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¿Qué es...? El formato MP3 -------------------------------------------------------------------------------- A todos nos gusta la música, en mayor o menor grado y unos estilos u otros, y ya depende del tiempo, de las ganas que tengamos y de los que nos cueste el que la escuchemos con más o menos asiduidad Dejando aparte la difusión por radio o TV de la música y la audición en directo, frente a los tradicionales formatos en que se suele presentar las canciones: casetes, CDs, DVDs, ficheros WAV (el formato utilizado para reproducir ficheros musicales en el ordenador), etc. para reproducción individual, hay uno que empieza a tener una gran importancia y difusión, desde hace unos pocos años, el denominado MP3, que se corresponde con el estándar MPEG1-Layer3 (MPEG/Moving Picture Experts Group trabaja bajo la dirección conjunta de ISO y el IEC y tiene su home page en http://www.cselt.stet.it/mpeg/). Existen otros formatos, pero no están tan extendidos como MP3. Información detallada sobre este y otros estándares relacionados se encuentra en http://153.96.172.2/ amm/techinf/layer3/index.html Como de todos es sabido, el sonido puede almacenarse en formato analógico o digital, siendo la gran ventaja del segundo modo la mayor calidad de las copias ya que es idéntica para todas ellas y no se deteriora con las audiciones, algo que si sucede con el formato analógico. De aquí viene el éxito de los Discos Compactos o CDs, que han desplazado al vinilo y a la tradicional cinta de casete. Por otra parte, si el sonido está en formato digital puede ser tratado como cualquier otra información y enviarse a través de cualquier red de comunicaciones, como por ejemplo Internet, y ser almacenado, procesado y reproducido en un ordenador con un procesador Pentium, Mac Power PC o similar. La comercialización de música se puede hacer a través de los canales habituales y, también, de Internet, en donde es muy sencillo pedir el CD con las canciones de nuestro grupo preferido y en muy pocos días lo tenemos en casa, pagándolo con la tarjeta de crédito o contrareembolso, de igual manera que haríamos para pedir un libro. Pues bien, un paso más allá consiste en descargar directamente de la Red las canciones en las que estamos interesados. Esto es tan sencillo como hacer doble clic en la que hayamos seleccionado y, si tenemos instalado además un programa, como por ejemplo es Real PlayerG2, inmediatamente empezaremos a escucharla en nuestro PC si dispone de tarjeta de sonido tipo Soundblaster y los altavoces correspondientes. ¿Que sucede en este caso? La respuesta es muy simple: la calidad del sonido no es muy buena, ya que al escuchar la canción en tiempo real estamos limitados por la capacidad de transferencia del enlace establecido hasta el servidor donde está alojada, que en la mayoría de los casos no supera los 9,6 kbit/s (aunque el módem admita mucho más). Con MP3 la situación es bastante diferente ya que, por una parte el fichero original está comprimido sin pérdida de calidad apreciable, con lo que ocupa mucho menos espacio y, por otra, la reproducción no se hace mientras estamos descargando el fichero, sino a posteriori ya que se requiere un proceso de descompresión (típico de 1 a 10… 12, como si fuera un ZIP), y así, podemos tener una calidad de sonido equivalente a la de un CD audio (44 kHz –el doble que para radio–, 16 bits, estéreo). Esto significa que hemos de bajar la versión de Internet, salvarla en el disco duro y utilizar una aplicación para escucharla, igual que hacemos con un fichero WAV, o AVI si es video. Algunas aplicaciones permiten escuchar una canción mientras se baja, ofreciéndose la modalidad HiFi, para acceso por cable y de banda ancha y LoFi si disponemos de un módem y nos conectamos por RTC. Varias son las aplicaciones comerciales para PC, que se pueden ver en http://members. tripod.com/harlem76/MP3Benginner/Player.html, entre las que destaca WinAmp, una de las primeras, muy fácil de configurar y que soporta otros formatos de ficheros audio además del MP3. Todas ellas ocupan muy poco. Algunas de las disponibles para distintos sistemas operativos, que pueden bajarse de Internet gratuitamente, son las que aparecen en la tabla, aunque hay muchas más. En un CD podemos almacenar en torno a 12 horas de música (150 canciones) y una canción ocupa, típicamente, unos 4 o 5 MB, frente a los 50 MB que ocuparía la misma en formato WAV. El programa que se necesita en el PC ocupa unos 500 KB y realiza la descompresión y la ejecuta en tiempo real utilizando la memora del mismo. También, podemos transferirla del disco duro del PC (deseable que sea a más de 100 kbytes/s) a un reproductor portátil MP3 similar a un walkman, de los muchos que hay aunque todavía su precio no es muy asequible, y escucharla a nuestra conveniencia, en cualquier lugar en que nos encontremos. Genéricamente, estos reproductores se conocen como MPMan, nombre del primer reproductor portátil, lanzado por Saeham, que ha contribuido a la expansión de este formato entre todos los Internautas adictos a la música. La capacidad de almacenamiento de uno de estos dispositivos suele estar entre 32 y 64 MB, que permiten almacenar una media de 10 canciones, aunque con dispositivos auxiliares (p.e. tarjetas SmartMedia) este número se multiplica llegando incluso hasta 80 horas. En la pantalla del reproductor se muestra el título de la canción y el autor, que proviene de la etiqueta ID3 de la que están dotados internamente los archivos MP3, así como la velocidad de transferencia y otros datos útiles. La descarga de Internet, en formato comprimido, hace que el tiempo que necesitamos se reduzca en el mismo factor que en el que se ha utilizado para comprimir, lo que repercute significativamente en el tiempo de conexión y el coste de la transmisión, que puede ser de unos 4 minutos con un módem de 56 kbit/s. Algunos sites de Internet como son http://www.mp3.com/ http://www. weblisten.com/ y http://www.vitaminic.es tienen pequeños fragmentos de algunas de las canciones que ofrecen para su evaluación antes de adquirirlas, si es que nos gustan y bonos para ir comprando canciones, sin necesidad de tener que adquirir un CD completo. También, recientemente, varios fabricantes de teléfonos móviles como Ericsson, Samsung y Sony desarrollan reproductores musicales MP3 integrados en sus terminales, capaces de almacenar varias canciones. Windows Macintosh Unix/Linux RealPlayer 7 Basic RealPlayer 7 Basic X11Amp Quicktime4 Quicktime4 Xaudio MusicMatch MacAmp DigitalDJ Sonique Soundjamp MP Real Jokebox WinAmp Windows Media Player Lyra uno de los mejores reproductores de MP3 Todo lo dicho hasta ahora no son más que ventajas para el formato MP3, pero también tiene sus desventajas, sobre todo para las casas discográficas y el propietario del copyright de las canciones ya que estas pueden distribuirse por canales no autorizados con el consiguiente perjuicio económico, por la disminución de ventas, para las casas comerciales que actúan legalmente. Ya que evitarlo en su totalidad es imposible, la solución pasa porque sean estas mismas casas las que comercialicen música en este nuevo formato y a un precio asequible, que desanime al interesado a recurrir a "canales piratas". Aún así, dada la facilidad que tiene el formato digital para ser reproducido cuantas veces se quiera sin pérdida de calidad, es muy difícil evitar que se sigan haciendo copias ilegales de CDs y archivos MP3, a pesar de todos los esfuerzos para luchar contra este tipo de fraude. Entre las medidas consideradas, además de las legales, hay varias propuestas, como es la de incorporar una "marca de agua" en las canciones originales que permita identificar al reproductor las copias piratas evitando así su reproducción. La distribución a través de Internet tiene un gran alcance y los sellos discográficas la están utilizando masivamente, siendo numerosos los sitios que ya ofrecen contenido MP3, existiendo buscadores especializados en encontrar música en este formato (de hecho la búsqueda de música en Internet ya ha superado a la de pornografía). El perjuicio que tienen con las copias piratas se ve compensado con el aumento tan notable de las ventas La familia de estándares MPEG MPEG se creó a principios de 1988 en los laboratorios de CSELT de Turín con el propósito de obtener un estándar mundial para las imágenes en movimiento, audio, y las imágenes combinadas con audio. Existen varias versiones del estándar, hablándose ya de MPEG7, que son: MPEG1: codifica un combinado audiovisual a una tasa de bits (bit rate) de aproximadamente 1,5 Mbit/s y con un nivel de calidad inferior al de la Televisión, adecuado para CDs. El espacio del archivo está alrededor de 1.2 MB por segundo de video y 0.3 MB por segundo de sonido estéreo. Las especificaciones de audio, son: Frecuencia de muestreo: 32, 44.1 y 48 kHz. ;Número de canales: 1 o 2. ;Modos: mono, dual-mono, estéreo, joint-stereo. Tasa de bit: 32-210 kbit/s por canal. 192 kbit/s para calidad buena. - Tres niveles (generalmente llamados " layers "), de compresión: - Nivel-1: el más simple (tasa de bits>128 kbit/s, compresión baja 1:4). - Nivel-2: complejo (tasa de bits=128 kbit/s, compresión media 1:6-1:8). - Nivel-3: el más complejo (tasa de bits=64 kbit/s, compresión alta 1:10-1:12). MPEG2: compresión genérica de imágenes en movimiento con audio a una tasa de bits de aproximadamente 6 Mbit/s con la calidad de Televisión. Introduce el canal de producción con efecto surround, es decir 5 cauces de audio (izquierdo, centro, derecho, izquierdo surround, derecho surround) más un canal suplementario para el bajo. MPEG3: diseñado para el uso con la Televisión de la alta-definición (HDTV), nunca se desarrolló totalmente al ser absorbido por las especificaciones de MPEG2. MPEG4: codificador para objetos. Como con audio, ahora se ven las imágenes como si fueran varios objetos. Esto se diseña para permitir las comunicaciones audiovisuales. Así, el usuario puede decidir escuchar un concierto, oyéndolo como si esté fuera en el mar, en las montañas o en su salón y también decide el ángulo desde el que grabar y qué sonidos resaltar, o incluso elimina todos los sonidos salvo uno. La estandarización de MPEG4 se ha terminado recientemente. El algoritmo de compresión para MPEG1 tiene en cuenta para los cálculos más que el módulo el modelo psico-acústico y las sub-bandas de un nivel al siguiente. En MP3 (MPEG1-Nivel 3) la idea ha sido reducir el flujo de los datos tanto como sea posible, lo que ha llevado a una estructura más compleja que los niveles 1 o 2, con tiempos más largos de codificación. Características del estándar MP3 Como se ha mencionado, la codificación de la señal de audio se hace aprovechando la percepción auditiva del ser humano y su distinta respuesta a ciertos parámetros y frecuencias, de tal manera que la pérdida de calidad sea mínima. MPEG especifica una familia de tres esquemas de codificación, simplemente llamados Nivel-1, Nivel-2 y Nivel-3, compatibles hacia abajo y más complejos y de mayor rendimiento conforme el número se incrementa. Para cada uno de los niveles, el estándar especifica el formato de la trama de datos y el decodificador, pero para permitir una mayor libertad en los nuevos desarrollos no especifica el codificador, aunque si da ejemplo de un codificador para cada uno de los niveles, existiendo varios en el mercado (los algoritmos más conocidos son los de Fraunhofer - salva los sonidos a 20 KHz, y Xing - elimina por encima de 16 KHz, por lo que es más rápido); dependiendo de cual se escoja y partiendo de un mismo fichero WAV el resultado será algo diferente, incluso aunque ambos ficheros finales lleguen a tener el mismo tamaño. Como se ha comentado, MP3 es MPEG1 Nivel-3, y no MPEG3, algo así como el tercer nivel de almacenamiento de MPEG1, el formato que se emplea en las películas de vídeo para CD y, aunque no es tan sofisticado como el otro (nunca utilizado), permite alcanzar tasas de muestreo suficientemente altas para igualar, o incluso superar, a la calidad de un CD estándar de música. Con MP3 se puede seleccionar el grado de compresión requerido, en función del tamaño que ha de ocupar el fichero, y consecuentemente de la calidad deseada en la reproducción, ya que los dos parámetros que son importantes a la hora de crear un fichero digital de música son el número de muestras que se toman por segundo (frecuencia, que ha de ser al menos el doble del ancho de banda) y el de bits con que se codifica cada una de estas muestras (valor típico 16), tantos más cuanto mayor calidad se desee obtener. Con MP3 se tiene una calidad CD estéreo con una tasa de bits de 128 kbit/s (equivalente a 2 canalesx64kbit/s). La frecuencia de muestreo para los tres niveles de MPEG son 32, 44.1 o 48 kHz y la velocidad de transmisión va desde 32 kbit/s hasta 420 (Nivel-1) o 320 (Nivel-3). En MP3 lo habitual es escoger 44 KHz y 128 kbit/s pero si se quiere una calidad tan buena como la de un CD se necesita una tasa de bits algo superior, por ejemplo 192 o 256 (el límite es 320) ya que la información está comprimida y siempre pierde algo, cosa que no sucede en un CD audio, pero entonces el tamaño del fichero será algo mayor. A los programas que permiten salvar canciones como archivos WAV se les llama "rippers", mientras que a los que crean los archivos WAV comprimidos se les llama "encoders ". "Grab" un CD o una canción significa transformarla en un archivo de audio comprimido, y todas las aplicaciones que pueden hacer esto (es decir sin tener que hacer un archivo WAV antes) se llaman " Grabbers " Si el fichero de música no se baja de la red, sino que se obtiene directamente de un CD grabado, o de un casete conectado a la tarjeta de sonido del PC, mediante un software –ripper– se puede transformar en un fichero WAV y pasarlo al disco duro del PC, y una vez allí y en este formato editarse con cualquiera de las aplicaciones existentes, y comprimirse mediante un codificador MP3; a partir de ahora se pueden pasar las canciones, utilizando el puerto paralelo o el bus USB. al reproductor portátil y el resultado es el mismo que si se hubiesen bajado de Internet; podemos por tanto elegir las canciones que más nos gustan de varios CD y tenerlas disponibles en nuestro MPMan para escucharlas cuando nos apetezca. -------------------------------------------------------------------------------- José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Responsable de Business Analysys en Ericsson España [email protected]

¿Qué es...? El Dolby Digital -------------------------------------------------------------------------------- El público, cada vez más, acude masivamente al cine para ver las películas que se estrenan y, aunque tiene la opción de comprar o alquilar una cinta de vídeo al poco tiempo de salir y verla tranquilamente en su casa, no lo hace La razón no es tanto la pérdida que se produce al cambiar el formato de la pantalla panorámica de la sala de exhibición a la reducida de su televisión, sino sobre todo la pérdida de efectos sonoros, ya que el sonido digital y sus efectos sitúan al espectador en el centro de la acción, haciéndole sentir protagonista. Las mejoras que el sonido digital ofrece frente al analógico no se refieren solo a los efectos dramáticos del alto volumen (carreras de coches, aviones sobrevolando por nuestra cabezas, explosiones, etc.), sino que son más sutiles con diálogos más nítidos , ambientes más realistas y reproducción más precisa de la música. En España, haciendo un poco de historia, las primeras emisiones públicas de televisión tuvieron lugar hace ya cincuenta años. Desde entonces hemos pasado de una sola cadena de televisión (TVE1) emitiendo unas pocas horas diarias a más de 20 cadenas, nacionales y autonómicas, emitiendo casi todo el día; del blanco y negro al PAL color; del televisor de 19 pulgadas al de 28 ó 55 pulgadas; de la emisión obligada en directo a disponer de miles de horas grabadas por el propio usuario con vídeo doméstico; o del formato 4:3 al formato 16.9. Pero en un aspecto seguimos prácticamente igual que al principio, ya que una buena parte de las horas de televisión que se consumen tienen sonido monoaural. Esta situación está empezando a dejar de tener sentido. Hoy en día, todas, o casi todas, las cadenas de televisión tienen la posibilidad de emitir en estéreo; y para que quede claro desde el principio: si se emite en estéreo, se emite en "surround". Pero vamos por partes. En los años sesenta hubo una revolución en el mundo del disco: el estéreo, que empezó siendo algo así como dos canales casi completamente separados, hasta que finalmente pasó al auténtico estéreo. Actualmente, es inconcebible un disco o un equipo HiFi que no sea estéreo. Esta revolución, pronto pasó a la radio, sobre todo a la de programación musical y en la actualidad casi todas las emisoras de FM emiten en estéreo. En esta época se intentó sin éxito implantar un sistema de cuatro canales para los discos (un sistema cuadrafónico, que precisaba de dos altavoces colocados a la espalda del oyente). Estos dos canales extra iban codificados en los dos canales del estéreo, pero problemas de compatibilidad entre fabricantes y un mercado poco maduro hizo que el sistema fracasara. Curiosamente, en el cine se había ya experimentado desde los años 50 más de dos canales de audio, cuatro en el CinemaScope (35 mm) y hasta seis canales en el Todd-AO (70 mm), que se grababan en las bandas magnéticas adosadas a cada una de las copias de las películas, una técnica habitual desde los años 30 para incorporar el sonido mono. Los altavoces extra colocados en la parte posterior de las salas de cine se alimentaban con lo que se conocía como "canal de efectos" que, como su nombre indica, se utilizaba preferentemente para determinados efectos (por ejemplo, el ruido de una montaña rusa en una de las principales películas de demostración que se realizaron en Cinerama). A mediados de los 70 los Laboratorios Dolby (http://www.dolby. com/) introdujeron un nuevo formato óptico (frente al magnético usado hasta entonces) denominado Dolby Stereo que conseguía codificar cuatro canales en una señal estéreo mediante un sistema muy parecido a la técnica matricial del sonido cuadrafónico doméstico antes mencionado. Este sistema y sus versiones mejoradas, está actualmente implantado en todo el mundo, y es una de las causas del renacimiento de las salas de cine, en dura lucha con la televisión desde los años cincuenta. Esta revolución en el sonido del cine corría en paralelo con otra revolución: los aparatos de vídeo domésticos. Al principio sólo se utilizaban para grabar programas de televisión para poder verlos en un momento más adecuado, pero pronto la industria del cine empezó a sacarle provecho. De hecho, muchas películas recaudaban más en el sector del alquiler o compra de vídeos, y hay películas hechas específicamente para el mundo del vídeo. Aunque los primeros vídeos comerciales disponían de un sonido mono de baja calidad, pronto el consumidor, acostumbrado a su equipo HiFi estéreo y al cine con sonido surround (envolvente a 3600), empezó a exigir lo mismo en su vídeo, y empezaron a comercializarse equipos y películas en estéreo, emitiendo muchas cadenas de televisión en Europa y Estados Unidos, sobre todo las de cable, con sonido en estéreo (Dolby Surround) de manera habitual. En 1982 se empezó a comercializar el Dolby Surround (3 canales: izquierdo, derecho y surround), que es a la televisión y el vídeo lo que el Dolby Stereo es al cine. Con este sistema existe la posibilidad de crear todo un nuevo mundo sonoro (si la cadena de televisión y el vídeo doméstico emite/reproduce en estéreo): dos altavoces delanteros (valen los altavoces del equipo HiFi) más uno central (no imprescindible) y dos altavoces traseros que pueden ser pequeños y de precio asequible, todos alimentados por un amplificador con decodificador (muchos amplificadores actuales ya lo llevan incorporado), o un decodificador adicional si ya se dispone de un buen equipo HiFi. La señal surround va codificada en la señal estéreo, y es el equipo doméstico el que se encarga de descodificar la señal. En la instalación hay que tener especial cuidado con el cableado, que ha de ser de calidad, y la ubicación de los altavoces en la habitación. El Dolby Digital (AC-3) En el cine, durante mucho tiempo, sólo existió el sonido multicanal, hasta que apareció el Dolby Stereo, codificado en dos pistas de audio de las fuentes estéreo normales y ya en 1986 se introdujo un nuevo proceso llamado Dolby SR (Spectral Recording). Para el hogar, al Dolby Surround le siguió el Dolby Surround Pro-Logic (es decir, se incorporó un canal central para conseguir una mayor colocación de los efectos sonoros) y el THX (Lucas Film). Lo último para el cine es el Dolby Digital (AC-3) cinco canales más uno totalmente independientes y discretos de sonido digital, que se utilizó comercialmente, por primera vez, en el año 1992. Cuando se monta, en la película de 35 mm se imprime la banda sonora digital en forma de bloques de datos, directamente, entre las perforaciones y también, se proporciona en la misma película una banda de sonido analógico de 4 canales de alta calidad (un sólo canal de sonido ambiente), con lo que se permite la proyección de la cinta en todas las salas de cine. La señal digital se decodifica por un procesador digital, dividiéndola en seis canales de sonido que, a continuación, se mandan a través de los respectivos amplificadores de potencias a los altavoces colocados en la sala de exhibición. No solamente el cine y la televisión de alta definición (HDTV), sino los nuevos formatos (DVD, plataformas digitales, DTV, vídeojuegos, etc. ) están preparados para dar hasta 5+1 canales de sonido: dos delanteros laterales, uno delantero central, dos traseros envolventes y un canal especial para graves profundos (subwoofer). Tanto la tecnología de codificación adaptativa (AC-3) (Dolby Digital) como el formato MPEG2 están pensados con esa idea en mente, siempre teniendo en cuenta la compatibilidad con los equipos actuales, de tal modo que el espectador oirá el sonido en casa, según el sistema que tenga instalado, en mono, en estéreo o en surround, y si dispone de decodificador AC3 ó MPEG2, con 5+1 canales de sonido. En los CDs y Laser Discs, lo habitual es disponer de audio digital en formato PCM. En esta codificación con 16 bits se muestrea la onda analógica 44.100 veces por segundo, consiguiéndose una gama dinámica de 96 dB (adecuada para una sala de exhibición pero excesiva para reproducción en casa). Sin embargo, este proceso crea una cantidad inmensa de datos (1,4 Mbits/s) que es excesiva para los sistemas multicanal. Por tanto, debe utilizarse una forma de reducción de datos digitales para reducir la cantidad total de información sin degradar la calidad del sonido; de ahí la introducción del Dolby Digital (tercera generación). Para almacenar 5+1 canales separados de información, una forma de reducir la cantidad resultante de bits podría ser reduciendo el número de bits de cuantificación (es decir, de 16 bits a 10 bits), pero ello ocasiona un aumento del nivel de ruido del sistema y una reducción de la gama dinámica. Una resolución de 16 bits permite 2x32 k estados posibles, mientras que una resolución de 10 bits solamente permite 2x0.5 k, con lo que se reduce de este modo la precisión general de cada muestra. En lugar de hacer esto, el sistema Digital Dolby varia la velocidad de transmisión de forma instantánea en función de la frecuencia, para controlar la resolución general de la banda sonora. Con la utilización de algoritmos complejos, calcula la distribución óptima de los bits sin ninguna degradación audible del sonido. La compresión digital produce de forma inherente más ruido que la transmisión de datos sin compresión. Cuanto menos son los bits utilizados para describir una señal de audio, mayor es el ruido. De modo que el sistema Dolby Digital compensa esta reducción de información de dos modos: por filtrado digital y por enmascaramiento El filtrado digital tiene lugar en las primeras etapas del proceso donde la información es fragmentada en 256 bandas de frecuencia. Pasando la información de audio a través de una serie de filtros de paso de banda para cada uno de los cinco canales, se suprime la mayor parte del ruido al limitar la respuesta de frecuencia (agudos y graves de 12 dB por octava) pero estos filtros no son lo suficientemente pronunciados para reducir totalmente el ruido residual que se crea con una velocidad de bits tan baja; por ello, Dolby utiliza, conjuntamente, técnicas de enmascaramiento para reducir el ruido audible. En la etapa de salida se aprovecha el fenómeno de enmascaramiento de unas frecuencias sobre otros para reducir el ruido (sin señal de audio se elimina el ruido y con señal, se enmascara). Como se ha mencionado, el Dolby Digital AC-3 es un sistema denominado de 5,1 canales debido a que proporciona 5 canales independientes (izquierdo, derecho, central, surround izquierdo y sourround derecho); todos ellos reproducen una gama de 20 a 20.000 Hz, frente al Dolby Surround cuya gama va de los 100 a los 7.000 Hz. Además, el sistema puede proporcionar un canal subwoofer (3-120 Hz) opcional. Independiente. A pesar de que los cinco canales proporcional un ancho total de banda que abarca todo el espectro audible, se añade un canal para los efectos sonoros de Baja Frecuencia (LFE, el canal ,1) para aquellos aficionados que exigen sonidos graves particularmente poderosos, que casi se perciben físicamente. Además, el sistema Dolby Digital mejora la separación entre canales y la capacidad de que sonidos individualizados lleguen desde múltiples direcciones al oyente, permitiendo caminar sónicamente por toda la habitación). Los muestreos de frecuencia son opcionales entre 32 kHz, 44,1 kHz y 48 kHz, con una velocidad de datos que va desde 32 kbit/s a 640 kbit/s dependiendo del uso. Con películas, este dato es normalmente de 320 kbit/s para canales 5.1. Tratándose de equipos domesticos el promedio es de 384 kbit/s para canales 5.1 y de 192 kbit/s para audio estéreo. -------------------------------------------------------------------------------- José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Responsable de Business Analysys en Ericsson España [email protected]

¿Qué es...? Java -------------------------------------------------------------------------------- A principios de la pasada década la compañía Sun (http://www.sun.com/) creó un grupo de trabajo para desarrollar un sistema para controlar electrodomésticos y pequeños ordenadores personales (PDAs) que, además, permitiera la conexión a redes de ordenadores Su objetivo era crear un hardware polivalente, con un Sistema Operativo eficiente (SunOS) y un lenguaje de desarrollo denominado Oak, el precursos de Java. El proyecto finalizó en 1992 y resultó un completo fracaso debido al excesivo coste del producto, con relación a alternativas similares, tras lo cual el grupo se disolvió, quedando como resultado del proyecto, únicamente, el lenguaje Oak. Es en esta época cuando empieza a aparecer a nivel comercial Internet, con el navegador Mosaic para acceso al WWW y, gracias a la acertada decisión de distribuir Oak por Internet, éste se popularizó y consiguió que una gran cantidad de programadores lo depurasen y terminasen por perfilar la forma y usos del mismo, de manera similar a lo que está sucediendo con Linux. A partir de ese momento el lenguaje se difunde a una velocidad vertiginosa, añadiéndosele más funcionalidad y compatibilidad para TCP/IP, pero gracias a ese gran éxito hubo que cambiarle el nombre, ya que existía otro con el mismo. El nombre de Java surgió en una sesión de brainstorming, y no es ningún acrónimo, simplemente es el nombre de algo que les gusta mucho a los programadores: una taza de café caliente (java en argot americano). Así que, Sun lanzó las primeras versiones de este lenguaje a principios de 1995, fomentando su uso en la comunidad informática, concediendo licencias sin problemas y extendiendo las especificaciones y funcionalidad del lenguaje. Java es un lenguaje de desarrollo, orientado a objetos, de propósito general desarrollado por Sun Microsystems, y como tal es válido para realizar todo tipo de aplicaciones, aunque es más conocido por un tipo particular de aplicaciones que ejecutan los navegadores de Internet. Incluye una combinación de características que lo hacen único y está siendo adoptado por multitud de fabricantes como herramienta básica para el desarrollo de aplicaciones comerciales de gran repercusión. Información sobre el lenguaje Java, y unos buenos tutoriales se puede encontrar en http://www.dcc.uchile.cl/~lmateu/Java/Apuntes/java.htm , en http://members.es.tripod.de/froufe/introduccion/indice.html y http://tutorjava.8k.com . Desde esta última dirección se puede bajar un fichero Zip de unos 5.3 MB que contiene las más de 700 páginas HTML que componen el Tutor, junto con todos los ficheros de gráficos, de código fuente, de clases, etc. ¿Qué lo hace distinto de los demás lenguajes? Una de las características más importantes es que los programas "ejecutables", creados por el compilador de Java, son independientes de la arquitectura. Se ejecutan indistintamente en una gran variedad de equipos con diferentes microprocesadores y sistemas operativos. De momento, es público y puede conseguirse un JDK (Java Developer’s Kit) o Kit de desarrollo de aplicaciones Java gratis en http://java.sun.com/. Permite escribir Applets (pequeños programas que se insertan en una página HTML) y se ejecutan en el ordenador que la está visualizando. Se pueden escribir aplicaciones para intranets, aplicaciones cliente/servidor, aplicaciones distribuidas en redes locales y en Internet. Es fácil de aprender y está bien estructurado. Las aplicaciones son fiables. Puede controlarse su seguridad frente al acceso a recursos del sistema y es capaz de gestionar permisos y criptografía. También, según Sun, la seguridad frente a virus a través de redes locales e Internet está garantizada, aunque, al igual que ha ocurrido con otras tecnologías y aplicaciones, se han descubierto, y posteriormente subsanado, "agujeros" en la seguridad de Java que han sido solucionados más tarde. Java tiene una gestión de memoria automática que reduce la complejidad de la tarea de programación; la memoria no es accesible directamente, lo que reduce la cantidad de virus y bugs en el programa. Los navegadores actuales incorporan los mecanismos para poder conceder permisos extraordinarios a algunos applets que vengan firmados digitalmente por entidades de confianza (certificados digitales como los empleados en España por la Fábrica de Moneda y Timbre para facilitar la entrega de la declaración de la renta). ¿Qué se puede programar con Java? Java es un lenguaje de propósito general y puede programarse en él cualquier cosa: Aplicaciones independientes. Como con cualquier otro lenguaje de propósito general. Applets. Pequeñas aplicaciones que se ejecutan en un documento HTML, siempre y cuando el navegador soporte Java, como ocurre con los navegadores HotJava y las últimas versiones de Netscape Navigator e Internet Explorer de Microsoft. Servlets. Son aplicaciones que se ejecutan en los servidores web para automatizar tareas y procesar peticiones de los clientes. (La alternativa Java a las páginas ASP en servidores de Microsoft, pero con ventajas muy interesantes). Para el colectivo de programadores que conocen la programación orientada a objetos, el cambio a Java puede ser realmente sencillo. Es un lenguaje bien estructurado, sin punteros y sin necesidad de tener que controlar la asignación de memoria a estructuras de datos u objetos. Para los programadores en C++ también es sencillo el cambio, ya que la sintaxis es prácticamente la misma que en este lenguaje. Para todo aquel que no conozca la programación orientada a objetos, este lenguaje es ideal para aprender todos sus conceptos, ya que en cada paso de su aprendizaje se va comprobando que las cosas se hacen en la forma natural de hacerlas, sin sorpresas ni comportamientos extraños de los programas. A medida que se va aprendiendo, se va fomentando en el programador, y sin esfuerzo, un buen estilo de programación orientada a objetos. En realidad, no puede ser de otra forma, ya que Java impide "hacer cosas extrañas" y, además, no permite "abandonar" la programación orientada a objetos, como ocurre con otros lenguajes de programación. Esto es bastante conveniente, de lo contrario, un programador que está aprendiendo puede sentir la tentación de "volver" a lo que conoce (la programación tradicional). Como ayuda, Java dispone de una extensa librería de clases para administrar el interface de los usuarios, manipular o crear programas, acceso a bases de datos, para seguridad, establecer comunicaciones, etc.; ésta acelera el desarrollo del programa, ya que el programador puede utilizar lo que ya está escrito y funcionando, sin necesidad de hacerlo todo él mismo. Otra gran ventaja que se manifiesta es que sólo es necesario transferir por la red programas pequeños, puesto que la librería ya existe en las plataformas Java. Las Piezas Java (Java Beans) es la norma en la que se basan todos los componentes Java, y el programador puede crear aplicaciones rápidamente uniendo piezas ya creadas. El API JavaBeans permite escribir componentes software en Java, que son unas unidades reutilizables y auto-contenidas que pueden unirse visualmente en componentes compuestos, applets, aplicaciones y servlets utilizando herramientas visuales de desarrollo de aplicaciones. Características del lenguaje Es intrínsecamente orientado a objetos. Funciona perfectamente en red. Aprovecha características de la mayoría de los lenguajes modernos evitando sus inconvenientes. En particular los del C++. Tiene una gran funcionalidad gracias a sus librerías de clases. No tiene punteros manejables por el programador, aunque los maneja interna y transparentemente. El manejo de la memoria no es un problema, la gestiona el propio lenguaje y no el programador. Genera aplicaciones con pocos errores posibles. Incorpora Multi-Threading (para permitir la ejecución de tareas concurrentes dentro de un mismo programa). El lenguaje Java puede considerarse como una evolución del C++. La sintaxis es parecida a la de este lenguaje. A pesar de que puede considerarse como una evolución del C++ no acarrea los inconvenientes del mismo, ya que Java fue diseñado "partiendo de cero", es decir, no necesitaba ser compatible con versiones anteriores de ningún lenguaje como ocurre con C++ y C. Gracias a que fue diseñado "partiendo de cero" ha conseguido convertirse en un lenguaje orientado a objetos puro, limpio y práctico. No permite programar mediante otra técnica que no sea la programación orientada a objetos (POO) y, una vez superado el aprendizaje de la programación orientada a objetos, es realmente sencillo aprender Java. Aunque estrictamente hablando el lenguaje Java es interpretado, necesita de un proceso previo de compilación. Una vez "compilado" el programa, se crea un fichero que almacena lo que se denomina bytecodes o j_code (pseudocódigo prácticamente al nivel de código máquina). Para ejecutarlo, es necesario un "intérprete", la JVM (Java Virtual Machine) máquina virtual Java. De esta forma, es posible compilar el programa en una estación UNIX y ejecutarlo en otra con Windows95 utilizando la máquina virtual Java para Windows95. Esta JVM se encarga de leer los bytecodes y traducirlos a instrucciones ejecutables directamente en un determinado microprocesador, de una forma bastante eficiente. La JVM se convierte en algo intermedio entre el código de bits y un sistema operativo, de esta forma, desde la perspectiva del código de bits, siempre se está trabajando en el mismo ordenador Que el programa deba ser "interpretado" no hace que sea poco eficiente en cuanto a velocidad, ya que la interpretación se hace prácticamente al nivel de código máquina. Por ejemplo, es mucho más rápido que cualquier otro programa interpretado como por ejemplo Visual Basic, aunque es más lento que el mismo programa escrito en C++. Esta deficiencia en cuanto a la velocidad, puede ser aminorada por los compiladores Just-In-Time (JIT). Un compilador JIT transforma los bytecodes de un programa o un applet en código nativo de la plataforma donde se ejecuta, por lo que es más rápido. Suelen ser incorporados por los navegadores, como Netscape o Internet Explorer. El lenguaje Java es muy robusto. Las aplicaciones creadas en este lenguaje son susceptibles de contener pocos errores, principalmente porque la gestión de memoria y punteros es realizada por el propio lenguaje y no por el programador. Bien es sabido que la mayoría de los errores en las aplicaciones vienen producidos por fallos en la gestión de punteros o la asignación y liberación de memoria. Además, el lenguaje contiene estructuras para la detección de excepciones (errores de ejecución previstos) y permite obligar al programador a escribir código fiable mediante la declaración de excepciones posibles para una determinada clase reutilizable. La Máquina Virtual Java (JVM) La máquina virtual Java es la idea revolucionaria del lenguaje. Es la entidad que proporciona la independencia de plataforma para los programas Java "compilados" en byte-code. Un mismo programa fuente compilado en distintas plataformas o sistemas operativos, genera el mismo fichero en byte-code. Esto es lógico, ya que se supone que el compilador de Java traduce el fichero fuente a código ejecutable por una máquina que únicamente existe en forma virtual (aunque se trabaja en la construcción de microprocesadores que ejecuten directamente el byte-code). Evidentemente, si un mismo programa en byte-code puede ser ejecutado en distintas plataformas es porque existe un traductor de ese byte-code a código nativo de la máquina sobre la que se ejecuta. Esta tarea es realizada por la JVM. Existe una versión distinta de esta JVM para cada plataforma. Esta JVM se carga en memoria y va traduciendo "al vuelo", los byte-codes a código máquina. La JVM no ocupa mucho espacio en memoria, piénsese que fue diseñada para poder ejecutarse sobre pequeños electrodomésticos como teléfonos, televisores, etc. Por tanto, una de las características que diferencia a Java de otros lenguajes es que no se necesita volver a escribir el código fuente para diferentes sistemas operativos ni para nuevos procesadores. JavaScript JavaScript es una variación del lenguaje Java. Desarrollado por Netscape y Sun, fue diseñado para simplificar la creación de contenidos interactivos en páginas web sin necesidad de tener que programar applets en Java. En lugar de ello se utilizan técnicas más sencillas mediante el lenguaje JavaScript que es más flexible, aunque mucho menos potente. El lenguaje JavaScript es totalmente interpretado por el navegador. El código fuente se incluye como parte de la página web en HTML y es el navegador el encargado de "interpretar" el código fuente. Esto mismo podría hacerse en Java, pero no de una manera tan sencilla como con JavaScript, ya que este lenguaje fue pensado para acercar Java a programadores inexpertos y creadores de contenidos HTML sin conocimientos avanzados de programación. Diferencias entre Java y Java Script: Java es compilado, mientras que JavaScript es totalmente interpretado. Java es orientado a objetos. JavaScript utiliza objetos, pero no permite la programación orientada a objetos. En JavaScript no es necesario declarar las variables y en Java sí. En JavaScript, las comprobaciones de validez de referencias a objetos se realizan en tiempo de ejecución, mientras que en Java se realiza en tiempo de compilación. JavaScript tiene un número limitado de tipos de datos y clases. Los applets Java se transmiten como código aparte de la página Web. En JavaScript, los applets se transmiten conjuntamente con la página web (embebidos en ella). -------------------------------------------------------------------------------- José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Responsable de Business Analysys en Ericsson España [email protected] Miguel Sánchez López Licenciado en Informática Universidad Politécnica de Valencia

¿Qué es...? Bluetooth -------------------------------------------------------------------------------- La inquietud de empresas de informática y de telecomunicaciones por desarrollar una interface abierta y de bajo coste para facilitar la comunicación entre dispositivos sin la utilización de cables, aprovechando la movilidad de los dispositivos inalámbricos, dio como resultado una iniciativa cuyo nombre clave fue "Bluetooth" ¿Porqué este nombre tan raro? Los nombres en clave que se dan a los proyectos secretos siempre tienen alguna relación con el mismo. Si nos imaginamos el gran problema que surge cuando se empiezan a conectar periféricos a un ordenador, o cuando conectamos otros dispositivos electrónicos en el hogar (el vídeo con el televisor y con la cadena de música y con el PC, y con…), con una maraña de cables que se hace difícil de controlar, entonces nos ponemos a pensar en lo fácil que sería si todas estas conexiones se hicieran utilizando otros medios distintos a los cables físicos, como pueden ser los infrarrojos, la radio o las microondas. Pues bien, esto ya se le ha ocurrido a mucha gente y los resultados están en el mercado; pero ahora surge otro problema y es que son muchos los estándares y las tecnologías que existen, incompatibles entre sí, con lo cual el problema inicial de la maraña de cables queda sin solucionar, a menos que tengamos numerosos receptores y emisores, perfectamente instalados, pero como cada uno necesita su alimentación, estamos en las mismas, a menos que tengamos un dispositivo universal, válido para la conexión de todo tipo de periféricos, y que funcione de manera transparente para el usuario. Eso es Bluetooth (http://www.bluetooth.com/). Explicamos el porqué del nombre. La razón es que en el siglo X el rey vikingo Harald II de Dinamarca, apodado Blåtand o "diente azul" (Bluetooth) a causa de una enfermedad que le daba esta coloración a su dentadura, reunificó bajo su reinado numerosos pequeños reinos que existían en Escandinavia y que funcionaban con reglas distintas, … lo mismo que hace la tecnología Bluetooth, promovida por Ericsson (Suecia) y Nokia (Finlandia), dos países escandinavos. Bluetooth es una especificación abierta para la industria de la Informática y Telecomunicaciones que describe como se pueden interconectar dispositivos como teléfonos celulares, Asistentes Personales Digitales (o sus siglas en Inglés PDA), ordenadores (y muchos otros dispositivos) ya sea en el hogar, en la oficina, en el automóvil, etc. utilizando una conexión inalámbrica de corto alcance, que no necesita de visión directa entre los dispositivos que se conectan. Frente a otras tecnologías en uso, como es la de infrarrojos promovida por la IrDA (Infrared Data Association) o DECT, Bluetooth cuenta con el apoyo de la industria de Informática y de Telecomunicaciones, lo que en cierta medida garantiza su éxito. Aunque hay un alto número de fabricantes que incorporan el interface IrDA (algunas veces llamado redtooth) en sus teléfonos, incluidos Ericsson, Motorola y Nokia, su uso resulta frustrante para muchos usuarios que tratan sin éxito descargar información desde sus PC o PDAs hasta sus teléfonos móviles, o viceversa. Los dispositivos que incorporan Bluetooth se reconocen y se hablan de la misma forma que lo hace un ordenador con su impresora; el canal permanece abierto y no requiere la intervención directa y constante del usuario cada vez que se quiere enviar algo. El bajo precio que se espera alcancen estos productos (en torno a 5 dólares, frente a los 20 o 30 actuales), hará que su inclusión en cualquier dispositivo suponga un coste asumible para el fabricante y el usuario, dando algunas estimaciones una cifra superior 1000 millones de unidades en el año 2005. Esta especificación surgió, a principio de 1998, de la colaboración de varias empresas líderes de la industria de las TIC: Ericsson, Nokia, Intel, IBM, Toshiba, Motorola y, más tarde, 3Com (Palm), que constituyeron el SIG (Special Interest Group), al que actualmente ya pertenecen mas de 1.600 empresas, que han adoptado esta tecnología para desarrollarla con sus propios productos, que empezarán a salir al mercado a finales del año 2000. Cada nueva compañía miembro del SIG recibe de las otras una licencia para implantar la especificación 1.0, libre de royalties. ¿Como Funciona? Cada dispositivo Bluetooth deberá estar equipado con un microchip (tranceiver) que transmite y recibe en la frecuencia de 2.45 GHz (2,402 hasta 2,480 en saltos de 1 MHz) que esta disponible en todo el mundo (con algunas variaciones de ancho de banda en diferentes países, como pasa en España, Francia y Japón) y que no necesita licencia. Además de los canales de datos, están disponibles tres canales de voz a 64 kbit/s. Cada dispositivo tiene una dirección única de 48 bits, basada en el estándar IEEE 802.11 para LAN inalámbricas, que le permite formar, temporalmente, parte de una piconet. Las conexiones son uno a uno con un rango máximo de 10 metros, aunque utilizando amplificadores se puede llegar hasta los 100 metros, pero se introduce alguna distorsión. Para la transmisión de voz se utiliza el método CVSD (Continous Variable Slope Delta Modulation) que consigue una calidad de audición bastante buena, incluso con tasas de error de hasta el 4% y nunca se retransmiten los paquetes enviados. Los datos se pueden intercambiar a velocidades de hasta 1 Mbit/s en la v1.0 de 1999, cuyo documento incluye dos partes: Foundation Core (especificaciones de diseño) y Foundation Profile (guías para la interoperabilidad), y se esperan 2 Mbit/s por segundo en la v2.0, compatible con la anterior). Un esquema de "frequency hop" (saltos de frecuencia aleatorios) permite a los dispositivos comunicarse inclusive en áreas donde existe una gran interferencia electromagnética (el hecho de que los paquetes sean más cortos y los saltos más rápidos reducen el impacto nocivo de los hornos de microondas u otros dispositivos que trabajen en la misma banda); además de que se provee de mecanismos de encriptación (con longitud de la clave de hasta 64 bits) y autenticación, para controlar la conexión y evitar que cualquier dispositivo, no autorizado, pueda acceder a los datos o modificarlos. El manejo de la clave se hace a nivel de la capa de aplicación. Bluetooth se ha diseñado para operar en un ambiente multi-usuario. Los dispositivos pueden habilitarse para comunicarse entre sí e intercambiar datos de una forma transparente al usuario. Como se utilizan 3 bits para la dirección MAC, hasta ocho usuarios o dispositivos pueden formar una "piconet" y hasta diez "piconets" pueden co-existir en la misma área de cobertura. Dado que cada enlace es codificado y protegido contra interferencia y pérdida de enlace, Bluetooth puede considerarse como una red inalámbrica de corto alcance muy segura. En cuanto a interferencias con otros dispositivos, hay que tener cuidado con los que operan en la misma banda. Por ejemplo, lo mismo que está prohibido el uso de teléfonos móviles en los aviones, se puede prohibir el uso de cualquier otro dispositivo que incorpore un chip Bluetooth, ya que podría interferir con los elemento de navegación, pero esto es más complicado puesto que ha sido diseñado para mantener una comunicación continua, incluso en movimiento, y dentro de maletines, no percibiéndose el usuario. Especificaciones : Banda de Frecuencia: 2.4 GHz (Banda ISM/Industrial Scientific Medical) Potencia del transmisor: 1 mW (0 dBm) para 10 metros, y 100 mW (+20 dBm) para 100 metros. Tecnología: Espectro Expandido (Spread Spectrum), Secuencia Directa Híbrida y Saltos en Frecuencia (Hybrid Direct sequence and frequency hopping) Canales máximos de voz: 3 por piconet Canales máximos de datos: 7 por piconet Velocidad de datos: hasta 721 kbit/s por piconet Rango esperado del sistema: 10 metros (40 pies) Número de dispositivos: 8 por piconet y hasta 10 piconets Seguridad: Si, en la capa de enlace Alimentación: 2,7 voltios Consumo de potencia: desde 30 uA aparcado hasta 8-30 mA transmitiendo Tamaño del Módulo: 0.5 pulgadas cuadradas (9x9 mm) Interferencia: Bluetooth minimiza la interferencia potencial al emplear saltos rápidos en frecuencia÷1600 veces por segundo La topología que se usa en una red puede ser, o bien punto a punto entre dispositivos, o punto multipunto. Cualquier unidad en una piconet puede establecer una conexión con otra piconet para formar lo que se llama una Scatternet (varias piconet independientes unidas). En una piconet no se requiere ninguna planificación predefinida, como ocurre en una red tradicional. Es una red de igual-a-igual; una vez conectados todos los dispositivos tienen igual derecho de acceso, pero hay uno que se define como maestro (su reloj y salto de frecuencia, sirve para sincronizar los otros dispositivos) y los otros como esclavos. El protocolo bandabase que utiliza Bluetooth combina las técnicas de conmutación de circuitos y de paquetes y para asegurar que los paquetes llegan en orden, hasta 5 slot se reservan para las transmisiones síncronas. La velocidad para un canal asimétrico de datos puede llegar a 721 kbit/s en un sentido y 57,6 kbit/s en el otro, o 432, 6 kbit/s en ambos sentidos si el enlace es simétrico. Un aspecto muy importante, dado lo reducido chip (9x9 mm), ya que va a ir incorporado en dispositivos portátiles y alimentado con baterías, es que tenga un consumo de potencia muy reducido (hasta un 97% menos que un teléfono móvil). Para ahorrar energía los dispositivos Bluetooth establecen el modo "hold" en el que no intercambian datos, también pueden activar el modo "sniff" en el que se escucha con un nivel bajo; en el modo standby los dispositivos no conectados en una piconet indagan por mensajes cada segundo y medio. Si un dispositivo quiere establecer una conexión con otro y conoce su dirección MAC, le envía un mensaje; si no la conoce envía una petición seguida de un mensaje. El modo "activo" se produce cuando hay un intercambio de información. Algunas aplicaciones Todo lo que ahora se conecta con cables, puede conectarse sin cables. Esto es más o menos lo que permite Bluetooth, pero además se va mas allá. No solamente es conectar el ratón, una impresora o un escáner al PC, o tener un manos libres del teléfono sin necesidad de cable, sino que permite la sincronización entre dispositivos de una materia totalmente automatizada. Así, podemos tener la agenda del móvil y la del PC actualizadas, intercambiando información cada vez que uno de los dispositivos entra en el área de influencia del otro. Permite conectar cámaras de vigilancia, servir con mandos a distancia, permite utilizar un teléfono celular como inalámbrico, para abrir puertas, conectar electrodomésticos, pasar ficheros MP3 del móvil al PC, etc. y, por supuesto, para conectar todo tipo de dispositivos a Internet, formando puntos de acceso, por ejemplo, con un módem V.92 conectado a la RTC. Encuentra aplicación en la industria de automoción (casi todos los coches en el futuro llevarán un chip Bluetooth que permitirá un control telemático de su funcionamiento), en medicina para monitorización de los enfermos sin necesidad de tener cables conectados a su cuerpo, automatización del hogar, lectura de contadores, asociado a un lector de código de barras; podremos subir al autobús o el metro y sentarnos mientras el billete nos es facturado a nuestro monedero electrónico; o pagar la compra en el hiperpermercado enviando la información de la tarjeta de crédito directamente a la cajera. Un ejemplo muy significativo seria el de poder confirmar una reserva de un vuelo y obtener la tarjeta de embarque, simplemente, con entrar en el recinto del aeropuerto. Si tenemos encendido el móvil, éste se comunicaría con el ordenador del aeropuerto, daría nuestra identificación y confirmaría la plaza, dato que se transmitiría al nuestro teléfono móvil y serviría para realizar el embarque, sin necesidad de tener que hacer ninguna cola ni sacar ningún papel. Otro ejemplo, el de un ejecutivo que al llegar a su puesto de trabajo o a cualquier lugar de su empresa se conecta con la red local y recibe en su portátil todos los mensajes que tiene en su buzón de correo. Además, su teléfono, con un dispositivo Bluetooth, le serviría para acceder a determinadas zonas sin necesidad de tarjeta de identificación; o cuando entra al ascensor, automáticamente, le sube a la planta en la que trabaja, si es que no da ninguna indicación en contra. Como se ve, las aplicaciones de Bluetooth son muchas y permiten cambiar radicalmente la forma en la que los usuarios interactúan con los teléfonos móviles y otros dispositivos. Una de las primeras compañías en lanzar un producto Bluetooth ha sido Ericsson. Se trata de un teléfono móvil que se vende con unos auriculares que se activan mediante la voz. De esta manera, se puede llevar el teléfono en el bolsillo o dejarlo en la guantera del automóvil mientras se hacen y reciben llamadas. También, IBM y Toshiba trabajan intensamente para incorporar en sus ordenadores portátiles una tarjeta Bluetooth fabricada por Motorola que permitirá intercambiar datos con otros portátiles, PC, impresoras, etc. Alianzas como las de Nokia y Fuji permitirán a los propietarios de cámaras digitales hacer fotos para luego transmitirlas a través del móvil a la impresora situada en casa o al disco duro del ordenador. Mientras, compañías como Motorola y JVC desarrollan conjuntamente tecnologías aún más avanzadas que harán estos avances extensibles al vídeo o al DVD, y Sony tiene planes para introducir chips Bluetooth en toda su gama de productos Home RF Existe otra tecnología, que no es estrictamente competidora de Bluetooth, pero que tiene ciertas similitudes con ella: la denominada Home RF (Home Radio Frequency), que proporciona interconexión entre productos electrónicos de consumo, dentro del hogar, para diferentes aplicaciones. Utiliza, también, la misma banda de 2,4 GHz, pero no interfiere con Bluetooth gracias al método de salto de frecuencia, que en este caso es de 50 por segundo. Información adicional se encuentra en http://www.homerf.org Las principales aplicaciones que encuentra Home RF son en la conexión inalámbrica de un PC a otros dispositivos electrónicos de consumo, como son vídeos, electrodomésticos, juguetes avanzados, impresoras, centralitas, teléfonos inalámbricos, etc., con un rango de distancia que alcanza hasta los 50 metros. Al igual que Bluetooth, Home RF utiliza el salto de frecuencia para evitar interferencias; admite la comunicación de datos hasta 2 Mbit/s y permite conectar hasta un total de 127 dispositivos. Soporta comunicación de voz y datos, permitiendo hasta 6 conversaciones. El grupo de trabajo (HRFWG), formado en marzo de 1998 por compañías como Compaq, Ericsson, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, entre más de 100, han desarrollado el protocolo SWAP (Shared Wireless Access Protocol), basado en el estándar IEEE 802.11 para datos y en DECT para voz, que se usará en esta aplicación. -------------------------------------------------------------------------------- José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Responsable de Business Analysys en Ericsson España [email protected]

El protocolo IPv6 Todos sabemos lo que es el protocolo IP, o al menos lo utilizamos, aunque no nos demos cuenta, cada vez que accedemos a Internet, enviamos un e-mail o hacemos un FTP; pero si hablamos de IPv6 ya muchos dudarían acerca de que significa. A lo largo de este artículo vamos a explicar en que consiste y cuáles son las razones que han llevado a su consideración por parte de la comunidad internacional l estándar de facto TCP/IP (Transmission Control Protocol/InternetProtocol) es un conjunto de protocolos programados para la interconexión de ordenadores, que ofrece un sistema de intercambio de información en redes con las mas variadas arquitecturas y sistemas operativos. Existen productos TCP/IP para la mayoría de los entornos informáticos, que proveen transferencia de archivos, correo electrónico, emulación de terminales, servicios de transporte, administración de redes y otros. TCP/IP es un conjunto de protocolos (no-propietarios) cuya arquitectura es la que se aprecia en la figura. Aunque no cumple estrictamente con OSI, los protocolos de TCP/IP se pueden agrupar dentro de las diferentes capas de OSI. Los protocolos y servicios más importantes incluyen: – TCP (Transmission Control Protocol) – IP (Internet Protocol) – UDP (User Datagram Protocol) – ICMP (Internet Control Message Protocol) Y los servicios: – Telnet – FTP (File Transfer Protocol) – SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) La historia de TCP/IP (El TCP creado por VInton Cerf y Bob Kahn) se remonta a 1969, año en el que el departamento de defensa de los Estados Unidos (DoD) inició la construcción de una red de ordenadores para el apoyo de proyectos de investigación militar y científica. La red creció y llegó a incluir varias de las universidades mas importantes de los Estados Unidos. Diez años más tarde ya se habían ensayado varias versiones y para 1980 el conjunto TCP/IP era estable y confiable, facilitando la interconectividad de los ordenadores de Arpanet. En 1983 TCP/IP se instaló en todos los ordenadores de Arpanet y se convirtió en el estándar de esta red, que daría origen más tarde a Internet, continuando su desarrollo. Desde un principio, TCP/IP tuvo en cuenta aspectos como: La interconectividad entre redes, conectividad LAN-WAN, gestión de redes y la provisión de servicios de información. Debido a que fue el gobierno quien patrocinó el desarrollo de este conjunto de protocolos, el código fuente de los mismos pertenece al dominio público, lo que ha incentivado su utilización por parte de cientos de proveedores de equipos y de software. La estructura jerárquica multinivel de TCP/IP, en la una red central une varias redes y hosts independientes permite que los usuarios de las redes puedan comunicarse entre sí sin afectar el funcionamiento del resto de la red. El Protocolo TCP (Transmission Control Protocol ó Protocolo para el Control de la Transmisión) es un protocolo que actúa en el nivel 4 del modelo de referencia OSI. Define los procedimientos para la formación de los datagramas a partir de los datos, se asegura que los datagramas lleguen al destino correcto y sin errores, y una vez recibe los datagramas en el ordenador destino, los vuelve a ordenar en el orden correcto para que así se vuelvan a tener los datos originales. El UDP (User Datagram Protocol ó Protocolo para Datagramas del Usuario) es un protocolo que funciona en el nivel de transporte. Es bastante eficiente y no tiene un overhead tan grande como TCP, pero su servicio es de bajo nivel y no asegura la entrega de los datos. Al contrario que TCP, UDP no está orientado a la conexión y, normalmente, se utiliza con el TFTP (Trivial File Transfer Protocol ó Protocolo Trivial para la Transferencia de Archivos) ó con el RCP (Remote Call Procedure ó Procedimiento de Llamada Remota). Como no está orientado a la conexión, el transmisor no recibe indicación de que el datagrama haya llegado bien. Tampoco hay control de flujo ni corrección de error, por lo que se debe confiar en que otras capas hagan estas funciones. Las aplicaciones de las capas superiores se comunican con UDP mediante un número de puerto que identifica la aplicación de la capa superior. Internet Protocol. Protocolo para interredes. Los protocolos IP son de vital importancia en la interconexión de redes. Transmiten información entre redes autónomas e independientes (Como Ethernet, X.25 y RDSI). Los protocolos IP definen la forma en que las subredes se interconectan y la manera en que funcionan los dispositivos de interconexión. IP define la manera que se enrutan los paquetes entre las redes. Cada nodo en cada una de las redes tiene una dirección IP diferente. Para garantizar un correcto enrutamiento, IP agrega su propio encabezado a los datagramas. Este proceso se apoya en tablas de enrutamiento que son actualizadas permanentemente. En caso de que el paquete de datos sea demasiado grande, los protocolos IP lo fragmentan para poderlo transportar. IP es un protocolo que no está orientado a la conexión y no es confiable, por lo que se usa con TCP, que ofrece la confiabilidad que hace falta. Para efectuar su labor, los protocolos IP se apoyan en diversos conceptos como son: – DNS (Domain Name Servers) – Direcciones Internet (Direcciones IP) – Paquetes IP – Enrutamiento IP/Protocolos de Enrutamiento – ICMP (Internet Control Message Protocol) El protocolo actual IP presta servicio desde el nacimiento de Internet, es decir, desde los años 70, lo que viene a demostrar, sin género de dudas, su flexibilidad y capacidad. Cuando el IP se creó, se consideró que un espacio de direcciones de 32 bits era más que suficiente, pero debido al crecimiento de Internet y analizando esta tendencia, es probable que hacia el año 2005 el número de direcciones necesarias superará a las disponibles, dado que serán muchas las máquinas conectadas, no solamente humanos. Además de estos motivos debemos incluir otros como la aparición de nuevos servicios que operan con vídeo y audio en tiempo real, dispositivos siempre conectados y la demanda de una mayor seguridad en las comunicaciones, para que sea necesaria la creación de otro protocolo (IPv6). Actualmente, en Internet se utiliza mayoritariamente la versión 4 del protocolo IP (IPv4) que tiene, entre otras funciones, la de designación de las direcciones de todos y cada uno de los nodos que componen la red. La identificación de cualquier usuario, conectado a Internet, viene dada por un conjunto de 4 bytes o 32 bits (232 direcciones posibles), único, dentro de los subgrupos de direcciones Clase A, B o C. Este conjunto de direcciones, que en un principio parecía más que suficiente, parece estar a punto de agotarse y es por ello que se hace necesario incrementar el rango de dirección, aumentándolo mediante el uso de 128 bits para el espacio de direcciones (340 sextillones) origen y destino, lo que viene a resolver la nueva versión IPv6 (también llamado IPng o IP next generation), cuyo estudio comenzó ya hace 6 años dentro del seno del IETF. Esta nueva versión, que ya es operativa, puede ser instalada como una actualización software en dispositivos tales como routers y nodos de acceso, siendo interoperable con el actual IPv4, por medio de mecanismos de tunelización, habiéndose reservado en torno a un 15% del espacio de direccionamiento para permitir una fácil transición entre IPv4 y IPv6 y para otros mecanismos requeridos por el propio protocolo. Características de IPv6 IPv6 (RFC2460 especificaciones básicas) es una evolución lógica de IPv4, que introduce mejoras sustanciales como es el aumento de la capacidad de direccionamiento, una característica esencial para soportar el gran aumento de dispositivos -humanos y máquinas entre sí- conectados a Internet, vía un terminal fijo o móvil, y soporte para las nuevas aplicaciones multimedia en tiempo real. Con esta nueva versión se elimina la necesidad de espacios privados de direcciones ya que la disponibilidad es tan abundante que lo hace innecesario. Además, aporta capacidad para la autenticación de las transacciones de comercio electrónico y privacidad en las comunicaciones, garantizando la integridad de los datos y su confidencialidad (IPsec). Permite ofrecer Calidad de Servicio (QoS) y Clases de Servicio (CoS), lo que es equivalente a velocidad y servicios diferenciados, ya que el formato del paquete IPv6 tiene un nuevo campo de identificación de flujo que se puede utilizar para este fin. Otro aspecto muy importante, cuando se accede desde un terminal móvil, es que IPv6 permite las comunicaciones entre redes fijas y móviles, permitiendo la movilidad del terminal que mantiene su dirección original y genera una secundaría basada en su posición, con lo que la dirección original no se ve afectada. De hecho, el foro 3GPP lo ha adoptado para la construcción de las redes de 3ª Generación. Al igual que ocurría con IPv4, IPv6 sigue permitiendo que cada datagrama sea enrutado de manera independiente, que cada usuario determine el tamaño del mismo y el número máximo de saltos que el datagrama puede dar antes de llegar al destino. Los cambios introducidos en el IPv6 se pueden dividir en cinco grupos: • Direcciones más largas: este es el cambio más importante. El espacio de direcciones pasa a ser de 128 bits, lo cual da un número de direcciones muy amplio (3,4x1038 direcciones únicas), virtualmente ilimitado. • Formato de cabecera flexible: IPv6 usa un formato de datagrama completamente nuevo. En IPv4 las cabeceras tienen un formato fijo, mientras que ahora se dispone de un número de cabeceras opcionales. La longitud de la cabecera es de 40 bytes, el doble que en IPv4. • Opciones mejoradas: como en IPv4, IPv6 permite incluir información de control en el datagrama (clase de tráfico y etiqueta de flujo); además permite otras opciones que proporcionan facilidades no disponibles en el IPv4, como son la de Multicast (envío de un mismo paquete a un grupo de receptores) y Anycast (envío de un paquete a un receptor dentro de un grupo). • Soporte para reparto de recursos: con esta mejora se soportan aplicaciones tales como vídeo en tiempo real que requiere garantías de ancho de banda y retardo. • Posibilidad de extensión de protocolo: la capacidad de extensión da al IETF la posibilidad de adaptar el protocolo a cambios de en las redes y en los servicios. El espacio de direcciones de 128 bits soluciona el agotamiento del número de direcciones, pero provoca la aparición de otro problema: si empleamos la notación usada para IPv4 la dirección resulta demasiado extensa para trabajar con ella; así, para que las direcciones aparezcan de forma más compacta se representan cada 16 bits en hexadecimal y separados por dos puntos (:), permitiéndose su abreviación mediante el uso de (::) para representar grupos consecutivos de 16 bits cero. El foro IPv6 Como sucede con otras tantas tecnologías, se ha creado el Foro IPv6, un consorcio mundial con casi 80 empresas, cuyo objetivo es fomentar el uso de esta nueva versión, nuevas aplicaciones y soluciones globales, resolviendo problemas y compartiendo conocimientos y experiencias entres sus miembros. Su home page se encuentra en www.ipv6 forum.com Este sitio web contiene información útil elaborada por diversos especialistas entre los que se encuentra Vinton Cerf, el padre fundador de Internet. La suscripción a este Foro cuesta 2.500 dólares al año, y resulta imprescindible para aquellas empresas que necesitan estar puntualmente informadas sobre el nuevo protocolo. Periódicamente organiza simposios y seminarios para informar a los expertos y al público en general. Otra serie de direcciones de Internet relativas a IPv6 son: www.6bone.net un banco de pruebas experimental para IPv6. www.internet2.edu tecnología Internet avanzada. www.6ren.net iniciativa para enlazar redes de investigación sobre IPv6 www.ipv6.org Página de información sobre IPv6 Prueba del interés que despierta este protocolo y el compromiso de la Industria con él, ha sido la celebración recientemente en Madrid del Global IPv6 Summit, con la asistencia de numerosas personalidades, como Vinton Cerf padre de Internet, Latif Ladid presidente del IPv6 Forum (Ericsson-Telebit) y Anna Birulés, ministra de Ciencia y Tecnología. En conclusión, se puede decir que poco a poco la nueva versión del protocolo IP, auténtica base de la nueva Internet, se irá imponiendo y es solo una cuestión de tiempo decir cuando la versión actual IPv4 se verá totalmente reemplazada por la nueva. No es un capricho, es una necesidad incuestionable que se va haciendo más urgente conforme el rango de direcciones IP actuales se va consumiendo.

El Streaming Conforme las redes aumentan su capacidad para soportar más tráfico, los servidores son más potentes y con más capacidad de almacenamiento, la información es digital y el uso de Internet es masivo. La inclusión de información gráfica en los mensajes es cada vez más habitual Los documentos electrónicos no sólo llevan texto e imágenes, sino que muchos de ellos llevan vídeos incorporados, que pueden ser vistos en tiempo real mientras se descargan, o tienen enlaces a servidores donde obtenerlos. A la hora de diseñar una página Web o preparar un documento electrónico, que combine distintos formatos y medios (hipermedia), se deben tener en cuenta algunas consideraciones para conseguir el efecto deseado. Veamos cada uno de los medios: • Texto: Debe ser sobre todo legible, con unas fuentes (font) y de un color que permita leerlo fácilmente cuando esté sobre un fondo, sin forzar la vista. • Gráficos: Deben ayudar a la comprensión del mensaje que se quiere dar y no sólo distraer la atención. En este punto es muy importante elegir el formato que tendrá la imagen, debido al limitado ancho de banda disponible en general para los usuarios de Internet. Generalmente, es una buena opción algún formato con perdida de información para comprimir más las imágenes; así, por ejemplo, los jpg son buenos para fotos con colores de 24 bit y los gif son ideales para gráficos con pocos colores. No se debe dejar de considerar formatos vectoriales como las imágenes en Flash, que se caracterizan por su calidad y su poco tamaño, lo que contribuye a que la carga de páginas Web se haga con rapidez. El plug-in Flash de la empresa Macromedia, además de movimiento y animación en los gráficos vectoriales, incorpora también la tecnología streaming audio, con lo que podemos incluir en los documentos flash sonidos y música de fondo, todo ello con la posibilidad de que el usuario interactúe con flash desplegando menús, activando animaciones, desplazando objetos, etcétera. • Sonidos: Pueden tener el efecto de enriquecer imágenes, dar algún tipo de retroalimentación, indicar transiciones, etc. Dependiendo de que se necesite sonidos o música, y también del ancho de banda disponible, se pueden usar formatos MIDI (Musical Instrument Digital Interface), WAV (Audio for Windows), etc., dándose preferencia a los que tengan menor tamaño y una mayor capacidad de compresión. Un caso especial es el streaming audio, que se verá más adelante. • Animaciones: Son importantes para la mejor comprensión de procesos dinámicos. Una alternativa es hacerlas con “gifs animados”, y dependiendo del nivel de complejidad e interactividad que se le quiera dar, se puede usar herramientas como Java o Flash, por ejemplo, siendo los métodos antiguos como el push-pull dejados de lado. • Videos: Al igual que las animaciones, los videos son especiales para explicar procesos dinámicos, o eventos especiales, con un alto grado de realismo. Los formatos usados son AVI (Audio Visual Interleave), QuickTime (Macintosh), MPEG (Moving Pictures Experts Group), etc. donde son preferidos los formatos como mpg por su menor tamaño. Por sus características, se tiende actualmente a usar mas el streaming vídeo. Los medios audiovisuales son realmente entretenidos y enriquecen mucho un documento que tan sólo contenga texto, pero tienen un inconveniente, que es el gran tamaño que ocupan y espacio en disco que se requiere para su almacenamiento. Si, además, esa información se va a transmitir, entonces se añade la limitación de ancho de banda del canal de comunicación por el que ha de pasar. Streaming Audio y Vídeo Nuestra cultura se caracteriza por preferir lo visual a lo escrito (ya lo dice el refrán: ”más vale una imagen que mil palabras”), pero el limitado ancho de banda que se tiene en la mayoría de las conexiones a Internet y en las redes corporativas impiden el uso masivo del vídeo, por su gran volumen de información y su dificultad de funcionar en tiempo real. Hay que considerar que el resultado de la producción digital de vídeo resulta en algo más de 200 MB por minuto en calidad de broadcast, suficiente para transmitirse por televisión, pero totalmente inadecuada para difundirse por Internet, ya que nadie estaría dispuesto a bajarse un vídeo de 10 minutos de duración, que superaría los 2 GB, a las velocidades que hoy se consiguen. Así, pues, es necesario reducirlo de tamaño y comprimirlo para poderlo colgar después de un servidor Web, pero los formatos tradicionales como AVI y MPEG aún no consiguen la reducción suficiente, por lo que se requieren nuevas técnicas. Una solución parcial a este problema es el vídeo/audio en “flujo” o “corriente” (stream), también llamada canalización, donde continuamente se solicitan datos de vídeo, o de audio, al servidor, y no se espera a que lleguen todos para poder ver las imágenes u oír el sonido, sino que se va viendo el vídeo y/o escuchando la canción conforme van llegando los datos que lo componen al cliente. Normalmente, el servidor (escalable) adapta el flujo de información a las características de la línea -módem RTC, ADSL, RDSI, etc.- y la capacidad del proceso del cliente Con la técnica de streaming, la reproducción comienza a partir del momento en el que el reproductor recibe los primeros datos, de manera que el usuario puede ver/escuchar el material al tiempo que éste se carga. El servidor, en lugar de enviar los archivos lo más rápidamente que pueda, lo que hace es mantener un flujo más o menos constante hasta llegar al final del archivo. Esto significa que, siempre y cuando el receptor pueda asimilar la información a esa velocidad, el tamaño de los ficheros no tiene importancia. Implementando la tecnología streaming las empresas incrementan el valor de sus contenidos en el Web al incorporar audio y vídeo; pueden desarrollar nuevos modelos de comunicación corporativa y mejorar aplicaciones para comunicación a distancia, por ejemplo, utilizando videoconferencia. Utilizando una tecnología de este tipo una audiencia potencialmente mundial pueda presenciar cualquier tipo de evento, como por ejemplo: acontecimientos deportivos, ceremonias de inauguración, conciertos, congresos y conferencias, seminarios y asambleas, programas de radio o de televisión, etc. Cualquier persona con un ordenador conectado a Internet puede presenciar en directo la retransmisión con sólo acceder al sitio Web del evento con su navegador y tener instalado el software gratuito de reproducción, por ejemplo, RealPlayer de RealNetworks o Mediaplayer de Microsoft, que están ampliamente difundidos y pueden bajarse de Internet fácilmente en unos pocos minutos. Transcurridos unos segundos, el programa comienza a reproducir la información audiovisual que llega al ordenador, al tiempo que continua cargando el resto del fichero, y para contrarrestar los posibles cambios de velocidad que se puedan dar en la línea, por sobrecarga de la red, una parte de la información (varios segundos) queda cargada en el buffer y el ordenador hace uso de ella en el momento en que se produce un descenso de velocidad para compensar la bajada y que el usuario no lo aprecie. En cualquier caso, la información de audio prevalece sobre la de vídeo ya que es más sensible a pérdidas y retardos. Algunas corporaciones han implementado videos en formato MPG-1 (por ser uno de los primeros formatos con compresión cuando aparecieron los CD-ROM), pero como éste ocupa un gran ancho de banda, tiende a desaparecer. Actualmente, existen formatos de videos con menor tamaño (aunque claro está que son con pérdida de información y de menor calidad) pero que permiten que las redes no se sobrecarguen, con la ventaja que ello supone para dar servicio a muchos usuarios simultáneamente. Los actuales sistemas de streaming vídeo, sin estar libres de fallos, permiten por ejemplo conversar cara a cara con otra persona en pequeñas ventanas en la pantalla de trabajo del PC sin mayores problemas, o en un futuro cercano con un teléfono móvil, ya que está previsto que la Release 4 del 3GPP para UMTS ya soporte esta facilidad (audio o vídeo sobre GPRS para un terminal móvil). Como trabaja el streaming vídeo Los productos de streaming vídeo deben comprimir los datos de vídeo, para que éstos viajen por la red más rápidamente, usando un codec (COder/DECoder), también llamado encoder o compresor, que reducen el tamaño del vídeo reemplazando los cuadros originales (del vídeo) con versiones más pequeñas usando algoritmos matemáticos como wavelet, fractales, y transformadas discretas de coseno (DCT/Discrete Cosine Transform). Algunos encoders están basados en estándares como MPEG-1 y H.263. En este punto varía la calidad de la imagen, inversamente, con el grado de compresión que se alcance. Los decoders o reproductores, descomprimen y reproducen el vídeo. Cuando el bajo ancho de banda limita la capacidad del cliente para recibir datos, la tecnología escalable se asegura de no romper el flujo de audio regulando la cantidad de vídeo transmitido. La forma más simple de lograrlo es mediante el algoritmo wavelet, donde se envía menos información por cuadro, perdiendo detalle de la información, pero preservando la tasa de cuadros por unidad de tiempo. Para visualizar información multimedia en un navegador Web, Netscape o Explorer, se necesita tener instalado algún plug-in, que es un programa, o componente de software, que amplia las capacidades del navegador y permite visualizar e interpretar ficheros de texto, de vídeo o de sonido, de distinto formato. Con ellos se puede visualizar tanto animaciones o gráficos. La característica principal de estos programas es que, una vez instalados, son transparentes para el usuario que los utiliza y están totalmente integrados en las páginas web. Diversas empresas desarrollan estas aplicaciones (por ejemplo, Shockwave de Macromedia, Quick Time de Apple y Real Audio de Progressive Networks y Real Player de Real Networks) y su instalación es rápida y sencilla. Para instalarlos, si es que no los traen ya incorporado el navegador, sólo es necesario importar el fichero comprimido, que puede conseguirse de forma gratuita en la red, y ejecutar su rutina de instalación en nuestro ordenador. Los productos que implementan streaming de vídeo y/o sonido más conocidos, que cuentan con cientos de millones de usuarios en todo el mundo, son: • Crescendo por LiveUpdate http://www.liveupdate.com/ Streaming MIDI y MP3. Los reproductores musicales Web (plug-in) son descargables para los navegadores de Netscape y Microsoft. • Quick Time de Apple http://www.apple.com/quicktime/ Streaming Multimedia, que puede incluir texto, gráficos, sonido, música, animaciones, vídeo e incluso escenas de realidad virtual (creadas en ordenador y que simulan un entorno real) en 360º. • Flash y Shockwave de Macromedia http://www.macromedia.com/ Streaming Animation & Video • Mediaplayer http://www.microsoft.com Streaming Video de Microsoft • Real Player de Real Network http://www.real.com/ , Streaming Audio & Video, el más popular, que fue lanzado al mercado en 1995 y que va por la versión 8.0.

La tecnología ATM De ATM se viene hablando hace ya varios años y, antes de que IP fuese lo que hoy es, se pensaba en ATM como la panacea que iba a resolver todos los problemas de las comunicaciones Actualmente, la realidad es que IP tiene el protagonismo y ATM ha pasado a un segundo o, incluso, a un tercer plano, pero no por ello deja de ser una tecnología importante y de gran utilidad, que está siendo utilizada pero que pasa, muchas de las veces, desapercibida para el usuario final, no así para los operadores que encuentran en ella un soporte para conseguir gran capacidad. Algo parecido pasa con respecto a ADSL, una tecnología que permite sacar un extraordinario rendimiento al bucle local, y que hace innecesario llevar ATM hasta el usuario final, al menos para la aplicación normal de acceso a Internet, aunque eso sí, las comunicaciones de varios usuarios, que se recogen en el DSLAM de la central local, se juntan sobre un enlace ATM para llevarse a la red de banda ancha del operador que ofrece el servicio, sobre el protocolo IP (nivel 3 de OSI). Hace unos 15 años el CCITT (ahora ITU-T) empezó a trabajar en una segunda generación de la RDSI, conocida como la RDSI de Banda Ancha y, en su reunión de 1988 en Seúl, ya propuso la recomendación de utilizar la tecnología ATM (Asynchronous Transfer Mode) para ella. Con el objetivo de soportar nuevas aplicaciones, como el vídeo o la imagen de alta definición, de forma integrada con las tradicionales de voz y datos, la extensión del ancho de banda por encima de los 150 Mbit/s se hace evidente; de aquí surgen nuevas técnicas -basadas en el tratamiento de células sobre un medio síncrono- de transmisión (JDS/Jerarquía Digital Síncrona o SDH) y de conmutación (ATM/Modo de Transferencia Asíncrono), frente a las tradicionales JDP y STM, que constituyen los fundamentos de las nuevas redes digitales de banda ancha. Para aprovechar al máximo la capacidad de transmisión que ofrece la Jerarquía Digital Síncrona se necesita una técnica de conmutación capaz de tratar cualquier tipo de información, al tiempo que optimiza la utilización del ancho de banda, sobre la base de asignación bajo demanda, como es ATM. En 1990 el CCITT publicó las primeras recomendaciones que normalizaban los aspectos de las redes ATM, recogidas en la I.121 (Aspectos de Banda Ancha de la RDSI) y definió el formato de una célula ATM, como compuesto por una cabecera (header) de 5 bytes u octetos y un campo de información (payload) de 48, de lo que salen 53 bytes. Resulta curioso ver como se llegó a este tamaño de la célula (fijo) y no a otro: Fue una solución de compromiso, ya que teniendo en cuenta el retardo de empaquetado y la eficiencia de transmisión, resulta que a menor tamaño menos retardo debido al procesamiento, pero menor eficiencia y viceversa; así, a la hora de soportar el tráfico telefónico, el CCITT estableció en su recomendación Q.161 que el retardo global en una comunicación no fuese superior a 24 milisegundos para mantener una calidad de servicio (eco debido a la conversión de 2 a 4 hilos) aceptable, pero utilizando canceladores de eco este límite podía extenderse. En Europa, donde no suele haber canceladores de eco, se propuso un tamaño de 32 bytes, pero en Estados Unidos, donde debido a las grandes distancias su empleo era una práctica común, se propusieron 64 bytes, en orden a mejorar la eficacia. Al no llegarse a un acuerdo se adoptó la decisión salomónica de utilizar 48 bytes, la media aritmética entre 32 y 64, que con los 5 de la cabecera dan los 53 de la célula. Al basarse ATM en paquetes de longitud reducida y fija, se simplifica en gran medida el diseño de los conmutadores, se reduce el retardo de proceso -puede efectuarse por hardware- y se disminuye su variabilidad, lo que resulta esencial para aquellos servicios sensibles al mismo, como los de voz o vídeo. Las células con una longitud fija también implican el uso de buffers de longitud fija para gestionar las congestiones y, por extensión, técnicas de control más sencillas. La velocidad nominal de ATM es de 155,52 Mbit/s (Trama de transmisión MTS-1 de la JDS y STS-3 de SONET), pero dado que el acceso de los usuarios requiere velocidades inferiores a esta, existen especificaciones para otras, tales como 2 y 34 Mbit/s. El ATM Forum también ha normalizado el transporte sobre MTS-4 (STS-12) a 622,08 Mbit/s. CONCEPTOS BÁSICOS EN ATM ATM es una técnica de transferencia rápida de información binaria de cualquier naturaleza, basada en la transmisión de células de longitud fija, sobre las actuales redes plesiócronas (PDH) y/o síncronas (SDH). Debido a su naturaleza asíncrona, un flujo de células ATM puede ser transportado de forma transparente como una serie de bytes estandarizados, tanto en una trama PDH como en un contenedor SDH; de esta manera no es necesario realizar grandes inversiones en infraestructura de red. La cabecera consta de dos campos independientes (VPI y VCI) que identifican a la célula y la conexión virtual a la que pertenece. Antes de la emisión de una célula se establece una conexión virtual extremo-a-extremo mediante un procedimiento de control que acepta o rechaza la misma, sobre la base del grado de servicio solicitado y otros parámetros definidos por el usuario. Básicamente, el modo ATM se caracteriza por los siguientes aspectos: • Emplea una técnica de multiplexación TDM estadística y la técnica de conmutación de paquetes, teniendo éstos un tamaño fijo y siendo el modo de operación CV (Circuito Virtual). • Minimiza el proceso de los paquetes dentro de la red, por lo que no realiza control de errores en los nodos. • Realizarse por hardware, con el fin de conseguir una conmutación de los paquetes muy rápida. Como ATM es una tecnología de multiplexación orientada a conexión -antes de que cualquier tipo de transferencia de información tenga lugar hay que establecer una conexión (que en el caso de ATM será virtual) para lo que son necesarios unos protocolos de señalización y un esquema de direccionamiento que permita identificar de forma unívoca cualquier punto final de la red ATM-, la señalización constituye uno de sus aspectos fundamentales, ya que se pone en marcha siempre al querer establecer una conexión. Solamente en el caso en que el destino acepte la llamada, por medio de un proceso de negociación entre los extremos, se establece la misma, dando lugar a la apertura de un canal virtual. Uno de los aspectos a tener en cuenta en el proceso de negociación es la calidad de servicio (QoS/Quality of Service) -parámetros de caudal, retardo y seguridad- solicitada y aceptable que, en función de si es posible o no de satisfacer por la red, dará lugar a la aceptación o rechazo de la llamada. Existen diferentes tipos de interfaces especificados para el ATM, en función de su localización. Las especificaciones cubren aspectos de las conexiones físicas, señalización, protocolos, gestión del tráfico, direccionamiento, etc. Estos son: NNI (Network-to-Network Interface), es el interface entre los diferentes conmutadores que conforman una red ATM. Puede ser público (ITU-T) o privado (ATM Forum). B-ICI (B-ISDN InterCarrier Interface), especifica la conexión entre redes públicas. Actualmente existe una especificación aprobada por el ATM Forum. UNI (User-to-Network Interface), interface entre el usuario y la red. Se definen dos formas distintas: UNI-pública: que típicamente se usará para interconectar un usuario ATM con un conmutador ATM en una red pública. UNI-privada: que típicamente se usará para interconectar un usuario ATM con un conmutador que es gestionado como parte de la misma red corporativa. LOS NIVELES DE ATM El modelo para ATM de la RDSI-BA consta de tres niveles, siguiendo la estructura de capas del modelo OSI, que definen como los distintos tipos de tráfico se pueden mezclar en la misma red; estos son: Nivel de adaptación AAL (ATM Adaptation Layer) Nivel de Adaptación, que es el superior y establece la relación entre el dispositivo que genera el tráfico y el siguiente nivel; es el que da a ATM la flexibilidad para transportar distintos tipos de servicio dentro del mismo formato. Formado por dos subniveles: “Segmentación y Reensamblaje”, en el que los diferentes tipos de información se combinan en un único flujo de datos, y “Convergencia”, que segmenta este flujo en bloques de 48 octetos. Está dividido en cinco clases, de A a D) en función de las características del tráfico a manejar. Los servicios VPC y VCC soportan todas las categorías de tráfico de la especificación ITU-T Q2931/ATM Forum UNI 3.1: • AAL1 (ATM Adaptation Layer 1). Corresponde al tráfico Clase A caracterizado por: restricción temporal, tráfico con tasa de bit constante (CBR, Constant Bit Rate), servicio orientado a conexión, como transporte de circuitos, video y audio. • AAL2 (ATM Adaptation Layer 2). Corresponde al tráfico Clase B caracterizado por: restricción temporal, tráfico con tasa de bit variable (VBR, Variable Bit Rate), servicio orientado a conexión. Se utiliza para transferencia de información de usuario, información temporal, indicaciones de errores, etc. • AAL3/4 (ATM Adaptation Layer 3/4). Corresponde al tráfico Clase C caracterizado por: sin relación estricta de tiempos entre extremos, tráfico con tasa de bit variable (VBR), servicio orientado a conexión, como es Frame Relay. • AAL5 (ATM Adaptation Layer 5). Corresponde al tráfico Clase D caracterizado por dar un servicio simplificado del tráfico AAL3/4. Es un tráfico no orientado a conexión (por ejemplo, Frame Relay para interconexión de LANs). También, se soporta tráfico ABR (Available Bit Rate) y UBR (Unspecified Bit Rate), que son los que proporcionan a ATM la característica de ancho de banda bajo demanda: • ABR: La red proporciona al usuario información sobre la capacidad disponible en cada momento y en función de esta información, el cliente aumenta o reduce el tráfico que genera. Se puede tener una tasa mínima garantizada. • UBR: El operador no garantiza control de flujo ni QoS alguna. Se canaliza el tráfico como mejor se pueda (“best-effort”). Nivel ATM El nivel ATM es el responsable de añadir el campo de cabecera para establecer los mecanismos de encaminamiento, control de flujo y de corrección de errores. Recogida en las recomendaciones I.150 e I.361. Nivel de transporte El nivel de Transporte Físico, que consta de dos subniveles: “Convergencia de Transmisión”, se encarga de los aspectos independientes del medio de transmisión empleado y “Nivel Medio Físico”, que establece las características del medio físico a emplear y el tipo de transmisión. LAS REDES Y SERVICIOS ATM En ATM todas las conexiones son virtuales, en el sentido de que el ancho de banda no se asigna permanentemente a conexiones específicas. En su lugar, los recursos de la red se encuentran disponibles para asignar ancho de banda cuando las células de usuario requieran ser transportadas. Puesto que el tráfico de usuarios individuales puede ser a ráfagas (típico de las conexiones entre LANs), los recursos de la red son dinámicamente compartidos entre ellos, consiguiéndose así una elevada eficiencia en la operación de red. Las redes ATM están orientadas a conexión, por lo que antes de empezar cualquier transmisión de información se ha de proceder al establecimiento del enlace. Los dos identificadores en la cabecera de la célula (VPI y VCI) permiten distinguir dos tipos distintos de conexión; el campo VPI (Virtual Path Identifier) identifica un trayecto virtual y el VCI (Virtual Channel Identifier) un canal virtual, pudiendo existir varios VC por VP, y varios VP por cada canal físico. Las redes ATM se muestran adecuadas para tratar cualquier tipo de información sobre la base de señales digitales. Las 5 capas de adaptación ATM (AALs) son las encargadas de adaptar el flujo de señales binarias generadas por los terminales para poder ser tratadas por los conmutadores ATM, segmentándolos en bloques de 48 bytes y reagrupándolos después. ATM resulta particularmente interesante para proporcionar instantáneamente un gran ancho de banda en aquellas aplicaciones con un alto nivel de impulsividad, como son las propias de las redes locales; así, pues, esta técnica de multiplexación encuentra una de sus principales aplicaciones en la interconexión de LANs dentro de entornos privados (HUBs ATM). Su introducción en las redes públicas requiere elevadas inversiones y largos procesos de aceptación, por lo que se realiza progresivamente y en función de la existencia de aplicaciones multimedia y equipos de acceso ATM suficientemente flexibles y económicos para ser utilizados masivamente, sirviendo, por ejemplo, para la interconexión de las islas ATM privadas. Algunos operadores ofrecen servicios basados en ATM, como es el denominado Servicio CINCO de Telefónica Data, y se utiliza para encaminar el tráfico de datos obtenido en las redes de acceso ADSL hasta la red de datos propia o las redes de los operadores con acuerdo de interconexión. También, en las redes móviles de tercera generación (UMTS), ATM, junto con IP, es la tecnología básica del backbone de conmutación y transporte de las llamadas. En definitiva, tanto ATM, como IP, o combinadas, son muy adecuados para la construcción de redes multiservicio, entendidas como aquella infraestructura única dotada de una tecnología capaz de prestar cualquier tipo de servicio, con independencia del acceso, sea fijo o por radio. El foro ATM http://www.atmforum.com es una organización internacional, creada en 1991, con el objetivo de promover el desarrollo y empleo de productos y servicios para ATM, acelerando la emisión de estándares. Actualmente, cuenta con más de 600 miembros, con representantes de la industria de telecomunicación, fabricantes de ordenadores y semiconductores, operadores de redes, etc., lo que hace que tenga una enorme fuerza y represente un fuerte apoyo al despliegue de esta nueva tecnología; trabaja en estrecha cooperación con otros organismos oficiales de normalización como ANSI, ETSI, ISO/IEC e ITU-TS. Sus trabajos más importantes son los relativos a las especificaciones técnicas UNI (User Network Interface) tanto público como privado y, también, la especificación LANE (LAN Emulation), una solución de interconexión válida para el transporte de paquetes IP, con la que una red ATM se asimila a una LAN IEEE 802.3/5. Bit - Nº 127 Sumario Editorial Opinión (1) Opinión (2) A Vuelapluma T. Castilla y León Islas Baleares Display Display Empresa Gente Bit Entrevista Especial Café Redacción FITCE 2001 Bienvenida. FITCE Perfil GRETEL Galería Operador ¿Qué es? Rincón Internet Pulso del Mercado Tecn. y Sociedad Bit Recomienda N José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. [email protected] El 75% del tráfico mundial de Internet se transporta sobre ATM

La tecnología GPRS La tecnología GPRS (General Packet Radio Service) es la evolución lógica desde las redes actuales GSM, de 2ª Generación, hacia las redes de 3G (UMTS/WCDMA) y como tal habrá una transición gradual en la que varias tecnologías convivirán durante algún tiempo El paso importante que se da con GPRS es que se pasa a utilizar el canal de radio de una manera mucho más eficiente (se introduce la conmutación de paquetes utilizando el protocolo IP), algo similar a lo que va a ocurrir con la 3G, por lo que muchas aplicaciones que se introduzcan ahora sobre GPRS se pueden trasladar sin mayores dificultades a las futuras redes y entonces los usuarios experimentarán un aumento de la velocidad, pero no un cambio en como son. En España, Telefónica Móviles el pasado mes de enero anunció el lanzamiento del servicio comercial GPRS en España, el primero de Europa, adelantándose a los otros dos operadores Airtel y Amena, que también tienen planes para hacerlo. No cabe duda de que a raíz del retraso del lanzamiento de UMTS se potenciarán los servicios sobre GPRS, muchos de los cuales pueden ser considerados como de 3ª Generación. Eso sí, se requieren nuevos terminales y no valen los actuales GSM. El desarrollo de sistemas de facturación para gestionar las nuevas aplicaciones y servicios va a ser fundamental, ya que los usuarios no están dispuestos a pagar por el tiempo que pasan navegando con el móvil, como sucede con WAP, sino por la información a la que acceden. Los métodos tradicionales de facturación de llamadas de voz deberán evolucionar para poder facturar por las transacciones de datos por paquetes. En el futuro, la facturación se basará en la cantidad, en el tipo de datos transmitidos o incluso en el nivel de servicio que preste el operador en lugar de en el número de minutos de tiempo que dure la comunicación, como ha estado pasando hasta ahora. El sistema GPRS es un servicio de transporte de datos por paquetes para redes GSM (de implantación en todo el mundo, pero básicamente en Europa) y TDMA (común en Norteamérica), que está siendo desarrollado por operadores de todo el mundo como el primer paso fundamental hacia el despliegue definitivo de la 3G. Es una solución de estándar abierto que proporciona compatibilidad multioperador. Sobre las redes actuales GSM en operación se implanta muy fácilmente, con baja inversión económica, añadiendo nuevos nodos de datos por paquetes (SGSN y GGSN) y actualizando los existentes para proporcionar una ruta de encaminamiento para los paquetes de datos entre el terminal móvil y un nodo de pasarela. El nodo GGSN, que hace de pasarela, hace posible la interrelación con redes externas de datos por paquetes para acceder a Internet y a las intranets de las empresas. Es necesario incorporar dos nodos lógicos para gestionar las aplicaciones GPRS en las redes GSM: • Nodo de soporte GPRS servidor (SGSN) • Nodo de soporte GPRS pasarela (GGSN). El SGSN ofrece encaminamiento de paquetes, incluyendo gestión de la movilidad, autentificación y cifrado entre todos los abonados GPRS que se encuentren en el área de servicio SGSN. Cualquier SGSN de la red puede prestar servicio a un abonado GPRS, dependiendo de donde éste se halle. El tráfico se dirige desde el SGSN al Controlador de la Estación Base (BSC) y al terminal móvil mediante la Estación Transceptora Base (BTS). El GGSN proporciona la pasarela para las redes de los Proveedores de Servicios de Internet externas, gestionando la seguridad y las funciones de contabilidad así como la asignación dinámica de direcciones IP. Desde el punto de vista de las redes externas IP, el GGSN es un servidor que posee las direcciones IP de todos los abonados a los que presta servicio la red GPRS. Los nodos se conectan por una red troncal IP. Aumento de velocidad y conmutación de paquetes GPRS ofrece a los usuarios móviles mayor velocidad de transmisión de datos que GSM sólo (pudiendo llegar, en teoría, hasta 115 kbits/s, que equivale a 8 slots x 14,4 kbit/s), pero en la práctica se alcanza aproximadamente la mitad o menos, ya que sólo se usan algunos de los 8 slots de tiempo –canales– disponibles por cada portadora GSM) y resulta especialmente adecuado para el tráfico en ráfagas, típico de Internet. Dicho de una manera muy simple, varios canales de radio se utilizan combinados para aumentar la velocidad, con lo que se consigue una gestión eficaz del interface de comunicaciones, pudiendo enviar voz y datos al mismo tiempo. Con los dispositivos móviles GPRS, de los que hay definidos 3 tipos según permitan o no la simultaneidad de llamadas de voz y datos, los usuarios podrán estar “siempre conectados” con Internet móvil, de manera que, por ejemplo, los correos electrónicos llegarán al instante, sin necesidad de interrogar al servidor. GPRS proporciona conectividad IP de extremo a extremo y hace sencillas las comunicaciones. GPRS ofrece configuración de la conexión casi instantánea y permite la opción de facturar por datos transmitidos realmente en lugar de por tiempo de conexión, lo que viene a romper la barrera que encuentran los usuarios para disfrutar plenamente de Internet. Como todas las tecnologías de transmisión de datos por paquetes, GPRS utiliza sólo los recursos y el ancho de banda de la red mientras se transmiten los datos. Así se utiliza con la máxima eficacia el ancho de banda de radio disponible, un recurso bastante escaso. Con GPRS se pueden dar todos los servicios que ahora están accesibles con WAP y otros nuevos que requieren mayor ancho de banda, como son los relacionados con contenidos multimedia (música e imágenes fijas o vídeo lento). El acceso al correo electrónico a través del móvil ya es una realidad, como también lo es la realización de cualquier tipo de transacciones electrónicas y pagos. Con GPRS, predominarán los servicios basados en la localización de los usuarios, su perfil y la situación en la que se encuentren. Podremos mandar postales electrónicas cuando estemos de viaje, consultar rutas turísticas y ver las fotos de los hoteles donde nos vamos a alojar. El acceso a Internet, a gran velocidad empieza a ser una realidad con GPRS; es posible el control de flotas de vehículos, la reserva y compra de entradas, la contratación de valores, la lectura de prensa, reserva de viajes, publicidad, etc. Con la introducción de GPRS también mejorarán las aplicaciones entre máquinas (M2M), ya que éstas pueden estar permanentemente en línea y, sin generar apenas tráfico, el coste de las transacciones que realicen será muy bajo. GSM/GPRS permite una conexión instantánea, utiliza eficazmente el espectro de radio y facilita la introducción de nuevos servicios, creando un mercado que la tecnología UMTS consolidará. Bit - Nº 128 Sumario Editorial Opinión (1) Opinión (2) A Vuelapluma T. Castilla y León H. Valencianos Murcia Cataluña Bit a Bit Display Display Empresa Gente Bit Entrevista Especial Perfil Café Redacción GRETEL ¿Qué es? Rincón Internet Pulso del Mercado Bit Recomienda N José Manuel Huidobro Ingeniero Superior de Telecomunicación Marketing Information Manager. Ericsson España, S.A. [email protected]