Принципы работы систем видеоконференцсвязи
Видеоконференция представляет собой онлайновое совещание (или совещание, проводимое дистанционно) между двумя сторонами, в ходе которого все участники могут видеть изображение друг друга и разговаривать с коллегами в режиме реального времени. Для организации такой видеоконференции требуются следующие компоненты:
• микрофон, веб-камера и динамики
• дисплей
• программное обеспечение для записи потока голосовых данных с микрофона, кодирования и передачи его другому участнику и одновременного декодирования цифрового потока голосовых данных, получаемого от удаленного участника видеоконференции (обычно такую программу называют "кодеком")
• программное обеспечение для подключения обеих сторон посредством цифрового канала связи, управляющее передачей голосовых и видеоданных между участниками. На обоих концах канала связи выполняется объединение видео- и голосового трафика и доставка его каждому из участников в реальном времени в форме потока аудиоданных и видеоизображения
• дополнительный инструмент управления для планирования сеансов видеоконференцсвязи
На чуть более высоком уровне можно также предусмотреть возможность обмена контентом, передаваемого с некоторого устройства во время видеовызова. Качество и тип совместно используемого контента зависит от скорости обмена данными во время вызова.
Для описания процесса набора номера и участия в виртуальном совещании пользователи видеоконференцсвязи используют термин "подключение к серверу конференцсвязи". Виртуальным комнатам для совещаний назначаются уникальные "номера сервера конференцсвязи", и пользователи подключаются к видеовызову, "набирая номер сервера конференцсвязи".
Двухсторонняя видеоконференцсвязь
Существуют два способа проведения совещаний с использованием видеоконференцсвязи: двухсторонняя и многосторонняя видеоконференцсвязь. В простейшем сценарии двухсторонней связи соединение устанавливается между двумя пользователями или двумя группами пользователей. Физические компоненты (т.е. микрофон и камера), обеспечивающие возможность проведения совещания, зачастую встроены в настольные системы (например, ноутбук или планшетный ПК) или же они могут сочетаться со специальным оборудованием в переговорных комнатах.
В тех случаях, когда отдельные сотрудники обычно пользуются настольными системами, в групповых решениях применяются специальные технологии видеоконференцсвязи, позволяющие группам участников видеть и слышать друг друга и естественным образом участвовать в совещаниях.
Многосторонняя видеоконференцсвязь
В случае многосторонних видеовызовов устанавливается соединение между тремя или более площадками, при котором все участники совещания могут видеть и слышать друг друга, а также видеть любой совместно используемый контент.
В этом случае цифровые информационные потоки, содержащие голосовые и видеоданные и контент, обрабатываются центральным автономным программным обеспечением. Объединяя видео- и голосовой трафик отдельных участников, программа в реальном времени пересылает общий поток данных обратно участникам совещания в форме голосовых данных и видеоизображения.
Отдельные сотрудники могут участвовать в совещании в режиме "только аудио" или объединять звук с отображением видеотрансляции хода совещания на экране. В зависимости от технических возможностей используемой системы видеоконференцсвязи, для вывода изображения, которое видят участники, может использоваться либо режим "выступающий", либо режим "постоянное прису тствие".
В режиме "выступающий" на экране отображается только изображение выступающего в данный момент участника. В более современных решениях с поддержкой режима "постоянное присутствие" сервер конференцсвязи делит отображаемое на экране на несколько областей. Докладчик отображается в большой центральной зоне, вокруг которой располагаются изображения остальных участников совещания.
Таким образом, в режиме "постоянного присутствия" каждый из участников совещания видит всех остальных и может взаимодействовать с ними в "виртуальной комнате для совещаний".
Программное обеспечение для создания "виртуальной комнаты для совещаний" и аппаратное обеспечение цифровой обработки, на котором она построена, часто называют сервером видеоконференцсвязи. В качестве другого термина для обозначения сервера конференцсвязи часто используется термин "устройство управления многосторонней видеосвязью" или "MCU".
Если проведение двухсторонней видеоконференции особой сложности не представляет, создание и управление многосторонней видеоконференцией может быть сложной задачей. Устройство MCU предназначено для создания, управления и упрощения одновременного проведения нескольких видеоконференций в реальном времени. Дополнительные сложности возникают, если к совещанию подключаются несколько площадок с использованием разноскоростных цифровых или аналоговых потоков, в которых для облегчения взаимодействия применяются различные протоколы передачи данных и сигнализации.
Для подключения таких пользователей к общему виртуальному совещанию MCU должен "уметь" распознавать протоколы разных типов и выполнять преобразование между ними (например, H.264 для взаимодействия по IP-протоколу и H.263 — по протоколу ISDN). MCU должен также позволять всем участникам подключаться к серверу видеоконференцсвязи на самой высокой скорости и с максимально возможным высоким качеством, которые способна поддерживать отдельная система. Несмотря на то, что здесь задействованы два разных процесса, зачастую их объединяют и называют "транскодированием".
Важно отметить, что не все серверы конференцсвязи поддерживают транскодирование, а невозможность его выполнения может серьезно повлиять на качество и удобство совершения видеовызовов. Если транскодирование отсутствует и пользовательское оборудование подключается к серверу конференцсвязи на разных скоростях соединений, вполне вероятно, что поддержка видеосовещаний этим сервером будет ограничена только установлением соединений на самой низкой, общей для всех участников скорости передачи данных. В качестве иллюстрации связанных с этим отрицательных последствий можно представить совещание, на котором большинство пользователей подключились к серверу конференцсвязи из высокоскоростной корпоративной сети, а один или двое участников присоединились к нему из дома по низкоскоростным соединениям DSL или ISDN. В этом случае качество соединения многих корпоративных пользователей снизится до уровня наименьшей общей скорости передачи домашних пользователей, потенциально снижая эффективность видеовызова. Если же MCU поддерживает эффективную функцию транскодирования, пользователи из корпоративной сети будут по-прежнему ощущать HD-качество передаваемого видео, тогда как качество видео удаленных пользователей будет соответствовать скорости их соединения.
Резюмируя можно сказать, что если устройство MCU спроектировано грамотно и обеспечивает простую интеграцию с оборудованием разных поставщиков, а также необходимую или требуемую скорость передачи данных и разрешение при подключении, все пользователи получат простой и удобный способ совместной работы, позволяющий им сосредоточить свое внимание на обсуждаемых вопросах, а не на технологиях.
Язык видеоконференцсвязи
С развитием технологий видеоконференцсвязи появились два основных протокола, обеспечивающих управление сигнализацией для установления, управления прохождением и разъединением видеовызовов: SIP и H.323.
Развитие способов кодирования и декодирования визуальной информации идет в направлении совершенствования отраслевого стандарта, известного как H.264, предназначенного для поддержки высокого качества передачи видео при низкой полосе пропускания в сетях и системах разного типа. Расширением протокола H.264 является технология масштабируемого кодирования видео (SVC). Она разработана для расширения спектра устройств (таких как планшетные ПК и мобильные телефоны), способных поддерживать видеоконференции.
Архитектура и функциональные возможности сервера видеоконференцсвязи
Как описано выше, сочетание программного обеспечения и оборудования для создания виртуальных комнат для совещаний называется "сервером видеоконференцсвязи". Виртуальные комнаты для совещаний опознаются по "номерам серверов конференцсвязи". При совершении нескольких одновременных вызовов программное обеспечение анализирует все поступающие в процессоры сервера конференцсвязи потоки данных и распределяет их соответствующим образом.
На простейшем уровне рабочая нагрузка серверов конференцсвязи по обработке данных зависит от четырех факторов:
• количество площадок, запрашивающих подключение к каждому серверу конференцсвязи;
• число одновременных вызовов, которое может обработать каждый сервер конференцсвязи;
• объем данных, получаемых в каждом цифровом потоке: чем выше уровни разрешения изображений и звука (т.е. режим высокой четкости), тем больше объем данных, требующих обработки;
• уровень транскодирования, осуществляемого сервером конференцсвязи при обработке вызовов, получаемых на разных скоростях передачи и с использованием различных протоколов.
С увеличением рабочей нагрузки каждый сервер конференцсвязи должен обрабатывать больше данных. Следовательно, его производительность необходимо улучшить за счет увеличения количества цифровых сигнальных процессоров (DSP) для кодирования и декодирования цифровых потоков, входящих и выходящих из устройств MCU. Если сервер конференцсвязи перегружен, во время совершения вызовов возможны задержки из-за потери видео или голосовых данных — и то, и другое может ухудшить качество проведения видеосовещания.
Дополнительные ресурсы обработки данных конференцсвязи можно получить либо с помощью более мощного сервера конференцсвязи (с увеличенным количеством цифровых сигнальных процессоров), или же, используя ПО виртуализации, которое позволяет управлять функцией сигнализации, независимо от физического оборудования.
Конференц-вызов с назначенным номером конференции не будет выполняться или же будет обрабатываться специальным устройством. Вызов можно сделать "виртуальным" и назначать его тому физическому серверу конференцсвязи, который располагает ресурсами или пропускной способностью, достаточной для обработки этого вызова. Функция управления виртуализацией отслеживает пропускную способность каждого из физических серверов конференцсвязи и распределяет входящие вызовы соответственно.
В экстремальных, но редких случаях ПО управления виртуализацией может выделять ресурсы для распределения вызова на несколько физических серверов конференцсвязи, которые работают в связке друг с другом. Этот процесс называется "автоматическим каскадированием". ПО выдает ресурсам внутри физического сервера конференцсвязи команду работать по схеме "родительский-дочерний узел", при которой один сервер конференцсвязи, "владеет" конференц-вызовом, а остальные — делят между собой нагрузку.
В режиме постоянного присутствия в условиях презентации сервер конференцсвязи будет автоматически отображать экранные шаблоны, в которых пользователи будут видеть других участников совещания. Сервер конференцсвязи может также поддерживать некоторые административные функции для вызова, такие как: назначение паролей для участия в совещании или же функции интерактивного речевого ответа (IVR), когда участникам совещания воспроизводятся настроенные голосовые приветствия и выдаются инструкции.
Несмотря на то, что большинство участников самостоятельно подключаются к видеоконференции, сервер конференцсвязи можно запрограммировать для выполнения автоматического набора номера с площадки участника, чтобы подключение к совещанию осуществлялось автоматически. Например, сервер конференцсвязи мог бы автоматически активизировать видеокамеры в удаленных комнатах для совещаний и устанавливать связь для совершения запланированного вызова. Участникам этого совещания останется лишь в назначенное время пройти в комнату для видеоконференций и присоединиться к совещанию.
Управление видеовызовами и преобразование протоколов
Для создания масштабируемой архитектуры программная платформа должна поддерживать функцию сигнализации вызова и динамически управлять процессами установления и обслуживания большого количества видеовызовов. Архитектура программного обеспечения должна быть готова к изменению конфигурации и ресурсов в реальном времени, чтобы оптимально их использовать. Кроме того, архитектура программного обеспечения должна распознавать требования к полосе пропускания для инициируемых вызовов, а также политику, связанную с каждым из них (приоритет и важность вызова), и географическую точку, откуда приходит вызов. Получив эти данные, программная платформа может использовать локальные ресурсы вместо перенаправления потоков данных и сигнализации вызова к удаленным ресурсам (что "съедает" большой объем полосы пропускания в дорогостоящих каналах WAN).
Программная платформа должна также немедленно обнаруживать любые отказы оборудования или разъединение каналов связи на уровне всей инфраструктуры, чтобы перенаправлять трафик и восстанавливать вызовы, используя альтернативные ресурсы, без заметного ухудшения качества видеосвязи.
Если системы в разных помещениях заказчика пытаются присоединиться к одному видеовызову на устройствах с разными протоколами (например, H.323, RTV или SIP), платформа видеоконференцсвязи должна сначала выполнить преобразование протоколов, чтобы перевести данные на общий язык, необходимый для правильной обработки информации инфраструктурой. Иными словами, программная платформа должна обеспечивать функцию внутреннего шлюза между устройствами, говорящими на разных языках.
Например, программное обеспечение Polycom® RealPresence® DMA® размещается рядом с серверами конференцсвязи, обеспечивая взаимодействие между внешним миром и ресурсами конференцсвязи. Так обеспечивается оптимизация обработки входящих вызовов виртуальными ресурсами, которыми оно распоряжается. ПО Polycom RealPresence DMA применяет корпоративные правила для упрощения размещения входящих данных о совещаниях на серверах конференцсвязи с учетом пропускной способности, географического положения или иных правил задания приоритетов.
Управление устройствами
Для крупномасштабного развертывания и управления решениями видеоконференцсвязи программная платформа реализует управление и обслуживание аппаратных компонентов инфраструктуры, используя специализированный функциональный модуль — диспетчер устройств (Device Manager).
ПО Device Manager упрощает динамическое выделение устройств и компонентов инфраструктуры видеоконференцсвязи. Если некий аппаратный компонент развернут внутри сети и ее инфраструктуры, Device Manager позволяет выполнить поиск и устранить неполадки таких устройств. Если требуется обновление программного обеспечения, Device Manager поможет выполнить его установку.
Простота инициирования вызовов пользователем — важный фактор, способствующий повышению популярности видеоконференцсвязи. Благодаря созданию удобных порталов планирования связи или ее интеграции в приложение Microsoft® Outlook®, планирование и управление вызовами не представляет труда.
Device Manager позволяет также создавать отчеты, получать подробные сведения о видеовызовах и обрабатывать данные для оценки текущего использования системы и планов расширения сети с использованием видеосвязи.
Обеспечение безопасности
Многим организациям, вложившим средства в видеоконференцсвязь, неминуемо придется помогать мобильным сотрудникам или сотрудникам, работающим дома и желающим подключаться к корпоративной сети, чтобы участвовать в видеоконференциях вместе с коллегами. Поэтому программная платформа должна предусматривать возможность таких подключений и их обслуживания.
Управление контентом
Изначально основным стимулом использования видеоконференцсвязи во многих компаниях была экономия затрат на командировки. В последнее время во многих организациях приходит понимание преимуществ видеоконференцсвязи, способных повлиять на многие направления деятельности организации, включая среди прочего обучение, маркетинг, образование, соблюдение нормативных требований, внутренние коммуникации, рекламу и связи с общественностью.
С ростом популярности видеоконференцсвязи в этих сферах заказчики помимо общения в реальном времени открыли для себя и возможности повторного использования цифровых записей прошедших мероприятий и ранее проведенных совещаний.
Расширяя область применения тех же самых технологий за рамки "совещаний", можно создавать мультимедийные материалы в цифровом виде и впоследствии их изменять, дополнять, архивировать, а также осуществлять широковещательную рассылку в различных средах передачи. Эти материалы можно предоставлять различным целевым аудиториям по запросу.
Например:
• Многоадресная трансляция онлайнового мероприятия.
Программная платформа обеспечивает потоковое вещание записанных веб-трансляций и поддерживает двухсторонний обмен видео с серверами потокового вещания.
• Видео по требованию. Программная платформа автоматизирует создание архивных версий любых онлайновых веб-трансляций мероприятий, обеспечивая заказчикам возможность их воспроизведения в любое удобное время.
• Управление мультимедийным контентом. Программная платформа используется для управления процессами объединения, утверждения, классификации, редактирования и опубликования видеоконтента.
• Хранение и архивирование. Программная платформа определяет правила жизненного цикла хранения видеоконтента с высокими требованиями к пропускной способности: заказчики могут задавать правила сохранения, транскодирования и хранения материалов в облачной сети или в корпоративных ресурсах без ежедневного ручного обслуживания.
С быстрым увеличением спроса на системы видеоконференцсвязи соответствующие решения должны поддерживать надежную, отказоустойчивую, масштабируемую и управляемую инфраструктуру, которая обеспечивает непревзойденное качество работы.
