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El presente trabajo da una visión general de los tipos de aplicaciones y las distintas necesidades exigidas por los sistemas multimedia y en particular en lo que se refiere a la transmisión de este tipo de información así como las características de los principales tipos de tecnologías de red de alta velocidad que se encuentran bajo activo desarrollo destacando entre ellas a ATM (Asynchronous Transfer Mode), que se ha concebido para lograr implementar una red universal (B-ISDN: Broadband - Integrated Services Digital Network), para soportar esos diferentes tipos de aplicaciones y servicios multimedia que generalmente presentan requerimientos distintos.
Palabras Claves : Multimedia, JPEG, MPEG, MHEG, P*64, B-ISDN, FPS, ATM, LAN, Redes de alta velocidad.
Las investigaciones y desarrollos en el área de la multimedia se puede dividir en dos grandes grupos: el primero centrado en el área de estaciones de trabajo independientes con el software y las herramientas relacionadas, tal como composición musical, enseñanza asistida por computador, video interactivo, etc. El segundo grupo centrado en el intercambio de información multimedia entre esas estaciones de trabajo a través de redes, combinando así los sistemas distribuidos con la multimedia. Todo esto ofrece un gran panorama y un enorme potencial para nuevas aplicaciones basadas en los sistemas multimedia distribuidos, los cuales incluyen sistemas de información multimedia, los sistemas de colaboración y conferencia, los servicios multimedia sobre demanda, televisión de alta resolución y la enseñanza a distancia.
Los sistemas distribuidos multimedia requieren transferencia de datos continua sobre periodos de tiempo relativamente altos, sincronización en el manejo de los diferentes tipos de datos (ejemplo: voz y sonido), espacios de almacenamiento extremadamente grandes, manejo de tiempo real y técnicas especiales de indexamiento y recuperación de los datos de tipo multimedia, además de otros problemas que surgen a partir de éstos.
Esa creciente necesidad de incrementar la interconexión de las cada vez más poderosas estaciones de trabajo multimedia da como resultado una evolución de las comunicaciones en búsqueda de las redes (sus características) que soporten la transmisión de este tipo de información multimedia. Este trabajo resume esos requerimientos de manejo de datos multimedia y muestra, de manera general, las características de varias tecnologías de redes de alta velocidad que buscan satisfacer esos requerimientos.
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Los distintos avances en la tecnología han permitido el desarrollo de aplicaciones multimedia técnica y económicamente realizables. Estos avances incluyen el poder de las estaciones de trabajo, la alta capacidad de los dispositivos de almacenamiento, las altas velocidades de las redes, los avances en tratamiento de imágenes y vídeo, los avances en el manejo del procesamiento del audio, procesos de reconocimiento de voz, los algoritmos de compresión y el avance mismo del audio y el vídeo [1].
Entre la diversa variedad de aplicaciones multimedia que se pueden desarrollar potencialmente se distinguen tres tipos de sistemas que hoy por hoy se encuentran en uso: el correo multimedia, los sistemas de trabajo colaborativo y los sistemas de conferencia multimedia.
Los sistemas de correo multimedia son más sofisticados que los sistemas de correo electrónico estándar. Ellos implementan múltiples aplicaciones, como edición multimedia de correo de voz, las cuales requieren altas ratas de transmisión de datos comparada con las ratas utilizadas en sistemas de correo de solo texto.
Los sistemas de trabajo colaborativo permiten que los diversos integrantes de un grupo de trabajo puedan discutir un problema desde sus sitios de computo de manera simultánea. Durante esas reuniones se puede ver, discutir y modificar documentos multimedia.
Los sistemas de conferencia permite que un cierto número de participantes intercambien información multimedia a través de redes de voz y datos. Cada participante cuenta con su estación de trabajo multimedia sobre redes de ratas de velocidad altas. Cada uno de dichos participantes puede enviar o recibir vídeo, audio, y datos y puede desempeñar ciertas actividades de colaboración. Estas conferencias multimedia manejan el concepto de “espacios de trabajo virtual compartido” el cual describe las partes del despliegue que son replicadas para todas las estaciones.
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2.1. TECNICAS DE COMPRESION DE DATOS
Las técnicas de compresión de datos juegan un papel fundamental en el desarrollo de las aplicaciones multimedia debido a los grandes requerimientos de espacio que exige el audio, las imágenes, la animación y el video como a los limitados anchos de banda de las redes que no permiten la transmisión de altos volumenes de datos multimedia (como el video) en tiempo real. El cuadro número 1 muestra requerimientos de espacio de acuerdo a varios tipos de datos.
| TIPO DE DATO. | DESCRIPCION | MEDIDA & ANCHO DE BANDA |
|---|---|---|
| Texto | ASCII, EBCDIC | 2KB por página. |
| Audio | Audio o voz digitalizada (sin codificar) |
Voz/teléfono: 8khz (8 bits. 6-44KB/s) Audio CD DA: 44.1 Khz (16 bits. 176KB/s) |
| Imagen |
Gráficas (mapas de bits) Fotos Fax |
Muestra: 64KB por imagen Detallada (color) 7.5 MB por imagen. |
| Animación | De 15 a 19 cuadros/s | 2.5 MB/s para 320x640x16 pixeles/cuadro. |
| Video | TV analoga o imagen digital a 24-30 cuadros/s | 27.7 MB/s para 640x480x24 pixeles/cuadro |
Afortunadamente a lo largo de las pasadas décadas se han desarrollado varias técnicas y algoritmos de compresión que hacen que la transmisión de datos multimedia sea posible de llevar a cabo. En la actualidad existen varias técnicas y estándares de compresión como JPEG, MPEG y P*64. A continuación se muestra de manera general cada uno de ellos, para mayor detalle ver [1], [9] y [11].
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Es el más popular de los estándares de compresión de imágenes fijas, basado en la transformada discreta del coseno. Comprime en relaciones cercanas a 20:1 antes de que ocurra una degradación visible de la imagen. El JPEG se ha hecho popular para la compresión de video a tiempo real en Macintosh, PC y Amiga, pero a mayores relaciones de compresión sus resultados son decepcionantes y sacrifica gran parte de los datos de la imagen.
Cuando se aplica una relación de 30:1 en un cuadro de video a color, el requerimiento de espacio de almacenamiento se reduce de 1000KB a 33KB y la velocidad de transferencia, a nivel interno del PC, se reduce a cerca de 1MB por segundo, aún dentro de las capacidades de la mayoría de los dispositivos de almacenamiento.
En general el algoritmo de compresión lo que hace es tomar bloques de 8x8 pixeles, de la imagen a codificar, y el valor de los 64 pixeles resultantes son pasados al dominio de la frecuencia a través de la transformada discreta del coseno, en donde el valor de la mayoría de los coeficientes de la función resultante (los de las bajas frecuencias), que no aportan a la calidad de la imagen, son cercanos o iguales a cero permitiendo que no se necesite codificarlos.
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Este estándar es utilizado para codificar imágenes en movimiento; su esquema permite comprimir audio en relaciones de 5:1 o 10:1. El MPEG proporciona datos descomprimidos a una velocidad de 1.2 a 1.5 MB por segundo. Esto permite que las unidades de CD puedan reproducir películas a color con movimiento en tiempo real a 30 cuadros por segundo. La relación de compresión es de 50:1 antes que se degraden las imágenes, pero pueden lograrse relaciones de hasta 200:1 con un grado de degradación observable.
La idea de ésta técnica de compresión es realizar la codificación a dos niveles: el primero a nivel de cada cuadro (al interior de cada cuadro de imagen), en un esquema similar al usado por JPEG, y el segundo a nivel de todos los cuadros (entre cuadros de imágenes) en donde, algunos cuadros (cuadros tipo P) se van codificando de acuerdo a un cuadro anterior (se tiene en cuenta solo las diferencias entre los cuadros - no hay redundancia de información -) mientras otros (cuadros tipo B) se van codificando por la interpolación de un cuadro anterior y un cuadro posterior.
El estándar MPEG-1, comprime video de 320x240 pixeles en aplicaciones tal como multimedia interactiva, en donde la rata mínima requerida es de 1.5 Mbps.
El estándar MPEG-2 comprime video de 720x480 pixeles en aplicaciones de video sobre demanda; la rata mínima requerida esta en el rango de 4 a 10 Mbps.
Futuras aplicaciones como la televisión de alta resolución podría utilizar el estándar MPEG-3 cuya rata mínima proyectada esta en el rango de 5 a 20 Mbps. Y las aplicaciones como la video-telefonía podría utilizar el estándar MPEG-4 cuya rata está en el rango de 9 a 40 Mbps.
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Este es un estándar de compresión para la transmisión de audio y video en tiempo real establecido por la ITU (International Telecommunications Union, antes conocida como CCITT) recomendaciones H.261. P*64.
El algoritmo combina dos tipos de codificación, uno intracuadros (al interior de cada cuadro) basado en la Transformada Discreta del Coseno, similar a JPEG, y otro intercuadros (entre los distintos cuadros), para proveer un rápido procesamiento de compresión y descompresión de video “al vuelo” de manera optimizada.
P*64 codifica audio y video a tiempo real para transmitirlos sobre líneas telefónicas de cobre y fibra óptica a 30 cuadros por segundo con anchos de banda de entre 4 Kilobits/segundo y 4 Mbps. Este estándar es utilizado por AT&T y Northern Telecom.
Se están desarrollando otros sistemas de compresión en compañías como Kodak, Sony, Storm Technology, SuperMac, Iterated System y C-Cube MicroSystems.
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Muchas aplicaciones, tal como el video mail, video conferencia y los sistemas de trabajo colaborativo requieren redes multimedia, en donde los objetos multimedia son almacenados en un servidor y desplegados en los sitios de los clientes. Tales aplicaciones requieren grandes anchos de banda, hacer transmisiones de los datos multimedia a todas las direcciones (los diversos sitios remotos) de una red o subred y acceder grandes depósitos de recursos multimedia.
En los ambientes tradicionales de redes de área local la información de tipo multimedia se encuentra almacenada en cada uno de los equipos y es manejada de manera independiente por cada uno de ellos. En general no pueden soportar un esquema en el cual cada uno de esos equipos acceda a servidores remotos en los cuales se encuentra toda la información multimedia, debido a varias razones, entre las cuales se tienen:
Con este tipo de requerimientos las redes tradicionales no soportan el manejo de sistemas multimedia, Ethernet por ejemplo solo soporta un ancho de banda de 10 Mbps y las demoras que se presentan en la comunicación son no determinísticas. Esto ha hecho surgir nuevas tecnologías de redes como Fast-Ethernet, 100VG, Frame-Relay, ATM, FDDI, entre otras, así como la concepción de una red universal que permita manejar información multimedia conocida como la B-ISDN.
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2.3. REQUERIMIENTOS EN COMUNICACIONES MULTIMEDIA
Los sistemas distribuidos multimedia requieren transferencia de datos continuos sobre periodos de tiempo relativamente altos, sincronización en el despliegue de los diferentes tipos de datos (ejemplo: voz y sonido), espacios de almacenamiento extremadamente grandes, manejo de tiempo real y técnicas especiales de indexamiento y recuperación de los datos de tipo multimedia, además de otros problemas que surgen a partir de éstos. En general la complejidad de los problemas relacionados con las aplicaciones multimedia tienen que ver con todos los componentes de un sistema de computación [2].
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2.3.1. Requerimientos a Nivel de Usuario
Desde el punto de vista del usuario, los mas importantes requerimientos para el manejo de las comunicaciones multimedia son:
Las demoras de acciones y eventos deben ser insignificantes para mantener una buena administración de los sistemas.
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2.3.2. Requerimientos a Nivel de Red
Desde el punto de vista de la red, los mas importantes requerimientos son:
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3. B-ISDN: BroadBand - Integrated Services Digital Network
En la actualidad la tendencia en el mundo de las telecomunicaciones apunta hacia una red universal, conocida como B-ISDN (Broadband - Integrated Services Digital Network), que soporte diferentes tipos de servicios, generalmente con requerimientos distintos. Una red de banda ancha multimedia, como la B-ISDN, podría ser requerida para soportar el tráfico generado por el amplio rango de los servicios multimedia (Ver [3] y [5] ).
La concepción de la B-ISDN se debe tanto al gran avance tecnológico en el campo de la electrónica y la calidad de los medios de transmisión utilizados por las redes actuales (transmisión digital, fibra óptica, etc.) que permiten pensar en la implementación de redes que efectúen la transmisión y conmutación de tráfico a altísimas velocidades de manera confiable, como a la transmisión de datos lo cual ha cambiado radicalmente los sistemas de transmisión. El concepto actual, es diseñar la red para que se pueda no solo transmitir datos sino proporcionar servicios de otro tipo (incluso combinaciones de tráfico: voz y datos, por ejemplo) a altas velocidades y con excelente calidad, reflejándose en el funcionamiento eficiente para cualquier tipo de servicio.
Una posible solución a esta red es la tecnología de conmutación rápida de paquetes FPS (Fast Packet Switching), este concepto cubre todas las características básicas. Además es un concepto aplicable a todos los sistemas que operan a tasas de velocidad muchos más altas que los sistemas convencionales de conmutación de paquetes.
El FPS ha sido estudiado por la UIT-TS (antes conocida como CCITT) en los últimos años por ser la solución a B-ISDN. Esta tecnología tiene varias alternativas de implementación que se pueden clasificar en frame relays (paquetes de longitud variable) en el cual se encuentra FRAME-RELAY y cell relay (paquetes de longitud fija) en donde esta SMDS y ATM.
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Frame relay es una tecnología para redes de área amplia (WAN) que surge de la necesidad de construir un protocolo que requiera mínimo procesamiento de los nodos de conmutación.
El principio de Frame-Relay es dividir el nivel de enlace en dos subniveles con el fin de incrementar el desempeño y la velocidad de la red. Pero, al igual que X.25, aunque de una manera diferente (debido a esa división de la capa) Frame-Relay utiliza el protocolo HDLC lo que hace que aunque se disminuya el retardo en los puntos de enlace se siga teniendo cierta demora en los mismos.
A continuación se presentan, de manera general, los principales aspectos de Frame-Relay (puede encontrar una ampliación de cada uno de estos puntos en [4], [6] y [9]):
· Se pueden cargar múltiples protocolos de LAN sobre Frame-Relay.
En razón a lo anterior, Frame-Relay no se constituye como una completa y buena solución a la B-ISDN ya que no se garantiza la transparencia en el tiempo, retardos aceptables para servicios que exigen manejo de tiempo real. Sin embargo, es una solución a corto plazo que posibilita la transmisión de diversos tipos de tráfico (información multimedia) sobre una sola red de manera más rápida y confiable.
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3.2. SMDS : (Switched Multimegabit Data Services)
Es uno de los primeros servicios ofrecidos con características de banda ancha en 1991. SMDS es un conmutador que permite interconectar redes de área local, ofrece servicios de transporte de datos, orientado a paquetes y no a conexión.
A continuación se presentan, de manera general, los principales aspectos de SMDS (puede encontrar una ampliación de cada uno de estos puntos en [4], y [9]):
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3.3. ATM : (Asynchronous Transfer Mode)
ATM ha sido escogido por el UIT-TS como el modo de transferencia para la B-ISDN porque brinda la posibilidad de transportar cualquier tipo servicio independientemente de ciertas características como las ratas de transmisión de bits, los requerimientos de calidad del servicio y la naturaleza continua o no continua del servicio. Se espera que una red ATM, se adapte por si sola a los cambios tecnológicos del presente y del futuro, y soporte cualquier tipo de servicio que se incorpore a ella, sin importar el grado de sofisticación del servicio mismo.
A continuación se presentan, de manera general, los principales aspectos de ATM (puede encontrar una ampliación de cada uno de estos puntos en [2], [4], y [9]):
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3.3.1. ATM COMO SOLUCION A LOS REQUERIMIENTOS MULTIMEDIA
ATM es el más indicado para manejar el ambiente de tráfico multimedia (por ahora en redes WAN y MAN y en un futuro no muy lejano en redes LAN) porque ofrece una gran flexibilidad de los anchos de banda que requiere este tipo de información, a través de la asignación de marcos de longitud fija para conexiones virtuales (como un requerimiento básico), de la eficiente utilización de los anchos de banda, por el manejo de multiplexamiento estadístico del tráfico de la red (a costa de los retardos o perdidas de las celdas), por la garantía de la calidad del servicio de las transmisiones como de otras ventajas particulares que son explicadas más adelante (para mayor información ver [2], [7] y [9]).
Distinto a lo que sucede con los datos de las redes tradicionales, en el ambiente multimedia es crítico que el transporte ATM garantice los requerimientos adecuados para soportar todo tipo de aplicaciones (esto debido a la perdida de celdas o a las demoras), desde aplicaciones sensibles a los retardos de transmisión, como las aplicaciones que involucran transferencia de voz, hasta las aplicaciones que no son sensibles a este aspecto como las aplicaciones que involucran transferencia de datos e imágenes.
Para aquellos servicios multimedia que requieren la transmisión continua de los datos lo que se hace, en las redes de conmutación de paquetes, es simular a través de circuitos virtuales lo que se hacia en las antiguas redes de conmutación de circuitos, en donde primero se establecía la conexión entre el punto de origen y el punto de destino para poder iniciar cualquier intercambio de información. Estos circuitos virtuales hacen que se establezca una conexión punto a punto (temporal o permanente) mediante la cual se pueden proveer una debida coordinación y sincronización de este tipo de información multimedia.
El multiplexamiento de todos los tipos de información multimedia dentro de un solo circuito virtual (o mejor camino virtual) se conoce como “un circuito virtual multimedia”, que no es más que un agregado o conjunto de circuitos virtuales. La utilización de este tipo de circuito virtual multimedia ofrece dos facilidades:
- Poder transmitir sobre la red todos los tipos de información a través de un solo camino virtual permite que los distintos paquetes lleguen en el mismo orden en que fueron enviados mientras que si los tipos de información son enviados sobre circuitos virtuales que tomen diferentes rutas en la red, las diferentes características de retardos podrían dificultar el proceso de sincronización.
- Con un simple camino virtual (agregado de circuitos virtuales), los distintos tipos de información, los cuales viajan por cada uno de esos circuitos virtuales, solo necesitan tener cierta información básica para transmitir las cadenas de información sin necesidad de realizar operaciones adicionales de identificación (de que cada circuito virtual esta ligado a otro que hace parte del mismo llamado) mientras que sí se usan múltiples circuitos virtuales independientes se necesitaría manejar señales y algunas otras operaciones para identificar que los distintos circuitos virtuales involucrados hacen parte del mismo llamado.
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ATM puede jugar un papel importante y significativo en la realización de la flexibilidad y economía necesaria para el manejo de las comunicaciones de tipo multimedia. Las más importantes capacidades que brinda ATM son:
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3.3.2. ATM vs OTRAS TECNOLOGIAS DE RED DE ALTA VELOCIDAD
Entre las muchas tecnologías de red de alta velocidad que se tienen en la actualidad, varias de ellas se han puesto a la vanguardia, son ellas Fast Ethernet, 100VG, FDDI y ATM (Ver [7] y [8]). A la hora de escoger y comparar cual de ellas se ajusta a las necesidades del ambiente de red con el que se cuenta se debe tener las siguientes consideraciones:
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Para redes de área local que utilicen Token Ring (de 4 - 16 Mbps) o Ethernet (10 Mbps). Fast Ethernet es la mejor solución para aquellas redes de área local que quieran extender su desempeño mientras mantienen la compatibilidad con todo lo que existe.
Esta tecnología se fundamenta en la extensión del método de acceso al medio CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), este método usado en las redes de área local define la forma como se transmiten la información a través del bus de transmisión (medio físico), el protocolo funciona de la siguiente forma:
Cuando una estación tiene datos para transmitir escucha el bus para ver si alguna otra estación se encuentra transmitiendo; si ninguna estación esta transmitiendo, la estación comienza su propia transmisión inmediatamente. Si otra estación esta transmitiendo (es decir que el bus esta ocupado) entonces la estación debe esperar a que el bus este libre; tan pronto como el bus este libre la estación puede iniciar su propia transmisión.
Debido a que hay un tiempo de demora para viajar dentro del bus, ocacionado por factores eléctricos, dos estaciones pueden iniciar una transmisión simultáneamente; si esto sucede ocurre entonces una colisión y los datos se pierden. Con el fin de recuperar perdidas de los datos ocacionados por una colisión, una estación debe escuchar el bus mientras esta enviando la información para monitorear posibles colisiones, y de esta manera detener la transmisión y evitar la colisión.
Uno de los problemas de Fast Ethernet es que no se ha definido aún un estándar que permita que no haya incompatibilidad entre cada uno de los productos de los distintos proveedores. Sin embargo, debido a la relativa simplicidad de esta tecnología se espera que su desarrollo sea rápido.
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VG para grado de voz, es una tecnología de redes de área local de alta velocidad que extiende el tráfico Ethernet a 100Mbps. Esta tecnología extiende la tecnología Ethernet pero no se fundamenta en el método CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) de control de acceso al medio.
100VG no es una arquitectura de red para todo, es una arquitectura de conexión de circuitos. Se translada la responsabilidad para dirigir el tráfico de datos de las tarjetas adaptadoras de red a Hubs inteligentes, que están dedicados a administrar la red.
En esta arquitectura no hay posibilidad de colisiones ya que el Hub controla permanentemente cual estación esta enviando datos, de igual manera el Hub puede decidir el orden y la prioridad en que se aceptan los datos desde la estación. El retardo indeterminado de acceso al medio que se presenta utilizando CSMA/CD es eliminado, pero los problemas de rendimiento debidos a retardos ocacionados por factores eléctricos continúan.
Al igual que con Fast Ethernet, no se ha definido aún un estándar que permita que no haya incompatibilidad entre cada uno de los productos de los distintos proveedores. Adicionalmente debido al cambio de protocolo de control de acceso al medio se hace indispensable el empleo de un nuevo tipo de hardware (como el de tarjetas adaptadoras de red y el Hub), lo cual ocacionaría costos adicionales.
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Una red FDDI provee un ancho de banda de 100 Mbps, suficientes para el manejo de información multimedia. En el modo sincronizado, FDDI presenta bajos tiempos de retardo tanto en la transmisión misma como entre la llegada de los distintos paquetes de información lo cual le permite la transmisión de datos sensibles al tiempo (como la voz), sin embargo, debido a los altos costos, las redes FDDI no son utlizadas como redes de estaciones de trabajo. Adicionalmente FDDI presenta otra desventaja para el manejo de datos multimedia: los nodos que hacen parte de la red deben compartir los 100 Mbps, lo cual hace que la capacidad de la red se decremente en proporción a su medida.
El ambiente ideal de FDDI esta en las redes de área metropolitana como backbone de alta velocidad para la transferencia de datos a los distintos servidores y PC’s . De igual manera para aquellas aplicaciones de misión crítica que requieran máximo control. El uso de fibra óptica permite una mejor medida en cuanto a la tolerancia de fallas, mayor cubrimiento y más control.
El siguiente cuadro comparativo (ver cuadro No. 2) muestra, como característica importante, el hecho de que para los ambientes de redes de alta velocidad de jerarquía pequeña son apropiadas las tecnologías como Fast Ethernet, 100VG y FDDI mientras para la jerarquía de MAN’s y WAN’s es apropiada la tecnología ATM, por ahora, pués se espera que en un futuro ATM sea utilizada igualmente en ambientes de redes LAN; lo cual sería una ventaja importante ya que se lograría una cierta homogeneidad a la hora de hablar de redes, es decir, no estar diviendo los conceptos, la tecnología y las diferencias entre lo que es una red LAN, MAN y WAN.
La instalación de ATM en ambientes de PC’s esta ligado a las diversas pilas de protocolos que existen hoy por hoy. En la actualidad se esta llevando a cabo un estudio (por “Internet Engineering Task Force”) para lograr integrar todos estos protocolos a través de las capas de adaptación de ATM. Este es uno de los grandes problemas abiertos que tienen que ser resueltos antes de usar la tecnología ATM en los ambientes de PC’s (además de los costos que esto implica).
| PROPIEDAD | FAST-ETHERNET | 100VG | FDDI | ATM |
|---|---|---|---|---|
| Método de Acceso | CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). | DPAM: Método de acceso por demanda de prioridad. | Esquema de doble anillo con token. | Acceso Conmutado a través de Canales y Caminos Virtuales. |
| Servicios de Red | Tráfico Asincrónico | La prioridad permite optimizar el uso del medio para voz e imagen (comparado con Fast-Ethernet) | Tráfico Asincrónico y Sincrónico | Todo tipo de tráfico |
| Medida de Marcos | 64-1500 bytes. | 64-1500 bytes. | 64-4500 bytes | 53 Bytes. |
| Madurez de estándares | Aproximadamente cuatro años de madurez. | Aproximadamente cuatro años de madurez | Cerca de 14 años de madurez de estándares para redes de este tipo (100 Mbps). | Madurez de estándares en redes WAN. Aún se trabaja en estándares para redes LAN. |
| Escala | Principalmente para redes LAN | Principalmente para redes LAN | Como Backbone de alta velocidad. | Para redes WAN, MAN y en futuro en redes LAN. |
| Costo | Predica ser la tecnología menos costosa ya que mantiene la infraestructura de 10Mbps Ethernet. | Costo alto, ya que requiere de nuevos equipos especializados. | La existente infraestructura (ya montada) y la proliferación de vendedores la hacen que tenga un costo aceptable. | Costo alto, debido a la nueva infraestructura que requiere |
| Cableado: UTP 3 | Posible. | Si | No | No |
| Cableado: UTP 4 | Posible | Si | No | No |
| Cableado: UTP 5 | Si | Si | Si | Si |
| Cableado: STP 5 | Si | Si | Si | Si |
| Cableado: IBM T1 UTP | Si | Si | Si | Si |
| Fibra Optica | Si | Si | Si | Si |
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Las investigaciones y desarrollos de redes de alta velocidad que provean anchos de banda necesarios para el manejo de sistemas multimedia son de gran importancia y piedra angular para el avance de estos sistemas. Teniendo en cuenta el rápido crecimiento de los sistemas multimedia distribuidos y sus aplicaciones.
Los avances en los sistemas multimedia distribuidos han iniciado un significativo efecto en el desarrollo de servicios multimedia sobre demanda, tales como los juegos de entretenimiento interactivos, la distribución de noticias en vídeo, la renta de vídeo y las librerías digitales multimedia.
Varias compañías realizan redes de fibra óptica acopladas con técnicas de computación y técnicas de compresión que hacen posible el desarrollo de películas digitales. En los últimos tiempos las alianzas de empresas de manejo de redes, entretenimiento, teléfono, y computadores centradas en la realización de aplicaciones de vídeo sobre demanda.
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Los avances en los sistemas multimedia distribuidos han tenido un significante efecto en el desarrollo de servicios multimedia sobre demanda. El espectro del mundo computacional muestra a la multimedia, las comunicaciones y el “broadcasting” (envío de transmisiones a todas las direcciones de una red o subred) como áreas emergentes y de gran futuro.
La mayoría de los nuevos computadores son capaces de presentar y aceptar múltiples medios tales como imágenes, sonido, vídeo, audio, texto y elementos gráficos. Esas nuevas potencialidades de las estaciones finales están cada vez más en un excelente nivel costo-beneficio, lo cual anticipa el incremento de su interconexión como estaciones de trabajo multimedia. Muchos negocios y aplicaciones comerciales están siendo previstas para adoptar tales capacidades.
No solo escoger una red multimedia ideal es suficiente para cumplir con los diversos requerimientos de transmisión de datos multimedia, pués se deben tener en cuenta otros aspectos como el de la compresión de este tipo de datos.
Las interfaces y protocolos de las aplicaciones multimedia son actualmente propietarias ya que los estándares para manejar ciertos problemas y características no han sido aun realizados en muchos de los casos. Adicionalmente los primeros usuarios de aplicaciones multimedia tendrían que ensamblar redes, sistemas finales, adaptadores y software para reunir y cumplir con sus necesidades. Sin embargo con la experiencia ganada a través de la competición, los estándares en multimedia podrían emerger bien sea por medio de foros en la industria o por estandarización de facto.
Las múltiples clases de calidad de servicio y la capacidad para reservar amplios anchos de banda y conjuntos de llamadas dinámicas hacen de ATM la base ideal para soportar estas aplicaciones multimedia. Una de las principales funciones adicionales que podría ser necesitada por ATM es un medio para asociar múltiples conexiones dentro de una simple llamada de una manera útil. Esto esta planeado para la estandarización de la UIT-TS periodo de 1995-1996.
Es importante tener en cuenta que aunque ATM brinda las mejores características para el manejo de los sistemas de redes multimedia existen una gran variedad de tecnologías alternativas que de una manera u otra se pueden adecuar a las características y necesidades particulares de cada usuario potencial. De igual manera a la hora de escoger cualquiera de esas tecnologías se deben tener en cuenta varias consideraciones como el estado actual de dichas tecnologías, la facilidad de encontrar productos en el mercado, como la compatibilidad de los mismos (estándares), las necesidades especificas del usuario, lo que se espera en el futuro y la relación costo-beneficio que se puede obtener.
Son muchos los retos y problemas que se deben manejar para mantener el creciente desarrollo de los sistemas multimedia y ATM puede ser el punto central de sus espectativas y soluciones.
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[1] Borko Furht, “Multimedia Systems: An Overview”, IEEE Multimedia. Florida Atlantic University, Spring 1994.
[2] Heinrich Armbruster and Klaus Wimmer, “Broadband Multimedia Applications Using ATM Networks: High-Permormance Computing, High-Capacity Storage, and High- Spped Communication”, IEEE J. On Selected Areas in Comm., Vol. 10, No. 9, Dec 1992, pp. 1382-1396.
[3] T. Hoshi, K. Mori, Y. Takahashi, Y. Nakayama and T. Ishizaki, “B-ISDN Multimedia Communication and Collaboration Platform Using Advanced Video Workstation to Soport Cooperative Work”, IEEE J. On Selected Areas in Comm., Vol. 10, No. 9, Dec 1992, pp. 1403-1412.
[4] John Atkins, Mark Norris, “Total Networking”, John Witley & Sons Ltd., West Sussex - England, 1995.
[5] J. Meneses, J.C. Naranjo y C. Reichert, “Redes de Conmutación Rápida de Paquetes”, Horizontes Tecnológicos en Informática y su Posible Impacto en las Organizaciones, Universidad de los Andes, 1995.
[6] Daniel B. Grossman, “An Overview of Frame Relay technology”, IEEE, Codex Corp., 1991, pp. 539-545.
[7] George Prodan, “The Big Three Contenders: FDDI, ATM, and Fast Ethernet”, 3TECH: The 3Com Technical Journal, Vol. 4, No. 3, Sept. 1993, pp. 11-17.
[8] David Flynn, “Fast Ethernet”, 3TECH: The 3Com Technical Journal, Vol. 5, No. 4, Oct. 1994, pp. 3-10.
[9] Tay Vaughan: “Todo el Poder de Multimedia” de: Osborne. California, Estados Unidos. 1994, Capitulo 13.
[10] Meyer-Boudnik and Wolfgang Effelsberg: “MHEG Explained”. IEEE, University of Mannheim. 1995, pp. 26-38.
[11] Andrew S. Tanenbaum: “Computer Networks”. Prentice Hall, New Jersy, 1996, 3D, pp. 730-744.
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Luis Carlos Díaz Ch. E-Mail: luis-dia@uniandes.edu.co
Alejandro Quintero. E-Mail: aquinter@uniandes.edu.co
Universidad de los Andes, Santafé de Bogotá - Colombia.