iptv uiadti - repositorio.sena.edu.co · manual de implementación de un ambiente de tv digital...

2016

UIADTIUnidad de Investigación Aplicada,

Desarrollo Tecnológico e Innovación

ISBN: 978-958-15-0212-7

ISBN

: 978

-958

-15-

0212

-7SE

RVIC

IO N

ACIO

NAL

DE A

PREN

DIZA

JE-S

ENA

Man

ual d

e Im

plem

enta

ción

de

un a

mbi

ente

de

TV d

igita

l int

erac

tiva

basa

da e

n IP

TV p

ara

el d

espl

iegu

e de

ser

vici

os T

-lear

ning

en

el S

ENA

Internet

Usuarios

Set Top Box IPTV

TV

Router

Servidor contenidosIPTV

Recepción decontenidos de video

Servidor contenidosT-learning

Red de distribución Servidor LMS

EncoderCámara

Switch

Emisión

Internet

Usuarios

Set Top Box IPTV

TV

Router





EncoderCámara

Switch

Emisión

ManualImplementación de un ambiente de TV digital interactiva basada en IPTV para el despliegue de servicios T-learning en el SENA

Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Manual de Implementación de un Ambiente de TV Digital Interactiva basada en IPTV para el despliegue de servicios T-learning en el SENA

Proyecto: “Integración de Arquitectura de Hardware y Software para el despliegue de servicios T-learning en los procesos de formación a distancia en el SENA”

Desarrollado por: Unidad de Investigación Aplicada, Desarrollo Tecnológico e Innovación.

Convocatoria:

Sistema de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación, SENNOVA - SENA 2015

Regional ValleCentro de Electricidad y Automatización Industrial

Área de Innovación y Competitividad

Calle 52 No 2 Bis 15 Complejo Salomia. Tel 431 5800. Ext. 22581 - 22763Cali. Colombia

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE, SENA.Sistema de Investigación, Desarrollo Tecnológico e Innovación, SENNOVA - SENARegional Valle.Centro de Electricidad y Automatización Industrial, CEAI.Ferney Gironza AbadíaSubdirector (E)

Pedro Valderrama BedoyaCoordinador Misional

Jorge Enrique Moreno SerranoLíder SENNOVA

Área de Innovación y Competitividad del CEAI.Unidad de Investigación Aplicada, Desarrollo Tecnológico e Innovación, UIADTI.Semillero de Investigación de Teleinformática, SITI.

Autores:Diego Fernando Vasco GutiérrezSteven Bedoya Yustres

Colaboradores:Sergio RamírezGuiovani GonzálezSteven Ceballos

ISBN: 978-958-15-0212-7Tiraje: 100 ejemplaresJulio de 2016

El manual fue desarrollado por integrantes de la Unidad de Investigación Aplicada, Desarrollo Tecnológico e Innovación, UIADTI - CEAI, tomando como referencia la tesis de grado de Maestría en Ingeniería, de la Universidad Autónoma de Occidente, titulada “Arquitectura basada en televisión digital interactiva para el despliegue de servicios educativos (T-learning) en la red piloto de IPTV-SENA”, presentada por Diego Vasco, co-autor de este manual.

RESUMEN ...................................................................................................................................... 10

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 11

1. GENERALIDADES DE LA INVESTIGACIÓNDESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .............................................................................................. 15

JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................................... 16

OBJETIVOS ............................................................................................................................. 17

Objetivo General. ............................................................................................................... 17

Objetivos Específicos. ........................................................................................................ 17

METODOLOGÍA ....................................................................................................................... 18

2. CARACTERIZACIÓN DE AMBIENTES Y ESCENARIOS PARA EL DESPLIEGUE DE SERVICIOS T-LEARNING2.1 Medios educativos del SENA ............................................................................................. 23

2.1.1 Equipos de Cómputo y Audivisuales. ........................................................................ 23

2.1.2 Software Especializado. ........................................................................................... 23

2.1.3 Plataforma Virtual. ................................................................................................... 23

2.1.4 Biblioteca. ............................................................................................................... 23

2.1.5 Red de Laboratorios................................................................................................. 25

2.2 Escenario para llevar a cabo la formación T-learning .......................................................... 26

2.2.1 Ambiente IPTV para proyección de cursos complementarios. ................................... 26

2.2.2 Ambiente de formación para los aprendices. ............................................................ 28

2.2.3 Acceso por medio del hogar. .................................................................................... 30

2.3 Aspectos pedagógicos de la formación complementaria en el SENA .................................. 31

3. COMPONENTES PEDAGÓGICOS DE LA FORMACIÓN COMPLEMENTARIA EN EL SENA3.1 Componentes pedagógicos de la formación complementaria ............................................. 33

3.1.1 Planeación pedagógica de los proyectos formativos (complementarios) ................... 33

3.1.2 Medios Informativos. ............................................................................................... 34

3.1.3 Guía de Aprendizaje. ................................................................................................ 34

3.1.4 Actividades de Aprendizaje....................................................................................... 34

3.1.5 Materiales de apoyo. ................................................................................................ 34

3.1.6 Aprendizaje Colaborativo. ......................................................................................... 35

3.1.7 Sistema de evaluación. ............................................................................................ 36

Tabla de

CONTENIDO

4. DISEÑO DE LA ARQUITECTURA4.1 Requerimientos de software .............................................................................................. 39

4.1.1 Requerimientos Funcionales. .................................................................................... 39

4.1.2 Roles de Usuario. .................................................................................................... 40

4.1.3 Requerimientos No Funcionales. .............................................................................. 42

4.2 Vista de escenarios de la arquitectura de software ............................................................. 43

4.3 Arquitectura de software inicial ......................................................................................... 49

4.3.1 Descripción de la arquitectura de software inicial ..................................................... 49

4.3.2 Consideraciones de la arquitectura de software inicial .............................................. 50

4.4 Criterios de diseño de la arquitectura para el despliegue de los servicios T-learning ............ 51

4.5 Arquitectura propuesta para el despliegue de los servicios T-learning ................................. 53

4.5.1 Vista de Despliegue de la arquitectura. ..................................................................... 53

4.5.2 Vista lógica de la arquitectura de software propuesta. ............................................... 56

4.5.3 Vista de procesos de la arquitectura. ........................................................................ 60

5. IMPLEMENTACIÓN DE LOS MÓDULOS DE LA ARQUITECTURA DE SOFTWARE ASOCIADO A LOS SERVICIOS T-LEARNING5.1 Vista física de la arquitectura ............................................................................................ 63

5.2 Descripción del servicio educativo T-learning .................................................................... 65

5.3 Implementación de los módulos de la arquitectura para desarrollar el servicio T-learning.... 67

5.3.1 Aplicación para el administrador. ............................................................................. 67

5.3.2 Aplicación para el instructor. ................................................................................... 69

5.3.3 Aplicación para el aprendiz. ..................................................................................... 76

5.4 Despliegue de los servicios sobre la arquitectura ............................................................... 81

5.4.1 Despliegue de los servicios web .............................................................................. 81

5.4.2 Despliegue de las interfaces de usuario .................................................................... 83

5.4.3 Despliegue de la aplicación final para el usuario ....................................................... 84

6. PRUEBAS FUNCIONALES DE LOS SERVICIOS T-LEARNING6.1 Pruebas unitarias de los servicios Web del LMS ................................................................ 89

6.2 Pruebas de carga y rendimiento de los servicios Web ........................................................ 91

6.3 Pruebas de contenidos IPTV ............................................................................................. 95

6.4 Pruebas de los eventos de control sobre las interfaces T-learning ...................................... 96

CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 98

GLOSARIO ..................................................................................................................................... 99

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 101

FIGURASFigura 1. Estrategia metodológica implementada. Fuente: El autor. ................................................... 20

Figura 2. Esquema de conexión de la red IPTV. Fuente: El autor. ...................................................... 26

Figura 3. Diagrama funcional del laboratorio IPTV. Fuente: El autor. .................................................. 28

Figura 4. Distribución física de los ambientes de teleinformática. Fuente: Unidad de Investigación CEAI- SENA. ................................................................... 30

Figura 5. Diagrama conceptual Usuario – Administrador. Fuente: El autor ........................................ 40

Figura 6. Diagrama conceptual Usuario – Aprendiz. Fuente: El autor. ............................................. 41

Figura 7. Diagrama conceptual Usuario – Instructor. Fuente: El autor. ............................................. 41

Figura 8. Casos de uso Administrador. Fuente: El autor. ................................................................... 43

Figura 9. Casos de uso Instructor. Fuente: El autor. ......................................................................... 45

Figura 10. Casos de uso Aprendiz. Fuente: El autor. ........................................................................ 47

Figura 11. Arquitectura de Software inicial. Fuente: El autor. ............................................................ 50

Figura 12. Vista de Nodos y Componentes. Fuente: El autor............................................................. 53

Figura 13. Diagrama de secuencia Administrador. Fuente: El autor. .................................................. 56

Figura 14. Diagrama de secuencia Instructor. Fuente: El autor.......................................................... 57

Figura 15. Diagrama de secuencia Aprendiz. Fuente: El autor. .......................................................... 58

Figura 16. Diagrama de comunicación para la aplicación del aprendiz. Fuente: El autor. .............................................................................................................. 59

Figura 17. Diagrama de actividad para la aplicación del aprendiz. Fuente: El autor. ........................... 60

Figura 18. Vista de Despliegue. Fuente: El autor. .............................................................................. 63

Figura 19. Vista de la arquitectura enfocada al administrador. Fuente: El autor. ................................. 67

Figura 20. Interfaz de configuración del curso desde el LMS. Fuente: El autor. ................................. 68

Figura 21. Asignación de roles por parte del administrador. Fuente: El autor. .................................... 68

Figura 22. Configuración de los módulos del curso de prueba. Fuente: El autor. ............................... 69

Figura 23. Vista de la arquitectura enfocada en los componentes que utiliza el instructor. Fuente: El autor. .......................................................................................... 70

Figura 24. Interfaz para crear anuncio del instructor. Fuente: El autor. .............................................. 71

Figura 25. Interfaz para crear perfil del instructor. Fuente: El autor. .................................................. 71

Figura 26. Publicación de guías de aprendizaje. Fuente: El autor. ..................................................... 72

Figura 27. Publicación de material de apoyo. Fuente: El autor. ......................................................... 72

Figura 28. Interfaz de foros del curso de prueba. Fuente: El autor .................................................... 73

Figura 29. Interfaz de configuración para transmitir video por IPTV. Fuente: El autor. ........................ 74

Figura 30. Configuración VLC para emitir video. Fuente: El autor. ..................................................... 75

Índice de

FIGURAS Y TABLAS

Figura 31. Vista de la arquitectura enfocada en los componentes que se implementan para el desarrollo de la aplicación del aprendiz. Fuente: El autor. ..................................... 76

Figura 32. Diagrama de bloques del funcionamiento de los servicios web en Chamilo Fuente: El autor. ................................................................................................ 77

Figura 33. Funciones de Chamilo para obtener la información de los servicios Web. ........................ 77

Figura 34. Obtención del servicio web en el LMS Chamilo. ............................................................. 78

Figura 35. Interfaz HTML5-Bootstrap para la creación de usuarios. ................................................. 78

Figura 36. Cliente en PHP para consumir el servicio Web relacionado con la creación de usuarios. .................................................................................................................. 79

Figura 37. Función CURL PHP para obtener formato JSON del servicio web. Fuente: El autor. .............................................................................................................. 79

Figura 38. Diagrama de bloques del flujo de diseño FRONTEND. Fuente: El autor. ............................ 79

Figura 39. Cliente para consumir servicio Web Chamilo para el perfil del instructor. Fuente: El autor. .............................................................................................................. 82

Figura 40. Respuesta del servicio REST en formato JSON. Fuente: El autor ..................................... 82

Figura 41. Estructura del menú de navegación del curso de prueba T-learning. ................................ 83

Figura 42. Script para la configuración del Streaming de video. Fuente: El autor. .............................. 83

Figura 43. Método para la obtención del formato JSON. Fuente: El autor.......................................... 84

Figura 44. Interfaz de anuncios. Fuente: El autor ............................................................................ 85

Figura 45. Interfaz de clase en vivo T-Learning. Fuente: El autor ...................................................... 85

Figura 46. Aplicación IPTV para visualizar clase en vivo. Fuente: El autor ......................................... 86

Figura 47. Interfaz de foros del curso T-learning de prueba. Fuente: El autor .................................... 86

Figura 48. interfaz de prueba de los servicios web de chamilo con Advanced REST Client. Fuente: El autor .......................................................................... 89

Figura 49. Recepción de video en tiempo real desde la cabecera IPTV. Fuente: El autor .................... 95

Figura 50. Recepción de video con las opciones de pausa y retroceder. Fuente: El autor. ................. 95

Figura 51. Interfaz del SDK para prueba de los eventos del control. Fuente el autor. ......................... 96

TABLASTabla 1. Matriz comparativa de metodologías. Fuente: http://biblioteca.uniminuto.edu/ojs/index.php/Inventum/article/download/9/9. ......... 19

Tabla 2. Bases de Datos del SENA. Fuente: Biblioteca SENA – bases de datos. ................................ 24

Tabla 3. Lista de elementos del laboratorio IPTV. Fuente: Inventario Laboratorios Sena – Regional Valle ........................................................ 26

Tabla 4. Descripción de los escenarios de Aprendizaje para la formación en el Sena. Fuente: Centro de Electricidad y Automatización Industrial .................................................. 28

Tabla 5. Descripción del ambiente mínimo para la orientación de programas de formación técnica, tecnológica y complementaria. Fuente: Centro de electricidad y Automatización Industrial CEAI.......................................... 29

Tabla 6. Datos Generales CU_01. Fuente: El autor. .......................................................................... 43

Tabla 7. Escenario CU_01. Fuente: El autor. .................................................................................... 44

Tabla 8. Mensajes CU_01. Fuente: El autor. ..................................................................................... 44

Tabla 9. Datos Generales CU_05. Fuente: El autor. .......................................................................... 45

Tabla 10. Escenarios CU_05. Fuente: El autor. ................................................................................ 46

Tabla 11. Datos Generales CU_12. Fuente: El autor. ........................................................................ 47

Tabla 12. Escenarios CU_12. Fuente: El autor. ................................................................................ 48

Tabla 13. Mensajes CU_12. Fuente: El autor. ................................................................................... 48

Tabla 14. Descripción de los servicios web de Chamilo utilizados para la implementación del curso de prueba. Fuente: El autor ...................................................... 81

Tabla 15. Resultados del estado de los servicios web de Moodle. Fuente: El autor ........................... 90

Tabla 16. Resultado de las pruebas de los servicios web con la herramienta JMeter. Fuente: El autor. ............................................................................................................... 92

Tabla 17. Resultado de las pruebas de los servicios web para rendimiento del servicio. Fuente: El autor. ............................................................................................................... 92

Tabla 18. Resumen de las pruebas de funcionalidad de los eventos de control y periféricos externos del STB. Fuente: El autor. ................................................................................... 97

10 Manual de Implementación de un Ambiente de TV Digital Interactiva basada en IPTV para el despliegue de servicios T-learning en el SENA

RESUMENLa convergencia entre la televisión, la informática y las telecomunicaciones constituyen un pilar fun-damental para el crecimiento de la denominada sociedad de la información. La Televisión ha sido por años un medio de comunicación de fácil uso y de amplia cobertura, actualmente la televisión digital (TVD), se presenta como una mejora en dicho medio. La aplicación de esta nueva tecnología brinda muchas ventajas y posibilidades sobre la señal estándar, por ejemplo: mejor calidad de imagen (en alta definición) y sonido; así como la posibilidad de desarrollar nuevos servicios y aplicaciones, uno de estos, es el caso de T-learning. Este aprendizaje interactivo y personalizado a través del televisor, es un nuevo enfoque para la educación virtual, complementaria a la basada en el PC (e-learning). Además, la televisión digital representa otra alternativa para las personas que tienen dificultades con el uso del computador, siendo el televisor un medio más fácil de utilizar y con la ventaja de que se encuentra en la mayoría de los hogares, aportando así a la inclusión digital.

En este marco, el SENA Regional Valle, amparado en su política de cobertura educativa y con la necesidad de generar una estrategia para fortalecer la formación a distancia, decidió implementar una infraestructura de red piloto, con base en IPTV, como punto de partida para ofertar inicialmente cursos complementarios bajo el concepto de T- Learning.

En el proceso, desde la Unidad de Investigación Aplicada, Desarrollo Tecnológico e Innovación del CEAI, se desarrolló una arquitectura basada en la televisión digital interactiva, para el despliegue de servicios educativos en la red piloto IPTV de SENA. Inicialmente se hizo una caracterización de los ambientes de aprendizaje y los contenidos pedagógicos (basados en la Metodología de aprendizaje por proyectos), con el fin de especificar los requerimientos funcionales del servicio a desarrollar, posterior a ello, se definieron los componentes de la arquitectura y finalmente se validaron mediante la implementación de un servicio educativo.

11

INTRODUCCIÓNLa televisión es una de las tecnologías de la información (TIC) de mayor grado de cubrimiento a nivel nacional, pero es a través de la inclusión de la tecnología digital, que el usuario es dotado con capacida-des interactivas, permitiéndole ser parte activa del consumo del servicio de televisión, lo cual brinda la posibilidad de consultar o extender la información presentada, combinar contenidos multimedia (audio, vídeo, texto), participar en foros de opinión y además controlar en cierta medida la secuencia de la información presentada (CAMPOS HERNANDEZ,2011).

Uno de los servicios que más interés despierta en el sector educativo es el T-Learning que consiste en una variante de los servicios interactivos en televisión digital, que a su vez permite ampliar la cobertura en procesos de formación a distancia. Este servicio se basa en un aprendizaje de contenidos educativos principalmente en el hogar por medio de un televisor. Por su parte, el SENA como entidad de formación, en los últimos años ha implementado una estrategia basada en los ambientes virtuales de aprendizaje (AVA), para que los colombianos puedan acceder a las diferentes ofertas de formación complemen-taria a distancia. Actualmente se ofertan programas virtuales en diferentes especialidades a través de la plataforma Blackboard y se pretende incursionar en la oferta de programas de educación a través de la televisión digital, para dar apoyo inicialmente a los procesos de formación (virtual), mediante el despliegue de servicios basados en herramientas T-learning. Todo ello una vez se concreten alianzas con empresas de telecomunicaciones.

Actualmente el SENA cuenta con un desarrollo tecnológico fundamentado en la innovación y en la ge-neración de nuevos ambientes de formación que hacen posible ofertar formación profesional integral a través de diferentes escenarios de aprendizaje. Este desarrollo llamado SENA Web TV permite, por medio de un canal de televisión, transmitir diversas series que se basan en contenidos temáticos (Clases en vivo) relacionados con la industria, el comercio y el bilingüismo. Cuenta además con un portal web en el que se publican los videos con las clases transmitidas y algunos enlaces para que las personas se matriculen a cursos virtuales relacionadas con las temáticas transmitidas en las diferentes series. Sin embargo, el desarrollo tecnológico descrito no permite la integración de herramientas e-learning con los servicios educativos para televisión digital, ya que la transmisión realizada por cada contenido temático no vincula a los estudiantes directamente con un curso en el cual puedan posteriormente certificarse. Además, no hay una personalización de contenidos soportada por una metodología de aprendizaje y un acompañamiento del instructor.

Con base en esta dificultad el SENA, amparado por sus políticas de investigación que fomentan iniciativas basadas en soluciones innovadoras con recursos TIC para la ejecución de la formación profesional y en la oportunidad que tiene la institución de incursionar en el despliegue de contenidos interactivos (T-learning) para televisión digital (IPTV) a través de SENNOVA, avaló el proyecto de investigación aplicada deno-minado “Integración de Arquitecturas de Hardware y Software para el despliegue de servicio T-learning en los procesos de formación a distancia en el SENA” presentado en el año 2015 por la UIADTI – CEAI, en el que se destinaron recursos para la compra de tecnología para la implementación de la plataforma basada en IPTV, entre los que se encuentran una cabecera de televisión digital IP (Encoder), Switches capa 3,Televisores SmartTV, Set Top Box, servidores y medios de comunicación como videocámaras, entre otros. Se pretende que sobre esta infraestructura de red IPTV se puedan desarrollar servicios educativos para apoyar procesos de formación a distancia. Todo esto acompañado de alianzas con proveedores de telecomunicaciones como las empresas municipales de Cali (Emcali-Telecomunicaciones), que puedan facilitar la distribución de contenidos IPTV basados en T-learning en los hogares.

En consecuencia a esto, se plantea el diseño e implementación de una arquitectura que tenga como base, la televisión digital interactiva para el despliegue de servicios T-learning en la Red Piloto IPTV del SENA, en la que quedan establecidas las bases tecnológicas que permiten dar apoyo a los procesos de formación virtual a distancia, aprovechando las bondades de la televisión en cuanto a la cantidad


de televisores en el hogar, mayor acceso y la facilidad de uso mediante el manejo del control remoto y periféricos de entrada como teclados que garantizan un nivel de interactividad entre aprendices e ins-tructor. La arquitectura diseñada permite desplegar aplicaciones y contenidos educativos por medio de la televisión, para que sean ofertados a ciudadanos (mediante la metodología Aprendizaje por Proyectos) que aspiran a capacitarse en dicho tipo de formación.

En la etapa inicial se definió la arquitectura de software para el despliegue de servicios T-learning a partir de los requerimientos funcionales y no funcionales establecidos en la caracterización de los ambientes de aprendizaje y la identificación de los componentes pedagógicos. Posteriormente se definió un servicio educativo basado en la metodología de aprendizaje por proyectos, en conjunto con T-learning el cual consiste en desplegar en un entorno multimedia videotutoriales, guías de aprendizaje, materiales de apoyo y medios de comunicación como chat y foros, para lograr un nivel de interacción entre el aprendiz y el instructor, esto como soporte para ofertar formación complementaria en el SENA. Finalmente se implementaron los módulos de la arquitectura definida para desarrollar el servicio educativo mencionado y hacer el proceso de validación.

Adicionalmente, en el documento se describe de forma general la estructura de la red IPTV del SENA, la conformación de los ambientes de formación y componentes pedagógicos relacionados con el apren-dizaje por proyectos, la propuesta de diseño de la arquitectura de software basada en televisión digital interactiva y el servicio educativo (T-learning), encargado de validar los componentes de dicha arquitectura.

15

Descripción del

El despliegue de las aplicaciones T-Learning basadas en IPTV se desarrolla en el CEAI – SENA, en respuesta a la problemática de no contar con suficientes medios virtuales para impartir formación a los aprendices de diferentes sectores de la ciudad de Santiago de Cali y del Valle del Cauca. Actualmente, en la formación titulada regular hay una gran cantidad de programas en ejecución y aprendices matricu-lados en la jornada diurna y nocturna, que ocupan los espacios físicos y medios didácticos dispuestos en los ambientes de formación y talleres del complejo Salomia y sedes alternas. Esta situación también afecta la oferta de la formación complementaria y hace que su programación tenga relativa dificultad.

Sumado a lo anterior, la estrategia de utilizar los aplicativos e-learning de la institución para suplir la falta de espacios, no ha garantizado que se cumplan las metas de formación por los altos índices de deserción de los aprendices. Al analizar dicha deserción, en el SENA se detectaron aspectos relacionados con la falta de acompañamiento de los tutores y la ausencia de la clase presencial para entender temas específicos que muchas veces no se comprenden fácilmente con los materiales de apoyo disponibles en las plataformas e-learning.

Además, se reconoce la necesidad de aprovechar la versatilidad de las herramientas TIC para la formación a distancia, entre las cuales está la T-Learning, como herramienta de apoyo para los ambientes virtuales de aprendizaje, así como la necesidad de una arquitectura de referencia que permita desplegar aplica-ciones y contenidos educativos por medio de la televisión, y que éstos sean ofertados a los usuarios de la comunidad SENA que aspiran a capacitarse en diferentes áreas.

En la actualidad, en la institución también se requiere la integración de plataformas T-learning interactivas utilizando como medio de despliegue el televisor, con esquemas de difusión Web e IPTV que puedan evaluarse desde una perspectiva didáctica, pedagógica y tecnológica, las cuales estén conformadas con equipos de grabación, reproducción y transmisión del sonido, vídeo, contenidos Web y multimedia interactivos, con avances tecnológicos en el campo de la comunicación y de la informática al servicio de la educación.

Considerando la dificultad que tienen un gran número de personas que requiere del uso de las TIC, específicamente del e-learning, para su formación con contenidos pedagógicos y tecnológicos de rela-tiva complejidad. En el caso del SENA, el aprendizaje por medio de e-learning no sería la solución para los problemas de incremento de oportunidades que ese tipo de aprendizaje demanda. En contraste, la televisión se encuentra presente en la totalidad de los hogares; por tal motivo, garantizar la distribución del servicio de IPTV en el hogar por medio de alianzas con proveedores de telecomunicaciones como EMCALI, e incorporar la interactividad, acompañada de la facilidad de uso del control remoto y demás periféricos, permitiría incrementar las oportunidades para ofrecer formación en los hogares.

Por esta razón, la pregunta que dio lugar a la investigación es ¿Cómo implementar una arquitectura de Software basada en T-learning que permita dar soporte a aplicaciones educativas basadas en la me-todología de aprendizaje por proyectos, para definir una estrategia eficiente de formación a distancia?.

PROBLEMA


Las nuevas Tecnologías de la Información y de la Comunicación han evolucionado sustancialmente en los últimos años, en especial por su capacidad de interconexión a través de la red para garantizar a los usuarios finales acceso a mejores ofertas de servicios disponibles en internet, radio y televisión. Suma-do a esto, la digitalización de la información está cambiando el soporte primordial del saber y con ello cambiará nuestros hábitos y costumbres en relación al conocimiento y la comunicación. La televisión digital es una de las variantes de las TIC que mayor avance e interés ha despertado.

La televisión digital (TVD) es un servicio que representa el desarrollo más significativo que se ha dado en este campo de la tecnología desde la llegada de la televisión a color. Básicamente, la TVD es una técnica de radiodifusión de señales que consiste en convertir la imagen, el sonido, y los contenidos interactivos en información digital; es decir, en lugar de enviar la información en forma de ondas, que precisan grandes anchos de banda, tal como ocurre con la televisión analógica, las envía como ceros y unos (codificación binaria), aprovechando así los beneficios del procesamiento, multiplexación, codificación y modulación digital de las señales tanto de audio, vídeo y datos, con el único fin de optimizar la transmisión de las señales de televisión (CNTI, 2011). El impacto de las TIC en la televisión digital, con relación a la oferta de contenidos, posibilita la implementación de servicios T-Learning, los cuales a través de la combinación de tecnologías televisivas e informáticas y la convergencia de televisión, computador y aprendizaje, hacen posible el funcionamiento de aplicaciones educativas mediante mapas, videotutoriales y documentos interactivos a los diferentes televidentes.

Por otra parte, desde el punto de vista de las políticas educativas se destaca que en los últimos 10 años, en Colombia se han hecho inversiones masivas en lo que respecta a las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC), pero que a su vez, han generado pequeños cambios en las prácticas educativas, donde el modelo de transferencia de conocimiento continúa estando centrado en el profesor. Se remarca la importancia de introducir la innovación en las prácticas educativas y para ello se detecta la necesidad de introducir prácticas focalizadas en la adquisición de competencias y el uso de herramientas basadas en las TIC, de modo que posicionen al estudiante en el núcleo del proceso educativo.

Una de las estrategias enfocada en la innovación de prácticas pedagógicas y en aumentar la cobertura educativa, es la oferta de educación virtual, que hace parte de la llamada educación a distancia y corres-ponde a una de las prioridades del Ministerio de Educación Nacional. Esta variante de educación, ha sido posible gracias a que las redes informáticas eliminan la necesidad de que las personas que participan en una actividad, coincidan en el mismo instante de tiempo y espacio. De esta manera, se produce un cambio determinante en cuanto a la forma de desarrollar y llevar a cabo tradicionalmente un gran número de tareas profesionales. Por otra parte, implica que aparezcan nuevas formas de comunicarnos, de acceder al conocimiento y a la información, de trabajar, de divertirnos y de interactuar con los demás.

El SENA es una institución que ha definido políticas concretas y eficientes en cuanto a la oferta de programas de formación complementaria a distancia. Actualmente se ofertan por medio de la plataforma Blackboard cursos que permiten capacitar ciudadanos en sectores como salud, tecnologías de la información y la co-municación, ciencias humanas, entre otros. Debido a requerimientos del gobierno nacional que pretenden aumentar la oferta educativa de programas de formación titulada y complementaria, el SENA proyecta in-cursionar en el despliegue de programas de formación a través de la televisión digital. Para ello adquirió una infraestructura basada en TV Digital (IPTV) con el fin de garantizar que se oferten servicios T-learning a par-tir de una planeación pedagógica que garantice un alto nivel en la calidad de formación que se va a impartir. Es por esto que al implementar una arquitectura basada en T-Learning para el despliegue servicios y con-tenidos educativos en el SENA, se define un punto de partida para establecer una estrategia pedagógica basada en la metodología de formación por proyectos, en conjunto con las Tecnologías de la Información y Comunicación, para ofertar formación complementaria a la población que no puede capacitarse por la escases de ambientes de aprendizaje en el complejo Salomia y las sedes alternativas de la regional valle.

JUSTIFICACIÓN

17

OBJETIVOSObjetivo General.Desarrollar una arquitectura de software basada en televisión digital interactiva para dar soporte a ser-vicios educativos (T-Learning), en la metodología de formación por proyectos que se ofertarán a las comunidades de formación complementaria del SENA, Regional Valle.

Objetivos Específicos.• Identificar las características de los ambientes de aprendizaje en los que se ofertarán los servicios

de T-Learning y los componentes pedagógicos relacionados con la metodología de formación por proyectos del SENA asociados, con el fin de establecer los requerimientos funcionales y no funcio-nales de la arquitectura a desarrollar.

• Diseñar la arquitectura de software, basada en televisión digital interactiva, que soporte el despliegue de servicios educativos (T-Learning) sobre la red piloto de IPTV- SENA.

• Definir un servicio educativo (T-Learning) piloto para ser desplegado sobre la arquitectura de sof-tware diseñada.

• Implementar los módulos de la arquitectura necesarios para el desarrollo del servicio educativo definido.

• Desplegar sobre la arquitectura desarrollada, el servicio educativo piloto con el fin de realizar la validación de la misma.


METODOLOGÍALas metodologías de desarrollo de software son decisivas en el éxito o fracaso de un proyecto. En general, las metodologías ponen en práctica una serie de procesos comunes, que son buenas prácticas para lograr los objetivos de negocio, costes, funcionalidad, sencillez, entre otros. La elección de una metodología inadecuada o su mala aplicación pueden conducir a que el proyecto no llegue a su fin.

Actualmente existen numerosas propuestas metodológicas que inciden en distintas dimensiones del proceso de desarrollo. Por una parte tenemos aquellas propuestas más tradicionales que se centran especialmente en el control del proceso, estableciendo rigurosamente las actividades involucradas, los artefactos que se deben producir, y las herramientas y notaciones que se usarán.

Estas propuestas han demostrado ser efectivas y necesarias en un gran número de proyectos, pero también han presentado problemas en otros muchos. Una posible mejora es incluir en los procesos de desarrollo más actividades, más artefactos y más restricciones, basándose en los puntos débiles detectados.

Sin embargo, el resultado final sería un proceso de desarrollo más complejo que puede incluso limitar la propia habilidad del equipo para llevar a cabo el proyecto. Otra aproximación es centrarse en otras dimensiones, como por ejemplo el factor humano o el producto software. Ésta es la filosofía de las me-todologías ágiles, las cuales dan mayor valor al individuo, a la colaboración con el cliente y al desarrollo incremental del software con iteraciones muy cortas.

Este enfoque está mostrando su efectividad en proyectos con requisitos muy cambiantes y cuando se exige reducir drásticamente los tiempos de desarrollo pero manteniendo una alta calidad (INCIBE, 2008).

Cuando los proyectos se enfocan en metodologías de desarrollo de software tradicionales aparecen variantes como el Proceso Unificado Racional (RUP) que es un proceso metodológico de desarrollo de software y junto con el Lenguaje Unificado de Modelado UML, constituye la metodología estándar más utilizada para el análisis, implementación y documentación de sistemas orientados a objetos. Esta me-todología se basa en 5 principios de desarrollo: Adaptabilidad en el proceso, Balance de las prioridades, Demostrar valor iterativamente, Elevar el nivel de abstracción, Enfocarse en la calidad (SOMERVILLE, 2008).

Otra alternativa para trabajar con metodologías tradicionales es Microsoft Solution Framework (MSF), que es un compendio de las mejores prácticas en cuanto a administración de proyectos se refiere. Más que una metodología rígida de administración de proyectos, MSF es una serie de modelos que puede adaptarse a cualquier proyecto de tecnología de información. Todo proyecto que aplique esta metodología se estructura en cinco fases, las cuales son: Visión y Alcances, Planificación, Desarrollo, Estabilización e Implantación (SOMERVILLE, 2005).

En cuanto a metodologías de desarrollo de software ágiles, tenemos la Programación Extrema (XP) que esta centrada en potenciar las relaciones interpersonales como clave para el éxito en desarrollo de software, promoviendo el trabajo en equipo, preocupándose por el aprendizaje de los desarrolladores, y propiciando un buen clima de trabajo. XP se basa en realimentación continua entre el cliente y el equipo de desarrollo, comunicación fluida entre todos los participantes, simplicidad en las soluciones implementadas y coraje para enfrentar los cambios. XP se define como especialmente adecuada para proyectos con requisitos imprecisos y muy cambiantes, y donde existe un alto riesgo técnico. Consta de 4 fases: Planeación, Diseño, Codificación y Pruebas (SOMERVILLE, 2005).

Otra variante de las metodologías de desarrollo de software ágil es SCRUM, que fue desarrollada por Ken Schwaber, Jeff Sutherland y Mike Beedle y define un marco para la gestión de proyectos, que se ha utilizado con éxito durante los últimos 10 años. Está especialmente indicada para proyectos con un rápido cambio de requisitos. Sus principales características se pueden resumir en dos.

19

Primero, el desarrollo de software se realiza mediante iteraciones, denominadas sprints, con una dura-ción de 30 días. El resultado de cada sprint es un incremento ejecutable que se muestra al cliente. La segunda característica importante son las reuniones a lo largo del proyecto. Éstas son las verdaderas protagonistas, especialmente la reunión diaria de 15 minutos del equipo de desarrollo para coordinación e integración (SCHWABER, 2013).

Una comparación entre las metodologías tradicionales RUP y MSF y las metodologías de desarrollo de software agiles XP y SCRUM como se muestra en la Tabla 1.

Teniendo en cuenta la complejidad del desarrollo tecnológico que se implementó en el SENA, basado en el despliegue de servicios T-learning, es necesario tener un proceso definido con una definición formal de requerimientos, análisis de los mismos, diseño e implementación de la arquitectura con enfoque UML. Por otro lado es indispensable tener una metodología en la que se valore la importancia de los indivi-duos y las iteraciones, el funcionamiento de las aplicaciones, la colaboración del cliente y la respuesta al cambio. Dado que los métodos ágiles hacen más explícita la importancia en el manejo del equipo y personas, se pueden pensar como un complemento para las metodologías tradicionales que están más inclinadas a los procesos y la documentación.

Dicho lo anterior, y con el fin de ejecutar eficientemente la implementación de la arquitectura para el des-pliegue de servicios educativos (T-Learning) en la red piloto de IPTV, se propone una variante compuesta de la metodología de Software RUP y XP, teniendo en cuenta que en RUP se manejan ciclos iterativos, se define un manejo del tiempo, se hereda de modelos y se define una documentación estricta; por otro lado RUP se complementa con la metodología XP en cuanto a que ésta se enfoca en las personas, se obtienen resultados rápidos, el cliente interactúa con el proceso y se permite la refactorización del código.

La metodología hibrida propuesta se basa en una fase de investigación, 2 fases iterativas de implemen-tación y pruebas y una fase final de producción.

Para las primeras iteraciones en el proceso de desarrollo, gobernadas por actividades de análisis y diseño se utiliza mayormente la metodología RUP.

En las iteraciones posteriores donde gobierna la implementación y las pruebas se utiliza mayormente la metodología XP; con esta estrategia híbrida se busca el aseguramiento de la calidad del software.

La metodología propuesta para la implementación de una arquitectura que permita desplegar servicios educativos se compone de una fase periódica (documentación), dos fases iniciales (planeación e inves-tigación), dos fases iterativas (implementación y pruebas) y una fase final (producción).

Tabla 1. Matriz comparativa de metodologías. Fuente: http://biblioteca.uniminuto.edu/ojs/index.php/Inventum/article/download/9/9.

Test Web Services Status TimeCaracterística RUP MSF SCRUMXP

Más enfocado a los procesos.

Enfocado a las personas.

Resultados rápidos.

Heredan Modelos.

Documentación estricta.

Refactorización del código.

Documentación estricta.


Las fases están estructuradas de la siguiente forma, tal como se muestra en la Figura 1.

Figura 1. Estrategia metodológica implementada. Fuente: El autor.

Descripción de componentes pedagógicosy ambientes de aprendizaje.

Documentación sobre ellaboratorio de IPTV.

Definición de arquitecturas de referencia y herramientas de desarrollo.

Definición de requerimientos de laarquitectura.

Análisis de los requerimientos de software

1. FASE DE DOCUMENTACIÓN.

2. FASE DE PLANEACIÓN.

Investigar transmisión de contenidos IPTV Investigar modo de operar de las herramientas de desarrollo.

Diseño de la arquitectura para desplegarservicios T-learning.

Definición del servicio T-learning aimplementar

Implementación de los Módulos de laarquitectura.

Pruebas de funcionamiento de la arquitectura Pruebas de funcionamiento de los servicios T-learning en IPTV

Validación de los módulos de la arquitectura

3. FASE DE INVESTIGACIÓN

4. FASE DE IMPLEMENTACIÓN

5. FASE DE PRUEBAS

6. FASE DE PRODUCCIÓN

23

2.1.1 Equipos de Cómputo y Audivisuales.El SENA cuenta con 21.350 equipos de escritorio (estaciones de trabajo), 13.457 portátiles, para un total de 34.807 disponibles en los 116 Centros para el desarrollo sus procesos y para uso de los aprendices de los diferentes Programas de Formación. Particularmente el área de Teleinformática cuenta con 236 equipos de escritorio y 115 portátiles.

2.1.2 Software Especializado.En el marco de la innovación para la prosperidad y la formación profesional apoyada con las TIC, el SENA mantiene en constante actualización una lista completa de software con sus respectivas licencias educativas, disponibles para los programas de formación que los requieran en cualquiera de los 116 Centros de Formación del país, incluyendo el de la Regional Valle en sus áreas de Teleinformática.

2.1.3 Plataforma Virtual.La plataforma tecnológica utilizada para apoyar los procesos formativos del SENA se soporta sobre dos sistemas gestores de aprendizaje (LMS) denominado “Blackboard Learning Management System” y “Chamilo”, los cuales están disponibles para aprendices, instructores, coordinadores académicos y personal administrativo. La plataforma contiene módulos especializados para la gestión del aprendizaje, contenidos y servicios para la comunidad académica (publicaciones, correo masivo, videoconferencia).

El licenciamiento incluye alrededor de 600.000 usuarios concurrentes y reusables y la disponibilidad del servicio para los usuarios es permanente desde cualquier lugar del mundo,, en el caso de componentes virtuales para programas presenciales, lo que permite que cualquier persona que tenga acceso a internet pueda inscribirse en cursos, contar con el apoyo de un tutor y certificarse.

2.1.4 Biblioteca.Con el fin de garantizar una respuesta oportuna y pertinente a las demandas de información, el SENA formuló en el 2003, el Proyecto Comunidad Educativa Virtual (CEV) con el propósito de crear ambientes virtuales, integrados en una comunidad educativa orientada a la WEB, que permitiera la generación de una nueva estrategia de formación profesional, acorde con los requerimientos educativos de la era de la información, sin barreras de tiempo ni espacio, a través del uso de las TIC, con modelos pedagógicos innovadores y didácticos, donde uno de sus componentes lo constituye la Biblioteca Digital.

2.1.4.1 Bibliotecas físicas.

El SENA Regional Valle, cuenta con una Biblioteca tipo B que presta los siguientes servicios:

• Consulta en el punto de encuentro del material bibliográfico y digital.• Préstamo a domicilio: Préstamo para la casa del material bibliográfico desde el módulo de circulación

y préstamo Aleph 500.• Préstamo interbibliotecario: Préstamo entre bibliotecas cooperantes.• Referencia: Orientar y asesorar a los usuarios en la consulta de los diferentes recursos de información.• Préstamo de equipos de cómputo.• Alertas bibliográficas a los instructores a través del correo electrónico.• Disponibilidad de acceso a los recursos electrónicos desde la plataforma Blackboard.

Medios educativos

del SENA


2.1.4.2 Biblioteca Digital.

La permanente evolución del campo relacionado con la teleinformática, requiere que los procesos de for-mación integral profesional impartidos en el SENA cuenten con información actualizada sobre las temáticas relacionadas, por lo que la entidad cuenta con una Biblioteca Digital que procura la selección, evaluación, registro y sistematización de los documentos digitales, para la disponibilidad de la información a la co-munidad de usuarios por la WEB, presentando ventajas como:

• Transmisión de la información sin barreras de espacio y tiempo.• Organización en diferentes niveles de texto (hipertexto, hipervínculos) y combinación de distintos

tipos de información: texto, video, sonido, imágenes. • Incremento de posibilidades de acceso remoto y simultáneo. • Fortalecimiento de las actividades de enseñanza/aprendizaje e investigación.

Los recursos bibliográficos digitales disponibles en el Sistema de Bibliotecas del SENA para orientar diferentes programas de formación titulada o complementaria, incluyen bases de datos multidisciplinarias en idioma inglés y español, nacionales e internacionales con publicaciones y recursos producidos y seleccionados en formato digital, los cuales se encuentran disponibles en las Bibliotecas Físicas y desde el SBS en la URL: http://biblioteca.sena.edu.co.

Se destacan los siguientes recursos bibliográficos, como se muestran en la Tabla 2:

Tabla 2. Bases de Datos del SENA. Fuente: Biblioteca SENA – bases de datos.

RecursosBibliográficos

Digitales

Bases de datos*

Cantidades/ContenidosDescripción

Ambientalex

Asistdoc

e-libro

ProquestCentral

Scielo

25

2.1.5 Red de Laboratorios.La red de laboratorios del SENA se ha venido fortaleciendo año tras año al ser un factor determinante en el aseguramiento de la calidad de la formación y en consecuencia en la aceptación y satisfacción del sector empresarial y productivo. La práctica es garante del cumplimiento de los resultados de apren-dizaje y del logro de las competencias laborales propias de la ocupación, lo que permite al aprendiz desempeñarse satisfactoriamente.

Los laboratorios funcionan en SENA como ambientes de formación y, en algunos casos, cuando cuentan con certificación, prestan servicios tecnológicos a las diferentes empresas. De esta manera se integra la innovación, el recurso humano especializado y los ambientes de formación con infraestructura tec-nológica avanzada al servicio del sector empresarial y productivo del país. El SENA Regional Valle, en el área de Teleinformática, cuenta con:

• Salas de informática 1, 2 y 3 que cumplen con las condiciones físicas adecuadas para la imple-mentación y distribución de los diferentes equipos de cómputo. El espacio físico se ha distribuido, teniendo en cuenta que cada ambiente debe tener computadores y sillas para los aprendices, así como un escritorio para el instructor. Se cuenta con armarios para guardar materiales de formación, insumos y equipos propios de cada ambiente, por ejemplo, CD-ROM, licencias de Software instalado, manuales, entre otros. Se cuenta con dos tableros de acrílico (blanco), 2 proyectores y 2 televisores.

• Laboratorio de IPTV con una cabecera IPTV conectada a una red de distribución compuesta de swit-ches, routers y servidores de aplicaciones para subir aplicaciones para pedagógicas relacionadas con T-learning.


Los ambientes donde se orienta la formación técnica, tecnológica y complementaria en el SENA están basados en el modelo pedagógico implementado por la Entidad, que permiten la construcción de autono-mía, el aprendizaje por proyectos, la resolución de problemas simulados y reales, recreando y actuando sobre las situaciones del contexto productivo y la realidad cotidiana de cada una de las regiones donde se imparte la formación.

Para llevar a cabo la formación complementaria en un entorno basado en el aprendizaje por medio de la televisión (T-learning), se cuenta con los siguientes escenarios:

2.2.1 Ambiente IPTV para proyección de cursos complementarios.El ambiente de IPTV fue implementado con los recursos aprobados por SENNOVA - SENA al Área de Innovación y Competitividad del Centro de Electricidad y Automatización Industrial, de acuerdo con el proyecto “PIA001-2015. TV Digital Interactiva Basada en IPTV, para el despliegue de servicios T-learning en el SENA”. El área de tele-informática del CEAI cuenta con el laboratorio de IPTV, que esta dedicado al desarrollo de contenidos T-Learning según se requiera en proyectos de investigación de las convocatorias de SENNOVA y COLCIENCIAS, así como en la prestación de servicios tecnológicos a las empresas del país. El laboratorio tiene una infraestructura de red compuesta por encoders, receptores, servidores, switches, router y Set-Top-Box que se encarga de los procesos de adquisición de señal de video, codi-ficación y transmisión por medio de la red de distribución.

Los componentes que conforman dicha red IPTV, se describen en la Tabla 3.

Equipos

NombreDescripción NombreDescripción

Equipo que recibe señal de tv, RF, RGB, óptica y a la salida entrega señal IP, TDT, OPTICA

2Cabecera de TelevisiónDigital PROMAX

Receptor de señal IPTV 2 Set Top Box Tornado M85

Equipo para distribuciónde Señal IPTV 4 Switches Gigabit

Equipo para distribuciónde señal IPTV bajo UDP

4 Routers Gigabit

Antenas para obtenerseñal libre de satélites

2 Antenas satelitales

TV de Recepción IP 2 Televisores Smart TV

Software

Reproductor devideo en computador

VLC Player

Simulaciónde redes de datos

Cisco Packet Tracer

Simulador y configuradorde equipos en redes de datos. GNS3

Tabla 3. Lista de elementos del laboratorio IPTV. Fuente: Inventario Laboratorios Sena – Regional Valle.

Los equipos mencionados se integran en una red IPTV, como se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Esquema de conexión de la red IPTV. Fuente: El autor.

Internet

USUARIOS

Set Top Box IPTV

TV

Router


PROCESACIMIENTO DE LOS CONTENIDOS IPTV

RECEPCIÓN DECONTENIDOS

DE VIDEO



EncoderCámara

Switch

EMISIÓN

Escenario para llevar a cabo la formación

T-learning

27

La red está compuesta por una cabecera de televisión digital para IPTV, una red de distribución y una red de acceso de contenidos. A continuación se describe la funcionalidad de cada módulo de la red IPTV:

1. Emisión: Para el proceso de emisión de contenidos, se cuenta con una cámara analógica, cuyas entras de audio/video se conectan al dispositivo para procesamiento de contenido de videos y permitir posteriormente su distribución por medio de la red IP.

2. Recepción de contenidos de video: El módulo de contenidos de video, está compuesto por un encoder de video que se encarga de generar una única trama de transporte, en un formato que corresponde a la técnica de modulación de ancho de banda denominada COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) a partir de varias entradas de Audio /Video analógico (A/V).

Este módulo dispone de 4 entradas para Audio/Video analógico. Cada entrada A/V dispone de tres co-nectores RCA, uno destinado a señal de video y los otros dos destinados a señal de audio.

La normatividad que permite identificar por colores cada una de los mismos se describe a continuación.

• AMARILLO: Video.• ROJO: Audio derecho.• BLANCO: Audio izquierdo.

Cada entrada A/V es procesada mediante el sistema de compresión MPEG-4 que las digitaliza. A con-tinuación las señales resultantes son procesadas por un multiplexor y modulador que las convierte en una única señal de salida de video.

Finalmente, la señal de salida del módulo puede ser insertada en una red de distribución de televisión con las ventajas de robustez y alta calidad que ofrece la tecnología digital. Consta deun módulo conversor IPTV permite enlazar los contenidos en formato MPEG-4, para que éstos sean distribuidos mediante los dispositivos de tipo Ethernet que pertenecen a la red de distribución. El flujo de datos tipo Streaming IP de salida puede ser transmitido bajo los protocolo UDP o RTP.

3. Red de distribución: La red de distribución del laboratorio de IPTV está conformada por Router y Switches Gigabit que se encargan del enrutamiento y distribución de los contenidos de IPTV a los di-ferentes servidores de pruebas para aplicaciones T-learning, LMS y almacenamiento de contenidos de video en tiempo real.

4. Recepción de contenidos IPTV (Usuarios): Para acceder a los contenidos de IPTV se utiliza un televisor con un Set-Top-Box (STB) que interpreta lenguajes web como JavaScript, CSS y HTML para realizar los procesos de recepción del contenido multimedia generado desde la red de televisión, y a su vez lograr interacción con las aplicaciones T-learning que sean desarrolladas. El STB cuenta con un SDK que permite la adaptación de los eventos del control remoto a las interfaces que se desarrollen con los lenguajes descritos.

Por otra parte, este ambiente cuenta con un administrador o jefe de laboratorio, encargado de verificar el correcto funcionamiento de la Red IPTV en los procesos de Recepción de la señal y transmisión de contenidos por medio de la red de distribución. También define el control de acceso a los servidores de aplicaciones para la publicación de contenidos pedagógicos asociados a los cursos de formación T-learning a ofertarse.

Para el despliegue de un curso de formación complementario, los instructores deberán publicar los contenidos pedagógicos (guías de aprendizaje y materiales de apoyo) en el servidor de aplicaciones para verificar su correcto funcionamiento desde el Set- Top- Box y Televisor del laboratorio, antes de que dicho curso sea visible para los aprendices.


El diagrama funcional del ambiente IPTV con los roles definidos por parte del instructor y el administrador, se puede apreciar en la Figura 3.

Acceso a los servicios IPTV

Interactua

Supervisa

Monitorea

ADMINISTRADOR

ADMINISTRADOR

INSTRUCTOR

Red de distribución

UTPCAT 5

Con codificadorIPTV externo

Televisor digitalcon IPTV integrado

Servidor deAplicaciones

PC con reproductormultimedia

IPTVSPTS

UTPCAT 5

MODULADOR

CONVERSOR IPTV

RECEPTORES DE SEÑAL

CODIFICADOR DE VÍDEO

CABECERA IPTV

Figura 3. Diagrama funcional del laboratorio IPTV. Fuente: El autor.

Tabla 4. Descripción de los escenarios de Aprendizaje para la formación en el Sena. Fuente: Centro de Electricidad y Automatización Industrial

2.2.2 Ambiente de formación para los aprendices.Los ambientes de aprendizaje están dotados de herramientas, equipos y materiales que posibilitan el desarrollo de las actividades para alcanzar los resultados de aprendizaje de los diferentes programas de formación ofertados. A la par de esta condición, estos ambientes permiten la implementación de la estrategia de formación por proyectos, considerando espacios para la ejecución de las actividades de cada una de las fases de los proyectos como mobiliarios, equipos, herramientas, medios didácticos, entre otros elementos.

El área de teleinformática dispone de los siguientes ambientes de aprendizaje para el desarrollo del proceso de formación, como se muestra en la Tabla 4:

Aulas

Auditorios

Bibliotecas

Sitios de práctica

3

1

1

No aplica

100 mt2

EscenarioC ant. (unidad) Área (mt2)

96 mt2

200 mt2

No aplica

29

Así mismo, se ha definido un ambiente mínimo para la ejecución de los diferentes programas del área de teleinformática, en el cual los aprendices podrán desarrollar los temas que competen el desarrollo de su proceso de formación integral y acceder a los contenidos de los cursos de formación complementaria bajo la modalidad de T-learning.

La descripción funcional de los elementos e insumos que se necesitan para el ambiente de formación, se muestran en la Tabla 5.

Tabla 5. Descripción del ambiente mínimo para la orientación de programas de formación técnica, tecnológica y complementaria. Fuente: Centro de electricidad y Automatización Industrial CEAI.

Programas deFormación Descripción Funcional

Caracterización deambientes de formación Sala de Informática I, II y III.

Maquinaria y equipoespecializado

Softwareespecializado

Maquinariay herramientaespecializada

Simuladoresespecíficosdel entorno

Tecnologías de lainformación y

las comunicaciones

Se cuenta con los siguientes equipos de cómputo y medios audiovisuales:

- 16 equipos de escritorio con procesador Intel core i5 primera generación con 4Gb de RAM, DD de 500 Gb.

- 15 equipos de escritorio con procesador Intel core i5 segunda generación con 2 Gb de RAM, DD de 750 Gb.

- 9 equipos de escritorio PC Smar t con procesador Intel core i5 segunda generación con 4Gb de RAM, DD de 500 Gb.

- 25 portátiles Lenovo con procesador intelcore i7 tercera generación con 4GB de RAM, DD de 500 Gb.

- 2 Tv LED Smart TV.

- 2 Set-Top – Box Tornado M85.

-2 VideoBeam

Herramientas de Software Licenciadas:- Microsoft Windows 7. - Microsoft Office 2010.- MySQL 5.0.- Oracle 11g.

Bases de datos: - Heidi.- Workbench.- PHPMyAdmin.

Entornos Integrados de Desarrollo (IDEs)

- Netbeans 7.3- Eclipse (Con SDK de Android)

Modelado de Sistemas de Información

- STARUML

- Servidor IBM con dos procesadores XEON, 2 Gb de RAM, 3 DD SCSI de 32 Gb.

1. Software básico de navegación en Internet: Internet Explorer, Mozilla, Google Chrome.

2. Software de Gestión Administrativa: SofiaPlus.

3. Software de Gestión Académica: BlackBoard, Chamilo, English Doeswork.

4. Software básico de procesamiento de texto, hoja electrónica, presentaciones asociadas al paquete de Microsoft Office 2010.

- Sun Java Wireless Toolkit 2.5.1- Apk Manager.


La distribución física de los ambientes de formación del área de Teleinformática del SENA. Se puede apreciar En la Figura 4.

Figura 4. Distribución física de los ambientes de teleinformática. Fuente: Unidad de Investigación CEAI- SENA.

2.2.3 Acceso por medio del hogar.Se pretende que los aprendices de programas de formación complementaria, una vez se tenga una alianza con un proveedor de telecomunicaciones, como EMCALI, que ofrezca el servicios de televisión IPTV en el hogar, puedan interactuar con los contenidos del curso (Materiales de apoyo y guías de aprendizaje) en el que se encuentren matriculados, y puedan realizar las diferentes actividades de aprendizaje, previamente definidas por los instructores, que les permita alcanzar los objetivos de aprendizaje para poder certificarse.

CORR

EDOR

SALÓN DE INFORMÁTICA IIADSI CEAI

SALÓN DE INFORMÁTICA IADSI CEAI142.15 M2

IPTVIPTV

31

Actualmente existen metodologías de aprendizaje que determinan la forma de concebir el aprendizaje y la enseñanza, donde cada vez más es el alumno quien toma el control del proceso, los materiales y recursos, adaptándolos a sus requerimientos y posibilidades. Se destacan metodologías como la reflexión, como método general del aprendizaje activo (HUBER, 2008), en la cual se enfatiza que los estudiantes deberían aprender no solamente cómo se reflexiona sobre el objeto de aprendizaje y los propios procesos de aprenderlo, sino también sobre perspectivas o marcos alternativos y las implicaciones de lo que se aprende. La metodología de enseñanza y aprendizaje mutuos, que se destaca por la ayuda a los estudiantes con estrategias adecuadas de aprendizaje, por el estímulo en el que los estudiantes se enseñen unos a otros y por el reconocimiento y la retroalimentación del rendimiento, no de los miembros individuales sino del conjunto social del equipo. Finalmente la metodología de formación por proyectos (HUBER, 2008) hace hincapié en la unificación del aprendizaje teórico y práctico, colaboración de alumnos y la inclusión de elementos de la vida cotidiana en las instituciones de educación.

En el SENA, los procesos de enseñanza complementaria están enmarcados por la metodología de for-mación por proyectos, la cual se utiliza para garantizar la pertinencia de los programas de formación (técnica, tecnológica y complementaria) con las necesidades del sector productivo, a través de las nor-mas de competencias laborales. El uso de esta metodología de aprendizaje promueve el uso de técnicas didácticas activas que estimulan el pensamiento para la resolución de problemas simulados y reales. Son soportadas en la permanente utilización de las tecnologías de la información y la comunicación, integradas, en ambientes abiertos y pluritecnológicos, que en todo caso recrean el contexto productivo y vinculan al aprendiz con la realidad cotidiana y el desarrollo de las competencias.

La formación por proyectos en entornos de aprendizaje complementarios (presencial o virtual) se hace sostenible ya que permite una participación activa del aprendiz en su proceso de aprendizaje, fomenta el aprendizaje autónomo, permite crear una estructura propia de generación de conocimiento que co-necta lo nuevo con lo conocido, y que implica la aplicación concreta en una situación, y actividades de aprendizaje compartidas o trabajo colaborativo en el contexto del sector productivo en el que se desempeñan los aprendices.

Por otro lado, en los entornos virtuales de aprendizaje (AVA) la formación por proyectos está concebida como una modalidad de enseñanza basada en el uso de herramientas tecnológicas que abren la posibi-lidad a los aprendices de desarrollar sus conocimientos en un ambiente flexible en el manejo del tiempo y el espacio. Está dirigida a todas las personas interesadas en actualizar o adquirir conocimientos y desarrollar competencias que les permitan acceder a nuevas oportunidades profesionales y laborales. Este tipo de formación complementaria se caracteriza por ofertar cursos cortos cuya duración varía de 40 a 320 horas y su objetivo es complementar o actualizar conocimientos en un área específica; al finalizar se obtiene una certificación en caso de ser aprobado. Estos programas están disponibles permanentemente para la inscripción.

Debe tenerse en cuenta que el diseño de la arquitectura de software para el despliegue de servicios T-learning que permite dar soporte a los procesos de formación en el SENA debe obedecer a la metodo-logía de aprendizaje por proyectos Por tanto, se describe a continuación el procedimiento para ejecutar la formación complementaria en el SENA y los componentes a nivel pedagógico que permiten orientar un programa de formación de este tipo.

Aspectos pedagógicos de la formación

complementaria en el SENA

33

La formación complementaria es un servicio del SENA representado en acciones de capacitación, di-señadas y ejecutados por los centros de formación, que permiten la actualización del Talento Humano y corresponde a demandas específicas del sector productivo y la comunidad en general, con el fin de:

• Actualizar el talento humano vinculado a una actividad económica y que requiera cualificar su des-empeño actual o prepararse para asumir nuevos desempeños que le permitan una mayor movilidad y/o promoción laboral.

• Calificar y recalificar el talento humano que se encuentre en situación de desempleo, entre ellos los pertenecientes a poblaciones vulnerables.

La formación complementaria es ofertada a partir del catálogo unificado de programas autorizados por la red de conocimiento (área encargada de definir temáticas específicas de los programas de forma-ción en el SENA), luego se definen las actividades de gestión administrativa pertinentes para ejecutar la formación complementaria (virtual o presencial), relacionado con la matrícula de aprendices en el aplicativo Sofía Plus. Finalmente se asignan los instructores de acuerdo con el perfil descrito para la ejecución del programa de formación.

Para llevar a cabo la formación complementaria en su modalidad virtual o presencial, el SENA cuenta con una plataforma LMS (Blackboard o Chamilo) para que los aprendices de los diferentes programas puedan publicar sus evidencias y acceder a materiales de estudio, foros de comunicación, centro de calificaciones y guías de aprendizaje. A continuación se describen los componentes pedagógicos relacionados con los cursos complementarios, basados en la metodología de formación por proyectos (SENA, 2015).

3.1.1 Planeación pedagógica de los proyectos formativos (complementarios)

La planeación pedagógica constituye una tarea imprescindible para el logro de una educación de calidad. Planear, desde esta perspectiva, significa establecer qué debe hacerse durante el proceso de enseñanza aprendizaje, cómo debe desarrollarse, mediante qué acciones concretas y sus responsables, en qué tiempo y lugar, atendiendo a las metas (Resultados de Aprendizaje y productos esperados del Proyecto Formativo) y a la misión de la institución educativa, es decir, a las necesidades del aprendiz en coherencia con el encargo productivo y social hecho a la entidad formadora.

Las variables pedagógicas que el SENA ha establecido en desarrollo de la formación son:

• Los Resultados de Aprendizaje.• Las Actividades de Aprendizaje en las áreas de desarrollo cognitivo, procedimental y valorativo-ac-

titudinal; igualmente si son individuales o grupales y presenciales o desescolarizadas. • La duración de las Actividades de Aprendizaje.• Las Estrategias Didácticas Activas utilizadas. • Los Ambientes de Aprendizaje incluidos los escenarios, los recursos y los instructores responsables. • Los criterios de evaluación.• La descripción de las evidencias de aprendizaje.

Componentes pedagógicos de la formación

complementaria

Por regla general, la caracterización de cada una de estas variables depende del análisis de la variable inmediatamente anterior. Ello significa que existe un orden lógico en la determinación de las variables que integran la Planeación Pedagógica.


3.1.2 Medios Informativos.Es indispensable integrar a las plataformas LMS existentes anuncios, perfiles de los instructores y re-cordatorios de actividades, que le permitan a los aprendices conocer de primera mano información de las actividades a realizar y horarios de asesoría por parte de los instructores.

3.1.3 Guía de Aprendizaje.

Las Guías de Aprendizaje facilitan la implementación del Modelo Pedagógico de la Formación Pro-fesional Integral del SENA, mediante la descripción de los elementos estructurales propios desde la perspectiva del enfoque de formación para el desarrollo de competencias y el aprendizaje por proyectos.

A nivel específico, los objetivos de las Guías de Aprendizaje son:

• Promover la calidad y la eficacia de los procesos tanto de enseñanza como de aprendizaje. • Proponer las actividades, estrategias de aprendizaje y de enseñanza más pertinentes para el desarrollo

de competencias inherentes a los Resultados de Aprendizaje esperados. • Proporcionar secuencia y progresividad al proceso formativo. • Promover el carácter sistémico y holístico en coherencia con el proceso formativo. • Integrar y coordinar las disciplinas entre sí a través de las actividades de aprendizaje. • Incrementar el desarrollo de habilidades superiores y diversos tipos de pensamiento. • Fortalecer la ejecución y la evaluación del proceso formativo.

3.1.4 Actividades de Aprendizaje.Las actividades de aprendizaje son acciones integradoras, realizadas por los aprendices con la orienta-ción del Instructor-tutor a lo largo del proceso formativo. Son objeto directo de aprendizaje; esto indica que existe una relación directa entre lo que se debe hacer en el Centro formativo y lo que más tarde se hará en el mundo laboral.

Pautas de Organización:

En este espacio el instructor garantiza que en la guía de aprendizaje se especifiquen las actividades que el aprendiz debe desarrollar e indicar cuál es el medio para la publicación de evidencias; pueden ser los siguientes

• Enlace para envío de actividades: Disponible según el cronograma definido al inicio del curso.• Enlace de pruebas/foros/sesiones: En caso que la guía tenga definidas pruebas, foros, sesiones

en línea o el uso de otras herramientas, es necesario publicar el enlace de acceso directo.

3.1.5 Materiales de apoyo.Son las herramientas con las que cuentan los aprendices para la apropiación de los contenidos técnicos del programa de formación que estén cursando, para luego desarrollar con éxito las actividades propuestas y lograr los resultados de aprendizaje esperados.

Pautas para su publicación:

• El Instructor debe validar que los materiales del programa estén organizados de acuerdo con las actividades planteadas y ser coherentes con los resultados de aprendizaje.

35

• El Instructor debe revisar y garantizar que los enlaces definidos para la descarga de software o simuladores estén disponibles en el ambiente de formación, que funcionen y sean pertinentes al desarrollo del programa.

• El Instructor debe facilitar el software, simuladores u otras herramientas tecnológicas adicionales a las ya establecidas en caso de ser requerido. Las herramientas deben ser de uso público o avalado con licenciamiento de la institución.

• Todo material publicado en el programa, debe mantener los derechos de autor según las normas legales vigentes y deben referenciarse según normas APA.

3.1.6 Aprendizaje Colaborativo.En los cursos de formación complementaria del SENA se apuesta por las metodologías de aprendizaje colaborativo, que implican otorgar un papel fundamental a los procesos comunicativos y de trabajo conjunto entre los estudiantes (presencia social) en el diseño de las actividades de aprendizaje. Se trata de plantear situaciones de aprendizaje que demanden a los estudiantes coordinar acciones conjuntas, gestionar información y recursos, discutir y argumentar las propias ideas y hacer juicios críticos sobre el trabajo de los otros.

Dentro del proceso del aprendizaje colaborativo, el SENA propone las siguientes actividades puntuales de aprendizaje, aprovechando las herramientas disponibles en el LMS y herramientas web 2.0. Entre las actividades sincrónicas y asíncronas se encuentran las siguientes:

Grupos de estudio y apoyo.

Sesiones Web Conference (sincrónicas): Se utilizan herramientas de comunicación como Skype y otras herramientas que faciliten la formación. En estos casos el instructor deberá evidenciar este uso en la plataforma LMS e informar a los aprendices de los resultados de estos encuentros en el foro relacionado con la temática. Esta evidencia debe tener como mínimo:

• Participantes. • Fecha y espacio de encuentro. • Temática.• Conclusiones.

Tablero de Discusión: Es un espacio dispuesto para que el Instructor oriente y dinamice el desarrollo de la formación, promoviendo la socialización, la argumentación y la construcción conjunta de conocimiento de acuerdo con el objetivo de cada foro. En cada uno de los foros el Instructor se hace “visible al aprendiz” y acompaña el proceso. Los foros disponibles para ejecutar la formación complementaría deben ser:

1. Foro Social: Espacio destinado para darse a conocer entre los participantes del programa en aspectos humanos y profesionales, buscando incentivar los procesos comunicativos y asertivos de la integralidad de la persona. No deberá tener valoración numérica en el Centro de Calificaciones. El foro debe tener una apertura por parte del instructor.

2. Foro Dudas e Inquietudes: Espacio destinado para resolver inquietudes que se presentan en el manejo de las herramientas o actividades a desarrollar. Las respuestas del Instructor se deben dar en las siguientes 24 horas después de la participación del aprendiz. El foro debe tener una apertura por parte del instructor.

3. Foro(s) Temático(s): Son espacios generados que permiten la discusión y construcción en referen-cia a algún tema de interés planteado con enfoques motivacionales, argumentativos, de construcción colectiva de conocimiento, lúdicos y de actualización tecnológica.


Los encuentros sincrónicos son de obligatorio cumplimiento para el instructor que los programa y de libre cumplimiento para los aprendices. Estos encuentros deben ser concertados y planeados previamente con los aprendices con el fin de dar respuesta oportuna a sus requerimientos y de establecer horarios y fechas comunes para su realización.

3.1.7 Sistema de evaluación.Es el espacio en el cual el Instructor debe describir en términos cuantitativos y cualitativos la valoración de los resultados de aprendizaje. En la plataforma Blackboard se tiene un espacio denominado centro de calificaciones, en el cual se hace una observación cualitativa de las evidencias entregadas por el aprendiz, en ella se resaltan las fortalezas e indican las acciones de mejoramiento para las debilidades encontradas. De igual forma le permite al aprendiz tomar conciencia respecto a sus propios avances, consolidar sus aprendizajes e identificar aquellos obstáculos que deben superarse para continuar mejorando y desarro-llando las competencias correspondientes, aportando en la retroalimentación la información clave sobre el proceso para motivar al aprendizaje su propio proceso de aprendizaje. Una vez sean aprobados los resultados de aprendizaje según el criterio del instructor, con relación a las actividades de aprendizaje planteadas en los cursos de formación complementaria, se hace la evaluación de los juicios evaluativos en el aplicativo Sofía Plus para posteriormente realizar el proceso de certificación.

Los componentes pedagógicos de la metodología de formación por proyectos que se acaban de describir son los requeridos para ejecutar procesos de enseñanza virtual. Es importante destacar que los materiales de apoyo, guías de aprendizaje y las herramientas colaborativas son medios didácticos indispensable para dinamizar el proceso de comunicación entre aprendices e instructores, por lo tanto estas herramientas didácticas deben estar implícitas en el diseño de la arquitectura para el despliegue de servicios T-learning.


Con base en la descripción de los recursos físicos, escenarios de la formación T-learning y los componentes pedagógicos del aprendizaje complementario en el Sena (soportados por la metodologías de formación por proyectos), se hace la especificación de los requerimientos funcionales y no funcionales para diseñar los módulos de la arquitectura propuesta. Inicialmente a través de la vista de los casos de uso, se modela una vista de escenarios para realizar una definición del alcance funcional del producto software en cada uno de los subsistemas funcionales que los constituyen, luego se plantea una arquitectura inicial (basada en la descripción de los casos de uso) y se especifican algunas decisiones de diseño para la imple-mentación de la arquitectura final del sistema que está conformada por tres de las cuatro vistas de Kurtchen, que son:

1.Vista de despliegue: Compuesta por un diagrama de Nodos y Componentes que explica en detalle cada uno de los servidores (Nodos) que conforman la arquitectura y sus aplicaciones a nivel de software (Componentes).

2. Vista lógica: Describe tres escenarios para modelar la interacción en el tiempo de los componentes de software por medio de diagramas de secuencia .

3. Vista de procesos: Describe un diagrama de actividad en el cual se especifica la interacción del aprendiz con los procesos del software enfocado a las aplicaciones T-learning y los servidores.

39

En el capítulo siguiente se especifican los requerimientos de software para el diseño de la arquitectura con base en las especificaciones pedagógicas mínimas (basado en la metodología de formación por proyectos para cursos complementarios) para ofertar la formación virtual. Para implementar una Arquitectura de Software enfocada en el despliegue Servicios T-learning en cursos de formación a distancia que permitan dar soporte a los procesos pedagógicos en el SENA, es necesario definir algunas características como:

• El administrador permitirá crear cursos T-learning y asociar instructores y aprendices al mismo.• Inicio de sesión para usuarios, aprendices y administrador.• Se debe permitir la visualización de anuncios, guías de aprendizaje, perfil del instructor y materiales

de apoyo. Además definir un espacio para la publicación de evidencias, esto con el fin de garanti-zarle a los aprendices el acceso a la información de intereses relacionados con los componentes pedagógicos en los procesos de formación a distancia (basados en la metodología de aprendizaje por proyectos).

• Los instructores deben agregar anuncios, publicar guías de aprendizaje con sus respectivos mate-riales de apoyo y su perfil académico y profesional. Esto como requisito para orientar programas de formación basados en T-learning.

• Es necesario incluir canales de comunicación entre aprendices y el instructor utilizando chats y foros.• Es necesario definir un sistema de calificaciones en el que los aprendices puedan conocer el avance

del proceso (notas) en las diferentes actividades con su respectiva retroalimentación, y por ende que los instructores puedan incluir el registro de dichas calificaciones.

Con base en estas características se definen los requerimientos funcionales y no funcionales para el diseño de la arquitectura de software para el despliegue de los servicios T-learning.

4.1.1 Requerimientos Funcionales.Teniendo en cuenta que con la metodología de aprendizaje por proyectos se hace una definición de los aspectos pedagógicos que permiten ofertar la formación complementaria a distancia en el SENA, se propone el diseño de la arquitectura de software (obedeciendo a las especificaciones de dicha metodo-logía) que permita ejecutar las siguientes funcionalidades:

1. Registrar el inicio de sesión para los aprendices, instructores y administrador.

2. Crear un curso T-learning que agrupe los servicios pedagógicos como anuncios, foros, chats, perfil de los instructores, evidencias, materiales de apoyo y actividades. El curso creado por el administrador debe asociar aprendices e instructores.

3. Visualizar contenidos, en el cual los aprendices tengan la posibilidad de leer anuncios, perfil de los instructores, materiales de apoyo y guías de aprendizaje.

4. Publicar contenidos por parte del instructor como lo son anuncios, perfil del instructor, material de apoyo y guías de aprendizaje.

5. Establecer comunicación sincrónica (Tipo Chat) entre instructores y aprendices.

6. Establecer una comunicación asincrónica entre instructores y aprendices (Tipo foro).

7. Visualizar el sistema de calificaciones (Notas y Retroalimentación por parte del instructor).

8. Publicar evidencias de los aprendices, como lo son evaluaciones y foros evaluables calificables.

9. Visualizar evidencias de los aprendices como documentos, participación en foros y evaluaciones para registrar posteriormente las notas y comentarios.

Requerimientos de

software


4.1.2 Roles de Usuario.

El sistema que permite la oferta de servicios T-learning para los aprendices del SENA tiene los siguientes roles:

Administrador: Encargado de crear un curso T-learning y asociar la disponibilidad para instructores y aprendices. En la Figura 5, se puede visualizar el diagrama conceptual del rol administrador, en el que se especifican las acciones de ingreso al sistema, configuración y asociación de roles de los cursos de formación a distancia.

Figura 5. Diagrama conceptual Usuario – Administrador. Fuente: El autor

Aprendiz: Usuario del sistema interactivo basado en T-learning. En el contexto del uso del servicio para el aprendiz, éste interactúa con el curso de prueba desde el Set-Top-Box utilizando el control remoto (botones: arriba, abajo, izquierda, derecha y enter) para navegar por los diferentes contenidos del curso T-learning (menú izquierdo).

Para visualizar un contenido (anuncios, foros, chat, evidencias, calificaciones) se debe verificar que el cursor del control remoto este en el ítem deseado, y luego presionar enter para que éste se visualice en la parte derecha del menú. Las opciones relacionadas con los foros y chat se activan con el control remoto y se pueden utilizar para el ingreso de texto teclados USB, teniendo en cuenta que el Set-Top-Box soporta puertos USB de entrada.

El diagrama conceptual del rol aprendiz, en el que se especifican las acciones de ingreso al sistema y visualización de los contenidos pedagógicos de los cursos de formación a distancia, se puede visualizar en la Figura 6.

Instructor: Usuario del sistema encargado de publicar contenidos pedagógicos del curso (Materiales, Anuncios, Evaluaciones), interactuar con las herramientas de comunicación (sincrónicas y asincrónicas) y evaluar la publicación de evidencias. En la Figura 7 se puede visualizar el diagrama conceptual del rol instructor, en el que se especifican las acciones de ingreso al sistema y registro de los contenidos pedagógicos para la ejecución de los cursos de formación a distancia.

Administrador

Informaciónpersonal

Asociar rolesal curso

Servidor deaplicaciones

Publicar Curso

Red IP

Usuario

PC

41

Figura 7. Diagrama conceptual Usuario – Instructor. Fuente: El autor.

Figura 6. Diagrama conceptual Usuario – Aprendiz. Fuente: El autor.

Aprendiz


Usuario

STB IPTV

Red IPTVServidor

de aplicaciones

VisualizaMateriales

Visualizacalificaciones

Interactúa chat

Interactúaforos

Visualizaanuncios

Visualiza Clase en vivo

Instructor


Usuario

PC

Publica materialesde apoyo

Ingresa calificaciones

Publica anuncios

Publicaevidencias

Red IPTVServidor

de aplicaciones Interactúa chat

Interactúaforos


4.1.3 Requerimientos No Funcionales.Las Características que se tendrán en cuenta en el proceso de desarrollo son:

1. Adaptabilidad: El acceso a los servicios T-learning (asociados a los cursos de formación) por parte de los aprendices se debe hacer por medio del Set Top Box - IPTV en el hogar y/o ambiente de aprendizaje, ó en su defecto en un computador con conexión a Internet.

2. Experiencia interactiva: Los aprendices que utilicen los servicios de formación basados en T-learning podrán disfrutar de una experiencia interactiva, ya que podrán acceder a chats y foros en los cuales tendrán retroalimentación de las publicaciones realizadas.

3. Experiencia multiusuario: El sistema debe permitir que varios usuarios accedan a los servicios de formación T-learning, y que a su vez puedan interactuar con los recursos pedagógicos que allí se encuentran.

4. Seguridad: La arquitectura enfocada a los servicios T-learning debe garantizar y validar que solamente el instructor por medio de su nombre de usuario y contraseña sea quien pueda realizar cambios en el sistema.

5. Usable: Los servicios T-learning asociados a los cursos de formación deben ser de fácil uso para los aprendices que van a interactuar con los contenidos pedagógicos.

43

Al contar con tres roles definidos en el Sistema (Administrador, Instructor y Aprendiz) y los requeri-mientos funcionales, se propone en la vista de escenarios de la arquitectura, un diagrama de casos de uso, con su descripción general y la definición de los escenarios para verificar la interacción con los servicios T-Learning.

Casos de Uso: Administrador.

• CU_01: CU Iniciar Sesión Administrador.• CU_02: CU Crear curso T-learning.• CU_03: CU Asociar roles al curso.• CU_04: CU Cerrar sesión.

Los casos de uso del administrador del sistema, se puede apreciar en la Figura 8.

Caso de uso: Iniciar sesión Administrador.

Figura 8. Casos de uso Administrador. Fuente: El autor.

Tabla 6. Datos Generales CU_01. Fuente: El autor.

Vista de escenarios de la

arquitectura de software

Adm

inis

trado

r CU Crear curso T-learning

CU_Asociar roles al curso

CU Cerrar sesión

CU Iniciar sesión administrador

Nombre delCaso de Uso:

ID: CU_01

Descripción:

Actores

Propósito:

Pre condiciones:

Pos Condicionesde éxito:

Pos condicionesde fracaso:


Casos de Uso: instructor.

• CU_05: CU Iniciar Sesión Instructor. • CU_06: CU Agregar Contenidos.• CU_07: CU Establecer Comunicación vía Chat.• CU_8: CU Establecer Comunicación por Foro.• CU_9: CU Registrar Calificaciones.• CU_10: CU Habilitar transmisión de video.• CU_11: CU Cerrar sesión Instructor.

Los casos de uso del instructor se muestran en la Figura 9.

Tabla 7. Escenario CU_01. Fuente: El autor.

Tabla 8. Mensajes CU_01. Fuente: El autor.

ID MSJ

MSJ_01 Notificación

TIPO MENSAJE

Escenario: Iniciar sesión administrador.

Escenario Principal Escenario de Extensión

-

-

-

-

-

45

Figura 9. Casos de uso Instructor. Fuente: El autor.


Caso de uso: Iniciar sesión Instructor.

Instructor

CU Iniciar sesión Instructor

CU Consultar contenidos Instructor

CU Iniciar chat Instructor

CU Iniciar Foro Instructor

CU Visualizar Calificaciones

CU Habilitar Transmisión del vídeo

CU Cerrar sesión instructor


ID: CU_05

Descripción:

Actores

Propósito:

Pre condiciones:



Casos de usoinvocantes:

Casos de usoinvocados: -

-


Casos de Uso: Aprendiz.

CU_12: CU Iniciar Sesión Aprendiz.

CU_13: CU Consultar Contenidos Aprendiz.

CU_14: CU Iniciar Chat Aprendiz.

CU_15: CU Iniciar Foro Aprendiz.

CU_16: CU Publicar Evidencias Aprendiz

CU_17: CU Visualizar Calificaciones.

CU_18: CU Visualizar transmisión del video.

CU_19: CU Cerrar sesión Aprendiz.

En la Figura 10, se muestran los casos de uso del aprendiz.

Escenario: Ingresar a la aplicación Instructor.


-

-

-

-

-

Tabla 10. Escenarios CU_05. Fuente: El autor.

47

Figura 10. Casos de uso Aprendiz. Fuente: El autor.


Descripción General de Casos de Uso y Escenarios:

Casos de uso: Iniciar sesión Aprendiz.


ID:C U_12

Descripción:

Actores

Propósito:

Pre condiciones:



Casos de usoinvocantes:

Casos de usoinvocados: -

-

Aprendiz

CU Iniciar sesión aprendiz

CU consultar contenidos aprediz

CU Iniciar chat aprendiz

CU Iniciar foro aprendiz

Publicar evidencias aprendiz

CU Visualizar Calificaciones

CU cerrar sesión aprendiz

CU Visualizar transmisión del vídeo


Escenario: Ingresar a la aplicación Aprendiz.

Tabla 12. Escenarios CU_12. Fuente: El autor.

Tabla 13. Mensajes CU_12. Fuente: El autor.

ID MSJ

MSJ_01 Notificación

TIPO MENSAJE

Usuario o Contraseñas equivocadas, vuelva a Intentarlo.


-

-

-

-

-

-

49

La arquitectura de software inicial del sistema define los componentes que conforman los servicios T-learning que se van a desplegar en los cursos de formación a distancia. A continuación se hace una descripción de los componentes de la arquitectura y se plantean unas recomendaciones de la misma.

4.3.1 Descripción de la arquitectura de software inicial.El diseño de la arquitectura de software inicial basada en la especificación de requerimientos y el análisis de los casos de uso, consta de un nodo de aplicaciones T-learning, un nodo de base de datos y un nodo de acceso al sistema, los cuales se describen a continuación.

1. Nodo de aplicaciones T-learning: En este nodo se especifican aplicaciones de software relacionadas con los contenidos pedagógicos (basados en la metodología de aprendizaje por proyectos) que darán soporte a los cursos que se van a ofertar por medio de televisión digital basados en IPTV. Las aplica-ciones que la conforman son:

• Configuración del curso: Permite al administrador crear cursos de formación T-learning y asociarlo a un instructor y un grupo de aprendices.

• Inicio de sesión: Módulo del sistema que le permite al usuario administrador autenticarse, para luego ingresar a las opciones de configuración del curso. El usuario aprendiz e instructor al autenticarse, podrán interactuar con todos los contenidos T-learning para ejecutar las acciones de formación.

• Anuncios: Módulo del sistema para visualizar información general de los cursos T-learning. Este módulo lo debe crear el usuario instructor y lo visualiza el usuario aprendiz.

• Perfil del instructor: Módulo del sistema para visualizar información del instructor que imparte la formación complementaria. Este módulo lo debe crear el usuario instructor y lo visualiza el usuario aprendiz.

• Material de apoyo: Módulo del sistema para acceder a los documentos de apoyo y videotutoriales que soportan los procesos de formación a distancia. Este módulo lo debe crear el usuario instructor y lo visualiza el usuario aprendiz.

• Guía de aprendizaje: Módulo del sistema para acceder a la descripción de las actividades, fechas de entrega y recursos bibliográficos, esto como soporte para los procesos de formación a distancia. Este módulo lo debe crear el usuario instructor y lo visualiza el usuario aprendiz.

• Chat: Módulo del sistema para interactuar de forma sincrónica entre usuarios aprendices y usuarios instructores.

• Foros: Módulo del sistema para interactuar de forma asincrónica entre usuarios aprendices y usuarios instructores.

• Evaluaciones: Módulo del sistema que le permite a los aprendices validar el avance del proceso formativo con exámenes y participación en foros técnicos. Los instructores verifican el contenido de dichos exámenes y foros, para registrar calificaciones y la respectiva retroalimentación.

• Calificaciones: Este módulo del sistema permite al usuario instructor ingresar los juicios evaluativos de foros y evaluaciones, a su vez el usuario aprendiz puede visualizar los resultados de los mismos.

• Clase en vivo: Permite visualizar en tiempo real contenidos de video relacionados con la formación impartida por parte de los instructores. El acceso a estos servicios se podrán visualizar utilizando el Set Top Box IPTV para los aprendices.

2. Nodo base de datos: Permite almacenar información de los usuarios y las aplicaciones que conforman los cursos de formación a distancia basados en el uso de servicios T-learning.

Arquitectura de

software inicial


3. Nodos de acceso al sistema: El acceso por parte de los usuarios se puede hacer por medio un PC con conexión a internet para el administrador del sistema y el instructor, por su parte el aprendiz va a interactuar con los cursos de formación T-learning por medio de un set top box para IPTV.

El diseño inicial de la arquitectura para el despliegue de servicios T-learning, se muestra en la Figura 11.

4.3.2 Consideraciones de la arquitectura de software inicial.La arquitectura de software inicial cumple con todos los requerimientos del sistema y permite integrar las aplicaciones T-learning para dar soporte a los procesos de formación. Los roles del sistema le permiten al administrador crear cursos y asignar roles (aprendices e instructor a uno o varios cursos); al instructor, realizar un alistamiento de los contenidos requeridos para una correcta ejecución de la formación; y a los aprendices, interactuar por medio de la televisión digital (basada en IPTV) con las diferentes aplicaciones T-learning que en su conjunto hacen parte de los cursos de formación a distancia.

Sin embargo, se debe tener en cuenta la complejidad de los procesos de formación en el SENA, con relación al volumen de aprendices y al cambio continuo de los aspectos pedagógicos de la formación. Por tal motivo, se hace necesario diseñar una arquitectura altamente escalable en la que no haya restricciones en los procesos de administración de cursos y en cambios de los contenidos pedagógicos que soportan la formación a distancia.

Por otro lado, teniendo en cuenta que para la administración de los procesos formación relacionados con inscripción, matricula, evaluación y certificación, el SENA utiliza el aplicativo institucional Sofía plus, es necesario que la arquitectura propuesta para el despliegue de servicios T-learning, esté soportada por herramientas de gestión del aprendizaje tipo LMS, ya que por medio del aplicativo Sofía, todos los cursos (técnicos, tecnológicos, complementarios y virtuales a distancia) tienen asociado un espacio virtual (LMS) para la ejecución de los contenidos pedagógicos que soportan los procesos de formación.

Figura 11. Arquitectura de Software inicial. Fuente: El autor.

Módulo inicio de sesión

App Guía de aprendizaje

App Perfil Instructor

App Calificaciones

Servidor de aplicaciones LMS

Configuración curso

App chat

App Foros App Anuncios

App Evaluaciones

App Material de apoyo

Clase en vivo

BD Usuarios

BD Contenidos

Nodo Base de Datos

+IP

+IP

+IP

Internet

Acceso Aprendiz

Acceso Instructor -Admin

STB - IPTV

TV

51

Los criterios de diseño de la arquitectura propuesta para el despliegue de servicios T-learning, se determi-nan a partir de la especificación de requerimientos, el análisis de los casos de uso y las consideraciones que se tuvieron en cuenta en la arquitectura de software inicial, por tal motivo; para garantizar soporte de los procesos administrativos, de despliegue de contenidos pedagógicos y de visualización en tiempo real de clases, es necesario definir los siguientes aspectos:

1. Integración con una Herramienta LMS:

Esta herramienta de gestión permitirá administrar, distribuir, monitorear, evaluar y apoyar las diferentes actividades previamente diseñadas y programadas dentro del proceso de formación completamente virtual. En las funcionalidades del LMS encontramos que hay módulos para crear cursos, asignar roles, agregar anuncios, foros, actividades, materiales, wikis, chats, etc.

Teniendo en cuenta que el SENA utiliza esta herramienta para la ejecución de la formación en todos sus niveles, se pretende que los usuarios del sistema interactúen con ella de la siguiente forma:

• Administradores: Podrán interactuar con la configuración de los cursos y asignación de roles, • Instructores: Se encargarán de realizar el alistamiento pedagógico relacionado con la publicación

de perfiles, anuncios, materiales de apoyo, actividades, apertura de foros, entre otras.• Aprendices: Los aprendices podrán interactuar con los servicios almacenados en el LMS por medio

de la televisión digital.

Criterios de diseño de la arquitectura para el despliegue

de los servicios T-learning

2. Escalabilidad del sistema:

El aumento constante e impredecible del tráfico (carga) a los servicios y negocios disponibles a través de Internet es cada vez mayor. Para asegurar un funcionamiento continuo y adecuado, no basta con adquirir componentes de hardware cada vez más grandes y caros, sino que se requiere de una arquitec-tura particular. Para que un sistema logre ser escalable, se requiere pensar cuidadosamente su diseño desde el principio de su desarrollo. Una arquitectura escalable es aquella que posibilita incrementar el rendimiento sin necesidad de rediseñarla, aprovechando los recursos que se le puedan añadir.

La representación de la arquitectura propuesta para el despliegue de servicios T-learning y sus compo-nentes, deben ser concebidos para un sistema escalable y susceptible a modificaciones en el tiempo, sin que esto afecte el funcionamiento de dicho sistema. Teniendo en cuenta la complejidad que implicaría más adelante ofertar programas de formación virtuales bajo la modalidad de enseñanza basada en T-learning.

3. Pertinencia entre Nodos de la arquitectura y Tecnologías.

Teniendo en cuenta que el SENA cuenta con una infraestructura de televisión digital basada en IPTV, se requiere que los nodos de la arquitectura sean consecuentes con los protocolos, tecnologías y la cadena de negocio que soporta IPTV.

4. Enfoque de la arquitectura orientada a servicios.

La arquitectura debe tener un enfoque orientado a servicios (Teniendo en cuenta que para el acceso de los aprendices se deben consumir los contenidos del LMS), para eso se debe hacer uso de la tecnología REST, por lo que cada servicio T-learning se concibe como un recurso que puede ser consumido por medio de peticiones GET y POST. Las ventajas que aportan el uso de esta tecnología en el diseño de la arquitectura son (PRESCOD, 2002):

• Separación Cliente-servidor: Una interfaz uniforme separa los clientes de los servidores, facilitando la portabilidad del código del cliente y simplificando los servidores, haciéndolos más escalables y reemplazables, manteniendo siempre la interfaz.


• Ausencia de estado: los servicios sin estado son más simples de diseñar, escribir y distribuir a través de múltiples servidores. Un servicio sin estado no sólo funciona mejor, sino que además mueve la responsabilidad de mantener el estado al cliente de la aplicación.

En un servicio web REST, el servidor es el responsable de generar las respuestas y proveer una interfaz que le permita al cliente mantener el estado de la aplicación por su cuenta.

• Sistema de capas: Un cliente no sabe, normalmente, si está conectado directamente al servidor final o a un intermediario. Los servidores intermedios pueden contribuir a la escalabilidad de la aplicación proporcionando balanceo de carga o cachés compartidos.

• Interfaz uniforme: Permite simplificar y desarrollar la infraestructura de forma independiente.• Escalabilidad de la interacción con los componentes: La web ha crecido exponencialmente sin

degradar su rendimiento. Una prueba de ellos es la variedad de clientes que pueden acceder a través de ella, como las estaciones de trabajo, sistemas industriales, dispositivos móviles, etc.

53

Figura 12. Vista de Nodos y Componentes. Fuente: El autor.

La arquitectura del sistema para la oferta de servicios T-learning en el SENA consta de una vista de despliegue, compuesta de un diagrama de nodos y componentes, en la que se detalla cada uno de los módulos de la arquitectura, sus componentes y funciones. Se especifican también tres escenarios que permiten modelar una vista lógica de la arquitectura por medio de diagramas de secuencia para los roles administrador, aprendiz e instructor, y un diagrama de comunicación (enfocada en la aplicación T-learning del rol aprendiz), en los que se analiza el comportamiento dinámico del sistema.

Finalmente, se propone una vista de procesos utilizando un diagrama de actividad, con el fin de analizar el comportamiento de los componentes de software de la aplicación T-learning, desde la perspectiva del usuario y los servidores que conforman el sistema.

4.5.1 Vista de Despliegue de la arquitectura.Un diagrama de nodos y componentes de la arquitectura para la oferta de servicios T-learning. Cada com-ponente es un módulo de software ejecutable, se muestra en la Figura 12.

Las tareas que componen cada bloque funcional son:

1. Servidor de aplicaciones LMS.

En este servidor se especifican las aplicaciones que contienen las herramientas LMS del SENA y que serán consumidos por medio de servicios web, con el fin de lograr una interacción de los entornos basados en televisión digital y las herramientas pedagógicas T-learning. Lo conforma un nodo de servicios LMS y Nodo de base de datos LMS.

a. Nodo de servicios LMS: Contiene las herramientas didácticas y pedagógicas para la ejecución de los procesos de formación a distancia.

Arquitectura propuesta para el despliegue

de los servicios T-learning


Está conformado por los siguientes componentes de software.

• Modulo de inicio de Sesión: Se encarga de recibir las peticiones de usuarios (aprendices e instruc-tores) y realizar las validaciones respectivas con la base de datos para permitir el inicio de sesión y por ende el acceso a los contenidos pedagógicos que conforman el sistema T-learning.

• Módulo configuración de curso: Permite al administrador del sistema crear cursos y asignar roles al instructor y a los aprendices para que interactúen con las herramientas pedagógicas de los cursos que se van a orientar bajo la modalidad de aprendizaje por T-learning.

• App Anuncios: Esta aplicación despliega información de interés con relación al avance de los pro-cesos de formación a distancia, como los recordatorios para la publicación de evidencias, cierres de cursos, entre otros. El instructor será el encargado de la publicación de los anuncios.

• App Perfil del Instructor: Esta aplicación permite obtener información de la hoja de vida del instructor, allí encontraremos información personal, disponibilidad horaria y datos del contacto por medio de correo electrónico o número telefónico. El instructor será el encargado de la publicación del perfil.

• App Material de Apoyo: Esta aplicación permite visualizar los documentos de apoyo, tutoriales y todas las ayudas multimedia para que los aprendices puedan tener una apropiación de conocimientos y por ende desarrollar las diferentes actividades de formación. El instructor será el encargado de la publicación de los materiales de apoyo.

• App Guía de Aprendizaje: Esta aplicación permite visualizar en detalle las actividades de aprendi-zaje que deben desarrollar los aprendices en los cursos de formación a distancia. En las guías de aprendizaje se especifican también los objetivos de dichas actividades, las fechas de entrega y el espacio donde se deben publicar las evidencias. El instructor será el encargado de la publicación de la guía de aprendizaje.

• App Chat: Esta aplicación permite establecer un canal de comunicación sincrónico entre los apren-dices e instructores que interactúen con procesos de formación a distancia en entornos basados en televisión digital, apoyados en herramientas T-learning.

• App Foros: Esta aplicación permite establecer un canal de comunicación asincrónico entre los apren-dices e instructores que interactúen con procesos de formación a distancia en entornos basados en televisión digital, apoyados en herramientas T-learning. Los foros son de 3 tipos:

1. Foro Social: Es un espacio para realizar una presentación personal, al momento de iniciar un curso de formación a distancia.

2. Foro de Dudas y Recomendaciones: Este espacio permite publicar inquietudes relacionadas con el desarrollo de las actividades de formación.

3. Foro Temático: En este foro se plantean debates sobre temas específicos y puede utilizarse como un espacio para la publicación de evidencias.

• App Evaluaciones: Esta aplicación permite que los aprendices validen sus conocimientos con la relación a los temas vistos en los cursos de formación a distancia. Las evaluaciones contienen preguntas tipo falso o verdadero, selección múltiple con única respuesta y preguntas abiertas.

• App Calificaciones: Esta aplicación permite que los aprendices visualicen el avance del proceso en las diferentes actividades publicadas (Part.icipación en Foros Temáticos y Evaluaciones). Por su parte los instructores, deben ingresar las calificaciones de dichas actividades y hacer un proceso de retroalimentación.

b. Nodo base de datos: Este servidor contiene las bases de datos de la herramienta LMS del SENA donde se encuentra almacenada la información de contenidos y usuarios (Aprendices e Instructores).

55

Los conforman las siguientes bases de datos:

• Base de Datos Contenidos LMS: Esta base de datos contiene información de todos los contenidos o aplicaciones pedagógicas LMS comoanuncios, guías de aprendizaje, foros, perfiles de instructores, calificaciones y evidencias.

• Base de Datos Usuarios LMS: Esta base de datos contiene información de todos los usuarios (Ins-tructores y Aprendices) LMS, en ellas se relaciona información básica como nombres, dirección, teléfono, correo, entre otras. También se almacena información relacionada con el tiempo de uso y el acceso de un usuario a los diferentes contenidos LMS.

2. Servidor de Contenidos IPTV.

Este servidor se encarga de distribuir todos los contenidos que se transmiten por el canal IP.

a. Almacenamiento de Contenidos: Se encarga de almacenar y poner a disposición para su consumo, los contenidos de video en tiempo real de los recursos relacionados con la formación impartida por los instructores.

3. Servidor de contenidos T-learning.

a. Monitor de usuario: Registra la actividad del usuario y almacena información relevante en las base de datos de Contenidos y Usuarios LMS.

b. Aplicación IPTV: Se encarga de ordenar la información en interfaces gráficas que se desplegaran al usuario en pantalla. Dentro de sus funciones más relevantes se destacan:

• Permite obtener información de los contenidos T-learning antes mencionados y la información de los usuarios.

• Envía peticiones GET y POST al servidor de aplicaciones LMS y desglosa los mensajes JSON reci-bidos para incorporarlos en las interfaces.

• Envía peticiones de contenido al servidor de contenidos IPTV (Video) y los despliega en pantalla.4. Cliente.

Se encarga de interactuar con los servicios T-learning relacionado con los componentes pedagógicos de la formación en el SENA.

a. Canal Web T-learning: Canal de comunicación en el que se puede acceder desde el Set Top Box, para despliegue e interacción con la aplicación T-learning.

5. Administrador.

Se encarga de interactuar con el servidor de aplicaciones LMS, particularmente con el módulo de configu-ración de curso, para permitir el acceso y la asignación de roles en los cursos de formación a distancia.

6. Instructor.

Se encarga de interactuar con el servidor de aplicaciones LMS para gestionar los procesos de alistamiento y ejecución de los cursos de formación a distancia, utilizando las herramientas pedagógicas asociadas a los anuncios, foros, chat, material, actividades, etc. Se encarga también de comunicarse con el servidor de contenidos IPTV, para reproducir y almacenar los contenidos de video en tiempo real que se van a transmitir a los aprendices.


4.5.2 Vista lógica de la arquitectura de software propuesta.La vista lógica de la arquitectura del sistema se describe a partir de los escenarios de interacción del administrador, instructor y aprendiz, con los componentes descritos en la vista de despliegue (Diagrama de nodos y componentes). Se proponen para esta vista, tres diagramas de secuencia (para un análisis dinámico de los objetos que se asocian a las aplicaciones de los tres roles del sistema) y un diagrama de comunicación para la aplicación del curso T-learning con el que va interactuar el aprendiz.

4.5.2.1 Diagrama de secuencia administrador.

El administrador tiene una interacción directa con el servidor de aplicaciones LMS. Inicialmente realiza el proceso de autenticación en el módulo inicio de sesión. Finalmente, una vez se valide el ingreso al sistema, el administrador accede al componente configuración del curso para crear, habilitar servicios, asignar roles (aprendices e instructor) y asociar la lista de aprendices al componente de calificaciones del curso creado.

El diagrama de secuencia del administrador, se puede apreciar en la Figura 13.

Figura 13. Diagrama de secuencia Administrador. Fuente: El autor.

Acceso Administrador Módulo inicio sesión BD Usuarios Configuración curso App Perfil Instructor App Guíade Aprendizaje App Foros App Calificaciones App Material Apoyo App Chat App Anuncio App Evaluación

Lifeline: Administrador

Interaction Sequence Diagram 1

1: URL servidor de aplicaciones LMS

2: Petición del modulo iniciar Sesión

3: GUI Modulo iniciar sesión4: Iniciar sesión (Id, contraseña)

5: Verificar datos (Id, contraseña)

6: Datos validados7: Petición del módulo Configuración Curso

8: GUI Módulo Confiuguración Curso9: Crear Curso (Id, contraseña)

10: Habilitar App Perfil Instructor

10: Habilitar App Guía de Aprendizaje

11: Habilitar App Foros

11: Habilitar App Calificaciones

11: Habilitar App Material de Apoyo

11: Habilitar App Chat

11: Habilitar App Anuncio

11: Habilitar App Evaluación

19: GUI Curso

18: Ingresar Curso

21: Consultar Instructores

20: Asignar instructor

22: Desplegar Instructores23: Seleccionar Instructor

24: Cargar Información del Instructor

29: Cargar Lista Aprendices

26: Consultar Aprendices

25: Asignar Aprendices

27: Desplegar Aprendices28: Seleccionar Aprendices

57

Figura 14. Diagrama de secuencia Instructor. Fuente: El autor.

4.5.2.2 Diagrama de secuencia Instructor.

Para el despliegue de la arquitectura dinámica en las acciones que ejecuta el instructor, se define un escenario en el que se debe autenticar, para luego interactuar con los anuncios de un curso, la guía de aprendizaje, la aplicación de chat y la utilización del video en tiempo real.

El diagrama de secuencia para el instructor, se puede apreciar en la Figura 14.


Acceso Instructor BD Usuarios BD UsuariosApp Anuncios App Guíade Aprendizaje

App Materialde Apoyo App Chat BD Contenidos Almacenamiento de

contenidos

Lifeline1: Instructor

4: Iniciar sesión (Id, contraseña)

5: Verificar datos (Id, contraseña)

6: Datos válidos

1: URL servidor de Aplicaciones LMS

10: GUI Anuncio

11: Configuración Anuncio

12: GUI Configuración Anuncio

2: Petición Módulo Iniciar sesión

3: GUI Módulo Iniciar sesión

7: Petición App Anuncio

8: Consultar Anuncio Actual

14: Almacenar (Título, descripción)

19: Almacenar Guía de Aprendizaje

24: Almacenar Material de Apoyo

27: Consultar Aprendices

28: Retomar Aprendices

34: Almacenar Video

9: Retoma Información Anuncio Actual

13: Ingreso información (Título, descripción)

16: Petición App Guía de Aprendizaje

17: GUI Configuración Guía de Aprendizaje

18: Cargar Guía de Aprendizaje

21: Petición App Material de Apoyo

23: Cargar Material de Apoyo

26: Petiión App Chat

29: GUI Chat

30: Habilitar Chat

31: Petición de Contenidos IPTV

33: Activar Transmisión Tiempo Real

20: GUI Guía de Aprendizaje

22: GUI Configuración Material de Apoyo

25: GUI Material de Apoyo

32: GUI IPTV

15: GUI Anuncio

Módulo inicio sesión


4.5.2.3 Diagrama de secuencia aprendiz.

En el despliegue de la arquitectura en las acciones que ejecuta el aprendiz, se define un escenario donde inicialmente se debe autenticar, para luego interactuar con el componente aplicación IPTV que se encarga de obtener los servicios del LMS, luego se activa el componente almacenamiento de contenidos para visualizar la transmisión de contenidos en tiempo real y finalmente, por medio del canal IPTV se recibe la información de video ejecutada por el instructor.

El diagrama de secuencia para el aprendiz, se puede apreciar en la Figura 15.

Figura 15. Diagrama de secuencia Aprendiz. Fuente: El autor.


Canal Web T-learning Módulo inicio sesiónAplicación PTV BD Usuarios Monitor Usuario App Anuncios App Guíade Aprendizaje App Material de Apoyo App Chat BD Contenidos Almacenamiento de

contenidos

Aprendiz: Actor 1

1: URL servidor de contenidos T-learning

2: Solicita aplicaiones

5: Datos de despliegue

7: Iniciar sesión (user, pass)

10: Solicita activar usuario

13: Consulta de anuncios

14: Información de anuncios15: Información de anuncios

3: Petición inicio sesión

4: Inicio sesión

8: Verifica datos (user, pass)

9: Datos válidos

11: Registra interacción

12: Petición anuncios

16: Datos anuncios

6: Despliegue inicio de sesión

17: Petición guía de aprendizaje18: Consulta guía

19: Información guías

23: Consulta Material

24: Despliegue Info Material

20: Despliegue información de guías

22: Petición App Material de Apoyo

25: Despliegue Información Material de Apoyo

27: Petición App Chat

21: Datos guías

26: Datos Materiales

31: Despliegue Chat

34: Activación video

35: Despliegue Aplicción T-learning

30: Activación Chat

32: Petición Aplicación de Contenidos de Video

33: Despliegue Video en Tiempo Real

29: Retomar Usuarios

28: Consultar Usuarios

59

4.5.2.4 Diagrama de comunicación para la aplicación del aprendiz.

Para el diagrama de comunicación, se define el mismo escenario de la aplicación para el rol del aprendiz, con el fin de modelar la interacción entre los diferentes objetos (relacionados con el curso T-learning de prueba) que se producen mediante mensajes en secuencia, es decir, que se pueden observar como los mensajes se pasan los objetos entre sí y en qué orden. Con este diagrama se obtiene una representación espacial de los componentes de software de la arquitectura con relación a la vista lógica.

El diagrama de comunicación para la aplicación del aprendiz, se puede apreciar en la Figura 16.

Figura 16. Diagrama de comunicación para la aplicación del aprendiz. Fuente: El autor.

Almacenamientode contenidos

27: Petición decontenido de vídeo

14: Info anuncios

15: Datos anuncios

28: Despliegue vidoen tiempo real

29: Activa video

26: Activa chat

21: Activa guías

16: Activa anuncios

2: Solicitud de app

5: Datos de despliegue

6: Despliegue inicios de sesión

1: URL Contenidos

7: Iniciar sesión (User, pass)

Aprendiz: Actor 1

30: Despliegueaplicación T-learning

Módulo iniciode sesión

4: Inicio de sesión

3: Petición inicio de sesión

9: Datos válidos

BD Usuarios

25: Activa chat

17: Petición guías

App guíasde aprendizje App chat

22: PeticiónApp Chat

11: Registra Interacción

MonitorUsuario

AplicaciónIPTVCanal Web

T-learning

23: Consultar usuarios

24: Retoma usuarios

8: Verificar datos (user, pass)

10: Solicitaactivar usuario

20: Datos guías

AppAnuncio

13: Consulta anuncios

12: Petición anuncios

18: Consulta guías

19: Info guías

BD Contenidos


4.5.3 Vista de procesos de la arquitectura.La vista de procesos de la arquitectura se describe por medio de un diagrama de actividad, el cual per-mite representar la aplicación T-learning como un flujo de trabajo por medio de una serie de acciones de software que son ejecutadas por el aprendiz y soportadas por los componentes de dicha aplicación, que se ejecutan desde los servidores T-learning, LMS (incluyendo las bases de datos) e IPTV. Éstos están descritos en el diagrama de Nodos y componentes.

El diagrama de actividad para la aplicación del rol aprendiz, se muestra en la Figura 17.

Aprendiz

Ingresar URL

Solicitar aplicación IPTV

Ingresar Login

Ingresar Password

Solicitar iniciar sesión Desplegar iniciar sesión

Enviar login y password

Activar usuario Desplegar anuncios

Desplegar guías

Desplegar Materialde apoyo

Desplegar Chat

Desplegar Foros

Registrar actividad

Desplegar video

Si

Validar

No

Servidor t_learning Servicios LMSB ase de datos Servidor IPTV

Figura 17. Diagrama de actividad para la aplicación del aprendiz. Fuente: El autor.


En la implementación de la arquitectura de software para el desarrollo de servicios T-learning, se propone inicialmente el diseño de una vista de despliegue en la cual se especifica la distribución física de los servidores que conforman la arquitectura en tiempo de ejecución de un sistema, luego se definen las características del ser-vicio T-learning a implementar, y finalmente se muestra cómo se desarrollaron los componentes de la arquitectura para desplegar el servicio propuesto a los usuarios.

63

Figura 18. Vista de Despliegue. Fuente: El autor.

La vista física de la arquitectura se describe por medio de un diagrama de despliegue, el cual se basa en las recomendaciones de la norma Y.1910 de la ITU-T, con relación al marco funcional de la arquitectura de IPTV y sus dominios.

La distribución de la vista de despliegue con relación al proveedor de contenidos LMS, Proveedor de Contenidos IPTV, Proveedor de Servicios T-learning y el Cliente se muestra anteriormente en la Figura 18. Las tareas que componen cada bloque funcional son:

1. Proveedor de Contenidos LMS.

El proveedor de contenidos LMS se encarga de entregar los servicios relacionados con los componentes pedagógicos del SENA. Cuenta con un servidor de aplicaciones LMS y las bases de datos relacionadas con los usuarios y aplicaciones pedagógicas. Cuenta con los siguientes servidores y bases de datos:

a. Servidor de Aplicaciones LMS: Se encarga de garantizar la disponibilidad de los servicios pedagógicos relacionados con la formación virtual, como anuncios, foros, materiales de apoyo, guías de aprendizaje, centro de calificaciones y perfiles de usuario.

b. Base de Datos Usuarios LMS: Esta base de datos contiene la información de los usuarios (aprendices e instructores ) del sistema.

c. Base de Datos Contenidos LMS: Esta base de datos contiene la información de los contenidos peda-gógicos relacionado con anuncios, foros, centro de calificaciones, perfiles de los instructores, entre otras.

2. Proveedor de Contenidos IPTV.

El proveedor de contenidos IPTV, tiene como función entregar la información del canal IP relacionada con la transmisión de video en tiempo y el almacenamiento de contenidos.

a. Servidor de contenidos IPTV: Su función se centra en tener disponibles todos los contenidos que se transmiten por el canal IP.

Vista física de la

arquitectura

Internet Cliente

STB - IPTV

TV

Servidor de contenidos IPTV

Proveedor de contenidos IPTV

Proveedor de contenidos LMS

Servidor de Apliaciones LMS

Proveedor de servicios T-learning

Servidor de contenidos T-learning

Servidor de base de datos LMS

BD Usuarios LMS BD Contenidos


3. Proveedor de Servicios T-learning.

El proveedor de Servicios T-learning se encarga de recibir la información relacionada con los contenidos LMS y los contenidos de IPTV, a su vez permite desplegar los servicios T-learning al cliente. Consta de los siguientes servidores:

a. Servidor de Contenidos T-learning: Este servidor cumple con dos funciones:

• Contiene la aplicación IPTV que se despliega en la pantalla del cliente con relación a los anuncios, foros, guías de aprendizaje, materiales de apoyo, evaluaciones y demás módulos que componen el entorno T-learning.

• Recibe las peticiones por parte del servidor de contenidos T-learning, generadas por el uso de los servicios interactivos por parte del usuario. Este nodo obedece a una arquitectura orientada a ser-vicios REST con intercambio de mensajes JSON (Notación de Objeto JavaScript). También recibe la información del servidor de contenidos IPTV con relación a la señal de video desde la cabecera IPTV en formato MPEG4.

4. Cliente.

El cliente que en este caso se asocia con el aprendiz, será el encargado de interactuar con los servicios T-learning por medio del navegador del Set-Top- Box IPTV. Para el despliegue correcto de dichos servi-cios que se ejecutan sobre internet, este dispositivo debe interpretar JavaScript, CSS (Hojas de Estilo en Cascada) y HTML.

65

Con base en el diseño de la arquitectura descrita anteriormente y los roles definidos en el sistema, a continuación se hace la descripción del servicio educativo T-learning basado en el escenario de un curso de prueba, con el fin de implementar sobre dicha arquitectura los módulos necesarios para su desarrollo.

Las características del servicio educativo T-learning se enfocan en el escenario de un curso de prueba introductorio en el desarrollo de aplicaciones móviles en android, el cual estará disponible para un ins-tructor que interactúa por un lado con plataforma LMS (Chamilo) para ejecutar procesos de formación virtual a distancia, y por otro lado con la infraestructura de la red IPTV para la transmisión de contenidos de video en tiempo real.

El escenario del curso de prueba le permite al aprendiz, una vez se autentique, interactuar por medio de la televisión por IPTV con los contenidos pedagógicos disponibles en la plataforma LMS (Moodle) y los servicios de recepción de video en tiempo real.

Para la correcta ejecución del curso de prueba descrito, el administrador inicialmente debe hacer un procedimiento de configuración en la herramienta LMS (Chamilo) que permita determinar el nombre del curso, asignar roles al grupo de aprendices e instructores y habilitar las opciones disponibles en la plataforma LMS para la ejecución de los contenidos en el curso de prueba; luego se hace el alistamiento pedagógico por parte del instructor ingresando anuncios, su perfil profesional, guías de aprendizaje, materiales de apoyo y configurando los servicios de foro, chat, calificaciones y evaluaciones. Finalmen-te, se verifica el acceso por parte del aprendiz desde el Set-Top-Box IPTV a los contenidos de video y pedagógicos disponibles en el LMS (Chamilo).

A continuación se describen las características del curso de prueba, teniendo en cuenta las acciones que ejecutan el administrador, el instructor y el aprendiz.

1. Usuario: Administrador.

El administrador del sistema se encarga de interactuar con el LMS (Chamilo) y realizar las siguientes funciones:

• Iniciar el nombre de usuario y contraseña previamente asignado.• Crear un curso de prueba, asignar roles y habilitar los módulos del sistema para aprendices e

instructores.2. Usuario: Instructor.

El instructor se encarga de hacer el alistamiento pedagógico del curso creado por el administrador, por lo tanto debe interactuar con el LMS (Chamilo) para que sean visibles para los aprendices. El instructor también debe interactuar con la infraestructura de la red IPTV para desplegar video en tiempo real, lo que permitirá ofrecer el servicio de clase en vivo.

Las funciones del instructor en el curso de prueba son:

• Iniciar sesión con el nombre de usuario y contraseña previamente asignado.• Crear un anuncio de bienvenida con información general del curso: introducción en el desarrollo de

aplicaciones móviles.• Crear el perfil del instructor y relacionar información personal, profesional, horarios de atención y

datos de contacto.• Publicar la guía de aprendizaje para que se puedan conocer las actividades a desarrollar en el curso

de prueba.• Publicar Materiales de apoyo (Documentos PDF, Material multimedia y videos) relacionados con el

curso introductorio en el desarrollo de aplicaciones móviles.

Descripción del servicio educativo

T-learning


• Publicar mensaje de apertura en el foro de dudas y recomendaciones para los aprendices del curso introductorio en el desarrollo de aplicaciones móviles.

• Publicar mensaje de prueba en el chat del LMS.• Interactuar con el módulo de calificaciones, registrar valoraciones y retroalimentación.• Activar la transmisión de video en tiempo real para la visualización de la clase en vivo por parte de

los aprendices.3. Usuario: Aprendiz.

El aprendiz se encarga de acceder al curso de prueba creado por el administrador y a los componentes pedagógicos que configuró previamente el instructor; por lo tanto, debe interactuar con el servidor de contenidos T-learning, por medio del Set Top Box IPTV.

Las funciones del aprendiz en el curso de prueba son:

• Iniciar sesión con el nombre de usuario y contraseña previamente asignado.• Visualizar anuncios del curso de prueba publicados por el instructor, en los cuales se detalla infor-

mación general sobre evaluaciones, actividades, fechas de entrega de evidencias y de finalización del curso.

• Visualizar la guía de aprendizaje para verificar las actividades que se deben desarrollar en el curso de prueba.

• Visualizar el material de apoyo relacionado con documentos pdf, animaciones o video almacenado de la clase transmitida en vivo.

• Visualizar la información relacionada con el perfil del instructor.• Visualizar las calificaciones realizadas por el instructor con relación a las actividades publicadas.• Interactuar con los foros de dudas y recomendaciones y temáticos, además, con el chat para

establecer una comunicación instantánea con el instructor en el curso de prueba.• Visualizar la transmisión de video en tiempo real en la cual el instructor imparte formación de temas

relacionados con el curso.Es importante destacar que el curso de prueba propuesto está perfectamente integrado con la plataforma Chamilo, lo cual supone que todas las funcionalidades de este LMS siguen estando disponibles vía web.

Esto incluye las funciones propias del administrador y el instructor, pero también las propias de los aprendices, lo cual supone que los mismos pueden realizar un seguimiento mixto de un curso combi-nando en los entornos PC y televisión.

Con la definición del servicio T-learning (curso de prueba) y las funciones que va ejercer cada uno de los roles, se procede a utilizar e implementar los módulos de la arquitectura necesarios para desplegar el curso de prueba al aprendiz.

67

Figura 19. Vista de la arquitectura enfocada al administrador. Fuente: El autor.

El servicio educativo T-learning asociado al curso de prueba descrito anteriormente utiliza e implementa los nodos y componentes de la arquitectura estática.

A continuación se detallan los aspectos de desarrollo que se tuvieron en cuenta para desplegar las interfaces del administrador, instructores y aprendices, que en su conjunto hacen parte del curso de prueba T-learning.

5.3.1 Aplicación para el administrador.El administrador del sistema se encarga de interactuar con el servidor de aplicaciones LMS y utiliza el componente de la arquitectura configuración del curso para crear uno, asignar roles de usuario y habilitar los módulos del sistema con el fin de que el instructor y los aprendices puedan interactuar.

En la Figura 19 se muestra una vista de la arquitectura enfocada a los componentes que utiliza el administrador.

A continuación se describe el procedimiento que se utilizo para realizar las tareas mencionadas en el curso de prueba.

1. Interfaz para crear curso.

Para crear un curso desde el LMS se diligenciaron los campos relacionados con el nombre del curso, descripción del curso e ID. La interfaz para la configuración del curso de prueba, puede apreciar en la Figura 20.

2. Asignación de roles en el LMS.

Para la asignación de roles, el administrador agrega el profesor (instructor) y los aprendices al curso de prueba previamente creado; esto incluye un curso individual o múltiples cursos.

La asignación de roles se puede apreciar en la Figura 21.

Implementación de los módulos de la arquitectura para

desarrollar el servicio T-learning

Administrador

Utilizacomponente

Nodo servicios LMS

Configuración cursoAPP


Figura 20. Interfaz de configuración del curso desde el LMS. Fuente: El autor.

Figura 21. Asignación de roles por parte del administrador. Fuente: El autor.

69

Figura 22. Configuración de los módulos del curso de prueba. Fuente: El autor.

3. Habilitar módulos del LMS.

El administrador activará que opciones del LMS estarán disponibles para el instructor y los aprendices.

La interfaz de configuración de los módulos que hacen parte del LMS, se puede apreciar en la Figura 22.

5.3.2 Aplicación para el instructor.El instructor se encarga de interactuar con el servidor de aplicaciones LMS y utiliza los componentes de la arquitectura inicio de sesión, anuncios, guías de aprendizaje, chat, foros, evaluaciones y calificaciones para realizar el alistamiento pedagógico del curso de prueba. Se encarga también de comunicarse con el servidor de contenidos IPTV, particularmente con el componente de almacenamiento de contenidos para guardar y transmitir video en tiempo real.

Una vista de la arquitectura enfocada en los componentes que utiliza el instructor, se muestra en la Figura 23.


A continuación se describen los servicios que se utilizaron del nodo LMS para realizar las tareas men-cionadas en el curso de prueba.

Módulo de anuncios.

Los anuncios del instructor son creados en el LMS ingresando la opción de novedades, una vez se selecciona esa opción, se despliega la ventana de creación del anuncio en la que se debe ingresar el nombre y descripción del mismo.

La interfaz de creación de anuncios desde el LMS, se muestra en la Figura 24.

Módulo perfil del instructor.

En la opción editar perfil del LMS, el instructor se encarga de registrar los datos básicos para que sean visualizados por los aprendices en el curso de prueba.

La interfaz para editar el perfil del instructor, se puede apreciar en la Figura 25.

Figura 23. Vista de la arquitectura enfocada en los componentes que utiliza el instructor. Fuente: El autor.

APP

Nodo servicios LMS

Instructor

Almacenamientode contenidos

Utiliza para activartransmisión de video

Utiliza nodos LMS paraalistamiento pedagógico

Servidor de contenidosIPTV

Módulo inicio de sesión

App perfil Instructor

App Guía de Aprendizaje

App Foros

App Calificaciones

Configuración curso

App Material Apoyo

App Chat

App Anuncios

App Evaluaciones

71

Figura 24. Interfaz para crear anuncio del instructor. Fuente: El autor.

Figura 25. Interfaz para crear perfil del instructor. Fuente: El autor.


Figura 26. Publicación de guías de aprendizaje. Fuente: El autor.

Figura 27. Publicación de material de apoyo. Fuente: El autor.

Módulos Guía de aprendizaje y material de apoyo.

El instructor, por medio del LMS, introduce la guía de aprendizaje y el material de apoyo, agregando un nuevo recurso o actividad, selecciona el tipo de archivo (doc, xls, ppt, pdf, swf, entre otros), luego añade una descripción y lo publica.

En la Figura 26 y Figura 27, se puede apreciar la publicación de guías de aprendizajes y materiales de apoyo.

73

Módulo Foros del curso.

En este espacio del LMS el instructor crea los foros disponibles para el curso de prueba. En ellos define el asunto, la descripción y las opciones para verificar si es calificable o no.

El módulo de configuración de foros para el curso de prueba, se puede apreciar en la Figura 28.

Figura 28. Interfaz de foros del curso de prueba. Fuente: El autor

Para la transmisión de video en tiempo real por IPTV para el instructor, se utiliza el módulo de la arqui-tectura transmisión de contenidos IPTV, el cual se describe a continuación:

Módulo transmisión de contenidos IPTV.

En este módulo el instructor puede activar el almacenamiento de video en tiempo real y la reproducción de la clase en vivo para que los aprendices lo visualicen desde el televisor con el Set Top Box para IPTV.

A continuación, se describe el procedimiento para la emisión de video desde la infraestructura de red del laboratorio IPTV con la que cuenta el SENA

Para la transmisión de video se debe configurar el módulo de transmisión de contenidos de video DT-504 de la cabecera de televisión digital, el cual se encarga de generar una única trama de transporte en formato COFDM a partir de varias entradas de Audio /Video analógico (A/V).

Este módulo dispone de 4 entradas para Audio / Vídeo analógico. Cada entrada A/V dispone de tres conectores RCA, uno destinado a señal de video y los otros dos destinados a señal de audio. La norma-tividad que permite identificar por colores cada una de los mismos se describe a continuación.

• AMARILLO: Video.• ROJO: Audio derecho.• BLANCO: Audio izquierdo.


Cada entrada A/V es procesada mediante el sistema de compresión MPEG-4 que las digitaliza. A con-tinuación, las señales resultantes son procesadas por un multiplexor y modulador que las convierte en una única señal de salida de video.

Finalmente, la señal de salida del módulo puede ser insertada en una red de distribución de televisión con las ventajas de robustez y alta calidad que ofrece la tecnología digital.

La interfaz de configuración del módulo para reproducción de video para contenidos IPTV, se puede apreciar en la Figura 29.

Figura 29. Interfaz de configuración para transmitir video por IPTV. Fuente: El autor.

75

Para verificar la correcta transmisión de contenidos de video IPTV se utiliza el software VLC, y allí se especifica la dirección IP del servidor, el puerto y el protocolo.

La configuración del VLC para emitir video, se muestra en Figura 30.

Figura 30. Configuración VLC para emitir video. Fuente: El autor.


Figura 31. Vista de la arquitectura enfocada en los componentes que se implementan para el desarrollo de la aplicación del aprendiz. Fuente: El autor.

Para implementar el componente de la arquitectura relacionado con la aplicación IPTV del nodo servidor de contenidos T-learning, se realizan tres procedimientos que se describen a continuación:

5.3.3.1 Comunicación con los servicios web del LMS (Chamilo).

Para la obtención de los servicios web se ha utilizado la versión 1.10.0 de Chamilo, esta versión ofrece soporte para servicios web, lo cual permite definir funciones que estarán disponibles para aplicación externas vía XML-RPC, AMF, REST o SOAP.

En nuestro caso se realiza la integración utilizando el protocolo REST y la forma para obtener los datos mediante JSON.

Para el consumo de los servicios web en Chamilo se debe inicialmente hacer una activación del módulo de servicios web, para que estos sean consumidos, luego se crea un cliente de prueba, en el cual se ingresa un token de seguridad (obtenidos en las opciones del administrador), se seleccionan las funciones que vamos a utilizar para el consumo de servicios (anuncios, calificaciones, foros, etc.) y se escoge el protocolo (REST, SOAP, XML-RPC) para obtener la respuesta en formato XML o JSON.

Un diagrama de bloques de los procesos de activación y consumo de servicios web en Chamilo, se muestra en la Figura 32.

5.3.3 Aplicación para el aprendiz.El aprendiz se encarga de interactuar con los contenidos pedagógicos del LMS y visualizar la transmisión de video en tiempo real por medio del Set Top Box IPTV. Para lograr esto, se comunica con el servidor de contenidos T-learning, particularmente con el componente de la aplicación IPTV para que sea desplegada la información del curso de prueba.

Una vista de la arquitectura enfocada en los componentes que se implementan para el desarrollo de la aplicación del aprendiz, se muestra en la Figura 31.

APP

Servidor de contenidosT-learning

Aplicación IPTV

Se implementael módulo

Aprendiz

77

Teniendo en cuenta la estructura de los servicios web en Chamilo, a continuación se describe el proce-dimiento para la activación y consumo de los servicios web del LMS.

1. Activación del servicio

Para la activación de los servicios web se utilizan las siguientes funciones del LMS Chamilo, las cuales se pueden apreciar en la figura 33. Cada método cuenta con un su respectiva descripción en la cual se puede verificar el nombre del mismo, el input (para visualizar las tres variables asociadas al método) y el output (Mensaje de retorno).

Figura 32. Diagrama de bloques del funcionamiento de los servicios web en Chamilo Fuente: El autor.

Interfaces de usuarioT-learning

Recepción de losdatos del servicio Web

Cliente para consumirservicios Web

Manejo de loseventos de control

Componente LMS Servicio Web asociado

Anuncios

Perfil del instructor

Materiales de apoyo

Guías de aprendizaje

Foros

core_course_get_contents()

core_user_get_user_by_id()



mbl_forum_get_forums_by_discussions()

mbl_forum_get_forum_discussions()

mbl_forum_get_posts_by_discussions()

Figura 33. Funciones de Chamilo para obtener la información de los servicios Web.

2. Obtención de los servicios web Chamilo

El módulo de obtención de los servicios es el responsable de gestionar los procesos relacionados con el acceso a los contenidos o servicios del LMS y permite crear nuevos usuarios, editar su información básica, eliminar, habilitar y deshabilitar los permisos de ingreso a la plataforma T-learning.

El proceso de obtención de los servicios web de la plataforma LMS Chamilo, cuyo lenguaje de definición del servicio web (WSDl) se muestra en la figura 34.


Figura 34. Obtención del servicio web en el LMS Chamilo.

Figura 35. Interfaz HTML5-Bootstrap para la creación de usuarios.

3. Interacción con los servicios web Chamilo

los usuarios, de forma remota, pueden solicitar un servicio que algún proveedor ofrezca en la red. Pero para que esta interacción funcione, deben existir unos mecanismos de comunicación estándares entre diferentes aplicaciones. Estos mecanismos deben poder interactuar entre sí para presentar la información de forma dinámica al usuario. Este módulo de interacción permite agregar nuevos usuarios en la plataforma T-learning basada en IPTV con la que cuenta el Sena para apoyar los procesos de formación a distancia.

La interfaz de registro fue desarrollado en lenguaje Bootstrap – HTML5 como se muestra en la figura 35.

La obtención de los servicios desde el LMS Chamilo (Plataforma en la que se hace la administración de los procesos de formación a distancia por parte de los instructores) se hace a través de un servicio web SOAP utilizando el método WSUser.CreateUser, el cual permite crear un perfil definido para un usuario en particular.

En la figura 36 se muestra el consumo de dicho servicios web utilizando PHP.

79

Figura 36. Cliente en PHP para consumir el servicio Web relacionado con la creación de usuarios.

Figura 37. Función CURL PHP para obtener formato JSON del servicio web. Fuente: El autor.

4. Implementación del cliente para el consumo de los servicios web de Chamilo

Para el consumo directo de los servicios web disponibles en Chamilo, se implementó un cliente en PHP haciendo uso de la herramienta CURL, la cual permite abrir conexiones en una amplia variedad de protocolos y está disponible tanto como herramienta de consola (para ejecutar directamente con comandos) como en librerías para trabajar manejo de cookies, descarga de archivos binarios, envíos de parámetros GET y POST, etc.

En este caso se utilizó una función GET de CURL para obtener la respuesta del servicio en formato JSON, como se muestra en la Figura 37.

5.3.3.2 Desarrollo de las interfaces de usuario

El despliegue de la información en las que se visualizan las interfaces del curso T-learning de prueba relacionadas con el rol del aprendiz, fueron desarrolladas con las herramientas HTML5, Javascript, Ajax y los Framework de diseño Bootstrap y JQuery.

En la figura 38 se muestra un diagrama de bloques del flujo de diseño del FrontEnd del cliente.

Figura 38. Diagrama de bloques del flujo de diseño FRONTEND. Fuente: El autor.

Interfaces de usuario T-learning Android 5.0

Manejo de los eventosde control

Recepción de los datosdel servicio Web


A continuación se describe como se hizo la implementación del FrontEnd de las interfaces de usuario para los servicios T-learning del curso de prueba.

• Interfaces de usuario T-learningInicialmente se hace el diseño una interfaz basada en las recomendaciones para interfaces de tv digital interactiva descritas anteriormente. En ellas se especifican los enlaces para visualizar los contenidos del curso T-learning de prueba, relacionados con anuncios, perfil de instructor, guía de aprendizaje, foros, entre otros. Para el diseño de la interfaz se utilizaron librerías de Android 5.0.

• Manejo de los eventos del controlTeniendo en cuenta que el aprendiz va a interactuar con el Set-Top-Box IPTV, y que este soporta Android TV se diseñaron aplicaciones en este lenguaje para la captura de los eventos de los botones (arriba, abajo, izquierda, derecha y enter) y la interacción de los mismos con la interfaz para tv digital diseñada elementos del tipo NavigationView de Android.

• Recepción de los datos del servicio webEn la recepción de los datos se hizo una implementación utilizando clases en Android, con el fin de hacer las peticiones del tipo GET por medio de una función y así obtener los datos en formato JSON. En la función se implementa un ciclo que recorra el JSON para asignar los datos obtenidos de servicios a cada uno de los contenidos del curso T-learning de prueba que se quieran mostrar.

5.3.3.3 Recepción de video en tiempo real transmitido por el instructor asociado al servi-dor de contenidos IPTV

El video que se transmite desde la cabecera de IPTV por parte del instructor es recibido por la interfaz de usuario T-learning en Bootstrap para que sea visualizada por el aprendiz desde el Set Top Box. En la recepción de la señal de video se agregó una clase en Android, la cual permite personalizar la interfaz de video trasmitido en tiempo real. La clase recibe los siguientes parámetros:

• Src: Ruta de la transmisión vía Streaming desde IPTV.• Tittle: Etiqueta que se le agrega a la interfaz de video.• Width: Ancho del reproductor de video.• Height: Altura del reproductor de video.• Volumen:Intensidad del sonido del video.• Autoplay: Reproducción automática al obtener conexión exitosa en el servidor donde se reproduce

el Streaming.

81

Tabla 14. . Descripción de los servicios web de Chamilo utilizados para la implementación del curso de prueba. Fuente: El autor

5.4.1 Despliegue de los servicios webEn el despliegue de los servicios T-learning sobre la arquitectura descrita anteriormente, se toma como referencia la aplicación para el aprendiz debido a que en ella se implementan los módulos necesarios de dicha arquitectura para consumir los servicios del LMS y recibir la información de video en tiempo real de la cabecera de IPTV. A continuación se describe, como se hizo el despliegue de los servicios web, las interfaces de usuario y la recepción del video.

Inicialmente se hizo la activación de los servicios de Chamilo y se definieron las funciones a utilizar para consumir anuncios, perfil del instructor, chat, foros, calificaciones, materiales y guías de aprendizaje.

En la Tabla 14, se describen los componentes LMS, los servicios web asociados y su descripción.

ObtainAnnounces

N/A

ObtainFiles

ObtainFiles

ObtainCategories

ObtainCategories

ObtainPosts

WritePost

ObtainGradebook

N/A

Permite obtener la información de los contenidos de información del curso, particularmente los anuncios.

Permite obtener la información del perfil del usuario instructor.

Permite obtener la información de los contenidos del curso, particularmente los materiales de apoyo.

Permite obtener la información de los contenidos de información del curso, particularmente las guías de aprendizaje.

Permite obtener los foros por curso.

Permite obtener las discusiones por foro.

Permite obtener los mensajes por discusión.

Permite enviar o publicar un nuevo mensaje en el foro.

Permite obtener las notas del curso, con relación a un usuario específico.

Permite obtener conversaciones o mensajes de chat.

Componente LMS Servicio Web asociado Descripción

Con las funciones definidas en el LMS, se crea un cliente que permita consumir los servicios específicos de Chamilo, en este caso se toma como referencia la función ObtainGradebook () para obtener los datos del perfil del instructor.

El cliente se implementó PHP y se utilizó la herramienta CURL para hacer las peticiones GET y obtener los datos en formato JSON. La configuración del cliente en el script en PHP se especifica de la siguiente forma:

Despliegue de los servicios T-learning sobre

la arquitectura


Figura 39. Cliente para consumir servicio Web Chamilo para el perfil del instructor. Fuente: El autor.

Figura 40. Respuesta del servicio REST en formato JSON. Fuente: El autor

1. Se declara el token de acceso a Chamilo, la ruta del servidor (Chamilo), y la función que queremos consumir.

2. Se crea un arreglo con los usuarios de los queremos obtener los datos

3. Se define la ruta completa del servicio pasándole como parámetros el token, servidor de dominio y la función ObtainGradebook ().

4. Se importa la librería Curl PHP.

5. Se almacena lo que devuelve la función GET y se le asigna la URL del servicio y los parámetros.

6. Se imprime la ruta del servicio, incluyendo el formato JSON.

En la Figura 39, se muestra la aplicación del cliente Chamilo.

Al ejecutar el cliente, se obtiene a respuesta en formato JSON de la función ObtainGradebook ().como se muestra en la Figura 40.

83

Figura 41. Estructura del menú de navegación del curso de prueba T-learning.

Figura 42. Script para la configuración del Streaming de video. Fuente: El autor.

Para consumir las funciones relacionadas con los otros contenidos del curso, se hace un procedimiento similar.

5.4.2 Despliegue de las interfaces de usuarioPara desplegar las interfaces del curso de prueba, se implementó el menú de navegación en Android con los enlaces para visualizar anuncios, foros, información del instructor, materiales, guías de aprendizaje, clase en vivo y el servicio de chat. La estructura de menú de navegación se muestra en la Figura 41.

En la Figura 42, se muestra el proceso de recepción del video en tiempo real, por medio de un método de la aplicación en Android TV.


Para obtener los datos en formato JSON del servicio web a consumir, se utilizó la clase CategoriesFrag-ments, que permitiera recorrer este formato y traer la información para desplegarla en la interfaz del curso T-learning del curso de prueba.

Como las respuestas enviadas por el servicio web están en JSON, se implemento el método dataRes-ponse() para organizar y recuperar la información útil que se va a mostrar en el curso. En la Figura 43, se muestra la obtención del JSON para el servicio de Foros.

Figura 43. Método para la obtención del formato JSON. Fuente: El autor

5.4.3 Despliegue de la aplicación final para el usuarioEl acceso al curso de prueba por parte del aprendiz, se hace mediante el Set-Top-Box para IPTV, una vez ingresa la URL de la aplicación alojada en el servidor de aplicaciones, por medio del navegador, se autentica y se despliegan las siguientes interfaces teniendo en cuenta las características de diseño previamente descritas.

Para el manejo de la interfaz T-learning, se utilizan las teclas del control remoto (arriba y abajo) para el desplazamiento vertical sobre el menú con las opciones del curso, como lo es el inicio, perfil del ins-tructor, clase en vivo, material de apoyo, actividades, foros y calificaciones. Una vez se seleccione un elemento de menú, se resalta con un color azul la opción seleccionada, para activarla se debe presionar la tecla enter, y se podrá visualizar en la parte derecha del menú el contenidos.

En la figura 44, se puede apreciar la interfaz del curso de prueba cuando el aprendiz visualiza los anun-cios del curso.

Se implementó en el curso de prueba la opción de reproducir la clase en vivo y lograr la interacción por medio de un chat con el instructor. Para activar esta opción, se debe utilizar las teclas (derecha e izquier-da) del control remoto para hacer un desplazamiento horizontal sobre la interfaz de chat (En el cuadro de texto para envió de mensajes). Una vez se haga este procedimiento, se pueden enviar mensajes, utilizando un teclado externo conectado a los puertos USB de entrada del Set-Top-Box.

En la Figura 45 y Figura 46, se puede apreciar la interfaz del curso de prueba para visualizar la clase en vivo, desde la aplicación IPTV ejecutada en el Set- Top- Box IPTV.

85

Figura 44. Interfaz de anuncios. Fuente: El autor

Figura 45. Interfaz de clase en vivo T-Learning. Fuente: El autor


Figura 46. Aplicación IPTV para visualizar clase en vivo. Fuente: El autor

Figura 47. Interfaz de foros del curso T-learning de prueba. Fuente: El autor

Se implementó un módulo con los con los foros del curso para la interacción en los tiempos de apren-dizaje autónomo con la comunidad del curso. Para la interactuar con los foros, al igual que con el chat, se puede hacer uso de teclados USB para facilitar el proceso de escritura. En la figura 47, se puede apreciar la interfaz de foros de la plataforma T-learning.

89

Pruebas unitarias de los servicios

Web del LMS

Figura 48. interfaz de prueba de los servicios web de chamilo con Advanced REST Client. Fuente: El autor

Para realizar las pruebas unitarias de los servicios web se ha usado la herramienta Advanced REST client, en la cua se almacenan de forma personalizada todas las direcciones de los web services REST Chamilo que se van a consultar, luego se especifica la ruta del servicio y finalmente se indica el tipo de operación a realizar, que puede ser del tipo GET (para leer datos), PUT (actualización), DELETE (eliminar) y POST (para crear un nuevo registro). Para llevar a cabo la prueba de los servicios se realizaron las siguientes configuraciones en la herramienta:

1. Especificación de la ruta en la cual está alojado el servicio web, teniendo en cuenta el token de seguridad de los servicios web de Chamilo, el nombre de la función de Chamilo a probar y el formato de respuesta de salida.

2. Selección del tipo de petición, en este caso POST.

3. Definición de los parámetros de entrada para probar el servicios (CourseID).

Una vez ingresada la información de la URL, el tipo de petición y los parámetros, se puede apreciar la respuesta del servicio y la salida en formato JSON.

La interfaz de la herramienta Advanced REST Client para probar el servicio web core_course_get_con-tents() para verificar los anuncios del curso, se muestra en la Figura 48.

El total de funciones que se probaron son 6, las cuales han sido desarrolladas para este proyecto.

Los tiempos de respuesta y el estado de cada función, se muestran en la Tabla 15.



core_user_get_user_by_id()

mbl_forum_get_forums_by_courseid()

mbl_forum_get_forum_discussions()

mbl_forum_get_posts_by_discussionid()

core_notes_getcourse_notes()

200 ok

200 ok

200 ok

200 ok

200 ok

200 ok

Test Web Services Status Time

Tabla 15. Resultados del estado de los servicios web de Chamilo. Fuente: El autor

Con esta herramienta se pudo determinar la correcta funcionalidad de todos los servicios de Chamilo que se utilizaron en este proyecto y obtener las respuestas en el formato JSON deseado para posteriormente desplegar la información de interés en el curso del aprendiz.

91

Para verificar el correcto funcionamiento de la aplicación T-learning en su ambiente de funcionamiento es necesario realizar pruebas de carga. Estas pruebas determinan qué tantos aprendices pueden interactuar con el sistema simultáneamente en un período de tiempo sin que se degrade el desempeño de la apli-cación. Esto a su vez permite saber si la configuración de Hardware o Software es la correcta para que la aplicación cumpla los requerimientos de calidad. En este escenario se realizan pruebas de carga en servicios web de Chamilo. Para ello se utilizó la herramienta Apache JMeter como generador de carga.

Se utilizaron múltiples elementos propios de JMeter para crear las pruebas de carga. Entre estos, el Http-Sampler, que realiza peticiones HTTP hacia cierto lugar; el Grupo de hilos, que ejecuta la concurrencia; el Summary Report, que obtiene los resultados de la prueba en términos de errores y tiempos de respuesta; y View Results Tree, que permite observar información detallada de cada una de las peticiones realizadas.

Para realizar las pruebas de carga se utilizaron las siguientes funciones de Chamilo.

• core_course_get_contents() Para analizar los tiempos de carga con relación al acceso a los materiales de apoyo.

• core_user_get_user_by_id() Para analizar los tiempos de carga con relación al acceso al perfil del instructor.

• mbl_forum_get_forum_discussions() Para analizar los tiempos de carga con relación al acceso a los materiales de apoyo.

Pruebas de carga y rendimiento de los

servicios Web

Para probar todos los servicios se especifica la opción “Run Thread Groups Consecutively” para que cada una de dichas pruebas de un servicio se ejecute una después de otra.

Los parámetros de prueba configurados son:

Number of Threads (Número de hilos): En este caso son 50 usuarios simultáneos.

Ramp-Up Period (Periodo de subida de los Hilos): Esto equivale al tiempo en el cual se van a tener X usuarios simultáneos. Para este caso de prueba será de 10 segundos.

Loop Count (Iteraciones): Indica el número de iteraciones que se deben hacer en el Ramp-Up Period. Inicialmente es de 50 iteraciones.

Con esta información se determino el numero de usuarios por unidad de tiempo, para este caso:

Usuarios = (Number of Threads)*(Loop Count) = 2500

Para poder determinar la verdadera capacidad de carga de los servicios de Chamilo, se varían los pa-rámetros descritos anteriormente.

Finalmente se agregan los servicios a probar y se configuran los siguientes parámetros.

• Nombre del servicio: Servicio que se desea probar.• Método: GET o POST.• Nombre del servidor: IP o nombre del servidor. • Puerto: Puerto de escucha del servidor.• Ruta: La ruta del servicio HTTP que se quiere probar.• Parámetros: En formato JSON.• Tipos de elementos a Enviar: Indica los tipos de datos a enviar por medio de las peticiones http.

Al realizar estas configuraciones, con la herramienta JMeter se obtuvieron los siguientes resultados, como se muestran en la Tabla 16.


Tabla 16. Resultado de las pruebas de los servicios web con la herramienta JMeter. Fuente: El autor.

Tabla 17. Resultado de las pruebas de los servicios web para rendimiento del servicio. Fuente: El autor.

Los datos obtenidos se pueden analizar de la siguiente forma:

Cada fila corresponde a los datos obtenidos para un Thread Group en particular. En este caso, cada uno de ellos corresponde a la prueba de los servicios:

• core_course_get_contents()• core_user_get_user_by_id() • mbl_forum_get_forum_discussions()

Teniendo en cuenta que los limites relacionados con el tiempo de respuesta de la aplicación web es de un segundo, se analizaron los resultados de los umbrales, Min, Max y Avg, los cuales fueron menores a 1000 ms y el porcentaje de error equivalente a 0%.

Para obtener un nivel confiable de la capacidad de usuarios del sistema se hicieron muestras con 200 y 300 usuarios, en este último caso el valor Min, Max y Avg está por encima de los 4500 ms, siendo el valor no deseado para los tiempos de respuesta, por lo tanto se recomienda definir una capacidad máxima entre 50 y 100 aprendices por curso T-learning.

Es importante aclarar que la cantidad de aprendices sugerida (entre 50 y 100) es por curso, no la ca-pacidad total del sistema. Con el diseño de la arquitectura orientada a servicios basada en herramientas LMS y contenidos IPTV para el despliegue de servicios T-learning y con la posibilidad de una alianza con EMCALI, se espera que se oferten varios cursos para que los usuarios los realicen en sus hogares, cada uno con la capacidad definida en las pruebas realizadas.

Actualmente la formación virtual ofrecida en el SENA por medio de herramientas e-learning definen una capacidad máxima por ficha o curso de 60 aprendices.

Pruebas de rendimiento

Para las pruebas de rendimiento también se utilizó la herramienta JMeter y se probaron los mismos servicios que permitieron verificar la capacidad de usuarios.

En las pruebas de rendimiento se realizaron 2 tests de 50 y 100 hilos cada uno, los cuales simulan 100 y 50 accesos de usuarios respectivamente. Se analizaron los resultados a través de un intervalo de confianza con un nivel de 95%.

1. Prueba inicial.

La primera prueba en la que se configuraron 50 hilos y 50 usuarios arrojó los siguientes resultados, como se muestran anteriormente en la Tabla 17.

93

Para el análisis de las pruebas de rendimiento arrojadas por la herramienta Jmeter, es necesario compren-der el concepto de intervalos de confianza, que es un rango de valores (calculado en una muestra) en el cual se encuentra el verdadero valor del parámetro con una probabilidad determinada (NIELSEN, 1994).

Dicho lo anterior, en una población de media n y desviación típica σ se pueden tomar muestras de n elementos. Cada una de estas muestra tiene a su vez una media X para un intervalo υ. Todo esto para un intervalo de confianza definido en un 95%, que se determina de la siguiente forma:

P(-1.96 < z < 1.96) = 0.95

Para verificar los intervalos o rangos de confianza teniendo en cuenta la población media n, la desviación típica σ , la media X para un nivel de confianza del 95%, se debe utilizar la siguiente formula (NIELSEN, 1994):

Con la información relacionada con los intervalos de confianza para una muestra, se evaluan los re-sultados de la tabla 17, con el fin de conocer los tiempos de respuesta promedio de una cantidad de usuarios simultáneos realizando un número de solicitudes.

Para obtener los resultados delos tiempos se utilizó la siguiente formula (basada en los intervalos de confianza para una distribución del 95%):

[ TP – Z 0.95 * D/√n, TP + Z0.95 * D/√n ]

Donde,

• Tiempo promedio (TP) de respuesta es: 860• Desviación (D) es: 23560. • Tamaño de la muestra (n) es de: 7500• Z0.95: 1,96 Intervalo de nivel de confianza equivalente al 95%

El intervalo resultante es el siguiente:

[860-1,96*23560/√7500,860+1,96*23560/√7500]

=[326,77136; 1393,2286] en milisegundos.

Por lo tanto, se puede esperar que el tiempo de respuesta promedio esté entre 0,3 y 1,4 segundos para una cantidad de 50 usuarios simultáneos realizando 7500 solicitudes.

s s


2. Prueba final.

En la segunda prueba se configuraron 100 hilos y 100 usuarios. El análisis para la segunda prueba fue realizado de manera similar a la primera, usando las mismas fórmulas con base en los siguientes datos:

• Tiempo promedio (TP) de respuesta es: 1294• Desviación (D) es: 35678• Tamaño de la muestra (n) es de: 30000• Z0.95: 1,96 Intervalo de nivel de confianza equivalente al 95%.

El intervalo resultante, utilizando un intervalo de confianza para una distribución normal del 95%, es:

[1294–1,96*35678/√30000,1294+1,96*35678/√30000]

= [890,2533 ; 1697,74642] en milisegundos

Esto significa que, puede esperarse un tiempo de respuesta promedio entre 0,9 y 1,7seg para una can-tidad de 100 usuarios simultáneos realizando 3000 solicitudes.

Con estos resultados se comprueba que los servicios interactivos que conforman la arquitectura para el despliegue de servicios T-learning cumplen con buen nivel de rendimiento al tener unos tiempos de respuesta muy pequeños ante una cantidad considerable de usuarios haciendo peticiones.

95

Figura 49. Recepción de video en tiempo real desde la cabe-cera IPTV. Fuente: El autor

Para la transmisión de contenidos multimedia IPTV, se realizaron pruebas de configuración de la transmi-sión de video sobre la cabecera de televisión por IP y la recepción de este tipo de contenido en el STB.

Para realizar la transmisión de video se realizó el siguiente procedimiento:

1. Configuración de la salida de video A/V con sus tres conectores RCA en el módulo de transmisión de contenidos multimedia de la cabecera de tv digital.

2. Se activó la emisión de un video desde la salida de A/V de la cabecera.

3. Se hizo la configuración del servidor de contenidos IPTV para la distribución del video en tiempo real y su posterior almacenamiento.

4. Se verificó la transmisión de video haciendo uso del software VLC.

Para la recepción de video en el STB se hizo el siguiente procedimiento:

Se configuro un canal IPTV, con los siguientes aspectos:

• Object Index: 9000• Object Name: Pruebaqqq• Object Extensión: AVI• Object Type: IP Televisión• Object Server: Dirección IP del servidor de contenidos IPTV• Object Location: http://192.168.29.6:8080 Dirección IP del STB.

Una vez especificados los parámetros de configuración se pudo visualizar el video que se está emitiendo desde el laboratorio de pruebas.

El canal que se ha creado desde el STB y la recepción de video en tiempo real, se muestran en las Figuras 49 y 50.

Pruebas de contenidos

IPTV

Figura 50. Recepción de video con las opciones de pausa y retroceder. Fuente: El autor.


Pruebas de los eventos de control sobre

las interfaces T-learning

Figura 51. Interfaz del SDK para prueba de los eventos del control. Fuente el autor.

Como se puede apreciar en las anteriores imágenes, la prueba de recepción de video es exitosa, y el tiempo de retardo en la transmisión de aproximadamente 1,5 segundos.

En esta etapa se prueba desde el control del STB y teclado las interfaces que se despliegan para el curso de prueba del aprendiz utilizando el SDK del STB, el cual permite probar desde un emulador la interfaz T-learning desarrollada, incluyendo un control remoto para verificar las acciones del mismo sobre la interfaz. Es posible por medio de un debug analizar la captura y respuesta de eventos JavaScript. En la Figura 51, se muestra la interfaz del SDK del STB para probar la interfaz T-learning desarrollada.

Este escenario de pruebas permite verificar la interacción de un aprendiz desde un STB (teniendo en cuenta la funcionalidad de los eventos del control) y un televisor para acceder a los contenidos T-learning y poder interactuar con ellos, teniendo en cuenta que la aplicación está alojada en un servidor de aplicaciones.

Los aspectos que se analizaron fueron:

1. Prueba de las teclas de desplazamiento sobre el menú: se analizó el funcionamiento de las teclas (arriba, abajo, izquierda y derecha) para verificar el desplazamiento vertical (Menú de Opciones) y horizontal (Contenidos).

2. Prueba de las teclas de selección sobre el menú: se analizó el funcionamiento del botón enter para verificar que al presionarlo sobre un elemento de la lista del menú se pueda desplegar un contenido, además de verificar la selección de este botón en cajas de textos, botones y demás elementos para ingreso de información.

3. Pruebas de las interfaces desarrollados: se realizaron pruebas sobre las interfaces desarrolladas en Android TV para analizar el despliegue de las mismas en las pantallas de televisión.

4. Pruebas del ingreso de datos en las interfaces: se realizaron pruebas de ingreso de caracteres por medio del teclado conectado al STB, en las cajas y áreas de texto de las interfaces de chat y foros del curso de prueba T-learning

Un resumen de las pruebas de funcionalidad más relevantes que se hicieron durante el desarrollo de las interfaces para el despliegue de servicios T-learning para el curso de prueba, se muestran en la Tabla 18.

97

Tabla 18. Resumen de las pruebas de funcionalidad de los eventos de control y periféricos externos del STB. Fuente: El autor.


El desarrollo tecnológico presentado permite proyectar al SENA en el contexto de servicios interactivos para televisión digital en IPTV, lo cual permitirá dar solución a las necesidades con las que cuenta la institución de ofertar formación a distancia con los componentes de la metodología de aprendizaje por proyectos en televisión.

El esquema de diseño de la arquitectura presentada permite la integración de servicios de televisión por IPTV con los servicios del LMS Chamilo con el fin de facilitar la gestión de usuarios, el acceso a contenidos pedagógicos y servicios de la Web 2.0 (Chat, foros, wikis, etc.) para desplegar aplicaciones T-learning a los usuarios finales.

El diseño e implementación de aplicaciones basados en REST-JSON son independientes de la presen-tación de los datos, lo cual es acorde con la tendencia actual en la web de permitir la interoperabilidad entre aplicaciones de software independientes.

Se puedo comprobar que el diseño de una arquitectura orientada a servicios bajo el esquema REST – JSON fue una solución adecuada ya que los tiempos de respuesta obtenidos al hacer las pruebas de rendimiento de los servicios web de Chamilo fueron buenos.

CONCLUSIONES

99

RECOMENDACIONES• Diseñar e Implementar servicios T-learning asociados a contenidos, es decir que al desplegar el

canal con la reproducción de video en tiempo real, se defina una interacción con la interfaz de los servicios consumidos en Chamilo para el curso de prueba. Utilizando para esta solución un STB con un Middleware embebido.

• Mejorar la infraestructura del laboratorio IPTV con la adquisición de STB para IPTV con Middleware integrado y codificadores de video para transmisión de contenidos en alta definición. Por otro lado se recomienda adecuar el laboratorio para transmisión y recepción de contenidos de televisión digital terrestre (TDT) que posteriormente sirva como escenario para el despliegue de servicios T-learning en el Sena.

• Continuar la extensión del proyecto de manera que pueda brindar muchas más funcionalidades en un futuro, y así lograr cada vez una mejor formación de técnicos o tecnólogos por medio del uso de entornos virtuales de aprendizaje.

• Teniendo en cuenta que este proyecto es financiado por el área de innovación del Sena (Sennova), se recomienda terminar de concretar la alianza Emcali – Sena Regional Valle, con el fin de trabajar en conjunto en torno al despliegue de servicios T-learning en los hogares para dar formación a distancia, aprovechando la expansión regional de esta importante empresa de telecomunicaciones.

Trabajos futurosComo líneas de continuación de esta investigación se propone lo siguiente:

1. Integración del LMS Blackboard con la arquitectura de software diseñada con el fin de explorar otros servicios adicionales que puedan ser consumidos y desplegados en los curso de prueba T-learning.

2. Sistema integrado de gestión para monitorear la red IPTV y la calidad en la transmisión en los contenidos T-learning transmitidos a los aprendices

3. Adaptación de los servicios T-learning desplegados en entornos para dispositivos móviles multiplataforma.

4. Diseño e implementación de los módulos de una arquitectura orientada al despliegue de servicios T-learning sobre redes de televisión digital terrestre (TDT) que permitan tener interactividad por medio de un Set-Top-Box MHP.

5. Desarrollo tecnológico que incluya diseño de una arquitectura y desarrollo de aplicaciones IPTV basadas en contenidos de video bajo demanda.


AJAX: Siglas de Asynchronous JavaScript and XML. Es un término que describe un nuevo acercamiento a usar un conjunto de tecnologías existentes juntas, incluyendo las siguientes: HTML o XHTML, hojas de estilo (Cascading Style Sheets o CSS), Javascript, el DOM (Document Object Model), XML, XSLT, y el objeto XMLHttpRequest.

ARQUITECTURA DE SOFTWARE: en los inicios de la informática, la programación se consideraba un arte, debido a la dificultad que entrañaba para la mayoría de los mortales, pero con el tiempo se han ido desarrollando metodologías para conseguir esos propósitos. A todas estas técnicas se les ha llamado Arquitectura de Software.

BASE DE DATOS: una base de datos o banco de datos es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso. En este sentido, una biblioteca puede considerarse una base de datos compuesta en su mayoría por documentos y textos impresos en papel e indexados para su consulta.

BOOTSTRAP: Es un framework originalmente creado por Twitter, que permite crear interfaces web con CSS y JavaScript, cuya particularidad es la de adaptar la interfaz del sitio web al tamaño del dispositivo en que se visualice.

IPTV: El acrónimo IPTV hace referencia a Internet Protocol Television. IPTV es un sistema que se emplea para la distribuir señales de televisión y vídeo a través de Internet con conexión de banda ancha sobre el protocolo IP, esto supone, la transmisión de información a través de una red segura.

JAVASCRIPT: Es un lenguaje de programación interpretado, por lo que no es necesario compilar los programas para ejecutarlos. En otras palabras, los programas escritos con JavaScript se pueden probar directamente en cualquier navegador sin necesidad de procesos intermedios.

JQUERY: Es una biblioteca de JavaScript, que permite simplificar la manera de interactuar con los docu-mentos HTML, manipular el árbol DOM, manejar eventos, desarrollar animaciones y agregar interacción con la técnica AJAX a páginas web.

JSON: Es un formato de texto para la serialización de datos estructurados. Deriva de los Objetos Literales de Javascript y está definido en la tercera edición del estándar de Lenguaje de programación ECMAScript . JSON puede representar cuatro tipos primitivos(cadenas, números, booleanos, valores nulos) y dos tipos estructurados(objetos y arreglos).

LMS: Un LMS o Sistema de Gestión de Aprendizaje es una aplicación instalada en un servidor, que administra, distribuye y controla las actividades de formación de una institución u organización. Su arquitectura y herramientas son apropiadas para clases en línea, así como también para complementar el aprendizaje presencial.

CHAMILO: Chamilo es una solución de software libre, licenciada bajo la GNU/GPLv3, de gestión del E-learning o aprendizaje electrónico, desarrollada con el objetivo de mejorar el acceso a la educación y el conocimiento globalmente.

MPEG-4: MPEG4 es un formato creado por el Grupo de Expertos en Películas (Moving Picture Experts Group) para comprimir y almacenar datos de audio y vídeo. Los archivos de este formato tienen la extensión .mp4. Este formato soporta contenido entrelazado, resoluciones de hasta 4096 x 4096 y un flujo de datos entre 5Kbps y 10Mbps.

PHP: Es un lenguaje de programación de uso general de código del lado del servidor originalmente dise-ñado para el desarrollo web de contenido dinámico Fue uno de los primeros lenguajes de programación del lado del servidor que se podían incorporar directamente en el documento HTML en lugar de llamar a un archivo externo que procese los datos.

GLOSARIO

101

REST: Es un estilo de arquitectura software para sistemas hipermedia distribuidos como la World Wide Web. El término se originó en el año 2000, en una tesis doctoral sobre la web escrita por Roy Fielding, uno de los principales autores de la especificación del protocolo HTTP y ha pasado a ser ampliamente utilizado por la comunidad de desarrollo.

HTML: Es el lenguaje de marcado predominante para la construcción de páginas web. Es usado para describir la estructura y el contenido en forma de texto, así como para complementar el texto con obje-tos tales como imágenes. HTML se escribe en forma de “etiquetas”, rodeadas por corchetes angulares (<,>). HTML también puede describir, hasta un cierto punto, la apariencia de un documento, y puede incluir un script (por ejemplo Javascript), el cual puede afectar el comportamiento de navegadores web y otros procesadores de HTML.


• CAMPOS HERNANDEZ, G. (2011). Universidad del Bosque. Recuperado el 15 de Julio de 2015, de http://www.uelbosque.edu.co/sites/default/files/publicaciones/revistas/revista_tecnologia/volu-men10_num ero2/television_digital_colombia10-2.pdf

• CNTI. (2011). CNTI. Recuperado el 2 de Julio de 2015, de http://es.calameo.com read/0025043815a19198a6e5b

• HUBER, G. L. (16 de Mayo de 2008). DuocUC. Recuperado el 1 de Julio de 2015, de http://www.duoc.cl/cfd/docs/aprendizaje-activo-metodologias-ducativas.pdf

• INCIBE. (2008). INCIBE. Recuperado el Julio de 5 de 2015, de https://www.incibe.es/file N85W1ZWFHifRgUc_oY8_Xg.pdf

• SOMERVILLE, I. (2005). Ingeniería de Software (5 ed.). Madrid: McGraw-Hill.• SCHWABER, K. &. (2013). Scrum Guides. Recuperado el 12 de Julio de 2015, de http://www.

scrumguides.org/docs/scrumguide/v1/Scrum-Guide- ES.pdf• SENA. (2015). Inventario de equipos, herramientas y licencias de software del SENA regional Valle.

Cali, Valle del Cauca, Colombia.• SENA. (2015). Aspectos pedagógicos de la formación complementaria en el Sena. Bogotá.• NIELSEN, J. (1994). Usability Engineering 1ed. San Francisco.• PRESCOD, P. (2002). XML. Recuperado el 2 de Marzo de 2015, de http://www.xml.com/lpt/a/923

BIBLIOGRAFÍA

2016



ISBN: 978-958-15-0212-7

ISBN

: 978

-958

-15-

0212

-7SE

RVIC

IO N

ACIO

NAL

DE A

PREN

DIZA

JE-S

ENA

Man

ual d

e Im

plem

enta

ción

de

un a

mbi

ente

de

TV d

igita

l int

erac

tiva

basa

da e

n IP

TV p

ara

el d

espl

iegu

e de

ser

vici

os T

-lear

ning

en

el S

ENA

Internet

Usuarios

Set Top Box IPTV

TV

Router





EncoderCámara

Switch

Emisión

Internet

Usuarios

Set Top Box IPTV

TV

Router





EncoderCámara

Switch

Emisión


2016



ISBN: 978-958-15-0212-7

ISBN

: 978

-958

-15-

0212

-7SE

RVIC

IO N

ACIO

NAL

DE A

PREN

DIZA

JE-S

ENA

Man

ual d

e Im

plem

enta

ción

de

un a

mbi

ente

de

TV d

igita

l int

erac

tiva

basa

da e

n IP

TV p

ara

el d

espl

iegu

e de

ser

vici

os T

-lear

ning

en

el S

ENA

Internet

Usuarios

Set Top Box IPTV

TV

Router





EncoderCámara

Switch

Emisión

Internet

Usuarios

Set Top Box IPTV

TV

Router





EncoderCámara

Switch

Emisión


iptv uiadti - repositorio.sena.edu.co · manual de implementación de un ambiente de tv digital...

Documents