Las infraestructuras de telecomunicaciones en el futuro de los videojuegos Laura Vadillo Profesora de Redes y Comunicaciones en ESNE, Universidad de diseño y Innovación videojuego, teoría que comparte la consultora PricewaterhouseCoopers (PwC), que indica que el mercado de videojuegos será el segundo de mayor crecimiento en el sector de los medios de comunicación, detrás de la publicidad en Internet, creciendo a un ritmo más acelerado que los juegos en formato físico. Esta previsión de aumento de la demanda de juegos online está siendo impulsada por un incremento en la penetración de la banda ancha en el acceso a internet en los hogares, la evolución de las redes móviles y la tendencia al alza de la distribución digital de contenidos. Según el pronóstico anual de Cisco, la cantidad de dispositivos y conexiones del mundo llegarán a casi 19.000 millones en 2016, y el crecimiento de tráfico entre 2015 y 2016 equivaldrá al tráfico IP mundial generado en 2011. Especialmente acentuado es el aumento del número de abonados de acceso móvil, que fue de un 40% en 2011 y las previsiones indican que el tráfico móvil será 18 veces mayor al actual en 2016. Asimismo, la velocidad de la banda ancha fija se multiplicará casi cuatro veces, y habrá 1,2 millones de minutos de vídeo circulando por internet cada segundo. Tendencia hacia cloud gaming Las nuevas tendencias empresariales orientadas al cloud computing no dejan a los juegos ajenos a esta estrategia. Surge así el denominado cloud gaming, que combina los conceptos del cloud computing y los juegos online. El cloud gaming se basa en el principio de que el procesamiento más avanzado se produce en servidores especializados. De esta forma los terminales de usuario se limitan a tener una capacidad adecuada de reproducir los gráficos transmitidos por streaming desde los servidores y a realizar la transmisión de los eventos provocados por el usuario. Este modelo permite que los juegos estén disponibles en un mayor número de dispositivos. Además los juegos diseñados con este paradigma son multiplataforma desde el punto de vista de los terminales de usuario, independizando al jugador del tipo de dispositivo de acceso. De esta forma, el usuario sólo requiere una conexión a internet de banda ancha y capacidad de visualización de vídeo de alta definición. Importancia de las infraestructuras Según estas previsiones de aumento de tráfico en internet, acceso a juegos en línea desde diferentes disos videojuegos han adquirido una notable relevancia social y económica, posicionándose actualmente como un elemento importante en el desarrollo de la industria de las TIC. Según las previsiones del banco de inversión Digi-Capital, en su informe Global Games Investment Review 2012, en 2016 el espacio de juegos estará dominado por los juegos en redes sociales, los juegos multijugador masivos online (MMO) y el nuevo paradigma del cloud gaming. Asimismo, los juegos móviles online crecerán hasta tener una participación del 50% de ingresos del total del mercado de videojuegos. Estos datos hacen presagiar que los juegos en línea se colocarán como futuros líderes de inversión y creación de valor en la industria del L Monográfico La penetración de la banda ancha y la incorporación de las redes de telecomunicación ultrarrápidas sin duda serán un factor determinante en el crecimiento de un sector que afianza su liderazgo en el entretenimiento digital. El cloud gaming, los juegos multijugador online o los juegos en redes sociales parecen orientar el futuro de un sector en el que se prevé que en un año el consumo online supere las ventas por el canal físico de distribución (PwC). En este artículo Laura Vadillo nos habla de estas tendencias y sus estrategias de negocio asociadas, para cuyo éxito la robustez y fiabilidad de las infraestructuras son un factor crucial. positivos y a través de nuevos enfoques como los que promueve la alternativa en la nube, es inevitable pensar en cómo las infraestructuras de telecomunicaciones podrán abordar este proceso de cambio. Este planteamiento supone nuevos desafíos para la calidad de servicio y la experiencia de usuario. Las redes deben permitir el juego simultáneo en línea para un crecimiento elevado del número de jugadores y aplicaciones que requieren alta capacidad. Los requisitos de tiempo de respuesta y calidad de vídeo recibido son elementos cruciales para una calidad de experiencia de juego (QoE) equivalente a la de las consolas tradicionales. La búsqueda de una mejor experiencia del usuario es uno de los principales impulsores en el desarrollo de la industria de las telecomunicaciones. Un aspecto fundamental en la infraestructura de red desde el punto de vista de la ejecución de los juegos en línea es la necesidad de proporcionar bajos retardos de ida y vuelta. Si bien, es diferente para cada tipo de juego, por lo general un tiempo de ida y vuelta superior a los 300 milisegundos hace a la mayoría de ellos injugable, siendo más restrictivo en juegos de estrategia en tiempo real, y en los First Person Shooter, donde no debe superar las decenas de milisegundos. La contribución al retardo en un juego online incluye el retardo introducido por el equipamiento del usuario, las redes de acceso y transporte y el retardo introducido por el procesamiento en servidor. En el equipamiento del usuario, las mayores limitaciones están impuestas por los dispositivos móviles: baja capacidad de recursos de memoria y procesamiento en tiempo de ejecución, menor calidad de imágenes y baterías de corta duración. A pesar de que los últimos smartphones están incluyendo terminales de cuatro núcleos y hasta 1Gb de RAM, son necesarios procesadores gráficos más sofisticados para mejorar la experiencia de usuario en juegos que cada vez requieren mayor cantidad de recursos. Para solucionar este problema, empresas tales como Onlive y Gaikai, recientemente adquirida por Sony, están desarrollando soluciones basadas en cloud gaming en las cuales los servidores remotos ejecutan toda la lógica, calculan los gráficos y envían mediante streaming los resultados al dispositivo móvil, eliminando la necesidad de que los motores de juego sean instalados en los dispositivos del cliente. Pero esta interacción en la nube presenta nuevos desafíos centrados en las capacidades de las redes, y la necesidad de incluir navegadores de vídeo especiales a diferentes tipos de dispositivos móviles. En servidor, a diferencia de otros servicios de streaming como YouTube, las plataformas de cloud gaming incluyen streaming en tiempo real, lo que significa que la fuente de vídeo se está creando a medida que avanza el juego y no se pueden aplicar las técnicas tradicionales de compresión de vídeo antes del envío. Para reducir el ancho de Un aspecto fundamental en la infraestructura de red desde el punto de vista de la ejecución de los juegos en línea es la necesidad de proporcionar bajos retardos de ida y vuelta” “ Figura 1. Factores que influyen en la calidad en la Experiencia de Usuario (QoE) VIDEOJUEGOS 119900 septiembre 2012 41 Monográfico banda, es necesaria la compresión, sin embargo, esta técnica aumenta la latencia y disminuye la calidad de vídeo transmitido. La afectación de las técnicas de compresión usadas por los codecs en un sistema de cloud gaming será alta. Los principales codecs utilizados para codificación y compresión de video son el H.264, VC-1 y MJPEG. Este último únicamente reduce la información espacial de video. En juegos FPS (first person shooter) caracterizados por elevados cambios de los objetos de visión y del fondo de la imagen, donde la compresión posible es menor, suele ser una buena alternativa. La latencia también depende en gran medida de la distancia entre un jugador y el servidor. De esta forma, la acción estratégica de un distribuidor de juegos online, puede ser localizar los servidores de juego próximos a los usuarios, distribuidos en zonas donde la concentración de jugadores sea elevada. El mismo distribuidor debe realizar una división de los servidores siguiendo los criterios que mejor se acomoden a la lógica del juego. Por ejemplo, Blizard divide el mundo virtual de World of Warcraft en múltiples reinos o instancias y aloja en ellos un gran número de servidores distribuidos por todo el mundo para aumentar la escalabilidad y reducir la latencia de sus clientes. Una gran parte de la contribución al retardo se produce en las redes, siendo especialmente sensibles las redes de acceso. Las redes de acceso utilizadas por los usuarios que juegan a través de sus dispositivos móviles tienen un ancho de banda y una capacidad muy limitadas, que pueden variar significativamente con la carga en el punto de acceso y el número de clientes activos en cada momento. El medio inalámbrico además se caracteriza por diversos tipos de interferencia y fuentes de ruido, dando lugar a importantes pérdidas de paquetes. Todo esto hace que los parámetros de red previamente definidos se vean afectados influyendo negativamente en la experiencia de usuario. A pesar de que las redes 3G y 4G están aumentando su ancho de banda disponible y su capacidad, los desafíos fundamentales son las fluctuaciones de ancho de banda, latencia y pérdida de paquetes. No obstante, las redes 4G de nueva generación pueden proporcionar mayores velocidades de datos, alcanzando tasas de 100 Mbps en movimiento, y hasta 1GBps en reposo, mejorando la conectividad, y haciendo posible el acceso a juegos online a través del móvil. Las redes wifi, a pesar de ser tecnologías con un ancho de banda adecuado para transmisiones de banda ancha, suelen tener problemas de rendimiento. Estos problemas son debidos comúnmente a una mala distribución de canales y a la concurrencia elevada de usuarios existentes dentro de un mismo canal. Merece especial atención el estándar para redes wifi 802.11n, dada la mejora de rendimiento que ofrece sobre sus anteriores versiones, permitiendo obtener velocidades de 150 a 300 Mbps en comparación con los 54 Mbps de 802.11g, y su idoneidad para el tráfico de transmisión de vídeo y virtualización. Aunque las redes de acceso inalámbrico están evolucionando, todavía no pueden competir con las líneas fijas en términos de velocidad, confiabilidad y tasa de pérdida de paquetes. El panorama en líneas fijas tiende a la fibra óptica. Las infraestructuras xDSL ya han aprovechado al máximo la capacidad de las redes tradicionales de cobre para ofrecer velocidades de hasta 30 Mbps y el remplazo del cobre por fibra óptica hasta la vivienda del usuario (FTTH) permite mejorar drásticamente las prestaciones de las redes actuales, alcanzando velocidades de acceso de más de 100 Mbps, velocidades muy superiores a las del ADSL tradicional. No obstante, la distancia al usuario también es un factor a tener en cuenta en la latencia. De este modo, la tendencia de los proveedores de banda ancha es incluir la ubicación de sus antenas y estaciones base cada vez más cerca del sitio de consumo del usuario, aumentando las velocidades experimentadas. Del mismo modo, tanto las redes como los centros de datos deben evolucionar para poder hacer frente a los niveles de transferencia de datos generados por la cantidad de usuarios que juegan en línea y la carga de contenido requerida por los propios juegos. Factores especialmente relevantes, serán la disposición de una política de calidad de servicio efectiva y políticas de seguridad adecuadas. El marcado de paquetes en función del servicio y los mecanismos de manejo de paquetes por los elementos de interconexión en función de las características del mismo son herramientas potentes para la gestión del tráfico en la red. El marcado de tráfico podría manejarse en función del tipo de juego y los requisitos de latencia y pérdida de paquetes de cada uno de ellos, diferenciando el tráfico de alta y baja prioridad de forma dinámica. El marcado y la asignación de una calidad de servicio en estas situaciones A pesar de que las redes 3G y 4G están aumentando su ancho de banda disponible y su capacidad, los desafíos fundamentales son las fluctuaciones de ancho de banda, latencia y pérdida de paquetes” “ 42septiembre 2012 119900 son complicados, debido a la diferencia de patrones que puede haber en los distintos juegos. Para conseguir la detección de los distintos patrones asociados a diferentes tipos de juegos, las tecnologías DPI (Deep Packet Inspection) incluyen complicados algoritmos de detección y predicción del flujo de datos. De esta forma, se podrían diferenciar patrones, y filtrar y clasificar paquetes en función del tipo y las necesidades de calidad de servicio, priorizando paquetes y dotando de mayor ancho de banda a unos servicios frente a otros. Con el paradigma presentado por el cloud gaming el marcado de tráfico puede limitarse al etiquetado de tráfico de streaming, evaluando los diferentes tipos en un escenario donde un usuario puede recibir distintos tráficos de streaming simultáneos. Esta inspección del paquete tiene un valor añadido en la seguridad del sistema, permitiendo detectar posibles ataques. Una vez conocido el tipo de paquete, pueden crearse reglas que limiten su transmisión. Igualmente, los servicios de infraestructura de red, como DNS, DHCP y la gestión de direcciones IP se enfrentan ahora a grandes retos. Más dispositivos en la red, más ubicaciones, un aumento de la movilidad y las nuevas tendencias hacia la virtualización y el cloud gaming están dando lugar a una explosión en el número de direcciones IP. Si bien, IP versión 6 (IPv6) introduce mejoras ante esta situación, también requiere de grandes cambios en infraestructura y servicios. Estrategias de negocio Ante esta perspectiva de juegos online, han surgido nuevos modelos de negocio, tales como free-to-play, pago por descarga y suscripción. Los tipos de pago en línea más habituales son: efectivo, tarjeta de crédito/débito, pago por móvil, pago indirecto (puntos conseguidos mediante compras en tiendas, etc.) y paypal. El modelo free-to-play es posiblemente el más influyente, los jugadores pueden jugar de forma gratuita, pero pueden personalizar el juego, obtener algún contenido extra o mejorar su condición en el juego mediante la compra de “bienes virtuales”, a través de micropagos. Otro modelo diferente es el utilizado en juegos MMO, como World of Warcraft, en el que se puede disponer gratuitamente de una versión de prueba, y es necesario pagar si se desea continuar jugando. Por otro lado, los juegos móviles se basan principalmente en la implantación del modelo de pago por descarga, disponiendo algunos de ellos de una versión gratuita y otra de pago. Por último, la tendencia de los juegos en la nube, establecen sistemas de subscripción, a base de alquileres diarios, mensuales o anuales a títulos de su repertorio de juegos online. Esto haría cambiar el paradigma de la prestación de servicios en internet, pasando de un modelo basado en venta de hardware y software, a otro basado en servicios de alquiler. Ante las perspectivas del mercado de los juegos en línea, las tendencias de acceso a través de diferentes terminales, las estimaciones de tráfico de acceso a Interno, y las nuevas tendencias de cloud-gaming, las infraestructuras de telecomunicaciones se enfrentan a grandes retos a los que deben ser capaces de responder en un corto período de tiempo. La adopción de infraestructuras de nueva generación en el acceso y núcleo de red, con políticas adecuadas de calidad de servicio y seguridad, que soporten mayor capacidad, mejor conectividad y mayores velocidades será crucial para este proceso de cambio.3 Monográfico La adopción de infraestructuras de nueva generación en el acceso y núcleo de red, con políticas adecuadas de calidad de servicio y seguridad, que soporten mayor capacidad, mejor conectividad y mayores velocidades será crucial para este proceso de cambio” “