se analizará cada uno de estos estándares y se realizarán las comparaciones respectivas. 57 ESTÁNDARES DE A UDIO • G.711 Estándar de Audio, versión B(1988), patrocinado por CCITT, recomendación actualmente en vigor, usa modulación PCM de frecuencia de voz a 64 Kbit/s en un canal de 8 Khz. Es decir, transmite 64 Kbit/s en un canal de ancho de banda de 8 Khz. La recomendación es para la compresión de las señales de frecuencia de la voz usada en redes de telefonía. Este estándar entró en vigor el 15 de diciembre de 1992 • G.722 Estándar de Audio, versión B(1988), patrocinado por CCITT, recomendación actualmente en vigor. Usa la técnica de modulación SB-ADPCM sobre 7 u 8 Khz de codificación de audio con 64 Kbit/s. Y un ancho de banda de 3.3 Khz El algoritmo full duplex G.722 convierte 256 Kbit/s lineales PCM, también a 64, 56 o 48 Kbit/s. El CODEC G.722 opera con un total de 12.9 MIPS (Millions of Instructions Per Second). Este estándar entró en vigor el 15 de diciembre de 1992 • G.723. Estándar de CCITT para la conversión entre G.711 y canales de velocidad menores • G.723.1. Es una recomendación de la ITU. Este estándar fue designado para videoconferencia y videoteléfono sobre las líneas telefónicas, y es optimizado para codificaciones y decodificaciones en tiempo real. EL G.723.1 usa las técnicas de modulación ACELP y MP-MLQ para alcanzar rangos de bit de 6.3 kbps y 5.3 kbps. 58 El G.723.1 es parte de los estándares para videoconferencia el H.323 y el H.324 Brinda una calidad de voz aceptable, permite simultáneamente, mediante software codificar y decodificar (en computadoras rápidas), no es muy bueno con efectos de sonido y tiene una baja calidad comparado con otros CODECs que manejan una velocidad de datos similares. Puede ser usado para comprimir señales de audio en aplicaciones multimedia a muy bajo rango de bit y puede ser usado como parte de aplicaciones de H.324 o H.323. La típica velocidad de entrada es de 64 Kbit/s PCM ó 128 Kbit/s lineales PCM dando una compresión arriba de 21:1 Las aplicaciones tipicas para G.723.1 son voz sobre Internet (VoIP), VoN, VtoA, Video Phones de H.324, Voz/Fax/Datos en los sistemas Relay, productos multimedia, Videophones, Teléfonos, Sistemas satelitales digitales, DCME (Digital Circuit Multiplication Equipment), PSTN (Public Switched Telephone Network), ISDN (Integrated Services Digital Network). • G.726. recomendación internacional de la ITU-T. El algoritmo del G.726 convierte a 64 kbit/s y 128 kbit/s lineal PCM de canal 40, 32, 24 o 15 Kbit/s. Usa ADPCM para alcanzar 32 Kbps. Remplaza al G.721 • G.727. Recomendación internacional de la ITU-T, convierte a 64 Kbit/s y 128 Kbit/s lineal PCM canal y canales de 40, 32, 24 o 16 Kbit/s. Es una extensión de G.726 para usos sobre G.764. El codificador G.727 opera a 4.5 MIPS y el decodificador G.727 a 5.4 MIPS, dando un total de 9.9 MIPS para el CODEC. 59 • G.728. Implementado por la ITU/CCITT. Codificación a 16 Kbit/s usando la técnica de codificación LD-CELP. Codificación de audio para videoconferencia. La entrada típica es de 64 Kbit/s PCM o 128 Kbit/s lineal PCM dando un rango de compresión de 8:1. Las aplicaciones comunes son en productos de multimedia, videophones, sistemas digitales satelitales, DCME (Digital Circuit Multiplication Equipment), ISDN y PSTN (Public Switched Telephone Network). • G.729 Usa la técnica de codificación CD-ACELP para alcanzar 8 kbps. Y sus derivados también se usan para DSVD (Digital Simultaneous Voice and Data), DCME (Digital Circuit Multiplication Equipment) y Voz sobre Frame Relay. ESTÁNDARES DE V IDEO10 • JPEG(Grupo Unidos de Expertos en Fotografía). El grupo unido de expertos en fotografía (JPEG) en un grupo de trabajo ISO/CCITT que tiene como fin el desarrollo de un estándar internacional, ("Compresión y codificación digital de imágenes fijas en escala de grises o a color") para propósito general. El propósito del algoritmo estándar es el de dar soporte a una amplia variedad de servicios de comunicaciones a través de imágenes. Esta estructura de reporte dual tiene como objetivo asegurar que ISO maneje un mismo estándar de compresión de imágenes. El equipo de estándar JPEG especifica dos clases de procesos de codificación y decodificación: procesos con pérdidas y procesos sin pérdidas. Aquellos procesos que están basados en la transformada discreta del coseno (DCT) son llamados lossy, los cuales permiten que se logre una compresión 60 substancial produciendo una imagen reconstruida con alta fidelidad visual a la imagen fuente del codificador. El proceso más simple de codificación basado en la Transformada Discreta del Coseno (DCT) es referido a ésta como el proceso secuencial de línea base. Este proceso provee de la capacidad mínima para llevar a cabo diversas aplicaciones. Existen procesos adicionales basados en DCT los cuales extienden el proceso secuencial de línea base a una más amplia gama de aplicaciones. En cualquier ambiente de aplicación que utilice procesos de decodificación DCT extendidos, la decodificación base es requerida para dotar de la capacidad de decodificación de default. El segundo proceso de decodificación no esta basado en DCT y es provisto para satisfacer las necesidades de las aplicaciones que requieren compresión lossless, (por ejemplo imágenes de rayos X). Los procesos de codificación y decodificación lossless son utilizados independientemente de cualquiera de los procesos que utilizan DCT. El sistema de línea base es el nombre dado a la capacidad más simple de codificación/decodificación propuesta por el estándar JPEG. Consiste en la cuantización uniforme y codificación. Prrovee una reconstrucción secuencial solamente y codifica una imagen en un paso línea por línea. Típicamente el proceso inicia en la parte superior de la imagen y termina en la parte más baja; permitiendo que la imagen recreada sea reconstruida en una base de línea por línea. Una ventaja es que solamente una pequeña parte de la imagen está siendo almacenada temporalmente en cualquier momento dado. La idea es que una copia con pequeñas diferencias no muy perceptibles de la original, es casi tan buena como una copia exacta de la original para la mayoría de los propósitos. Si no se requieren copias exactas, una mayor compresión puede ser alcanzada, la cual se traduce como bajos tiempos de transmisión. 61 Sistema extendido es el nombre dado a una serie de capacidades adicionales no provistas por el sistema de línea base. Cada serie esta pensada para trabajar en conjunto con, o ser construida a partir de los componentes internos de el sistema de línea base, con el objetivo de extender sus modos de operación. Estas capacidades opcionales, las cuales incluyen codificación aritmética, reconstrucción progresiva y "codificación sin pérdidas progresiva", y otros, puede ser implementada individualmente o en combinaciones apropiadas. La codificación aritmética es una alternativa opcional, "moderna" debido a que el método de codificación aritmética elegido se adapta a los valores de los parámetros de la imagen, generalmente provee de un 5 a un 10 por ciento de mejor compresión que el método Huffman elegido por JPEG. Este beneficio es compensado por el incremento en la complejidad del sistema. La reconstrucción progresiva, la alternativa a la reconstrucción secuencial, es específicamente útil cuando se utilizan bases de datos de imágenes con canales de comunicación de poco ancho de banda. Para la codificación progresiva: primero, una imagen "tosca" es enviada, entonces los refinamientos son enviados, mejorando la calidad de la imagen "tosca" hasta que la calidad deseada es lograda. Este proceso es llevado a cabo por aplicaciones como las bases de datos de imágenes con resoluciones múltiples y de diversos requerimientos de calidad, congelamiento de cuadro en videoconferencias y fotovideotex para velocidades bajas. La codificación sin pérdidas progresivas se refiere al método de compresión que opera en conjunto con la reconstrucción progresiva. En este modo de operación la etapa final de la reconstrucción progresiva resulta en una imagen recibida la cual es bit por bit idéntica a la original. 62 • MPEG (Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento) 11 MPEG (Moving Pictures Expert Group). Referencia ISO 11172, versión MPEG I, patrocinado por la ISO (JTC/SC2/WG11), es un estándar para compresión de video y audio. Describe una representación de una secuencia de bits para sincronización digital de video y audio. Comprimido para caber en un ancho de banda de 1.5 Mbit/s. Esto corresponde a la velocidad de extracción de datos del CD ROM. Una aplicación importante del MPEG es el almacenamiento de la información sobre los medios audio y visual. MPEG esta ganando campo en el Internet como estándar de intercambio de video clips. El Estándar MPEG esta dividido en tres capas : sistemas, video y audio las cuales incluyen información acerca de la sincronización de las secuencias de audio y el video. Estas son especificadas brevemente a continuación. ♦ Capa de sistemas: Una cadena de bit ISO está construida en dos capas, la capa externa que es la capa de sistema y la capa interna denominada capa de compresión. La capa de sistema provee las funciones necesarias para el uso de una o más cadenas de bits comprimidas en un sistema. Las partes de video y audio de esta especificación definen la capa de codificación de compresión para los datos de audio y video. La codificación de otro tipo de datos no esta definida por la especificación, pero son soportadas por la capa de sistema, permitiendo que otros tipos de datos sean adheridos a la compresión del sistema. La capa de sistema soporta cuatro funciones básicas: la sincronización de múltiples cadenas comprimidas durante la reproducción, el entrelazado de múltiples cadenas comprimidas en una sola cadena, la inicialización del buffer para la reproducción inicial y la identificación de la hora. ♦ Codificación de video: El estándar MPEG especifica la representación codificada de video para medios de almacenamiento digital y especifica el proceso de decodificación. La representación soporta la velocidad normal de reproducción así como también la función especial de acceso aleatorio, 63 reproducción rápida, reproducción hacia atrás normal, procedimientos de pausa y congelamiento de imagen. Este estándar internacional es compatible con los formatos de televisión de 525 y 625 líneas y provee la facilidad de utilización con monitores de computadoras personales y estaciones de trabajo. Este estándar internacional es aplicable primeramente a los medios de almacenamiento digital que soporten una velocidad de transmisión de más de 1.5 Mbps tales como el Compact Disc, cintas digitales de audio y discos duros magnéticos. El almacenamiento digital puede ser conectado directamente al decodificador o a través de vías de comunicación como lo son los bus, LAN o enlaces de telecomunicaciones. Este estándar internacional esta destinado a formatos de video no interlazado de 288 líneas de 352 pixeles aproximadamente y con velocidades de imagen de alrededor de 24 a 30 Hz. ♦ Codificación de audio: Este estándar especifica la representación codificada de audio de alta calidad para medios de almacenamiento y el método para la decodificación de señales de audio de alta calidad. Es compatible con los formatos corrientes(Compact disc y cinta digital de audio) para el almacenamiento y reproducción de audio. Esta representación soporta velocidades normales de reproducción. Este estándar esta hecho para aplicaciones a medios de almacenamiento digitales a una velocidad total de 1.5 mbps para las cadenas de audio y video, como el CD y discos duros magnéticos. El medio de almacenamiento digital puede ser conectado directamente al decodificador o vía otro medio tal como líneas de comunicación y la capa de sistemas MPEG. Este estándar fue creado para velocidades de muestreo de 32 khz, 44 khz, 48 khz y 16 bit PCM entrada /salida a el codificador/decodificador. La calidad de la codificación del MPEG ha sido comparada con la grabación del video VHS. Este estándar entró en vigor el 30 de noviembre de 1992 • MPEG 2 MPEG 2 es una extensión de MPEG 1 que soporta resoluciones más altas de video e incrementa las capacidades del audio. El rango de MPEG 2 es de 4 64 a 15 Mbps, la resolución es calidad broadcast 768 X 576 pixeles requiere alta complejidad computacional, lo que significa hardware costoso para codificar y decodificar. Un algoritmo basado en DCT es usado en el video MPEG-2, Inicialmente el video MPEG2 es usado para televisión broadcast sobre satélite, cable y medios terrestres. Esta versión mejorada del MPEG es mejor porque convierte a un rango más amplio de anchos de banda. Las soluciones basadas en MPEG no fueron diseñadas con el Internet en mente y requiere mucho ancho de banda, con capacidades computacionales y es susceptible a pérdidas de red. MPEG 2 esta diseñado para ofrecer alta calidad con un ancho de banda entre 4 y 10 Mbit/s. • Indeo Indeo 3.2 fue desarrollado por Intel en 1980 y fue originalmente conocido como “RealTime Video 2.1” (RT21). Indeo es muy similar al CODEC Cinepak. Está bien adaptada al CD-ROM, tiene compresiones bastantes altas, y puede verse en una gran variedad de máquinas. Indeo 3.2 es el predecesor del IVI (Intel Video Interactive) y usa una compresión enteramente diferente. Soporta QuickTime (no soporta QuickTime 3 para Windows), video para Windows entre otros. Toma más o menos la tercera parte comprimir video que Cinepack. Indeo es en ocasiones superior (en términos de calidad y compresión de imagen) al Cinepak cuando compresiona video tipo “talking heads”, donde la mayoría de las imágenes de fondo son estáticas. El intervalo recomendado para los marcos de Indeo es 4. Requerimientos para codificar y decodificar es cualquiera sistema operativo Mac o Windows. El algoritmo utilizado es el VQ (Vector Quantization) 65 • DVI El grupo DDWG (Digital Display Working Group) creo el DVI (Digital Visual Interface). Diversos estándares han surgido para Interfaces análogas de monitores de escritorio, pero la popularidad creciente de las pantallas de LCD ( Liquit Crystal Display) traen la necesidad de una interfaz digital completa. Sólo la solución digital trae problemas por si misma, ambos en la compatibilidad entre adaptadores gráficos y pantallas digitales. El DVI ha recibido una gran aceptación. ESTÁNDARES DE TRANSMISIÓN • H.261. Version R1(12/90), patrocinado por CCITT, recomendación actualmente en vigor, Video CODEC para servicios audiovisuales a p x 64 Kbit/s. La recomendación H.261 describe los métodos para la codificación y decodificación del video para el componente móvil del cuadro de servicios audiovisuales a una velocidad de p x 64 Kbit/s, donde p es un rango entre 1 y 30. Este describe el codificador del video de la fuente, el codificador multiplexador de video y el codificador de la transmisión. El estándar es previsto para llevar el video sobre ISDN, en particular para aplicaciones de videophone cara a cara y para videoconferencias. Videophone es menos demandante en calidad de imagen, y puede ser alcanzado para p=1 o 2. Para aplicaciones de videoconferencia (donde hay mas de una persona en el campo de vista) mayor calidad de cuadro es requerido y p debe ser al menos 6. H.261 define dos formatos de cuadro: CIF (Common Intermediate Format) tiene 288 líneas por 360 pixeles/línea de información de luminiscencia y 144 x 180 66 de información de color; y QCIF (Quarter Common Intermediate Format) el cual es 144 líneas por 180 pixeles/linea de luminiscencia y 72 x 92 de color. La elección de CIF o QCIF depende de la capacidad del canal disponible, QCIF es normalmente usada si p es menor que 3. El actual algoritmo de codificación es similar (pero incompatible con) al MPEG. Otra diferencia es que H.261 necesita substancialmente menos energía del CPU para codificación en tiempo real que MPEG. EL algoritmo incluye un mecanismo el cual optimiza el uso del ancho de banda por el negociamiento de la calidad del cuadro contra el movimiento, entonces este rápido cambio de cuadro tendrá una más baja calidad que un cuadro relativamente estático. El H.261 es usado en esta forma así una velocidad de bit constante codificada más bien que una calidad constante, codificador de velocidad de bit variable. Los CODECs H.261 han sido implementados en VLSI ( Very Large Scale Integration) y son ahora construidos para equipos CODEC disponibles comercialmente. Este estándar entró en vigor el 15 de diciembre de 1992 • H.263 Como el estándar H.261 el H.263 es un estándar de la ITU-T (International Telecommunications Union’s Technology Sector). Este estándar usa velocidades de bits constantes. Es una mejora de el DCT basado en los algoritmos del H.261 Se incluye con los programas tales como Microsoft NetMeeting y el Vivo Video • H.310. Mientras los estándares H.320 y H.321 pueden proporcionar una elevada calidad de videoconferencia, especialmente cuando se utilizan elevadas velocidades de transmisión (768 kbps ó mas), el estándar H.310 define una metodología para implementar videoconferencia basada en MPEG-2 (estándar del ISO) sobre ATM a velocidades que van entre 8 y 16 Mbps. La 67 videoconferencia basada en el estándar H.310 provee una elevadísima calidad en la transmisión de audio y video, estando este tipo de videoconferencia orientada a aplicaciones como la transmisión de procedimientos quirúrgicos en vivo, donde el grupo de médicos asesores están ubicados a grandes distancias. Estas elevadas velocidades de transmisión ofrecidas por este estándar permiten el establecimiento de una videoconferencia con elevada interactividad entre los participantes. Aplicaciones como el establecimiento de procesos educativos, donde existen expertos situados a distancia y donde el nivel de calidad de la videoconferencia debe ser máximo requieren del uso de este estándar. Esta recomendación cubre los requerimientos técnicos para los sistemas y terminales de los servicios de comunicación audiovisuales de banda ancha definidos en las Recomendaciones de la serie H.200/AV.100. Los terminales audiovisuales de banda ancha tanto unidireccionales como bidireccionales H.310 son definidos. La clasificación de los terminales H.310 es diferentes tipos de terminales se basa en un conjunto de capacidades audiovisuales, de adaptación a la red y de señalización. Con estas capacidades, los terminales H.310 soportan un amplio rango de servicios y aplicaciones conversacionales y distributivas. Esta revisión amplía la interconexión en redes entre diferentes tipos de terminales H.310. • H.32012 Versión N(12/90). Patrocinado por CCITT, recomendación actualmente en vigor. El estándar H.320, que define la implementación de videoconferencia sobre ISDN ( Integrated Digital Services Network) ha estado vigente durante una década y hoy día es muy común su implementarciónla. Esto es debido a que ISDN permite la transmisión de videoconferencia en diversos niveles de calidad, es capaz de proveer una elevada calidad de transmisión de videoconferencia, primeramente por su carácter síncrono, que permite el transporte de video con una baja tasa de retardo. Las características de 68 transporte de ISDN permiten proveer a la videoconferencia de la sensibilidad que ésta demanda; además es capaz de implementarla en una gran variedad de velocidades de transmisión: desde 64 kbps hasta 2 Mbps. Hasta 128 kbps la videoconferencia es considerada de baja calidad, no siendo apropiada para aplicaciones de negocios. Sin embargo, a velocidades iguales o superiores a 384 kbps, ISDN provee una muy buena calidad de transmisión, ideal para aplicaciones de negocios. La velocidad de transmisión de la videoconferencia está directamente relacionada con las aplicaciones que se le dan a esta: ♦ 64 kbps: Generalmente para aplicaciones recreacionales, donde la baja resolución y los desfases entre el audio y el video son aceptables. ♦ 128 kbps: Utilizada en conferencias dentro de empresas y organizaciones (cortas distancias). ♦ 384 kbps: Calidad para aplicaciones de negocios. El audio y el video están sincronizados y los movimientos son uniformes. ♦ 512 kbps: Alta calidad para aplicaciones de negocios. Alta resolución y movimientos muy uniformes; el desfase entre audio y video es prácticamente indetectable. ♦ 768 kbps ó más: Excelente calidad de transmisión de videoconferencia. Ideal para aprendizaje a distancia, aplicaciones médicas, etc. ISDN permite obtener una buena calidad en la transmisión de videoconferencia a velocidades iguales o superiores a 384 kbps; sin embargo, es muy costoso y presenta ciertas complejidades. Por ejemplo, es necesario implementar tres interfaces de 128 kbps y llevarlas a cada uno de los dispositivos de videoconferencia. Estas líneas deben entonces conectarse formando un solo canal a través de un multiplexor (MUX). Además es necesario disponer de tarjetas V.35 y RS-366 para cada estación de trabajo. 69 La recomendación H.320 especifica los requerimientos técnicos para sistemas y equipos terminales de telefonía visual de banda estrecha, típicamente para servicios de videoconferencia y videotelefonía. Describe una configuración genérica del sistema que consiste de un número de elementos especificados por las recomendaciones de la UIT-T respectivas, la definición de los modos de comunicación y tipos de terminales, arreglos de control de la llamada, aspectos de los terminales y los requerimientos de la configuración de la red. Esta revisión refleja el progreso en Recomendaciones de la Serie H relevantes como G.723.1, G.729, H.262, H.263, H.310, H.322, H.323 y H.324. La serie H.320 explica los conceptos básicos de videotelefonía de audio, video y comunicaciones gráficas especificando los requerimientos para el procesamiento de la información de audio y video, suministrando formatos comunes para entradas y salidas compatibles de audio y video, y protocolos que permiten a un terminal multimedia utilizar enlaces de comunicaciones y la sincronización de las señales de audio y video. Como otros estándares de teleconferencia, H.320 permite sesiones punto a punto y multipunto. El conjunto de Recomendaciones H.320 se refiere a videoconferencia sobre servicios por conmutación de circuitos como al RDSI o Switched-56. Los componentes del estándar H.320 se resumen a continuación: ♦ H.320 Sistemas y Equipos terminales de telefonía visual de banda estrecha. ♦ H.221 Estructura de la Trama para un canal de 64 a 1920 Kbps en teleservicios audiovisuales. ♦ H.261 CODEC de Video para servicios audiovisuales a Px64 Kbps. ♦ H.230 Control de sincronía de trama y señales de indicación (comandos) para Sistemas Audiovisuales. 70 Para Configuraciones Multipunto: ♦ H.231 Unidades de Control Multipunto para Sistemas Audioviduales usando canales digitales de hasta 1920 Kbps ♦ H.243 Procedimientos para el establecimiento de la comunicación entre tres o más terminales audiovisuales usando canales digitales de hasta 1920 Kbps. Para Seguridad en la Comunicación: ♦ H.233 Sistema de Confidencialidad para servicios audiovisuales. ♦ H.234 Administración de la clave de cifrado y sistema de autenticación para servicios audiovisuales. ♦ H.242 Sistema para el establecimiento de la conexión entre terminales audiovisuales usando canales digitales de hasta 2 Mbps. ♦ H.224 Protocolo de control en tiempo real para aplicaciones simples utilizando canales H.221. ♦ H.281 Protocolo de control de cámara en el extremo remoto para videoconferencias utilizando H.224. ♦ G.711 Modulación por codificación pulsos (PCM) de frecuencias vocales. ♦ G.722 Codificación de audio, con 7 Khz de ancho de banda a 64 Kbps. ♦ G.728 Codificación de Voz (3.1 Khz de ancho de banda ) a 16 Kbps de Audio utilizando la tecnica de codificacion LD-CELP. 71 figura 6 Videoconferencia sobre ISDN (H.320) • H.321 y H.310 El H.321 al igual que el H.310 cubre sistemas de comunicaciones audio visuales de banda ancha como ATM (B-ISDN y ATM LANs) con la capacidad de canales arriba de 600 Mbps. Ambos están diseñados para trabajar con el H.320 (N-ISDN) y ser compatible con el MPEG-4 Para implementar las características del estándar H.320 en cuanto a calidad de transmisión, con un costo y una complejidad menores, el estándar H.320 ha sido adaptado y ha surgido el estándar H.321. El estándar H.321 describe los métodos para implementar videoconferencia sobre ATM con ventajas sobre el modelo ISDN, y es totalmente compatible con el estándar H.320. El estándar H.321 basado en ATM implementa la videoconferencia en el mismo estilo que ISDN, con los mismos incrementos en velocidad de transmisión (128 kbps, 384 kbps, 768 kbps, etc.). La diferencia fundamental es que la videoconferencia sobre ATM es más fácil y más barata de implementar. ATM logra esto gracias a aspectos como los siguientes: 72 ♦ Las tarjetas V.35 y RS-366 son sustituidas por una tarjeta ATM a 25 Mbps. La tarjeta ATM tiene un costo de unos $500, en comparación con los $2500 que cuestan los componentes V.35, aproximadamente. ♦ Se utiliza una pasarela ISDN-ATM como punto de acceso centralizado para la red WAN ISDN. Esta metodología permite el acceso fuera de la red y sirve también de centro de multiplexaje sustituyendo los multiplexores para cada estación utilizados en la implementación ISDN. Esto proporciona un ahorro importante. ♦ Se utilizan switches ATM en lugar de ISDN, disminuyendo costos en la implementación. ♦ La topología ATM no necesita de múltiple cableado como ocurre con la implementación ISDN, que requiere de tres cables UTP individuales. La implementación de ATM no sólo proporciona beneficios en cuanto a la disminución de costos para implementar la transmisión de videoconferencia, sino que provee las bases de una arquitectura de red que puede utilizarse para el transporte de voz y datos en adición a la videoconferencia. Esta capacidad está haciendo de ATM la elección tecnológica en un amplio espectro de aplicaciones. ATM puede utilizarse para implementar un sistema puramente para propósitos de videoconferencia, tal como ISDN; con la ventaja de que esta implementación sobre ATM utiliza el cableado existente que está típicamente presente en las arquitecturas de redes actuales. EL H.321 al igual que el H.310 usan los CODECs siguientes: G.728, G.722, G.711, MPEG-1 y MPEG-2 73 figura 7 Videoconferencia sobre ATM (H.321) • H.322 Provee la videoconferencia basada en LAN. Esta previsto para redes de paquetes conmutados con ancho de banda garantizado, como Iso-ethernet, con una capacidad de canales superior a 10/100 Mbps. H.322 usas los siguientes CODECs: G.728, G.722 y G.711. • H.32313 Hace poco tiempo se han concluido los trabajos relacionados con un nuevo estándar, el H.323. Este estándar fue diseñado para establecer videoconferencia sobre redes basadas en arquitecturas como Ethernet, Token Ring, FDDI, etc., utilizando los protocolos TCP/IP. H.323 no tiene las características que poseen los estándares H.320 y H.321, que fueron diseñados para aprovechar las ventajas de ISDN y ATM, para proporcionar una videoconferencia de alta calidad. El estándar H.323 es independiente del transporte, permitiendo la implementación de cualquier arquitectura de transporte, como por ejemplo ATM. Los estándares para transmisión de videoconferencia sobre redes IP/Ethernet comienzan a ser una realidad. La diferencia básica con los anteriores es que 74 esta videoconferencia, basada en este tipo de redes, no posee en su arquitectura una capa dedicada a la calidad del servicio, en la cual basar el transporte del video. Como resultado de esta implementación se obtiene una videoconferencia con desfases entre voz y audio y con baja calidad. El transporte de video sobre redes Ethernet también tiene el desafortunado efecto de permitir la interacción entre el tráfico de datos y video. Esto hace que el ancho de banda disponible para el tráfico de datos se vea disminuido por el tráfico de video. En este sentido, este tipo de videoconferencia podría utilizarse, por ejemplo, para establecer discusiones entre los individuos participantes en un proyecto; sin embargo, para establecer videoconferencia con alta calidad y con características multipunto es necesario utilizar ATM o ISDN. Debido a la carencia de calidad de servicio en estas arquitecturas Ethernet, los diseñadores de los sistemas de transporte han propuesto un nuevo protocolo el Resource ReSerVation Protocol (RSVP) que actúa sobre la red para canalizar su comportamiento y hacerlo compatible con las necesidades del transporte en tiempo real. RSVP se integra en una evolución hacia una nueva arquitectura, que pretende asegurar las comunicaciones multipunto en tiempo real conservando la filosofía del mejor esfuerzo (best effort) y la arquitectura IP. Esta evolución prevé los siguientes puntos: ♦ Establecer y mantener un camino único para un flujo de datos gracias a los protocolos de encaminamiento multipunto. Este mantenimiento del camino es indispensable para el funcionamiento de RSVP. ♦ Establecer un módulo de control que gestione los recursos de la red. ♦ Instaurar un sistema de ordenación de paquetes en la cola de espera para satisfacer la calidad de servicio solicitada. 75 En general, RSVP es un protocolo de control que permitirá obtener el nivel de calidad de servicio optimizado para un flujo de datos. La recomendación H.323 describe terminales y otras entidades que proveen servicios de comunicación multimedia sobre Redes Basadas en Paquetes (PBN) que pueden no presentar una Calidad de Servicio garantizada. Las entidades H.323 pueden proveer audio y video en tiempo real y/o comunicaciones de datos. El soporte de audio es obligatorio, mientras que datos y video son opcionales, pero si son soportados, se requiere la habilidad para utilizar un modo común de operación específico, para que todos los terminales que soporten este tipo de medio puedan trabajar en conjunto. La red basada en paquetes sobre la que los terminales H.323 se comunican puede ser una conexión punto a punto, un segmento de red, o una interred con múltiples segmentos con topologías complejas. Las entidades H.323 pueden ser usadas en configuraciones punto-punto, multipunto o de difusión (broadcast, como se describe en la recomendación H.332). Pueden trabajar conjuntamente con terminales H.310 sobre la BISDN (Broadband ISDN), terminales H.320 sobre la N-ISDN, terminales H.321 sobre la B-ISDN, terminales H.322 en LANs con Calidad de Servicio garantizada, terminales H.324 sobre la PSTN (Public Switched Telephone Network) y redes inalámbricas, terminales V.70 sobre la GSTN (General Switched Telephone Network) y terminales de voz en la PSTN o RDSI mediante el uso de gateways. Las entidades H.323 pueden integrarse en computadoras personales o implementarse como dispositivos independientes como videoteléfonos. El estándar H.323 fue originalmente desarrollado como una adaptación de H.320, el cual se dirige hacia la videoconferencia sobre la RDSI y otras redes de conmutación de circuitos y servicios. Desde que H.323 fue ratificado (1990), las corporaciones han implementado cada vez mas Redes de Area 76 Local (LANs) y gateways hacia la Red de Area Amplia (WAN). Por lo tanto ha evolucionado mas allá de una extensión lógica y necesaria del estándar H.320 para incluir Intranets corporativas y redes de conmutación de paquetes. H.323 utiliza el Protocolo de Tiempo Real (Real-Time Protocol o RTP/RTCP) del IETF, junto a CODECs internacionalmente estandarizados. Con la ratificación de la versión 2, H.323 se está utilizando para video y otras comunicaciones sobre la Internet. Los componentes del estándar se resumen a continuación. Para control y administración de las terminales: ♦ H.323 Describe la operación general y los procedimientos de los sistemas de comunicaciones multimedia basados en paquetes. ♦ H.225.0 Especifica los protocolos de señalización (mensajes para el control) de la llamada incluyendo la paquetización y sincronización de los flujos de los distintos medios. ♦ H.245 Especifica los protocolos de control para comunicaciones multimedia, mensajes para la apertura y cierre de canales para el flujo de los medios, y otros comandos, peticiones e indicaciones. ♦ H.450.x Serie de recomendaciones de servicios suplementarios. Define el protocolo funcional genérico, la señalización y los procedimientos usados para proveer estos servicios tipo telefónicos (transferencia de llamadas, desvío de llamadas). ♦ H.235 Define el marco de seguridad utilizado para proveer autenticación, cifrado e integridad a los sistemas y terminales multimedia H.323 (y otros basados en H.245). ♦ H.332 Extensión que provee una conferencia a gran escala o apenas acoplada basada en H.323.(Conferencia tipo Broadcast) 77 Para Video: ♦ H.261 CODEC de Video para servicios audiovisuales a Px64 Kbps. ♦ H.263 Especifica un nueva codificación de video para comunicaciones a tasa de bits baja (POTS). Para Audio: ♦ G.711 Modulación por codificación de pulsos (PCM) de frecuencia de voz. CODEC de Audio, con 3.1 Khz de ancho de banda a 48, 56 y 64 Kbps (telefonía convencional). ♦ G.722 Codificación de Audio, con 7 Khz de ancho de banda a 48, 56 y 64 Kbps ♦ G.728 Codificación de Voz (3.1 Khz de ancho de banda ) a 16 Kbps de audio, utilizando la técnica de modulación LD-CELP. ♦ G.723.1 Codificación de Voz para comunicaciones multimedia a 5.3 y 6.3 Kbps. ♦ G.729 Codificación del habla a 8Kbps utilizando la técnica de modulación CS-ACELP. figura 8 Videoconferencia sobre LAN (H.323) 78 • H.32414 Provee conferencia multimedia sobre POTS (Plain Old Telephone Service), tambien conocidas como PSTN (Public Switched Telephone Network) o GSTN (General Switched Telephone Network). Permite la transmision de video, voz y datos sobre sistemas teléfonicos analógicos y usar modems V.34 (28.8 Kbps/33.6 Kbps) para llevar simultáneamente video, audio y datos. La calidad de video es típicamente menor que 15 marcos/segundo. Específicamente el estándar H.324 describe terminales para comunicaciones multimedia trabajando a bajas velocidades, utilizando módems V.34. Estas terminales pueden transmitir voz, datos y video en cualquier combinación en tiempo real. El estándar H.324 está diseñado para optimizar la calidad de la transmisión de videoconferencia sobre los enlaces de baja velocidad asociados con los POTS, típicamente estas velocidades están en el rango de 28.8 kbps a 56 kbps. Estas bajas velocidades de transmisión sumadas a la naturaleza impredecible del medio de transmisión, restringe este tipo de videoconferencia a unos pocos cuadros por segundo. Sin embargo, se espera que el estándar H.324 tenga cierta aceptación entre el mercado de consumidores. Primero, porque este tipo de videoconferencia está orientada a aplicaciones recreacionales donde no se requiere de una elevada calidad y en segundo lugar debido a la facilidad de implementación donde sólo se requiere de una PC equipado con un módem y utilizar la red telefónica convencional (POTS). Las terminales H.324 pueden ser integrados a computadoras personales o implementarse individualmente, como en videoteléfonos. El soporte para cada tipo de medio (voz, datos, video) es opcional, pero si son soportados, se requiere la habilidad para usar un modo común de operación específico, de tal manera que todos las terminales que soportan ese tipo de medio puedan trabajar en conjunto. Esta recomendación permite a más de un canal 79 de cada tipo estar en uso. Otras recomendaciones en la serie H.324 incluyen el multiplexación H.223, el control H.245, el CODEC de video H.263 y el CODEC de audio G.723.1. Esta recomendación utiliza los procedimientos de señalización del canal lógico de la recomendación H.245, en el cual se describe el contenido de cada canal lógico cuando éste es abierto. Se proporcionan procedimientos para la expresión de las capacidades del transmisor y el receptor, de forma que los transmisores se limiten a lo que los receptores pueden decodificar, y estos puedan pedir un modo deseado particular a los transmisores. Debido a que los procedimientos de esta recomendación están también planeados para su uso por la recomendación H.310 para redes ATM y la recomendación H.323 para LANSs con ancho de banda no garantizado, la interconexión en red con estos sistemas debería ser sin inconvenientes. Los terminales H.324 pueden utilizarse en configuraciones multipunto mediante MCUs (Unidades de Control Multipunto), y pueden trabajar en conjunto tanto con terminales H.320 en la RDSI como con terminales en redes inalámbricas. H.324 especifica un método común para compartir video, datos y voz simultáneamente utilizando conexiones con módem V.34 sobre una línea de la red telefónica conmutada (POTS). También especifica la interoperatividad bajo estas condiciones, de forma que los videoteléfonos, por ejemplo, basados en H.324 puedan conectarse y conducir sesiones multimedia. De los tres estándares de la UIT que se refieren a la videoconferencia (H.324, H.323 y H.320), el primero tiene el impacto mas amplio en el mercado porque incorpora el sistema de comunicaciones mas ampliamente extendido (POTS) globalmente. Para referencia, H.320 especifica videoconferencia sobre redes de circuitos conmutados como la RDSI y Switched 56, mientras H.323 extiende el video de H.320 a intranets corporativas, LANs y otras redes de conmutación de paquetes. 80 La suite H.324 consiste de cinco recomendaciones: H.324, H.223, H.245, H.263 y G.723.1 (formalmente G.723). La Compresión de Video H.261 y la Transmisión de Datos de T.120 también se especifican. A continuación se esquematiza y describe brevemente estas recomendaciones y su estado en la UIT. ♦ H.324 Define un terminal de comunicaciones multimedia operando a tasa de bits baja (sobre la Red Telefónica Conmutada). Incluye H.261, T.120, y V.34. ♦ H.263 Define codificación de video para comunicaciones a tasa de bits baja (típicamente menos de 64 Kbps). ♦ H.223 Define un protocolo de multiplexación para terminales multimedia de tasa de bits baja. ♦ H.245 Define un protocolo de control de las comunicaciones entre terminales multimedia. ♦ G.723.1 Define la codificación de voz para comunicaciones multimedia transmitiendo a 5.3 y 6.3 Kbps. figura 9 Videoconferencia sobre POST (H.324) 81 • H.324/M Un nuevo estándar para terminales de videophone designadas para operar en redes radio móviles RENDIMIENTO DE LOS ESTÁNDARES En la siguiente imagen podrá observar el rendimiento en cuanto a la calidad y la infraestructura de red 82 Capítulo IV EL ESTÁNDAR H.323 En el capítulo anterior se mencionó los diferentes estándares de videoconferencia relacionados con el tipo de red por la cual se quiere transmitir, estándares como el H.261, H.263, H.310, H.320, H.321, H.323 y H.324, cada uno de ellos fueron tratados de una forma general intentando describir las características particulares y protocolos de video , audio y control permitidos. En el presente capítulo se tratará con más detalle el estándar H.323 relacionado con videoconferencia sobre redes basadas en arquitecturas como Ethernet, Token Ring y FDI. El propósito de conocerlo más a fondo se debe a que la red Universidad de Colima cuenta con este tipo de arquitectura, así que en caso de decidir la implementación de un sistema de videoconferencia lo ideal sería hacerlo bajo este estándar, aprovechando como ya se dijo la infraestructura existente. DEFINICIÓN El H. 323 es un estándar muy importante para comunicación de audio, video y datos que describe especialmente cómo las comunicaciones multimedia ocurren entre terminales, equipos de redes y servicios en Redes de Área Local (LAN), las cuales no proveen una calidad de servicio garantizada (QoS). La recomendación H. 323 ha tenido una amplia aceptación ya que las actividades de desarrollo en torno a él es muy alta debido al soporte unificado de una coalición global entre fabricantes de computadores personales, de sistemas de comunicación y diseñadores de sistemas operativos. Si bien para el H. 323 es muy importante el consenso y el apoyo que se le pueda dar, su potencia no se manifestará hasta que esté implantado en el usuario final del producto y los servicios asociados. Las terminales H.323 pueden ser integradas en las computadoras personales o implementadas en equipos individuales tales como videoteléfonos. El software para 83 voz es obligatorio mientras que los datos y video son opcionales. Si éstos últimos son incluidos se requiere que la terminal H.323 tenga la capacidad o habilidad de usar un módulo común de operaciones de tal manera que todos las terminales que soporten este tipo de opciones (datos o video) puedan trabajar en redes múltiples. La terminal H.323 permite más de un canal para cada una de las modalidades de uso. El H.323 se fundamenta en las especificaciones del H.320 y varios de sus componentes se incluyen en el H.323. El nuevo estándar fue diseñado específicamente con las siguientes ideas: • Basarse en los estándares existentes, incluyendo H.320, RTP y Q.931 • Incorporar algunas de las ventajas que las redes de conmutación de paquetes ofrecen para transportar datos en tiempo real. • Solucionar la problemática que plantea el envío de datos en tiempo real sobre redes de conmutación de paquetes. Como ya se ha mencionado, el H.323 se construye sobre muchos de los elementos del H.320 y a la vez amplía sus capacidades. Algunas de las capacidades añadidas resultan del comportamiento inherente al tráfico de paquetes y su forma de ser transmitidos. Otras resultan de las mejoras en las técnicas de compresión y señalización que han sido desarrolladas a lo largo del tiempo. Un ejemplo de estas últimas es el nuevo algoritmo de compresión de video H.263, que se basa en el H.261 y se ha optimizado para anchos de banda pequeños. A una determinada velocidad de transferencia, el H.263 ofrecerá una calidad de imagen considerablemente superior al H.261, con resoluciones que van desde sub-QCIF hasta 4xFCIF. Todas los terminales H.323 deben soportar audio. Concretamente, deben ser capaces de codificar y decodificar audio en el algoritmo G.711, ya especificado en H.320. Para adaptarse a las necesidades de las diferentes redes, especialmente en conexiones con poco ancho de banda, una terminal debe ser capaz de codificar y decodificar la voz usando otros diferentes algoritmos. Las capacidades de video son 84 opcionales. Una terminal puede soportar o no la codificación de video. Si se soporta, el único modo exigido es el H.261 en resolución QCIF. Más allá de este punto, una terminal puede soportar otros modos de video con algoritmos propietarios o estándares. Ya que la compartición de datos es opcional en H.323. De estar presente, debe cumplir la norma T.120. VERSIONES DEL H.323 El protocolo H.323 proporciona servicios para comunicación de audio, video y datos a través de redes basadas en IP, incluyendo el Internet. Productos y aplicaciones de multimedia de múltiples vendedores pueden interoperar, permitiendo a los usuarios comunicarse sin conocer su compatibilidad. El H.323 es una recomendación de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) que especifica normas para las comunicaciones de multimedia sobre redes de computadoras local (LANS) que no proveen una Calidad garantizada de Servicio (QoS). Estas redes dominan hoy e incluye tecnologías de redes sobre Ethernet, Fast Ethernet y Token Ring basadas en paquetes conmutados TCP/IP e IPX. La especificación H.323 se aprobó en 1996 por el grupo de estudio 16 del ITU. La versión 2 se aprobó en enero 1998. La norma es amplia de alcance e incluye dispositivos autosuficientes para conferencias punto a punto o multipunto. El H.323 también direcciona las llamadas de control, administración de multimedia, y administración de ancho de banda así como también las interfaces entre LANS y otras redes. El H.323 es parte de una serie más grande de normas de comunicaciones que permite videoconferencia a través de una gama de redes. Conocida como H.32X, esta serie incluye H.320 y H.324, comunicación basada en ISDN y PSTN respectivamente. 85 EL H.323 EN RELACIÓN A OTROS ESTÁNDARES DE LA FAMILIA H.32X El estándar H.323 es parte de la familia de la familia de recomendaciones H.32x especificadas en la ITU-T. Las otras recomendaciones de la familia especifican servicios de recomendación multimedia sobre diferentes redes. • H.324 sobre SCN ( Red de Circuitos Conmutados) • H.320 sobre redes digitales de servicios integrados (ISDN) • H.321 y H.310 sobre redes de servicios digitales integrados de banda amplia • H.322 sobre LANs las cuales proveen garantía (QoS) Una de las primeras metas en el desarrollo del H.323 fue la interoperabilidad con otras redes de servicio multimedia, la cual es lograda a través del uso de un gateway que mejora el rendimiento de cualquier red o el traslado de la señalización requerida para la interoperatibilidad. ALCANCE DEL H.32315 H.323 es una recomendación amplia y flexible que especifica protocolos de comunicación de audio en tiempo real en redes punto a punto, comunicación entre dos de terminales sobre redes basada en paquetes que no proveen una calidad garantizada de servicio. Sin embargo su alcance es mayor y comprende conferencia entre redes multipunto a través de terminales que soportan no solamente audio sino también datos y video. El alcance de la Recomendación H.323 puede resumirse en las categorías siguientes: • Soporta videoconferencia punto a punto y multipunto: las conferencias pueden establecerse entre dos o más clientes sin ningún control software o hardware especializado. Sin embargo, cuando una Unidad de Control Multipunto (MCU) se usa, el H.323 soporta 86 topologías diferentes para conferencias multipunto. Una conferencia multipunto puede centralizarse donde nuevos participantes pueden unirse a los otros en la videoconferencia o puede ser descentralizada donde nuevos participantes pueden elegir unirse a uno o más participantes en la videoconferencia pero no a todos. Este enfoque produce una topología de árbol. • Interoperatividad entre redes: los clientes del H.323 pueden establecer comunicación entre clientes de redes con diferentes protocolos como por ejemplo las basadas en el H.320 (ISDN), H.321 (ATM), etc. • Capacidades heterogéneas del cliente: Un cliente del H.323 debe soportar comunicación de audio; el soporte para video y datos es optativo, esta flexibilidad no hace a los clientes incompatibles • Soporte para administración: el H.323 pueden restringirse con base en el número de llamadas ya en progreso, limitaciones de ancho de banda o restricciones de tiempo. Usando estas políticas el encargado de la red puede administrar el tráfico. • Seguridad: el H.323 provee autenticación, integridad y privacidad . • Servicios suplementarios: La recomendación H.323 potencialidad enorme para aplicaciones basadas en reconoce la telefonía IP y multimedia. Provee una estructura básica para el desarrollo de tales servicios. figura 10 Interoperatibilidad del H.323 87 POR QUÉ ES IMPORTANTE EL H.32316 La Recomendación H.323 es flexible y puede ser aplicada para transmitir sólo voz o videoconferencia completa (voz, datos y video). Las aplicaciones del H.323 son un conjunto que va a crecer en el mercado de cultura dominante por varias razones. • El H.323 especifica normas de multimedia para la infraestructura existente (es decir las redes basadas en IP). Diseñado para compensar el efecto de latencia variable en la LAN, el H.323 permite a los clientes usar aplicaciones multimedia sin cambiar la infraestructura de su red. • Proporciona interoperatividad entre dispositivo-dispositivo, aplicaciónaplicación y vendedor-vendedor, el H.323 permite la comunicación con clientes de otras plataformas. • El H.323 provee normas para interoperar entre LANS y otras redes. • La carga de red puede administrarse. Con el H.323, el administrador de la red puede restringir la cantidad de ancho de banda disponible para la conferencia. • La tendencia: El crecimiento explosivo del Internet y el despliegue casi universal de redes LANS basadas en paquetes hace que individuos y empresas usen este recurso para transmitir audio y video. • La Multimedia sobre redes basadas en paquetes (primariamente redes IP) han crecido rápidamente en pocos años. Las redes LANs sobre están siendo cada día mas poderosas. El ancho de banda Ethernet está emigrando desde 10 Mbps a 100 Mbps, y Gigabit Ethernet esta en progreso. En EE.UU pronostican que para el año 2002 el 18.5 % del tránsito telefónico se llevará sobre redes de datos. Esta potencialidad y expansión rápida es la que hace importante que el protocolo H.323 sea unificado. • Estandarización: En el periodo 1995-1997, varios vendedores desarrollaron productos y servicios para proveer telefonía IP. Estos productos y servicios, 88 sin embargo, eran con base en los protocolos propietarios que impidieron que redes con diferentes productos o servicios interoperaran. El H.323 es un protocolo estándar que ha sido aceptado ampliamente y que permite la comunicación entre redes con productos diferentes. • Permite establecer comunicación entre redes basadas en circuitos y redes basadas en paquetes, por ejemplo comunicación entre redes ATM y redes ISDN, es posible también establecer comunicación con una red PSTN. • Los servicios integrados: H.323 hace posible el desarrollo de servicios adicionales tal como e-mail, correo de voz, fax y videoconferencia en un ambiente integrado. CARACTERÍSTICAS DEL H.32317 CODEC ESTÁNDAR El H.323 establece normas para la compresión y descompresión de audio, datos y video, asegurando que los equipos de diferentes vendedores tengan alguna área de apoyo común. INTEROPERATIBILIDAD Los usuarios quieren conferencia sin preocuparse sobre la compatibilidad con el punto de donde la reciben. Además, asegurar que el receptor pueda descomprimir la información. El H.323 establece métodos para que los clientes puedan establecerse comunicación. La norma también establece protocolos para el control de llamadas. INDEPENDIENTE A LA ARQUITECTURA DE RED H.323 se diseña para correr en lo alto de las arquitecturas comunes de red. Como la tecnología de red evoluciona, y como las técnicas de gestión de ancho de banda mejoran, las soluciones basadas en H.323 serán capaces de aprovechar esas capacidades. 89 INDEPENDIENTE A LA APLICACIÓN Y PLATAFORMA El H.323 no está atado a ningún hardware o sistema operativo. El H.323 es dócil, las plataformas estarán disponibles en muchos tamaños y formas, incluyendo el video para las computadoras personales, líneas dedicadas, TV cable, etc. SOPORTA MULTIPUNTO Aunque el H.323 puede soportar conferencias de tres o más terminales sin requerir una Unidad de Control Multipunto (MCU) especializada, las MCU´s proveen una arquitectura más poderosa para patrocinar conferencias multipunto. Las capacidades Multipunto pueden incluirse como otro componente de un sistema H.323. ADMINISTRACIÓN DE ANCHO DE BANDA El tráfico de video y audio es intenso y puede atascar la red, sobre este punto el H.323 provee gestión de ancho de banda. Los administradores de red pueden limitar el número simultáneo de conexiones dentro de su red o la cantidad de ancho de banda disponible a las aplicaciones H.323. SOPORTA MULTICAST El H.323 soporta transporte multicast en conferencias multipunto. El multicast envía un solo paquete al subconjunto de destinos sobre la red sin repetición. En contraste, unicast envía múltiples paquetes en las transmisiones punto-a-punto, mientras envían a todos los destinos. En unicast o broadcast, la red es usada ineficientemente ya que los paquetes se duplican a lo largo de la red. La transmisión multicast usa el ancho de banda más eficientemente ya que todas las estaciones en el grupo multicast leen un solo flujo de datos. 90 FLEXIBILIDAD Una conferencia H.323 puede incluir terminales con capacidades diferentes. Por ejemplo, una terminal con capacidad sólo para audio puede participar en una conferencia con terminales que tienen capacidades para video y/o de datos. Además, una terminal de multimedia H.323 puede compartir datos de una conferencia de video con una terminal T.120 (sólo de datos), mientras comparte voz, video, y datos con otra terminal H.323. CONFERENCIA ENTRE DISTINTAS REDES Muchos usuarios quieren conferenciar desde una red LAN a un sitio remoto. Por ejemplo, el H.323 establece un medio de vinculación de sistemas de escritorio LAN con grupos de sistemas basados en ISDN. El H.323 usa tecnología de codificación común de diferentes estándares de videoconferencia para minimizar los retardos y proveer un óptimo desempeño. figura 11 Videoconferencia entre distintas redes 91 COMPONENTES PARA UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN H.32318 La recomendación H.323 cubre los requerimientos técnicos para los servicios de comunicación de audio y video en LANs que no proporcionan garantía de calidad de servicio (QoS) el H.323 referencia la especificación T.120 para conferencia de datos y habilita conferencias que incluyen esta capacidad. El alcance del H.323 no incluye la LANs por si misma o la capa de transporte que puede ser utilizada para conectar varias LANs. Sólo elementos necesarios para la interacción con la Red de Circuitos Conmutados (SCN) . H.323 define 4 componentes para un sistema de comunicación basada en redes: terminales, gateways, gatekeeper y unidades de control multipunto (MCUs). T ERMINALES Utilizadas para comunicaciones multimedia bidireccionales en tiempo real, una terminal H.323 puede bien ser una computadora personal (PC) o cualquier otro dispositivo, corriendo sobre un H.323 y las aplicaciones multimedia. Estos soportan comunicaciones de audio y opcionalmente puede soportar video o comunicaciones de datos. El objetivo principal del H.323 es interoperar con otras terminales multimedia. Las terminales H.323 son compatibles con las terminales H.324 sobre SCN y redes inalámbricas, las terminales H.310 sobre (B-ISDN), las terminales H.320 sobre (ISDN), las terminales H.321 sobre (B-ISDN) y las terminales H.322 sobre redes que proveen garantía de servicio (QoS) las terminales H.323 pueden ser utilizadas en conferencias multipunto. Todas las terminales H.323 deben también soportar el protocolo H.245, que es usado para negociar las características y uso del canal. Otros tres componentes son requeridos: Q.931 para señalización de llamada y inicialización de llamada, un componente llamado Registro/Admisión/Estado (RAS), el cual es un protocolo usado para la comunicación con el gatekeeper, y soporte de RTP/RTCP para secuencias de paquetes de audio y video. 92 Componentes opcionales en el H.323 son los CODEC´s de video, protocolos para conferencia de datos T.120, y capacidades para MCUs. GATEWAYS El gateway es un elemento opcional en la conferencia H.323, los gateways proporcionan muchos servicios, el mas común es una función de traducción entre puntos finales de conferencia H.323 y otros tipos de terminales. Esta función incluye traducción entre formatos de transmisión ( por ejemplo del H.225 a H.221) y entre procedimientos de comunicaciones (por ejemplo de H.245 a H.242) además, el gateway también traduce entre CODEC´s de audio y video. En general el propósito del gateway es reflejar las características de una terminal LAN a una terminal SCN y viceversa. Las aplicaciones primarias del gateway son probablemente : • Establecer ligas con terminales análogas PSTN. • Establecer ligas con terminales remotas H.320 sobre redes de circuitos conmutados basados en ISDN. • Establecer ligas con terminales remotas H.324 sobre redes PSTN. Los gateway no son requeridos si las conexiones a otras redes no son necesitadas, una terminal puede comunicarse directamente con otra terminal sobre la misma LAN . La comunicación de las terminales con gateway usan los protocolos H.245 y Q.931. Con los CODECs apropiados, los gateway H.323 pueden soportar terminales que cumplen con H.310, H.321, H.322 y V.70. Muchas funciones del gateway se le dejan al diseñador. Por ejemplo el número actual de las terminales H.323 que pueden comunicarse a través del gateway no están sujetas a estandarización. Similarmente, el número de conexiones SCN, el número de conferencias independientes simultáneas soportadas, las funciones de conversión audio/video/datos, y la inclusión de funciones multipunto pertenecen al fabricante. 93 de Un gateway conecta dos redes que no son similares. Un gateway H.323 provee conectividad entre una red H.323 y una red no H.323, por ejemplo un gateway puede conectar y proveer comunicación entre una terminal H.323 y redes SCN (las cuales pueden incluir redes de telefonía conmutadas), redes de telefonía publica conmutadas (PSTN), esta conectividad de redes que no son similares es lograda por protocolos de traducción por llamadas al setup, convirtiendo los formatos de multimedia entre diferentes redes, y transfiriendo información entre las redes conectadas por un gateway. La mayoría de los gateways tienen múltiples conexiones BRI (Basic Rate Interface) y pueden soportar varias conferencias simultaneas. Por ejemplo, un gateway puede soportar simultáneamente cuatro conferencias a 128 kbps, dos a 256 kbps o una a 384 kbps y una a 128 kbps. La mayoría de los gateways trabajan en conjunto con, o incluyen funciones de un gatekeeper. GATEKEEPER 19 Un gatekeeper puede ser considerado un cerebro para una red H.323 es el punto focal para llamadas entre redes H.323, aunque no sean requeridos, es en la práctica una herramienta esencial para definir y controlar como las comunicaciones de voz y video son manejadas sobre la red IP. Los gatekeeper son los responsables de proveer traducción entre las alias de las LAN y las direcciones IP, llamadas de control y servicios de ruteo para los puntos finales H.323, políticas de seguridad y administración del sistema. Estos servicios proporcionados por el gatekeeper en la comunicación entre los puntos finales están definidos en el protocolo RAS (Registro/Admisión/Estado) Los gatekeeper proporcionan la “inteligencia” para entregar nuevas aplicaciones y servicios IP. Ellos permiten a los administradores de la red configurar, monitorear y manejar las actividades registradas de los extremos, especificar políticas y control de los recursos de la red, como ancho de banda usada en su zona 94 H.323. Los puntos finales registrados pueden ser terminales H.323, gateways o MCU´s. El rendimiento de los gatekeeper tiene dos funciones importantes para el control del llamado. • La primera es la traducción del alias de las terminales y gateway LAN a direcciones IP o IPX, como es definido en la especificación RAS. Cuando un punto final H.323 se registra en el gatekeeper, éste registra su dirección IP, su alias H.323 y su número E.164 como significado de identificación. Así como el gateway provee servicios a las terminales H.323 en términos de llamadas que salen de terminales H.323 a teléfonos, cuando éstas se registran con el gatekeeper, ésta registra los servicios que soporta, por ejemplo manejar diferentes servicios de ruteo de señales: de LAN a LAN, de LAN a WAN y de WAN a LAN. • La segunda función es la administración del ancho de banda, la cual también está diseñada con RAS. En primera instancia si un administrador de red especificó un límite para el número simultáneo de conferencias en la LAN, el gatekeeper rechazará hacer mas cuando límite es alcanzado. El resultado es limitar el ancho de banda de la conferencia a una fracción del total disponible, el resto de la capacidad se deja para el correo, transferencia de archivo y otros protocolos LAN. El conjunto de todas las terminales, gateway y unidades de control multipuntos manejadas por un gatekeeper es conocida como una zona H.323. Las redes multimedia son más y más complejas, la habilidad del administrador para manejar la red es crucial. El administrador puede desde una consola remota configurar los puntos finales, monitorear el estado y disponibilidad de los puntos finales, controlar y limitar el ancho de banda, generar reportes detallados de llamadas los cuales pueden servir para planear la red. Una valiosa característica opcional de un gatekeeper es su habilidad para direccionar llamadas H.323. Al direccionar una llamada mediante el gatekeeper ésta 95 puede ser controlada mas eficientemente. Los proveedores de servicio necesitan capacidad para contar las llamadas realizadas en su red, redireccionar una llamada a otra terminal si la llamada a la terminal no está disponible. Mientras un gatekeeper está lógicamente separado de una terminal H.323, los vendedores pueden incorporar funcionalmente un gatekeeper dentro de la implementación física de gateways y MCU’s. Los gatekeeper pueden jugar un papel en conexiones multipuntos. Para soportar conferencias multipuntos los usuarios emplearían un gatekeeper para recibir canales de control H.245 de dos terminales en una conferencia punto a punto . Cuando la conferencia conmute a multipunto el gatekeeper puede reexpedir, el canal de control H.245 a un controlador multipunto el MC. El gatekeeper no necesita procesar la señal H.245, este solo necesita pasar entre las terminales o entre las terminales y el MC. Las LAN que contienen gateway pueden también contener un gatekeeper para traducir direcciones entrantes E.164 en direcciones de transporte. Ya que una zona esta definida por su gatekeeper, las entidades que contienen un gatekeeper interno requieren un mecanismo para deshabilitar la función interna para que cuando haya múltiples entidades H.323 que contenga un gatekeeper en una LAN, las entidades puedan ser configuradas en la misma zona. U NIDAD DE CONTROL MULTIPUNTO Una unidad de control multipunto (MCU) soporta conferencia entre tres o mas terminales. El principal componente de un MCU es el controlador multipunto MC y el procesador multipunto MP que es opcional. El MC controla y maneja en la conferencia las negociaciones entre todas las terminales para determinar capacidades comunes para el procesamiento de audio y video. El MC también controla los recursos de la conferencia como multicasting (transmisión de un solo origen a muchos destinos). La mayoría de los sistemas H.323 soportan multicast y los utiliza para enviar sólo un flujo de audio y uno de video a los otros participantes. 96 El MC no negocia directamente con los flujos de datos, video y audio, esto le corresponde al MP, el cual hace una mezcla de audio, distribución de datos y conmutación de video. También proporciona la conversión entre diferentes CODEC´s y tasas de bits. Las capacidades del MC y MP pueden existir como un componente dedicado o ser parte de otro componte H.323. La mayoría de la MCU´s trabajan en conjunto con, o incluidos en funciones de un gatekeeper. Las funciones básicas de los MCU´s H.323 es mantener constante el flujo de audio, video, datos y control entre todos los participantes en la conferencia. Se puede implementar MCU´s por hardware y por software. Algunas características que están proporcionando los MCU´s es la llamada “presencia continua” en donde se habilita el desplegado de cuatro participantes en una conferencia simultanea en cuatro partes de la pantalla, con una de las cuatro imágenes cambiando de acuerdo a la voz que activa un conmutador de video. Conferencias multipunto Las capacidades de una conferencia multipunto son manejadas en una variedad de métodos y configuraciones bajo H.323, la recomendación usa los conceptos de conferencia centralizada y descentralizada. La conferencia multipunto centralizada requiere de la existencia de un MCU para facilitar una conferencia multipunto. Todas las terminales mandan audio, video , datos y flujos de control a el MCU en un modo punto a punto. El MC centralmente administra la conferencia usando funciones de control H.245 que también define las capacidades para cada terminal. El MP hace mezcla de audio, distribución de datos y mezcla y conmutación de video, funciones típicamente desempeñadas en conferencias multipunto y manda el flujo resultante a las terminales participantes. El MP también proporciona conversión entre diferentes CODEC’s y tasas de bit y puede usar multicast para distribuir video procesado. Un MCU típico que soporta conferencias multipunto centralizada consiste de un MC y un MP de audio, video y/o datos. 97 Las conferencias multipunto descentralizadas puede hacer uso de tecnología multicast. Las terminales H.323 participantes mandan video y audio a otras terminales participantes sin mandar los datos al MCU. En este caso el control de datos multipunto está todavía centralmente procesado por el MCU, y la información del canal de control H.245 es todavía transmitido en un modo punto a punto a un MC. Recibiendo, las terminales son responsables del procesamiento de la entrada de múltiples flujos de audio y video. Las terminales usan los canales de control H.245 para indicar a un MC cómo los múltiples flujos simultáneos de video y datos pueden ser decodificados. El número de capacidades simultaneas de una terminal no limita el número de flujo de video o audio los cuales son multienviados en una conferencia. figura 12 Conferencia multipunto Las conferencias multipunto híbridas usan una combinación de características de las centralizadas y descentralizadas. Las señales H.245 y cada flujo de video y audio son procesados a través de mensajes punto a punto a el MCU. Las señales permanentes ( audio o video) son transmitidas a las terminales H.323 a través de multicast. 98 Una ventaja de la conferencia centralizada es que las terminales H.323 soportan comunicación punto a punto. El MCU puede mandar múltiples señales unicasts a los participantes de la conferencia y no son requeridas características especiales en la red. Alternativamente, el MCU puede recibir múltiples señales unicasts, mezcla de audio y video, y rendir un flujo multicast, conservando el ancho de banda. El H.323 también soporta mezcla de conferencias multipunto en las cuales algunas terminales están en una conferencia centralizada y otras en una conferencia descentralizada, y un MCU provee el puente entre los dos tipos. La terminal no está enterada de la mezcla de conferencia, sólo del modo de conferencia en la cual ésta manda y recibe. Soportando ambos enfoques: multicast y unicast, el H.323 mide la generación actual y las futuras tecnologías de redes. El multicast hace más eficiente el uso del ancho de banda de la red. Un MC puede ser localizado en un gatekeeper, gateway, terminal o MCU. Considerar un simple ejemplo donde una conferencia multipunto se establece entre tres clientes. Una terminal cliente desempeña la función de MCU. Todas las terminales pueden usar multicast para participar en una conferencia descentralizada. Una función del MP en cada nodo mezclaría y presentaría la entrada de señales de audio y video al usuario. Este enfoque minimiza la necesidad de recursos de red especializados. Sin embargo, la red debe ser configurada para soportar multicast. Un apartado del MCU puede ser usado para manejar sólo las funciones de audio, datos y control. En esta configuración el video puede todavía ser multicast, la cual conserva el ancho de banda. Este MCU puede ser un sistema dedicado o una terminal con más potencia. 99 figura 13 Conferencias Descentralizada/Híbrida LA ZONA H.323 Una zona H.323 es una colección de todas las terminales, gateways y MCUs manejadas por un simple gatekeeper. Puede ser una topología de red independiente y estar comprendida por múltiples segmentos de red los cuales están conectados utilizando ruteadores u otros dispositivos. Otra forma de describir una zona gatekeeper es llamándola "dominio administrativo". Las zonas estan definidas por todos los dispositivos H.323 registrados en un solo gatekeeper, algunos aspectos importantes que cubre son los siguientes: • Las zonas estan definidas por todos los dispositivos H.323 registrados en un solo gatekeeper • El diseño de la zona puede ser independiente de la topología física • Cada zona tiene un solo gatekeeper. • Las zonas gatekeeper son lógicas • La topología de red y el alcance administrativo son factores importantes dentro de la zona. • Los recursos como los gateways y los proxies pueden afectar el particionamiento de las zonas. 100 figura 14 Zonas gatekeeper LOS PROTOCOLOS ESPECIFICADOS POR EL H.32320 A continuación se describen los protocolos especificados en el estándar H.323 CODEC´S DE A UDIO Un CODEC de audio codifica/decodifica la señal de audio que proviene del micrófono para su transmisión sobre la terminal H.323. Porque el audio es el servicio mínimo proveído por el estándar H.323, todas las terminales H.323 deben tener por lo menos soporte para un codificador de audio como está especificado en la recomendación ITU-T G.711 ( codificación de audio 64 kbps) Un codificador de audio adicional como el G.722 ( 64, 56 y 48 kbps), G.723.1 (5.3 y 6.3 kbps), G.728 (16 kbps), y G.729 (8 kbps) puede también ser soportado. CODEC´S DE VIDEO Un codificador de video codifica el video que proviene de la cámara para que pueda ser transmitido en la terminal H.323 emisora y decodifica el código de video recibido el cual ha sido enviado al desplegado de video en la terminal H.323 receptora. El soporte de video es opcional, sin embargo, cualquier terminal H.323 que provee comunicaciones de video debe soportar codificación y decodificación de video como se especifica en la recomendación ITU-T H.261 101 CANAL DE S EÑALIZACIÓN H.225 REGISTRO/A DMINISTRACIÓN/ESTADO (RAS) El canal de señalización RAS H.225 es utilizado entre un extremo H.323 (terminales y gateways) y el gatekeeper. Un canal RAS es utilizado para intercambiar mensajes RAS. Este canal de señalización es abierto entre un punto final y un gatekeeper antes de establecer cualquier otro canal. El RAS es utilizado para mejorar el registro, control de admisión, cambios de ancho de banda, estado y procedimientos de desconexión entre extremos y gatekeeper. Realiza los siguientes procesos: • Descubrimiento del gatekeeper: El descubrimiento del gatekeeper es un proceso utilizado por el extremo H.323 para determinar con cual gatekeeper el extremo debe registrarse. El descubrimiento del gatekeeper puede realizarse estática o dinámicamente. En el descubrimiento estático, el extremo sabe la dirección de transporte de su gatekeeper a priori. En el método dinámico del descubrimiento del gatekeeper el extremo manda un mensaje GRQ para el descubrimiento de la dirección multicast del gatekeeper “quien es mi gatekeeper” uno o mas gatekeeper pueden responder con un mensaje GCF : “yo puedo ser tu gatekeeper”. • Registro del extremo: El registro es un proceso utilizado por el extremo para unirse a una zona e informar al gatekeeper del transporte de las zonas y de las direcciones alias. Todos los extremos se registran con un gatekeeper como parte de su configuración. • Localización del extremo: La localización del extremo es un proceso por el cual la dirección de transporte de un extremo es determinada y dada por su nombre alias o por su dirección E.164. • Otro control: El canal RAS es utilizado para otros tipos de mecanismos de control tales como control de admisión para restringir la entrada de un extremo dentro de una zona, para el control de ancho de banda, y para el control de desconexión, donde un extremo es desasociado de un gatekeeper y su zona. 102 P ROTOCOLO H.225 SEÑALIZACIÓN DE LLAMADAS La señalización de llamada H.225 es utilizada para poner en marcha la conexión entre dos extremos H.323 (terminales y gateways), sobre los cuales los datos pueden ser transportados en tiempo real. La llamada de señalización envuelve el intercambio de mensajes sobre el protocolo H.225 sobre un canal de señalización confiable. Por ejemplo, los mensajes del protocolo H.225 son transportados sobre TCP en una IP basada en una red H.323. El canal de señalización de llamadas puede ser abierto entre dos extremos H.323 o entre un extremo y el gatekeeper. Los mensajes H.225 son intercambiados entre los extremos si no hay gatekeeper en la red H.323, cuando existe, el mensaje H.225 es intercambiado o bien directamente entre los extremos o entre el extremo después de ser ruteado a través del gatekeeper . En el primer caso se le llama señalización de llamada directa, el segundo caso es llamado señalización de llamada ruteada por el gatekeeper. El método escogido es decidido por el gatekeeper durante la admisión RAS y el intercambio de mensajes. P ROTOCOLO H.245 CONTROL DE SEÑALIZACIÓN El protocolo de control de señalización H.245 es utilizado para intercambiar mensajes de control de punto a punto manipulando la operación del extremo del H.323. Los mensajes de control H.245 son transportados sobre canales de control H.245. El canal de control de H.245 es el canal logico y esta permanentemente abierto, a diferencia de los canales de media. Estos mensajes de control llevan información referente a: • Intercambio de características: El intercambio de características es un proceso que utilizan las terminales de comunicación para el intercambio de mensajes para proveer sus características de transmisión y recepción. Las características de transmisión describen la habilidad de la terminal para transmitir flujos de media, las características de recepción describen las 103 habilidades de una terminal para recibir y procesar los flujos de media entrantes. • Apertura y cierre de canales lógicos utilizados para transportar flujos de media: Un canal lógico transporta información de un extremo a otro (en el caso de una conferencia punto a punto) o a multiples extremos(en el caso de una conferencia multipunto) . El H.245 provee mensajes para abrir o cerrar un canal lógico el cual es unidireccional. P ROTOCOLO DE TRANSPORTE EN TIEMPO REAL (RTP) El protocolo de transporte en tiempo real RTP provee servicios de entrega de video y audio en tiempo real de terminal a terminal. Mientras el H.323 es utilizado para transportar datos sobre redes IP, RTP es típicamente utilizado para transportar datos vía el protocolo de datagramas de usuario (UDP). RTP, junto con UDP, proveen funcionalidad de protocolo de transporte. RTP provee identificación tipo carga, secuencia de números, tiempo de marcado (timestamping) y monitoreo de entrega. UDP provee servicios de multiplexado y chequeo. RTP puede ser también utilizado con otros protocolos de transporte P ROTOCOLO DE CONTROL EN TIEMPO REAL (RTCP) El protocolo de control de transporte en tiempo real (RTCP) es la contraparte de RTP el cual provee servicios de control. La función principal de RTCP es proveer retroalimentación en la calidad de la distribución de los datos. Otras funciones de RTCP incluyen un identificador de carga para el nivel transporte para el RTP, el cual es utilizado por los receptores para sincronizar audio y video. CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES DEL ESTÁNDAR H.323 CARACTERÍSTICAS DE LA TERMINAL Las terminales H.323 deben soportar lo siguiente 104 • Protocolo H.245 con capacidades de intercambio entre terminales y creación de canales de media • Protocolo H.225 para señalización de llamada y conexión de llamada • Protocolo RAS para registro y otros controles de admisión con un gatekeeper. • Protocolos RTP/RTCP para la secuencia de paquetes de audio y video. • Deben también soportar el CODEC de audio G.711. componentes opcionales en una terminal H.323 son video CODEC, protocolo de conferencia de datos t.120 y capacidades para MCU. CARACTERÍSTICAS DEL GATEWAY Un gateway provee traducción de protocolos para conexión y desconexión de llamadas , conversión de formatos de media entre diferentes redes, y de transferencia de información entre redes H.323 y redes no H.323. Una aplicación del gateway H.323 es en telefonía IP donde los gateways H.323 se conectan a una red IP y una red SCN (por ejemplo ISDN) Por el lado del H.323 un gateway ejecuta el protocolo de señales de control H.245 para el intercambio de capacidades, la señalización de llamada del H.225 para la conexión y desconexión, y protocolo H.225 para el registro, admisión y estado (RAS) con el gatekeeper. En el lado del SCN, un gateway ejecuta protocolos específicos del SCN (por ejemplo protocolos ISDN SS7) Las terminales se comunican con el gateway utilizando el protocolo de señalización H.245 y el protocolo de señalización de llamada H.225. El gateway traduce estos protocolos de una manera transparente a las respectivas contrapartes en la red que no es H.323 y viceversa, el gateway también mejora la conexión y la actualiza en ambas partes de las redes H.323 y en la parte de la red que no es 105 H.323. La traducción entre audio, video y formatos de datos pueden también ser mejorados por el gateway. La traducción de audio y video puede no ser requerida si ambos tipos de terminales encuentran un modo común de comunicación, por ejemplo, en caso de un gateway a una terminal H.323 sobre la red ISDN, ambos tipos de terminales requieren audio G.711 y video H.261 así que un modo común siempre existe. El gateway tiene las características de ambas terminales de la red H.323 y la de la red no H.323 que están conectadas. Un gateway podrá soportar muchas llamadas simultaneas entre redes H.323 y no H.323. adicionalmente, un gateway puede conectar una red H.323 a una red no H.323. Un gateway es un componente lógico de H.323 y puede ser implementado como parte de un gatekeeper y un MCU CARACTERÍSTICAS DEL GATEKEEPER Los gatekeeper proveen servicios de control de llamadas para extremos H.323, tales como traducción de direcciones y manejo de ancho de banda, como se define dentro de RAS. Los gatekeeper en redes H.323 son opcionales. Si ellos están presentes en una red, las terminales y gateways deben utilizar sus servicios. Ambos estándar H.323 definen servicios obligados que el gatekeeper debería de proveer y especificar. Una característica funcional de un gatekeeper es el ruteo de señalización de llamadas. Los extremos envían mensajes de señalización de llamadas al gatekeeper, los cuales el gatekeeper rutea a su extremo destino. Alternamente , los extremos pueden enviar mensajes de señalización de llamadas directamente a los extremos pares. Esta característica del gatekeeper es importante, así como también el monitoreo de llamadas, el cual provee mejor control de las mismas en la red. El ruteo de llamadas a través del gatekeeper provee mejor desempeño en la red, ya que puede tomar decisiones de ruteo basadas en múltiples factores, como por ejemplo balanceo de carga entre gateways. 106 Un gatekeeper es un componente lógico de H.323 pero puede ser implementado como parte de un gateway y un MCU Funciones obligatorias del gatekeeper ♦ Traducción de direcciones: Las llamadas pueden ser originadas dentro o fuera de la red H.323; si se originan dentro, utilizan un alias para direccionar la terminal de destino; las llamadas originadas afuera de la red H.323 y recibidas por un gateway utilizan un numero E.164 ( por ejemplo, 204.52.32:456 por una red sobre IP) y el extremo destino puede ser alcanzado utilizando ésta dirección de red, sobre la red H.323. El gatekeeper traduce la dirección alias a la dirección de transporte usando una tabla que es actualizada con mensajes de registros. ♦ Control de admisión: El gatekeeper puede controlar el acceso a red H.323 mediante los mensajes de petición(ARQ), confirmación (ACF) y rechazo (ARJ) de admisión. El acceso a la LAN puede basarse tambien en criterios como ancho de banda, llamdas autorizadas, o algun otro. El control de admisión puede ser una función nula cuando admite todos los extremos de la red H.323 . ♦ Control de ancho de banda: El gatekeeper provee soporte para el control de ancho de banda utilizando los mensajes RAS, petición de ancho de banda (BRQ), confirmación (BCF), rechazo (BRJ), por ejemplo, si un administrador de red ha especificado un limite para conexiones simultaneas en la red H.323, el gatekeeper puede negarse a hacer cualquier otra conexión una vez que el limite es alcanzado. el resultado es limitar el total de ancho de banda localizado para alguna fracción del total disponible abandonando el ancho de banda fijo para las aplicaciones de datos. El control de ancho de banda puede también ser una función nula cuando acepta todas las peticiones de cambios de ancho de banda. 107 ♦ Administración de zona: El gatekeeper provee funciones de traducción de direcciones, control de admisión, control y ancho de banda para terminales, gateways, y MCUs localizados dentro de esta zona de control. Funciones opcionales del gatekeeper ♦ Señalización del control de llamada: El gatekeeper puede rutear mensajes de señalización de llamadas entre extremos H.323. En una conferencia punto a punto, el gatekeeper puede procesar mensajes de señalización de llamadas H.225. Alternativamente, el gatekeeper puede permitir a los extremos enviar mensajes de señalización de llamadas directamente a todas las demás. ♦ Autorización de llamadas: Cuando un extremo envía mensajes de señalización de llamadas al gatekeeper, éste puede aceptar o rechazar las llamadas de acuerdo a la especificación H.225, la razón de rechazo puede estar basada en tiempo o rechazo a alguna terminal en particular. ♦ Administración de llamadas: El gatekeeper puede mantener información acerca de todas las llamadas activas H.323, de esta manera puede controlar su zona proporcionando información para el manejo de ancho de banda o para redireccionar las llamadas a diferentes extremos logrando el balance de carga. PROCEDIMIENTOS DE CONEXIÓN Este módulo describe los pasos que envuelven el establecimiento conexión y desconexión entre dos terminales H.323 (sin un gatekeeper) y el establecimiento de conexión y desconexión utilizando un gatekeeper. CONEXIÓN ENTRE DOS TERMINALES H.323 SIN GATEKEEPER • La terminal A empieza mandando un mensaje de inicialización (setup) a la terminal B conteniendo la dirección destino. 108 • La terminal B responde mandando un mensaje de alerta Q.931 (alerting message) • Seguido de un mensaje de conexión (connect message) si el llamado es aceptado. Hasta este momento la señalización de establecimiento de llamado esta completa, por lo que se inicia la fase de megociacion por el canal H.245 • Ambas terminales mandan sus características en un mensaje se especificación de características de terminal (TerminalCapabilitySet message), estas características incluyen tipos de medio, opciones de CODEC e infromación de multiplexado. • Cada terminal responderá con un mensaje de conocimiento de las características (terminal CapabilitySetAck). Las características de las terminales pueden ser reenviadas en cualquier momento durante la llamada. • El procedimiento de determinación de esclavo/maestro se inicia. Este proceso H.245 es usado para resolver conflictos entre los extremos que pueden ser MC para la conferencia o entre extremos que estan intentando abrir canales bidireccionales al mismo tiempo En este proceso, los extremos intercambian números aleatorios dentro del mensaje H.245 de determinación de maestro/esclavo. Los extremos son capaces de operar en ambos modos. • Seguido de este procedimiento, las terminales abren canales lógicos. Los canales video y audio son unidireccionales, el de datos es bidireccional. Las terminales pueden abrir los canales que quieran. En la figura 13 se muestra la apertura de un solo canal, el mismo procedimiento se aplica si se quiere abrir mas canales. Otros mensajes de control H.245 pueden ser intercambiados entre las terminales para cambiar el formato del medio, la tasa de bit, etc. 109 • La finalización de una llamada es inicializada por un extremo mandando un mensaje de final de sesión (endSession). La terminal que recibe el mensaje contestará con otro mensaje de final de sesion. • Al recibirlo, mandará un mensaje Q.931 de liberación completada (ReleaseComplete) y con esto la llamada es terminada. figura 15 Conexión entre dos terminales H.323 sin gatekeeper CONEXIÓN ENTRE DOS TERMINALES H.323 CON GATEKEEPER • Antes de que la conferencia empiece, las terminales buscan un gatekeeper enviando un mensaje GRQ de descubrimiento de gatekeeper (GatekeeperDircovery). • El gatekeeper les responderá con un mensaje GCF de aceptación (GatekeeperConfirm) o con un GRJ de rechazo (GatekeeperReject). • Ambas terminales registrarán sus nombres alias con el gatekeeper usando el mensaje RRQ de petición de registro (RegistrationRequest) • El gatekeeper aceptará mandado un mensaje RCF (RegistrationConfirm) o rechazará mandando un mensaje RRJ (RegistrationReject). 110 • Cuando un gatekeeper o una terminal quiere localizar otro punto final, utiliza su alias y manda un mensaje LRQ de petición de busqueda (LocationRequest). • El gatekeeper responde con un mensaje LCF de confirmacion de búsqueda (LocationConfirm) que contiene la dirección del alias. • Un extremo inicializa una petición una petición de admisión al gatekeeper mandando un mensaje ARJ (AdmissionRequest) • El gatekeeper puede aceptar ACF (AdmissionConfirm) o rechazar ARJ (AdmissionReject) • Si el llamado es aceptado, el extremo manda un mensaje de inicialización Q.931 al destino remoto • La terminal que recibe el mensaje de inicialización responde con un mensaje ARQ al gatekeeper. • Cuando la llamada es aceptada, la secuencia de señalización de llamada Q.931 es completada, en seguida se manda un menaje de negociación. • El mensaje de Requerimiento de Admisión ARQ contiene el ancho de banda inicial requerido por el extremo para la duración de la conferencia. Si durante la negociación del canal lógico H.245, un extremo requiere más ancho de banda, este envia un mensaje de petición de ancho de banda BRQ (BandwidthRequest) al gatekeeper. • Si la petición es aceptada, el gatekeeper responde con un mensaje de confirmación de ancho de banda BCF (BandwidthConfirm), en caso contrario envia uno de rechazo BRJ (BandwidthReject) • Cuando la llamada es terminada, los extremos envian un mensaje de petición de desconexión DRQ (DisengageRequest) para indicar al gatekeeper que la llamada esta siendo terminada. • El gatekeeper responde con un mensaje de confirmación DCF o rechazo DRJ. 111 • Alternativamente, los extremos pueden eliminar su registro mandando un mensaje URQ (UnregisterRequest). • El gatekeeper responde con un mensaje de confirmación (UnregisterConfirm) o rechazo URJ (UnregisterReject) figura 16 Conexión entre dos terminales H.323 conun gatekeeper 112 UCF Capítulo V REQUERIMIENTOS DESEABLES PARA UNA SALA DE VIDEOCONFERENCIA La sala de videoconferencia es sobre lo que más conocerán o verán los usuarios del sistema. Por lo tanto, el nivel de confort que esta área genere determinará el éxito de la instalación. La sala de videoconferencia perfecta es un cuarto que se siente tan agradable como una sala de conferencias normal. Aquellos que utilicen la sala no deberán ser intimidados por la tecnología requerida, al contrario, deberán sentirse en confianza con ella. La tecnología en los equipos modernos de videoconferencia suele estar escondida y se utiliza de manera "transparente" al usuario. En el diseño de una sala, tanto el ambiente físico como la tecnología deberán ser tomados en cuenta. El tamaño del cuarto y la forma de este, pueden jugar un factor significante en cuánto y cómo interactúen los usuarios con el sistema. El tamaño y la forma del cuarto deberán seleccionarse de tal manera que sea consistente con el uso propuesto de la sala. Ahora, esto parece fácil de decir, sin embargo muchas personas han caído dentro de la trampa de decir, el cuarto de videoconferencia no puede ser menor que "X", o mayor que "Y". Por lo tanto, trataremos de llevar esta aplicación a algo entre "X" y "Y". Es posible diseñar la sala para satisfacer cualquier necesidad. Existen sistemas propiamente diseñados operando en plantas de fabricación donde los aeroplanos son ensamblados. Es también posible generalizar la sala de videoconferencia en un ambiente corporativo o en un ambiente educativo. Una sala de videoconferencia típica está cerca de los 7.5 metros de profundidad y los 6 metros de ancho, estas dimensiones podrán albergar a un sistema de videoconferencia mediano y una mesa para conferencias para aproximadamente 7 personas (tres en cada lado y uno más al final de la mesa). Hay 113 otros tres factores a considerar en conjunción con la elección del tamaño y forma del cuarto, iluminación, acústica y amueblado. figura 17 Sala de videoconferencia ILUMINACIÓN La energía total emitida por segundo por un manantial de ondas electromagnéticas se denomina "flujo radiante". Si consideramos exclusivamente las ondas correspondientes al espectro visible, el flujo radiante se denomina "flujo luminoso". Concretamente definiremos como flujo luminoso total de un manantial, a la energía luminosa visible emitida por segundo por el manantial. Se define a la unidad de flujo luminoso como "lumen", que es el flujo luminoso por unidad de ángulo sólido emitido por un manantial de una bujía. Siendo la "bujía" la sesentava parte de la intensidad luminosa de un centímetro cuadrado de cuerpo negro, operando a la temperatura de fusión del platino (2046 K). La iluminación o iluminancia de una superficie, es el flujo luminoso que incide sobre ella por unidad de área. La unidad de medida en el sistema métrico es el "lux", que es el lumen por metro cuadrado. La iluminación máxima producida por la luz solar es de 100 000 lux, mientras que en los días nublados sólo llega a unos 1000 lux. Existen tres elementos primordiales en la consideración de la iluminación de una sala: niveles de iluminación, ángulos de iluminación y color de iluminación. El 114 objetivo es proveer iluminación del color correcto a niveles que le permitan a la cámara el representar una escena de manera natural. El error más común en iluminación se lleva a cabo en la consideración de los niveles de iluminación (ya sea muy poca o demasiada iluminación). Las videocámaras más modernas especifican niveles de iluminación entre 1000 y 2000 lux, pero pueden funcionar bien a niveles de 500 lux. La ventaja de contar con niveles altos de iluminación (1250 lux) será un desempeño de las cámaras mejorado. La profundidad de campo, la habilidad para llevar a cabo el enfoque de la escena, está directamente relacionada a la cantidad de iluminación disponible a los lentes. Así que, donde los niveles de iluminación sean altos, será fácil realizar el enfoque de la imagen. También con iluminación suficiente habrá muy poco o no habrá "ruido" en la señal de video de la cámara (El ruido se manifiesta como una imagen granulada estática en el monitor). El ruido es generado normalmente por un circuito de Control de Ganancia Automático (AGC) en la cámara el cual tiende a incrementar la fuerza de la señal en situaciones de baja iluminación. La desventaja de utilizar niveles altos de iluminación es el calor adicional generado por las instalaciones eléctricas, que hacen a la sala más cara (y potencialmente más ruidosa) para ambientar. Los participantes de la conferencia probablemente se sentirán incómodos en un ambiente brillante y caliente. Las ventajas de utilizar un nivel bajo de iluminación (750 lux) se centran en el confort de los participantes y en el costo de ambientar la sala. Sin embargo por debajo de los 750 lux de iluminación la cámara de video no será capaz de representar propiamente la escena. Los colores se "lavarán" y las sombras serán demasiado pronunciadas. La señal de video contendrá ruido el cual afectará la habilidad del codec de video de adaptar apropiadamente el movimiento en la escena (el ruido es percibido como movimiento en la escena). El objetivo es entonces trabajar entre 750 y 1250 lux (en un valor aproximado de 1000 lux). A este valor, los niveles de ruido de la cámara serán aceptables, los 115 colores serán representados apropiadamente, y los participantes de la conferencia estarán confortables. La luz en un ángulo apropiado es un factor importante para obtener una imagen de buena calidad. Desafortunadamente, la mayoría de las salas de videoconferencia existentes, están equipadas con instalaciones para irradiar la iluminación en su mayoría hacia abajo normalmente sobre la superficie de la mesa de conferencia. Esto es aceptable para una sala de conferencia "normal", donde el propósito es proveer de la iluminación adecuada sobre los documentos u objetos colocados en la mesa. Desafortunadamente, este tipo, o ángulo de iluminación provoca sombras obscuras sobre los ojos, nariz y barba de las personas en la mesa. También provoca áreas "calientes" de iluminación en hombros y cabezas. El ojo humano es mucho más capaz de compensar este tipo de iluminación, mejor aún que la más sofisticada de las videocámaras. El rango de contraste aceptable para el ojo incluye el rango entre estas áreas de brillo más notable y las sombras obscuras. Una video cámara es mucho menos tolerante; cualquier sombra creada por ángulos de iluminación pobre será mucho mas notoria en el monitor de video del punto distante de recepción que para los ojos de aquellos que se encuentren en la sala local. Para cumplir con una escena uniformemente iluminada, se deberán satisfacer varias condiciones. La fuente de iluminación no deberá ser un sólo punto (así como una luminaria de spot, o una estructura de enfoque simple), deberá ser entonces proporcionada por diversas fuentes (como por ejemplo bulbos múltiples de 2' X 2' o instalaciones fluorescentes de 2' X 4'). Existe una regla para la iluminación de las salas de videoconferencia la cual puede ser aplicada. Hablando generalmente, una fuente luminosa deberá ser colocada 45 grados por encima del objeto. Las fuentes de iluminación situadas a ángulos menores de 45 grados estarán "sobre los ojos" de los participantes de la conferencia, las fuentes a más de 45 grados dejarán sombras notables particularmente debajo de los ojos. 116 Es importante que la cámara vea una escena con niveles de iluminación uniformes en todos los sitios. Aún más crítico que una escena con niveles de iluminación distribuidos equitativamente, es la cantidad de luz reflejada hacia la cámara por la pared situada al frente de la sala. El nivel de iluminación reflejado por la pared trasera deberá ser escasamente menor que y nunca deberá exceder aquella reflejada por los participantes de la conferencia. Este puede ser un reto interesante porque los fondos de diferente color o textura reflejarán diferentes niveles de iluminación. Por consiguiente, no es suficiente el instalar iluminación de pared y asumir que un nivel apropiado será reflejado. El método más exacto de medición de la cantidad de luz reflejada es con un "exposímetro". Estos dispositivos son utilizados comúnmente por fotógrafos para el análisis de los niveles de exposición de una película en diferentes áreas de una escena. Algunas cámaras de 35 mm. tienen construido en sí uno de estos dispositivos. Se deberá tomar entonces la lectura de la cantidad de iluminación en los sitios donde se situará a los participantes, para después tomar el nivel de iluminación que está siendo reflejado por la pared de fondo. En general se entiende como fuente luminosa al dispositivo que es capaz de emitir radiaciones visibles para el ojo humano. A las fuentes luminosas artificiales se las llama lámparas. Todos los tipos de lámparas existentes se pueden incluir en algunos de los dos grandes grupos siguientes, las que emiten "radiaciones caloríficas" y las que emiten "radiaciones luminiscentes". Las primeras se basan en las radiaciones que se producen cuando se eleva la temperatura de ciertos cuerpos hasta un valor conveniente, también se les conoce con el nombre de "incandescentes". El segundo tipo se basa en el fenómeno de la luminiscencia, que consiste en la producción de radiaciones luminosas con un pequeño aumento en la temperatura, que puede obtenerse por fluorescencia o fosforescencia. Cuando la emisión de radiaciones luminosas persiste después de cesar la causa que la produce se trata de fosforescencia. 117 Desde el punto de vista luminotécnico, las lámparas se caracterizan por las siguientes magnitudes: • Flujo luminoso, es la fracción de flujo radiante que produce una sensación luminosa, su unidad es el lumen. • Vida útil, es el tiempo transcurrido para que el flujo luminoso de la misma, descienda a un 80 % de su valor inicial. • Temperatura de color, es la temperatura absoluta a la que un cuerpo negro (cuerpo que absorbe todas las radiaciones que inciden en él; no transmite ni refleja nada), emitirá una radiación luminosa que produzca la misma impresión de color en nuestro órgano visual que la lámpara considerada. En general la temperatura real del filamento y su temperatura de color no son iguales, siendo esta última mayor en algunas decenas de grados. • Índice de rendimiento en color, que tiene por objeto calificar mediante un sólo número la aptitud de la fuente para reproducir fielmente los colores de las superficies que ilumina. Este índice se calcula por un método de referencia (generalmente el cuerpo negro), cuyo índice es por definición igual a 100. • Rendimiento luminoso, es la relación entre el flujo total producido por la lámpara, en lúmenes, y la potencia eléctrica consumida por la misma, en vatios. Se expresa en lumen/vatio. La iluminación de una sala de conferencias estándar normalmente esta establecida mediante la combinación de dos tipos diferentes de instalaciones de iluminación. La instalación fluorescente normalmente tiene una temperatura de color de 5.600 grados Kelvin, y las instalaciones incandescentes tienen una temperatura de color de 3.200 grados kelvin. La escala de temperatura de color fue inventada por un físico británico (de ahí el nombre de kelvin) y hace referencia al color de una varilla de hierro cuando es calentada a temperaturas específicas. 118 Cuando una varilla es calentada gradualmente cambia de color hasta que se vuelve "blanca", a bajas temperaturas tiende a ser de color rojo. La luz del sol en un día soleado mide entre 5.500 grados y 5.600 grados. Un bulbo de iluminación de tungsteno proporciona 3.200 grados. Existe un pequeño "inconveniente" en este sistema de medición de color de la luz. La mayoría de los decoradores de interiores hacen referencia a los colores entre el rango de naranja - rojo como colores "cálidos" y los colores entre el rango de azul blanco como colores "frescos" o "fríos". Si observamos esta terminología en la escala de kelvin las luces "frías" son las naranja - rojizas, y los colores "cálidos" o "calientes" son los azul -blanco (porque la varilla del metal está mucho más caliente cuando adquiere estas tonalidades). Como se puede imaginar, el color de la luz disponible en una sala de videoconferencia afectará en cómo percibirá la cámara el color de los objetos (y personas) dentro de esa área. La mayoría de las cámaras están equipadas con una características de "balance de blancos" la cual corrige electrónicamente la temperatura de color de la luz en el cuarto. Esta característica varía de una cámara a otra, pero generalmente está disponible para corregir entre los rangos de 3.200 y 5.600 grados. El ojo humano ejecuta este ajuste automáticamente y muy exactamente, normalmente en unos instantes. Subjetivamente, parece ser que las luces "frías" (en la escala de kelvin) son más placenteras que las luces "calientes". Por otro lado, las luces "calientes" son más brillantes, estos es, se obtienen niveles de iluminación más altos a partir de una instalación que incorpore luces "calientes" que las que se obtienen de instalaciones "frías" con un mismo consumo de energía. La mayoría de las instalaciones de iluminación industriales incorporan bulbos fluorescentes de 5.600 grados, aunque existen también bulbos fluorescentes de 3.200 grados. Muchas salas de conferencia han mezclado exitosamente los dos tipos de bulbos en una proporción aproximada de 50 por ciento, con buenos resultados. Esto da como resultado niveles de iluminación suficientes con colores placenteros. 119 ACÚSTICA Junto con la iluminación, los diseñadores de salas deberán considerar también la acústica. Existen cuatro elementos a considerar dentro del diseño acústico de una sala de videoconferencia: niveles de ruido ambiental, tiempo de reverberación, colocación del micrófono y bocina y el método de cancelación de eco ha ser utilizado. El objetivo general es proveer de una sala silenciosa con un tiempo de reverberación relativamente pequeño. La colocación adecuada del micrófono y la bocina aumentará la calidad del sonido transmitido entre las salas de conferencia. Todo esto se combina para ayudar al cancelador de eco en su función. El primer paso para alcanzar un audio de alta calidad es obtener una señal de la voz clara y fuerte de todos los participantes. Esto no deberá ser opacado por la obtención simultánea de ruido de fondo excesivo, sonido distante de reverberación. El ruido del fondo generalmente proviene de los ductos de ventilación, balastras de iluminación fluorescente, y los ventiladores de los equipos de enfriamiento. La calidad de reverberación viene de la superficie de las paredes, pisos y techos que reflejan la voz de los participantes muchas veces en su camino al micrófono. Estos sonidos pueden también interferir con las conversaciones dentro del cuarto. Esta interferencia es aminorada por el efecto de "filtrado" binaural normal de los escuchas. Un escucha en el cuarto puede distinguir entre el sonido directo y la reverberación. Un escucha en el extremo distante de la conferencia no tiene esta habilidad. Un micrófono sencillo capta toda la reverberación, ruido, y habla directa y las reproduce sin la "señal" de dirección que beneficia al escucha dentro de la sala. Por esta razón, el audio transmitido deberá estar más limpio que el del cuarto en el cual se produce para obtener el mismo nivel de inteligibilidad. MICRÓFONOS En los primeros días de la videoconferencia, se empleaban en los sistemas micrófonos omnidireccionales, los cuales responden de igual manera a todos los sonidos provenientes de todas direcciones. El micrófono omnidireccional permitió a 120 los participantes sentados cerca de él, a una distancia uniforme, el ser escuchados a niveles similares. Esto sólo operó cuando los participantes se sentaban cerca del micrófono debido a la cantidad de ruido ambiental y de reverberación que se captaba en adición a la voz de los participantes. Esta limitación redujo el número de participantes. La utilización de micrófonos unidireccionales en lugar de micrófonos omnidireccionales mejoró la inteligibilidad. Un micrófono unidireccional responde a los sonidos de una manera diferente dependiendo de su ángulo de captación o entrada. Un sonido proveniente de la parte trasera (fuera del eje primario) del micrófono produce una salida más baja que un sonido que proviene del frente (sobre el eje). Esta característica direccional del micrófono ayuda a reducir la cantidad de reverberación y ruido transmitido al escucha distante. Cuando el frente del micrófono está apuntando hacia el participante, la voz del participante producirá una salida más fuerte que el ruido y reverberación provenientes de la parte trasera y lados. La manera en que un micrófono responde a los sonidos que este capta a diferentes ángulos está descrita por una gráfica especial denominada patrón polar. El micrófono unidireccional básico tiene un patrón polar "cardioide" (con figura de corazón). Un micrófono cardioide es cerca de la mitad de sensitivo a los sonidos que provienen del frente con respecto a los sonidos que provienen de atrás. Los micrófonos están disponibles con una gran variedad de características direccionales. Por ejemplo, un micrófono supercardioide tiene un nivel de captación más angosto siendo sólo 37 por ciento más sensitivo a los sonidos que arriban desde los lados comparado con los sonidos que arriban desde el frente. Sin embargo este patrón angosto también tiene lóbulos (áreas) de captación traseros y, en general, no tienen significativamente menos captación de ruido y de reverberación que el patrón básico cardioide. El micrófono cardioide es generalmente el más adecuado para aplicaciones de videoconferencia. Estos micrófonos son generalmente pequeños, del tipo de montaje en superficie para minimizar las reflexiones provocadas por la mesa y la obstrucción visual. 121 El reemplazar un sólo micrófono con múltiples micrófonos fue utilizado para tratar de incrementar el número de participantes. Esta técnica sitúa a cada participante cerca de un micrófono. Con un micrófono cerca de cada participante, la captación de éste tendrá una mejor relación de la voz de los participantes con respecto al sonido de fondo y reverberación. Desafortunadamente la señal de este micrófono se mezclará con los demás micrófonos dentro de la sala. La salida de los otros micrófonos contiene en su mayoría ruido de fondo y reverberación debido a su distancia con el participante. La señal resultante contiene más ruido y reverberación que un sólo micrófono pudiera captar por sí solo. El uso de múltiples micrófonos unidireccionales produce ligeramente mejores resultados que los que producirían múltiples micrófonos omnidireccionales, pero la cantidad de ruido y reverberación captados es todavía excesiva si todos los micrófonos están abiertos al mismo tiempo. Una solución a este problema es el encender sólo el micrófono que esté próximo al participante. El dotar a cada micrófono con un switch "oprima para hablar" (push-totalk) permite a cada usuario el seleccionar su propio micrófono cuando el desee hablar. Esto resulta generalmente incómodo y es difícil de aprender para los usuarios ocasionales y nuevos. Los micrófonos manualmente operados inhiben el flujo normal de la conversación, limitando la espontaneidad y el intercambio. Los sistemas más nuevos algunas veces utilizan dispositivos automáticos de mezclado. Estos dispositivos automáticos usaron un nivel de activación compuesto, por debajo del cual, un sonido no activaría a un micrófono. Existen diversos inconvenientes en utilizar un sistema de este tipo. Primero, si el sistema está ajustado cuando la ventilación está apagada, el sistema encenderá los micrófonos cuando la ventilación se encienda. De manera inversa, si el sistema es ajustado con la ventilación encendida el nivel de corte pudiera ser ajustado a un nivel muy alto para las conversaciones ordinarias. Segundo, el nivel de activación compuesto también permite a un participante con voz fuerte el activar múltiples micrófonos mientras que previene que un participante con voz suave pudiera encender alguno. 122 Los sistemas de videoconferencia modernos, capaces de usar más de dos micrófonos utilizan un mezclado automático con un nivel de corte de ruido adaptable. Como su nombre lo implica, el nivel de corte al cual un micrófono se enciende automáticamente se adapta a la cantidad de ruido constante en la sala, sin necesidad de llevar a cabo un ajuste manual. La circuitería de detección de voz utiliza esto para distinguir entre los sonidos de fondo constantes y sonidos cambiantes rápidamente como la voz. Un sistema incorpora circuitería adicional la cual selecciona automáticamente el micrófono más cercano al participante. Este micrófono captará la voz del participante con un mínimo de ruido y reverberación. T IPOS DE MICRÓFONOS Una sala de videoconferencia normal en una organización sitúa a todos los participantes en una mesa sencilla y larga. Una opción excelente para este escenario es un micrófono montable en superficie. La apariencia de este tipo de micrófono es distinta a los micrófonos convencionales, con su apariencia abultada, no presenta obstrucción a los participantes. Su estilo reduce la posibilidad del temor al micrófono y se entremezcla fácilmente con la estética de la sala. Un micrófono montable en superficie con un patrón de captación cardioide es deseable para evitar la retroalimentación acústica entre micrófono y bocina, además de la captación del ruido ambiental existente en la sala. Se podría también, colocar un micrófono sobre la superficie del techo de la sala, con lo cual se captarían menos ruidos de golpes en la mesa provocados por los participantes. Este tipo de instalación generalmente produce resultados marginales (especialmente en sistemas en los que no se cuente con un sistema de control de micrófono automático) Una videoconferencia podría efectuarse también haciendo uso de un pequeño estrado. En un pequeño estrado generalmente el rango de movimiento de un conferencista es pequeño, lo que simplifica la colocación del micrófono. El micrófono convencional de pedestal es el más utilizado para esta aplicación. Un conferencista 123 podría esperar encontrar un micrófono de pedestal en el podium y está muchas veces, familiarizado con su uso. Sin embargo, este tipo de micrófono adolece de diversos problemas. Algunos conferencistas posicionarán innecesariamente el micrófono cerca de su boca. Este acercamiento puede enfatizar enormemente las bajas frecuencias, creando un sonido indistinguible, además de que obstruye la vista de la cara del conferencista en aplicaciones de videoconferencia. El conferencista haciendo uso de un pizarrón necesitará de movilidad. Ya sea frente al pizarrón o de espaldas a este, la voz del conferencista deberá ser escuchada al mismo nivel. Un micrófono lavalier, colocado en la solapa o a la altura de ésta, obtendrá una señal uniforme de la voz del conferencista debido a que su distancia con el micrófono nunca cambia. Si el cable resulta ser incómodo e inseguro, podría sustituirse a una opción inalámbrica. Para una mejor operación, el área de utilización del micrófono lavalier deberá estar limitada a áreas bien definidas de la sala de videoconferencia, alejada del sistema de bocinas. Si el conferencista con el micrófono lavalier se aproxima demasiado al sistema de bocinas, podría haber una retroalimentación acústica y podría enviarse eco hacia la sala distante. Podrían colocarse en el mismo pizarrón dos micrófonos de superficie colocados a los extremos de éste y uno más sobre de él. Este arreglo presenta dos grandes ventajas. Primero, la posición relativa de los micrófonos y las bocinas está bien establecida, con lo cual se evitaría la retroalimentación acústica y el eco. Segundo, se prevería la pérdida accidental de los costosos micrófonos lavalier inalámbricos. En resumen, para obtener los mejores resultados, la característica reverberante de la sala y los niveles de ruido ambiental deberán ser controlados, ya que no existe aún la tecnología que permita eliminar ambos una vez que han sido captados por el micrófono. El uso de micrófonos unidireccionales reducen la cantidad 124 de reverberación que se pudiera captar y por lo tanto, reduce la cantidad de absorción requerida. Si el número de participantes es mayor que dos o tres, se requerirá del uso de micrófonos múltiples con control automático. Este arreglo permite a los participantes situarse dentro de una distancia óptima hacia al micrófono (típicamente no más de un metro). El sonido directo de los participantes es entonces mucho mayor que el ruido y la reverberación. COLOCACIÓN DE MICRÓFONOS La distancia crítica (Dc) del cuarto es una buena guía para la colocación del micrófono cuando se considera junto con el ruido ambiental presente en el cuarto. La distancia crítica de un cuarto es el punto, relativo a la fuente, al cual el sonido arriba directamente desde la fuente que es igual en intensidad a los sonidos que arriban por reflexión alrededor del cuarto. Un micrófono omnidireccional situado a una distancia crítica tendrá iguales cantidades de sonido directo y reflejado en su salida. Esta combinación de 50/50 de sonido directo y reverberante hacen a la voz el escucharse hueca. fatigante y difícil de escuchar para largos periodos de tiempo. El colocar el micrófono a la mitad de la distancia crítica resultará en una captación de la voz del participante con cantidades aceptables de reverberación. Virtualmente los mismos resultados pueden alcanzarse usando un micrófono unidireccional a la distancia crítica. Con un micrófono unidireccional, la distancia crítica puede ser multiplicada por un número o factor especial denominado el factor de distancia. El factor de distancia representa el mejoramiento en la distancia crítica que un patrón direccional dado ofrece comparado a los resultados con un micrófono omnidireccional. Por ejemplo, un micrófono cardioide, con un factor de distancia de 1.7, puede ser situado a 1.7 veces más alejado que un micrófono omnidireccional podría y captará la misma cantidad de reverberación. El micrófono supercardioide tiene un factor de distancia de 1.9 y el hipercardioide tiene un factor de 2. Estos micrófonos teóricamente dan aún, una mayor ventaja sobre la distancia crítica, pero sólo si el participante está directamente "sobre el eje". El patrón de captación angosto de este tipo de 125 micrófonos hacen que el estar directamente sobre el eje sea crítico y que los lóbulos traseros de captación puedan lograr ser un problema. Como se planteó anteriormente el micrófono cardioide es la mejor de las opciones. RUIDO AMBIENTAL El ruido ambiental no deberá exceder los 50 dBA (idealmente) para lograr resultados aceptables. Un decibel acústico (dBA), es la relación que existe entre una potencia acústica-mecánica de un sonido dado en relación a una potencia de referencia mínima que exitará al tímpano del oído. Cuando el ruido sobrepasa el nivel de los 50 dBA, provoca que los usuarios aumenten el nivel de sus voces para ser escuchados dentro del cuarto y también requieren de un nivel más alto de captación de los micrófonos del sistema de videoconferencia. Cuando los niveles de ruido ambiental son altos, los micrófonos deberán ser colocados cerca de los participantes para captar su voz de manera inteligible. La relación señal a ruido de la señal de los micrófonos del cuarto dependerá de la distancia a la que estén colocados con respecto a los participantes y de la cantidad de ruido ambiental presente en la sala. Una relación señal a ruido de al menos 20 dB es deseable para prevenir la fatiga de los escuchas. La relación señal a ruido de audio de un sistema es la relación del voltaje de valor cuadrático medio (RMS) de la señal de tono de prueba estándar contra el voltaje cuadrático medio (RMS) del ruido en las terminales de la salida del sistema. Puede considerarse como ruido a una señal extraña en la banda de 50 a 18 khz. Una relación de 10 dB es generalmente el límite absoluto de aceptabilidad. En un cuarto con 50 dBA de nivel de ruido ambiental, un micrófono omnidireccional necesitará estar situado a 45 cms. del participante. Un micrófono unidireccional en la misma sala podría estar situado a 80 cms. para obtener la misma relación. El nivel de audición preferido mínimo es aproximadamente de 64 dBA para un nivel de ruido ambiental de 42 dBA. El nivel de audición preferido aumentará en la misma proporción en que el nivel de ruido ambiental aumente. Al bajar los niveles de ruido ambiental en la sala se logra que el sistema sea operado en niveles de conversación 126 normales, lo que provocará que las videoconferencias sean escuchadas de una manera más natural. AMUEBLADO El amueblado está en función de la discreción de los propietarios de la sala de videoconferencia. La mayoría de las discusiones acerca de los muebles para las salas de videoconferencia terminan en la figura que deberá tener la mesa. Una variedad de formas de mesas han sido tratadas y una defensa celosa de cada configuración de mesa puede ser encontrada. En la figura 18 se presenta una de las formas de mesa más populares, una mesa trapezoidal la cual es más ancha del extremo situado frente a los monitores de videoconferencia. Esta figura es popular porque permite a las personas alrededor de la mesa interactuar con cada uno de ellos fácilmente, al igual que con las personas situadas en el otro extremo del enlace de conferencia. figura 18 Amueblado para una sala de videoconferencia Es realmente una manera de preferencia individual y debería estar decidida con un buen entendimiento de los diferentes grupos que utilizan la sala. Para el caso del amueblado de una teleaula (figura 19), se deberá contemplar la necesidad de escritura para los asistentes, así como el espacio necesario que 127 permita la colocación de dispositivos y materiales didácticos auxiliares (computadora, cuadernillos de estudio, etc.), además de los dispositivos propios del sistema o sala, (micrófonos si es que es el caso); esto se aplica también para el instructor. figura 19 Distribución de amueblado en una teleaula SUBSISTEMA DE VIDEO Las configuraciones de equipo de videoconferencia en la sala son tan variadas como las aplicaciones para videoconferencias. Todos los paquetes de equipo tienen subsistemas comunes: El subsistema de video, el subsistema de audio y el subsistema de control. Es imposible discutir cada una de las posibles combinaciones de equipo, pero existen algunas generalizaciones de equipos que pueden ser hechas y que podrían ser de gran ayuda para su comprensión. Un sistema bien diseñado es aquel que no utiliza más que los dispositivos que sean absolutamente necesarios. El requerimiento básico es el entregar video proveniente de las cámaras hacia el codec, y desde el codec hacia él (los) monitor(es). Mas allá de esto existe un número de funciones las cuales varían en importancia, y de nuevo, dependen mucho del uso propuesto para la sala de videoconferencia. La figura 20 identifica los elementos claves del subsistema de video. La línea horizontal más gruesa divide el lado de transmisión (arriba) del lado de recepción 128 (abajo).El sistema entero puede ser pensado como los dispositivos que generan video, los dispositivos que reciben video, y los dispositivos que portan (o mueven) el video de un extremo a otro. El codec es único porque genera y recibe video. figura 20 El subsistema de video Es adecuado discutir primero acerca del sistema de distribución de video porque es responsable de la conexión de las fuentes de video a los destinos del video. Las fuentes de video incluyen cámaras, proyectores en video de diapositivas, salidas de videograbadoras para reproducción, las salidas de video del codec, etc. El destino del video incluye: monitores de video, entradas de videograbadoras para grabación, entradas del codec para transmisión, impresoras de video, etc. El sistema de distribución puede ser tan simple como un cable el cual conecte directamente la salida de la cámara a la entrada del codec, o tan complicado como un sistema de switcheo de video configurado para permitir a cualquier fuente de video ser conectada a cualquier combinación de destinos de video a cualquier tiempo. Las salas de videoconferencia existen en ambos extremos. La más simple es una sala con una cámara sencilla y monitor directamente conectados al codec. Esto funcionará sin problemas, el tiempo que sea necesario. Existen diseños que incluyen siete u ocho cámaras enrutadas a través de switches sofisticados al codec y a múltiples monitores. Los participantes de una videoconferencia deciden que cámara será vista en el extremo lejano haciendo la selección en el sistema de control de la sala de 129 conferencia. Normalmente sólo una cámara puede ser vista en el extremo distante en un tiempo dado. El término de "video en movimiento" es utilizado para describir el video en vivo o con movimiento transmitido de una de las salas de videoconferencia a la otra. Esto se origina con la cámara principal de la sala de conferencia y es dirigida hacia la entrada del codec a través del sistema de distribución. El codec codificará y comprimirá la señal de video y la pasará hacia la red de comunicaciones al codec situado en el extremo distante donde será decodificada y desplegada. Virtualmente cualquier videocámara (u otra fuente de video) puede ser enrutada a través del sistema de distribución al codec para su transmisión al otro extremo. Los sistemas de videoconferencia normalmente incluyen una cámara sencilla localizada al frente de la sala de conferencia y cerca del monitor principal de video. Está colocada cerca del monitor para mantener una ilusión de contacto visual con las personas en el otro extremo. Los participantes de la conferencia tienden a mirar este monitor primero debido a que verán personas en el extremo distante. El localizar la cámara principal cerca del monitor principal da al participante la ilusión de que los participantes están mirando hacia la cámara, aunque estén actualmente mirando al monitor cerca de la cámara. Muchas salas de videoconferencia proveen de dispositivos de video gráficos los cuales facilitan el despliegue de documentos (o imágenes guardadas en memoria) para que todos los participantes los vean a ambos extremos de la conexión de videoconferencia, el codec de video cuenta con una segunda entrada separada de la entrada principal de video la cual es capaz de transmitir una imagen simple de video "congelado". El dispositivo gráfico más común de video es una cámara de documentos. Este dispositivo tiene una cámara de video suspendida sobre una pequeña tabla. Los documentos pueden ser situados en esta tabla dentro de la vista de la cámara. La 130 salida de cámara es enrutada mediante el sistema de distribución de video a la entrada de gráficos del codec. Entonces, será posible transmitir una imagen "congelada" de la mesilla de documentos al extremo distante. Cualquier dispositivo de video puede funcionar como una fuente gráfica. Una cámara de documentos es la más típica. Algunas salas de videoconferencia incluyen una cámara montada en el techo sobre la mesa de conferencias. El posicionar la cámara sobre la mesa de conferencias permite a los participantes colocar documentos, u objetos grandes, en la mesa al frente de ellos para que puedan ser vistos por las personas situadas en el extremo distante. Las computadoras personales algunas veces son también utilizadas para generar cartas o gráficas para transmisión. Existen dispositivos especializados de video los cuales pueden ser diseñados para satisfacer las necesidades de los participantes, algunos de los más comunes pueden ser reproductores de videocintas y grabadores, proyectores de video de diapositivas de 35 mm.. Proyectores de videofilmes de 8 y 16 mm., "scanners" de video, impresoras de video, reproductores de video discos ó computadoras personales. Si el dispositivo tiene una salida de video hay una buena oportunidad de poderlo interconectar al sistema de distribución de video. La utilidad de muchas salas de videoconferencia podría ser mejorada incluyendo algún equipo periférico común a las necesidades de presentación de los usuarios regulares de la sala. Un acuerdo regular es que el sistema de videoconferencia permita a las personas llevar a cabo un tipo de encuentro al que ellos están normalmente acostumbrados. Esto es debido a que generalmente estas personas están acostumbradas a un sólo método de presentación de gráficas como por ejemplo las diapositivas de 35 mm. y los acetatos los cuales no pueden ser utilizados convenientemente dentro de una sala de videoconferencia, por lo que los dispositivos apropiados de despliegue de gráficos deberán incluirse por el diseñador de la sala. 131 El término "previo" es utilizado para describir la posibilidad del sistema de distribución la cual permite a los participantes de la conferencia visualizar imágenes de ellos mismos (como se verían en el extremo distante), o el visualizar las imágenes de los gráficos antes de ser transmitidas. A través de un comando en el sistema de control de videoconferencia, las imágenes de las fuentes locales de video pueden ser visualizadas en los monitores locales. La característica del previo está incluida para permitir a los participantes de la conferencia estar seguros de cómo es que los están viendo en el extremo distante y de asegurarse a sí mismos que las imágenes correctas están siendo transmitidas. SUBSISTEMA DE AUDIO El propósito fundamental del subsistema de audio es permitir a los participantes de ambos extremos de la junta escuchar y el ser escuchados. Los componentes principales del sistema de audio se describirán a continuación. Uno o dos micrófonos se sitúan normalmente en la mesa de conferencias en un lugar que permita cubrir el audio de los participantes. Se utilizan normalmente micrófonos direccionales con lo cual se pretende reducir la cantidad de sonido captado desde la bocina. Las ondas sonoras se debilitan conforme recorren mas distancia, por lo que las personas que estén alejadas de la mesa no serán escuchadas con la misma claridad que las personas situadas alrededor de la mesa. El mezclador de audio combina todas las fuentes de audio de la sala local en una sola señal de audio. Esto deberá incluir a todos los micrófonos, la salida de audio de los reproductores de cinta, o de cualquier otra fuente que requiera ser escuchada en el extremo distante. El cancelador de eco tratará de remover las señales que representen eco potencial de la línea de transmisión. Los métodos empleados varían entre fabricantes. Es importante notar que el cancelador de eco varía el sonido transmitido a la sala distante (cuando se detecta eco potencial). La mayoría de los canceladores 132 de eco no hacen nada con el eco que entra a la sala local proveniente de la sala distante. Los amplificadores reciben el audio desde la sala distante después de que fue procesado por el cancelador de eco y lo promueve hacia la salida a través de las bocinas. Las bocinas o monitores de audio es el punto final para las señales de audio dentro de la sala. Están localizadas normalmente en algún lugar cerca del monitor para aumentar la ilusión de contacto con el punto distante. Es natural voltear la cabeza hacia la dirección desde la cual proviene el audio, esto es, cerca del monitor principal donde podrá observarse a los participantes del otro extremo la ilusión del contacto es reforzada. SUBSISTEMA DE CONTROL El sistema de control de la videoconferencia es el corazón y el alma de la videoconferencia porque es lo que los participantes de la conferencia tocan y sienten. No hay duda de que la calidad del audio y el video está relacionada directamente al codec y al modo de compresión utilizado. Sin embargo la mayoría de los participantes de la conferencia se llegan a acostumbrar al nivel de calidad de la imagen. El sistema de control en el panel de control situado sobre la mesa de conferencias es lo que ellos tocan y usan día a día. Un sistema de control de la sala de videoconferencia tiene dos componentes claves: el panel de control (el cual normalmente se sitúa sobre la mesa de videoconferencia) y el sistema de control central. Es a través del control que los participantes trasladan sus deseos hacia acciones. Ellos seleccionan cuál fuente de video será vista en el extremo distante, como son posicionadas sus cámaras, cuándo una videograbadora reproducirá un material, etc. El sistema de control central actúa cuando los botones del panel de control son oprimidos por los participantes de la conferencia. El panel de control es todo sobre lo que los participantes deberán conocer. 133 Los participantes de la conferencia no deberán ser confundidos con detalles pertenecientes a las interfaces del sistema de control a otros dispositivos en la sala. Su interés sólo abarcará que el panel es de fácil uso y comprensión. Por esto, su diseño y funcionalidad llegan a ser unos factores críticos. La mayoría de las salas capaces técnicamente sufrirán de la falta de uso si el panel de control no simplifica la operación hasta el punto en que cualquiera puede utilizar la sala con el mínimo de entrenamiento. figura 21 Subsistema de control 134 Capítulo VI PROPUESTA DE IMPLEMENTACIÓN DE VIDEOCONFERENCIA En capítulos anteriores se abarcaron conceptos referentes a los sistemas de videoconferencia, características, componentes y factores involucrados, se analizaron estándares de transmisión recomendados por la ITU (organización encargada de estudiar los estándares de videoconferencia): el H.310 para redes ATM, el H.320 para redes ISDN, el H.323 para redes LAN basadas en paquetes conmutados y el H.324 para el acceso a red mediante un teléfono convencional. También se obtuvo informacion de estandares de audio y video soportados en las diferentes tecnologias, características y calidad que proporcionan. El objetivo del presente capítulo es orientar al lector a tomar decisiones sobre el equipo a adquirir para la implementación de su sistema de videoconferencia, se suguieren algunos pasos a seguir que ayudarán a determinar lo antes planteado. En primera instancia, la persona que desea contar con un sistema de videoconferencia debe tener claramente especificado el objetivo de ésta, es decir, si el sistema va a ser utilizado como una forma de entretenimiento, para la educación, negocios, medicina, etc. ya que es uno de los parámetros que ayudarán a decidir qué calidad de recepción de video se necesita, una vez determinado, se requiere conocer si la videoconferencia va a ser grupal o solamente de escritorio y por último, identificar la infraestructura de acceso a red. En esencia estos tres factores son los que determinan el equipo que se debe adquirir, ya que debe contar con caracteristicas que soporten los requerimientos deseados. DETERMINAR EL CAMPO DE APLICACIÓN DEL SISTEMA DE VIDEOCONFERENCIA Como mencioné anteriormente, en esta fase de reconocimiento de características del sistema, usted debe decidir que calidad de servicio de video 135 desea recibir, dependiendo de la aplicación que le vaya a dar. Por ejemplo, si la aplicación que piensa darle va enfocada a la medicina o a los negocios, requiere que la calidad del servicio recibido sea alta, ya que no pueden admitirse retardos en la transmisión, factor que puede ser determinante en algunas aplicaciones. Cuando se habla de este tipo de aplicaciones se dice que se requiere de una calidad de servicio garantizada (QoS), este tipo de servicios proporciona un canal de tranmisión lo suficientemente amplio como para no tener retardos en la transmision de los medios asociados. Si usted ya identificó el tipo de calidad de servicio desea recibir (garantizado o no garantizado), el siguiente paso consiste en determinar si la videoconferencia va a ser de tipo grupal o de escritorio a escritorio. DETERMINAR EL TIPO DE VIDEOCONFERENCIA. Los tipos de videoconferencia que podemos adquirir se divide en dos: VIDEOCONFERENCIA DE ESCRITORIO A ESCRITORIO. El sistema está instalado en una computadora personal, por lo cual una sola persona mantiene comunicación inmediata con otra y a su vez comparte programas y documentos desde su computadora. VIDEOCONFERENCIA GRUPAL Son sistemas de mayor tamaño porque pueden tener conectados uno o dos monitores de 27 pulgadas o mayor tamaño con el fin de que varias personas participen en la reunión. IDENTIFICAR LA TECNOLOGÍA DE ACCESO A RED CON LA QUE CUENTA Usted puede contar con alguna de las tecnologías siguientes: 136 ATM (A SYNCHRONOUS T RANSFER M ODE) Modo de Transferencia Asíncrona, es una técnica de conmutación por paquetes de alta velocidad adecuada para redes de área metropolitana (MAN), transmisión de banda ancha y redes digitales de servicios integrados (RDSI). ISDN (R ED D IGITAL DE SERVICIOS INTEGRADOS - INTEGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK) Red que evoluciona a partir de la red de telefonia; permite la conectividad digital de usuario a usuario, proporcionando servicios telefónicos y no-telefónicos. LAN ( RED DE A REA LOCAL - LOCAL A REA NETWORK) Conexión física entre equipos (estaciones, servidores, ordenadores) y periféricos (impresoras, trazadores, gateways, etc.) para la transmisión de la información de bit en serie con la finalidad de compartir recursos con tiempos de acceso muy breves, puede contar con tecnología ethernet, fast ethernet , token ring o fibra optica. POTS (P LAIN OLD T ELEPHONE SERVICE ). Son las líneas teléfonicas convencionales, las análogas que usan un par trenzado de cobre. Cada una de estas tecnologías permiten una transmisión de un ancho de banda diferente, el cual es sin duda el parámetro más importante para la calidad de la videoconferencia . Una vez identificados los tres factores antes mencionados usted tiene que adquirir el equipo que pueda soportar esos requerimientos, a continuación encontrará ejemplos de equipos existentes, características y soporte que le dan a las diferentes tecnologías. Este hardware esta clasificado en dos grupos: equipos para videoconferencia de escritorio y equipos para videoconferencia grupal, se describirán sus caracteristicas para que usted pueda identificar si cumple o da soporte a los requerimientos de su sistema. 137 EQUIPOS PARA VIDEOCONFERENCIA GRUPAL SISTEMA ROLL A BOUT El sistema incluye • Opción de sistema VIDEO FLYER • 384Kbps-30fps o 128-Kbps-15fps o V.35 • Control Remoto IR • TV Sony Trinitron de 27" o 32" • Cámara Sony pan/tilt/zoom • Micrófono dinámico de 360° • Sistema Built-in de Audio Funciones • Operación completa a través del control remoto • Dos puertos seriales de alta velocidad • Redes: ISDN BRI; ISDN PRI o T1/E1 • Sistema totalmente portátil • Múltiples entradas de información • Control de cámara para acercamientos y distanciamientos. figura 22 SISTEMA ROLL ABOUT 138 PROXIMA POLYCOM La solución de video conferencia provee un medio "natural" e inmediato para conducir reuniones de Grupos. Usa red telefónica existente (líneas analógicas standard y digitales). Más de 9.7 M. de puntos de acceso en México y en el Mundo. Los Sistemas de Videoconferencia deben de ser diseñados específicamente para esta aplicación. Es esencial que la calidad de Audio remota y local sea mejor que la de un auricular directo (en otras palabras: Audio "transparente"). Es el Primer sistema "set-top" con el mismo nivel de rendimiento y servicios sofisticados de sistemas "roll-about" de alto costo, sistema de videoconferencia con servidor Internet (Web) integrado. Imagenes naturales (CODEC con procesamiento menor a 200ms), cuenta con tecnología "Acoustic Clarity" de Polycom y con autodetección de parámetros SPID de líneas ISDN. Características: • Utiliza cualquier línea analógica • Claridad acústica local y remota excepcional • Procesamiento por DSP y software avanzado - 200+ parámetros dinámicos • 100% operación Duplex • 1 a 3 Micrófonos controlados independientemente • Control remoto • Cobertura hasta 10x6 metros figura 23 PROXIMA POLYCOM 139 T RINICOM 5100P LUS Características: • Conexion a 1 hasta a 3 accesos basicos de RDSI • Soporta H.320,H.221, H.261, H.263, G.711,G.722,G.728.. • H.281 control cámara remota. • Multivideoconferencia entre 3 ó 4 puntos a 128 kbps con presencia continua de audio, video y gráficos sin necesidad de MCU externa. • Conversor SVGA,VGA a video • Soporte de tonos DTMF. • Selección por menu de conectar a 15 ó 30 FPS. • Bonding T.120 incorporado • Cámara con autoseguimiento y autozoom. • Selección de vídeo en el otro extremo. • Monitor panorámico (16:9). • Transferencia contínua de imágenes 4CIF • PCMCIA Tipo 2 • Liberación de llamada en MCU • PrimeVox gratuito primer año para consultas telefónicas. • Opcional PrimeSupport para mantenimiento permanente. figura 24 TRINI COM 140 MEDIA CONNECT 6000 S ERIES ISDN(128KBPS–384KBPS) Y LAN/IP (768K BPS) La serie MediaConnect 6000 para videoconferencias grupales combina una alta calidad de videoconferencia con bajo costo y la facilidad de uso. Todos los modelos está construidos con un chasis delgado lo que le da una amplia competitividad frente a otros productos de videoconferencia como frente a las aplicaciones de formato no VGA. Los modelos MediaConnect 6000 vienen con todo excepto el monitor NTSC y el carro. Esto permite a los usuarios utilizar sus propios televisores y ubicar los equipos de acuerdo a sus necesidades de diseño. El modelo mediaConnect 6000Pro viene con un monitor NTSC y un carro que ha sido diseñado específicamente para este monitor. Este diseño se adapta a las necesidades de una gran variedad de salas de reuniones y salas de clases. Características • H.320 y H.323 compatible • Hasta 786Kbps (LAN) • Hasta 128Kbps (ISDN) • Hasta 30fps • T.120 vía segundo monitor SVGA figura 25 MEDIACONNECT 6000 141 MEDIA CONNECT 8000 SERIES – ISDN (128K BPS – 384KBPS) Y LAN/IP (768K BPS) La serie MediaConnect 8000 para videoconferencias grupales entrega ccapacidades multimediales completas para videoconferencia en un producto exclusivo. Con un sistema de videoconferencia grupal tal como la serie de productos MediaConnect 8000 los usuarios puden tomar ventaja de las capacidades multimediales de un PC incluso cuando no se está participando en una videoconferencia. Sin embargo, el sistema puede ser usado 8 horas al día para videoconferencia, reuniones de grupo, entrenamiento, reuniones de clientes, etc. Todos los sistemas tienen capacidad para tres monitores. El MediaConnect 8000 es el mas configurable para la integración en la empresa. No incluye monitor ni carro, productos disponibles a un precio óptimo. El modelo MediaConnect 8000Pro viene con un monitor SVGA 29" y un carro que ha sido diseñado específicamente para este monitor y PC. Existen otros tamaños de monitores disponibles Características: • H.320 y H.323 compatible • Hasta 786Kbps (LAN) • Hasta 128Kbps (ISDN) • Hasta 30fps • Netmeeting 2.1 142 T RINICOM 3000 Características: • Videoconferencia departamental. • Conexión a 1 acceso básico de RDSI (opcional 2 accesos básicos a 256KBPS). • Soporta H.320, H.221, H.261, H.263, G.711,G.722, G.728. • H.281 control cámara remota • Multivideoconferencia entre 3 puntos a 64 KBPS y opcional entre 4 puntos a 64 KBPS o entre 3 puntos a 128KBPS, con presencia contínua de audio y video. • Soporta tonos DTMF • Conexión a 15 FPS. • Cámara con autoseguimiento y autozoom. • Selección de vídeo en el otro extremo • Liberación de llamada en MCU • T.120 incorporado • Opcional PrimeSupport para mantenimiento permanente. figura 26 TRINICOM 3000 143 EQUIPOS PARA VIDEOCONFERENCIA DE ESCRITORIO SONY CONTACT Características: • Sonido/imagen excelentes: 128Kb/s ampliable a 384Kb/s (H.263/H.261). • Fácil manejo mediante menús de pantalla. Mando a distancia para controlar todo el equipo. Instalación en 5 minutos. • Función multipunto opcional, no se requiere punto externo, basado en estándares (conforme a H.320) • Estación de documentos opcional, sin necesidad de cables, mediante infrarrojos. • Conferencia en modo audio. Se puede conectar a un teléfono móvil, para aquellas personas que no dispongan de un equipo de videoconferencia tengan la oportunidad de participar en conferencias punto a punto. • Se admiten todos los entornos de red: RDSI (H.320), LAN/WAN (H.323), redes privadas (preparado para SNMP). figura 27 SONY CONTACT 144 T RINICOM 500P LUS Características • Conexión a 1 acceso básico de RDSI, opcional hasta 384 KBPS con placa Promptus. • Conexión a red LAN H.323. • H.261, G.711, G.728. • Software de videoconferencia Netmeeting de Microsoft. • Soporta T.120. • Incluye cámara con micrófono y auricular. • Permite tamaño escalable hasta pantalla completa. • PrimeVox gratuito primer año para consultas telefónicas. • Opcional PrimeSupport para mantenimiento permanente. figura 28 TRINICOM 500PLUS 145 A RMADA ESCORT 25PRO: VIDEOC ONFERENCIA SOBRE IP (H.323) La línea VCON Escort 25PRO entrega calidad de movimiento completo y calidad de Televisión para las videoconferencia sobre redes IP a velocidades desde 64 Kbps hasta 768 Kbps con cancelación de eco. Para videoconferencia sobre LAN la tarjeta ESCORT 25PRO es de costo bajo y alta en características lo que la hace líder en el mercado. Características: • Sistema avanzado de videoconferencia desktop. Se instala en PCs Windows95 o NT • Incluye Netmeeting para aplicaciones colaborativas T.120 • Soporte de gateways H.323 y H.320. Soporta hasta 768kbps • Capturador de imágenes • Compresión de video H.262 • Resolución: CIF (352x288) hasta 30 frames/segundo. QCIF (176x144) hasta 30fps • Entrada de video NTSC/PAL • Video escalable hasta pantalla completa • El kit PRO incluye cámara y handset telefónico figura 29 ARMADA ESCORT 25PRO 146 A RMADA ESCORT 75: V IDEOCONFERENCIA SOBRE ISDN La línea VCON Cruiser 75/150 entrega imágenes de movimiento continuo y calidad de Televisión para las videoconferencia sobre líneas ISDN a velocidades desde 64 Kbps hasta 128 Kbps (upgredeable a 384 Kbps) y redes LAN/IP a velocidades desde 64 Kbps hasta 768 Kbps. La Cruiser 150 incorpora una alta tasa de frames, alta calidad de vídeo, y un conector MVIP para alternar topologías WAN/LAN (V.35/RS-449, ATM, etc). Características: • Sistema avanzado de videoconferencia desktop. Se instala en PCs Windows95 o NT • Incluye Netmeeting para aplicaciones colaborativas T.120 • Solución enfocada hacia ISDN, con una puerta BRI. • Hasta 128Kbps con 15frames/segundo. • Puede ser utilizado como modem ISDN para acceso Internet • Entrada de video NTSC/PAL • Video escalable hasta pantalla completa • El kit PRO incluye cámara y handset telefónico figura 30 ARMADA ESCORT 75 147 A RMADA ESCORT 150: V IDEOC ONFERENCIA SOBRE IP E ISDN El sistema 150 incorpora ISDN hasta 384Kbps y LAN. Dispone de una interfaz BRI, y de la capacidad de expansión, mediante una interfaz MVIP, para agregar interfaces de comunicación de terceros para E1/T1, ATM, V.35 o 3 puertas BRI. Comparte los atributos generales de los modelos 25 y 75. CRUISER 384 Y 384EXECUTIVE – ISDN (384 K BPS) LAN/IP (768 KBPS) DESKTOPV IDECONFERENCING La línea VCON Cruiser 384 entrega imágenes de movimiento continuo y calidad de Televisión para las videoconferencia sobre lineas ISDN y redes IP con velocidades desde 64 Kbps hasta 384 Kbps en ISDN y 64 Kbps hasta 768 Kbps en redes IP, con sólo una tarjeta con 3 conectores BRI. El modelo Cruiser 384 Executive viene equipado con características avanzadas que la hacen óptima para aquellos usuarios que requieren una videoconferencia de alta calidad a un precio razonable. figura 31 CRUISER 384 Y 384EXECUTIVE 148 INTEL BUSINESS Este equipo permite la transmisión de imágenes de vídeo, audio y datos de manera simultánea, desde un ordenador equipado con él, hasta otro remoto (con el mismo sistema o cualquier otro compatible). De esta manera, usted convierte su PC en un terminal multimedia con el que conectarse, como método de trabajo cotidiano, para compartir ficheros (hojas de cálculo, presentaciones, documentos de texto, etc., en los que la creación y modificaciones son simultáneas), con sus interlocutores a distancia, al mismo tiempo que tiene imagen y sonido en directo de la reunión. El Kit de Videoconferencia Intel Business es un equipo para PC que permite trabajo colaborativo y videoconferencia a través de RDSI o de Red de Área Local. Se compone de: • Tarjeta de captura de vídeo y de audio para bus PCI. • Tarjeta RDSI multifunción para bus ISA. • Cámara de vídeo en color. • Casco de audio manos libres con micrófono incorporado. • Micrófono externo. • Software de conferencia en CD-Rom. • Opcional: Altavoces Full-Duplex estéreo Lucent Talkbak3. Características De igual manera, Intel Business es el primer modelo de videoconferencia para PC que integra en un mismo equipo la compatibilidad con los estándares H320 (vídeo/audio por RDSI), H323 (vídeo/audio por IP) y T120 (datos). Así se asegura, por ejemplo, que cada participante en una videoconferencia o multivideoconferencia pueda realizar las transferencias de ficheros, compartición de documentos a través de la pizarra electrónica y compartición de aplicaciones con todos los demás o, si lo 149 desea, sólo con varios (siempre que todos los equipos conectados cumplan los estándares). figura 32 INTEL BUSINESS VIEW STATION El Viewstation hace posible comunicaciones de video de alto rendimiento para sala de juntas, aulas o auditorios. Usted puede lograr conferencias como en vivo con este video de movimiento total, que tiene una calidad casi como la de un televisor cumpliendo con el H. 263+. Carácteristicas • Alta resolución, Baja temporización • Video H.263 avanzado - Compatibilidad total con H.261 • Arquitectura diseñada para 2.0Mbps+ a 30fps (marcos por segundo) • Uno o Dos Monitores standard. • Soporte para NTSC o PAL • 2 entradas de video adicionales: VCR y cámara de documentos View station entrega calidad y rendimiento con facilidad de operación y en un tamaño conveniente. Es uno de los primeros sistemas que implementa el estándar de video 150 CONCLUSIONES Sirvan estas palabras para concretar que la educación a distancia y el trabajo colaborativo es cada día más demandante, por ello los diversos sectores de la sociedad deben emplear y explotar al máximo la tecnología existente para satisfacer esta necesidad. Una de los medios tecnológicos que nos ofrece la posibilidad de contar con un sistema de educación a distancia es la videoconferencia, personas ubicadas en distintos puntos del planeta pueden interactuar sin la necesidad de estar en el mismo lugar al mismo tiempo, eliminando con esto el factor de la distancia, el cual es la mayoría de las veces el principal problema. Emplear la videoconferencia en la industria, instituciones privadas y negocios como medio de capacitación resulta benéfico, se sabe que el personal capacitado brinda mayores ganancias e incrementa la calidad en servicios y producción, además de que se vuelven individuos eficaces y eficientes, al mismo tiempo les permite tener la posibilidad de incrementar sus ingresos e ir avanzando dentro de la empresa, lo cual significa crecer de manera personal. En los centros de trabajo en donde existe personal que es responsable de actividades que le impiden alejarse de sus actividades, o cuando el número de personas que se piensa capacitar es muy grande, se puede tener como opción emplear la videoconferencia como medio de entrenamiento y de esta manera evitar que las personas que no puedan alejarse de sus puestos lo hagan y reducir costos por capacitación ya que se disminuyen gastos en pagos de transporte, hospedaje y alimentación. Una situación semejante se presenta en las instituciones educativas, se sabe de la necesidad de contar con personal altamente calificado, los maestros deben estar en preparación continua para que estar actualizados en sus conocimientos, principalmente en el área tecnológica, que por su naturaleza sufre cambios 151 constantes, sin embargo en hecho de tener que desplazar a un catedrático durante un periodo de capacitación implica gastos a la institución, además de que descuidaría los grupos que de él dependen. Es por ello que para solucionar tal dificultad se pueden apoyar una vez más en la videoconferencia como medio de actualización a distancia o para intercambiar experiencias en investigación con otras instituciones que se encuentran distantes. Los servidores públicos son parte esencial en el desarrollo del país, por lo que también deben estar bien preparados y con una visión amplia de las actividades que pudieran lograr beneficios a la ciudadanía. En la actualidad existen países con un gran avance tecnológico, educativo, económico, etc., si la mayoría de nuestros servidores públicos tuvieran la posibilidad de viajar al extranjero y obtener experiencia en los rubros que le corresponden, se podría pensar que el avance de nuestro país sería más rápido, desafortunadamente, esto no es posible, ya que el costo por viajar al extranjero es muy alto, por lo tanto, las posibilidades son pequeñas. Una vez más el empleo de la videoconferencia puede ayudar a solucionar estos inconvenientes. Con base en lo anterior se puede concluir que el emplear la videoconferencia como medio transmisor y receptor de conocimientos no es una moda, mas bien una necesidad, la sociedad demanda una preparación constante, por lo que los diversos sectores necesitan tener la posibilidad de otorgarla, ya no se puede poner pretextos en cuanto a distancia, tiempo o dinero, este tipo de tecnología ayuda a resolver los problemas antes mencionados. 152 GLOSARIO DE TÉRMINOS A... ACELP Algebraic Code Excited Linear Prediction. Es una variación de CELP. ACELP le agrega a la eficacia de CELP la compresión de voz por un factor de 2:1, obteniendo una buena calidad de voz a solo 8 kbps, comparado con CELP a 16 Kbps, y PCM a 64 Kbps. ACELP realiza este pequeño milagro a traves de el uso de un código de libro el cual contiene unas expresiones algebraicas de cada grupo de ejemplos de voz, esas expresiones tiene un grupo de una serie de números. ACELP ha sido estandarizado por la ITU-T en el G.729 como CS-ACELP (Conjugate Structure-ACELP). El foro Frame Relay ha especificado a ACELP como uno de los algoritmos de compresión mínimos requeridos para la interoperabilidad de redes. ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation. Es un metodo de speech coding. El cual usa varios bits menos que el tradicional PCM (Pulse Code Modulation). ADPCM calcula la diferencia entre los dos ejemplos speech consecutivos en el estandar PCM de señalizacion de voz. Este cálculo es codificado usando un filtro adaptado y entonces, es transmitido, el estándar usa una técnica de 64 Kbps. Típicamente ADPCM permite una conversación de voz análoga ser llevada sin canal digital a 32 Kbit. En resumen, ADPCM Es una variación de la codificacion de audio PCM reduciendo su rango de bits Análogo Una forma de enviar señales –voz, video y datosAncho de Banda Es la capacidad de espectro (frecuencia) que se puede usar. Una transmisión de voz por teléfono requiere un ancho de banda de cerca de 3000 ciclos por segundo (3 Khz). Un canal ocupa un ancho de banda de 6 millones de ciclos por segundo (6 Mhz) en sistemas terrestres. En videoconferencia los sistemas se basan en un acho de banda de 17.5 a 72 Mhz es usado para seprar la señal de televisión para prevenir interferencias 153 ANSI American National Standards Institute. Instituto Nacional de Estandares Americano. Es el cuerpo de estandarizacion de Estados Unidos. ANSI es un miembro de la ISO (International Organization for Standarization, Organizacion Internacional para la Estandarizacion) API Application Program Interface. Interfaz de programa de aplicacion. Es un conjutno de llamadas definidas de como un servicio es invocado a travez de un paquete de software.. Asíncrono Método de transmision típico de marcado de los modems. El dato es transmitido iniciando con un bit al principio de cada caracter y termina con el bit final. El intervalo de tiempo entre caractere puede ser de longitudes variables. Análogo Una forma de transmitir la información que se caractreriza por los continuos cantidades variables, todo lo contrario a la transmisión digital, la cual se caracteriza por la información en bits en pasos númericos. Una señal análoga responde a la luz, sonido y presión ADC Analogo a Digital Conversion. Conversion de Análogo a Digital. Es el proceso en el cual las señales análogas se convierten a una representación digital. DAC representa la traducción inversa. ATM Asynchronous Transfer Mode. Modo de transferencia asíncrono. De alta velocidad (arriba de 155 Mbps), alto ancho de banda, bajo retraso, integración de múltiples típos de datos (voz, video y datos). La ITU tiene seleccionado a ATM como la base para las futuras redes por su flexibilidad y conveniencia para la transmisión y el switcheo. Puede ser usada en teléfonos y redes de computadoras en el futuro. B... Bit Es una contracción del termino BInary digiT o dígito binario. Esta es la unidad de información más pequeña que una computadora puede procesar, representa 0 o1 154 bps Bits per second, Bits por segundo es una unidad de velocidad de la transmisión de datos en un ancho de banda Bit Una sola unidad de información digital Bit Rate La velocidad de transmición ditial, su unidad es un bit por segundo BRI Basic Rate Interface. En ISDN hay dos interfaces. Una es PRI (Primary Rate Interface) . En BRI, se puede obtener dos canales B a 64 kilobits por segundo y un canal de datos D a 16 kilobits por segundo. El canal B es designado para voz PCM, slow-scan videoconferencia, un grupo de 4 máquinas facsmile, o lo que se desee con 64,000 bits por segundo full duplex. El canal de datos (o D) es para traer información acerca de llamadas que entran y enviar informacion acerca de las llamadas que salen. También es para accesar a alta velocidad a las redes de datos, como videotex, redes de paquetes switcheadas Broadband El término se aplica a las redes que tiene ancho de bandas significativamente grandes que se puede encontrar en ellos redes de teléfono. Los sistemas Boradband son capaces de llever una gran cantidad de imagenes en movimiento o una gran cantidad de datos simultáneamente. La técnica Broadband usalmente depende de un cable coaxial o un cable óptico para la tranmisión. Estos utilizan multiplexión para permitir la operación simultánea de múltiples canales o servicios de un solo cable. Multiplexión división de frecuencia o técnicas cell relay pueden ambas ser usadas en una transmisión broadband Broadcast Es un sistema de paquete donde una copia de un paquete es dada a todos los host de la red, por ejemplo Ethernet Brouter Es la union de la palabra Bridge y router. Y se refiere al dispositivo el cual tiene funciones de ruteo y el de un puente. Byte Un grupo de ocho bits; usalmente es la unidad de información más pequeña direccionable en una unidad de memoria 155 C... Canal B Canal o circuito switcheado de ISDN capaz de transmitir a 64 Kbps de información digitalizada. Canal D En una red ISDN el canal D es un canal de señalización sobre el cual el paquete switcheado de información es pasado por la portadora. El canal D puede soportar la transmisión de datos a poca velocidad o telemetría enviada por el usuario. CCD Charge coupled device Es usado en cámara como un mecanismo de escaneo óptico. Este consiste en registrar los ejemplos de las señales análogas. Una carga análoga es pasada secuencialmente a lo largo del dispositivo por la acción de unos voltajes y electrodos. La carga es movida de uno a otro voltaje. CCITT Consultative Committee for international Telegraphy and Telephoney, (ahora llamado el International Telecommunications Union's Telecommunications Standardization Sector or TSS) Es un cuerpo internacional responsable por establecerla interoperabilidad de los estándares para los sistemas de comunicación. La organización de estándares de telecomunicaciones del mundo. CIF Common Intermediate Format, es un estándar internacional para mostrar video desarrollado por TSS. El formato QCIF, el que emplea la mitad de la resolución del CIF en ambas direcciones horizontal y vertical, es obligatorio en el H.261. QCIF es usado para las aplicaciones de videoconferencias de escritorio donde las imágenes de la cabeza y los hombros son enviadas de un escritorio a otro. QCIF despliega 176 pixeles agrupados en 144 líneas luminosas. 156 Codec Coder/decoder. Codificador/Decodificaros. Es un sistema de transmisión digital. Compresión Es el proceso de reducir el contenido de la información de una señal para que ocupe menos espacio en el canal de transmisión. CPU Central Processing Unit. Unidad Central de Procesos. Es el cerebro de la computadora. Manipula los datos y procesos que provienen del software o de el usuario D... DBS Direct broadcast videoconference. Se refiere al servicio que usa la videoconferencia para los múltiples canales de televisión broadcast programando directamente a el hogar DCT Digital Carrier Termination// Discrete Cosine Transform. Un algoritmo de compresión usado en los sistemas de compresión de imagen para la reducción del bit, incluyendo el estándar Px64 de la ITU-T para videoconferencia. DCT representa una señal discreta o formas sinosoidales DCU/CSO Decodificador Un dispositivo usado para que electronicamente altere la señal y esta solo pueda ser vista por el receptor equipado con un especial decodificador. Esto no se debe de confundir con un digital coder/decoder conocido como el codec el cual es usado en conjunto con transmisores digitales. Delay El tiempo que le toma a la señal enviarse desde la estación a través de la videoconferencia a la estación receptora. El retardo de esta transmisión con una sola conexión de videoconferencia es muy cercana a un cuarto de segundo. 157 Demodulador Una videoconferencia recibe un circuito el cual extreae o demodula la señal que se desear obtener de la portadora que se recibe DID Direct Inward Dialing. El usuario puede marcar desde dentro de su compañia directamente sin el uso de una operadora. Esto puede hacerse por un modem vitual PBXs y algunos hibridos modernos pero se necesita conectar vía una configuración especial de líneas DID de la oficina local central. Es diferente que DIL DIL Direct-In-Line Digital Convertir la información en bits de datos para transmitirse a traves de un cable, fibra optica, videoconfencia o sobre técnicas de aire. Metosod que permitesn transmisión simultánea de voz, datos o video. Digitalizar Convertir una señal a formato digital DSI Digital Speech Interpolation - Significa transmisión de telefonía. Dos y uno y medio de tres veces más eficiente basado en el principio de que la gente habla solo el 40% del tiempo. DSVD Digital Simultaneous Voice and Data. Tecnologia en un modem que permite el envío y la recepción de voz y datos (fax, imagenes, archivos, etc) en la misma “conversacion” en una línea de teléfono análogo. DSVD permite la transmisión simultánea de datos y señales de voz codificadas digitalmente sobre una línea de teléfono análogo. El modem DSVD usa modulacion V.34 ( arriba de 33.6 kilobits por segundo). Los modems DSVD reservan 8 kilobits por segundo para la transmisión de voz. El ancho de banda que queda se puede utilizar para la transmisión de datos. DTMF Dual Tone Multi-Frequency. Es un término que describe la pulsación del boton y tono de el marcado. En DTMF, cuando tu presionas un boton éste realiza un tono, actualmente una combinación de dos tonos, uno con alta frecuencia y otro con baja frecuencia. 158 DVB Digital Video Broadcast, Es el estándar de la televisión directa boradcast en Europa y Estados Unidos. Basados en la compresión MPEG2. DVI Digital Video Interactive. Tecnologia de compresión originalmente desarrollada por RCA’s Sarnoff Research Institute. E... Educacion a distancia Es la incorporación de tecnologias de audio y video en el proceso educacional de manera que los estudiantes puedan entrar a clases en un lugar distante de donde el curso es presentado. La educación a distancia es usalmente interactiva y se esta convirtiendo en una gran herramiena para el desarrollo de la educación para los estudiantes de remotos lugares o en situaciones donde el instructor no puede viajar o estar en el mismo lugar que el estudiante. Ethernet Una LAN corriendo en cable coaxial o un par de cables trenzados a 1 o 10 Mbps F... Fast ethernet Una forma de correr ethernet a 100 Mbps en uno o dos pares de estandares. Fps Frames per second. Marco por segundo Fraccional T-1 FT-1 o fraccional T-1 se refiere a cualquier tipo de datos transmitidos entre un rango de 56 Kbps y 1.544 Mbps. Esto es típicamente llevado por una portadora con conexion T-1 y en un arreglo punto a punto. Un multiplexor especializado es usado para canalizar la señal de la portadora. 159 Frame Relay Técnicamente hablando es un estándar de acceso definido por la ITU-T en la recomendación I.122, “framework for Providing Additional Packet Mode Bearer Services”. Los paquetes de Frame Relay son unos marcos de longitud variable, con la carga útil esde 0 y 4,096 octetos. La ventaja es que los paquetes se pueden enviar en varios tamaños asociados con el protocolo virtual y protocolo de dato nativo. FTP File Transfer Protocol. Un protocolo de internet (y programa) usado para transferir archivo entre hosts Full-CIF (FCIF) Ver CIF Full-duplex (FDX) Dos caminos, simultánea transmision de datos, un protocolo de comunicación en el cual el canal de comunicación puede enviar y recibir datos al mismo tiempo. Comparando con semi-duplex, donde la información solo puede ser enviada en una dirección a un tiempo. G... Gateway Es un término original de internet que ahora es llamado ruter o más precisamente, ruter IP. Se refiere al sistema que traduce de un formato nativo a otro. Gatekeeper Identifica, controla, cuenta, supervisa el tráfico o el flujo que pasa a traves de el. Una red gatekeeper provee las mismas funciones, inluyendo registracion de terminales y gateway, resolucion de direcciones, control de ancho de banda, control de admisión, etc. Gigahertz (GHz) Un billon de ciclos por segundo. GSTN General Switched Telephone Telephone Network. Igual que una red de teléfonos pública. 160 I... IMUX Lo inverso de multiplexar Indeo Algoritmo de compresión y descompresión de Intel para aplicaciones de video y CDROM. Indeo es similar a JPEG. Interoperabilidad Es la habilidad de los componenetes electrónicos de producir por diferentes fabricantes lineas de productos que se puedan comunicar entre sí. IP Internet Protocol. Protocolo de Internet es el más importante de los protocolos en el cual el internet esta basado. El protocolo IP es un estándar que describe el software que mantinene las direcciones de internet en diferentes nodos, ruteando afuera mensajes, y reconociendo los mensajes que entran. Esto permite a los paquetes pasar entre múltiples redes por diferentes caminos para llegar a su destino final. Originalmente desarriollado por el Departmento de Defensa de los Estados Unidos para soportar el trabajo entre computadoras diferentes a traves de la red. IPX/SPX Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange. Son dos protocolos de red. IPX es un protocolo NetWare para el movimiento de la información a traves de la red; SPX trabaja en la parte alta de IPX y agrega comandos extras. En el modelo OSI, IPX conforma la capa de red y SPX la capa de transporte ISDN Integrated Services Digital Network. Es un estándar de la CCITT para la integración de la transmisión de voz, video y datos. El ancho de banda incluye BRI (144 Kbps – 2B & 1 canal 1 D) y PRI (1.544 y 2.048 Mbps) ITU International Telecommunications Union; una de las agencias especializadas de los Estados unidos fundada en 1865 antes inventados como un estándar para el telégrafo. 161 de que los teléfonos fueran ITU-T La Telecommunications Standards Section (TSS) es uno de los 4 organos de la ITU. Ninguna especificación sin una designación de la ITU-T o de la ITU-TSS se refiere a la organización TSS IVR Interactive Voice Response. Voz de respuesta interactiva. Pensar en IVR como una voz de computadora. Donde la computadora tiene un teclado para introducir la información, un teléfono IVR de uso remoto. Donde una computadora tiene una pantalla en donde muestra los resultados, un IVT usa una voz humana o una voz sintetizada (computarizada). Usandola para mensajes repetitivos. J... JPEG Joint Picture Expert Group estándar de la ISO para la compresión de imagenes JTC Joint technical Commitee K... Kbit/s KiloBITs per Second. Kilobits por segundo. Kbps Kilobytes per second. Kilobytes por segundo L... LAN Local Area Network, Red de área local. Una computadora en una red de estaciones de trabajo, servidores de archivo, impresoras y otros dispositivos en la misma área, como una oficina. 162 LCD Liquid Crystal Display. Display de Cristal líquido. Un display alfanumerico que usa cristal líquido entre dos piezas de cristal. El display esta dividido en cientos de miles de dots individuales, los cuales estan o no cargados, reflectando o no la luz externa para formar caracteres, letras y números. LD-CELP Low Delay-Code Excited Linear Prediciton estandarizado por la ITU-T como G.728, LD-CELP es una variación de CELP. LD-CELP comprime voz a la misma velocidad 16 Kbps como lo hace CELP, pero LD-CELP ofrece la ventaja de varios niveles de retrasos M... MAN Metropolitan Area Network. Red de Area metropolitana Mbps Megabits per second. Megabits por segundo MCU Multipoint Control Unit. Unidad de control multipunto. Es un dispositivo que actua como puente entre multiples entradas para que muchas partes puedan participar en una videoconferencia. El MCU usa unas técnicas de switcheo muy rápidas. MHz) Megahertz. Se refiere a la frecuencia de un millón de Herts, o ciclos por segundo MIPS Millions of Instructions Per Second. Millones de intrucciones por segundo. Una típica máquina Intel 80386 realiza de 3 a 5 MIPS Modulacion El proceso de la manipulación de la frecuencia o amplitud de la portadora en relación con la señal de entrada de video, voz o datos. Modulador Un dispositivo que modula la portadora. Modula los componenetes que encuentra en la transmisión del broadcast en unos trasponder de videoconferencia. 163 MPEG Moving Picture Experts Group. MPEG es un estándar establecido para la compresión de video Multiplexar Técnicas que permiten a número de transmisores simultáneos estar en un mismo circuito individual. Multipunto Es una configuración de comunicación en el cual varias terminales o estaciones son conectadas. Comparando con punto a punto, donde la comunicación es solo entre dos estaciones. N... N-ISDN National ISDN NT 1 Terminación de red tipo 1. El NT-1 es un dispositivo el cual convierte de dos lineas ( o interface “U”) que viene de una compañia de teléfonos en cuatro líneas (o interface “S/T”). El NT-1 esta físicamente conectado entre ISDN y el sistema de videoconferencia y la línea teléfonica ISDN. P... PBX Private Branch Exchange. Es un switch teléfonico, conectado a la red teléfonica pero operada por el cliente. Un PBX provee un acceso con una extensión o línea interna. Mientras que afuera las llamadas son marcadas directametne, entrando las llamadas son manejadas por una operadora o switcheadas automáicamente por el software PBX PCM Pulse Code Modulation. Modulacion de Código de Pulso. Es una técnica de modulación que se basa en la división de tiempo en el cual las señales análogas son cuantizadas en intervalos periódicos en señales digitales. Los valores observados son típicamente representados por un código de 8 bits los cuales pueden tener paridad. 164 Pixel Es el elemento más pequeño de la pantalla de la computadora o del televisor POTS Plain Old Telephone Service. Son las líneas teléfonicas convencionales, las análogas que usan un par trenzado de cobre. PPP Point-to-Point Protocol, Protocolo punto a punto, es un protocolo que permite conectar una computadora al internet con un estandar de marcado de linea telefonica y alta velocidad de modem y disfruta muchos de los beneficios de una conecion de direccion, incluyendo la habilidad de usar graficas como mosaicos y el Netscape. PPP es considerado como mejor que SLIP, por que cuenta con detecccion de errores, compresionde datos, y otros elementos de protocolos de comunicaciones modernos como SLIP, el protocolo viejo de internet es lacks. PPP entonces viene reemplazando SLIP PRI Primary Rate Interface. Es el equivalente en ISDN a un circuito T-1. PRI provee 23B+D (en Norte America) o 30B+D (en Europa) corriendo a 1.544 megabits por segundo y 2.048 megabits por segundo, repectivamente. Hay otra interface ISDN. Esta es llamada Basic Rate Interface. Esta provee 2B+D sobre uno o dos pares. Proxy Es una aplicación que corre en un gateway que maneja paquetes entre clientes confiables y un host que no es confiable. Un proxy acepta peticiones de clientes confiable por especificos servicios de internet y entonces actua, en otras palabras establece la conexion para el servicio requerido. Todos los niveles de aplicación de los gateways hay especificos proxys. PSTN Public Switched Telephone Network. Red Pública de teléfono switcheada. PSTN es una abreviación usada por la ITU-T. PSTN simplemente se refiere al sistema de teléfonos que utilizamos diariamente. PSTN se refiere a la colección entera interconectada, la de local y larga distancia y compañias de teléfonos internacionales, las cuales pueden ser miles Puente Un puente en videoconferencia es un dispositivo que conecta tres o más sitios para que puedan comunicarse simultáneamente, los puentes son llamados en ocasiones como MCU’s. 165 En el documento IEEE 802 un puente es un dispositivo que interconecta LAN’s o segmentos de una LAN de la capa de enlace de datos de el modelo OSI a la capa Física. Estas trabajan con frames o marcos de datos, siguiendose entre las redes. Ellos aprenden las direcciones de las estaciones y ellos resueven los problemas con busquedas en la topología que esten participando. Q... QCIF Quarter Common Intermediate Format. Parte Obligatoria del estándar H.261 de la ITU-T. Requiere que los cuadros de video sean enviados con 144 líneas de luminosidad y 176 pixeles a una velocidad de 30 fps.QCIF provee aproximadamente un cuarto de la resolución de CIF, pero requiero aproximadamente un cuarto de ancho de banda comparado con CIF. QCIF trabaja muy bien en displays pequeños. Ver CIF QoS Quality of Service. Calidad de Servicio. R... RDSI Receiver (Rx) Un dispositivo electrónico el cual habilita una señal de videoconferencia para que se separe de otras siendo recibida en una estacion terrena y convertida al formato de sañal indicado sea video, voz o datos RGB Red, green, blue. Son los colores usados en los sistemas de video. Las señales de color de la television son orientadas como tres cuadros separados: rojo, verde y azul. RISC Reduced Instruction Set Computing. Es una arquitectura de microprocesador que favorece la velocidad con instrucciones individuales. Las computadoras 166 basadas en RISC usan una alta velocidad de procesamiento de tecnologia inusual que usa un simple grupo de operacion de comandos. Estos comandos son desarrollados para computadoras que realizan operaciones de cálculo intensivo para las ingenerías como CAD (computer- aided design, diseño asistido por computadora) y CAM (computer-aided manufacture, manufactura asistida para computadora) Rollabout Un sistema de videoconferencia totalmente autocontenido, consiste en el codec, monitor, sistema de audio, interfaz de red y otros componentes. Este sistema Rollabout puede, en teoría, ser trasladado de un cuarto a otro pero la realidad es que no es así, por que el equipo electronico se puede ver afectado. Aparte todo el equipo en conjunto es muy pesado RTP Realtime Transport Protocol. Protocolo de transporte en tiempo real. Un estandar IETF para la multimedia en tiempo real sobre paquetes IP. Soporta tranporte en tiempo real de datos como voz y video interactiva sobre paquetes en redes switcheadas. Un protocolo que provee soporte para identifiación de contenido, detección de perdida y seguridad. Ruido Cualquier energía que no se quiere y que esta sin modular que se presenta con toda señal S... SC2 Stand alone Cualquier dispositivo que puede trabajar independientemente de otro Switch Un dispositivo mecánico, eléctrico o electrónico el cual abre o cierra circuitos, completa o termina un ruta eléctrica o selecciona rutas o circuitos. El Switcheo trabaja en la capa uno (Capa Fisica), y en la capa dos (Capa de Enlace de Datos) de el modelo de referencia OSI, con énfasis en la capa dos Sincronizacion (Sync) Es el proceso de orientar los circuitos del transmisor y receptor en el mismo orden para que puedan ser sincronizados. 167 T... T1 El rango de transmisión es de 1.544 millones de bits por segundo. Esto es equivalente al PRI en ISDN. TCP/IP De acuerdo con Microsoft: Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) es un protocolo de red que provee comunicación atraves de redes interconectadas, entre computadoras con diversas arquitecura de hardware y varios sistemas operativos. TCP (Transmission Control Protocol) and IP (Internet Protocol) son solo dos protocolos en la familia de los protocolos de internet. TDMA Time division multiple access. Se refiere a la forma de multiple acceso donde la sola portadora es compartida por muchos usuarios. Tiempo Real Es el proceso en el cual la información que regresa resulta tan rápida que la interacción parece ser instantánea. Las llamadas de teléfono y la videoconferencia son un ejemplo de aplicaciones en tiempo real.. Este tipo de información en tiempo real no es necesario que sea procesada instantáneamente, pero es necesario que llegue en el orden exacto en el que es enviado. Un retardo entre alguna de las partes de la palabra, o de la transmisión del video o de la secuecia, hace que la comunicación no se comprenda. Token Ring Un tipo de anillo de LAN (Local Area Network) en el que un frame supervisor o token, debe ser recibido por cada terminal o estación de trabajo antes que la terminal o la estación de trabajo pueda transmitir. La estación de trabajo con el token entonces transmite y usa todo el ancho de banda. Una LAN token ring se puede poner en como un circulo o como una estrella, con todas las estaciones a una estacion central, o multiples centros Transmisor Un dispósitivo electrónico que consiste de un oscilador, modulador y otros circuitos los cuales producen un señal electromágnetica de radio o televisión que por medio de una antena de envía a la atmósfera como radiación. 168 V... VLSI Very Large Scale Integration. Muy grande escala de integración. El arte de poner cientos de miles de transistores dentro de una solar cuarto de pulgada o circuito integrado. VoIP Voice over Internet Protocol. Voz sobre un protocolo de Internet. La tecnología usada para transmitir conversaciones de voz sobre una red de datos usando el Internet Protocol. VoN Voice on the Net (Internet). Voz en la red. Envuelve o paquetiza la voz. Un reciente desarrollo, iniciar una llamada tipica VON requiere una PC multimedia o una computadora MAC con software especial VtoA Voice Traffic (or Transport) over ATM. Tráfico o transporte de voz sobre ATM W... WAN Wide Area Network. Red de Area Amplia. Una red en la cual la comunicación y los servicios que se prestan son en una gran área geográfica y que utiliza una LAN o una WAN. 169 REFERENCIAS 1 http://ww2.uscgiliyfirst.com/usabity/cscw.htm 2 http://www.ieev.uma.es/edute97/edu97-1/12-1-19.html 3 http://agamenon.uniandes.edu.co/numagister/area/!organiza.html 4 DGSCA-UNAM ¿ Qué es la videoconferencia ?, http://distancia.dgsca.unam.mx/servicios/ques.html 5 deskTop Video Conferencing, http://www.ja.net/technology/video 6 Estrada Saldaña Fernando, The Interactive Videoconferencing. Ball State University 7 Standard overwiew, http://www.viennasys.com/STANDARD.html 8 http://www.itu.int 9 standard evrywhere, http://www.pcmag.com//issues/141/ 10 Edinburg University Computing Service, Distributed Multimedia survey: standars. http://cui.unige.ch/056/info/multimediainfo/mmsurvey/standards.html 11 video on demand and video broadcast, http://www.nyquist-media.co.ut/streaming/videochap.tml 12 http://www.itmednet.org/telemedicine/stand.html 13 Unitonics comunicaciones, videoconferencia, una herramienta para aumentar la productividad de la empresa hoy H.323 o H.320, http://www.comunicaciones.unitronics.es/tecnologia/h.323.html 14 http://www.nmp.umt.edu/recomendations/videoconferencing.html 15 http://www.cis.ohio.state.edu/~jain/cis788-99/h323.html 16 A primer on the H.323 Series Standard why H.323 is important, http://www.lotus.com/products /sametime/nfs/standards.html 170 17 http://www.iec.org/tutorials/h323/exhibits/trillium-01/ 18 http://www.teamsolutions.co.uk/tsh323.html 19 http://www.ericson.se/gatekeeper.html 20 http://www.sei-benelux.com/dynamic/html/spain/selcol/infotech.html • [Bannon93] Bannon, Liam y Schmidt, Kjeld: "CSCW: Four Characters in Search of a Context", Readings in Groupware and Computer-Supported Cooperative Work, 1993, pp. 50-56. • Ellis C.A. Gibbs S J., Rein G.L., "Groupware Some Issues and Experiences", Communications of the ACM, Vol. 34 not. 1, 1991, pp.38-58. • Comm. of the ACM, Vol. 34 No. 1,1991, pp. 38-58. • Bartolomé, A. (1996). Preparando para un nuevo modo de conocer. EDUTEC. Revista Electrónica de Tecnología Educativa, n0 4 • Ferraté, G., Alsina, C. y Pedró, F. (1997). Epílogo: Internet como entorno para la enseñanza a distancia. En Tiffin, J. y Rajasingham, L. En busca de la clase virtual. La educación en la sociedad de la información. Barcelona: Paidos • Limón, L. C., 1996”Internet en la educación. Una ventana al conocimiento universal”, en: Básica. Año III Nov-Dic 1996. • Salomón, G. 1995. Distributed Intelligence, LEA. Hillsdale. • González C. (1997). Impacto De La Tecnología Moderna En La Educación. Revista De La Educación Superior. ANUIES No 104. Octubre- Diciembre. • Martínez P, J. Y Del Castillo R., A. (1998). Haciendo Cursos en Línea. Programa universidad en Línea, Coordinación de Universidad en Línea y Educación a Distancia. UNAM. 171
