Корпоративная система видеоконференций

особенности работы и построения

В.И.Щербина к.т.н., технический директор ООО "БИС Инжиниринг"

Особенности оборудования системы видеоконференций

Многоточечный сервер ВК

Многоточечный сервер ВК совместно с системой управления видеоконференциями является гибким модульным многофункциональным средством для поддержки многоточечных ВК. Структурная схема типичного сервера ВК приведена на рис. 1.

Помимо модулей каналов связи, сервер ВК содержит модули звукового процессора и видеопроцессора, синхронизатора изображения и звука, транскодера H.261/H.263, а также набор интерфейсных модулей, связанных системной шиной. Управляющие модули руководят работой всей системы. На "транковом" уровне сервер ВК обычно поддерживает интерфейсы IDNX-PRI (Integrated Services Digital Network Primary Rate Interface) и Т1 (Е1) BBS (Robbed-Bit Signaling), на линейном уровне - интерфейс ISDN-BRI (Integrated Services Digital Network Basic Rate Interface), протокол цифровых соединений DCP (Digital Communications Protocol) и аналоговые линейные каналы для соединения через модемы. Обычно сервер ВК основан на стандартах H.320 и T.120 МСЭ-Т (Сектора Т Международного союза электросвязи) и обладает широкими возможностями транскодирования, что обеспечивает совместимость его с самыми разнообразными средствами видеоконференций. В табл. 3 для примера приведены некоторые характеристики одного из серверов ВК (MCU Lucent Technologies), определяющие его совместимость с другим оборудованием.

Сервер ВК поддерживает видеостандарты, звуковые стандарты и стандарты данных, перечисленные в табл. 4-6.

Многоточечный сервер ВК Montage Multi-location Server 570 фирмы PictureTel обладает такими же свойствами, что и сервер Lucent Technologies MCU. Подобные свойства имеют многоточечные серверы ВК других производителей.

Терминалы видеоконференций

В системе видеоконференций могут быть использованы модели групповых напольных, компактных и настольных видеотерминалов разных производителей. Свойства систем разных фирм в каждой из групп достаточно близки.

Напольные терминалы ВК. В качестве примера в табл. 7 приведены свойства и характеристики групповых напольных терминалов ВК фирмы PictureTel.

Компактные терминалы ВК. К ним относятся системы SwiftSite фирмы PictureTel, свойства которых приведены в табл. 8.

Существует много терминалов других производителей, свойства которых аналогичны терминалам PictureTel.

Настольные терминалы ВК. Это настольные системы, в основу которых положены компьютерные платы (OnWAN 384 Accelerator или аналогичные), устанавливаемые в компьютер, видеокамеры и пакеты программного обеспечения Intel ProShare Video System 500, LiveLAN, LiveManager и LiveGateway. Стык компьютерной платы показан на рис. 2.

Эти средства позволяют работать по протоколам H.320 и H.323 и наряду с групповыми и компактными терминалами ВК могут быть включены в корпоративную систему ВК.

Оборудование системы ВК

Коммуникационные свойства оборудования системы ВК

Основой технологического оборудования видеоконференцсвязи служат терминалы ВК различных конфигураций и сервер ВК с системой управления видеоконференциями. Сервер ВК является главным телекоммуникационным средством многоточечной системы ВК и имеет производительные цифровые интерфейсы для высокоскоростной передачи голосовых сообщений, изображений и данных. Он содержит интерфейсы цифровых сетей интегрированных служб (ISDN): для базовой цифровой скорости (BRI) и первичной цифровой скорости (PRI). Кроме того, он поддерживает протокол прямых цифровых соединений (DCP). При соединении ISDN-PRI на уровне первичной группы группообразования Е1 применяется формат 30B + D, а при ISDN-BRI, - формат 2B + D, где В (64 кбит/с) - поток для основной информации службы, а D (16 кбит/с) - поток управления и сигнализации для присоединенных каналов В. Протокол цифровых соединений DCP применяется для связи терминалов ВК с системой управления с помощью высокоскоростных и мультимедийных соединений (MML). Сервер ВК может подключаться к кодекам H.320, H.CTX для передачи данных через интерфейсы EIA-530, RS449 или V.35 с применением RS366 для сигнализации (дозвона). В случае предоставления полосы по требованию (BONDing) можно осуществлять проведение видеоконференций без использования каналов ISDN-PRI и широкополосных каналов типа H0.

Возможные схемы соединения терминалов ВК

Терминалы видеоконференций соединяются друг с другом с помощью каналов связи и коммуникаторов. Для многоточечной системы видеоконференций главным коммуникатором является многоточечный сервер ВК. В зависимости от взаимного расположения терминалов и сервера ВК, режимов работы устройств, а также используемых сетей связи возможны разнообразные схемы соединения терминалов и серверов ВК. На рис 3. приведена обобщенная схема соединения терминалов и серверов ВК в систему видеоконференций. При значительной взаимной удаленности терминалов ВК связь между ними и сервером, а также между ними самими (в отдельных случаях) осуществляется с использованием каналов магистральных, межрегиональных и региональных сетей связи.

В системе видеоконференций многоточечная видеоконференцсвязь может производиться по протоколам H.320 и H.323 МСЭ-Т. Связь терминалов ВК, работающих по протоколу H.323, с сервером ВК может осуществляться через узлы (Gateway). Соединение узла Gateway с сервером ВК производится по протоколам BRI и V.35/RS336. (На рис. 3 эти соединения показаны слева вверху; остальные соединения относятся к случаям работы по протоколу H.320.)

Подключение сервера ВК к магистральным, межрегиональным и региональным каналам связи может производиться через маршрутизатор, магистральный мультиплексор и цифровую АТС. Соединение сервера с этими устройствами может осуществляться с использованием протоколов PRI/E1, G.703. Подключение терминалов ВК к магистральным, межрегиональным и региональным каналам связи может происходить через мультиплексоры земных станций (HUB) и абонентских станций (VSAT) спутниковой связи, магистральные мультиплексоры (MUX) и АТС. В зависимости от расстояния между терминалами и этим оборудованием соединения могут осуществляться либо непосредственно с использованием протокола V.35, либо с применением модемов или инверсных мультиплексоров.

Некоторые особенности работы подключения терминалов ВК к каналообразующему оборудованию

Непосредственное подключение терминала ВК к каналообразующему оборудованию допускается в тех случаях, когда длина соединительных кабелей невелика. В случаях, когда терминалы и каналообразующее оборудование удалены друг от друга, для их соединения должны использоваться модемы или инверсные мультиплексоры.

Для входа в спутниковую сеть терминалы ВК должны быть подключены к мультиплексору центральной, узловой или абонентской земной станции (ЗС) с использованием интерфейсной платы внутреннего модуля ЗС. В зависимости от расстояния между терминалом ВК и внутренним модулем земной станции подключение производится напрямую либо с применением мультиплексора (модема) (рис. 4, 5). Соединение рекомендуется осуществлять с использованием протокола V.35. Подобные способы подключения подразумевают применение жесткой структуры соединений, слабо приспособленной к дальнейшему развитию. Они уместны для использования в конечных (не узловых) пунктах сети видеоконференцсвязи.

В тех случаях, когда объект видеоконференцсвязи рассматривается как узловой объект, подключение терминала ВК к внутреннему модулю ЗС спутниковой связи следует осуществлять через мультиплексор. На рис. 6 показан вариант подключения терминала ВК к земной станции через магистральный мультиплексор. Терминал ВК подключается к интерфейсному модулю мультиплексора напрямую либо через модем или инверсный мультиплексор, в зависимости от расстояния между терминалом и мультиплексором.

На узловых объектах с развитой телефонной сетью целесообразно подключать терминалы к магистральным сетям через цифровую АТС (рис. 7). При использовании цифровой АТС в качестве коммуникатора потоков данных видеоконференцсвязи следует иметь в виду, что эти данные не должны подвергаться сжатию в АТС, предусмотренному для обычных телефонных сигналов. Другими словами, на период сеанса видеоконференцсвязи должна быть как бы выделена полоса по требованию для передачи цифрового потока с необходимой битной скоростью (в общем случае 256 кбит/с) для каждого из направлений видеоконференцсвязи.

На центральной ЗС или в центральном узле информатизации с разветвленными коммуникациями подключение терминала ВК может быть осуществлено через магистральный мультиплексор, цифровую телефонную станцию или маршрутизатор.

Подключение терминалов ВК к магистральным, межрегиональным и региональным каналам связи через мультиплексоры, цифровые АТС или маршрутизаторы (см. рис. 6) обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с прямым подключением к ЗС. Во-первых, хорошо развитые коммуникационные функции этих устройств позволяют их использовать в качестве узлов видеоконференцсвязи (хотя с некоторыми ограничениями). Во-вторых, благодаря широкому диапазону интерфейсов, присущему этим устройствам, достигается возможность связи терминалов ВК, действующих в разнородных сетях (например, спутниковых и наземных, телефонных и мультимедийных и т.п.). При этом обеспечивается гибкость структуры системы видеоконференцсвязи и дальнейшее наращивание пользовательских услуг, в основном программными, а не аппаратными средствами.

Рабочие места участников процесса видеоконференций

Общие требования

Под "рабочим местом" понимается комплект основного, дополнительного и сопутствующего технологического оборудования, а также других средств, размещенных на специально выделенных площадях и необходимых участнику видеоконференций для выполнения всех предусмотренных технологией функций и процессов. Рабочие места для различных участников процесса отличаются друг от друга по составу оборудования и их оформлению в зависимости от характера технологических процессов, выполняемых каждым из участников. Рабочее место оснащается технологическим оборудованием и технологической мебелью, средствами освещения, электроснабжения и жизнеобеспечения (отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха).

Общие требования включают в себя также требования к технологичности, эргономике, электроснабжению, освещению, шуму, безопасности, гигиене труда и профилактике профзаболеваний.

Рабочее место оператора сервера видеоконференций

В состав оборудования оператора сервера ВК входит система резервирования и управления видеоконференциями, профессиональный персональный компьютер с модемом и абонентский телефонный аппарат (рис. 8).

Рабочие места пользователей системы видеоконференций

Виды рабочих мест. В зависимости от видов конференции, участников и категории терминального оборудования могут быть выделены четыре основных вида рабочих мест (табл. 9).

Индивидуальное рабочее место абонента (пользователя) ВК совпадает с его постоянным рабочим местом в офисе. Групповое рабочее место находится либо в непосредственной близости от постоянного рабочего места одного из участников ВК, либо размещается в отдельно выделенном или приспособленном для этого помещении.

Рабочее место оператора ВК территориально располагается либо вблизи группового рабочего места абонента ВК, либо на участке архива ВК, в зависимости от выполняемой работы. В состав оборудования рабочего места оператора ВК входит комплект оборудования монтажа, кодирования видеофонограмм и изготовления архивных копий, а также терминал управления архивом ВК.

Рабочее место оператора сервера ВК располагается на участке связи вблизи сервера ВК и имеет терминал системы управления видеоконференциями.

Состав оборудования и структурные схемы. Рабочее место пользователя системы видеоконференций включает абонентский терминал ВК индивидуального или группового применения с видеокамерой, микрофоном, видеотерминалом, громкоговорителями и электронными блоками; дополнительное оборудование (документальную видеокамеру, компьютер, дополнительные видеокамеру, микрофон и видеомагнитофон) и сопутствующее оборудование (видеопроектор, системы спецосвещения и звукоусиления). В зависимости от назначения и целей применения рабочего места пользователя дополнительное и сопутствующее оборудование используют в различной комплектации. Структурная схема рабочего места пользователя максимальной конфигурации дана на рис. 9.

Требования к размещению оборудования и людей

Размещение оборудования и людей - пользователей системы ВК - должно отвечать ряду противоречивых требований, часть из которых нормирована. Во-первых, должны быть выполнены нормы МСЭ-Р (сектора Р Международного союза электросвязи) и ЕСВ (Европейского союза вещания), предъявляемые к условиям просмотра видеоматериала и прослушиванию звукового материала, во-вторых, - технические требования размещения каждого из видов оборудования, в-третьих, учтены нормы СНиП в части электро- и пожаробезопасности. Параметры помещения и условия размещения оборудования и людей подлежат расчету с учетом следующих норм и документов:

• соотношение сторон помещения - в соответствии с "благозвучными" соотношениями Болта [1, 2];
• объем помещения и время реверберации - в соответствии с нормами МСЭ-Р (МККР) серии BS [3, 4] и требованиями ЕСВ [5];
• минимальное расстояние громкоговорителей терминала ВК от задней стены и расположение людей относительно громкоговорителей - в соответствии с требованиями МЭК [6] и МСЭ-Р [3, 7];
• шумовые характеристики помещения - в соответствии с нормами МСЭ-Р и ЕСВ [2, 3, 7];
• расположение людей относительно экрана видеомонитора - в соответствии с требованиями рекомендаций МСЭ-Р серии ВТ [8 -10];
• размещение людей относительно стен помещения - в соответствии с требованиями СНиП [11 -13], а также с учетом требований, предъявляемых к освещению фона при видеосъемке.

Требования к размерам помещения определяются с учетом акустических требований к времени реверберации, частотной характеристике и ранним отражениям [5, 7].

Оптимальная планировка рабочего места достигается на основании инженерного расчета. Расчетные результаты параметров рабочих помещений и размещения оборудования и участников индивидуальных и групповых ВК в зависимости от используемых видеотерминалов приведены в табл. 10. Относительное расположение оборудования и участников ВК на рабочем месте показано на рис. 10.

При применении в качестве терминала ВК напольной групповой системы следует использовать значения данных двух последних колонок табл. 10, а при использовании терминалов ВК индивидуального применения - значения данных двух первых колонок.

В случае размещения участников видеоконференции в зале используют дополнительное и сопутствующее оборудование. Основную видеокамеру, установленную обычно на видеотерминале, направляют в сторону докладчика на трибуне, а дополнительную - в зал. Видеотерминал располагают вблизи докладчика и оператора ВК, чтобы они могли следить за изображением. Изображение для участников в зале проецируется на экран. Для них в зале устанавливают дополнительные микрофоны и предусматривают систему звукоусиления. Для обеспечения правильной цветопередачи в залах используют систему спецосвещения. Пример планировки зала для проведения видеоконференций показан на рис. 11.

Особое внимание следует уделять акустике помещений. Акустическая обработка поверхностей стен, потолка и пола должна быть такой, чтобы предотвратить ранние отражения звука, издаваемого участниками и исходящего от громкоговорителей. Автору приходилось сталкиваться со случаями, когда из-за пренебрежения акустическими требованиями ошибка в наведении видеокамеры на рабочем месте пользователя ВК превышала 200. При этом камера наводилась не на говорящего, а на его соседа.

Для проведения групповых видеоконференций важно тщательно проработать светотехнические решения. Так, цветовая температура искусственных источников света в зале должна быть одинаковой во избежание нарушения цветопередачи.

Литература

14. ISO 21 Fire safety. Продолжение следует.