Introducción al Streaming_parte1

Introducción al Streaming

• El streaming ha revolucionado la forma en que consumimos televisión y radio.
• La expansión del streaming ha impactado los sectores de comunicación, entretenimiento, telecomunicaciones, educación y videovigilancia.

Estado Actual del Streaming

• El tráfico IP ha aumentado debido al incremento de usuarios y dispositivos, impulsado por factores tecnológicos, económicos y sociales.
• Los algoritmos de compresión han mejorado, reduciendo el tamaño de los datos transmitidos y permitiendo resoluciones de hasta 8K.
• La alta definición se transmite con menor ancho de banda, optimizando la transmisión.
• El almacenamiento de archivos de video y audio requiere menos espacio.
• Adaptive Bitrate Streaming (ABR) ajusta la calidad del video según las condiciones de red.
• Protocolos como DASH y HLS minimizan interrupciones y mejoran la experiencia del usuario.
• Dispositivos como smartphones, tablets, Smart TVs, reproductores IP y consolas permiten ver contenido en streaming en cualquier lugar con conectividad.
• La implementación de redes de alta velocidad (cableadas e inalámbricas) facilita la reproducción de videos de alta calidad.
• El streaming es el gran acelerador multimedia en Internet del tráfico IP.
• Han surgido nuevos proveedores de contenido que han adaptado sus modelos de negocio al streaming.

Consumo de Streaming a Nivel Mundial (Informe Sandvine, marzo 2024)

• El streaming de video representa aproximadamente el 38% del tráfico total mundial.
• El 39% del tráfico descendente corresponde a redes fijas.
• El 31% del tráfico descendente corresponde a redes móviles.
• El streaming VOD genera el 54% del volumen total de tráfico descendente.
• El volumen total de internet es de aproximadamente 33 Exabytes/día, con el video como principal contribuyente.
• YouTube representa el 16% del tráfico descendente.
• Netflix representa el 12% del tráfico descendente.
• Amazon Prime representa el 6% del tráfico descendente.
• Disney+ representa el 5% del tráfico descendente.

Tendencias del Mercado

• Los usuarios prefieren redes fijas para videos de mayor duración y calidad, y redes móviles para videos cortos.
• Las aplicaciones integran múltiples tipos de contenido, lo que complica la gestión del tráfico.
• El tráfico de subida aumenta a medida que más usuarios crean y comparten contenido.
• Las empresas de telecomunicaciones están creando sus ofertas de contenido OTT.

Expectativas Futuras del Streaming (Próximos 5 Años)

• Se espera mayor integración de contenido multiformato.
• Se espera un incremento en el streaming de video 4K y 8K debido a la expansión de la banda ancha.
• El despliegue de 5G permitirá un mayor consumo de video de alta calidad en dispositivos móviles.
• Se proyecta un crecimiento en aplicaciones de AR/VR que requerirán mayor ancho de banda.
• Se prevé que el mercado de juegos en la nube crezca significativamente, de $5.76 mil millones en 2023 a $84.97 mil millones para 2030.
• El futuro de la BBC podría ser solo por Internet según su Director General.
• Suecia planea apagar completamente la TDT para 2026.
• Suiza planea finalizar las transmisiones DVB-T en 2024.
• Noruega, el primero en apagar la FM en 2017, considera lo mismo para TV.
• Alemania planea reducir la transmisión terrestre ARD y ZDF para 2030.
• Estados Unidos están invirtiendo significativamente en streaming.

¿Qué es Exactamente el Streaming?

• Es una tecnología de distribución de contenido multimedia de forma continua a través de una red de computadoras.
• Permite al usuario consumir el producto al mismo tiempo que se descarga, sin necesidad de descargarlo completamente.
• El contenido multimedia transmitido incluye audio, video y texto, con metadatos y subtítulos.
• Los algoritmos de compresión reducen el gran volumen de datos del video.
• La sincronización de audio y video es esencial durante la reproducción.
• Es relevante mantener un orden correlativo de imágenes y fragmentos de audio para una correcta reproducción.
• Utiliza redes IP, tanto cableadas como inalámbricas, públicas o privadas, como soporte para la transmisión.
• La entrega se hace con protocolos clásicos, avanzados o hechos a la medida y adaptados para transporte del contenido.
• El contenido se divide en fragmentos pequeños que se reproducen a medida que se descargan.
• En el caso de contenido en directo, el flujo continuo se consume en el momento de la conexión.

Buffer

• Es necesario para compensar la inestabilidad en la velocidad de descarga de las redes IP.
• Actúa como "colchón" ante descensos en la velocidad de reproducción.
• El "buffering" (reloj de espera) ocurre por conexiones lentas o caídas abruptas en la velocidad.
• La velocidad de conexión ideal debe ser ligeramente superior a la tasa de transmisión.
• Un depósito de agua (buffer) con entradas (recepción) y salidas (reproducción) simula el buffer.
• Es fundamental tener un grifo con suficiente caudal.

Razones del Buffering

• Velocidad de conexión insuficiente
• Fluctuaciones en la conexión
• Congestión de red
• Limitaciones de hardware
• Configuración de buffer inadecuada
• Competencia por ancho de banda
• Problemas del servidor
• Adaptive Bitrate Streaming (ABR) ha reducido los problemas.

Estadísticas Técnicas de YouTube

• Diagnóstico o verificación del rendimiento de la transmisión.
• Video ID / sCPN: Identificadores.
• Viewport / Frames: Resolución de la ventana de visualización y cantidad de fotogramas perdidos.
• Current / Optimal Res: Resolución actual y resolución óptima del video, ambas a 3840x2160@60.
• Volume / Normalized: Volumen configurado al 35% y nivel de normalización de audio -3.9dB.
• Codecs: Códecs utilizados para el video (VP9) y audio (Opus) con sus respectivos perfiles.
• Color: Espacio de color utilizado, BT.709 es el estándar para HD.
• Connection Speed: Velocidad de conexión en Kbps.
• Network Activity: Actividad de red actual.
• Buffer Health: Tiempo de video almacenado en el búfer.

Streaming Bidireccional

• Existe también transmisión bidireccional, como las videollamadas y videoconferencias.
• Se basa en los mismos principios que live streaming o emisión en directo.
• Transmisiones bidireccionales requieren redes mas restrictivas en cuanto a las exigencias que deben cumplir la redes

Tipos de Transmisión en Streaming

• Descarga Completa
• Descarga Progresiva
• HTTP Pseudo-Streaming
• Streaming Adaptativo (ABR)

Arquitectura del Streaming

• Captación y digitalización: Se capturan y digitalizan las señales de audio y video.
• Codificación y transcodificación: Se comprimen las señales de audio y video utilizando algoritmos que pueden generar pérdidas.
• Almacenamiento y entrega: Se obtienen los ficheros VOD y se emiten a la red de datos como flujo de datos.
• Comunicaciones: Se usan redes de comunicación - a nivel empresarial, doméstico o global (Internet).
• Reproducción: Se utilizan reproductores multimedia instalados en el dispositivo de destino.

1. Captación y Digitalización

• Captación Audio – Micrófono y Video - Cámara.
• Digitalización de las señales.
• Es en este primer bloque donde se digitalizan y se captan las señales de audio y video.
• El audio se capta a través de micrófonos mientras que el video a través de cámaras.
• Las señales necesitan ser convertidas de analógicas a digitales.
• Dispositivos domésticos emplean cámaras web
• Dispositivos profesionales requerirán señales sean capturadas y mezcladas por equipos de audio profesional.

2. Codificación y Transcodificación

• Reducción del tamaño del contenido con perdidas de calidad (lossy).
• Es donde las señales son comprimidas usando técnicas basadas en algoritmos.
• Las técnicas cada vez mas se enfocan en el oído y ojo humano para perfeccionar el ojo humano.
• Ratios compresión: Desde 10:1 a 200:1.
• Codificacion puede ser Hardware o Software.
• Transcodificación: Decodificar → Codificar.

3. Almacenamiento y Entrega

• Se obtiene el contenido y se emiten a la red lo que resulta en el flujo de datos.
• En algunas ocasiones se requiere un Live Streaming, sino VOD.
• Podria ser montado en una misma computadora pero se consiguen mejores resultados usando varios equipos.
• Streaming tradicional: Servidor Web + Media.
• Streaming actual: Servidor Web, CDN.
• Palabras clave: servidor Web, servidor Media, control adaptativo.

4. Comunicaciones

• Permiten la transmisión del streaming desde estos servidores a los dispositivos reproductores.
• Protocolos optimizados para contenido multimedia.
• Redes IP: empresariales, domésticas o globales.
• En función del tipo y velocidad de una connexion la transmición sufría perdidas.
• Palabras clave: redes IP, protocolos, calidad de servicio.

5. Reproducción

• Reproductores de contenido multimedia, donde se hace la decodificación.
• Aplicaciones pueden ser hardware, software, o navegadores Web.
• Reproductores: PC, SmartTV, SmartPhone, consolas. Palabras clave: reproductores de media, navegadores, plugins, html5.