Файл: Конечно, видеоконференция никогда не заменит личного общения, но она позволяет добиться принципиально нового уровня взаимодействия между людьми, даже если их разделяют тысячи километров.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 55
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ВВЕДЕНИЕ
Видеоконференцсвязь (ВКС) является очень важным источником передачи информации, поэтому, применение видеоконференции в управлении, медицине, дистанционном обучении, системах безопасности и других областях приносит огромную пользу.
Конечно, видеоконференция никогда не заменит личного общения, но она позволяет добиться принципиально нового уровня взаимодействия между людьми, даже если их разделяют тысячи километров. Согласно многочисленным исследованиям, на слух человек воспринимает всего лишь десятую часть информации. А вот в случае, когда есть возможность следить за жестикуляцией и мимикой собеседника, уровень восприятия информации становится намного выше. Менеджеры компаний, использующие видеоконференцсвязь в производственных целях, утверждают, что системы ВКС резко сокращают временные и финансовые затраты фирмы на совещания, семинары, командировки их сотрудников и консультации.
Видеоконференцсвязь – это технология, позволяющая людям видеть и слышать друг друга, обмениваться данными и совместно обрабатывать их в интерактивном режиме, используя возможности привычного всем компьютера, приближая общение на расстоянии к реальному живому общению. Области применения видеоконференции огромны.
Благодаря тому, что видеоконференции, предоставляют возможность общения в реальном режиме, а также использования разделяемых приложений, интерактивного обмена информацией, их рассматривают не только как нечто экспериментальное, но и как частичное решение проблемы автоматизации деятельности и предприятия, и человека, дающее большое преимущество по сравнению с традиционными решениями.
Сегодня работать со средствами видео-конферен-цсвязи персонального или группового уровня не намного сложнее, чем пользоваться привычными операционными системами ПК и их приложениями. Затраты на организацию видеосвязи стали вполне доступными как для крупных транснациональных компаний, так и для средних фирм.
Переход от аналогового телевидения к цифровому, достижения в области сжатия видеоинформации и увеличение пропускной способности каналов связи позволяют сегодня реализовывать системы видеотелефонии и видео-конферен-цсвязи с высоким качеством изображения и звука.
Средства проведения видеоконференций, бывшие диковинкой несколько лет назад, уже сейчас находят широчайшее применение в большинстве корпоративных, государственных и частных учреждений. ВКС находит применение везде, где необходимы оперативность в анализе ситуации и принятии решений, консультация специалиста или совместная работа в режиме удаленного доступа над проектами и решениями и т.д. Поэтому существует необходимость разработки концептуальных требований и теоретико-методологических основ построения внедрения ВКС на основе IP-сетей, которые будут играть активную роль в повышении эффективности работы субъектов хозяйствования и функционировании производственных процессов.
Объектом выпускной квалификационной работы является система видео-конфиренц-связи.
Предметом - система видео-конференц-связи для АО «ГРАЗ».
Цель работы - разработка системы видео-конференц-связи для зала совещаний АО «ГРАЗ».
Для достижения поставленной цели, необходимо решенить следующие задачи:
-
провести анализ функциональных возможностей систем ВКС;
-
подобрать компоненты для разработки системы ВКС для АО «ГРАЗ»;
-
определить затраты на разработку системы ВКС.
ГЛАВА 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ВИДЕО-КОНФЕРЕНЦ-СВЯЗИ
-
Цели и задачи внедрения видео-конференц-связи
Видеоконференция – часть информационной технологии, которая обеспечивает одновременно двустороннюю передачу, обработку, преобразование и представление информации на большие расстоянии в режиме реального времени с помощью современных аппаратно-программных средств вычислительной техники. Взаимодействие участников совещания в режиме видеоконференций также называют сеансом видео-конферен-цсвязи.
Видео-конференц-связь (ВКС) – это современная телекоммуникационная технология интерактивного взаимодействия нескольких, удаленных друг от друга абонентов, при которой между ними в режиме реального времени возможен обмен аудио- и видеоинформацией.
Видеоконференция используется как средство оперативного принятия решения в различных ситуациях, например чрезвычайных; для сокращения расходов на командировку сотрудников в территориально распределенных организациях; повышения эффективности, и.т.д. Пример использования ВКС показан на рисунке 1.
Рисунок 1 – Пример внедрения ВКС
Во многих государственных и частных организациях видеоконференция приносит ощутимые результаты и высокую эффективность, а именно:
-
снижает время на переезды и связанные с ними расходы;
-
ускоряет время на принятие решений в чрезвычайных ситуациях;
-
увеличивает качество и производительность труда;
-
решает кадровые и социально-экономические вопросы;
-
дает возможность принимать более обоснованные решения за счет привлечения при необходимости дополнительных экспертов;
-
быстро и эффективно распределяет ресурсы, и так далее.
Для общения в режиме видеоконференции абонент должен иметь терминальное устройство (кодек) видео-конферен-цсвязи, видеотелефон или иное средство вычислительной техники. Как правило, в комплекс устройств для видео-конферен-цсвязи входят:
-
центральное устройство – кодек с видеокамерой и микрофоном, обеспечивающего кодирование/декодирование аудио- и видеоинформации, захват и отображение контента;
-
устройство отображения информации и воспроизведения звука.
В качестве кодека может применяться персональный компьютер с установленным на нем программным обеспечением для видеоконференций.
Большую роль в видеоконференции играют каналы связи, то есть транспортная сеть передачи данных. Для подключения к каналам связи используются сетевые протоколы IP или ISDN.
Существует два режима работы ВКС, которые позволяют проводить двусторонние (режим «точка-точка») и многосторонние (режим «многоточка») видеоконференции.
Как правило, видеоконференцсвязь в режиме «точка-точка» удовлетворяет потребности только на начальном этапе внедрения технологии, и довольно скоро возникает необходимость одновременного взаимодействия между несколькими абонентами.
Такой режим работы называется «многоточечный» или многоточечной видеоконференцсвязью. Для реализации данного режима требуется наличие активации многоточечной лицензии в кодеке при условии, если устройство поддерживает данную функцию, либо специального видеосервера MCU (англ. Multipoint Control Unit), или программно-аппаратной системы управления.
Для внедрения видео-конферен-цсвязи руководителю (лицу, принимающему решения) организации необходимо определить главную цель применения: проведение совещаний, подбор персонала, оперативность при принятии решений, осуществление контроля, дистанционное обучение, консультация врачей, проведение судебных заседаний, допрос свидетелей и так далее [11]. При этом необходимо учитывать основные правила видео-конферен-цсвязи:
-
гарантированная высокоскоростная услуга связи или выделенные каналы связи только для сеансов видеоконференций;
-
стабильное и надёжное электропитание телекоммуникационного оборудования и видео-конферен-цсвязи;
-
оптимальные шумо- и эхо- поглощающие особенности помещения, в котором будет установлено оборудование видео-конферен-цсвязи;
-
правильное расположение оборудования видео-конферен-цсвязи по отношению к световому фону помещения;
-
корректная настройка телекоммуникационного оборудования и видео-конферен-цсвязи по обслуживанию качества услуги связи с приоритетом передачи данных;
-
компетентный обслуживающий технический персонал;
-
техническое сопровождение и подписка на обновление оборудования через сертифицированного производителем поставщика.
Видеоконференция применяется как средство оперативного принятия решения в той или иной ситуации; при чрезвычайных ситуациях; для сокращения командировочных расходов в территориально распределенных
организациях; повышения эффективности; проведения судебных процессов с дистанционным участием осужденных, а также как один из элементов технологий телемедицины и дистанционного обучения.
Во многих государственных и коммерческих организациях видеоконференция приносит большие результаты и максимальную эффективность, а именно:
-
снижает время на переезды и связанные с ними расходы;
-
ускоряет процессы принятия решений в чрезвычайных ситуациях;
-
сокращает время рассмотрения дел в судах общей юрисдикции;
-
увеличивает производительность труда;
-
решает кадровые вопросы и социально-экономические ситуации;
-
дает возможность принимать более обоснованные решения за счёт привлечения при необходимости дополнительных экспертов;
-
быстро и эффективно распределяет ресурсы, и так далее.
Для общения в режиме видеоконференции абонент должен иметь терминальное устройство (кодек) видео-конферен-цсвязи, видеотелефон или иное средство вычислительной техники. Как правило, в комплекс устройств для видео-конферен-цсвязи входит:
-
центральное устройство – кодек с видеокамерой и микрофоном, обеспечивающего кодирование/декодирование аудио- и видео- информации, захват и отображение контента;
-
устройство отображения информации и воспроизведения звука.
В качестве кодека может использоваться персональный компьютер с программным обеспечением для видеоконференций.
Большую роль в видеоконференции играют каналы связи, то есть транспортная сеть передачи данных. Для подключения к каналам связи используются сетевые протоколы IP или ISDN. Существует два режима работы ВКС, которые позволяют проводить двусторонние (режим «точка-точка») и многосторонние (режим «многоточка») видеоконференции.
Как правило, видеоконференцсвязь в режиме «точка-точка» удовлетворяет потребности только на начальном этапе внедрения технологии, и довольно скоро возникает необходимость одновременного взаимодействия между несколькими абонентами. Такой режим работы называется «многоточечный» или многоточечной видеоконференцсвязью. Для реализации данного режима требуется наличие активации многоточечной лицензии в кодеке при условии, если устройство поддерживает данную функцию, либо специального видеосервера MCU (англ. Multipoint Control Unit), или программно-аппаратной системы управления.
-
Основные категории и классы видео-конференц-связи
Учитывая функции и цели применения, оборудование видео-конферен-цсвязи систематизируется на категории и классы [8].
Существуют следующие категории видео-конферен-цсвязи:
1) Персональные системы – обеспечивают возможность индивидуального видеообщения пользователя в режиме реального времени, не покидая своего рабочего места. Конструктивно индивидуальные системы обычно выполняются в виде настольных терминалов либо в виде программных решений.
2) Групповые системы – предназначены для проведения групповых сеансов видео-конферен-цсвязи в переговорных (совещательных) комнатах. Групповая система способна превратить помещение любого размера в студию видео-конферен-цсвязи для проведения интерактивных совещаний. К групповым системам относятся приставки видео-конферен-цсвязи (set-top) стандартного разрешения и с поддержкой высокой чёткости (High Definition). К этой же категории относятся и системы класса TelePresence (телеприсутствие), которые предоставляют собой комплекс средств, обеспечивающий максимальный эффект присутствия удаленных собеседников в одной комнате.
3) Отраслевые системы – это системы, которые применяются непосредственно в определенной отрасли. Например, в медицинской отрасли очень часто применяют системы для проведения операций (телемедицина), в судебной системе – для проведения дистанционных кассационных и надзорных судебных процессов, в нефтегазовой, энергетической, строительной области для оперативности представления информации.
4) Мобильные системы – это компактные переносные системы видео-конферен-цсвязи для использования в удаленных районах и экстремальных условиях. Мобильные системы позволяют за короткое время организовать сеанс видео-конферен-цсвязи в нестандартных условиях. Данные системы обычно используются государственными органами, принимающими оперативные решения (военные, спасатели, врачи, службы экстренного реагирования). Типичный пример использования мобильных систем – организация ситуационного центра.
Все указанные выше категории подразделяются на пять следующих классов:
1) Программные решения (англ. Software solution) устанавливаются на персональный компьютер, ноутбук или мобильное устройство. В качестве периферии для захвата и воспроизведения видео и звука могут использоваться, как встроенные в устройство камера, микрофон или динамик, так и внешние устройства, такие как веб-камера, головная гарнитура или спикерфон. Программные решения, как и аппаратные, имеют отдельные клиентскую часть (аналог аппаратного терминала) и серверную (аналог MCU). Серверная часть, как и клиентская, работает на ПК. Серверные части программных решений не осуществляют перекодирование видеопотоков, а только перенаправляют их на клиентские приложения, что значительно снижает системные требования к аппаратной части ПК, используемых в роли сервера и удешевляет решение в целом. Построение «картинки» из нескольких видеоокон во время групповых видеоконференций, а также кодирование и декодирование данных в программных решениях осуществляется только на клиентской стороне. Использование технологии SVC на серверной части программных решений позволяет в реальном времени изменять качество потоков для каждого из участников, не создавая вычислительную нагрузку на сервер.
Преимущества программных решений:
-
возможность обновлений без необходимости замены аппаратной части;
-
не требуют капитальных вложений в инфраструктуру;
-
нет необходимости в дополнительном оборудовании для реализации доп. возможностей (запись, совместная работа и т.п.);
-
приспособлены для работы на нестабильных каналах связи, таких как интернет;
-
поставляются в виде лицензий.
Общие ограничения программных решений:
-
предназначены в основном для индивидуального использования, так как программные решения практически невозможно применять для проведения групповых сеансов видео-конферен-цсвязи, например, в переговорных комнатах;
-
высокая нагрузка на центральный процессор ПК.
2) Видеоконференции стандартного качества
Видеоконференции стандартного качества (англ. Standard Definition) подразумевают поддержку четырех стандартных видеоразрешений:
SQCIF (128x96), QCIF (176x144), CIF(352х288) и 4CIF (704x576) на скоростях передачи данных от 64 Кбит/с до 768 Кбит/с.
Разрешения SQCIF и QCIF изначально были введены для медленных каналов связи (от 64 Кбит/с) и в настоящее время практически не используются. Разрешение CIF поддерживается на скоростях от 256 Кбит/с. Самое высокое стандартное разрешение 4CIF доступно на скоростях от 384 кбит/с.
Минимальные значения скоростей передачи данных для разрешения могут варьироваться в зависимости от производителя оборудования.
3) Видеоконференции высокой четкости
Класс высокой четкости (англ. High Definition или англ. HD) появился в связи с выпуском на рынок систем ВКС с более высоким разрешением, чем 4CIF, то есть разрешение HD (1280х720), которое требует в несколько раз больше пикселей для построения изображения по сравнению со стандартной видеоконференцсвязью, и, соответственно, для ее передачи необходима более высокая скорость.
Появлению видеоконференции высокой чёткости поспособствовало несколько факторов:
-
в западных странах начался массовый переход на цифровое телевидение, в результате которого мониторы, фотоаппараты, камеры стали поддерживать технологии высокой четкости;
-
в дополнение к H.323 был ратифицирован стандарт сжатия видео H.264, обеспечивающий более эффективный алгоритм сжатия громоздких файлов для передачи видео по сети, в том числе беспроводной;
-
одновременно с этим на рынок было выпущено новое поколение высокопроизводительных специализированных процессоров для обработки видео.
Термин «High Definition» никаким стандартом не определяется. Он появился как маркетинговое понятие, подразумевающее передачу видеоизображения с разрешением выше 4CIF и его сопровождение более качественным звуком. Качество изображения уровня HD может быть получено при ширине канала от 512 кбит/с и выше. При отсутствии необходимой полосы пропускания системы видео-конферен-цсвязи, работающие с разрешением HD, обычно адаптируются под существующий канал связи, уменьшая, соответственно, качество видеоизображения. То есть, если полосы пропускания недостаточно для поддержки качества HD, то система видео-конферен-цсвязи не откажется работать, а автоматически снизит разрешение изображения.
4) Телеприсутствие
Телеприсутствие (англ. TelePresence) – технология проведения сеансов видео-конферен-цсвязи с использованием нескольких кодеков (аппаратных вычислительных блоков терминала видео-конферен-цсвязи), обеспечивающая максимально возможный эффект присутствия за счет специальным образом установленных экранов, мебели, отделки помещения и т.п.
Отличия оборудования телеприсутствия от оборудования видео-конферен-цсвязи высокой четкости:
-
эффект общения собеседников в одной комнате;
-
позиция и размер собеседников;
-
линия взгляда – «глаза в глаза»;
-
инструменты для совместной работы;
-
естественное акустическое окружение;
-
освещение;
-
отделка помещения.
5) Ситуационные и диспетчерские центры
Ситуационные и диспетчерские центры (англ. Situation and Control Centers) или комнаты предназначены для лиц, принимающих решения и могут быть использованы в различных областях деятельности. В общем случае ситуационный центр состоит из ситуационной комнаты, оснащенной всеми коммуникациями, включая средства видео-конферен-цсвязи или телеприсутствия и диспетчерского центра, осуществляющего сбор, анализ и подготовку информации для передачи в ситуационную комнату для принятия решения. Также диспетчерская ситуационной комнаты обеспечивает связь ситуационной комнаты с внешним миром.
Ситуационные и диспетчерские центры предоставляют возможность:
-
экспресс-анализа текущего положения;
-
моделирования сценариев возможных событий;
-
экспертной оценки принимаемых решений и их оптимизации;
-
выбора наиболее эффективного управленческого воздействия на ту или иную ситуацию и так далее.
-
Организация каналов связи для оборудования видео-конференц-связи
Требования к каналам связи для организации видео-конферен-цсвязи[4].
Основой видеоконференции является сетевая технология, предоставляющие возможность в интерактивном режиме общаться, обмениваться данными, обрабатывать их сообща, при этом не только слышать друг друга, но и видеть. Эту возможность обеспечивают специализированные каналы связи между пользователями сети. Соблюдение требований к организации каналов для конференцсвязи гарантирует высокое качество соединения вне зависимости от объемов информации и расстояния, на которое они передаются.
Основные каналы видео-конферен-цсвязи
Сеть Интернет является наиболее простым каналом для организации видео-конферен-цсвязи, не требующим серьезных финансовых затрат. Однако даже в настоящее время Интернет не может являться гарантированным каналом передачи между абонентами аудио и видеоинформации. К тому же, актуальна программа безопасности видеоконференции, иными словами, она может стать достоянием широкой общественности, что в ряде случаев просто недопустимо.
Существуют определенные требования к каналам для организации видео-конферен-цсвязи через всемирную паутину. Необходим статический IP-адрес с пропускной способностью порядка 512 кБит/с в 2 стороны - для обеспечения исходящего и входящего потока трафика. Также необходимыми условиями является:
-
статичный IP-адрес структуры ВКС, с которой создается соединение.
-
шлюз провайдерской сети;
-
маска подсети.
Организация видео-конферен-цсвязи по технологии Generic Routing Encapsulation
Несколько сложнее устанавливается соединение по сетевому протоколу уровня видовой маршрутизации GRE (англ. Generic Routing Encapsulation). В этом случае, срабатывает специальный механизм, который объединяет передающиеся данные и код, защищенный от внешних воздействий. В объектно-ориентированном программировании код и данные могут быть объединены, в этом случае говорят, что создаётся так называемая именуемая инкапсуляция пакетов сетевого уровня.
GRE соединяет другие протоколы и обеспечивает маршрутизацию полученного набора в указанное место назначения. В данном случае обеспечивается достаточная защита видеотрафика, что позволяет предотвратить подавляющее число несанкционированных вторжений в информационное облако видео-конферен-цсвязи. Тот же принцип заложен и в протоколе IPsec (сокращение от IP Security).
Организация видео-конферен-цсвязи по протоколу ISDN
Аббревиатура ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг. Данные инфраструктуры относятся к сетям, в которых основным является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме.
Организация видео-конферен-цсвязи по каналу IP VPN MPLS
Технология IP VPN MPLS сегодня является одной из самых надежных, дешевых и более востребованных для развертывания систем видеоконференций через Интернет. Основным преимуществом MPLS является независимость от особенностей технологий канального уровня, и отсутствия необходимости поддержания нескольких сетей, необходимых для передачи различного рода трафика.
В сетях MPLS VPN благодаря протоколу BGP обеспечивается полная «невидимость» маршрутных пакетов, передаваемых по пути «клиент – клиент», для остальных абонентов сети поставщика услуг. Не имея информации о маршрутах других клиентов, данные невозможно перехватить, поэтому уровень безопасности соединения значительно возрастает по сравнению с другими решениями видео-конферен-цсвязи.
Основную роль в видеоконференции играют каналы связи между абонентами. Рассмотрим несколько методов организации каналов связи для видеоконференций.
1) В сети Интернет. Самый простой и дешевый метод организации видео-конферен-цсвязи – через Интернет. Однако качество сеанса связи в данном случае может быть низким, так как интернет не является гарантированным каналом передачи аудио- и видеоданных. К этому добавляется проблема безопасности видеоконференции, то есть она может стать «общественным достоянием». Для организации видео-конферен-цсвязи через Интернет требуется иметь статические IP-адреса и каналы связи с пропускной способностью не менее 384 кБит/с в обе стороны (для исходящего и входящего трафика).
2) По протоколу ISDN. Аббревиатура ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг. Цифровые сети с интегральными услугами относятся к сетям, в которых основным режимом связи является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме. Данная услуга не очень распространена в России. Один из самых крупных реализованных проектов развития сети ISDN является сеть ОАО «Ростелеком», которая объединяет более 500 городов в РФ и СНГ.
ISDN имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными аналоговыми сетями, однако, по сравнению с новыми телекоммуникационными технологиями передачи данных, имеет ряд критичных недостатков:
-
тяжело отследить, на каком участке произошел сбой связи;
-
низкая оперативность восстановления каналов связи;
-
небольшая распространенность на территории РФ (всего несколько операторов связи поддерживают данную технологию);
-
сравнительно высокая стоимость применения услуги связи при межрегиональном соединении.
3) По технологии IP VPN MPLS. Услуга связи по технологии
IP VPN MPLS в настоящее время является одной из самых надежных и дешевых для организации видеоконференций. Этому способствует:
-
VPN (англ. Virtual Private Network) – виртуальная частная сеть, то есть обобщённое название технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых защищенных соединений (логическую сеть) поверх другой сети.
-
MPLS (англ. Multiprotocol Label Switching) – мультипротокольная коммутация по меткам, то есть механизм передачи данных, который эмулирует различные свойства сетей с коммутацией каналов поверх сетей с коммутацией пакетов.
Сеансы ВКС проводятся, как правило, по каналам ISDN либо IP. И если в сети ISDN можно обеспечить стабильные характеристики передачи аудио-и видеосигнала, то IP-каналы изначально не были рассчитаны на поддержку QoS. Тем не менее, этот недостаток успешно преодолевают специальные программные продукты, которые устанавливаются и работают непосредственно на пользовательских терминалах. Одной из основных проблем является неравномерные промежутки времени между принятыми пакетами данных, а также порядок их поступления. Это может вызывать искажение изображения и звука на принимающем конце. Специальное программное обеспечение, устанавливаемое на пользовательском терминале, позволяет восстанавливать порядок поступления IP-пакетов, временные интервалы между ними, а также синхронизировать их во времени по специальным временным меткам. Такое ПО, например, предлагают компании VCON и RADVision. Кроме того, собственные решения такого рода есть у каждого крупного производителя систем ВКС.
Стандарт Н.323 в качестве основного формата отображения видеокадров использует CIF (Common Intermedi ate Format)— 352 × 288 пикселей. Если предполагается применять более высокое разрешение, то можно использовать иные форматы, например, 4CIF, 16CIF. Цифровой коэффициент, стоящий перед названием формата, свидетельствует о том, сколько стандартных экранов CIF помещается в текущем изображении. Самым качественным считается формат 16CIF (1408 ×1152 — 16 экранов CIF).
Для передачи данных между системами ВКС необходимы каналы связи с достаточной пропускной способностью, требования к уровню которой формируются, исходя из конкретной задачи заказчика. Для обеспечения хорошего качества изображения достаточно пропускной способности канала от 128 до 512 кбит/с. Но для передачи видеоизображения в формате High Definition (1280×720 пикселей), по самым оптимистическим расчетам, канал должен обеспечивать передачу данных со скоростью не менее 1,0 –1,5 Мбит/с. При этом задержка в канале не должна превышать 150 мс в каждую сторону, а ее фазовое дрожание (джиттер)— 50 мс. Важно также учитывать пропускную способность пользовательского терминала (т.е. количество данных, которое сможет обработать устройство без ущерба для качества изображения и звука). Для коллективных терминалов этот показатель находится в пределах 512 кбит/с – 4 Мбит/с (чем больше, тем лучше), но встречаются системы, способные обрабатывать и 8 Мбит/с, например, Sony PCS-HG90.
Очень многое зависит и от специальных алгоритмов сжатия, без которых даже самых «широких» каналов не хватит для передачи обычного потокового видео. Точнее, хватит, но при этом затраты будут неоправданно большими (например, для передачи цифрового телевизионного сигнала в несжатом виде необходима скорость 160 Мбит/с). На сегодняшний день современные алгоритмы сжатия позволяют значительно сократить требования к пропускной способности канала (иногда в сотни раз).
Процесс компрессии и декомпрессии сигнала с помощью видеокодеков производят специализированные платы, встроенные в пользовательские терминалы. Сейчас в системах ВКС наиболее распространены видеокодеки H.263 и H.264, которые используют алгоритмы компрессии MPEG-1,2 и MPEG-4 Part 10 соответственно.
Следует отметить, что на практике организовать качественную видеоконференц-связь можно только по ЛВС, в корпоративной сети предприятия, либо по арендованным IP-каналам с гарантированным качеством. Общедоступные Интернет-каналы в данном случае не подходят, поскольку они не удовлетворяют необходимым требованиям по передаче IP-пакетов — величине задержки и джиттера.
Технология IP VPN MPLS по степени защищенности используемой среды относится к доверительной зоне. Она используется в случаях, когда передающую среду можно считать надёжной и необходимо решить лишь задачу создания виртуальной подсети в рамках большей сети.
-
Основные протоколы и стандарты видео-конференц-связи
Стандартные протоколы передачи данных призваны сделать видеоконференции столь же распространенными, как телефонная и факсимильная связь. Благодаря протоколам системы поддержки видеоконференций разных производителей могут без проблем устанавливать связь между собой, как связываются между собой другие телекоммуникационные устройства. Но прежде, чем начать повествовать про специализированные протоколы видеоконференции, кратко дадим определение протокола [12].
Протокол для видеоконференции – это набор соглашений, который определяет обмен данными между различным программным обеспечением. Протоколы задают способы передачи данных и обработки ошибок в сети, а также позволяют разрабатывать стандарты, не привязанные к конкретной аппаратной платформе.
В 1990 году был одобрен первый международный стандарт в области технологий видеоконференций – спецификация H.320 для поддержки видеоконференций по ISDN. Затем ITU одобрил ещё целую серию рекомендаций, относящихся к видеоконференциям. Эта серия рекомендаций, часто называемая H.32x, помимо H.320, включает в себя стандарты H.321-H.324, которые предназначены для различных типов сетей передачи данных.
Во второй половине 90-х годов интенсивное развитие получили IP сети и Интернет. Они превратились в экономичную среду передачи данных и стали практически повсеместными. Однако, в отличие от ISDN, IP сети были плохо приспособлены для передачи аудио- и видеопотоков. Стремление использовать сложившуюся структуру IP-сетей привело к появлению в 1996 году стандарта H.323 – видеотелефоны и терминальное оборудование для локальных сетей с негарантированным качеством обслуживания (англ. Visual Telephone Systems and Terminal Equipment for Local Area Networks which Provide a Non-Guaranteed Quality of Service).
В 1998 году была одобрена вторая версия этого стандарта H.323 v.2 – Мультимедийные системы связи для сетей с коммутаций пакетов (англ. Packet-based multimedia communication systems). В сентябре 1999 года была одобрена третья версия рекомендаций. 17 ноября 2001 года была одобрена четвёртая версия стандарта H.323.
Сейчас H.323 – один из важнейших стандартов из этой серии. H.323 – это рекомендации ITU-T для мультимедийных приложений в вычислительных сетях, не обеспечивающих гарантированное качество обслуживания (QoS). Такие сети включают в себя сети пакетной коммутации IP и IPX на базе Ethernet, Fast Ethernet и Token Ring.
С целью проведения аудио- и видеоконференций по телекоммуникационным сетям ITU-T разработала серию рекомендаций H.32x. Эта серия включает в себя ряд стандартов по обеспечению проведения видеоконференций:
-
H.320 – по сетям ISDN;
-
H.321 – по сетям Ш-ЦСИО и ATM;
-
H.322 – по сетям с коммутацией пакетов с гарантированной пропускной способностью;
-
H.323 – по сетям с коммутацией пакетов с негарантированной пропускной способностью;
-
H.324 – по телефонным сетям общего пользования;
-
H.324/C – по сетям мобильной связи;
-
H.239 – поддержка двух потоков от разных источников, изображение участника и данных (вторая камера или презентация) выводятся на два разных дисплея или в режиме PIP на один дисплей.
-
H.460.17/.18/.19 – поддержка прохождения аудио- и видеотрафика видео-конферен-цсвязи через NAT и Firewall.
Рекомендации ITU-T, входящие в стандарт H.323, определяют порядок функционирования абонентских терминалов в сетях передачи данных с разделяемым ресурсом, в основном не гарантирующих качества обслуживания.
Рекомендации H.323 предусматривают:
-
управление полосой пропускания;
-
возможность взаимодействия сетей;
-
платформенную независимость;
-
поддержку многоточечных конференций;
-
поддержку многоадресной передачи;
-
стандарты для кодеков;
-
поддержку групповой адресации.
Передача аудио- и видеоинформации, например, в видеоконференциях, весьма интенсивно нагружает каналы связи, и, если не следить за ростом этой нагрузки, работоспособность критически важных сетевых сервисов может быть нарушена. Поэтому рекомендации H.323 предусматривают управление полосой пропускания. Можно ограничить как число одновременных соединений, так и суммарную полосу пропускания для всех приложений H.323. Эти ограничения помогают сохранить необходимые ресурсы для работы других сетевых приложений. Каждый терминал H.323 может управлять своей полосой пропускания в конкретной сессии конференции.
На сегодняшний день большинство производителей оборудования для видео-конферен-цсвязи используют следующие стандарты сжатия видеоизображения:
-
Стандарт H.261 –разработан организацией по стандартам телекоммуникаций ITU. На практике первый кадр в стандарте H.261 всегда представляет собой изображение стандарта JPEG, компрессированное с потерями и с высокой степенью сжатия.
-
Стандарт H.263 – это стандарт сжатия видео, предназначенный для передачи видео по каналам с довольно низкой пропускной способностью (обычно ниже 128 кбит/с). Применяется в программном обеспечении для видеоконференций.
-
Стандарт H.264 – это новый расширенный кодек, также известный как AVC и MPEG-4.
-
Стандарт H.264 High Profile – это самый производительный профайл H.264 с алгоритмом сжатия видео Context Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC), впервые внедрен на оборудовании Polycom, позволяет устраивать HD-видеоконференции на канале от 512 кбит/с.
Для видеоконференций на сегодняшний день чаще всего используются стандарты H.263 и H.264.
Некоторые стандарты компрессии аудиосигнала основаны на технологии оцифровки звука, называемой импульсно-кодовой модуляцией или ИКМ.
Основные аудиостандарты:
-
Стандарт G.711 – это стандарт для аудиокомпандирования, который в основном используется в телефонии.
-
Стандарт G.722 – широкополосный голосовой кодек стандарта
ITU-T со скоростью 32-64 кбит/сек.
-
Стандарт G.723 – это стандарт кодирования речи, принятый
организацией ITU-T в 1988 году.
-
Стандарт G.726 – кодек является стандартом ITU-T адаптивной импульсно-кодовой модуляции – ADPCM и описывает передачу голоса полосой в 16, 24, 32, и 40 кбит/сек.
-
Стандарт G.729 – это узкополосный речевой кодек, который применяется для эффективного цифрового представления узкополосной телефонной речи (сигнала телефонного качества).
ISDN (с англ.Integrated Services Digital Network) является самым первым протоколом связи. Спецификация была сформирована в начале 80-х годов прошлого столетия. Основными преимуществами данного протокола на момент принятия стандарта являлись предоставление множества услуг (телефония, факс и пр.) по уже существующей телефонной сети, а также возможность наращивания скорости передачи данных с использованием каналов связи.
ISDN является технологией с внеканальной сигнализацией. Это значит, что вся сигнальная информация передаётся отдельно от передаваемых данных. Для целей передачи этой информации выделенканал D(16 Кбит/с). Основной поток данных передаётся поканалам B(64 Кбит/с).
Интерфейс доступа - ещё одно важное понятие, - это способ подключения к оборудованию провайдера связи, или, иными словами, набор каналов, предоставляемых клиентам провайдерами. Существует два основных интерфейса доступа:
-
BRI(с англ.Basic Rate Interface) - интерфейс базового доступа. Состоит из двух B-каналов и одного D-канала (сокращённо 2B+D). Эффективная скорость соединения при этом составляет 2*64=128 кбит/с. D-канал используется для передачи сигнальной (служебной) информации.
-
- PRI(с англ.Primary Rate Interface) - интерфейс первичного доступа. Состоит из 30B+D каналов. Эффективная пропускная способность составляет 30*64=1920 кбит/с. PRI обычно используется для высокоскоростного подключения организаций, в которых уже “разделяется” на более мелкие BRI в гнёзда оборудования связи.
Однако ISDN имеет множество недостатков по сравнению с применением H.323 и SIP, основными из которых являются высокая стоимость соединения (сеть с коммутацией каналов, требуется проведение отдельных линий связи), ограниченная пропускная способность, и, как следствие, невысокое качество связи.
Для всех типов кодеков справедливо правило: чем меньше плотность цифрового потока, тем больше восстановленный сигнал отличается от оригинала. Однако восстановленный сигнал гибридных кодеков обладает вполне высокими характеристиками, восстанавливается тембр речевого сигнала, его динамические характеристики, другими словами, его «узнаваемость» и «распознаваемость».
Системы видеоконференций базируются на достижениях технологий средств телекоммуникаций и мультимедиа. Изображение и звук с помощью средств вычислительной техники передаются по каналам связи локальных и глобальных вычислительных сетей. Ограничивающими факторами для таких систем будет пропускная способность канала связи и алгоритмы компрессии/декомпрессии цифрового изображения и звука.
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ВИДЕО-КОНФЕРЕНЦ-СВЯЗИ ДЛЯ ЗАЛА СОВЕЩАНИЙ АО «ГРАЗ»
2.1. Анализ требований организации при разработке системы видео-конферен-цсвязи (ВКС)
В настоящее время завод «ГРАЗ» выпускает автоцистерны и топливозаправщики (в том числе авиационные), полуприцепы и прицепы цистерны из стали и алюминиевого сплава, битумовозы, нефтевозы, мазутовозы, автоцистерны для сбора газового конденсата и пролитых нефтепродуктов. Диапазон выпускаемых кубатур: от 4,9 до 60 кубометров
Завод сотрудничает с многими крупными компаниями, таких как ОАО «Минский автомобильный завод», ПАО «Камаз», ГАЗ, SAF и др. Для постоянной поддержки связи с партнёрами, при этом уменьшить затраты на командировки и с этим снизить затраты было решено установить систему видео-конференц-связи.
Требования организации к системе ВКС для АО «ГРАЗ»:
-
Система должна быть комфортной для работы 10-15 человек.
-
Диагональ экрана, соответствующая числу участников сеанса видеосвязи. Рассчитывается в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1 – Рекомендуемые размеры экрана для ВКС
ВВЕДЕНИЕ
Видеоконференцсвязь (ВКС) является очень важным источником передачи информации, поэтому, применение видеоконференции в управлении, медицине, дистанционном обучении, системах безопасности и других областях приносит огромную пользу.
Конечно, видеоконференция никогда не заменит личного общения, но она позволяет добиться принципиально нового уровня взаимодействия между людьми, даже если их разделяют тысячи километров. Согласно многочисленным исследованиям, на слух человек воспринимает всего лишь десятую часть информации. А вот в случае, когда есть возможность следить за жестикуляцией и мимикой собеседника, уровень восприятия информации становится намного выше. Менеджеры компаний, использующие видеоконференцсвязь в производственных целях, утверждают, что системы ВКС резко сокращают временные и финансовые затраты фирмы на совещания, семинары, командировки их сотрудников и консультации.
Видеоконференцсвязь – это технология, позволяющая людям видеть и слышать друг друга, обмениваться данными и совместно обрабатывать их в интерактивном режиме, используя возможности привычного всем компьютера, приближая общение на расстоянии к реальному живому общению. Области применения видеоконференции огромны.
Благодаря тому, что видеоконференции, предоставляют возможность общения в реальном режиме, а также использования разделяемых приложений, интерактивного обмена информацией, их рассматривают не только как нечто экспериментальное, но и как частичное решение проблемы автоматизации деятельности и предприятия, и человека, дающее большое преимущество по сравнению с традиционными решениями.
Сегодня работать со средствами видео-конферен-цсвязи персонального или группового уровня не намного сложнее, чем пользоваться привычными операционными системами ПК и их приложениями. Затраты на организацию видеосвязи стали вполне доступными как для крупных транснациональных компаний, так и для средних фирм.
Переход от аналогового телевидения к цифровому, достижения в области сжатия видеоинформации и увеличение пропускной способности каналов связи позволяют сегодня реализовывать системы видеотелефонии и видео-конферен-цсвязи с высоким качеством изображения и звука.
Средства проведения видеоконференций, бывшие диковинкой несколько лет назад, уже сейчас находят широчайшее применение в большинстве корпоративных, государственных и частных учреждений. ВКС находит применение везде, где необходимы оперативность в анализе ситуации и принятии решений, консультация специалиста или совместная работа в режиме удаленного доступа над проектами и решениями и т.д. Поэтому существует необходимость разработки концептуальных требований и теоретико-методологических основ построения внедрения ВКС на основе IP-сетей, которые будут играть активную роль в повышении эффективности работы субъектов хозяйствования и функционировании производственных процессов.
Объектом выпускной квалификационной работы является система видео-конфиренц-связи.
Предметом - система видео-конференц-связи для АО «ГРАЗ».
Цель работы - разработка системы видео-конференц-связи для зала совещаний АО «ГРАЗ».
Для достижения поставленной цели, необходимо решенить следующие задачи:
-
провести анализ функциональных возможностей систем ВКС; -
подобрать компоненты для разработки системы ВКС для АО «ГРАЗ»; -
определить затраты на разработку системы ВКС.
ГЛАВА 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ВИДЕО-КОНФЕРЕНЦ-СВЯЗИ
-
Цели и задачи внедрения видео-конференц-связи
Видеоконференция – часть информационной технологии, которая обеспечивает одновременно двустороннюю передачу, обработку, преобразование и представление информации на большие расстоянии в режиме реального времени с помощью современных аппаратно-программных средств вычислительной техники. Взаимодействие участников совещания в режиме видеоконференций также называют сеансом видео-конферен-цсвязи.
Видео-конференц-связь (ВКС) – это современная телекоммуникационная технология интерактивного взаимодействия нескольких, удаленных друг от друга абонентов, при которой между ними в режиме реального времени возможен обмен аудио- и видеоинформацией.
Видеоконференция используется как средство оперативного принятия решения в различных ситуациях, например чрезвычайных; для сокращения расходов на командировку сотрудников в территориально распределенных организациях; повышения эффективности, и.т.д. Пример использования ВКС показан на рисунке 1.
Рисунок 1 – Пример внедрения ВКС
Во многих государственных и частных организациях видеоконференция приносит ощутимые результаты и высокую эффективность, а именно:
-
снижает время на переезды и связанные с ними расходы; -
ускоряет время на принятие решений в чрезвычайных ситуациях; -
увеличивает качество и производительность труда; -
решает кадровые и социально-экономические вопросы; -
дает возможность принимать более обоснованные решения за счет привлечения при необходимости дополнительных экспертов; -
быстро и эффективно распределяет ресурсы, и так далее.
Для общения в режиме видеоконференции абонент должен иметь терминальное устройство (кодек) видео-конферен-цсвязи, видеотелефон или иное средство вычислительной техники. Как правило, в комплекс устройств для видео-конферен-цсвязи входят:
-
центральное устройство – кодек с видеокамерой и микрофоном, обеспечивающего кодирование/декодирование аудио- и видеоинформации, захват и отображение контента; -
устройство отображения информации и воспроизведения звука.
В качестве кодека может применяться персональный компьютер с установленным на нем программным обеспечением для видеоконференций.
Большую роль в видеоконференции играют каналы связи, то есть транспортная сеть передачи данных. Для подключения к каналам связи используются сетевые протоколы IP или ISDN.
Существует два режима работы ВКС, которые позволяют проводить двусторонние (режим «точка-точка») и многосторонние (режим «многоточка») видеоконференции.
Как правило, видеоконференцсвязь в режиме «точка-точка» удовлетворяет потребности только на начальном этапе внедрения технологии, и довольно скоро возникает необходимость одновременного взаимодействия между несколькими абонентами.
Такой режим работы называется «многоточечный» или многоточечной видеоконференцсвязью. Для реализации данного режима требуется наличие активации многоточечной лицензии в кодеке при условии, если устройство поддерживает данную функцию, либо специального видеосервера MCU (англ. Multipoint Control Unit), или программно-аппаратной системы управления.
Для внедрения видео-конферен-цсвязи руководителю (лицу, принимающему решения) организации необходимо определить главную цель применения: проведение совещаний, подбор персонала, оперативность при принятии решений, осуществление контроля, дистанционное обучение, консультация врачей, проведение судебных заседаний, допрос свидетелей и так далее [11]. При этом необходимо учитывать основные правила видео-конферен-цсвязи:
-
гарантированная высокоскоростная услуга связи или выделенные каналы связи только для сеансов видеоконференций; -
стабильное и надёжное электропитание телекоммуникационного оборудования и видео-конферен-цсвязи; -
оптимальные шумо- и эхо- поглощающие особенности помещения, в котором будет установлено оборудование видео-конферен-цсвязи; -
правильное расположение оборудования видео-конферен-цсвязи по отношению к световому фону помещения; -
корректная настройка телекоммуникационного оборудования и видео-конферен-цсвязи по обслуживанию качества услуги связи с приоритетом передачи данных; -
компетентный обслуживающий технический персонал; -
техническое сопровождение и подписка на обновление оборудования через сертифицированного производителем поставщика.
Видеоконференция применяется как средство оперативного принятия решения в той или иной ситуации; при чрезвычайных ситуациях; для сокращения командировочных расходов в территориально распределенных
организациях; повышения эффективности; проведения судебных процессов с дистанционным участием осужденных, а также как один из элементов технологий телемедицины и дистанционного обучения.
Во многих государственных и коммерческих организациях видеоконференция приносит большие результаты и максимальную эффективность, а именно:
-
снижает время на переезды и связанные с ними расходы; -
ускоряет процессы принятия решений в чрезвычайных ситуациях; -
сокращает время рассмотрения дел в судах общей юрисдикции; -
увеличивает производительность труда; -
решает кадровые вопросы и социально-экономические ситуации; -
дает возможность принимать более обоснованные решения за счёт привлечения при необходимости дополнительных экспертов; -
быстро и эффективно распределяет ресурсы, и так далее.
Для общения в режиме видеоконференции абонент должен иметь терминальное устройство (кодек) видео-конферен-цсвязи, видеотелефон или иное средство вычислительной техники. Как правило, в комплекс устройств для видео-конферен-цсвязи входит:
-
центральное устройство – кодек с видеокамерой и микрофоном, обеспечивающего кодирование/декодирование аудио- и видео- информации, захват и отображение контента; -
устройство отображения информации и воспроизведения звука.
В качестве кодека может использоваться персональный компьютер с программным обеспечением для видеоконференций.
Большую роль в видеоконференции играют каналы связи, то есть транспортная сеть передачи данных. Для подключения к каналам связи используются сетевые протоколы IP или ISDN. Существует два режима работы ВКС, которые позволяют проводить двусторонние (режим «точка-точка») и многосторонние (режим «многоточка») видеоконференции.
Как правило, видеоконференцсвязь в режиме «точка-точка» удовлетворяет потребности только на начальном этапе внедрения технологии, и довольно скоро возникает необходимость одновременного взаимодействия между несколькими абонентами. Такой режим работы называется «многоточечный» или многоточечной видеоконференцсвязью. Для реализации данного режима требуется наличие активации многоточечной лицензии в кодеке при условии, если устройство поддерживает данную функцию, либо специального видеосервера MCU (англ. Multipoint Control Unit), или программно-аппаратной системы управления.
-
Основные категории и классы видео-конференц-связи
Учитывая функции и цели применения, оборудование видео-конферен-цсвязи систематизируется на категории и классы [8].
Существуют следующие категории видео-конферен-цсвязи:
1) Персональные системы – обеспечивают возможность индивидуального видеообщения пользователя в режиме реального времени, не покидая своего рабочего места. Конструктивно индивидуальные системы обычно выполняются в виде настольных терминалов либо в виде программных решений.
2) Групповые системы – предназначены для проведения групповых сеансов видео-конферен-цсвязи в переговорных (совещательных) комнатах. Групповая система способна превратить помещение любого размера в студию видео-конферен-цсвязи для проведения интерактивных совещаний. К групповым системам относятся приставки видео-конферен-цсвязи (set-top) стандартного разрешения и с поддержкой высокой чёткости (High Definition). К этой же категории относятся и системы класса TelePresence (телеприсутствие), которые предоставляют собой комплекс средств, обеспечивающий максимальный эффект присутствия удаленных собеседников в одной комнате.
3) Отраслевые системы – это системы, которые применяются непосредственно в определенной отрасли. Например, в медицинской отрасли очень часто применяют системы для проведения операций (телемедицина), в судебной системе – для проведения дистанционных кассационных и надзорных судебных процессов, в нефтегазовой, энергетической, строительной области для оперативности представления информации.
4) Мобильные системы – это компактные переносные системы видео-конферен-цсвязи для использования в удаленных районах и экстремальных условиях. Мобильные системы позволяют за короткое время организовать сеанс видео-конферен-цсвязи в нестандартных условиях. Данные системы обычно используются государственными органами, принимающими оперативные решения (военные, спасатели, врачи, службы экстренного реагирования). Типичный пример использования мобильных систем – организация ситуационного центра.
Все указанные выше категории подразделяются на пять следующих классов:
1) Программные решения (англ. Software solution) устанавливаются на персональный компьютер, ноутбук или мобильное устройство. В качестве периферии для захвата и воспроизведения видео и звука могут использоваться, как встроенные в устройство камера, микрофон или динамик, так и внешние устройства, такие как веб-камера, головная гарнитура или спикерфон. Программные решения, как и аппаратные, имеют отдельные клиентскую часть (аналог аппаратного терминала) и серверную (аналог MCU). Серверная часть, как и клиентская, работает на ПК. Серверные части программных решений не осуществляют перекодирование видеопотоков, а только перенаправляют их на клиентские приложения, что значительно снижает системные требования к аппаратной части ПК, используемых в роли сервера и удешевляет решение в целом. Построение «картинки» из нескольких видеоокон во время групповых видеоконференций, а также кодирование и декодирование данных в программных решениях осуществляется только на клиентской стороне. Использование технологии SVC на серверной части программных решений позволяет в реальном времени изменять качество потоков для каждого из участников, не создавая вычислительную нагрузку на сервер.
Преимущества программных решений:
-
возможность обновлений без необходимости замены аппаратной части; -
не требуют капитальных вложений в инфраструктуру; -
нет необходимости в дополнительном оборудовании для реализации доп. возможностей (запись, совместная работа и т.п.); -
приспособлены для работы на нестабильных каналах связи, таких как интернет; -
поставляются в виде лицензий.
Общие ограничения программных решений:
-
предназначены в основном для индивидуального использования, так как программные решения практически невозможно применять для проведения групповых сеансов видео-конферен-цсвязи, например, в переговорных комнатах; -
высокая нагрузка на центральный процессор ПК.
2) Видеоконференции стандартного качества
Видеоконференции стандартного качества (англ. Standard Definition) подразумевают поддержку четырех стандартных видеоразрешений:
SQCIF (128x96), QCIF (176x144), CIF(352х288) и 4CIF (704x576) на скоростях передачи данных от 64 Кбит/с до 768 Кбит/с.
Разрешения SQCIF и QCIF изначально были введены для медленных каналов связи (от 64 Кбит/с) и в настоящее время практически не используются. Разрешение CIF поддерживается на скоростях от 256 Кбит/с. Самое высокое стандартное разрешение 4CIF доступно на скоростях от 384 кбит/с.
Минимальные значения скоростей передачи данных для разрешения могут варьироваться в зависимости от производителя оборудования.
3) Видеоконференции высокой четкости
Класс высокой четкости (англ. High Definition или англ. HD) появился в связи с выпуском на рынок систем ВКС с более высоким разрешением, чем 4CIF, то есть разрешение HD (1280х720), которое требует в несколько раз больше пикселей для построения изображения по сравнению со стандартной видеоконференцсвязью, и, соответственно, для ее передачи необходима более высокая скорость.
Появлению видеоконференции высокой чёткости поспособствовало несколько факторов:
-
в западных странах начался массовый переход на цифровое телевидение, в результате которого мониторы, фотоаппараты, камеры стали поддерживать технологии высокой четкости; -
в дополнение к H.323 был ратифицирован стандарт сжатия видео H.264, обеспечивающий более эффективный алгоритм сжатия громоздких файлов для передачи видео по сети, в том числе беспроводной; -
одновременно с этим на рынок было выпущено новое поколение высокопроизводительных специализированных процессоров для обработки видео.
Термин «High Definition» никаким стандартом не определяется. Он появился как маркетинговое понятие, подразумевающее передачу видеоизображения с разрешением выше 4CIF и его сопровождение более качественным звуком. Качество изображения уровня HD может быть получено при ширине канала от 512 кбит/с и выше. При отсутствии необходимой полосы пропускания системы видео-конферен-цсвязи, работающие с разрешением HD, обычно адаптируются под существующий канал связи, уменьшая, соответственно, качество видеоизображения. То есть, если полосы пропускания недостаточно для поддержки качества HD, то система видео-конферен-цсвязи не откажется работать, а автоматически снизит разрешение изображения.
4) Телеприсутствие
Телеприсутствие (англ. TelePresence) – технология проведения сеансов видео-конферен-цсвязи с использованием нескольких кодеков (аппаратных вычислительных блоков терминала видео-конферен-цсвязи), обеспечивающая максимально возможный эффект присутствия за счет специальным образом установленных экранов, мебели, отделки помещения и т.п.
Отличия оборудования телеприсутствия от оборудования видео-конферен-цсвязи высокой четкости:
-
эффект общения собеседников в одной комнате; -
позиция и размер собеседников; -
линия взгляда – «глаза в глаза»; -
инструменты для совместной работы; -
естественное акустическое окружение; -
освещение; -
отделка помещения.
5) Ситуационные и диспетчерские центры
Ситуационные и диспетчерские центры (англ. Situation and Control Centers) или комнаты предназначены для лиц, принимающих решения и могут быть использованы в различных областях деятельности. В общем случае ситуационный центр состоит из ситуационной комнаты, оснащенной всеми коммуникациями, включая средства видео-конферен-цсвязи или телеприсутствия и диспетчерского центра, осуществляющего сбор, анализ и подготовку информации для передачи в ситуационную комнату для принятия решения. Также диспетчерская ситуационной комнаты обеспечивает связь ситуационной комнаты с внешним миром.
Ситуационные и диспетчерские центры предоставляют возможность:
-
экспресс-анализа текущего положения; -
моделирования сценариев возможных событий; -
экспертной оценки принимаемых решений и их оптимизации; -
выбора наиболее эффективного управленческого воздействия на ту или иную ситуацию и так далее.
-
Организация каналов связи для оборудования видео-конференц-связи
Требования к каналам связи для организации видео-конферен-цсвязи[4].
Основой видеоконференции является сетевая технология, предоставляющие возможность в интерактивном режиме общаться, обмениваться данными, обрабатывать их сообща, при этом не только слышать друг друга, но и видеть. Эту возможность обеспечивают специализированные каналы связи между пользователями сети. Соблюдение требований к организации каналов для конференцсвязи гарантирует высокое качество соединения вне зависимости от объемов информации и расстояния, на которое они передаются.
Основные каналы видео-конферен-цсвязи
Сеть Интернет является наиболее простым каналом для организации видео-конферен-цсвязи, не требующим серьезных финансовых затрат. Однако даже в настоящее время Интернет не может являться гарантированным каналом передачи между абонентами аудио и видеоинформации. К тому же, актуальна программа безопасности видеоконференции, иными словами, она может стать достоянием широкой общественности, что в ряде случаев просто недопустимо.
Существуют определенные требования к каналам для организации видео-конферен-цсвязи через всемирную паутину. Необходим статический IP-адрес с пропускной способностью порядка 512 кБит/с в 2 стороны - для обеспечения исходящего и входящего потока трафика. Также необходимыми условиями является:
-
статичный IP-адрес структуры ВКС, с которой создается соединение. -
шлюз провайдерской сети; -
маска подсети.
Организация видео-конферен-цсвязи по технологии Generic Routing Encapsulation
Несколько сложнее устанавливается соединение по сетевому протоколу уровня видовой маршрутизации GRE (англ. Generic Routing Encapsulation). В этом случае, срабатывает специальный механизм, который объединяет передающиеся данные и код, защищенный от внешних воздействий. В объектно-ориентированном программировании код и данные могут быть объединены, в этом случае говорят, что создаётся так называемая именуемая инкапсуляция пакетов сетевого уровня.
GRE соединяет другие протоколы и обеспечивает маршрутизацию полученного набора в указанное место назначения. В данном случае обеспечивается достаточная защита видеотрафика, что позволяет предотвратить подавляющее число несанкционированных вторжений в информационное облако видео-конферен-цсвязи. Тот же принцип заложен и в протоколе IPsec (сокращение от IP Security).
Организация видео-конферен-цсвязи по протоколу ISDN
Аббревиатура ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг. Данные инфраструктуры относятся к сетям, в которых основным является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме.
Организация видео-конферен-цсвязи по каналу IP VPN MPLS
Технология IP VPN MPLS сегодня является одной из самых надежных, дешевых и более востребованных для развертывания систем видеоконференций через Интернет. Основным преимуществом MPLS является независимость от особенностей технологий канального уровня, и отсутствия необходимости поддержания нескольких сетей, необходимых для передачи различного рода трафика.
В сетях MPLS VPN благодаря протоколу BGP обеспечивается полная «невидимость» маршрутных пакетов, передаваемых по пути «клиент – клиент», для остальных абонентов сети поставщика услуг. Не имея информации о маршрутах других клиентов, данные невозможно перехватить, поэтому уровень безопасности соединения значительно возрастает по сравнению с другими решениями видео-конферен-цсвязи.
Основную роль в видеоконференции играют каналы связи между абонентами. Рассмотрим несколько методов организации каналов связи для видеоконференций.
1) В сети Интернет. Самый простой и дешевый метод организации видео-конферен-цсвязи – через Интернет. Однако качество сеанса связи в данном случае может быть низким, так как интернет не является гарантированным каналом передачи аудио- и видеоданных. К этому добавляется проблема безопасности видеоконференции, то есть она может стать «общественным достоянием». Для организации видео-конферен-цсвязи через Интернет требуется иметь статические IP-адреса и каналы связи с пропускной способностью не менее 384 кБит/с в обе стороны (для исходящего и входящего трафика).
2) По протоколу ISDN. Аббревиатура ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг. Цифровые сети с интегральными услугами относятся к сетям, в которых основным режимом связи является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме. Данная услуга не очень распространена в России. Один из самых крупных реализованных проектов развития сети ISDN является сеть ОАО «Ростелеком», которая объединяет более 500 городов в РФ и СНГ.
ISDN имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными аналоговыми сетями, однако, по сравнению с новыми телекоммуникационными технологиями передачи данных, имеет ряд критичных недостатков:
-
тяжело отследить, на каком участке произошел сбой связи; -
низкая оперативность восстановления каналов связи; -
небольшая распространенность на территории РФ (всего несколько операторов связи поддерживают данную технологию); -
сравнительно высокая стоимость применения услуги связи при межрегиональном соединении.
3) По технологии IP VPN MPLS. Услуга связи по технологии
IP VPN MPLS в настоящее время является одной из самых надежных и дешевых для организации видеоконференций. Этому способствует:
-
VPN (англ. Virtual Private Network) – виртуальная частная сеть, то есть обобщённое название технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых защищенных соединений (логическую сеть) поверх другой сети. -
MPLS (англ. Multiprotocol Label Switching) – мультипротокольная коммутация по меткам, то есть механизм передачи данных, который эмулирует различные свойства сетей с коммутацией каналов поверх сетей с коммутацией пакетов.
Сеансы ВКС проводятся, как правило, по каналам ISDN либо IP. И если в сети ISDN можно обеспечить стабильные характеристики передачи аудио-и видеосигнала, то IP-каналы изначально не были рассчитаны на поддержку QoS. Тем не менее, этот недостаток успешно преодолевают специальные программные продукты, которые устанавливаются и работают непосредственно на пользовательских терминалах. Одной из основных проблем является неравномерные промежутки времени между принятыми пакетами данных, а также порядок их поступления. Это может вызывать искажение изображения и звука на принимающем конце. Специальное программное обеспечение, устанавливаемое на пользовательском терминале, позволяет восстанавливать порядок поступления IP-пакетов, временные интервалы между ними, а также синхронизировать их во времени по специальным временным меткам. Такое ПО, например, предлагают компании VCON и RADVision. Кроме того, собственные решения такого рода есть у каждого крупного производителя систем ВКС.
Стандарт Н.323 в качестве основного формата отображения видеокадров использует CIF (Common Intermedi ate Format)— 352 × 288 пикселей. Если предполагается применять более высокое разрешение, то можно использовать иные форматы, например, 4CIF, 16CIF. Цифровой коэффициент, стоящий перед названием формата, свидетельствует о том, сколько стандартных экранов CIF помещается в текущем изображении. Самым качественным считается формат 16CIF (1408 ×1152 — 16 экранов CIF).
Для передачи данных между системами ВКС необходимы каналы связи с достаточной пропускной способностью, требования к уровню которой формируются, исходя из конкретной задачи заказчика. Для обеспечения хорошего качества изображения достаточно пропускной способности канала от 128 до 512 кбит/с. Но для передачи видеоизображения в формате High Definition (1280×720 пикселей), по самым оптимистическим расчетам, канал должен обеспечивать передачу данных со скоростью не менее 1,0 –1,5 Мбит/с. При этом задержка в канале не должна превышать 150 мс в каждую сторону, а ее фазовое дрожание (джиттер)— 50 мс. Важно также учитывать пропускную способность пользовательского терминала (т.е. количество данных, которое сможет обработать устройство без ущерба для качества изображения и звука). Для коллективных терминалов этот показатель находится в пределах 512 кбит/с – 4 Мбит/с (чем больше, тем лучше), но встречаются системы, способные обрабатывать и 8 Мбит/с, например, Sony PCS-HG90.
Очень многое зависит и от специальных алгоритмов сжатия, без которых даже самых «широких» каналов не хватит для передачи обычного потокового видео. Точнее, хватит, но при этом затраты будут неоправданно большими (например, для передачи цифрового телевизионного сигнала в несжатом виде необходима скорость 160 Мбит/с). На сегодняшний день современные алгоритмы сжатия позволяют значительно сократить требования к пропускной способности канала (иногда в сотни раз).
Процесс компрессии и декомпрессии сигнала с помощью видеокодеков производят специализированные платы, встроенные в пользовательские терминалы. Сейчас в системах ВКС наиболее распространены видеокодеки H.263 и H.264, которые используют алгоритмы компрессии MPEG-1,2 и MPEG-4 Part 10 соответственно.
Следует отметить, что на практике организовать качественную видеоконференц-связь можно только по ЛВС, в корпоративной сети предприятия, либо по арендованным IP-каналам с гарантированным качеством. Общедоступные Интернет-каналы в данном случае не подходят, поскольку они не удовлетворяют необходимым требованиям по передаче IP-пакетов — величине задержки и джиттера.
Технология IP VPN MPLS по степени защищенности используемой среды относится к доверительной зоне. Она используется в случаях, когда передающую среду можно считать надёжной и необходимо решить лишь задачу создания виртуальной подсети в рамках большей сети.
-
Основные протоколы и стандарты видео-конференц-связи
Стандартные протоколы передачи данных призваны сделать видеоконференции столь же распространенными, как телефонная и факсимильная связь. Благодаря протоколам системы поддержки видеоконференций разных производителей могут без проблем устанавливать связь между собой, как связываются между собой другие телекоммуникационные устройства. Но прежде, чем начать повествовать про специализированные протоколы видеоконференции, кратко дадим определение протокола [12].
Протокол для видеоконференции – это набор соглашений, который определяет обмен данными между различным программным обеспечением. Протоколы задают способы передачи данных и обработки ошибок в сети, а также позволяют разрабатывать стандарты, не привязанные к конкретной аппаратной платформе.
В 1990 году был одобрен первый международный стандарт в области технологий видеоконференций – спецификация H.320 для поддержки видеоконференций по ISDN. Затем ITU одобрил ещё целую серию рекомендаций, относящихся к видеоконференциям. Эта серия рекомендаций, часто называемая H.32x, помимо H.320, включает в себя стандарты H.321-H.324, которые предназначены для различных типов сетей передачи данных.
Во второй половине 90-х годов интенсивное развитие получили IP сети и Интернет. Они превратились в экономичную среду передачи данных и стали практически повсеместными. Однако, в отличие от ISDN, IP сети были плохо приспособлены для передачи аудио- и видеопотоков. Стремление использовать сложившуюся структуру IP-сетей привело к появлению в 1996 году стандарта H.323 – видеотелефоны и терминальное оборудование для локальных сетей с негарантированным качеством обслуживания (англ. Visual Telephone Systems and Terminal Equipment for Local Area Networks which Provide a Non-Guaranteed Quality of Service).
В 1998 году была одобрена вторая версия этого стандарта H.323 v.2 – Мультимедийные системы связи для сетей с коммутаций пакетов (англ. Packet-based multimedia communication systems). В сентябре 1999 года была одобрена третья версия рекомендаций. 17 ноября 2001 года была одобрена четвёртая версия стандарта H.323.
Сейчас H.323 – один из важнейших стандартов из этой серии. H.323 – это рекомендации ITU-T для мультимедийных приложений в вычислительных сетях, не обеспечивающих гарантированное качество обслуживания (QoS). Такие сети включают в себя сети пакетной коммутации IP и IPX на базе Ethernet, Fast Ethernet и Token Ring.
С целью проведения аудио- и видеоконференций по телекоммуникационным сетям ITU-T разработала серию рекомендаций H.32x. Эта серия включает в себя ряд стандартов по обеспечению проведения видеоконференций:
-
H.320 – по сетям ISDN; -
H.321 – по сетям Ш-ЦСИО и ATM; -
H.322 – по сетям с коммутацией пакетов с гарантированной пропускной способностью; -
H.323 – по сетям с коммутацией пакетов с негарантированной пропускной способностью; -
H.324 – по телефонным сетям общего пользования; -
H.324/C – по сетям мобильной связи; -
H.239 – поддержка двух потоков от разных источников, изображение участника и данных (вторая камера или презентация) выводятся на два разных дисплея или в режиме PIP на один дисплей. -
H.460.17/.18/.19 – поддержка прохождения аудио- и видеотрафика видео-конферен-цсвязи через NAT и Firewall.
Рекомендации ITU-T, входящие в стандарт H.323, определяют порядок функционирования абонентских терминалов в сетях передачи данных с разделяемым ресурсом, в основном не гарантирующих качества обслуживания.
Рекомендации H.323 предусматривают:
-
управление полосой пропускания; -
возможность взаимодействия сетей; -
платформенную независимость; -
поддержку многоточечных конференций; -
поддержку многоадресной передачи; -
стандарты для кодеков; -
поддержку групповой адресации.
Передача аудио- и видеоинформации, например, в видеоконференциях, весьма интенсивно нагружает каналы связи, и, если не следить за ростом этой нагрузки, работоспособность критически важных сетевых сервисов может быть нарушена. Поэтому рекомендации H.323 предусматривают управление полосой пропускания. Можно ограничить как число одновременных соединений, так и суммарную полосу пропускания для всех приложений H.323. Эти ограничения помогают сохранить необходимые ресурсы для работы других сетевых приложений. Каждый терминал H.323 может управлять своей полосой пропускания в конкретной сессии конференции.
На сегодняшний день большинство производителей оборудования для видео-конферен-цсвязи используют следующие стандарты сжатия видеоизображения:
-
Стандарт H.261 –разработан организацией по стандартам телекоммуникаций ITU. На практике первый кадр в стандарте H.261 всегда представляет собой изображение стандарта JPEG, компрессированное с потерями и с высокой степенью сжатия. -
Стандарт H.263 – это стандарт сжатия видео, предназначенный для передачи видео по каналам с довольно низкой пропускной способностью (обычно ниже 128 кбит/с). Применяется в программном обеспечении для видеоконференций. -
Стандарт H.264 – это новый расширенный кодек, также известный как AVC и MPEG-4. -
Стандарт H.264 High Profile – это самый производительный профайл H.264 с алгоритмом сжатия видео Context Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC), впервые внедрен на оборудовании Polycom, позволяет устраивать HD-видеоконференции на канале от 512 кбит/с.
Для видеоконференций на сегодняшний день чаще всего используются стандарты H.263 и H.264.
Некоторые стандарты компрессии аудиосигнала основаны на технологии оцифровки звука, называемой импульсно-кодовой модуляцией или ИКМ.
Основные аудиостандарты:
-
Стандарт G.711 – это стандарт для аудиокомпандирования, который в основном используется в телефонии. -
Стандарт G.722 – широкополосный голосовой кодек стандарта
ITU-T со скоростью 32-64 кбит/сек.
-
Стандарт G.723 – это стандарт кодирования речи, принятый
организацией ITU-T в 1988 году.
-
Стандарт G.726 – кодек является стандартом ITU-T адаптивной импульсно-кодовой модуляции – ADPCM и описывает передачу голоса полосой в 16, 24, 32, и 40 кбит/сек. -
Стандарт G.729 – это узкополосный речевой кодек, который применяется для эффективного цифрового представления узкополосной телефонной речи (сигнала телефонного качества).
ISDN (с англ.Integrated Services Digital Network) является самым первым протоколом связи. Спецификация была сформирована в начале 80-х годов прошлого столетия. Основными преимуществами данного протокола на момент принятия стандарта являлись предоставление множества услуг (телефония, факс и пр.) по уже существующей телефонной сети, а также возможность наращивания скорости передачи данных с использованием каналов связи.
ISDN является технологией с внеканальной сигнализацией. Это значит, что вся сигнальная информация передаётся отдельно от передаваемых данных. Для целей передачи этой информации выделенканал D(16 Кбит/с). Основной поток данных передаётся поканалам B(64 Кбит/с).
Интерфейс доступа - ещё одно важное понятие, - это способ подключения к оборудованию провайдера связи, или, иными словами, набор каналов, предоставляемых клиентам провайдерами. Существует два основных интерфейса доступа:
-
BRI(с англ.Basic Rate Interface) - интерфейс базового доступа. Состоит из двух B-каналов и одного D-канала (сокращённо 2B+D). Эффективная скорость соединения при этом составляет 2*64=128 кбит/с. D-канал используется для передачи сигнальной (служебной) информации. -
- PRI(с англ.Primary Rate Interface) - интерфейс первичного доступа. Состоит из 30B+D каналов. Эффективная пропускная способность составляет 30*64=1920 кбит/с. PRI обычно используется для высокоскоростного подключения организаций, в которых уже “разделяется” на более мелкие BRI в гнёзда оборудования связи.
Однако ISDN имеет множество недостатков по сравнению с применением H.323 и SIP, основными из которых являются высокая стоимость соединения (сеть с коммутацией каналов, требуется проведение отдельных линий связи), ограниченная пропускная способность, и, как следствие, невысокое качество связи.
Для всех типов кодеков справедливо правило: чем меньше плотность цифрового потока, тем больше восстановленный сигнал отличается от оригинала. Однако восстановленный сигнал гибридных кодеков обладает вполне высокими характеристиками, восстанавливается тембр речевого сигнала, его динамические характеристики, другими словами, его «узнаваемость» и «распознаваемость».
Системы видеоконференций базируются на достижениях технологий средств телекоммуникаций и мультимедиа. Изображение и звук с помощью средств вычислительной техники передаются по каналам связи локальных и глобальных вычислительных сетей. Ограничивающими факторами для таких систем будет пропускная способность канала связи и алгоритмы компрессии/декомпрессии цифрового изображения и звука.
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ВИДЕО-КОНФЕРЕНЦ-СВЯЗИ ДЛЯ ЗАЛА СОВЕЩАНИЙ АО «ГРАЗ»
2.1. Анализ требований организации при разработке системы видео-конферен-цсвязи (ВКС)
В настоящее время завод «ГРАЗ» выпускает автоцистерны и топливозаправщики (в том числе авиационные), полуприцепы и прицепы цистерны из стали и алюминиевого сплава, битумовозы, нефтевозы, мазутовозы, автоцистерны для сбора газового конденсата и пролитых нефтепродуктов. Диапазон выпускаемых кубатур: от 4,9 до 60 кубометров
Завод сотрудничает с многими крупными компаниями, таких как ОАО «Минский автомобильный завод», ПАО «Камаз», ГАЗ, SAF и др. Для постоянной поддержки связи с партнёрами, при этом уменьшить затраты на командировки и с этим снизить затраты было решено установить систему видео-конференц-связи.
Требования организации к системе ВКС для АО «ГРАЗ»:
-
Система должна быть комфортной для работы 10-15 человек. -
Диагональ экрана, соответствующая числу участников сеанса видеосвязи. Рассчитывается в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1 – Рекомендуемые размеры экрана для ВКС
| Число участников сеанса | Размер диагонали экрана в дюймах |
| 2 - 5 | панель 27” – 32” |
| 6 - 9 | панель 32” – 37” |
| 10 - 20 | панель 40” – 50” |
| более 21 | проектор |
Из этого выходит, что диагональ необходимого нам экрана должна быть более 40 дюймов (100 см).
3) Для каждого из участников и отдельно для председателя должны быть установлены микрофоны. Микрофон должен быть установлен в начале стола, так чтобы им распознавалась речь участника.
4) Расположение системы видеосвязи должно исключить попадание в кадр людей, входящих в помещение в ходе конференции. В поле зрения камеры не должно быть никаких движущихся объектов, за исключением участников конференции.
5) Камера должна быть установлена вблизи середины верхнего края монитора, что обеспечит естественное изображение говорящего у удаленного абонента. Камера должна быть направлена прямо на участников конференции, что обеспечит контакт «глаза в глаза» с удаленным абонентом. Видеокамера должна быть оборудована автоматической системой компенсации изменения в условиях освещенности.
6) Для воспроизведения звука может использоваться специальная аудиосистема или аудиосистема интегрированная в оборудование видео-конферен-цсвязи.
Наиболее подходящей системой для АО «ГРАЗ» является групповая. Данная система устанавливается в отдельном помещении – переговорной комнате. Особенностью групповой системы является большой ЖК/плазменный телевизор для отображения всех участников видеоконференции, что так же подходит по требованиям организации.
-
Выбор оконечного оборудования ВКС
Для реализации выдвинутых требований к организации системы ВКС был разработан план размещения оборудования ВКС (приложение А).
Для захвата звука в переговорных комнатах, рассчитанных на 10 и более человек, рекомендуется использовать конгресс-систему. Конгресс-система — это комплект аудио оборудования, обеспечивающий определённый набор функциональности для проведения конференций, состоящий из центрального блока и нескольких микрофонных пультов типа «гусиная шея». Узконаправленные микрофонные пульты обеспечивают отличный захват звука от каждого участника.
Конгресс-системы бывают проводные и беспроводные. При проектировании ВКС для АО «ГРАЗ» будем использовать беспроводные системы. Звуковой сигнал от микрофонных пультов передается через центральный блок либо в персональный компьютер напрямую (в интерфейс line-in), либо в аудиомикшер или аппаратный терминал видеоконференций.
Беспроводное подключение имеет ряд преимуществ перед проводной организацией конфренец-залов: простота подключения, мобильность, уменьшение дефектов при передаче данных, легкая заменяемость устройств, целостность цепи подключение при неисправной работе одного элемента. Цифровая обработка аудиосигнала возможна благодаря встроенному
DSP процессору, который отвечает за качество звука всей системы. Беспроводное соединение использует двустороннее шифрование.
Состав комплекта ВКС на базе беспроводной конгресс-системы:
1) Терминальный клиент ВКС. В качестве терминального клиента (рисунок 3), выступает компактный ПК на базе Intel NUC последнего поколения, оснащенный процессором Core i3-6100U и памятью DDR4.
Рисунок 3 – Терминальный клиент
Объём дискового пространства, на базе SSD Intel 535 Series, может составлять от 120Гб до 480Гб
Оборудование, подключаемое к терминалу:
-
дисплей при помощи кабеля HDMI; -
блок управления подключается при помощи кабеля USB-3 – RS232-порт. -
Видеокамера подключается кабелем USB-3
В качестве операционной системы можно выбрать Microsoft Windows 10.
-
процессор: Intel Core i3 6100U, 2.3 ГГц (2xCore) ; -
память: 8Гб DDR4; -
встроенная графика: Intel HD Graphics 520; -
накопитель: SSD 120Гб; -
USB 3.0: х4; -
HDMI: х1; -
Mini DisplayPort х1; -
WiFi; -
звук: 8 каналов (7.1); -
тип блока питания: внешний 65 Вт; -
размеры (ШхВхГ): 115 х 48 х 111 мм;
2) Видеокамера CleverMic Wide
В ходе выбора оборудования системы ВКС была выбрана видеокамера CleverMic Wide (рисунок 3).
Рисунок 3 – Видеокамера для ВКС CleverMic Wide
Камеры с 12-ти кратным оптическим зумом являются наиболее универсальным решением для ВКС, поскольку обеспечивают достаточно широкий угол охвата, порядка 70-ти градусов, и, в то же время, обеспечивают крупноплановую видеокамера CleverMic Wide съемку участников, находящихся видеокамера на расстоянии до 10-ти метров от точки съемки.
Видеокамера подключается кабелем USB-3 к терминальному клиенту.
Технические характеристики:
-
ультра-чистое качество видео благодаря сенсору в 12 мегапикселей и светосильному объективу; -
1920x1080p качество с возможностью трансляции 60 кадров в секунду; -
12-ти кратный оптический зум; -
подключение через USB или HDMI/DVI порты; -
быстрое переключения между форматами видео: всего 3 секунды; -
совместимость с USB 3.0; -
совместимость с большинством ПО для видео-конферен-цсвязи; -
многофункциональный пульт управления; -
мягкий и плавный механизм для поворота камеры; -
угол обзора 72.5 градуса; -
память для 255 преднастроек; -
возможность монтажа на потолок; -
увеличение: 12x оптический, 2x цифровой; -
интерфейс видео сигнала: USB3.0&DVI-I; -
разрешение: 1080p59.94/50/29.97/25, 720p59.94/50/29.97/25; -
подключение в "цепь": да; -
сжатый поток: несжатое видео; -
управление: RS232/RS485/IR пульт Д/У, Visca&Pelco P/D&UVC; -
язык экранного меню: китайский, английский , русский, испанский; -
удаленное управление: поддерживает; -
механизм: плавный шаговый мотор; -
угол вращения (горизонтальный): 340°; -
угол вращения (вертикальный): 120°; -
скорость вращения (горизонтально): 0°150°/с; -
скорость вращения (вертикально): 0°80°/с; -
предустановки: 255 предустановок; -
подавление шума: 3D NR; -
размеры (см): 22x17.3x11.7.
3) Блок управления BKR WCS-20M
Для выполнения поставленной задачи, в ходе разработки системы ВКС был выбран беспроводной центральный блок конференц-системы BKR WCS-20M (рисунок 4). Данный блок управления имеет 4 параллельных канала, к каждому из которых может быть подсоединено до 20 микрофонов.
Рисунок 4 – BKR WCS-20M.
К блоку управления подключаются все микрофоны при помощи радиосигнала, блок является радиоприемником, а микрофоны радиопередатчиками. Микрофоны и блок управления синхронизируются между собой по средствам настройки. Блок управления подключается к терминальному клиенту кабелем RS232-порт – USB-3. Аудиомикшер подключается кабелем XLR.
Функции и возможности:
-
дискуссионная беспроводная система с функцией управление камерой; -
подключение до 80 микрофонов, без дополнительных устройств; -
защита данных в сети; -
три режима выступление: FIFO (новый выступающий отключает самого старого), ограничение по времени, ручное управление; -
большой экран на корпусе для отображения информации; -
подходит для организации всех типов конференц-залов и переговорных.
Технические характеристики:
-
сетевое напряжение: DC 12V-17V; -
чувствительность: -105dBm; -
соотношение сигнал/шум (S/N): >90dB; -
коэффициент нелинейных искажений (THD): <0.05%Db; -
рабочее расстояние: около 100 метров; -
предельное рабочее расстояние: до 150 метров; -
размер: 480*370*85мм; -
вес: 7Кг.
4) Беспроводной пульт делегата BKR WCS-201D Silver (13 штук)
Для делегатов видеоконференции был выбран конференц-микрофон делегата BKR WCS-201D (рисунок 6) на «гусиной шее» серебристого цвета. Совместим с управляющим блоком BKR WCS-20M. Имеет встроенный Li-ion аккумулятор.
Рисунок 6 – Конференц-микрофон делегата
Микрофон подключается к блоку управления беспроводным способом.
Возможности:
-
функция индикации состояния и автоматического отслеживания подключения видеокамеры; -
LED-индикатор на передней части микрофона отображает подключен ли микрофон Вкл/Выкл (ON/OFF); -
индикатор-кольцо на корпусе цвета показывает рабочее состояние микрофона; -
возможна работа от батареи или от кабеля питания; -
микрофон на «гусиной шее» -
тип: емкостный; длинной 290 мм;
Технические характеристики:
-
чувствительность: -45±2dB@1KHz; -
Частотная характеристика: 20Hz-18KHz -
скорость ответа: 20Hz-18KHz; -
питание: DC4.5V; -
направленность: однонаправленный; -
срок работы от батареи: 8 часов; -
размеры: 190х125х63 мм; -
вес: 1 Кг; -
цвет: серебристый.
5) Беспроводной пульт председателя BKR WCS-201C Silver
Для председателя видеоконференции выбран конференц-микрофон председателя BKR WCS-201C Silver (рисунок 7) на «гусиной шее» серебристого цвета. Совместим с управляющим блоком BKR WCS-20M. Имеет встроенный Li-ion аккумулятор.
Рисунок 7 – Конференц-микрофон председателя
Микрофон подключается к блоку управления беспроводным способом.
Возможности:
-
функция индикации состояния и автоматического отслеживания подключения видеокамеры; -
LED-индикатор на передней части микрофона отображает подключен ли микрофон Вкл/Выкл (ON/OFF); -
индикатор-кольцо на корпусе цвета показывает рабочее состояние микрофона; -
возможна работа от батареи или от кабеля питания; -
микрофон на «гусиной шее» -
тип: емкостный; -
длиной 290 мм;
Технические характеристики:
-
чувствительность: -45±2dB@1KHz; -
скорость ответа: 20Hz-18KHz; -
питание: DC4.5V; -
направленность: однонаправленный; -
срок работы от батареи: 8 часов; -
размеры: 190х125х63 мм; -
вес: 1 Кг; -
цвет: серебристый.
6) Комплект активных колонок (2шт.) APart SDQ5PIR-W (рисунок 8) — набор из двух громкоговорителей белого цвета, один из которых является активным и имеет встроенный двухканальный усилитель мощности, второй — пассивный и подключается к усилителю активного громкоговорителя.
Набор SDQ5PIR имеет возможность управления по протоколу RS232, с помощью ИК пульта ДУ (поставляется в комплекте), а также с помощью опциональной проводной панели управления.
Рисунок 8 – APart SDQ5PIR-W
Оба громкоговорителя имеют низкочастотный динамик 5.25" и качественный высокочастотный динамик.
Активный громкоговоритель имеет регуляторы громкости и тембра, многофункциональный индикатор, отражающий основные режимы работы и стерео усилитель мощностью 2x30 Вт.
Встроенный усилитель имеет балансные входы (вход B), вход miniJack (вход A) и вход RJ45 к которому дополнительно можно подключить проводную панель управления с локальным линейным входом. С помощью ПДУ или по протоколу RS232 можно активировать вход A, вход B или режим микширования входов A+B. Линейный сигнал с входа проводной панели управления не микшируется с другими входами.