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J. Aramberri y J. Lasa

Resumen

El término "media streaming" se aplica a una serie de productos y técnicas cuyo objetivo es la difusión de contenidos multimedia tales como audio y video. Este sistema de distribución se caracteriza por la visualización de los contenidos en el cliente sin la necesidad de esperar la descarga completa de un fichero.

Los sistemas de media streaming contemplan la distribución de contenidos tanto en una intranet corporativa como en Internet. Los contenidos pueden estar almacenados previamente en un servidor (video on demand, media streaming), o crearse en el mismo momento de su difusión (live media streaming).

Un servidor de "media streaming" es un elemento muy valioso para actividades de teleformación. Nos permite ofrecer como recurso educativo verdaderas presentaciones virtuales multimedia, en directo o como "video on demand". Existen soluciones sencillas para ofrecer estos servicios en un entorno universitario.

La UPV/EHU ha utilizado el servicio de video streaming desde Junio del 2001 para numerosas conferencias y presentaciones de los Cursos de Verano en San Sebastián, y los resultados de la experiencia se presentan en esta comunicación.

Palabras clave: multimedia, streaming, video en demanda, teleformación, Internet

Summary

The term "media streaming" is applied to a series of products and techniques whose objective is the diffusion of multimedia contents such as audio and video. This system of distribution is characterized by the visualization of the contents in the client without the necessity to wait for the complete uploading of a file.

The media streaming systems cover the distribution of contents in a corporate Intranet as in Internet. The contents can be previously stored in a server (video on demand, media streaming), or be created at the same moment of their broadcast (live media streaming).

A media-streaming server is a very valuable element for tele-education activities. It allows us to offer, as an educative resource, virtual multimedia presentations on live or as "video on demand". Simple solutions exist to offer these services in university environments. The UPV/EHU has used a video streaming service since June of 2001 for several conferences and presentations of the Summer Courses at San Sebastián, and the results of the experience are shown in this communication.

Keywords: multimedia, streaming, VoD (Video on demand), tele-education, Internet

1.- Introducción

Bajo el término Media Streaming se engloban una serie de productos y técnicas cuyo objetivo es la difusión de contenidos multimedia tales como audio y video. Este sistema de distribución se caracteriza por la visualización de los contenidos en el cliente sin la necesidad de esperar la descarga completa de un fichero.

Con la recepción de una pequeña parte el cliente es capaz de entregar su contenido al usuario, mientras continúa recibiendo la corriente de datos (streaming) que irá mostrando posteriormente. La parte almacenada actúa como "colchón" entre el ancho de banda irregular que caracteriza a las redes TCP/IP y el débito contínuo que requieren las transmisiones de audio y video.

Los productos de media streaming contemplan la distribución de contenidos tanto en una intranet corporativa como en Internet. Los contenidos pueden estar almacenados previamente en un servidor

(video on demand, media streaming), o crearse en el mismo momento de su difusión (live media straming). En ambos casos el audio y el video se distribuyen con un formato de codificacion (CODEC) que comprime la información analógica, reduciendo considerablemente el ancho de banda requrido.

Un servidor de "media streaming" es un elemento muy valioso para actividades de teleformación. Nos permite ofrecer como recurso educativo verdaderas presentaciones virtuales multimedia, en directo o como "video on demand". Existen soluciones sencillas para ofrecer estos servicios en un entorno universitario.

Como experiencia piloto, en la UPV/EHU se utiliza el servicio de video streaming desde Junio del 2001 para algunas conferencias y presentaciones de los Cursos de Verano en San Sebastián. En un formato reducido de 160*120 pixels, con distribución cliente-servidor en monocast, se han transmitido a lo largo de este verano cerca de 200 horas de vídeo streaming en directo.

2.- Modelo de servicio

El esquema convencional para la instalación de un servicio de "video streaming" tiene dos actividades fundamentales y bien diferenciadas: la elaboración de contenidos en un formato digital utilizando procedimientos de compresión la distribución de los contenidos por la red a los clientes o usuarios finales.

Para la elaboración de contenidos existe generalmente una primera fase de captura de audio-video, ya se trate de eventos en directo o de contenidos grabados (cintas de video, archivos multimedia), y una fase de compresión en la que se trata separadamente el audio y el video. Los sistemas de videoconferencia multimedia en Mbone cuentan incluso con aplicaciones distintas para cada componente. El resultado de esta actividad puede ser un fichero multimedia, o una corriente (streaming).

La distribución de contenidos incluye la difusión de los referencias, generalmente mediante URLs de los mismos incluidos en páginas web. Un servidor especializado (servidor de streaming), almacena y/o distribuye los contenidos a los clientes. Los servidores pueden proporcionar dos tipos de contenidos:

• VoD (video on demand), petición por clientes individuales de ficheros almacenados en el servidor, sobre los que tiene un control similar a un video doméstico (posicionamiento, paro, retroceso o avance rápido...).
• Difusión (broadcast) a varios clientes de un mismo contenido, ya sea creado en ese momento en vivo (live broadcast), o almacenado previamente en el servidor. El sistema de "difusión" tiene analogías con los canales de TV.

3.- Servidores web y servidores especializados

Para ofrecer contenidos multimedia siguiendo el modelo VoD (video on demand) es posible utilizar servidores web convencionales. Como principal ventaja se reduce la complejidad de la instalación, ya que un servidor WWW es un elemento conocido. Pero no se considera una elección adecuada, por diversas razones que pasamos a enumerar:

• Los ficheros multimedia son de gran tamaño, y consumen tiempo de CPU y de comunicaciones por largos períodos de tiempo. A esto debemos sumar la posible acumulación de peticiones simultáneas de un mismo contenido.
• Al tratarse de ficheros almacenados en un servidor WWW, el cliente se puede hacer con una copia local. No se puede proteger de forma efectiva los derechos de copyright.
• No es aconsejable integrar los streamings de video con otros contenidos convencionales
• Los servidores WWW no pueden ofrecer contenidos siguiendo el modelo de difusión (broadcast)

La opción más adecuada es instalar un servidor especializado, como los que analizaremos en el siguiente apartado. Por una parte son capaces de ofrecer servicios de difusión (broadcast) que no están disponibles en los servidores web convencionales, utilizando cuando es posible tecnologías IP multicast con lo que esto significa de ahorro de ancho de banda. Por otra parte los clientes de los entornos que vamos a analizar están preparados para utilizar servicios que sólo puede soportar un servidor dedicado de streaming, como la optimización de la calidad de recepción en función del ancho de banda disponible. También destacaremos que los clientes propietarios sólo permiten visualizar los contenidos multimedia, evitando la realización de copias locales del contenido.

4.- Productos

4.1.- Real

Es el formato más utilizado en el mundo del streaming e incluso ha absorbido a alguno de sus competidores como Vivo. Su cliente RealPlayer es una aplicación ampliamente extendida y es uno de los plug-in más normales de cualquier explorador. Está disponible para múltiples plataformas y se puede encontrar en paquetes que incluyen todas las herramientas necesarias para poner en funcionamiento un sistema de streaming. Su principal problema es el precio en las instalaciones avanzadas, aunque hay una versión básica gratuita limitada en varios aspectos que se puede utilizar libremente por un periodo de un año. Los productos que suministra la empresa son:

• RealPlayer: Cliente que el usuario instala en su equipo. Existen dos versiones: la básica es gratuita y la Plus cuesta 30$
• RealProducer: Es el compresor. Para audio/video analógico existe una versión básica, gratuitapor un año, y una versión Plus de pago ($150). La versión Plus ofrece características exclusivascomo son: un editor para manipular ficheros de streaming, un simulador de ancho de banda,archivar y publicar en web contenidos RealMedia... Existe también una versión de pago queadmite los nuevos formatos de video digital DV ($250).
• RealSytem Server: es el servidor especializado al que se conectan los clientes. Existen diversasversiones , básicamente en función del número de usuarios simultáneos:

Como plataformas el servidor admite equipos Intel Pentium (Windows NT 4.0 o 2000 Workstation oServer, Linux 2.2), Sun SPARC, IBM RS/6000 y HP PA-RISC

4.2.- Quicktime

Aunque surgido del mundo Macintosh, el cliente QuickTime Player está disponible también para otrosentornos (Windows). Su principal ventaja es que el servidor de streaming es gratuito y también seencuentra disponible para entornos Windows y Unix. Como inconvenientes podemos destacar laausencia de un productor de contenidos asociado como el que presenta el paquete de Real. Lagestión del servidor se efectúa desde una página web.

Los paquetes que podemos encontrar en este entorno son:

• QuickTime Player: Cliente disponible en la versión 5 tanto para plataformas Macintosh como Windows. Existe una versión gratuita y otra de pago ($30).
• QuickTime Streaming Server: Software servidor de libre distribución, actualmente en la versión 3. Disponible en el mundo Mac para el sistema operativo MacOS X, existe una versión Open Source que recibe el nombre de Darwin Streaming Server que funciona con prestaciones idénticas sobre otras plataformas: FreeBSD 3.4, Solaris 7, Red Hat 6.2, Windows NT y 2000 Server. El servidor admite hasta 2.000 usuarios conectados simultáneamente, y tiene módulos para autentificación.

Apple no ofrece un compresor que como en el caso de "Real" complete los útiles necesarios para la creación de contenidos. Si nos proponemos crear ficheros para almacenar en el servidor, existen numerosas aplicaciones en el mercado (Adobe Premiere, iMovie de Apple, Cleaner...). Pero para la compresión en vivo y difusión desde el servidor (live broadcast) todas las aplicaciones son de terceros.

La recomendada por Apple es Sorenson Broadcast, pero también se pueden utilizar para este fin las aplicaciones de Mbone ("rat" para audio, "vic" para video).

4.3.- Windows Media

Creado por Microsoft está principalmente limitado por su dependencia del entorno Windows. Utiliza formatos propios, identificados extensiones como ".asf", ".wma". Aunque el cliente está disponible en otras plataformas, las actualizaciones para Windows suelen ir muy por delante. Su principal ventaja es que todas las herramientas son gratuitas.

• Windows Media Player: Cliente del estándar Windows Media en versión 7.1 para Windows 98, 2000 y ME. Para Macintosh existe la versión 7.01, y versiones anteriores para Windows 95, NT y Solaris.
• Windows Media Encoder: Compresor para el formato Windows Media. Permite capturar audio, video y pantallas tanto en vivo como pregrabadas, y codificar esta información para su distribución en vivo o bajo demanda. Este producto está limitado al entorno Windows, tanto 98 como 2000 y Me, así como NT 4. También ofrece una capacidad limitada como servidor.
• Windows Media Services: Están integrados en Windows 2000 aunque se pueden obtener para entornos Windows NT 4 Server con SP4 o superior. Proporciona el servidor de streaming para situaciones donde el Encoder no es suficiente. Se gestiona a través de Web y proporciona difusiones unicast y multicast, así como autentificación y monitorización de conexiones.

5.- Experiencias en la UPV/EHU

Después de instalar las versiones gratuitas de todos los servidores analizados en el apartado anterior, mantenemos en este momento un servicio estable de "video streaming" basado en Quicktime. El servidor Darwin está instalado en un equipo Sun Ultra 1, y empleamos para la compresión un PowerMac G4 con el software "Sorenson Broadcaster".

La edición de este año de los Cursos de Verano de UPV/EHU ha servido como experiencia piloto, utilizando el equipo anterior de forma contínua para transmitir diariamente las conferencias y presentaciones que se desarrollaban en la sala PP-2. Han sido más de 200 horas de transmisión en directo, en un formato reducido de 160*120 pixeles, y experimentando con diversos sistemas de compresión de audio y video.

Esta experiencia nos ha permitido identificar los aspectos claves para conseguir una cierta calidad en la transmisión y generación de contenidos. Es importante tener en cuenta las características del ancho de banda disponible en el caso de los usuarios remotos. Los conexiones domésticas generalmente no superan los 56 kbps.

La utilización de CODECs especializados no gratuitos mejora considerablemente la calidad de la transmisión con escasos anchos de banda.

Algunas de las transmisiones efectuadas este verano se mantienen actualmente en un sistema de broadcast, en el URL http://scsx01.sc.ehu.es/scwfacvi/streaming/, apuntado también desde el servidor principal de la UPV/EHU (apartado "Universidad Virtual", sección "Cursos de Verano de San Sebastián online).

También es posible observar el funcionamiento del "Video on Demand" en el URL http://scsx01.sc.ehu.es/scwfacvi/streaming/MSR.html

Josu Aramberri,
( acparmij [at] si [dot] ehu.es)
Coordinador EuskoNIX
UPV/EHU

Javier Lasa,
( acremulu [at] si [dot] ehu.es)
Técnico EuskoNIX
UPV/EHU