6  Video, Voz y Datos

La mayor capacidad de las redes de datos y de los equipos, tanto ordenadores como sistemas especializados, así como su menor coste, ha hecho que se popularice el uso de tráfico multimedia. Actualmente es normal que las diferentes operadoras de telefonía ofrezcan lo que se suele llamar “triple play”, que designa el servicio de datos, voz y audio sobre redes IP.

Este servicio se ha popularizado en las redes privadas, siendo habitual que conviva la voz sobre IP (VoIP) con los datos en la misma red, debido a las ventajas en funcionalidad y reducción de costes que ofrece sobre la telefonía convencional.

Recientemente el servicio de video se ha desarrollado notablemente, tanto a nivel particular, como empresarial, y muy notablemente en centros de enseñanza donde aporta nuevas posibilidades docentes.

La transmisión de video y voz a través de una red IP convencional presenta una serie de retos, debido a las necesidades específicas de este tipo de tráfico, que fuerzan a que los elementos de red deban poseer ciertas características necesarias para el buen funcionamiento del servicio. Si esto es cierto en redes cableadas, lo es mucho mas en redes Wi-Fi puesto que en este ultimo caso, el medio es compartido, no solo con interferencias y elementos externos, si no con el resto de los clientes.

A continuación se expondrán las distintas necesidades de cada uno de los tres tipos de tráfico, con el objeto de que el lector comprenda la problemática asociada y sea capaz de evaluar las estrategias que existen para intentar solventar o minimizar los problemas derivados de las peculiaridades de este tráfico.

6.1    Necesidades del tráfico de datos

La transmisión de datos, como pueden ser ficheros de un servidor, correo electrónico o páginas WEB, es un tráfico poco exigente. El servicio demanda la mayor velocidad de transmisión y la menor pérdida de paquetes posible.

Es cierto que en las redes Wi-Fi estos dos parámetros no son tan fáciles de optimizar como en las redes cableadas, pues las velocidades de transmisión son menores y siempre existe alguna interferencia externa, o simple colisión entre clientes (que como se vio, es posible que ocurra a pesar de las protecciones implementadas), lo que provocará alguna perdida.

El usuario lo que apreciará es la velocidad de acceso a los datos, pero a no ser que ésta se reduzca por debajo de un cierto umbral que la haga inaceptable, y ese umbral dependerá de la aplicación, no habrá una mayor exigencia.

6.2    Necesidades del tráfico de video

El tráfico de video es más exigente. Con respecto a la transmisión de datos, este tipo de tráfico añade requerimientos extra, los cuales están motivados porque el video ha de ser mostrado en el instante que corresponde. El hecho de que los datos lleguen mas despacio, en una pagina web influye en que tarde menos o mas en bajar, pero los fotogramas del video se han de mostrar cuando corresponden, o el video no será visionado de forma correcta, apreciándose artefactos, sonido deficiente, aceleraciones del vídeo, pausas, etc.

En general, a parte de una velocidad de transmisión mínima para poder transmitir en video con fiabilidad, y una falta de perdida de paquetes, hará falta un cumplimiento de otros parámetros como el jitter, latencia, duplicación y reordenación de paquetes y emisión en ráfagas.

Aunque no son conceptos propios de las redes Wi-Fi si no de cualquier comunicación en general, son ampliados por este tipo de redes y es necesario explicarlos para entender apartados posteriores.

El video, dependiendo de la codificación y la calidad de la imagen, demandará un ancho de banda mínimo, que deberá ser soportado por la red Wi-Fi para proporcionar un buen servicio. En caso de que la red no sea capaz de proporcionar esta velocidad, se perderá información al no poder ser enviada por la red, provocando perdida de paquetes.

La pérdida de paquetes, ya sea por causa de un tráfico excesivo para la red, por interferencias o cualquier otra causa, provocará video de calidad deficiente, mostrándose los típicos cuadros, cortes de sonido o chasquidos. Si no existen mecanismos de corrección de errores, y estos solo suelen implementarse en proveedores de televisión dada su complejidad y coste, cada paquete perdido se traducirá en un error apreciable por el usuario.

El jitter es la variación en el retardo o latencia de los paquetes. Si los paquetes no llegan con la misma cadencia, el sistema receptor ha de ser capaz de ofrecer un buffer (termino para designar capacidad de almacenaje de paquetes) para no perderlos cuando lleguen mas juntos de lo debido o de tener almacenados los suficientes paquetes para soportar una espera mayor en la recepción del siguiente paquete, cuando este demore su llegada más de lo esperado. De no ser así se producirán errores análogos a los ocurridos por las perdidas de paquetes en el caso de que se reciban mas paquetes de los que se pueden almacenar hasta que llegue el momento de mostrarlos, o congelaciones de imagen en el caso de que el retraso en la llegada de información no permita al sistema actualizar la imagen.

La latencia mide el tiempo que tarda un paquete en viajar desde el origen del video hasta el destino. No es muy importante en video a no ser que se emita un evento en directo y la simultaneidad sea importante, como es el caso de eventos deportivos. Pero en la mayoría de los casos no es un parámetro crítico para el video.

La duplicación y reordenación de paquetes es un fenómeno que sucede en las redes más habitualmente de lo que se cree, y en video es importante, pues si se produce y no se detecta, gracias a la inclusión de algún protocolo junto con los algoritmos pertinentes en los clientes, dará como resultado que se muestre información que no corresponde con el instante y fotograma en curso, con la consecuente degradación en la calidad de la imagen y sonido.

Las ráfagas son algo habitual en sistemas de comunicación que adolecen de congestión. Sucede cuando el equipo de red, en nuestro caso un punto de acceso o un cliente Wi-Fi, no puede enviar información la almacena temporalmente y la enviará de golpe cuando le sea posible, si no media ningún mecanismo de control. Esto provoca que el cliente reciba en una ráfaga mas información de la que debería, por lo que si los buffers no son del tamaño adecuado, tendremos el mismo efecto que en el jitter (De echo las ráfagas son una forma de jitter extremo, pues los paquetes no llegan con una cadencia constante, si no agrupados tras un periodo de parada o precediéndolo)

En la emisión de vídeo, cuando la difusión de este se realiza a varios clientes simultáneamente, es habitual un tipo de transmisión que recibe el nombre de multicast. En este tipo de emisión se transmite un paquete con una dirección especial que capturarán los clientes interesados en recibirlo, para lo cual se subscribirán a la recepción de dicho flujo de datos. Este método permite que solo se envíe un paquete, independientemente del número de clientes que deseen recibirlo, con el consiguiente ahorro de ancho de banda. Sin embargo, como contrapartida exige más a los elementos de red, que han de ser capaces de gestionar dicho tráfico de forma correcta, lo cual les demanda mayor capacidad de proceso y memoria así como implementar los algoritmos y protocolos adecuados.

Es interesante aquí llamar la atención sobre el hecho de que el video Flash (el utilizado por portales como youtube) tiene unas necesidades diferentes. Su método de transmisión y tratamiento difiere, pues es transmitido como datos sobre una conexión TCP con todo lo que ello implica, y no como video y es precisamente esa diferente filosofía de transmisión lo que lo ha popularizado en Internet al hacerlo inmune a los parámetros antes mencionado, pero no apto para transmisiones simultaneas a diversos clientes, ni emisiones en tiempo real.

6.3    Necesidades del tráfico de voz

Las necesidades del tráfico de voz, en este caso voz sobre IP (VoIP), son análogas a la del video, puesto que se trata de un servicio que no permite perdida de información y que precisa de una temporización muy estricta.

Sin embargo, existen dos diferencias con respecto al servicio de video. La primera es que aunque es necesario que se garantice un acho de banda y que este dependerá del sistema de codificación de la voz que utilice el sistema, esta velocidad de transmisión será mucho menor que en caso del video.

La segunda diferencia a tener en cuenta es que la latencia es un parámetro importante para la voz. Si esta es alta, la red no será apta para conversaciones de voz, pues un retraso mínimo es percibido muy negativamente por los usuarios. Para ilustrar al lector, el efecto es el apreciado en las comunicaciones telefónicas por satélite, y la causa, la misma.