В экспериментальной системе видеоконференций CU-SeeMe, разработанной в Корнуэлльском университете, входное изображение представляется 16 градациями серого цвета с 4 битами на пиксел. Изображение разбивается на блоки пикселов общим количеством 8х8. Кадр сравнивается с предыдущим, и пересылаются только блоки, в которых произошли значимые изменения. Компрессия этих блоков происходит по алгоритму сжатия без потерь, разработанному специально для системы CU-SeeMe. С учетом возможных потерь данных в канале связи периодически пересылаются и неизменившиеся блоки. Степень сжатия изображения составляет 1,7:1. Алгоритм компрессии изначально был разработан для аппаратно-программной платформы Macintosh. Он работает с восемью 4-битными пикселами как 32-битными словами. Для системы CU-SeeMe минимальная пропускная способность канала связи должна быть не ниже 80 Кбит/с.
Стандарт Indeo
Фирма Intel разработала метод компрессии/декомпрессии Indeo. В основе метода лежит расчет изображения текущего кадра по данным предыдущего. Передача кадра происходит только в том случае, если расчетные значения значимо отличаются от реальных. Компрессия осуществляется по методу 8х8 FST (Fast Slant Transform), в котором используются только алгебраические операции сложения и вычитания. Степень сжатия в методе Indeo составляет 1,7:1.
8.4. Виды видеоконференций
Большая часть существующих на сегодняшний день систем видеоконференций - это либо аппаратные решения, либо системы, объединяющие аппаратные и программные компоненты. Их можно разбить на три основные группы:
1. Студийные видеоконференции - системы высшего класса, реализованные преимущественно аппаратными средствами. Они требуют высокоскоростных линий связи и четкой регламентации сеансов. Обычно такая система объединяет одного выступающего с большой аудиторией. Стоимость студийных видеоконференций составляет от 30 тыс. дол.
2. Групповые видеоконференцииобеспечивают одновременную связь между группами участников. Применяются как аппаратные, так и программно-аппаратные решения, которые, как правило, требуют использования специального оборудования и наличия линии ISDN. Стоимость - от 5 до 30 тыс. дол.
Во время серьезных переговоров, дистанционного обучения, медицинских консилиумов в режиме удаленного доступа требуются высокое качество звука и изображения на экране. Для этих целей больше подойдут групповые видеоконференции, где используются высококачественные видеокамеры и устройства аудиосвязи, обеспечивающие HiFi-качество звука и полноэкранное видео. Соответственно, для их проведения необходимы более качественные, чем дисплей ПК, мониторы. Многие системы этого уровня включают такие мониторы в свой стандартный комплект.
Групповая видеоконференция позволяет членам разных групп видеть друг друга и обсуждать конкретные проблемы. Когда у экрана сидят несколько участников, возможности разделения данных могут оказаться не столь актуальными, как в случае диалога двух пользователей, однако ведущие системы этого уровня включают в себя подобные средства.
3. Персональные видеоконференции- обычно системы программно-аппаратного типа, поддерживающие диалог двух участников. Для проведения конференции необходим ПК с мультимедийными возможностями и канал связи (например, локальная сеть). Стоимость системы варьируется от 1,5 до 7 тыс. дол.
Персональные видеоконференции обеспечивают диалог двух или более (в многоточечном режиме) пользователей с помощью обычного ПК. Комплект такой системы включает в себя кодек (может быть реализован как аппаратно, так и программно), видеокамеру (монтируется на ПК), наушники и микрофоны для аудиосвязи, средства подключения к сети, ПО управления видеоконференцией и прикладные средства для поддержки совместной работы с данными. Требуется ПК с мощным процессором (486 или Pentium), достаточным объемом оперативной и внешней памяти и, как правило, операционной системой MS Windows (3.11, 95, NT).
В процессе общения пользователь имеет возможность видеть как своего собеседника, так и собственное видеоизображение. Часть экрана занимают видеоокна, а в оставшейся части могут размещаться окна приложений совместной работы с данными, которые являются неотъемлемой частью современной системы персональных видеоконференций.
Обеспечивая личное общение вкупе с возможностями сотрудничества на расстоянии, персональные видеоконференции позволяют эффективно организовывать решение текущих бизнес-задач, соединяя, например, разрабатывающих общий проект сотрудников компании, поставщика и заказчика корпоративной продукции, руководителя и работающего дома подчиненного.
Проводимые на Западе исследования показывают, что наиболее бурно развиваются групповые и персональные видеоконференции. Это и понятно: системы именно такого уровня предназначены для решения повседневных задач в различных областях бизнеса, медицины, науки, государственного управления и т. д.
Чтобы обеспечить видеоконференцсвязью несколько участников одновременно, как правило, необходимы специальные устройства - модули управления многоточечными конференциями (Mul-tipoint Conferencing Unit, МCU). Ряд компаний выпускает такие системы, различные по техническим характеристикам и числу поддерживаемых участников. Например, MCU II компании VTEL позволяет проводить видеоконференции более чем с 250 рабочими местами, а устройства MCU компаниb PictureTel обеспечивают связь от 4 до 48 узлов.
Обычно во время многоточечной видеоконференции вы можете видеть на экране только одного участника - того, который говорит в данный момент. Однако в некоторых системах, выпущенных в последние годы (например, MCU компании PictureTel или мультимедийном видеосервере компании Videoserver) реализовано так называемое "непрерывное присутствие" - возможность видеть на экране несколько или даже всех участников видеоконференции. Если MCU поддерживают каскадное подключение, то с помощью определенного числа таких устройств можно охватить видеоконференцсвязью сколь угодно большое число пользователей.
8.5. Виды сетей для видеоконференций
Какую бы систему вы ни выбрали, необходимым условием для проведения видеоконференции, естественно, является наличие канала связи. Как правило, такие каналы обеспечивают сети ISDN, ЛС или обычные телефонные линии. Последние привлекают своей доступностью и дешевизной, однако при скорости передачи 28,8 кбит/с и небольшом размере видеоокна практически невозможно получить частоту смены кадров выше 10 кадров/с, что неизбежно влияет на качество изображения (хотя качество звука может вполне устраивать участников видеоконференции).
До настоящего времени самой распространенной средой передачи для видеоконференции были линии ISDN. Однако аналитики прогнозируют, что в ближайшие годы начнется активное использование настольных видеоконференций в локальных сетях. В связи с этим стоит обратить внимание на устройства поддержки видеконференций, реализующие функции шлюза между ЛС и линией ISDN. Такие системы выпускает, в частности, PictureTel - ее ПК-сервер LiveGateway обеспечивает взаимодействие между локальной сетью и ISDN, что позволяет обойтись без достаточно дорогого подключения ПК непосредственно к ISDN-линии. Шлюзы позволят сотрудникам, работающим в локальной сети компании, связываться по ISDN с удаленными филиалами или сотрудниками, находящимися вне офиса.
Для высококачественных видеоконференций обычно достаточно 384 Кбайт/с, хотя приемлемые характеристики достигаются и на скоростях ISDN - 128 Кбайт/с. Это лишь малая доля полной пропускной способности даже сети 10BaseT, однако четыре или пять одновременно активных видеоконференций способны существенно повлиять на функционирование сети 10BaseT.
Данная проблема имеет три решения. Первое состоит в ограничении числа одновременно активных конференций. Второе заключается в ограничении пропускной способности для пользователей каждой конференции. Третье решение - увеличить доступную пропускную способность сети. Первые два решения можно реализовать с помощью функционирующего на сервере диспетчера, такого как LiveManager компании PictureTel - привратника H.323, координирующего вызовы видеоконференций. Реализация третьего потребует, например, замены концентраторов на коммутаторы для повышения совокупной пропускной способности сети или перехода на сеть 100BaseT. Для очень крупных сетей требования к пропускной способности нуждаются в тщательном анализе, так как базовым магистралям таких сетей придется передавать сотни вызовов видеоконференций.
Кроме того, продукты видеоконференций имеют ограниченные возможности контроля использования и выставления счетов клиентам, однако поддержка подобных средств продолжает расширяться. Очень важное значение имеет интеграция с комнатными системами конференций, даже если они в настоящее время не инсталлированы. По завершении экспериментального этапа апробации данной технологии добавление такой системы конференций станет естественным шагом.
Наконец компании необходимо решить проблемы защиты. Системы видеоконференций становятся более полезными при увеличении расстояния между абонентами. К сожалению, предоставление удаленному пользователю возможности доступа к сети не является первоочередной задачей в списке приоритетов большинства администраторов сети. Вопросы защиты необходимо решить, даже если доступ к видеоконференции - единственный применяемый метод удаленного доступа. Защита имеет значение независимо от того, каким образом поступает вызов - через Internet или через шлюз ISDN H.320. Последний метод гарантирует обычно лучшую защиту. Доступ через Internet можно контролировать с помощью брандмауэра, но последний не всегда хорошо справляется с трафиком видеоконференций. Предоставление избирательного доступа оказывается непростой задачей в случае некоторых брандмауэров и инструментальных средств организации видеоконференций. Например, некоторые администраторы сетей в целях организации видеоконференций для удаленных пользователей и удаленных филиалов предпочитают применять Internet, но не допускают произвольного подключения из любого узла Internet.