aspectos fundamentales de av sobre ip · el hecho de que el esquema de paquetización esté basado...
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2 Aspectos fundamentales de AV sobre IP: Guía técnica de Matrox
CONTENIDO¿QUÉ ES AV SOBRE IP? ………………………………………………………………………………… 3
SIMILITUDES ENTRE INSTALACIONES AV TRADICIONALES Y AV SOBRE IP ………………… 3
TECNOLOGÍAS AV ACTUALES ………………………………………………………………………… 4
DIFERENCIAS ENTRE AV TRADICIONAL Y AV SOBRE IP ………………………………………… 4Conmutación ………………………………………………………………………………………………… 4Distancia …………………………………………………………………………………………………… 4Estándares ………………………………………………………………………………………………… 5Interoperabilidad …………………………………………………………………………………………… 5
¿QUÉ NIVEL DE SEGURIDAD OFRECE AV SOBRE IP? …………………………………………… 6Protección de contenido digital …………………………………………………………………………… 6Tecnologías de cifrado ……………………………………………………………………………………… 6
ASUNTOS DE SEGURIDAD PRINCIPALES PARA EL SECTOR AUDIOVISUAL ………………… 7Mando y control …………………………………………………………………………………………… 7Seguridad de contenido de sonido y vídeo ……………………………………………………………… 7Seguridad de red …………………………………………………………………………………………… 7
VALOR MÁXIMO PARA ACTIVOS DE VÍDEO Y SONIDO …………………………………………… 7
APÉNDICE ………………………………………………………………………………………………… 8
En esta guía se proporciona información general sobre la tecnología AV sobre IP, mientras se comparan y se ajustan las características principales con infraestructuras tradicionales de AV. También se analizan los conceptos erróneos más comunes acerca de la seguridad en el sector audiovisual y se destacan las precauciones de seguridad más extendidas que se pueden tomar.
3 Aspectos fundamentales de AV sobre IP: Guía técnica de Matrox
¿QUÉ ES AV SOBRE IP?AV sobre IP significa «audiovisual sobre protocolo de Internet». En esencia, se trata de la transmisión de datos audiovisuales a través de una red, como LAN, WAN o Internet. A diferencia de entornos audiovisuales tradicionales, AV sobre IP (también denominado AV/IP) hace referencia al uso de equipos de red estándar para transmitir y conmutar vídeo y sonido.
El concepto de «vídeo sobre IP» existe desde hace mucho tiempo. Abarca todo desde la transmisión de vídeo en vivo o bajo demanda a través de Internet, hasta las infraestructuras de distribución de vídeo profesionales en los estudios de producción y emisión. El debate que ha surgido en el sector audiovisual profesional (instalaciones audiovisuales) en los últimos años es el reemplazo gradual de las infraestructuras AV tradicionales con infraestructuras basadas en IP, de ahí el término «AV sobre IP». Para algunas personas, la idea de utilizar IP en las instalaciones audiovisuales es bastante novedosa, mientras que para otras personas, constituye un territorio familiar.
En ambas configuraciones AV, los elementos son muy similares. En AV sobre IP, los «transmisores A/V» se convierten en «codificadores», mientras que los «receptores AV» se convierten en «decodificadores», y el «conmutador A/V» (también conocido como conmutador de matrices de vídeo) se convierte en un «conmutador IP» estándar igual que el de los PC conectados a la oficina.
SIMILITUDES ENTRE INSTALACIONES AV TRADICIONALES Y AV SOBRE IPEn el nivel básico, los elementos de entornos audiovisuales permanecen intactos. Las infraestructuras tradicionales de AV se ocupan principalmente de la extensión y la conmutación de los activos de sonido y vídeo. El objetivo de una instalación de AV es proporcionar a los usuarios la capacidad de ver o escuchar sus fuentes de vídeo y sonido en sus estaciones de visualización y a través de sus sistemas de sonido o altavoces. Para ello, es necesario capturar, mover, conmutar y visualizar las fuentes. La interfaz de usuario para cambiar las fuentes puede ser desde oprimir botones en equipos de hardware hasta interfaces digitales en tecnologías basadas en PC.
Fuente A/V
Conmutador A/V
Destino A/V
Transmisor A/V
HDMI
HDMI
Receptor A/V
Fuente A/V
Destino A/V
Transmisor A/V
HDMI
HDMI
Receptor A/V
Fuente A/V
Conmutador IP
Destino A/V
Codificador
HDMI
HDMI
Decodificador
Fuente A/V
Destino A/V
Codificador
HDMI
HDMI
Decodificador
Instalación típica de AV/IPInstalación típica de HDBaseT
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TECNOLOGÍAS AV ACTUALESMuchos productos y servicios AV están diseñados para conservar la máxima calidad de imagen o calidad de sonido mientras se mueven y se conmutan las fuentes. Otros elementos de rendimiento incluyen la conmutación rápida y la baja latencia en todo el canal. Además, algunos equipos AV son capaces de realizar operaciones de procesamiento, como multiplicar las fuentes y hacerlas simultáneamente disponibles en más de un lugar para el consumo.
El procesamiento más avanzado implica realizar modificaciones en las fuentes en tiempo real. Esto puede incluir el cambio de un tipo a otro de la señal de vídeo (como DisplayPort a HDMI), el recorte, el aumento o reducción de escala (por ejemplo, cambiar de HD a 4K o de 4K a HD), la composición (texto superpuesto o combinación de varios vídeos), etc.
Todo lo descrito anteriormente para el AV tradicional se mantiene al implementar AV sobre IP. La única diferencia es que el vídeo y el sonido se mueven a través de una serie de cajas y el cableado cambia de un sistema basado en un circuito a uno basado en paquetes, como las redes de datos de PC y el teléfono sobre IP. Básicamente, el protocolo de Internet (IP) es un conjunto de reglas que rigen el formato de los datos enviados a través de Internet u otras redes de vídeo y sonido. La tecnología AV sobre IP organiza los datos audiovisuales de forma que se ajusten a esas reglas. Los datos transmitidos sobre IP se subdividen en paquetes. Cada paquete contiene parte del archivo original, así como información adicional de control, como la fuente, el destino y la secuencia.
DIFERENCIAS ENTRE AV TRADICIONAL Y AV SOBRE IPAV sobre IP se diferencia de AV tradicional mediante el desarrollo de los siguientes aspectos clave: conmutación escalable (muchos más puertos y más fácil de agregar solo lo que se necesita), eliminación de las barreras de distancia, proporción mejorada de entradas a salidas, estándares de vídeo que se extienden más allá de la instalación local, convergencia con datos y comunicaciones, y nuevas opciones en el procesamiento de vídeo.
ConmutaciónPuede ser que la razón principal por la que las empresas están reemplazando gradualmente las infraestructuras AV tradicionales con infraestructuras AV basadas en IP sea el conmutador.
El cableado, es decir, la conmutación basada en circuitos es básicamente una tecnología punto a punto. Los conmutadores de la matriz de vídeo son un «destino» (relativo a un transmisor AV) y una «fuente» (relativa a un receptor AV) simultáneamente. Todas las combinaciones de transmisores a receptores se resuelven dentro del conmutador matricial y es posible utilizar cualquier fuente en cualquier destino de acuerdo con el número de puertos disponibles en el conmutador matricial de vídeo. Por ejemplo, un conmutador matricial 8x8 permite usar ocho fuentes en cualquiera de los ocho destinos.
Los productos más avanzados pueden realizar operaciones de procesamiento. En lugar de hacer que cualquier entrada esté disponible en cualquier salida, por ejemplo, podría ser posible mostrar cualquier entrada en cualquier salida, así como muchas de ellas. Por lo tanto, una presentación de PowerPoint de un PC puede ser una fuente que se enrute de un transmisor AV a un conmutador matricial de vídeo y, a continuación, el conmutador puede estar conectado a varios receptores AV que pueden mostrar simultáneamente dicha presentación de PowerPoint en tiempo real.
Lo que es diferente en el AV sobre IP (y en la conmutación basada en paquetes) es que el número de fuentes conectadas al conmutador IP ya no es tan limitado. Cuando se desconectan los puertos físicos, se pueden conectar múltiples conmutadores IP. Esto significa que puede escalar el número de puertos según sus necesidades de forma mucho más cómoda. Es posible seguir agregando fuentes y destinos sin que la transformación sustancial del conjunto del conmutador matricial de vídeo sea
un factor de limitación importante. La relación de entradas y salidas también puede ser mucho más personalizada en AV sobre IP en comparación con el conmutador matricial de vídeo con cableado tradicional. Es posible disponer de VARIAS entradas, pero solo unas pocas salidas, o solo de unas pocas entradas, pero VARIAS salidas. También se pueden tener VARIAS entradas y salidas en cantidades muy diferentes
DistanciaOtro límite de AV tradicional es la distancia entre las cajas. Todas las transmisiones digitales con cableado tienen un límite de distancia práctico. Las distancias cortas de tan solo unos metros se pueden conectar por cable de forma económica. Cuando se trata de una gran cantidad de metros, el coste de los cables se dispara. Y cuando se colocan cables para instalaciones de varios cientos de metros, el coste de instalación y extensión sigue ascendiendo.
El AV basado en IP se puede transmitir a través de cable de cobre (de categoría) y fibra óptica de manera bastante cómoda. El cable de categoría (CAT-5, CAT- 6, etc.) tiene un máximo de 100 metros. Sin embargo, es posible conmutarlo y repetirlo en serie. El vídeo de Netflix o YouTube que ve en casa ha viajado desde bastante lejos gracias a esta tecnología de conmutación exacta basada en paquetes.
AV sobre IP aumenta significativamente la flexibilidad al superar los límites de la cantidad de fuentes y destinos, así como al sobrepasar los límites de distancia.
5 Aspectos fundamentales de AV sobre IP: Guía técnica de Matrox
Por lo tanto, AV sobre IP aumenta significativamente la flexibilidad al superar los límites de la cantidad de fuentes y destinos, así como al sobrepasar los límites de distancia. Las capacidades para migrar desde AV tradicional a AV sobre IP no se ven penalizadas, ya que todos los elementos de rendimiento se conservan con soluciones basadas en IP.
La siguiente ilustración destaca lo anterior con ayuda de tres estructuras principales. La primera se basa en la conmutación de AV tradicional, seguida de las siguientes dos de AV sobre IP.
Estándares Algunos productos de vídeo sobre IP utilizan la paquetización basada en estándares para la transmisión en redes IP y compatibilidad con conmutadores IP, y algunos utilizan esquemas de paquetización exclusivos que también funcionan en redes IP y conmutadores IP estándar, pero que no funcionan con otros productos del mercado.
En general, los esquemas basados en estándares proporcionan la posibilidad de interoperar con productos de distintos proveedores. Sin embargo, mucho más importante es que los estándares surgen del trabajo de muchas partes interesadas que equilibran las necesidades desde diferentes perspectivas tecnológicas. Los productos basados en estándares tienden a tener un mapa de ruta y una evolución que ofrece ventajas de migración de infraestructura mucho mayores que las basadas en un solo proveedor.
InteroperabilidadEl hecho de que el esquema de paquetización esté basado en estándares o sea propietario no implica la determinación de la interoperabilidad ni establece si un producto es más, o menos, seguro. Solo se refiere al potencial de que los flujos funcionen con una gran base de tecnología o su incapacidad para ello.
Algunos proveedores proporcionan codificadores y decodificadores AV sobre IP que están estrechamente acoplados. En otras palabras, los codificadores y decodificadores deben provenir del mismo proveedor. Por lo general, la razón principal de este estrecho vínculo es que los proveedores intentan proporcionar a sus clientes especificaciones y rendimiento garantizados. Esto también permite una instalación muy controlada y fácil de usar.
Otros proveedores proporcionan una compatibilidad muy amplia. En otras palabras, hacen que los codificadores funcionen con decodificadores de otros proveedores o que los decodificadores funcionen con codificadores de otros proveedores, o ambas cosas. Estos productos hacen especial hincapié en la interoperabilidad y la capacidad de aprovechar las características y funciones de un gran número de proveedores de hardware y software.
Algunos otros proveedores proporcionan productos que admiten tanto un acoplamiento como una interoperabilidad ajustados. Ofrecen todas las características y ventajas de un acoplamiento ajustado cuando se adquieren codificadores y decodificadores del mismo proveedor. Sin embargo, también proporcionan modos de funcionamiento que permiten aprovechar en gran medida las características y funciones de una amplia gama de proveedores de hardware y software de terceros.
LAN
Esquema de codificación basado en estándares
Redes IP estándar
Número fijo de entradas/salidas
Conmutador A/V tradicional
LAN
Esquema de codificación exclusivo(incompatible con el resto del sector)
Redes IP estándar
6 Aspectos fundamentales de AV sobre IP: Guía técnica de Matrox
Al centrarnos en los productos AV sobre IP líderes en el mercado, los cuales tienen como fundamento la paquetización basada en estándares (incluidos códecs muy conocidos en muchos casos), el siguiente tema a tratar es el cifrado y la seguridad.
¿QUÉ NIVEL DE SEGURIDAD OFRECE AV SOBRE IP?Un a creencia errada común acerca de la migración de AV cableado a AV sobre IP es que este último presenta más riesgos de seguridad que el AV tradicional. Gracias a la creciente flexibilidad y las nuevas opciones de implementación, la educación al respecto es la mejor aliada de los administradores de AV. Existen técnicas de cifrado para varios aspectos de los productos de AV sobre IP, dirigidas a varios componentes de diseño del sistema audiovisual.
Algunos productos proporcionan cifrado en la señalización de mando y control para los dispositivos de codificación y decodificación. Esto ofrece seguridad frente a acciones de hacking de las cajas, incluida la activación o desactivación de la transmisión o la conmutación de la fuente que se está mostrando. Otro aspecto de seguridad es la capacidad de encriptar la transmisión de vídeo en sí. Esto garantiza que si se intercepta la transmisión de vídeo, no pueda decodificarse ni visualizarse.
Protección de contenido digitalEn relación con la interoperabilidad, algunos productos ofrecen compatibilidad para dispositivos de terceros mediante intercambios de clave digital o cifrado. Por ejemplo, a la mayoría de los clientes AV les preocupa el caso más claro, que es la HDCP. El objetivo de la protección de contenido digital de elevado ancho de banda (HDCP) es proteger el contenido digital protegido por derechos de autor mientras viaja entre dispositivos. Por ejemplo, un decodificador por cable o vía satélite o un reproductor multimedia con salida HDMI pueden reproducir contenido en HD o 4K protegido. Este contenido está bloqueado y solo puede visualizarse mediante productos compatibles con HDCP una vez que se hayan autenticado correctamente. Hay restricciones sobre cómo se puede extender, multiplicar, alterar o visualizar contenido protegido.
Técnicas de cifradoAunque algunas técnicas de cifrado están diseñadas específicamente para ofrecer opciones de seguridad a los profesionales del sector audiovisual, a veces también se utilizan simplemente para reducir su disponibilidad. Los proveedores que pretenden proporcionar una experiencia segura a los
clientes podrían optar por bloquear la compatibilidad de sus codificadores y decodificadores para que solo funcionen con su propia marca, como medida para limitar el alcance de sus pruebas de garantía de calidad, soporte técnico y opciones de atención al cliente. Esto también permite ofrecer buenas experiencias de usuario a los clientes a la hora de instalar y usar el producto.
En esta ilustración figuran los elementos principales de los codificadores y decodificadores de AV sobre IP.
• Un puerto de sonido y vídeo (como HDMI en el ejemplo)• Un conector de red para permitir la transmisión de entrada
o salida de paquetes de vídeo• Un puerto de mando y control
(Aunque aquí se muestra una conexión RS-232, se suele combinar con el puerto de red utilizado para enviar y recibir paquetes de vídeo. También es posible utilizar un puerto RJ-45 separado para conectarse a una red de mando y control independiente).
Las líneas azules representan el flujo de contenido de sonido y vídeo.Las líneas amarillas representan la señalización de mando y control.
Codificador Decodificador
Ejemplos de AV tradicional frente a AV sobre IP
Ejemplos de AV tradicional Ejemplos de AV sobre IP
1. Cajas de transmisión y recepción digital de vídeo o cables de matriz de conmutación digital de vídeo
• HDMI• DisplayPort• SDI• HDBaseT
1. Productos basados en estándares de AV sobre IP
• Especificación SMPTE 2110 para vídeo sin comprimir sobre IP
• JPEG-2000 de vídeo levemente comprimido sobre IP• Compresión de alta eficiencia H.264 sobre IP
2. Cajas de transmisión y recepción analógica de vídeo o cables de matriz de conmutación analógica de vídeo
• Vídeo compuesto• S-Video• Componentes de vídeo
2. Productos exclusivos de AV sobre IP
• Los paquetes entre los codificadores y los decodificadores respetan el protocolo de Internet y los flujos pueden intercambiarse en conmutadores IP estándar, pero el esquema de codificación (paquetización de vídeo) es exclusivo e incompatible con los dispositivos que utilizan códecs basados en estándares. Ejemplo: SDVoE
7 Aspectos fundamentales de AV sobre IP: Guía técnica de Matrox
Mando y controlExisten productos basados en pulsar botones en el sector AV tradicional donde los comportamientos como, por ejemplo, el cambio de fuente, solo pueden llevarse a cabo de forma manual en el propio hardware. Esto garantiza la seguridad frente a la piratería remota, pero restringe indudablemente la comodidad y la funcionalidad.
La mayoría de los productos AV más útiles, ya sean productos AV tradicionales o basados en AV sobre IP, tienen puertos de mando y control que permiten el control remoto de los comportamientos de las cajas, incluidas la activación y desactivación de fuentes. Por ejemplo, cuando se trata de un panel táctil o un procesador AV, se utiliza algún tipo de mando y control remoto.
La capa de mando y control puede protegerse con permisos, contraseñas y cifrado. Existe una responsabilidad equivalente a la capa mando y control para los proveedores que venden AV tradicional, así como para aquellos que venden AV sobre IP.
Seguridad de contenido de sonido y vídeo¿Es posible que activos privados, como las transmisiones de cámaras, sean interceptados por las personas incorrectas? Por supuesto. Sin embargo, esto puede ocurrir con CUALQUIER fuente de sonido o vídeo. Tanto si el vídeo o el sonido se presentan en forma de circuito con cableado analógico o digital, como si el vídeo o el sonido están en forma de paquete de red IP, es posible piratear las fuentes de vídeo y sonido, y acceder a ellas.
No hay sustituto para el conocimiento y los esfuerzos responsables de la implementación a la hora de proteger el vídeo y el sonido. De hecho, algunos creen que la capacidad de codificar el vídeo y sonido en paquetes es superior a la del vídeo de banda base tradicional si existe la preocupación de que alguien intente hackear y espiar las fuentes.
Tenga en cuenta que la seguridad IP lleva aplicándose mucho tiempo. Tanto los datos como el teléfono sobre IP ya han experimentado varias generaciones de reiteradas mejoras constantes. Además de la información acerca de la seguridad de red IP y el cifrado de contenidos, también existen muchos consultores y expertos con amplios conocimientos en el ámbito de seguridad que pueden ayudarle, sea cual sea el grado de sofisticación o sencillez de sus necesidades.
Seguridad de redLa forma de implementar AV sobre IP es una cuestión de ajuste. AV sobre IP se puede implementar en redes totalmente dedicadas que nunca coexisten con paquetes de datos de la red de datos o de la red de comunicaciones de una empresa. Como alternativa, las infraestructuras existentes de cableado y conmutación de red pueden utilizarse, y se utilizan de forma frecuente, para aplicaciones de AV sobre IP. Las implementaciones de AV sobre IP, ya sea en infraestructuras independientes o existentes, pueden realizarse sin comprometer la seguridad de la red de TI. En muchas empresas, la capacidad de utilizar datos, comunicaciones y elementos audiovisuales conjuntamente (también conocida como «convergencia») es una fuerza impulsora y una ventaja clave para la forma en que la tecnología audiovisual está readaptándose o implementándose.
VALOR MÁXIMO PARA ACTIVOS DE VÍDEO Y SONIDONo cabe duda de que la experiencia de red IP del sector de las redes informáticas tiene valor en el espacio audiovisual. Las antiguas fronteras que una vez existieron entre el sector AV y de TI están desapareciendo. Sin embargo, la necesidad de una profunda comprensión de las tecnologías y los requisitos de red de AV sobre IP sigue constituyendo un campo de conocimiento centrado en un solo aspecto: proporcionar el valor máximo a los clientes para sus activos de sonido y vídeo.
Dejando a un lado la conmutación audiovisual centralizada para centrarnos en la codificación y decodificación distribuida, AV sobre IP pone el énfasis de nuevo sobre el valor de los activos de sonido y vídeo en sí mismos. Esto es posible porque IP permite una mejor distribución de las capacidades de procesamiento AV y la capacidad de ajustarse fácilmente a las necesidades del usuario.
Al permitir que los usuarios realicen implementaciones más flexibles, lo que ofrece opciones para usar activos de AV en distancias mayores y la posibilidad que los usuarios busquen nuevas y potentes capacidades que reflejen mejor la evolución de la tecnología y los hábitos cambiantes de los trabajadores, se pone en marcha la migración hacia AV sobre IP.
ASUNTOS DE SEGURIDAD PRINCIPALES PARA EL SECTOR AUDIOVISUAL
En muchas empresas, la capacidad de utilizar datos, comunicaciones y elementos audiovisuales conjuntamente (también conocida como «convergencia») es una fuerza impulsora y una ventaja clave para la forma en que la tecnología audiovisual está readaptándose o implementándose.
8 Aspectos fundamentales de AV sobre IP: Guía técnica de Matrox
ApéndicePare más información acerca de los conceptos tratados en esta guía técnica:
Guia tecnica de la codificación multicanal para la transmisión: http://www.matrox.com/graphics/es/press/guides/multi-channel-encoding-fundamentals/
Aspectos básicos de los protocolos de transmisión (seminario en línea): https://www.matrox.com/graphics/en/press/events/webinar/streaming-protocols-101/
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