7.2. Amplicación: Streaming de audio y video en la Nube




El streaming de archivos es una manera de distribuir contenido amplio por partes, de modo que su reproducción pueda empezar con mayor rapidez. El streaming se utiliza para emitir eventos, mostrar películas o TV en nuestro ordenador o teléfono móvil, escuchar la radio en internet, realizar llamadas telefónicas y utilizar muchas aplicaciones.
        La nube tiene varias ventajas que ayudan a los proveedores de contenido con los sistemas de distribución. Proporciona mucho almacenamiento para mantener bibliotecas, redes grandes en las que el contenido puede implementarse por todo el mundo, potencia de computación para servidores de streaming y un motor para codificar/descodificar/transcodificar contenido.
        El streaming de audio fue una de las primeras aplicaciones multimedia en extender su uso por internet. La nube ha expandido el uso de este tipo de audio para la emisión de radio, retransmisión Web, sitios de música y otros servicios disponibles. Voip es una forma de streaming de audio con un conjunto de protocolos especializados. La computación en la nube trae una clase totalmente nueva de aplicaciones para los usuarios de internet, donde podemos destacar Skype y Google Voice.
Las conexiones de banda ancha y la infraestructura de bajo coste han hecho que los servicios de streaming de video estén ampliamente disponibles a un coste reducido o gratis.



ENTENDER EL PROCESO STREAMING
El streaming es una técnica que permite escuchar y visualizar archivos de audio y/o vídeo mientras se están descargando en la máquina, sin tener que esperar a que se haya descargado todo el archivo.

La técnica de streaming consiste en ir almacenando la información leída del archivo a descargar en un buffer y, cuando en este buffer haya una cierta cantidad de información comienza su reproducción mientras continúa la descarga. Para ello es necesario que el archivo a descargar permita la utilización de esta técnica.


Los medios de streaming son archivos que se envían por partes mediante un servicio y se reproducen mediante un cliente a medida que continua la distribución. El material transmitido puede ser en vivo o bajo demanda.
El streaming en vivo, se denomina streaming progresivo o descarga progresiva, mientras que el streaming bajo demanda se produce a partir de un material que ya está almacenado en el disco.
Para transmitir el contenido con éxito, el sistema requiere que el ancho de banda de la red sea adecuado para soportar la transferencia del material suficiente para soportar la reproducción del usuario.
Para la nube donde los archivos multimedia son grandes y la conexión es una conexión WAN de baja latencia, se trata de una consideración importante y de un cuello de botella potencial.
Para hacernos una idea de las cifras que se pueden manejar en este hipotético cuello de botella, podemos acudir a
donde podremos hacernos una idea de lo descrito aquí.

PROTOCOLOS EN USO

Un archivo de video o audio digital se divide en muchas piezas pequeñas y se reproduce a alta velocidad. Dependiendo de la naturaleza del material transmitido, su reproducción puede sufrir cierta pérdida de paquetes transmitidos y los medios transferidos es fundamental a la hora de decidir que protocolo de transferencia tenemos que utilizar.
Para los medios transferidos, el archivo completo debe transmitirse con fidelidad, así que el protocolo a utilizar es el TCP. Es un escenario de medios transmitidos, la fidelidad no es prerrequisito, así que el protocolo de transmisión es UDP.
Todos los protocolos de streaming en uso toman archivos en bruto y los comprimen de algún modo. Si el material va a protegerse, los archivos también se cifran antes de la transmisión y se descifran cuando llegan.

LAS VENTAJAS DE LA COMPUTACION EN LA NUBE

La nube tiene algunas características únicas que la convierten en una plataforma muy adecuada para el streaming de video y de audio a gran escala para clientes de bajo demanda.
Estos sistemas ofrecen:
-      Acceso de almacenamiento a gran escala, que permite almacenar archivos multimedia grandes y bibliotecas multimedia bajo demanda. Amazon S3, M.Azure Blob Storage, Nirvanix, son algunos ejemplos de los sistemas grandes de almacenamiento en la nube disponibles para los proveedores de contenido.
Algunos de estos sistemas, como el Microsoft Azure y Google Storage, soportan la posición de programadores de aplicaciones en esos servicios SaaS.

-      Acceso a motores de computación escalable y almacenamiento de red que pueden servir como servidor de streaming para un público amplio.

-      Acceso a motores de computación escalables que pueden ser utiles cuando queremos llevar a cabo la codificación/descodificación o transdecodificacion en archivos multimedia.

La empresa Encoding.com es un ejemplo de transcodificación, donde podemos utilizar una aplicación Adobe AIR para arrastrar y soltar archivos que están codificados directamente en nuestro escritorio. Encoding soporta conversiones de archivos de imagen estáticas, conversiones de archivos de audio y conversiones de archivos de video. La mayoría de su negocio se centra en los formatos de archivos streaming utilizados en el trabajo de video y audio, por lo que es compatible con los distintos formatos que los servicios necesitan para soportar diversos tipos de dispositivos.
Las conversiones más populares del sitio hoy son:
·         AVI a WMV
·         MP4 a WMV
·         Video a 3GP
·         MV a MPEG
·         FLV a MOV
·         Etc..
Encoding.com soporta conversiones a servicios de terceros como Wordpress, Brigthcove, JW Player, Flowplayer, Bits on the Run y Drupal proporcionando un conjunto de complementos.
Tambien hay soporte de perfiles de codificación para Amazon S3 y Rackspace CloudFiles.

-      Acceso a redes de distribución de contenido o sistemas de flanco que pueden distribuir contenido a usuarios en función de la ubicación geográfica. Algunos ejemplos son Akami, Amazon´s CloudFront y los sistemas streaming de Limeligths, que forman parte de sus redes de distribución de contenidos.

STREAMING DE AUDIO
El streaming de audio es menos exigentee con el ancho de banda de la red que el de video. Un archivo de audio es, aproximadamente, 500 veces más pequeño que uno de video de la misma duración.
Uno de los primeros participantes en esta area fue la tecnología Real Player de Real Networks y su suite de protocolos asociada. Aparecieron también dos formatos competidores que han tenido una aceptación general: Reproductor de Windows Media y QuickTime de Apple. Estos reproductores reproducían formatos de video y también de audio y todos están disponibles como reproductores independientes o como complementos de navegador.
Hoy en dia, el rey es el Mp3, la mayoría de servicios grandes que han migrado a la nube han almacenado su material en este formato. Algunos servicios protegen su contenido de audio asegurándose de que solo su reporductor pueda producir su material y de que el sonido no pueda grabarse de forma digital, Last.fm es un ejemplo de este tipo de servicio.
Otro tipo de servicio transmitido es SHOUTcast, una solución de servidor propietario para transmitir multimedia en Internet.
Estos servidores transmiten contenido de forma de canales o streams que conforman la base para las emisoras de radio en internet.
Como dato, más de 60 millones de personas escuchan la radio por internet cada semana. Existen otros servicios de streaming competitivos.
Un buen ejemplo es National Public Radio (NPR), empezó ofreciendo archivos de RealAudio para streaming y después añadió Windows Media como segundo formato.
Hoy en dia, proporciona una transmisión de audio en Windows des Internet Explorer, dentro del reproductor de Windows Media. Los archivos se graban como MP3. Si nos suscribimos ( a través de RSS) a un programa de NPR utilizando un programa como iTunes, los archivos MP3 se transfieren a nuestro sistema.
RSS es un protocolo para proporcionar fuentes Web de publicaciones como blogs, sitios de noticias, etc.




TRABAJAR CON APLICACIONES DE VOIP



Voice over IP también conocido por VOIP es un conjunto de protocolos de comunicación para trasladar voz sobre internet. Algunos de estos servicios se han migrado a la nube, sobre todo aquellos que requieren la implicación de un número grande de servidores. VoIP utiliza estándares y protocolos adicionales distintos del streaming de audio; los estándares de VoIP de uso mas común son los siguientes:

·         H.323
·         IMS (IP Multimedia Subsystem)
·         MGCP (Protocolo de control de pasarela de medios)
·         SIP (Protocolo de inicio de sesión)
·         RTP (Protocolo de trasnporte en tiempo real)
·         SDP (Protocolo de descripción de sesión)

El protocolo antiguo H.323, aunque sigue utilizándose en líneas de transmisión largas , se esta viendo sustituido por protocolos mas ligeros como MGCP y, sobre todo, SIP. VoIP es un mercado en crecimiento, que esta desplazando a antiguas tecnologías de interruptores utilizada en el sistema de teléfono publico o POST. Es una tecnología que se beneficia de la implementación en la nube.
Para ilustrar el tipo de impacto que la computación en la nube puede tener en aplicaciones telefónicas y VoIP, presentamos aquí los ejemplos de Skype y Google Voice.


Es un protocolo propietario (código cerrado), del cual hay partes que utilizan el protocolo Global Index P2P. A diferencia de VoIP estándar, que utiliza un modelo cliente/servidor, Skype utiliza un modelo de igual a igual basado en Kazaa.

Kazaa era una red de uso compartido P2P desarrollado por la empresa estonia BlueMoon Interactive, que evoluciono hasta desarrollar Skype.

La comunicación de Skype se cifra utilizando métodos de cifrado estándar: negociación de claves RSA y algoritmos de cifrado AES. Las cuentas de Skype no requieren que el nombre de quien llama se identifique durante la llamada, solo su nombre de usuario. No se puede garantizar al 100% que la comunicación en Skype sea totalmente segura; se especula con la posibilidad de que las agencias gubernamentales o la empresa puedan tener acceso a las comunicaciones. No obstante, en Estados Unidos, la FCC ha declarado que Skype esta sujeto a una ley de comunicaciones.

Skype es quizás la aplicación de telefonía mas utilizada del mundo. El cliente de Skype existe para Windows, Macintosh, Linux, Android, Blackberry, iPhone, Symbian, Nokia Internet Tablets, Windows Mobile Phone y muchos otros dispositivos, dependiendo del cliente, Skype aporta:
·         Mensajeria instantánea
·         Telefonia de voz
·         Transferencia de archivos
·         Chats para grupos
·         Registro de mensajes
·         Videoconferencia

Siempre y cuando la conexión sea entre clientes de Skype, la comunicación será gratuita. En algunos países, Skype ofrece un servicio SkypeIn que permite a un usuario recibir llamadas en su ordenador desde teléfonos. Skype puede asignarnos un numero local en estos países y cobra por llamadas a este numero según la tarifa local.
La  popularidad de Skype es enorme; tiene unos 500 millones de cuentas de usuario registradas entodo el mundo. La palabra “Skype” se ha introducido en el vocabulario de muchos de sus usuarios. Se calcula que cada dia se producen en el servicio unos 50 millones de llamadas. Podemos ver el numero de usuarios conectados en ese momento en la parte inferior del cliente Skype.

GOOGLE VOICE y GOOGLE TALK

Google tiene dos servicios de streaming que utilizan protocolos de VoIP, Google Voice y Google Talk.
www.google.com/talk  configuración settings
Google Talk, es un servicio de VoIP de Google combinado con un servicio de mensajería instantánea.
Google Voice, es una aplicación de telefonía de Google que también es un servicio VoIP.
Ambas aplicaciones son gratuitas, y Google Voice tiene algunas características potentes que lo convierten en un servicio muy atractivo.

Google Talk es un servicio que utiliza el protocolo XMPP/Jabber para el clientes Google Chat IM. Ademas, es un servicio VoIP solo para Windows en el escritorio, y utiliza el protocolo Jingle; soporta comunicación con clientes XMPP para los teléfonos Nokia N900 Smartphone, Blackberry, iPhone y Android.
Google Voice, nos permite seleccionar un numero en uno de los muchos códigos de area de entre el millón de números de teléfono que tiene reservados. Tras hacer la selección, ese número es nuestro y se asigna a nuestra cuenta de Google. Podemos dar ese número a otros, y cuando nos llamen , la llamada se enviara a los números que especifiquemos: nuestro teléfono móvil, nuestro fijo o lo que sea. El sistema de buzón de voz de Google realiza transcripción de mensajes de voz, bloquea llamadas, nos permite escuchar, grabar llamadas, realizar llamadas en conferencia, etc. Es difícil de creer que este servicio sea gratuito en Estados Unidos y Canadá, pero lo es.
En un desarrollo interesante, Google presento una aplicación Google Voice para el iPhone en junio de 2009, pero Apple la rechazo para su iTunes App Store. La razón que dio Apple fue que la aplicación reemplazaba algunas de las funciones principales del iPhone.

STREAMING DE VIDEO
El streaming de video sobre Internet se ha convertido en uno de los mayores medios de transmisión de emisiones en un peridodo de tiempo bastante corto, se han unido muchas tendencias para ayudar a convertir esta transición en una realidad, incluidas redes de banda ancha, unidades de disco de consumo de alta capacidad, capacidad de procesamiento de bajo coste y, ahora, también, la computación en la nube. El streaming de video es una de esas tecnologías que tanto se benefician de la implementación de la nube.
Muchos de estos servicios ya tienen una infraestructura basada en la nube. Algunos de ellos son servidores de contenido, otros son sistemas para almacenar en caché contenido, o pueden utilizarse para modificar el contenido de manera que este en un formato apropiado, además de muchos otros servicios.
Entre los servicios de streaming de video de uso extendido se encuentran los siguientes:
§  Blip.TV (http://blip.tv/). Emite programas enteros independientes que podríamos ver en televisión.
§  Break.com (www.break.com/) .Comedia, juegos flash e imagenes en su sitio.
§  Dailymotion ( www.dailymotion.com/es )
§  Flickr (www.flickr.com) .Se trata de un sitio para el uso compartido de video y fotos.
§  Hulu (www.hulu.com) es un sitio de streaming de películas y programas de TV.
§  Internet Archive (www.archive.org) La Wayback Machine de internet almacena versiones del pasado de internet e incluye contenido de video significativo e interesante sin copyright.
§  Nico Nico Douga (www.nicovideo.jp). Popular sitio japonés de uso compartido de video.
§  Todou (www.todou.com). Con base en Shangai, este sitio enorme de uso compartido de video permite a los usuarios subir y descargar archivos de video con episodios integros de programas de TV y películas completas.
§  UStream.tv (www.ustream.tv) Eventos deportivos en directo.
§  YouTube (www.youtube.com) El mas grande de los sitios de uso compartido de video, es el segundo sitio mas visitado de internet.

TELEVISION EN LA NUBE

La televisión es una industria muy importante. El número de espectadores de TV empequeñece a los 1000 millones de usuarios de PC, e incluso a los 2000 millones de usuarios de teléfonos móviles. Puesto que el streaming es más barato en la nube, muchas cadenas de TV han empezado a poner sus series y películas en sitios de internet. La popularidad de estos servicios ha llevado a muchos espectadores de TV, a pasar de la televisión por cable a estos sitios conectados a través de su conexión de banda ancha.

Por citar un ejemplo, Hulu.com ofrece contenidos a los espectadores de Estados Unidos, por un módico precio.

TRANSMITIR FORMATOS DE VIDEO

El formato predominante es la plataforma basada en Adobe Flash, aunque se están introduciendo constantemente otros formatos competidores, como Silverligth de Microsoft. A medida que la industria se va trasladando a la nube, se va produciendo un impulso hacia el desarrollo de estándares de video de código abierto, como el nuevo formato HTML 5. Para ver contenido de streaming en reproductores de video HTML5, necesitamos un navegador compatible y un sitio como YouTube, que soportan formatos H.264 y WebM (códec VP8).

Como navegadores compatibles podemos citar los siguientes:
·         Firefox 4 (WebM)
·         Chrome
·         Opera 10.6+
·         Apple Safari
·         Microsoft Internet Explorer 9
·         Microsoft Internet Explorer 6, 7 o 8 con Google Chrome Frame instalado.
También podemos ver contenido HTML5 en los siguientes reproductores multimedia:
·         Media Player Classic.
·         Moovida Core
·         VLC
·         Winamp
·         XBMC
Para poder soportar más variedad de dispositivos, la codificación de video avanzada define un conjunto de perfiles para soportar tipos de dispositivos específicos. Estos perfiles definen la resolución y las velocidades de bits, entre otras características.
Dentro de cada perfil hay un conjunto de niveles que determina que características están disponibles para soportar una aplicación específica. El códec que comprime/descomprime el contenido de video utiliza un esquema de compensación de movimiento orientado a bloques. Es importante entender que H.264 define un estándar para codificar contenido, pero que la implementación de un códec puede variar. Algunos códec pueden elegir codificar unas características u no codificar otras.



El formato de archivo para el streaming de video más reciente es WbebM es un formato de archivo multimedia para la Web y se utiliza para portar contenido de video HTML 5.

YOUTUBE
Es el servicio de uso compartido de video flash icónico que ahora pertenece a Google. YouTube ha dominado el área de streaming de video basado en la nube.
Junto con BBC,CBS,MGM y otros , muchas agencias gubernamentales utilizan YouTube para alojar sus mensajes de video. Un ejemplo claro puede ser WhiteHouse.gov.



Tecnologías de YouTube
Para utilizar YouTube dentro de un navegador necesitamos tener Adobe Flash instalado en nuestro ordenador. Cualquiera puede ver un video en YouTube de manera gratuita. Para subir un video al servicio, YouTube requiere que nos registremos. La duración de los clips está limitada a 15 minutos y el tamaño de los archivos deben ser menores a 2 Gb para cuentas gratuitas. Para los proveedores de contenido que deseen utilizar YouTube como medio de distribución, la empresa tiene un programa de asociación a YouTube con  una estructura de tarifas. YouTube también paga a algunos proveedores por el uso de sus contenidos.

YouTube permite que se carguen videos en los formatos que se listan a continuación:
3GP, AVI, DivX, FLV, MKV, MOV, MP4, MPEG, MPEG-4, WMV.
YouTube ha evolucionado su soporte de audio y video con el tiempo. El soporte de video original era para el formato 320x240 pixeles y utilizaba el códec Sorenson Sparc. El audio estaba en formato MP3 mono. Ahora hay un soporte para 240p , 360p, 480p, 720p, 1080p, con experimentación para añadir el estándar de resolución 4 K.
La relación de aspecto era de 4:3, pero el estándar panorámico para películas 16:9 se añadió a finales de 2009 como parte del soporte 1080p HD. El estándar de audio actual es AAC y el video es H.264/MPEG-4 AVC. YouTube también ha estado experimentando recientemente con contenido de video 3D.


RESUMEN
El streaming de contenido sobre internet y el modo en que la computación en la nube ayuda a habilitar a distribuidores y proveedores de contenido.
El streaming de audio ha permitido la distribución, a un bajo coste, de noticias y entretenimiento, podcast, radio en internet, e incluso nuevas aplicaciones de telefonía. Se ha analizado Skype y Google Voice.
El streaming de video es una actividad de transferencia de velocidad alta de datos que se beneficia mucho de la nube. Muchos servicios de video ya están basados en ella. También hemos analizado como la televisión se está trasladando a internet y se está beneficiando de la nube. Entre los muchos servicios de video que merecen la pena, he destacado YouTube de Google.
La multimedia en la red es un área con muchos matices y en constante cambio de tecnología informática.


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