La Multivideoconferencia OBP (On Board Processing) consiste en el despliegue de un sistema de multivideoconferencia (V2oIP,

Voice and Video over IP) en redes de satélites con capacidad de procesamiento a bordo. Dicho sistema permitirá a N usuarios establecer sesiones de videoconferencia con otros usuarios, ya estén situados éstos en Internet o en la red satelital.

Mediante el sistema diseñado se permite el establecimiento de multivideoconferencias (videoconferencias entre varios participantes) sobre redes IP, utilizando como transporte satélites geoestacionarios multihaz con capacidad OBP, ofreciendo una calidad de la señal equiparable a la de las multivideoconferencias RDSI (Red Digital de Servicios Integrados).

Sistema multivideoconferencia

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención tiene su aplicación en el campo de las telecomunicaciones, concretamente en el campo de las redes de comunicaciones vía satélite. Paralelamente, la aplicación puede desplegarse también en redes terrestres, permitiendo la coexistencia e interacción entre ambas redes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los sistemas de multivideoconferencia existen desde hace varios años (RDSI, ATM –Asynchronous Transfer Mode-, etc.) . En los últimos años han aparecido también sistemas de multivideoconferencia IP coincidiendo con el auge de las redes IP e Internet en la década de 1990.

Por otro lado, al igual que sucede con el resto de comunicaciones inalámbricas, se está produciendo una revolución en las comunicaciones por satélite. Tradicionalmente los satélites de comunicaciones han sido definidos como repetidores radioeléctricos ubicados en el espacio, capaces de recibir señales generadas en la tierra y amplificarlas, para posteriormente retornarlas al segmento de comunicaciones terrestre. Debido a los avances producidos en el sector espacial, los satélites han ido adquiriendo una mayor capacidad de procesamiento, transformándose de simples repetidores en sistemas dotados de un grado de inteligencia que está facilitando la provisión de una nueva gama de servicios de tiempo real a través de redes basadas en satélites.

La importancia de la aparición en las comunicaciones por satélite de este tipo de aplicaciones interactivas de banda ancha es un factor clave en la expansión de la sociedad de la información, especialmente en las zonas rurales. En este sentido, se está impulsando el desarrollo e implantación de tecnologías de banda ancha basadas en satélites, con objeto de cubrir las necesidades de comunicaciones existentes en zonas despobladas o de difícil acceso en las cuales las conexiones terrestres son inexistentes o presentan graves deficiencias en cuanto a la calidad y capacidad suministradas. Si bien las comunicaciones por satélite representan una alternativa para el acceso a los servicios de banda ancha, especialmente en zonas remotas o desfavorecidas, no hay que olvidar que los servicios ofertados habrán de incorporar al menos los mismos niveles de excelencia proporcionados por las redes terrestres en aspectos claves como la seguridad y la calidad.

El principal problema al que se enfrentan los sistemas basados en satélite para la provisión de servicios multimedia de tiempo real es el retardo extremo a extremo, también denominado latencia. El tiempo de transmisión en un sentido posee un impacto directo en la calidad que de un servicio conversacional percibe el usuario. Dicho retardo global, resultado de los retardos producidos tanto en los terminales como en los diferentes elementos que componen el sistema, posee dos efectos claramente diferenciados. En primer lugar provoca la aparición de eco, que en función de la magnitud del retardo podrá requerir medidas de control tales como canceladores de eco, etc. El segundo efecto se produce cuando el retardo aumenta hasta un punto en que la interactividad de la comunicación se ve afectada provocando comienzos simultáneos y pausas incómodas. Debido a la diferencia en el ritmo que se percibe en los extremos de la comunicación se hace difícil interrumpir al interlocutor, llegando incluso a influir en la apreciación personal sobre el otro participante. Esta situación se produce con retardos del orden de varios cientos de milisegundos. En este sentido, la Unión Internacional de Telecomunicaciones establece para el tiempo de transmisión en un sentido 150 ms y 400 ms como umbrales preferido y límite respectivamente.

Esta situación se agrava drásticamente en las comunicaciones por satélite, en las que una conexión a través de un satélite geoestacionario añade aproximadamente unos 250 ms de propagación en cada salto. Se denomina salto a cada ciclo completo de estación terrena a estación terrena, comprendiendo la subida (uplink) de la estación terrena transmisora hacia el satélite así como la bajada (downlink) desde el satélite hacia la estación terrena receptora. Este elevado e inevitable retardo asociado al segmento espacial reduce enormemente la latencia permitida en el segmento terrestre.

Además hay que tener en cuenta que existen diversos sistemas de satélites, principalmente diferenciados por la altura a la que se encuentran, distinguiéndose los satélites de órbita terrestre geosíncrona (GEO, Geosynchronous Earth Orbit) , de órbita terrestre media (MEO, Medium Earth Orbit) , y de órbita terrestre de baja altura (LEO, Low Earth Orbit) . Los satélites GEO orbitan a unos 36000 kilómetros sobre el ecuador terrestre, mientras que los satélites MEO se encuentran a alturas comprendidas entre los 10000 y los 20000 kilómetros, y finalmente los satélites LEO orbitan generalmente por debajo de los 5000 kilómetros. En este contexto, y considerando como objetivo el soporte de aplicaciones de multivideoconferencia, los satélites GEO se muestran como la alternativa más adecuada debido, por un lado a su sencillez en la gestión del sistema en comparación con los sistemas de satélite de tipo MEO y LEO, pero especialmente por su viabilidad económica, al precisar de un menor número de satélites para cubrir la totalidad de la superficie terrestre que el resto de sistemas de satélites (MEO y LEO) .

Por otro lado, los satélites han evolucionado recientemente a sistemas más modernos: los llamados satélites de nueva generación, que incorporan capacidades de procesamiento a bordo (por contraposición a los tradicionales de tipo transparente) . El primer satélite lanzado al espacio con estas características es el Amazonas de Hispasat.

En lo referente a la arquitectura, los sistemas de multivideoconferencia tradicionales están basados en un nodo central, comúnmente conocido como unidad de conferencia multipunto (MCU, Multipoint Conferencing Unit) , que recibe todos los flujos multimedia (voz y vídeo) para procesarlos y enviarlos de nuevo a todos los participantes. Si se aplicase esta arquitectura a un entorno de satélite geoestacionario, con un nodo centralizado, se requeriría un doble salto de satélite, un primer salto para el envío de la información de la fuente emisora a la MCU, ubicada generalmente en la red troncal del segmento terrestre, y un segundo para el envío de los flujos multimedia mezclados de la MCU al resto de los participantes. De esta forma, este doble salto (aproximadamente un cuarto de segundo de propagación por salto) , prácticamente imposibilitaría las comunicaciones debido al alto retardo (casi medio segundo) . Además, tradicionalmente el tráfico se envía en modo broadcast/multicast, utilizando un elevado ancho de banda, recurso escaso en un satélite, sobre todo si se trata de conferencias de vídeo de alta calidad/definición.

Además de evitar el doble salto de satélite, y con objeto de optimizar el ancho de banda empleado, el sistema de Multivideoconferencia OBP propuesto incluye una arquitectura de MCUs distribuidas así como satélites de nueva generación que, además de la capacidad de procesamiento a bordo, disponen de varios haces (satélites multihaz) que permiten a través de las capacidades OBP el enrutamiento dinámico entre los diversos haces. Los satélites multihaz dividen su zona de cobertura en diferentes sub-regiones, asociadas a sus diferentes haces, mediante antenas directivas. De esta forma se consigue dirigir de forma inteligente el tráfico multicast únicamente hacia los nodos terrestres que den acceso a los participantes en la multivideoconferencia. Es decir, se reduce de forma drástica el ancho de banda utilizado en el árbol de distribución multicast, manteniendo un único salto de satélite imprescindible para soportar este tipo de tráfico multimedia de tiempo real.

Se han identificado dos patentes relacionadas con el ámbito de aplicación considerado, WO20033997 y EP1088452.

WO20033997 presenta un sistema de comunicaciones vía satélite bidireccional que utiliza canales duales configurables de comunicación con objeto de reducir el ancho de banda utilizado. Para ello dichos canales incluyen un canal dedicado unicast para cada terminal remoto y un canal dedicado multicast que será compartido entre todos los terminales remotos. Con esta disposición, se evita duplicar la transmisión de la información multicast a través de todos los canales, consiguiendo una optimización del ancho de banda empleado. Sin embargo, la arquitectura planteada no evita el doble salto de satélite para sistemas de multivideoconferencia.