(по цифровому вещанию) Dvorkovich_V_Cifrovye_videoinformacionnye_sistemy

Глава 23. Системы видеоконференцсвязи

Таблица 23.1 (продолжение)

Терминал для низкоскоростных мультимедийных сетей связи. Рекомендация ITU-T H.324 описывает терминалы для низкоскоростной мультимедийной системы связи, использующей ITU-T V.34 модемы, работающие по коммутиру-

25 H.324 емой телефонной сети общего пользования (GSTN), пользовательский сетевой интерфейс I.400 для ISDN или соответствующий беспроводной интерфейс для подвижных сетей связи. ITU-T H.324-терминал может передавать голос в реальном масштабе времени, данные и видео или любую комбинацию, включая видеотелефонию.

Многоточечные системы и терминальное оборудование широковещательного типа. Эта рекомендация охватывает технические требования для широковещательного типа многоточечных систем и терминального оборудования, которые позволяют аудиовизуальный сигнал от передающего терминала передать многим принимающим терминалам, используя функцию распределения сигналов коммутаторов ISDN. Используются каналы ISDN (B, H0, составленные из них или H11/H12), обеспечивающие пропускную способность, не превышающую

26 H.331 1920 кбитов/с. Существенная техническая особенность в этой системе — то, что каналы связи не могут быть двунаправленными между терминалом, предоставляющим информацию, и любым из получающих терминалов, потому что тракт передачи от принимающего терминала до передающего терминала может быть прерван при обмене. Правила связи не могут основываться на переговорах. Этот факт требует рекомендации, отдельной от рекомендации H.320, но основанный на ней и обслуживающей специфические потребности широковещательного типа многоточечных систем так, чтобы терминалы, работающие и для H.320, и для этой рекомендации, были легко осуществлены.

Эта рекомендация описывает терминалы, оборудование и услуги для системы мультимедийной связи по сетям на основе коммутации пакетов. H.332терминалы и оборудование могут в реальном масштабе времени обмениваться голосом, данными, и видео в любой комбинации. Цель состоит в том, чтобы, работая в пределах H.323-структур, все же обеспечивать хорошую масштабируемость за пределами рекомендации H.323, чтобы дать возможность реализовывать приложения, вовлекающие сотни и тысячи участников. H.332-терминалы могут быть интегрированы в персональные компьютеры или реализованы в форме автономных устройств типа видеотелефонов. Поддержка голоса в них обязательна, в то время как данные и видео являются опциями, но если поддерживаются, то требуется возможность использования определенного син-

27H.332 фазного сигнала управления, такого, что все терминалы, поддерживающие эти средства, могли бы взаимодействовать. Подобно рекомендации H.323, эта рекомендация позволяет использовать больше одного канала каждого типа. Другие рекомендации в H.332-ряде включают H.323 визуальное телефонное оборудование для локальных сетей, пакеты H.225.0 и синхронизацию, управление H.245, кодеки видеосигнала H.261 и H.263 и кодеки аудио G.711, G.722, G.728, G.729, G.723.1, ряд протоколов интегральных систем связи T.120. H.332-тер- миналы базируются на рекомендации H.323, поэтому они взаимодействуют через шлюзы с H.310-терминалами на B-ISDN, H.320-терминалами на N-ISDN, H.321-терминалами на B-ISDN, H.322-терминалами на гарантируемых QoS ЛВС, H.324-терминалами на GSTN и беспроводных сетях, и V.70-терминалах на GSTN.

28H.450.1 Групповой функциональный протокол для поддержания дополнительных услуг

вH.323.

29H.450.2 Передача вызова на другого абонента в дополнительных услугах для H.323.

30H.450.3 Переадресация вызова в дополнительных услугах для H.323.

31H.450.4 Удержание вызова в дополнительных услугах для H.323.

Глава 23. Системы видеоконференцсвязи

Таблица 23.1 (продолжение)

T-серия: терминалы для телематических сервисов (T Series: Terminals for Telematic Services)

23.1. Основные стандарты систем видеоконференцсвязи

Таблица 23.1 (продолжение)

Рекомендации МСЭ-Т, описывающие обслуживание, обеспечивающее связь с многоточечным управлением (MCS) для аудиографической и аудиовизуальной конференционной связи (определения). Эта рекомендация определяет многоточечную службу доставки данных для использования в аудиографических и аудиовизуальных сервисах конференцсвязи. Она предоставляет механизм рассылки всем или подмножеству из группы с одиночной посылкой прими-

61 T.122 тива и принуждением, если нужно, получения единой последовательности данных всеми пользователями для приложений, поддерживающих многоточечный режим. Она также предоставляет механизм права доступа, позволяющий приложениям управлять ограниченными ресурсами или осуществлять многозадачную сигнализацию и синхронизацию. Эти сервисы предоставляются способом, который является независимым от типа сети, используемой данным соединением.

Рекомендация, описывающая протокол стека для аудиографической и аудиовизуальной конференцсвязи. Рекомендация T.123 определяет аспекты протоколов данных T.120-ряда для мультимедийной конференцсвязи, связанные со спецификой сети. Современные сети идентифицируются как цифровая сеть с интеграцией служб (ISDN), сеть передачи данных с коммутацией каналов (CSDN), сеть с коммутацией информационных пакетов (PSDN), коммутируемая теле-

62T.123 фонная сеть общего пользования (PSTN), широкополосная ISDN (B-ISDN),

иЛВС. Профили связи определены как предоставляющие надежные соединения точка–точка между терминалами и сервером многоточки, между парами терминалов или между парами серверов многоточки (MCU). В некоторых случаях более низкий уровень протокола позволяет мультиплексирование звуковых и видеосигналов в дополнение к соединениям данных. В других случаях, по той же самой или иной сети, могут быть установлены отдельные соединения для передачи звуковых или видеосигналов.

Рекомендация, описывающая общее управление конференционной связью для аудиографических и аудиовизуальных терминалов. Рекомендация T.124 предоставляет высокоуровневую структуру для управления конференцией и управления мультимедийными терминалами и серверами многоточки. Она охватывает базовое управление конференциями (GCC), т. е. функциями типа установле-

63 T.124 ния соединения и завершения конференции, управления списком терминалов, участвующих в конференции, управления списком приложений и возможностями приложений в ходе конференции, регистрации сервисов используемых приложениями, координации проведения конференцией, а также другими разнообразными функциями. Она зависит от сопряженных рекомендаций T.122, T.125 (MSC) и T.123 как части инфраструктуры семейства T.120.

Эта рекомендация определяет протокол, работающий через иерархию области многоточечной связи. Она определяет формат сообщений протокола и проце64 T.125 дур, управляющих их обменом по набору транспортных связей. Цель протокола состоит в том, чтобы осуществить обслуживание многоточечной связи, опреде-

ленное в соответствии с рекомендацией T.122.

Глава 23. Системы видеоконференцсвязи

Таблица 23.1 (окончание)

Рекомендация, описывающая перечень потоколов передачи неподвижных изображений в режиме телеконференционной связи. Рекомендация T.126 определяет протокол, поддерживающий управление общих многослойных визуальных пространств и многоточечного обмена графической информацией, направленной в эти пространства, включая изображения («твердая» и «мягкая» копия), указатели, и заполненные и незаполненные параметрические элементы рисунка (точки, линии, многоугольники и эллипсы). Также включена поддержка визу-

65 T.126 ализации внеполосных видеопотоков в пределах рабочих пространств T.126. Кроме того, определены «обмены» клавиатурой и устройствами управления курсором для поддержки базового взаимодействия пользователей. Определены элементы протокола для создания визуальных пространств и ссылок на архивированные визуальные пространства, чтобы позволить каталогизировать ранее сохраненные или распределенные графические материалы. Этот протокол использует сервисы, обеспеченные в соответствии с рекомендациями T.122 (MCS) и T.124 (GCC) и исполняет руководящие принципы, указанные в рекомендации T.121 (GAT).

Рекомендация T.127 определяет протокол для поддержки обмена файлами двоичных данных в пределах диалоговой конференцсвязи или группы, работающей в среде, использующей семейство стандартов T.120. Она предоставляет

66 T.127 механизмы для поддержки синхронного распространения множественных файлов, селективное распространение файлов к подмножеству участников и получения файлов от отдаленных сайтов. Также принято соглашение для прямого доступа к отдаленному сайту.

Рекомендация T.128 определяет протокол, который поддерживает разделение приложений при многоточечной конференции. T.128 протокол поддерживает разделение компьютерных приложений при многоточечной конференции, позволяя видеть программное приложение, выполняемое на одном сайте (компьютере, включенном в сеть) в пределах сеанса связи другим сайтам. Каждый сайт

67 T.128 при точно установленных условиях может взять под свой контроль разделенное приложение путем передачи команд отдаленной клавиатуры и устройств

управления курсором. Этот стиль разделения приложений не требует и не создает условий для того, чтобы синхронизировать множественные реализации одного и того же приложения на множестве сайтов. Вместо этого это позволяет дистанционно наблюдать и управлять единственным приложением с иллюзией, что приложение является загруженным локально.

Cегодня большая часть видеоконференций проводится по общедоступной сети Интернет с применением рекомендации H.323 и сопряженных стандартов. Как видно из схемы рис. 23.1, в ходе совместной эволюции этой группы стандартов

ивидеоконференцсвязи последняя развивалась с «креном» в сторону обработки мультимедийного контента и оптимизации функций управления. В то же время, передача и обработка данных в течение ряда лет оставались в стороне от основного пути развития.

На приведенной схеме стандарт V.150 (модем для IP сетей — организация, основные принципы) относится к телефонии в IP-сетях, T.38 (процедуры факсимильных коммуникаций Группы 3 для IP сетей) — к факсимильной связи,

итолько группа T.120 — к видеоконференциям.

Однако развитие вычислительной техники и телекоммуникационной инфраструктуры, включая мобильный Интернет, и появление новых программных коммуникационных платформ дали новый виток развития стандартам, связанным

собменом данными.

К2007 году на рынке видеоконференцсвязи сформировалась новая тенденция. Если раньше передача данных и совместная работа с приложениями были

23.2. Возможности технологии видеоконференцсвязи

Рис. 23.1. Структура взаимодействия стандартов (стека протоколов) в рамках рекомендации H.323

опциями к собственно «видеотелефонии высокого качества», то теперь появились интегрированные среды для распределенной работы нескольких пользователей в сети, в которых уже видеоконференцсвязь стала одной из удобных опций. Примером такого интегрированного программного продукта для общения сотрудников территориально распределенных предприятий может служить Cisco Unified Communications, объединяющий практически все варианты коммуникаций: голос, видео, обмен текстовыми сообщениями, совместное использование приложений, в том числе и с использованием мобильных платформ и беспроводного доступа в Интернет.

ВРоссии технологии ВКС появились несколько позже, чем в странах Америки и Европы, однако отставание не было фатальным. Так уже в 1997 г. началась реализация телемедицинского проекта «Москва–регионы России», в основе которого — дистанционное консультирование с применением ВКС ведущими столичными специалистами своих коллег из регионов по сложным клиническим случаям [9.143, 9.144]. К настоящему времени проектом, которым руководит Российская ассоциация телемедицины, охвачено более 130 телемедицинских центров и пунктов в большинстве российских регионов. В 1999 г. в судебной системе Российской Федерации впервые в мировой практике началось внедрение технологий ВКС для проведения судебных процессов. За десять лет в судах общей юрисдикции и СИЗО было установлено более тысячи терминалов ВКС, с помощью которых уже рассмотрено более 350 тысяч уголовных дел [9.145].

Глава 23. Системы видеоконференцсвязи

Последние годы на российском рынке телекоммуникационных услуг можно охарактеризовать как период бурного роста практического интереса к системам видеоконференцсвязи. Достаточно посмотреть публикации по этой теме в Интернете, чтобы убедиться, что эта технология год за годом все шире внедрялась в бизнес и во все новые сферы общественной жизни [9.146, 9.147].

Однако большинство публикаций или напрямую проплачены производителями и продавцами конкретного оборудования ВКС, что хорошо видно из предпочтений авторов при описании возможных решений, или написаны с позиций анализа рынка.

В то же время точки зрения потребителя средств ВКС и отечественных разработчиков в этой сфере остаются вне сферы внимания профильной прессы и сетевых информационных ресурсов.

Пользователи реальные и потенциальные

Любая новая техника и технология предназначены для использования определенным кругом организаций и частных пользователей.

Крупные компании, имеющие распределенную структуру и филиалы на разных континентах, безусловно, выигрывают в оперативности управления и экономят средства при широком внедрении ВКС за счет сокращения командировочных расходов и своевременности принятия бизнес-решений [9.148].

Особое значение приобретают ВКС для госструктур. Во-первых, для силовых ведомств, для которых оперативность управления едва ли не синоним успешности выполнения операций [9.149, 9.150].

Во-вторых, для служб, ликвидирующих последствия чрезвычайных ситуаций [9.151, 9.154]. Особое значение приобретают мобильные ВКС, которые помогают МЧС быстро развертывать специализированную инфраструктуру при масштабных авариях или природных катастрофах, что обеспечивает взаимодействие различных служб, работающих в подобных случаях.

В-третьих, для судебной и пенитенциарной систем [9.145]. Применение ВКС при повторном рассмотрении дел заключенных или при рассмотрении новых дел позволяет отказаться от этапирования осужденного из удаленных мест лишения свободы к месту проведения судебного заседания, а также привлечь к участию в нем свидетелей, находящихся в других населенных пунктах вне зависимости от их удаленности [9.152].

В-четвертых, в последнее время значительное количество совещаний центррегионы проводится высшим руководством страны в режиме ВКС. Губернаторы и другие служащие докладывают президенту или премьеру о состоянии дел в регионах и ходе выполнения поручений руководства [9.153, 9.154].

В-пятых, руководство регионального уровня также переходит к проведению территориально распределенных совещаний вместо вызова подчиненных непосредственно в региональный центр [9.155].

Все более значимую роль играет видеоконференцсвязь в медицине [9.156– 9.158]. Телемедицинские консультации, консилиумы, тематические дистанционные циклы повышения квалификации, отдельные лекции проводятся все большим числом ведущих клинических учреждений столицы и региональных центров. Только в Москве сегодня с различной интенсивностью работают более 20 консультирующих телемедицинских центров и пунктов.

23.2. Возможности технологии видеоконференцсвязи

Дистанционное образование с применением видеоконференцсвязи внедряется многими вузами страны. В вузах, имеющих филиалы в других городах (регионах), как правило, вначале ВКС используется для совещаний руководящего состава и преподавателей, повышения квалификации и тренингов сотрудников [9.159], а затем — для чтения лекций, проведения семинаров и даже для сдачи зачетов и экзаменов [9.160].

Из многочисленных публикаций в Интернете может сложиться впечатление об успешности внедрения технологий ВКС в мире вообще и в России в частности. Так ли это? Для ответа на этот вопрос достаточно ответить на два других:

–Есть ли у большинства пользователей телефонной связи желание видеть собеседника при разговоре?

–Каково количественное соотношение мобильных телефонов и терминалов видеоконференцсвязи?

На первый вопрос можно ответить коротко — да.

На второй ответить сложнее, т. к. реальные цифры по продажам терминалов ВКС найти не так просто. В то же время очевидно, что это соотношение различается порядками. Даже если отнести к пользователям ВКС всех, кто пользуется «Скайпом» и аналогичными программами, все равно речь будет идти о миллионах. Пользователей же мобильной связи — миллиарды. Если же учитывать только пользователей стандартных аппаратно-программных и программных терминалов ВКС, то соотношение будет не менее чем с пятью нулями.

Отдельно следует сказать о двух направлениях потенциально широкого внедрения технологий видеоконференцсвязи.

Во-первых, это — дистанционное образование. Не секрет, что в нашей стране вузы с сильным преподавательским составом распределены крайне неравномерно. А желание юных граждан из любого населенного пункта получить образование высокого качества вполне законно и должно только приветствоваться. Но не могут же престижные вузы вместить всех желающих, да и не все студенты могут платить за проживание в крупных городах. Наиболее простой выход видится только в распространении дистанционного обучения с применением технологий ВКС.

Во-вторых, это — домашняя телемедицина. Известно, что в развитых странах продолжается старение наций. С каждым годом относительное количество престарелых граждан с множеством хронических заболеваний растет, а относительное количество медицинских работников остается тем же или уменьшается. При сохранении такой тенденции в скором времени поликлиническое звено здравоохранения будет просто парализовано. И снова — выход во внедрении технологий ВКС. Как показывает зарубежный опыт, регулярное общение по видеосвязи медицинского работника среднего звена с пожилыми пациентами (телепатронаж) существенно увеличивает их приверженность к выполнению назначений и эффективность лечения. При этом медработник тратит на каждого пациента в среднем не более пяти минут в день, а нагрузка на поликлинику сокращается в разы (по разным данным от 2 до 5 раз).

Итак, вроде бы у рынка видеоконференцсвязи блестящие перспективы. Но почему же потенциальные пользователи ВКС не становятся реальными?

Глава 23. Системы видеоконференцсвязи

Структура технических средств ВКС

Минимальное оборудование, необходимое для использования видеоконференцсвязи, это:

–терминал, работающий хотя бы по одной из рекомендаций МСЭ — H.320 или H.323;

–модем, использующий те же рекомендации;

–подключенная «последняя миля» сети Интернет достаточной пропускной способности или канал (каналы) цифровой телефонии (сети ISDN).

Для того чтобы в видеоконференции могли участвовать три человека и более уже необходимо использовать сервер многоточечной ВКС (MCU — Multipoint Control Unit), работающий в рамках тех же рекомендаций H.320 или H.323.

Многие производители технических средств ВКС заявляют о поддержке их изделиями перспективного протокола SIP, идущего на смену H.323, однако не удалось найти описания сетей ВКС, реально работающих в России по этому протоколу.

Терминалы ВКС , представленные на современном рынке, это, как правило, моноблочный или модульный комплект из видеокамеры, дисплея и кодирующе- декодирующе-коммутирующего устройства (кодека), выполняющие много полезных функций:

–выбор удаленного абонента (адреса в IP-сети или номера в сети ISDN);

–вызов удаленного абонента;

–ответ на вызов удаленного абонента;

–передача и прием изображения и звука;

–настройка параметров связи (IP-адрес, маски подсети и шлюза, полоса, разрешение и др.);

–работа с адресной книгой (внесение, редактирование и удаление адресов и идентификаторов абонентов);

–выбор источника (источников) локального видео (если терминал позволяет использовать больше одной камеры);

–включения/отключения «картинки в картинке» (PiP);

–выбор положения «картинки в картинке» (PiP) на экране (в одном из углов);

–включение/отключение локального микрофона;

–регулирование громкости входящего звука (динамиков);

–регулирование громкости исходящего звука (чувствительности микрофона);

–визуальная и звуковая индикация событий и ключевых состояний (канала связи, режима записи, отключения микрофона и т. п.);

–переход в режим двух видеопотоков и обратно (если такая функция предусмотрена);

–переход в режим защищенного сеанса связи и обратно;

–переход в «спящий» режим при неактивности более установленного времени (например, 5 минут), активация при поступлении входящего вызова;

23.2. Возможности технологии видеоконференцсвязи

–контроль параметров установленного соединения (полоса, скорость, частота кадров, протоколы, потери, джиттер и т. п.) и их отображение по запросу оператора;

–возможность включения/отключения автоматического ответа на входящие вызовы;

–индикация входящих, исходящих, пропущенных (успешных, неуспешных) вызовов.

Для реализации такого многообразия в кодеках встроены специализированные процессоры и «зашиты» фирменные программные средства.

Большинство терминалов ВКС оснащены специальными PTZ-камерами (PTZ — pan-tilt-zoom), позволяющими оператору (и/или удаленному абоненту) выбирать и увеличивать объект для отображения из окружающего пространства. В ряде терминалов реализована функция автоматической наводки камеры на говорящего по голосу.

Многие терминалы имеют возможность передавать и/или принимать два видеопотока, причем второй из них — в форматах персональных компьютеров (в соответствии с рекомендациями МСЭ H.239), однако эта функция, как правило, предоставляется опционально за дополнительную плату значительной величины.

Некоторые терминалы имеют возможность работать из локальной сети сквозь NAT и FireWall в соответствии с рекомендациями МСЭ H.460.18, H.460.19.

К названным базовым функциям производители добавляют некоторое количество сервисных возможностей, повышающих привлекательность дорогостоящих изделий.

Модемы, используемые в ВКС, это устройства, осуществляющие функцию оконечного оборудования линии связи, т. е. преобразователя сигналов между терминалом ВКС и канальным оборудованием провайдера.

Наиболее часто в России используются модемы двух типов:

–ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий;

–DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий, используя обычную телефонную сеть.

Существенно реже используются беспроводные модемы:

–Спутниковые — модемы для сетей INMARSAT и VSAT;

–3G — модемы сотовых сетей (например, SkyLink);

–4G — модемы беспроводных сетей WiMax и LTE (например, YOTA).

Еще реже используются модемы телевизионных (коаксиальных) кабельных сетей в стандарте DOCSIS.

Передача аудио/видеопотоков между абонентами требует использования каналов гораздо большей пропускной способности, чем обычные телефонные.

На начальных этапах внедрения ВКС такими каналами служили линии цифровой телефонии ISDN, объединяемые в параллельный канал требуемой пропускной способности в соответствии с рекомендациями МСЭ H.320. Так, для обмена потоками с разрешением CIF при частоте до 25 кадров в секунду обычно использовались 3 канала BRI (BRI — Basic Rate Interface — обеспечивает пользователю предоставление двух цифровых B-каналов по 64 кбита/с и однополосный канал