| Artículos | 01 OCT 1995

Videoconferencia por ordenador

Tags: Histórico
Rais Busom.

Primero fue el correo electrónico y luego el fax. Ahora la videoconferencia ha llegado al mundo del PC. Para quien lo ha probado, no cuesta imaginar que será uno de los servicios de comunicación más utilizados tanto a nivel personal como corporativo.

Los cineastas saben que una película no es la realidad, pero son conscientes que se produce un fenómeno llamado efecto o impresión de realidad por el cual el espectador tiende a pensar que lo que ve, si no existe realmente, al menos puede existir. Esta analogía entre la realidad y su representación en vídeo es la base de la videoconferencia. Cuando dos personas se hablan y se ven mediante una comunicación entre ordenadores, tienen la ilusión de estar el uno frente al otro. Pero de hecho no lo están, y la prueba de ello, es que uno puede engañar al otro reproduciendo una cinta de vídeo con una conversación pregrabada. Como sucede con el vídeo en directo, la videoconferencia tiene la capacidad de conseguir que una persona ausente, tenga la misma presencia que si estuviese ante nuestra narices. Y en ello reside la enorme fuerza de esta tecnología: estar allí, como estar aquí. Sin embargo, hasta ahora no ha tenido mucha difusión debido a su enorme coste y dificultad técnica. Pero recientemente, la videoconferencia ha pasado de ser una tecnología cara y exclusiva de grandes instalaciones -las famosas videorooms- a convertirse en una herramienta multimedia más del entorno PC. En este artículo vamos a referirnos a esta clase de videoconferencia.

El cuello de botella del vídeo

El problema básico del vídeo en referencia a las telecomunicaciones es el gran ancho de banda que requiere. Por este término se entiende el rango de frecuencias capaz de transmitirse por una red. El ancho de banda de un canal de comunicación determina la cantidad de información transmitida en una unidad de tiempo determinada, y en consecuencia, la velocidad.

Si deseamos calcular en cuánto tiempo podemos completar una distancia de 1.000 Km a 120 Km/hora en condiciones ideales, mediante una simple división obtenemos 8,3 horas. De la misma manera, si enviamos un fichero de 1 MB por una línea de teléfono convencional que tiene un ancho de banda de 8 KB por segundo, podemos calcular que tardará 17 minutos, es decir, 8.000.000 de bits del fichero dividido por 8.000 bits de la capacidad de la línea telefónica arrojan 1.000 segundos o 16,6 minutos (los redondeos son ex-professo). Enviar una imagen de vídeo puede requerir mucha más velocidad.

En videoconferencia suele trabajarse con ventanas de 300x200 pixeles, contando que por cada pixel se debe enviar como mínimo un byte de información para describir el color de cada pixel, podemos establecer que cada secuencia contiene 60.000 pixeles o 60 KB. El vídeo estándar utiliza 30 imágenes (frames) por segundo, por tanto, 30 imágenes de 60 KB dan la friolera de 1,8 millones de bytes por segundo. Teniendo en cuenta los cálculos anteriormente precisados sobre la línea telefónica, llegamos a la conclusión de que son necesarios, nada menos que, 30 minutos para enviar un segundo de vídeo en movimiento (14.400.000 bits de 30 frames dividido por 8.000 bits/segundo de la línea telefónica dan 1.800 segundos o 30 minutos). Por supuesto que no existe ningún sistema que funcione así, nuestros cálculos son puramente didácticos para dimensionar el problema de flujos multimedia a través de redes de datos. Este es el gran problema de la videoconferencia, del envío de imágenes por líneas telefónicas. Para resolver este cuello de botella del ancho de banda existen dos soluciones: o utilizar canales de comunicación que utilicen mayor ancho de banda, o utilizar algoritmos de compresión y descompresión. Cabe decir que la mayoría de los sistemas utilizan una combinación de ambas soluciones.

Mayor ancho de banda

Si bien existen soluciones para utilizar videoconferencia a través de la red telefónica básica (RTB), como es el caso de Creative Labs ShareVision PC3000, la mayoría de los fabricantes se orienta hacia la adopción de la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) cuya relación precio/velocidad es altamente superior. Como alternativa a la RDSI existen además sistemas basados en redes locales como Ethernet. Ambos sistemas tienen sus ventajas y sus desventajas.

La RDSI es un sistema síncrono orientado a circuito, mientras Ethernet es un sistema asíncrono orientado a paquetes. Una llamada RDSI define un circuito virtual entre dos usuarios remotos entre los que fluyen datos. El circuito permanece hasta que uno de los dos usuarios interrumpe la comunicación. El ancho de banda se mantiene estable y disponible durante la conexión -siempre que la calidad de las líneas lo permitan. Ningún otro usuario o servicio reducirá el ancho de banda. En cambio, en redes Ethernet se tiene un canal compartido en el que los paquetes de información de diversos usuarios fluyen por el cableado. De esta manera, el ancho de banda debe compartirse entre varios, a veces demasiados, usuarios, y el rendimiento puede caer en picado.

Si el sistema de videoconferencia permite sumar los dos canales de 64 kbits de la RDSI se puede alcanzar una velocidad de 128 kbits, lo que representa que adaptando los cálculos de la RTB significa que obtendremos 30 frames cada 2 minutos (14.400.000 bits de 30 frames dividido por 128.000 bits/segundo de la RDSI dan 112,5 segundos o 1,87 minutos). Si dividimos la velocidad de la línea por lo que ocupa una imagen podemos deducir que es posible enviar más de 25 imágenes por segundo (128 kbits de la RDSI dividido por los 480 kbits que ocupa nuestro frame dan 0,266 por segundo) o una nueva secuencia cada 4 segundos. La Ethernet permite una mayor velocidad que la RDSI pudiendo alcanzar 1,5 MB por segundo aunque la ratio de utilización normal llega normalmente hasta el 75% de su ancho de banda con lo que podemos establecer unos 375 kbits/segundo que consiguen más de 75 imágenes por segundo (375 kbits de la Ethernet dividido por los 480 kbits que ocupa nuestro frame dan 0,781 por segundo) o 3 secuencias por segundo.

Debido a que la calidad del vídeo es directamente proporcional al ratio de imágenes por segundo, la RDSI se convierte, hoy por hoy, en el mejor sistema de sobremesa para la videoconferencia ya que asegura un ancho de banda permanente. También hay que considerar las nuevas especificaciones de Ethernet conmutada a 100 MB por segundo, que cambian radicalmente la situación. Otro argumento en favor de la RDSI es que de cara al usuario particular es la mejor opción comercial: instalación en 24 horas por parte de Telefónica a una cuota de 138 Ptas. la hora por canal, sin problemas de mantenimiento.

Algoritmos de compresión

Otra solución al cuello de botella del ancho de banda en videoconferencia es la compresión de las imágenes. Complejos algoritmos basados en la transformada discreta del coseno (DTC) suelen ser los más utilizados. Lo más significativo de la compresión es la ratio que se puede alcanzar. Una ratio 1:2 significa que un fichero de 1000 bytes se consigue comprimir en 500 bytes. Una imagen de 300x200 como la de la figura 6 en formato GIF, que utiliza una compresión sin pérdida, ocupa 45.560 bytes. Para conseguir una mayor compresión se utilizan algoritmos con pérdida como el formato JPEG en imágenes estáticas o MPEG en vídeo en movimiento. Ambos sistemas tienen una base de funcionamiento parecida por lo que utilizaremos el formato JPEG para ilustrar las dimensiones de la compresión. El formato JPEG permite definir la calidad de la imágenes, es decir, cuanta pérdida queremos aceptar en la compresión. Como se muestra en el recuadro La calidad de imagen en videoconferencia se pueden apreciar diversos porcentajes de calidad. Una ratio de compresión de 1:10 al 25% da una calidad aceptable con una compresión importante. Este tipo de compresión permite siguiendo los cálculos anteriores

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