Видеоконференции в сети INTERNET

Групповые системы .

Подобно настольным групповые системы видеоконференцсвязи компактны и  относительно недороги в содержании при общении с большой группой пользователей , но уже в варианте «группа с группой».

На  их базе обеспечивается эффективное  взаимодействие больших и средних  групп абонентов, при этом достаточно высокое разрешения видеопотока позволяет демонстрацию файлов и  документов, отображение которых в настольных системах весьма затруднено. Такие системы используются при организации групповых дискуссий и выступлений, где участники могут находится на значительном расстоянии друг от друга. Групповые видеоконференции требуют использования широкополосных ISDN-линий с высокой пропускной способностью, и из экономических соображений их используют на крупных предприятиях, конференциях или же у руководящего состава организации.

Системы групповых конференций реализуют  полноэкранное видео с частотой обновления видеоданных 30 кадров в  секунду и высокое качество звука. Для этого применяются коммерческие кодеки, мощные аудио- и видеокомпоненты  и широкая полоса пропускания цифровых каналов и PRI-соединение ISDN со скоростью от 384 Кбит/с до 2 Мбит/с. Затраты на реализацию данных систем могут в несколько раз превышать цену настольных аналогов.

Студийные системы.

Отличаясь высоким качеством, студийные  системы требуют специализированного оборудования, высококачественных высокоскоростных линий связи. Естественно, что такие потребности влекут за собой значительные затраты. Эти системы позволяют организовать общение большого числа людей, например, жестко регламентированное взаимодействие аудитории и лектора. Необходимое оборудование: камера студийного качества (их может быть несколько), соответствующие звуковые и контрольные устройства и мониторы, видеосервер и специализированное телекоммуникационное оборудование, а также устройства доступа к каналам спутниковой связи или оптоволоконным линиям.

• Стандарты мультимедийной связи - протоколы семейства H.32x

Принятие Международным союзом по электросвязи (МСЭ) стандарта H.323 открыло  двери для беспрепятственной  интеграции систем мультимедийной конференц-связи с существующими пакетными сетями, в том числе локальными, интрасетями и Internet. До его появления компании, которые хотели иметь базирующуюся на стандартах конференц-связь, использовали оборудование, совместимое с рекомендацией МСЭ Н.320. Хотя этот стандарт во многом способствовал распространению телеконференций, поскольку обеспечивал стыкуемость продуктов различных производителей, он налагал и некоторые ограничения. Большинство Н.320-совместимых систем работает только на линиях базового доступа ISDN (BRI), поэтому компаниям приходилось дополнять существующую у них сетевую инфраструктуру каналами ISDN.

Рекомендации МСЭ, входящие в стандарт Н.323, обеспечивают проведение мультимедийных конференций в пакетных сетях, в том числе в ЛВС Ethernet. Они определяют порядок функционирования абонентских терминалов в сетях с разделяемым ресурсом, не гарантирующих качества обслуживания (QoS). Стандарт Н.323 не связан с протоколом IР, однако, по-видимому, большинство реализаций Н.323 будет основано на этом протоколе, поскольку он широко применяется в корпоративных сетях. Многие известные производители, в том числе корпорации Intel (в семействе продуктов ProShare) и Microsoft (в продукте NetMeeting), обеспечивают поддержку Н.323.

• Что такое H.323?

Набор рекомендаций МСЭ H.323 определяет сетевые компоненты, протоколы и  процедуры, позволяющие организовать мультимедиа-связь в пакетных сетях. Под последними понимаются сети, в  основу функционирования которых заложен  принцип коммутации пакетов.

Пакет — это небольшой фрагмент данных, снабженный заголовком, который  содержит адрес и другие служебные  данные. Пакеты от различных пользователей  передаются через один канал связи  в режиме статистического разделения времени, что обеспечивает очень  высокий коэффициент использования пропускной способности канала связи. Классическим примером пакетных сетей являются IP-сети (включая Internet). H.323-совместимые устройства могут применяться для телефонной связи (IP-телефония), передачи звука и видео (видеотелефония), а также звука, видео и данных (мультимедийные конференции).

• Версии H.323

Стандарт H.323 утвержден 16-й исследовательской  группой МСЭ. Его первая версия, принятая в октябре 1996 г., определила требования к аудиовизуальным системам и  оборудованию ЛВС.

В связи с появлением множества  аппаратно-программных средств организации  телефонной связи по протоколу IP потребовалось  внести изменения в спецификации H. 323, так как эти средства зачастую оказывались несовместимыми друг с  другом. В частности, понадобилось обеспечить взаимодействие телефонных устройств на базе ПК и обычных телефонов для сетей, функционирующих по принципу коммутации каналов. Вторая версия H.323, учитывающая новые требования, была принята в январе 1998 г.

Сейчас готовится следующая  версия стандарта. В ней будут описаны создание пакетных сетей факсимильной связи и организация связи между H.323-шлюзами. Речь идет и о таких функциях, распространенных в современной телефонии, как уведомление о поступлении второго вызова и режим справки. Некоторые компании добиваются включения в H.323 поддержки мультимедиа-возможностей, основанных на предложенном IETF протоколе Session Initiation Protocol. Помимо «телефонных» функций новая версия будет дополнена средствами, позволяющими учитывать параметры сеансов для целей тарификации, а также поддержкой каталогов — вместо цифровых IP-адресов можно будет пользоваться именами абонентов.

• Стандарты семейства H.32x

Стандарт H.323 входит в семейство  рекомендаций H.32x, описывающих порядок  организации мультимедиа-связи в сетях различных типов:

• H.320 — узкополосные цифровые коммутируемые сети, включая ISDN;
• H.321 — широкополосные сети ISDN и АТМ;
• H.322 — пакетные сети с гарантированной полосой пропускания;
• H.324 — телефонные сети общего пользования (ТфОП).

Одна из основных целей разработки стандарта H.323 — обеспечение взаимодействия с другими типами сетей мультимедиа-связи. Данная задача реализуется с помощью шлюзов, осуществляющих трансляцию сигнализации и форматов данных.

• Основные компоненты H.323

Стандарт H.323 определяет четыре основных компонента, которые вместе с сетевой структурой позволяют проводить двусторонние (точка—точка) и многосторонние (точка—много точек) мультимедиа-конференции.

Терминал H.323 может представлять собой  ПК или автономное устройство, способное выполнять мультимедиа-приложение. Он обязан обеспечивать звуковую связь и может дополнительно поддерживать передачу видео или данных. Вследствие того, что основной функцией терминала H.323 является передача звука, он играет ключевую роль в предоставлении сервиса IP-телефонии.

H.323-терминал должен поддерживать  протоколы H.245, Q.931, RAS, RTP/RTCP и семейство  протоколов Н.450, а также включать  в себя аудиокодек G.711. Его дополнительными  компонентами могут быть другие  аудиокодеки  и видеокодеки  H.261 и/или H.263. Необязательной является поддержка протокола совместной работы над документами T.120.

Шлюз (gateway) не входит в число обязательных компонентов сети H.323. Он необходим  только в том случае, когда требуется  установить соединение с терминалом другого стандарта. Эта связь обеспечивается трансляцией протоколов установки и разрыва соединений, а также форматов передачи данных. Шлюзы H.323 широко применяются в IP-телефонии для сопряжения IP-сетей и цифровых или аналоговых коммутируемых телефонных сетей (ISDN или ТфОП).

Контроллер зоны (gatekeeper) — важнейший  компонент H.323-сети и центральная  точка для всех обращений внутри одной зоны. H.323-зона — это совокупность терминалов, шлюзов и серверов MCU, управляемых  одним контроллером. В зоне присутствует по крайней мере один терминал, а кроме того, она может включать сегменты ЛВС, объединенные маршрутизаторами .

Контроллер зоны — необязательный компонент сети H.323, однако если он присутствует в сети, то терминалы и шлюзы  должны использовать его услуги. Отметим, что он может быть выполнен как часть шлюза или сервера MCU.

Стандарт H.323 определяет основные и  дополнительные функции контроллера  зоны. К первой группе относятся  трансляция адресов, контроль за установлением  соединений между терминалами, а  также последних с шлюзами и серверами MCU, управление полосой пропускания и др. Во вторую группу входит, в частности, такая важная функция, как маршрутизация вызовов. Она позволяет повысить эффективность работы сети, поскольку контроллер способен выбирать маршрут соединения на основе, например, данных о загрузке шлюзов своей зоны. Эта функция может служить и для переадресации вызова при отсутствии возможности установить соединение с вызываемым абонентом.

• Функции контроллера зоны.

В таблице приведены примеры  функций контроллера зоны.

Функции	Описание
Основные
Трансляция    адресов	Преобразование внутренних адресов  ЛВС и телефонных номеров формата E.164 (применяются в сетях ISDN) в  транспортные адреса протоколов IP или IPX
Управление    доступом	Авторизация доступа в H.323-сеть путем обмена RAS-сообщениями «запрос регистрации» (ARQ), «удовлетворение запроса» (ACF) и «отклонение запроса» (ARJ). Например, если сетевой администратор установил лимит числа одновременных соединений, то при достижении этого порога контроллер зоны будет отклонять новые запросы на доступ. Параметру данной функции может быть присвоено значение «0», что означает допуск всех оконечных точек в H.323-сеть
Управление    полосой    пропускания	Используются RAS-сообщения «запрос  ширины полосы пропускания» (BRQ), «удовлетворение запроса» (BCF) и «отклонение запроса» (BRJ). Параметру данной функции может быть присвоено значение «0», что означает автоматическое удовлетворение всех запросов на изменение полосы пропускания
Дополнительные
Управление    процессом    установления    соединений	При двусторонней конференции контроллер способен обрабатывать служебные сообщения  протокола сигнализации Q.931. Контроллер может служить и простым ретранслятором таких сообщений от оконечных  точек
Авторизация    соединения	В соответствии со спецификациями Q.931 допускается отклонение контроллером запроса на установление соединения. Среди оснований — ограничение  прав или времени доступа, а также  другие критерии, находящиеся вне  рамок стандарта Н.323
Управление    вызовами	Контроллер зоны может отслеживать  состояние всех активных соединений, что позволяет управлять вызовами, обеспечивая выделение необходимой  полосы пропускания и баланс загрузки сетевых ресурсов за счет переадресации  вызовов на другие терминалы и  шлюзы

Сервер многосторонней конференции (MCU) обеспечивает связь трёх или  более H.323-терминалов. Все терминалы, участвующие в конференции, устанавливают  соединение с MCU. Сервер управляет ресурсами  конференции, согласовывает возможности  терминалов по обработке звука и видео, определяет аудио- и видеопотоки, которые необходимо направлять по многим адресам.

• Другие компоненты и протоколы

Видеоконференции стандарта H. 323 не зависят от типа сети пакетной коммутации и транспортных протоколов, используемых для их проведения. Однако стандарт определяет компоненты и протоколы, без которых мультимедийная конференция с применением программно-аппаратных средств от разных производителей становится невозможной (рис. 2). Такими обязательными элементами являются аудио- и видеокодеки, протоколы RAS, Q.931, H.245, RTP, RTCP, семейство рекомендаций Н.450.

Аудиокодек предназначен для оцифровки  аналогового звукового сигнала  и сжатия полученного цифрового  сигнала, а также проведения обратной операции. Стандартом H.323 предусмотрена возможность использования пяти кодеков — G.711 (преобразование 3,1-кГц аналогового сигнала для передачи в цифровой форме на скоростях 48, 56 или 64 кбит/с), G.722 (7 кГц; 48, 56 или 64 кбит/с), G.723 (3,1 кГц; 5,3 или 6,3 кбит/с), G.728 (3,1 кГц; 16 кбит/с) и G.729 (3,1 кГц; 8 кбит/с). Каждый терминал должен поддерживать по крайней мере один аудиокодек.

Видеокодек предназначен для кодирования/раскодирования кадров видеопотока. Хотя стандарт H.323 определяет поддержку видео как  необязательную услугу, каждый видеотерминал должен включать в себя кодек H.261. Он обеспечивает передачу оцифрованного видеопотока по одному или множеству каналов с пропускной способностью 64 кбит/с. Особенность этого кодека заключается в том, что часть кадров кодируется полностью, а в остальных кадрах — только их изменения.

Кроме того, H.323 допускает применение кодека H.263. Он обеспечивает передачу более  качественного видео, но на меньших  скоростях (передаются лишь коды изменений  кадров). Взаимодействие между терминалами H.261 и H.263 возможно, поскольку те и другие поддерживают формат разрешения QCIF (176x144 пиксела).

Протокол сигнализации RAS (регистрации, подтверждения и состояния) применяется  для передачи служебных сообщений  между терминалами и контроллером зоны. RAS-сообщения служат для регистрации терминалов, допуска их к сеансу связи, изменения используемой полосы пропускания, информирования о состоянии сеанса и его прекращении. В отсутствии контроллера зоны протокол RAS не задействуется.

Протокол сигнализации Q.931 используется для установления и разрыва соединений между двумя терминалами H.323, а также между терминалом и шлюзом. Служебные сообщения этого протокола передаются поверх TCP.

Протокол управления мультимедийной конференцией H.245 обеспечивает:

• согласование возможностей компонентов;
• установление и разрыв логических каналов;
• передачу запросов на установление приоритета;
• управление потоком (загрузкой канала);
• передачу общих команд и индикаторов.