`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Технологические аспекты видеоконференций

0 
 
Небольшой исторический экскурс

Начнем с определения. В своей базовой форме видеоконференции представляют двунаправленный обмен синхронизированными изображениями и звуком между двумя и более географически разнесенными местоположениями, обеспечивая участникам виртуальное присутствие в одном месте. Возможности современных систем видеоконференций намного шире. Они предоставляют функции "белой доски", позволяют разделять данные и даже приложение, установленное на компьютере одного из участников, совместно работать над документами.

Может быть, в это трудно поверить, но первая публичная видеоконференция состоялась в апреле 1930 г. между штаб-квартирой AT&T и Bell Laboratory в Нью-Йорк Сити. Голосовыми терминалами служили микрофоны и громкоговорители, а изображения лиц участников, освещаемых мощными лампами синего света, захватывались системой фотоэлементов. Как писала в то время New York Daily Mirror, речь была разборчивой, а принятые изображения "не оскорбляли" их оригиналов. Но прошло более 30 лет, пока первые продукты для организации видеоконференций появились на рынке. В 1964 г. та же AT&T продемонстрировала первый Picturephone на Всемирной ярмарке в Нью-Йорк Сити. Устройство требовало для своей работы процессор с частотой 1 MHz (фантастической по тем временам) и впервые предоставляла возможность разделения данных. В 1971 г. состоялась первая трансатлантическая видеоконференция между двумя системами от Ericsson (продукт назывался LME). И только 20 лет спустя стали доступны клиенты для ПК. Первопроходцами в этом секторе были компании Intel, PictureTel и VTEL. Затем, по мере развития рынка, начали появляться и другие игроки: Zydacron, VCON, Polycom. Рынок продолжал постепенно расти и изменяться, но еще не было ясно, станет ли стандарт H.323 доминирующим для видеоконференций по IP-сетям или его место займет другой. Стандарт устоял и, похоже, продержится, по крайней мере, до тех пор, пока радикально не обновятся технологии.


Типы видеоконференций

С технической точки зрения видеоконференции проводятся с помощью видеокамер и микрофонов (локальные конечные точки), которые захватывают изображение и звук. Затем эти данные преобразуются в цифровую форму, сжимаются, и сигнал посылается через глобальную и/или локальную сеть. Принимающая аппаратура выполняет обратные преобразования и отображает оригинальный сигнал на видеотерминалах и звуковоспроизводящих устройствах (удаленные конечные точки).

Технологические аспекты видеоконференций
Рис. 1
Взаимодействие между видеотерминалами можно разбить на три категории:
  • точка--точка и единый протокол обмена данными (один терминал вызывает другой в пределах одной сети, используя один протокол);
  • точка--многоточка и единый протокол обмена данными (группа терминалов взаимодействует между собой по одному протоколу);
  • точка--многоточка и множество протоколов (группа терминалов взаимодействует между собой по разным протоколам).
В свою очередь, видеокоммуникационные терминалы классифицируются по предполагаемому количеству присутствующих в одном месте участников видеоконференции:
  • персональные, или настольные системы, рассчитанные на двух участников;
  • системы для небольших помещений -- от одного до трех человек;
  • системы для средних помещений -- до 10 человек;
  • системы для аудиторий от 30 участников и больше.
Рис. 1 иллюстрирует ситуацию на рынке систем для видеоконференций.


Основные протоколы

Прежде всего заметим, что целый пакет документов, относящихся к видеоконференциям и объединенных названием H.xxx, является, вообще говоря, лишь рекомендационным, поскольку не ратифицирован Международной организацией по стандартизации (ISO). Но в публикациях на них ссылаются как на стандарты.

Технические детали обмена данными регулируют два основных стандарта: H.320 и H.323. Используемый протокол определяется типом сети, установленной в организации. H.320 предназначен для глобальных сетей с транспортом T1, E1, а также для ISDN-сетей с коммутацией каналов. Передача данных по этому протоколу во многом похожа на телефонный вызов, и соединение требует выделенной линии. Это гарантирует высокое качество, однако обуславливает и более высокую стоимость. Рекомендуемая пропускная способность сети здесь составляет 384 Kbps.

Протокол H.323 ориентирован на сети с коммутацией пакетов и локальные сети. Потеря качества по сравнению с предыдущим решением компенсируется довольно существенными преимуществами. IP-сети обеспечивают большее взаимодействие и ряд дополнительных функций и сервисов, в частности разделение сетевых ресурсов, конвергенцию данных, голоса и видео. В итоге стоимость эксплуатации таких систем становится более низкой. Рекомендуемая пропускная способность -- от 256 до 768 Kbps.

Выбор той или иной технологии является, по большому счету, компромиссом между ценой и качеством. Нужно отметить, что большинство современных систем для видеоконференций поддерживают оба стандарта.

Сегодня наиболее распространены системы видеоконференций на основе протокола H.320. Однако тенденции в сетевой индустрии таковы, что без боязни ошибиться можно утверждать -- вскоре они будут вытеснены IP-базированными системами. Протокол H.323 поддерживается глобальной коалицией компаний, стремящихся обеспечить взаимодействие между системами разных производителей. Поэтому мы сосредоточимся ниже на последнем. Итак...


...что такое H.323

Стандарт H.323 определяет компоненты, протоколы и процедуры, по которым осуществляются мультимедиакоммуникации по пакетным сетям. При этом раздельно могут быть задействованы разные механизмы: передача только голоса (IP-телефония), голоса и видео (видеотелефония), голоса и данных, голоса, видео и данных. Протокол включает множество сервисов, что позволяет его использовать в различных приложениях -- потребительских, деловых и в сфере развлечений.

Первая версия спецификации H.323 была принята ITU (International Telecommunications Unit) в 1966 г. и определяла системы для видеотелефонии и оборудование для локальных сетей с негарантированным качеством обслуживания. Этот недостаток был устранен в одобренной в 2001 г. четвертой версии протокола, уже поддерживающей QoS (Quality of Service).

В свою очередь, спецификация H.323 является частью семейства рекомендаций H.32x, которое, кроме упомянутого стандарта H.320, включает:
  • H.324 для сетей с коммутируемыми каналами;
  • H.321 и H.310 для B-ISDN;
  • H.322 для LAN с поддержкой QoS.
Компоненты H.323

Стандарт H.323 определяет четыре вида компонентов, обеспечивающих коммуникации точка--точка и точка--многоточка: терминалы, шлюзы, привратники (gatekeepers) и устройства управления многоточечной связью (Multipoint Control Unit -- MCU).

Терминалами для мультимедийных коммуникаций в режиме реального времени могут служить персональные компьютеры либо автономные устройства, поддерживающие протокол H.323, на которых могут выполняться мультимедийные приложения. Поскольку базовым сервисом H.323 является передача голоса, то в своей минимальной конфигурации такое устройство должно быть просто IP-телефоном. Так как основная цель протокола H.323 -- это обеспечение взаимодействия с другими продуктами для видеоконференций, то H.323-терминалы совместимы с терминалами стандарта H.324 и беспроводными сетями, оконечными устройствами H.310/ H.321 для сетей B-ISDN, H.320 для ISDN и H.322 для LAN с поддержкой QoS.

Шлюзы предназначены для соединения сетей с разными технологиями. Например, шлюз H.323 осуществляет коммуникации между терминалом в IP-сети и терминалом, подключенным к сети с коммутацией каналов. Такая связь выполняется с помощью протоколов трансляции для установки и разрыва соединения, преобразования медиаформатов различных сетей, соединенных шлюзом. Шлюз, естественно, не является необходимым при коммуникациях между двумя H.323-сетями.

Привратник служит как бы мозгом H.323-сети. Кроме трансляции неудобных для пользователей IP-адресов в псевдоимена (aliases), он предоставляет целый набор сервисов, таких, как управление полосой пропускания, маршрутизация вызовов, их передача и пересылка, искание линии, поддержка LDAP и DSN. Привратник может размещаться в любом месте сети, встраиваться в другое сетевое устройство, например, в шлюз, или работать как автономное приложение на настольном компьютере.

Технологические аспекты видеоконференций
Рис. 2
Технологические аспекты видеоконференций
Рис. 3
MCU обеспечивает многоточечные видеоконференции. Протокол H.323 различает многоточечный контроллер (Multipoint Controller -- MC) и многоточечный процессор (Multipoint Processor -- MP), которые являются компонентами MCU. Многоточечный контроллер управляет настройкой сеанса, выполняя такие функции, как согласование взаимодействия всех терминалов, открытие и закрытие каналов для голосовых и видеопотоков, а также данных. Многоточечный процессор занимается централизованной обработкой мультимедийного трафика. Он смешивает и коммутирует потоки, которыми управляет MC. Протокол H.323 предусматривает обязательное наличие хотя бы одного MP и опционально -- нескольких. MP может объединяться с MC в одном MCU, несколько MP могут быть распределены по сети.

Все терминалы, участвующие в сеансе, устанавливают соединение с MCU. Устройство управляет ресурсами видеоконференции, потоком, определяет, какие аудио- и/или видеокодеки необходимо использовать.

Логически привратники, шлюзы и MCU являются отдельными компонентами, однако могут быть физически реализованы в одном устройстве.

На рис. 2 представлена типичная схема коммуникаций при видеоконференц-связи, а рис. 3 иллюстрирует взаимодействие между сетями H.32x.


Стек протоколов H.323

Технологические аспекты видеоконференций
Рис. 4
Приведем краткое описание назначения протоколов, предусматриваемых стандартом H.323 (рис. 4). Заметим, что, поскольку H.323 не зависит от типа пакетной сети и протоколов транспортного уровня, они не специфицируются. Итак, стек протоколов включает спецификации на:
  • аудиокодеки;
  • видеокодеки;
  • H.225, регистрация, вход и статус (Registration, Admission, Status -- RAS);
  • H.225, сигнализация вызовов;
  • H.245, управляющая сигнализация;
  • протокол передачи в режиме реального времени (Real-Time Transfer Protocol -- RTP);
  • протокол управления в режиме реального времени (Real-Time Control Protocol -- RTCP).
Аудиокодек осуществляет кодирование голосовых сигналов, поступающих от микрофона, и направляет их на передающий терминал H.323. На приемном терминале он декодирует их и направляет на громкоговоритель. H.323-терминал должен поддерживать хотя бы один аудиокодек (в рекомендации ITU-T указан G.711, 64 Kbps). Дополнительно рекомендованы кодеки G.722 (64, 56 и 48 Kbps), G.728 (16 Kbps), G.729 (8 Kbps).

Видеокодек выполняет те же действия, но уже над видеосигналом. Наличие видеокодека является опциональным. Однако H.323-терминалы, обеспечивающие видеоконференции, должны поддерживать рекомендованную ITU-T спецификацию H.261.

RAS регламентирует обмен данными между оконечными устройствами (терминалами и шлюзами) и привратниками. Он используется для выполнения таких функций, как регистрация, управление доступом, регулирование полосы пропускания, процедуры разъединения оконечных устройств и привратника. Управление осуществляется с помощью RAS-сообщений. Канал RAS между оконечными устройствами и привратником открывается прежде всех других.

Сигнализация вызовов применяется для установления соединения двумя оконечными устройствами H.323. Это достигается посредством обмена сообщениями, предусматриваемыми протоколом H.225. Канал сигнализации вызовов открывается между двумя терминалами H.323 или между терминалом и привратником.

Управляющая сигнализация обеспечивает сквозной обмен сообщениями, которые управляют работой оконечных устройств H.323. Они несут информацию о возможностях обмена, открытии и закрытии логических каналов для передачи трафика, управлении потоком, общие команды.

RTP выполняет сквозную доставку аудио- и видеосервисов в режиме реального времени. Если H.323 применяется для транспорта данных на основе IP-протокола, то RTP обычно использует UDP. Протокол RTP предусматривает такие функции, как идентификация полезной нагрузки, нумерация последовательности пакетов, установка временных меток и мониторинг. RTP может применяться наряду с другими транспортными протоколами.

RTCP является аналогом RTP, но с добавлением функций управления. Его основное назначение -- обеспечить обратную связь для качественного распределения данных.

Таковы основные особенности протокола H.323, который поддерживается всеми основными игроками на рынке видеоконференций. Многие интересные и важные аспекты, такие, как необходимая полоса пропускания, проблемы брандмауэров и proxy-серверов и т. п., не были освещены, да и вряд ли это необходимо на страницах популярного издания. Важно одно -- семейство протоколов H.xxx обеспечивает взаимодействие между разными сетями и служит фундаментом для производства совместимого оборудования. Поэтому несмотря на то что формально стандарт не утвержден, в этом секторе рынка растет как спрос, так и предложение.
0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT