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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEUNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA

Departamento de Ingeniería EléctricaDepartamento de Ingeniería Eléctrica

Análisis de un Head End de televisión digital para sistemas IPTV y/o OTTAnálisis de un Head End de televisión digital para sistemas IPTV y/o OTT

Sebastián Tapia AcevedoSebastián Tapia Acevedo

Profesor Guía: Arnaldo Dossi Dossi

Trabajo de titulación presentado en

conformidad a los requisitos para

obtener el título de Ingeniero Civil

Eléctrico.

SANTIAGO-CHILE

2015

Page 2

© Sebastián José Tapia Acevedo, 2015.

Algunos derechos reservados. Esta obra está bajo una Licencia Creative

Commons Atribución-NoComercial-Chile 3.0. Sus condiciones de uso

pueden ser revisadas en: http//creativecommons.org/licenses/by/3.0/cl/

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Protocolo de datagramas del usuario UDPProtocolo de datagramas del usuario UDP

UDP (User Datagram Protocol ) es un protocolo abierto, utilizado por lo general para aplicaciones

de video. En UDP no se requiere comunicación en dos direcciones, trabajando en solo una

dirección como es el caso de la comunicación satelital. Su principal uso para los sistemas de

televisión, es la multidifusión o multicasting en los sistemas IPTV. Este protocolo se describe en

el RFC 768 [33].

Por lo tanto al analizar el segmento de transporte dado por UDP, hay 8 bytes dedicados a la

cabecera y el resto a la carga útil [33], como se aprecia en la Tabla 4.6.

Tabla 4. 6. Formato trama Ethernet, cabecera IP y segmento UDP.

Cabecera

Capa Física

Cabecera trama

Ethernet

Cabecera Paquete

IPv4/Ipv6

Cabecera Segmento

UDP

Carga

útil

CRC

8 bytes 14 bytes 20 bytes/40 bytes 8 bytes Variable 4 bytes

Fuente: Elaboración Propia.

Este protocolo es muy utilizado para el envío de audio y/o video sobre internet, ya que se enfoca

en entregar una rápida transmisión más que en entregar datos confiables (para este caso si falla

algún paquete, trama o segmento; la aplicación en sí verá si se eliminan muestras en audio, o

tramas en video para llegar al usuario final sin la necesidad de retransmisión).

Protocolo de control de transmisión TCPProtocolo de control de transmisión TCP

TCP (Transmission Control Protocol ) es un protocolo orientado a la conexión y fiable a nivel de

transporte, ya que garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el

mismo orden en que se transmitieron. Dentro de TCP, se tiene la opción de manejar tasas de

error, particularmente en la perdida de paquetes. Para esto, TCP mantiene y cuenta cada byte de

dato que se transporta en la red. El video en particular puede transportarse bajo este protocolo,
pero su principal problema es que al estar corrigiéndose los paquetes, éstos producen retrasos

en la información siendo un problema para la visualización de contenido. TCP está definido por

RFC 793 en septiembre de 1981, pero con mejoras y corrección de errores e inconsistencias, se

ha propuesto TCP detallada en RFC 4614 [34].

El servicio TCP se obtiene al hacer que tanto el servidor como el receptor creen puntos terminales

denominados sockets, cada uno de estos tiene una dirección que consiste de la dirección IP del

host y un número de 16 bits que es denominado puerto (local para aquel host ). Un puerto es el

nombre TCP para TSAP (Terminal Service Access Point ) como punto terminal específico en la

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capa de transporte. Estos puertos se presentan en la Tabla 4.7, el puerto 80 opera con el

protocolo de transferencia de hipertexto HTTP (HyperText Transfer Protocol ) el cual permite

establecer ciertas conexiones que sean capaces de reproducir video en vivo y/o grabado, algunas

características de este se analizarán en el capítulo VI.

Tabla 4. 7. Algunos puertos designados en TCP.

Puerto Protocolo Uso.

20,21 FTP Transferencia de archivos.

25 SMTP Correo Electrónico.

80 HTTP WWW.

443 HTTPS Acceso seguro a web.

543 RTSP Control del reproductor de medios.

Fuente: Elaboración Propia.

Al analizar el encabezado de TCP, éste tiene una longitud fija de 20 bytes [34], en conjunto a las

cabeceras de las capas inferiores, se tendría lo presentado en la tabla 4.8.

Tabla 4. 8. Formato trama Ethernet, cabecera IP y segmento TCP.

Cabecera

capa Física

Cabecera Trama

Ethernet

Cabecera Paquete

IPv4/IPv6

Cabecera Segmento

TCP

Carga

útil

CRC

8 bytes 14 bytes 20 bytes/40 bytes 20 bytes Variable 4 bytes

Fuente: Elaboración Propia.

Una particularidad de TCP sobre el transporte de video, consiste en el uso de un puerto
especificado para conexión a través de HTTP, para este caso el puerto 80. En UDP, el puerto 80

produce un retardo de la información, llegando a producir ciertas fallas en el video.

Protocolo de transporte en tiempo realProtocolo de transporte en tiempo real

El protocolo de transporte en tiempo real RTP (Real-Time Transport Protocol ) es utilizado para

aplicaciones multimedia en conjunto con UDP, RTP se describe en RFC 3550 [35].

Es utilizado para transportar datos de audio y video en paquetes, también encargado en el

receptor para reproducir de forma sincronizada el video y audio. Como se ha mencionado, RTP

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indica datos que se deben transmitir, entregando los datos a la aplicación a su llegada y

solicitando (al receptor) que no los almacene en búfer hasta que se reciba de forma

completa. RST se usa para restablecer de manera repentina una conexión que se ha

confundido debido a una falla de host o alguna otra razón, usado también para rechazar

un segmento no valido o un intento de abrir una conexión. SYN se utiliza para establecer

conexiones, con SYN=1 y ACK=0 se indica que el campo de confirmación de recepción

superpuesto no está en uso. Pero la respuesta de conexión sí lleva una confirmación de
recepción, haciendo SYN=1 y ACK=1. FIN se utiliza para liberar una conexión y

especifica que el emisor no tiene más datos que transmitir. Sin embargo después de

cerrar una conexión, el proceso encargado del cierre puede continuar recibiendo datos

de manera indefinida. Ambos segmentos SYN y FIN tienen números de secuencia y, por

tanto, se garantiza su procesamiento en el orden correcto.

 Tamaño de la ventana: indica la cantidad de bytes que se pueden enviar.

 Suma de verificación: utilizada para agregar confiabilidad adicional realizando sumas de

verificación en el encabezado, en TCP este campo es obligatorio.

 Apuntador de urgente: indica el tipo de servicio asociado al segmento.

 Opciones: ofrece una forma de agregar las características adicionales que no están

cubiertas por el encabezado normal, estas opciones son de longitud variable, llenan un
múltiplo de 32 bits mediante la técnica de relleno con ceros, y se pueden extender hasta

40 bytes. Una opción muy utilizada es la que permite a cada host especificar el MSS

(Maximum Segment Size) como el tamaño máximo de segmento que se está dispuesto

a aceptar.

C.5 Cabecera RTP.C.5 Cabecera RTP.

A continuación en la Figura C.5 se muestra la cabecera de RTP.

C.5. Encabezado de RTP.

A continuación se procede a explicar los bloques del encabezado RTP:

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 Palabras de Bits: versión de dos bits, bit P que indica que el paquete se ha rellenado para

formar un múltiplo de 4 bytes, bit X que indica la existencia de un encabezado de

extensión, CC indica las fuentes de contribución (asociadas a “mezcladoras”, dadas por

el srcen de la sincronización), el bit M es un marcador especifico de la aplicación en

cuestión, utilizado para marcar el inicio de la trama de video, palabra en un canal de audio

o algo que la aplicación entienda.



Tipo carga útil: indica el algoritmo de codificación se está utilizando.
 Numero de secuencia: es un contador que se incrementa con cada paquete RTP enviado,

utilizado también para determinar algún paquete perdido asociado al contador.

 Estampa de tiempo: indica cuándo se creó la primera muestra de paquete, y con esto

reducir la variación de retardo ( ).

 Identificador de srcen de sincronización: identifica a qué flujo pertenece el paquete,

utilizado para multiplexar y demultiplexar varios flujos en uno solo (dados para paquetes

UDP).

 Identificadores de ori gen de contribución: se utilizan para las “mezcladoras” asociadas a

la sincronización (este campo puede que no esté, ya que no siempre hay contribución).

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