Videokonferenčni sistemi

Videokonferenca je prenos slike, govora  in podatkov (video, avdio, podatki) med različnimi lokacijami. V principu jo lahko primerjamo kar z že dobro poznanim telefonskim
klicem. Pri telefoniranju se preko omrežja prenaša zvok – govor, videokonferenco pa lahko smatramo na nek način kot nadgradnjo tega, saj
omogoča tudi prenašanje slike.

1 Uvod

Danes je izredno pomeben pretok svežih informacij. S tem mislim tako zanesljivo informacijsko pot od sporočevalca do naslovnika, kot tudi zanesljivost in varnost samega pretoka informacije. Soraj ni podjetja, ki bi lahko v sodobnem poslovnem svetu uspelo brez hitre internetne povezave. Informacijska podpora ni več nekaj, kar bi imeli zaradi razkošja ali modernosti, ampak je nujnik, ki si ga mora vsako podjetje primerno razviti. Pri večjih korporacijah, ki imajo svoje branže in poslovalnice mora biti vodenje oddaljenih lokacij spretno in hitro, nastopanje vodilinih pa kar se da osebno. Ključni dejavnik je prav čas. Pravijo, da je ta denar in to načelo v poslovnem svteu zagotovo velja. Sestankovanje vodilnih v podjetju, vodilnih različnih branž, poslovalnic je lahko zamudno, utrjajoče in naporno (medsebojna geografska oddaljenost poslovalnic). Vse to ne vpliva samo na počutje zaposlenega, pač pa tudi na kakovost takšnih srečanj. Dandanes preko računalnika in interneta  lahko počnemo že praktično vse. Tudi videokonfernce so v večjih podjetjih vse bolj prijlubljen način sestankovanja. Ali so v primerjavi z običajnimi načini opravičljiv strošek, kako je to uporabno v praksi? Vse to bom poskušal prikazati skozi to nalogo.

2. Kaj je videokonferenca?

Je prenos slike, govora  in podatkov (video, avdio, podatki) med različnimi lokacijami. Načinov prenosa je več, tem se bomo posvetili kasneje. Obsataja več vrst priprav, tako fizičnih naprav, kot tudi računalniških programov, ki omogočajo podobno funkcionalnost.

V osnovi jih lahko razdelimo na:

  • kamera (zajem in pošiljanje videa na oddaljeno lokacijo),
  • video predvajalnik (predvajanje dospelega videa), 
  • mikrofon-i (zajem in pošiljanje zvoka na oddaljeno lokacijo), 
  • zvočniki (predvajanje dospelega zvoka)

2.1 Značilnosti videokonferenc

V principu jo lahko primerjamo kar z že dobro poznanim telefonskim klicem. Pri telefoniranju se preko omrežja prenaša zvok – govor. Videokonferenco lahko smatramo na nek način kot nadgradnjo tega, saj omogoča hkrati poleg prenašanja zvoka, tudi prenašanje slike. S tem dosežemo veliko bolj osebni pristop, saj lahko ta opazuje tudi mimiko telesa sogovornika.. Torej na sogovornika pri videokonferenci ne vplivamo le z glasom, pač pa tudi neposredno s svojim telesom.

Sodobni sistemi pa ne omogočajo prenašanje samo zvoka in slike, pač pa tudi podatkov. Torej preko videokonference lahko v živo predvajamo predstavitveno presentacijo iz svojega računalnika, lahko imamo skupno tablo ipd.
Seveda videokonferenca ni sama sebi namen, uporabljamo jo lahko na različne načine in hkrati izkoristimo veliko njenih dobrih lastnosti.

2. 2 Uporabnost videokonference

V poslovnem svetu razvitih podjetij je videokonferenca pogosto uporabljena kot medij preko katerega potekajo seje vodstva posamenih poslovalnic s svojo matično enoto ali celo običajni t.i. delovni sestanki pri organizaciji dela z večimi poslovnimi enotami razširjenemi po večjem geografskem področju. S tako uporabo si podjetja drastično znižajo stroške, sajprivarčujejo čas in strošek poslovnih potovanj, ki bi jih sicer opravljali z avtom, ali celo letalom.

Prav tako so sodobni videkonferenčni sistemi primerni za izobraževalne namene. Izobraževanje na daljavo v današnjem svetu ni nič nenavadnega in se tudi zaradi tempa sodobnega človeka čedalje bolj uveljavlja. Učenje zaradi samega načina prenosa ni oteženo in ne podaljšuje učnega procesa (vir: www.mojasoseska.si – Znanje je moč, September 2007). S pomočjo interaktivnosti samega medija lahko vzpostavimo zelo oseben stik, torej dovolj oseben, da se lahko takšen način izobraževanja v prihodnosti še bolj razširi. Učitelj in učenec se med sabo lahko vidita in je prepoznavanje stopnje razumevanja s strani učitelja dosti lažje. Opcija sodelovanja tujih učiteljev (npr. pri pouku tujih jezikov) ali posebnih strokovnjakov (specialistični predmeti) je pri tem načinu izobraževanja še toliko večja, saj kot vemo, fizična prisotnost vseh udeleženih na istem kraju ni več pogoj za uspešno izvedbo  srečanja.

Možnosti uporabe je nešteto, nenazadnje skoraj vsi poznamo spletne klepetalnice in različne programe, ki omogočajo klepet preko spleta (MSN, ICQ, Skype,…). Do nedavnega se je s pomočjo računalnika »klepetalo« le s prenašanjem natipkanih sporočil preko različnih protokolov na internetu. Dandanes v takšno komuniciranje že bistveno posega t.i. videopogovor – videoklic. Seveda še vedno velja, da potrebujejo vsi udeleženci za to ustrezno opremo (kamero, mikrofon, računalnik, internet,…). Je pa zagotovo računalnik s svojimi zunanjimi enotami bistveno približal videokonferenco (prej poznano bolj v poslovnem svetu) tudi vsakdanjim uporabnikom.

2. Tipi videokonferenčnih sistemov

2. 1 Konferenčna dvorana  

Ta način komunikacije se običajno uporablja v naslednjih primerih:

  • za formalne komunikacije,
  • interakcija eden proti mnogim,
  • fizična oddaljenost in neenaka stopnja sodelovanja.

Značilnosti:

  • potrebujemo priključek za internet (ethernet RJ-45) ali vsaj eno ISDN linijo za video prenos do 128 Kbps,
  • za boljše prenose do 384 Kbps lahko uporabimo 3 ISDN linije (avdio/video kompresija je manjša, posledično večja kakovost),

Sistem predstavlja integrirano strojno rešitev, ki tipično vključuje:

  • kodirno enoto – kodek (CodDec)
  • visoko kvalitetne avdio-vizualne komponente,
  • kvalitetno mobilno (HD) kamero z zoomom,
  • več monitorjev ali projekcijsko platno,
  • mikrofon z zmožnostjo zmanjševanja efekta echo.

Primer :

2. 2 Namizni sistem

Poznamo jih več vrst, v grobem, pa jih lahko delimo na programske in
strojne.  Tako strojne kot programske bi še lahko delili po specifikacijah,
vendar bom predstavil le najpogostejši princip s strojnim kodekom in
pa najpogostejšega s programsko opremo.

 

 

 

 

 

Slika 1: namizni sistem

  Slika 1: namizni sistem

Namizni sistem se običajno uporablja v primerih kot so:

  • neformalna komunikacija med udeleženci,
  • komunikacija velikih skupin,
  • enaka stopnja sodelovanja,
  • bolj sproščen način kontrole.

Značilnosti:

  • potrebujemo širokopasovni internet ali vsaj eno ISDN linijo za video prenos do 128 Kbps
  • uporabljamo računalnik s posebno opremo, ki spada v nižji cenovni razred,
  • primeren za posameznika ali manjšo skupino.

Sistem predstavlja integrirano strojno rešitev, ki tipično vključuje

  • strojno kodirno enote (CoDec),
  • namizno kamero,
  • preprost mikrofon
  • zvočnik

Slika 2: Tandberg Centric 1700 MXP in Centric 1000 MXP

Slika 2: Tandberg Centric 1700 MXP in Centric 1000 MXP

2.3 Programski namizni sistem

Eden izmed prvih  na tem področju je bil Netmeetig, ki je postal »de facto« H.323 terminal (zaradi široke dostopnosti, tržnega deleža in brezplačnosti) , sedaj so ga večinoma že izpodrinili novejši uporabniku prijaznejše in novejše programske rešitve, kot sta:

•    Microsoft Live Messenger
•    Skype, idr.

Slika 3: Skype Slika 4: Messenger
Slika 3: Skype Slika 4: Messenger

3. Načini kodiranja

Naprava, ki skrbi za kodiranje/dekodiranje avdio in video signalov imenujemo kodek (ang. Codec, Coder/DECoder). Na eni strani vzame analogni signal iz kamere in mikrofona in ga kodira (digitalizira in kompresira). Obratno je na drugi strani. Obstaja več vrst kodirnikov (različni algoritmi kodiranja), ki so podprti s standardom H.323.

Kodek je lahko strojni ali programski. Vsak ima svoje pozitivne kot tudi negativne lastnosti:

  • strojna rešitev: hitrejši, real-time komunikacija, lastna procesorska moč, neodvisni od sistema,
  • programska: cenejša, lažje namestljiva, kvalitetna sorazmerno nižja

Seveda s kodiranjem izgubimo pri kvaliteti slike in zvoka. Na izhodu bi se zmanjšana kvaliteta zaradi načina prenosa kazala na slednje načine:

  • Zamegljena slika (enota kompenzira hiter pretok podatkov):

– Zniževanje števila sličic na sekundo (ang. fps) daje občutek »diapozitiva«
– zniževanje resolucije pri stiskanju podatkov povzroča nejasnost in nerazločnost sike.
– Delno lahko nekatere negativne učinke zmanjšamo z znižanjem  vizualnih informacij, torej se izogibamo hitrih gibov, nosimo pretežno enobarvna oblačila,…

  • Zamaknjen zvok in slika

Podatki (avdio video in morebitna prezentacija) se stisnejo in potem prepotujejo razdaljo, ter se na drugi strani odkodirajo. Za to je potreben določen čas (približno sekunda). To je značilnost vseh videokonferenc in zanj ni rešitve. Pomagamo si lahko le z večjo disciplino govora in sogovornikom dajemo namige tudi z mimiko.

  • Odmev (ang. Echo)

Ta težava se pojavi, ko avdio sistem ni pravilno konfiguriran, ali pa je zvočnik preblizu mikrofona. Zadevo lahko omilimo s pravšnjo postavitev naprav v prostoru in zmanjšanjem hrupa.

Povzeto po spletnem članku Kaj je videokonferenca – Kodiranje signalov, Aleksander Pivk, http://ai.ijs.si/Sandi/work/VCtehn, 6.9.2007)

 

Tipi videokonferenčnih sistemov:

  • konferenčna dvorana
  • namizni sistem
  • programsi namizni sistem

Videokonferenčni protokoli

Dandanes lahko preko vrhunskega sistema
pošiljamo tudi sliko HD (High Definition) formata, torej kvaliteta ni
več problem. Internetno omrežje se je tako zelo razvilo in razširilo,
da tudi pretočnost ni več problem, kot je bila to včasih. Torej vsi
šibki vmesni členi so se s časom izničili in sedaj je najšibkejši člen
miselnost (sodobnega) človeka.

4. Standardi

4. 1 H.3xx

H.3xx je skupina standardov oz. protokolov, ki so priporočljivi za
prenos videa v realnem času tako za kodiranje/dekodiranje signala kot
tudi za signalizacijo in kontrolo.
Za posamezne vrste povezav so priporočen naslednji standardi:

  • H.320 Videokonferenca preko ozkopasovne povezave  v tokokrogovnih omrežjih (ang. circuit-switched networks), kot je N-ISDN
  • H.321 Videokonferenca preko ozkopasovne povezave  v ATM in B-ISDN omrežjih
  • H.323 Videokonferenca preko ozkopasovne povezave  v paketnem omrežju (LAN, Internet, ipd.)
  • H.324 Videokonferenca preko zelo ozkopasovne povezave  v analognem telefonskem omrežju (POTS – Plain Old Telephone Service)
  • H.310 Videokonferenca preko širokopasovne povezave (MPEG-2 video kodiranje) v ATM in B-ISDN omrežjih

Tabela 1: Pregled  videokonferenčnih standardov

Standard H.320 H.321 H.322 H.323
V1/V2
H.324
Datum sprejetja  1990 1995 1995 1996/1998 1996
Omrežje Ozkopasovna digitalno omrežje ISDN Širokopasovno  omrežje ISDN ATM LAN  Paketna omrežja z zagotovljeno pasovno širino Paketna omrežja s spremenljivo pasovno širino (Ethernet) analogna telefonska omrežja
Video H.261
H.263
H.261
H.263
H.261
H.263
H.261
H.263   
H.264 (HD) 
H.261
H.263
Avdio G.711
G.722
G.728
G.711
G.722
G.728
G.711
G.722
G.728
G 711
G.722
G.728
G.723
G.729
G.723
Multipleksiranje H.221 H.221 H.221 H.225.0 H.223
Nadzor H.230
H.242
H.242 H.242
H.230
H.245 H.245
Večtočkovnost H.231
H.243
H.231
H.243
H.231
H.243
H.323  
Podatki T.120 T.120 T.120 T.120 T.120
Komunikacijski vmesnik I.400 AAL
I.363
AJM I.361
PHY I.400
I.400&
TCP/IP
TCP/IP

V.34

Mode

Vir: www.tandberg.com Aplication note – Video Conferencing Standards, D10740, Rev

4.1.1 H.323

H.323 je standard potrjen s strani organizacije  ITU (International
Telecommunications Union) za prenos multimedijske vsebine (zvoka, videa
in podatkov) preko paketnih omrežij v realnem času.

Med paketna
omrežja (ang. packed switched) spadajo IP-omrežja (LAN, internet), IPX
(Internet Packet Exchange), WAN (Wide Area Network) idr.

Standard je bil prvič sprejet leta 1996, druga različica le tega pa 2 leti kasneje.

Slika 5:Paketno omrežje

Slika 5:Paketno omrežje

Standard se v praksi implementria na večih področjih:

  • IP-telefonija (zvok)
  • video-telefonija (zvok + video)
  • videokonferenca (zvok + video + podatki)

5. Videokonferenca z TANDBERG Set-top 770 MXP

Slika 6: Tandberg 770 MXP Slika 7: Tandberg 770 MXP
Slika 6,7: Tandberg 770 MXP  

Ža ime samo pove, da je sam videokonferenbčni sistem zelo kompakten.
Namreč skoraj vse nujno potrebni deli videokonference se nahajajo v eni
sami napravi – kodek. Na priključke na zadnji strani je za delovanje
potrebno priklopiti samo še zunanji mikrofon in pa oba zaslona. Prvi
zaslon je za pogled sogovornika, drugi pa za ogleda samega sebe oz.
multimedijske prezentacije, ki jo lahko predvajamo iz računalnika. V
tem primeru se računalnik priklopi preko izhoda na grafični kartici na
video RGB vhod na kodeku. Poleg samega kodeka je priložen še napajalnik
in pa daljinski upravljalnik. Z njim lahko v celoti krmilimo funkcije
konferenčnega sistema (kamero, klicanje, glasnost, slika v sliki…). V
primeru, da je videokonferenca vzpostavljena preko dveh Tandbergovih
naprav, pa lahko preko daljinca upravljamo tudi s t.i. Far-end kamero.
Torej lahko krmilimo (levo/desno/gor/dol in pa zoom) tudi kamero katera
»snema« sogovornika. Na ta način lahko pri večjem omizju sami usmerimo
kamero na sogovornika, ki ima besedo, kar je nadvse priročna lastnost.

5. 1 Glavne značilnosti:

  • H.320 do 128 kbps                     
  • H.323 & SIP do 768 kbps
  • FIREWALL TRAVERSAL
  • Auto NAT
  • H.460.18, H.460.19 Firewall Traversal
  • Video standardi
  • H.261, H.263, H.263+, H.263++ (Natural Video), H.264
  • VIDEO FEATURES
  • Native 16:9 Widescreen
  • Advanced Screen Layouts
  • Picture in Picture (PIP)
  • Picture outside Picture & Large POP
  • Side by Side
  • PC Zoom
  • Intelligent Video Management
  • Simultaneous videoconference & local PC mode
  • Local Auto Layout
  • priključki
  • Video vhodi (4 vhodi)
  • Vgrajena kamera
  • 1 x MiniDin, S-video: (auxiliary/kamera za dokumente)
  • 1 x RCA/Phono, composite: (auxiliary/kamera za dokumente)
  • 1 x RCA/Phono, composite: Videorekorder
  • 1 x DVI-I: Računalnik
  • Extended Display Identification Data (EDID)
  • Video izhodi (4 izhodi)
  • 1 x MiniDin, S-video: glavni monitor
  • 1 x RCA/Phono, composite: glavni monitor  ali videorekorder
  • 1 x RCA/Phono, composite: drugi glavni monitor
  • 1xDVI-1/XGA: glavni ali drugi monitor
  • STILL IMAGE TRANSFER
  • CIF, SIF, 4CIF (H.261 Annex D), 4SIF, VGA, SVGA, XGA
  • AUDIO FEATURES
  • CD-Quality 20KHz Mono and Stereo
  • Telephone add-on via MultiSite
  • Two separate acoustic echo cancellers
  • Audio mixer
  • Automatic Gain Control (AGC)
  • Automatic Noise Reduction
  • Audio level meters
  • VCR ducking
  • Optional Stereo Package
  • Packet loss management
  • Active lip synchronization
  • GSM/Blackberry interference audio feature
  • Audio vhodi (4vhodi)
  • 2 x microphone, 24V phantom powered, XLR connector
  • 1 x RCA/Phono, Line Level: auxiliary (or VCR Stereo L)
  • 1 x RCA/Phono, Line Level: VCR/DVD (Stereo R)
  • Audio izhodi (2 izhoda)
  • 1 x RCA/Phono, S/PDIF (mono/stereo) or Analogue
  • Line Level: main audio or Analogue Stereo L
  • 1 x RCA/Phono, Line Level: VCR or Analogue Stereo R
  • FRAME RATES
  • 30 frames per second @ 168 kbps and above
  • 60 fields per second @ 336 kbps and above (Point-to-point)
  • EMBEDDED ENCRYPTION
  • H.320 and H.323 point-to-point and multipoint calls
  • Standards-based: H.233, H.234, H.235 v2&v3, DES and AES
  • NIST-validated AES
  • NIST-validated DES
  • Automatic key generation and exchange
  • Supported in Dual Stream & MultiSite
  • SECURITY FEATURES
  • Management via HTTPS and SSH
  • IP Administration Password
  • Menu Administration Password
  • Dialing Access code
  • Streaming password
  • H.243 MCU Password
  • VNC password
  • SNMP security alerts
  • Disable IP services
  • MD-5 Challenge
  • Network Settings protection
  • SIP Authentication via NTLM
  • SIP Authentication via Digest

Povzeto po Tandberg 990/880/700MXP specifications, Priloga 1

6. Zaključek

Videokonferenčni sistemi so še pred nekaj leti bili tudi v razvitem
svetu bolj redkost kot pravilo. Dandanes lahko preko vrhunskega sistema
pošiljamo tudi sliko HD (High Definition) formata, torej kvaliteta ni
več problem. Internetno omrežje se je tako zelo razvilo in razširilo,
da tudi pretočnost ni več problem, kot je bila to včasih. Torej vsi
šibki vmesni členi so se s časom izničili in sedaj je najšibkejši člen
miselnost (sodobnega) človeka. Po mojem mnenju se veliko premalo
zavedamo možnosti uporabe videokonferenc tako v poslovnem svetu, kot
tudi v izobraževalnem in drugje. V tujini se ta način komunikacije
uporablja dosti bolj pogostom, kot pa to lahko zasledimo pri nas (v
Sloveniji). Vredno pa je omeniti,  da imamo univerzitetni sistem
fakultet, ki je medsebojno povezan iz vseh regijskih centrov, javne
videokonference pa so shranjene in vsem dostopne preko spleta. Glavna
ovira pri uporabah takih sistemov smo torej sami, saj se težko
prilagodimo. Še vedno je tu prisotna trema pred kamero. Sčasoma se bo
tudi to verjetno spremenilo, bistveno pa k tem pripomorejo že zelo
razširjene mini »webkamere« za videoklice preko računalnika.

7. Priloge

  • Priloga 1: Tandberg 990/880/700MXP specifications
  • Priloga 2: Tandberg whitepaper – Videoconferencing standards, Aplication notes, D10740, Rev 2.3
  • Priloga 3

Tandberg product portfolio

8. Viri

Videokonferenčni standardi oziroma protokoli:

  • H.320 (omrežje: ozkopasovna digitalno omrežje ISDN)
  • H.321 (omrežje: širokopasovno  omrežje ISDN ATM LAN)
  • H.322 (omrežje: paketna omrežja z zagotovljeno pasovno širino)
  • H.323 (omrežje: paketna omrežja s spremenljivo pasovno širino (Ethernet))
  • H.324 (omrežje: analogna telefonska omrežja))

 

DELI
Prejšnji članekIzdelava katalogov Neckermann in Quelle s Quark Xpress
Naslednji članekSodelovanje pri izdelavi celostne podobe projekta

Andrej Kos je študent na Višji strokovni šoli Academia. Predstavljeno delo je pripravil kot seminarsko nalogo pri predmetu "Praktično izobraževanje 1" študijskega programa multimediji v šolskem letu 2006/2007.