Vícebodové videokonference s využitím standardu H.323, verze 2
Ing. Ludvík Kania
Vysokorychlostní síť TEN-155 (TEN-155 CZ) poskytuje nejen IP síťové služby národním sítím pro vědu a výzkum v celoevropském měřítku, ale vytváří rovněž prostředí pro odzkoušení a zavádění nových komunikačních technologií. Ve výzkumu se stále více využívají multimediální aplikace, které jsou efektivní tehdy, jestliže se mohou spolehnout na přenosové služby s garantovanými parametry. Jedním z významných prostředků pro spolupráci výzkumných týmů v Evropě jsou videokonference. V lednu 1998 došlo ke standardizaci normy H.323, verze 2, která podporuje jak IP síť, tak nativní ATM. V současné době jsou již na trhu videokonferenční systémy založené na tomto standardu.
Hlavním cílem projektu QUANTUM je vybudování celoevropské sítě TEN-155, která bude evropskému akademickému a výzkumnému společenství poskytovat IP síťové služby s přístupovou kapacitou až 155 Mb/s. Současně s "IP" službou bude tato infrastruktura poskytovat přenosové služby s garantovanými parametry (šířka pásma, zpoždění, ...) účastnickým národním sítím pro vědu a výzkum a dalším specifickým skupinám uživatelů. Součástí projektu QUANTUM je testování nových protokolů a technologií, jak v testovacím prostředí, tak v rozlehlé síti, s výhledem zavedení těchto nových technologií a protokolů v pozdější etapě. Tím bude umožněno provozování nových aplikací.Výzkum a vývoj je stále více závislý na spolupráci výzkumných týmů v různých státech v Evropě, které jsou stále více a více založeny na užití multimediálních služeb, které jsou však efektivní pouze tehdy, jestliže se mohou "spolehnout" na přenosové služby s garantovanými parametry, které nemohou být poskytovány na zatížené "best efforts" "IP" síti. Významným prostředkem pro spolupráci jsou videokonference. Videokonference nejsou ničím novým a jsou využívány již více než 10 let a stávají se užitečným a integrujícím nástrojem ve výzkumné i komerční oblasti. V následující části je uveden stručný přehled některých videokonferenčních systémů, které byl testovány, případně využívány již v síti TEN-34 (TEN-34 CZ).
Velmi zajímavou multimediální konferencí je aplikace ISABEL, která je vyvíjena na Madridské univerzitě v rámci projektu NICE (National Host Inter Connection Experiments). Patřičná kvalita vyžaduje rychlejší komunikační spoje, a proto tento projekt staví na linkách typu ATM. Zkušenosti z předešlých let, kdy se využívala kapacita 6 Mb/s ukázaly, že k dostatečné kvalitě zvuku i obrazu dostačuje i poloviční kapacita přenosového pásma.
Multimediální konference se mohou odehrávat také v prostředí klasických LAN/WAN sítí. Existuje řada komerčních a sharewarových produktů pro jejich realizaci. V rámci projektu "Videokonference - forma distančního vzdělávání s využitím vysokorychlostní sítě TEN-34 CZ" (UP Olomouc) byly testovány některé z těchto produktů (Intel ProShare, CU-SeeMe).
V současné době existuje velké množství síťových infrastruktur, které překlenují velké vzdálenosti. Tyto sítě nebývají implementovány na síti ATM. Dokonce, i když linka v rozlehlé síti mezi dvěma místy je realizována přes ATM, je pravděpodobné, že pouze omezená část pásma je dostupná pro individuální aplikace. V prostředí sítě Internet vyla vyvinuta nadstavba pro distribuování audio a video signálů MBONE.
Některé aplikace vyžadují velmi vysokou kvalitu audio a video signálů. Na trhu je již několik produktů, které umožňují přenos audio a video signálů v plné TV kvalitě (Stream Runner AVA/ATV 300, přepínač IBM 8265, ...). Tyto produkty využívají pro přenos audio/video signálů vlastních ATM aplikací s možnou garancí šířky přenosového pásma. Současný stav v této oblasti ilustruje např. videokonferenční systém firmy Fore Systems., který tvoří tři komponenty:
- AVA 300 digitalizuje analogový audio/video signál pro přenos sítí
- ATV 300 dekóduje signál z ATM sítě a konvertuje jej zpět na analogový, který může být zobrazován na standardním zařízení jako je TV
- SVA řídící software pro ovládání AVA-ATV multimediálních zařízení a vytváření distribuovaného multimediálního prostředí. Pro provoz je třeba pracovní stanice s HW podporou zobrazování MJPEG a ATM rozhraní.
K nejrozšířenějším videokonferenčním systémům patří systémy postavené na standardu H.320. H.320 standardizovaný v dubnu 1996, je určen pro videokonference v síti ISDN, která poskytuje "dial up" možnosti pro celosvětový přístup. Mnoho výrobců nabízí konferenční systémy založené na standardu H.320, které používají konvenční ISDN linky. Tyto systémy mají hlavní omezení v kapacitě přenosového pásma. Následuje výčet některých vážných problémů těchto systémů. Výsledky testů, které prováděl Data Communication Magazine mezi pěti videokonferenčními systémy založených na standardu H.320 od Compression Labs Inc., Intel Corp., Northern Telecom Inc., PicturTel Corp. a Vivo Software Inc.)"
- Nízká frekvence vysílání videorámců. Pro video je obvyklé vysílání 30 snímků/sec (NTSC) nebo 25 snímků/sec (PAL). Žádný z testovaných produktů nedosáhl 15-ti snímků/sec.
- Špatná synchronizace audio a video signálů. Testy zaznamenaly rozdíly v synchronizaci až 357 ms.
- Vysoká latence. Latence je čas, který uplyne než pohyby a zvuky udělané jedním účastníkem, mohou být pozorovány druhým účastníkem. Testované systémy měly latenci v rozsahu 270 ms - 590 ms.
- Závislost frekvence snímků a objemu přenášených obrazových dat. Všechny systémy používají nějaký druh kódování změn mezi následujícími snímky, aby snížily objem přenášených dat. Jestliže se subjekt "příliš" pohybuje, důsledkem může být pokles frekvence přenášených snímků. Toto omezuje typ objektů, které mohou být prezentovány (nejsou vhodné videoklipy a jiné materiály obsahující více pohybu).
- Nízká kvalita zvuku. Audio zařízení systémů H.320 jsou omezena na jeden monofonní kanál kvality konvenčního telefonu, někdy i značně horší.
Přes všechny tyto problémy jsou tyto systémy široce využívány v sítích ISDN pro videokonference pracovních týmů.
V listopadu 1996 byla standardizována H.323, verze 1, pro videokonference v "IP" sítích. Zvýšený počet PC připojených k síti, zvýšená výkonnost PC a snížení cen video a PC hardware vytváří podmínky pro využívání videokonferenčních systémů, které jsou založeny na tomto standardu. Chybějící komponenta pro mnoho organizací je však infrastruktura, která by podporovala kvalitní video pro "desktop PC". V minulosti neočekávaný nárůst WWW a používání multimedií donutil mnoho síťových administrátorů zakázat tyto produktivní nástroje na svých sítích, aby "chránili" přenosy dat. Multimedia a videokonference byly přijaty společenstvím uživatelů, ale stále zde nebyla praktická cesta pro správce sítě poskytnout přenosovou kapacitu a řízení přenosových služeb. Dnes, s multimediálními schopnostmi zahrnutými v každém Windows PC, je zde nové nebezpečí pro většinu síťových administrátorů. Sítě, které nevyužívají QoS možností stojí před problémem "selhání" sítě při provozu neplánovaných multimediálních aplikací.
ATM je jedinou technologií, která si může "poradit" s zátěží všech typů přenosu a tedy s přenosy dat a multimediálních informací na jedné infrastruktuře. Toto rychle vedlo k tomu, že v lednu 1998 byl přijat standard H.323, verze 2, který podporuje nativní ATM navíc k "IP" službám. Tento standard rovněž poskytuje interoperabilitu mezi ATM a Ethernetem, a přitom využívá výhod ATM QoS služeb, když je to možné. V rámci výzkumného projektu se předpokládá ověření videokonferenčního systému od firmy Picture Tel s HW podporou od firmy Fore Systems v prostředí vysokorychlostní sítě TEN-155 CZ.
Firma Picture Tel uvedla na trh rodinu produktů pro prostředí LAN-WAN, která umožnila uspokojit jak uživatele videokonference, tak požadavky správce sítě. LiveLAN 3.1 je první videokonferenční produkt, který podporuje ATM Quality of Service podle definice ITU-T H.323, verze 2, Annex C. LiveLAN 3.1 představuje "Desktop Videokonferencing Systém (DVC)", který dává uživateli možnost implementovat kvalitní, cenově přijatelnou videokonferenci na pracovním stole. Rodina H.323 produktů firmy Picture Tel se skládá z těchto čtyř produktů:
- LiveLAN: HW a SW vybavení klientské stanice potřebné pro videokonferenci
- LiveManager: H.323 Gatekeper nebo konferenční manažerský program
- LiveGateway: H.320/H.323 Gateway
- PictureTel 330: H.323 MCU nebo NetConference Multiuživatelský Server Softwar
Pomocí těchto produktů lze uspořádat videokonference v sítích, které poskytují ISDN "dial-up", ATM a Ethernet služby, jak je uvedeno na následujícím obrázku.
LiveLAN 3.1 je videokonference založená na TCP/IP protokolu pracující na platformě stolních počítačů s operačním systémem Windows 95 nebo Windows 98. Spolu s kamerou, video a audio CODEC kartou, reproduktory a mikrofony řeší videokonference po LANu, Intranetu nebo Virtuálních Privátních Sítích až s 30 obrázky za sekundu a rychlostí přenosu do 768 Kb/s a podporou pro nativní ATM podle H.323, verze 2, Annex C.
LiveManager je klíčovým produktem této řady a je PictureTel implementací H.323 Gatekeeper standardu. LiveManager je klient-server aplikace, která zajišťuje video-audio služby pro H.323 kompatibilní terminály jako je LiveLAN, pro gateway jako je LiveGateway a pro MCU jako je PictureTel 330 instalovaný na síti TCP/IP. LiveManager umožňuje správci sítě optimalizovat využívání videa a audia vzhledem ke kapacitám a konfiguracím sítě kontrolou rychlosti LiveLAN videokonference na všech segmentech podnikové sítě.
LiveGateway je kompatibilní s H.323 Gateway specifikací. Kit může být nainstalován na pracovní stanici nebo serveru s Windows NT. Umožňuje napojení LiveLAN a dalších H.323 klientů na síti na systémy ISDN kompatibilní s H.320. LiveGateway spolupracuje s LiveManager, který gateway řídí a monitoruje pomocí SNMP a nastavuje příslušné ISDN parametry.
PictureTel 330 NetConference Multipoint Server Software nainstalovaný na NT serveru umožňuje uživatelům jednoduché plánování, řízení a účast ve víceúčastnických videokonferencích ve virtuálních konferenčních místnostech pomocí sítí IP. PictureTel 330 umožňuje více H.323 klientům jako je LiveLAN nebo Microsoft NetMeeting sdílet společné real-time audio, video a data/dokument s pomocí T.120. H.323 klienti mohou být umístěni kdekoliv na LAN s protokolem IP včetně intranetu, extranetu nebo internetu.
| předchozí příspěvek | program semináře |
![[schéma sítě]](image101.gif)