Videoconferencia Docente Desde Cualquier Lugar
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Universidad Carlos III de Madrid Escuela Politécnica Superior Ingeniería Técnica de Telecomunicación: Sistemas de Telecomunicación Videoconferencia docente desde cualquier lugar Proyecto Fin de Carrera Autora: María Luisa Calvo Frutos Director: Dr. José Jesús García Rueda Marzo, 2010 Departamento de Ingeniería Telemática Escuela Politécnica Superior Universidad Carlos III de Madrid Proyecto Fin de Carrera Ingeniería Técnica de Telecomunicación: Sistemas de Telecomunicación Videoconferencia docente desde cualquier lugar Autora: María Luisa Calvo Frutos Director: Dr. José Jesús García Rueda Marzo, 2010 Agradecimientos Muchas son las personas que me han apoyado a lo largo de esta difícil y larga etapa de mi vida en la que he estado dedicada por completo a la llamada “carrera”. En primer lugar quería agradecer especialmente a mis padres, Conchi y Alfonso, la ayuda y apoyo que me han brindado durante todo este período universitario. Gracias por estar ahí siempre queriendo lo mejor para mí. Por supuesto he de agradecer también especialmente el apoyo, compañía, comprensión, paciencia... que no ha dejado de ofrecerme Carlos, mi mejor amigo, consejero, compañero de viaje, mi referencia y el amor de mi vida. Gracias por hacer que mi vida tenga sentido. Agradecer también especialmente el apoyo de mi hermana, Lorena. Siempre ha sido el ejemplo a seguir para mí. Gracias por enseñarme desde muy pronto a pelear por lo que se quiere y a moverme por la vida. Gracias también a mis tíos, Mª Luisa y Andrés, a mis primos, Mamen y Andrés, y a mi abuela, “mami”. Durante estos años, he conocido a mucha gente en la universidad que, aunque antes eran completamente desconocidos han sido los que en muchas ocasiones me han animado a no tirar la toalla antes de tiempo. Especialmente tengo que agradecer el apoyo de mis inseparables Pablo y Kiko. Pero también he de darle las gracias a Pedro, Sergio, Charly, Alberto, Jorge, Iván, María, Nacho, Goyo, Samu, Elena, Rober, Pablo, y un largo etcétera. Gracias a todos por hacerme reír sin parar durante todos estos años. Por supuesto agradecer también a José Jesús, mi tutor del proyecto, y al departamento de Ingeniería Telemática, la oportunidad que me han dado de poder realizar el Proyecto Fin de Carrera con ellos. Especialmente dedicado a mis abuelos Pepe y Alfonso. III Resumen El propósito de este proyecto es incorporar la videoconferencia como uno más de los métodos de enseñanza habituales, hacer más atractiva esta práctica para los alumnos y a su vez multiplicar sus posibilidades educativas aportando total movilidad a uno de los extremos de la comunicación. Será por tanto necesario romper con el esquema tradicional de videoconferencia que usan la mayor parte de instituciones actualmente en el que ambos extremos suelen estar localizados en salas especialmente adaptadas para llevar a cabo videoconferencias. El grueso del proyecto se ha centrado en el diseño e implementación de una aplicación de videoconferencia propia llamada Teletrófono a través del paquete Java Media Framework. Por otro lado, un novedoso estándar del IEEE llamado WiMAX, ha sido la tecnología escogida para dar solución a una de las mayores dificultades que plantea el proyecto: dotar de acceso inalámbrico de banda ancha al extremo de la videoconferencia al que queremos dar total libertad en cuanto a su ubicación. Se concluye que una tecnología a la que le ha costado despegar, la videoconferencia, unida a los novedosos estándares de transmisión inalámbrica que van apareciendo, puede dar lugar a soluciones no sólo aplicables en un entorno educativo, también aplicables a otros ámbitos tan interesantes como el de industria televisiva. V Índice de contenido Pág. Capítulo I. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS...................................................1 Capítulo II. ESTADO DEL ARTE: LA VIDEOCONFERENCIA..........................7 2.1.- Introducción......................................................................................8 2.2.- Situación actual...............................................................................11 2.3.- Precedentes.....................................................................................14 2.3.1.- Precedentes en diversos ámbitos.............................................14 2.3.2.- Precedentes en educación.......................................................17 2.3.3.- Precedentes similares.............................................................22 2.4.- Programas de videoconferencia existentes........................................29 2.4.1.- Programas de videoconferencia en los que es necesaria instalación.........................................................................................29 2.4.2.- Programas de videoconferencia basados en web......................31 Capítulo III. ESTADO DEL ARTE: WiMAX..................................................33 3.1.- Introducción a WiMAX.....................................................................34 3.2.- Estándares WiMAX..........................................................................38 3.3.- Características generales WiMAX.....................................................39 3.4.- WiMAX frente a otras tecnologías.....................................................43 3.4.1. WiMAX vs. Wi-Fi..................................................................43 3.4.2. WiMAX vs. HSDPA...............................................................45 3.4.3. WiMAX vs. Mobile-Fi............................................................47 3.5.- Licencias y operadores.....................................................................49 3.5.1. Operadores de WiMAX en España........................................50 3.6.- Proyectos y casos prácticos WiMAX..................................................52 3.6.1. Proyectos y casos prácticos en España.................................52 3.6.2. Otros casos prácticos...........................................................56 3.7.- Conclusiones...................................................................................58 Capítulo IV. DESARROLLO DE UN SOFTWARE DE VIDEOCONFERENCIA ESPECÍFICO..........................................................................61 4.1.- Requisitos del software de videoconferencia.....................................62 4.2.- Software propio de Videoconferencia: Teletrófono.............................63 VII 4.2.1.- Funcionalidades.................................................................64 4.2.2.- Diseño................................................................................68 4.2.3.- Implementación..................................................................95 4.3.- Problemas y Conclusiones..............................................................153 Capítulo V. DISPOSITIVOS A UTILIZAR...................................................163 5.1.- Dispositivos en el extremo local de la videoconferencia...................164 5.2.- Dispositivos en el extremo remoto de la videoconferencia...............166 5.2.1.- Dispositivos móviles con tecnología WiMAX......................167 5.2.2.- Elección de los dispositivos para el lado remoto................169 5.3.- Solución Final................................................................................172 Capítulo VI. PRUEBAS REALIZADAS.......................................................175 Capítulo VII. CONCLUSIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE TRABAJO............181 7.1.- Conclusiones.................................................................................182 7.2.- Futuras líneas de trabajo...............................................................184 BIBLIOGRAFÍA Anexo I. MANUAL TELETRÓFONO Anexo II. DIAGRAMAS DEL CÓDIGO VIII Índice de Figuras y Tablas Figura 2.1.- Publicidad de 1968 que anunciaba la próxima llegada del “Picturephone”. Figura 3.1.- Escenarios WiMAX. Figura 3.2.- Tabla comparativa de estándares 802.16. Figura 3.3.- Cuadro comparativo WiMAX vs. otras tecnologías inalámbricas. Figura 4.1.- Secuencia de ejecución de un código fuente en Java. Figura 4.2.- Escenario al que se da solución con “Teletrófono”. Figura 4.3.- Esquema básico de videoconferencia a través de “Teletrófono”. Figura 4.4.- Esquema de videoconferencia a través de “Teletrófono” con grabación de la sesión. Figura 4.5.- JMF: Estados de un Player. Figura 4.6.- JMF: Estados de un Processor. Figura 4.7.- JMF: Transmisión RTP. Figura 4.8.- JMF: Recepción RTP. Figura 4.9.- JMF: Recepción y presentación de un flujo RTP. Figura 4.10.- Diseño de la aplicación “Teletrófono”. Esquema ‘A’ lado remoto. Figura 4.11.- Diseño de la aplicación “Teletrófono”. Esquema ‘B’ lado remoto. Figura 4.12.- Diseño de la aplicación “Teletrófono”. Esquema ‘C’ lado remoto. Figura 4.13.- Diseño de la aplicación “Teletrófono”. Esquema ‘D’ lado remoto. Figura 4.14.- Diseño de la aplicación “Teletrófono”. Esquema ‘A’ lado local. Figura 4.15.- Diseño de la aplicación “Teletrófono”. Esquema ‘B’ lado local. Figura 4.16.- Diseño de la aplicación “Teletrófono”. Esquema ‘C’ lado local. Figura 4.17.- “Teletrófono”: Esquema de puertos inicial. Figura 4.18.- “Teletrófono”: Esquema de puertos definitivo. Figura 4.19.- “Teletrófono”: Esquema definitivo Extremo Remoto. Figura 4.20.- “Teletrófono”: Esquema definitivo Extremo Local. IX Figura 4.21.- Reproductor de “Teletrófono”. Figura 4.22.- Pantalla de presentación de “Teletrófono”. Figura 4.23.- Ventana del menú principal de “Teletrófono”. Figura 4.24.- Menú principal de “Teletrófono”: “Iniciar Videoconferencia desde el extremo Remoto”. Figura 4.25.- Esquema de implementación de parte