Компьютерная телефония и видеосвязь

Содержание

1. Компьютерная телефония ……………………………………………….3

Интернет-телефония……………………………………………………...9

Компьютерная видеосвязь………………………………………………18

Варианты сетевого решения видеоконференций……………………....19

Системы видеоконференций………………………………………….…26

Список использованной литературы……………………………………28

Компьютерная телефония

1. Новые возможности телефонной системы

При построении внутренних сетей, а также при создании специфических услуг компаниями-провайдерами, широко используется компьютерная техника. Это новое на­правление в современной телефонии получило название «компьютерно-телефонной ин­теграции» (по-английски – CTI, сокращение от «Computer-Telephony Integration»), или просто «???????????? ?????????».

Всякая система обычно проектируется для решения определенного круга задач; например, телефонная сеть в первую очередь решает задачу связи между абонентами. Но реальные условия эксплуатации системы зачастую оказываются гораздо сложнее, чем это предусмотрено ее создателями. Хотя разработчики и стараются обеспечить своим изделиям максимальную гиб­кость и стремятся вложить в них как можно больше возможностей, но всего заранее предусмотреть невозможно. Поэтому системы, обеспечивающие возможность расширения своих базовых функций, всегда имеют преимуще­ство по сравнению с "нерасширяемыми" системами.

Компьютерная телефония — это и есть современный подход по добавлению новых возможностей в телефонную систему, не заложенных изначально ее разработчиками. Достаточно обеспечить систему возможностью внешнего управления от компьютера — и с ней потенциально можно делать все, что угодно. Компьютерные технологии обеспечивают необычайную гибкость в работе с информацией и способны реализовывать любую логику управления звонками, что делает возможным решать практически любые задачи, стоя­щие перед телефонной системой.

Таким образом, даже "традиционная" телефонная система, оборудованная CTI link, получает несравненную расширяемость своих базовых возможно­стей. Системы, полностью интегрированные в компьютер, такие как мини-АТС на СП-платах, обеспечивают максимальную расширяемость.

Начну с одной из типичных задач, возникающих при сопровождении большой и сложной системы, которой является внутренняя телефонная сеть — это автоматическое ведение журналов различных событий, прежде всего звонков. Мини-АТС даже сравнительно небольших размеров могут обрабатывать десятки тысяч звонков в сутки, что приводит к проблеме хра­нения довольно больших объемов данных, а также к необходимости осуще­ствлять в них быстрый поиск по самым разнообразным критериям.

Объемы информации, которые способны хранить современные компьюте­ры, исчисляются десятками и сотнями гигабайт — для нужд телефонии это даже слишком много. Компьютерные системы управления базами данных (СУБД) обеспечивают эффективные способы доступа и поиска информации практически в любых объемах.

Таким образом, использование компьютерных баз данных позволяет гибко решать практически любые задачи по ведению журналов событий в теле­фонных системах.

Журналы событий всего лишь пассивно фиксируют события, происходящие в системе. Активно влиять на логику обработки звонков — это вторая зада­ча, успешно решаемая компьютерами.

Телефонная система сама становится своего рода компьютером, на котором можно исполнять практически любую программу. Таким образом, компью­терная телефония — самый эффективный способ создания автоматических сервисов любой сложности.

Опять-таки, способности современных компьютеров по хранению колос­сальных объемов информации снимают многие ограничения с таких "тра­диционных" сервисов, как, например, голосовая почта: ящики голосовой почты могут хранить сообщения за несколько суток!

Кроме того, интеграция с компьютерными технологиями открывает дорогу к объединению возможностей телефонии с собственно компьютерными системами, взаимно их дополняя. Например, информация, доступная через Web-сайт, может быть доступна и через телефонную "справочную". В прин­ципе, возможна даже своеобразная навигация в Web через телефонные го­лосовые меню (IVR).

Создание собственных автоматических сервисов совсем не обязательно тре­бует обращения к сторонним разработчикам или наличия собственного штата программистов.

Безусловно, это неизбежно, если сервис достаточно сложный. Однако в простых случаях, самым характерным из которых является создание про­стейших систем голосовых меню (IVR), существуют готовые системы для визуального создания подобных сервисов — Service Creation Environment.

Современный уровень развития компьютерных технологий делает возможным управление телефонной системой с помощью человеческого голоса. Стои­мость подобных систем постоянно снижается, а качество непрерывно растет.

Компьютерная телефония предлагает также и ряд решений по собственно передаче звука на расстояние — системы интернет-телефонии.

Интернет-телефония обычно используется как дешевый способ для объеди­нения отдельных сегментов VPN (виртуальных частных сетей), территори­ально удаленных друг от друга.

2. CTI для администратора телефонной сети

Жизнь администраторов телефонной сети с введением компьютерной теле­фонии значительно упрощается. То, что прежде достигалось хитроумными нажатиями комбинаций кнопок на системном телефоне, теперь доступно через дружественный графический интерфейс пользователя (GUI).

Через графический интерфейс можно наблюдать всю внутреннюю актив­ность телефонной системы в реальном времени, а также легко анализиро­вать журналы звонков, хранящиеся в электронном виде.

Таким образом, с появлением возможности управления мини-АТС через графи­ческий интерфейс пользователя, со всеми задачами по поддержанию телефонной сети вполне справится обычный системный администратор, традиционно имев­ший дело только с компьютерными сетями. Поэтому нет нужды держать штат дорогостоящих специалистов по сопровождению традиционных мини-АТС, на­стройка и управление которыми не под силу простым смертным.

Кроме того, администратор может использовать специальные системы голо­совых меню (IVR) для дистанционного контроля состояния как самой теле­фонной системы, так и компьютерного оборудования.

3. CTI для пользователя

Обработка информации с помощью компьютера оказалось намного эффек­тивней, чем прежняя "бумажная" работа. То же самое касается и обработки телефонных звонков: при использовании графического интерфейса пользо­вателя (GUI) намного легче производить самые сложные операции над звонками. Если прежде такие операции, как перевод звонка или создание конференции требовали запоминания особых комбинаций клавиш на циф­ровом телефоне, то теперь все это доступно в виде удобных графических меню, диалоговых окон и т. д.

Запустив на своем компьютере специальную программу с графическим интер­фейсом, пользователь может видеть состояние каждого звонка на своих лини­ях. В частности, если у пользователя на линии имеется несколько звонков на удержании, то он может визуально контролировать их посредством GUI.

Сам телефонный аппарат может быть самым простым, потому что дисплей, клавиатура компьютера и мышь значительно расширяют его возможности. Например, пользователь может видеть Caller ID в момент поступления звонка в виде всплывающего окна (screen pop).

При создании конференций можно обойтись без совершения многочислен­ных консультативных звонков: достаточно выделить всех будущих участни­ков конференции из списка пользователей и выбрать пункт в контекстном меню. В процессе разговора каждый участник конференции может видеть список остальных участников (рис. 1).

Рис.1. Клиентское приложение для управления звонками — Infra CommClient 2.0

Визуальное управление звонками посредством специальной графической программы, подобное описанному выше, называется Visual Call Control.

С помощью того же GUI пользователь может не только непосредственно управлять текущими звонками, но и настроить систему автоматических пра­вил их обработки в свое отсутствие — переадресацию звонков, сервисы Fol­low Me, Personal Auto-Attendant и т. д.

Все номера позвонивших абонентов могут автоматически сохраняться в жур­нале звонков (Call History) и потому легко доступны. Поэтому, даже если зво­нок был пропущен, его можно потом легко найти в журнале и перезвонить.

У пользователя всегда под рукой электронный каталог внутренних номеров (Phone Directory) всех абонентов внутренней сети, а также персональные адрес­ные книги (Address Book). В результате у пользователя высвобождается больше времени для дел гораздо более важных, чем ручной набор номера на телефоне.

Многие адресные книги позволяют хранить телефонные номера в канони­ческом формате (т. е. в виде +7 (812) 212-8506). Переезжая между филиала­ми своей фирмы, расположенными в разных городах и даже странах, поль­зователь может использовать для звонков одну и ту же электронную адресную книгу, хранящуюся в его ноутбуке: компьютер сам преобразует канонический номер в набираемый, учитывая правила конкретной страны. При этом могут использоваться телефонные карты (Calling Card), заданные пользователем в настройках.

Очень часто в телефонных номерах можно использовать специальные сим­волы, обозначающие паузы, переход в пульсовый или тоновый набор, ожи­дание ответа перед дальнейшим набором и так далее.

4. CTI для агента кол-центра

Графический интерфейс значительно расширяет возможности агентов кол-центров. Например, агент вместе с входящим звонком может получать всплывающее окно (screen pop), синхронизированное со звонком, и сразу выдающее всю доступную информацию о позвонившем клиенте, включая Caller ID и предысторию его звонков. Всплывающее окно может содержать готовые варианты вопросов, форму для ввода его ответов, а также набор кнопок для моментального перевода звонка в другие очереди ACD и других операций.

При переводе звонка на следующего агента информация может автома­тически передаваться этому следующему агенту. Вся введенная информа­ция может автоматически сохраняться в базе данных и использоваться при обработке следующих звонков — во избежание повторных вопросов клиенту.

Таким образом, применение GUI позволяет значительно увеличить эффек­тивность работы агентов кол-центра. Кроме того, применение GUI позво­ляет значительно упростить мониторинг очередей ACD и сбор статистики по деятельности самих агентов.

5. CTI для домашних пользователей

Компьютерная телефония имеет большую сферу применения и в домашних условиях. Например, с помощью голосового факс-модема можно превратить свой домашний компьютер в "навороченный" центр для автоматической об­работки звонков и факсимильных сообщений. На рынке существуют готовые компьютерные программы, реализующие функциональность автоответчика с определителем АОН и возможностью дистанционного управления.

В состав популярных операционных систем Microsoft Windows входят про­граммы для визуального управления звонками (visual call control) и адресные книги (address book). Факс-модем может использоваться как своеобразный принтер, на котором можно удаленно печатать документы из программ па­кета Microsoft Office. Кроме того, начиная с MS Windows 2000, в систему встроена возможность приема факсов в автоматическом режиме (Fax Service).

Особый интерес представляет собой задача по дистанционному управлению домашними устройствами — охранными системами, системами освещения и микроклимата и т. д. Традиционно эта задача решается путем подключе­ния домашних устройств к Интернету (непосредственно или через домаш­ний компьютер) — то есть созданием так называемых ???????? ????? (home network). При этом, очевидно, требуется наличие постоянного доступа в Ин­тернет из дома. Хозяин может удаленно контролировать домашнюю сеть и управлять входящими в нее устройствами, пользуясь Web-интерфейсом или через WAP по сотовому телефону.

WAP-доступ с мобильного телефона для управления домашней сетью упи­рается в тот факт, что широкополосный доступ в Интернет из дома пока еще слишком мало распространен в России. Поэтому гораздо интереснее представляется идея дистанционного управления домашней сетью по обыч­ному телефону с помощью систем голосового меню (IVR)

Интернет-телефония

Телефония основана на ?????????? ??????????. Иными словами, для создания со­единения между абонентами на всё время разговора выделяются каналы для пере­дачи звука.

В цифровых сетях передачи данных, например, в Интернет, используется иной принцип – ?????????? ???????. Пакет – это блок двоичных данных, которыми обме­ниваются оконечные устройства сети (например, обычные компьютеры). Пересылка пакета из одного узла в другой напоминает отправку письма или телеграммы, то есть не требует установления постоянного соединения между этими двумя узлами, что позво­ляет значительно экономить внутренние ресурсы сети.

Телефонные соединения вполне можно реализовывать на основе сети с коммутаци­ей пакетов. Именно эту задачу и решает так называемая ????????-?????????. Око­нечные устройства такой «виртуальной» телефонной сети, работающей поверх Интер­нет, непрерывно обмениваются пакетами прямо в процессе разговора. Пакеты содержат цифровые данные, кодирующие звук. Сама сеть не гарантирует надежной доставки от­дельных пакетов, они могут теряться, дублироваться и приходить в перепутанном по­рядке из-за случайных задержек, свойственных сетям коммутации пакетов. Тем не ме­нее, как показывает опыт, в этих условиях всё же удаётся решить большинство техни­ческих проблем и добиться приемлемого качества связи.

Главный козырь Интернет-телефонии – себестоимость: минута разговора в случае междугородной и, тем более, международной связи оказывается во много раз дешевле, чем при использовании традиционной связи по сетям с коммутацией соединений. Как показывает опыт, это в значительной степени оправдывает даже сравнительно низкое качество звука, присущее современной Интернет-телефонии.

Передача телефонных переговоров по сети Интернет может осуществляться по не­скольким сценариям.

Самый простой способ состоит в использовании обычных мультимедиа-компью­те­ров, подключённых к Интернет (рис. 3). На обоих компьютерах требуется запустить специальную программу, например, Microsoft NetMeeting, которая на одном конце пре­образует звук от микрофона в пакеты данных, а на другом конце преобразует эти па­кеты обратно в звук и проигрывает его в динамик. Если один из компьютеров (или оба) оснащен видеокамерой, то можно передавать и изображение, показывая его на дисплее собеседника.

Адресация узлов в сети Интернет совершенно не похожа на телефонные номера. Поэтому при установлении соединения приходится указывать так называемый IP-адрес компьютера, на который необходимо «позвонить». Но во многих случаях IP-адрес ком­пьютера динамически меняется при очередном подключении, поэтому чаще для соеди­нения используют специальный узел сети – ?????? ????????? (server). Этот сервер хранит списки зарегистрировавшихся на нем пользователей, причем каждый из них имеет уникальное имя в виде строки символов (обычно в формате адреса электрон­ной почты: user@server.net) или традиционный номер, состоящий из цифр.

Когда пользователь А запускает на своем компьютере программу Интернет-телефо­нии, она автоматически сообщает серверу каталогов, что пользователь А доступен для входящих звонков и имеет такой-то IP-адрес. После этого на другом компьютере (поль­зователя Б) можно набрать символьное имя этого пользователя, программа запросит сервер каталогов, какой IP-адрес соответствует этому имени, а затем начнет передачу специальных пакетов данных на полученный адрес компьютера А. В результате, поль­зователь А получит уведомление о входящем Интернет-звонке (например, через дина­мики) от пользователя Б. Если А ответит на звонок (выбором пункта меню в програм­ме), то соединение будет окончательно установлено.

Рис. 3. Соединение «компьютер- компьютер»

Вместо компьютера с установленной программой Интернет-телефонии можно ис­пользовать так называемый IP-телефон. Это устройство, внешне выглядящее как обыч­ный телефон (рис.4), но подключаемое непосредственно к сети передачи данных. В отличие от компьютера, который бывает включён не всегда, IP-телефон, как и обычный телефон, всегда готов к работе.

Рис.4. IP-телефон Cisco IP Phone 7960.

Итак, компьютеры и IP-телефоны являются разновидностями ?????????? Интер­нет-телефонии (рис.5), то есть играют роль абонентских устройств.

Рис.5.????????? ????????-?????????.

Сервер каталогов используется для коммутации звонков, правда только на этапе ус­тановления соединения: голосовые потоки в виде пакетов данных идут напрямую ме­жду терминалами, а не через него. Тем не менее, сервер каталогов можно в некото­ром смысле уподобить АТС.

Еще одна разновидность узлов в сети Интернет-телефонии – ???? (???????, ­way). Это «посредник» между традиционной телефонной сетью и сетью передачи дан­ных, преобразующий звонки одного типа в другой и обратно. С его помощью можно совершать звонки между терминалами Интернет-телефонии и абонентами ТфОП в обо­их направлениях (рис.6).

Рис.6?????????? «?????????-???????» ????? ????.

Если звонок инициирует пользователь Интернет-терминала, то он просто вводит номер вызываемого абонента ТфОП. Далее все происходит автоматически: терминал связывается со шлюзом, IP-адрес которого известен (введён заранее во время настройки терминала), посылая ему специальные пакеты данных, а шлюз, в свою очередь, делает исходящий звонок через ТфОП.

Если звонок инициирует абонент ТфОП, то сценарий несколько сложнее. Во-пер­вых, абонент должен набрать телефонный номер шлюза в ТфОП. Затем шлюз отвечает на звонок и проигрывает приглашение ввести (с помощью тонового набора) адрес вы­зываемого терминала в сети Интернет. При этом возможно набирать только цифры; следовательно, в качестве адреса Интернет-терминала можно вводить либо IP-адрес, либо некоторую уникальную последовательность цифр, что сильно ограничивает воз­можности применения описываемого сценария.

Шлюз может также заниматься биллингом (тарификацией) предоставляемой ус­лу­ги. Шлюз может представлять собой компьютер или специализированное устройство. Существует ряд шлюзов, доступных через WWW-страницу: пользователь загружает её в свой Web-браузер, вводит в появившейся форме номер ТфОП, после чего шлюз орга­низует соединение с компьютера пользователя на введённый номер.

Примером такой услуги является Web-сайт www.dialpad.com, который первое время после своего открытия вообще не брал платы за звонки, получая доход за счёт размеще­ния баннерной рекламы, позволяя бесплатно совершать звонки в США из любой точки мира.

Очень важен также сценарий соединения «телефон-Интернет-телефон» (рис.7). Этот способ соединения позволяет совершать междугородные и международные звон­ки с телефона на телефон по исключительно низким тарифам, что обуславливает широ­кое распространение этой услуги.

Рис.7 Соединение абонентов ТфОП через Интернет

На основе технологий Интернет-телефонии можно строить внутренние телефонные сети. Две внутренние телефонные сети можно соединить между собой посредством Ин­тернет: при этом с телефона одной сети можно звонить на телефоны из другой сети со­вершенно прозрачно, как будто сети соединены через ТфОП. Любой пользователь мо­жет звонить со своего компьютера через шлюз на телефоны в локальной сети (и наобо­рот).

Интересной представляется идея предоставления автоматических сервисов, харак­терных для обычной телефонии, через Интернет-телефонию. Например, автосекретарь и голосовая почта полезны и в случае Интернет-звонков.

Международный союз электросвязи (IUT-T) предложил стандарт .323 для постро­ения сетей Интернет-телефонии. Этот стандарт охватывает практически все аспекты создания таких сетей и в настоящее время является наиболее распространённым. На­пример, упоминавшаяся выше программа Microsoft NetMeeting поддерживает именно H.323. Эта программа бесплатно входит в состав последних версий популярных опера­ционных систем семейства MS Windows (Windows ME, Windows 2000, Windows XP), поэтому можно сказать, что на абсолютное большинство персональных компьютеров во всем мире, подключённых к Интернет, можно сделать «виртуальный» звонок с ис­пользованием протоколов H.323.

Сети H.323 ориентированы на интеграцию с обычными телефонными сетями и рас­сматриваются как сети ISDN, работающие поверх сетей передачи данных – TCP/IP (Интернет), сетей IPX, Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring и т. д. Стандарт H.323 содер­жит большое количество протоколов, связанных с регистрацией оборудования, различ­ными сценариями установления соединений, передачей речи, видео и данных, аутенти­фикацией пользователей, тарификацией и многими другими задачами. Согласно рекомендации H.323, сеть состоит из следующих устройств: терминалов (Terminal), шлюзов (Gateway), привратников (Gatekeeper) и устройств управления кон­ференциями (Multipoint Control Unit – MCU), образующих так называемую ???? (рис.8).

Рис.8???? ???? H.323

?????????? управляет одной зоной сети, причем зона может состоять из несколь­ких территориально удалённых сегментов, соединённых с помощью шлюзов. В при­вратнике сосредоточен весь основной «интеллект» сети: он отвечает за регистрацию оконечного оборудования, входящего в зону, за контроль прав доступа, за номерной план, тарификацию услуг, за управление пропускной способностью сети. Таким обра­зом, привратник ведёт учёт абонентов и занимается преобразованием их адресов в IP-адреса, то есть является своего рода сервером каталогов. Фактически привратник игра­ет в сети роль АТС, хотя и участвует только в установлении соединения между прочи­ми узлами, а передачей пакетов во время разговора занимается нижележащая инфра­структура сети передачи данных.

?????????? ?????????? ????????????? () отвечает за организацию соедине­ний между тремя и более участниками. В зависимости от возможностей сети передачи данных, конференция может быть централизованной или децентрализованной, а также смешанной. Каждый участник конференции может связываться с MCU напрямую; при этом требуется более дорогое оборудование MCU, которое занимается смешиванием звуковых потоков. При децентрализованном режиме используется возможность много­адресной рассылки пакетов (IP multicasting) нижележащей сети передачи данных. В этом последнем случае MCU отвечает только за организацию конференции и поддер­жание списка участников. При этом смешиванием голосовых потоков занимаются око­нечные устройства, что увеличивает их сложность и стоимость. Режим конференции может меняться при подключении очередного участника.

Все устройства сети H.323 могут быть реализованы в виде компьютеров или специ­ализированных устройств, причем один узел сети может совмещать сразу несколько ро­лей, например, быть привратником и шлюзом. Кроме того, функции привратника могут совмещаться в «гибридной» мини-АТС (IP-PBX), к которой подключаются обычные телефоны и Интернет-терминалы.

В традиционной телефонной сети большинство всех функций оказывается сосредо­точенным в одном узле – АТС. Это накладывает ограничение на максимальное коли­чество абонентов, то есть на масштабируемость АТС, а также на надежность сети.

В сетях H.323 функции традиционной АТС распределены между разными узлами, причем каждый узел может быть многократно продублирован. Например, в одной зоне сети может быть несколько резервных привратников, а конференции можно распреде­лять по нескольким MCU. Таким образом, архитектура сетей H.323 обеспечивает очень хорошую масштабируемость и надежность.

Кроме того, в одной локальной сети может быть несколько зон (несколько приврат­ников).

Передача звука в виде пакетов данных предполагает сжатие звуковых данных для минимизации трафика, поэтому используются различные алгоритмы динамического сжатия этих данных на передающей стороне и восстановления их на принимающей. Эти алгоритмы называются ???????? () – сокращение от КОдер + ДЕКодер.

В большинстве сетей передачи данных отсутствует гарантия доставки переданных данных, либо механизмы обеспечения такой гарантии создают недопустимо большие задержки при передаче данных в реальном времени. Поэтому кодеки должны быть го­товы к потере некоторого процента переданных пакетов, не приводя при этом к су­ще­ственному ухудшению качества связи.

Как правило, для большинства кодеков главное – не качество звука, а используемая полоса пропускания. Так, для качественной передачи речи без сжатия требуется ско­рость передачи данных 64 Кбит/с. Существуют кодеки, которые позволяют обойтись 1–2 Кбит/с, например, Voxware RT24 даёт поток 2,4 Кбит/c при умеренном качестве звука.

Другой немаловажный параметр для кодека – вычислительная сложность. Обычно кодеки с высокой степенью сжатия требуют больших вычислительных ресурсов, что приводит к удорожанию оборудования.

Размер одного пакета, пересчитанный в миллисекунды, определяет типичную за­держку звука. Задержка в 200 мс уже заметна на слух, а при задержках около секунды о комфортном разговоре не может быть и речи.

По телефонным соединениям передаётся главным образом человеческая речь. Ко­деки, использующие этот факт для достижения наилучшего результата, называют ????­??????. Они позволяют добиться очень сильного сжатия, однако качество звука обыч­но оставляет желать лучшего: голос собеседника может изменяться до неузнаваемости, напоминая компьютерный синтезатор речи, вещающий в гулком помещении с сильным эхом.

Международный союз электросвязи (ITU-T) стандартизовал ряд кодеков, которые широко применяются для передачи речи (табл.1). Кроме того, в таблице приведён так­же широко применяемый кодек GSM Full Rate, стандартизованный Европейской орга­низацией телекоммуникационных стандартов (ETSI, European Telecommunications Stan­dards Institute).

Пользователи Интернет-телефонии, соединяясь через шлюз с автоматическими сер­висами, доступными в ТфОП, нуждаются в тоновом наборе (DTMF). Проблема в том, что узкополосные кодеки, рассчитанные на передачу человеческой речи, безнадежно искажают тоны DTMF.

Для решения этой проблемы шлюзы IP-телефонии должны специально обрабаты­вать тоны DTMF, передавая их по сети данных в виде специальных пакетов, а искажён­ные тоны подавлять. Такая возможность предусмотрена в семействе протоколов H.323.

Схожая проблема возникает в еще большей степени при передаче факсимильных сообщений, если какой-либо сегмент соединения проходит через Интернет, как, напри­мер, на рис.7. Таким образом, передача факсов через Интернет (over IP), не­смо­тря на архаичность самой факсимильной связи в эпоху электронной почты, является ак­ту­альной проблемой. Она решается на уровне шлюзов, например, в соответствии с ре­ко­мендацией ITU-T T.38.

??????? 1. ????????????????? ??????

Два или более пользователей, участвующие в H.323-соединении, могут также об­мениваться различными данными, например, пересылать друг другу файлы, тексто­вые сообщения, совместно редактировать растровое изображение на разделяемой «гри­фельной доске», а также совместно использовать приложения. Для организации подоб­ных «конференций данных» используются рекомендации ITU-T T.120 – T.128.

Важное преимущество IP-телефонии, помимо дешевизны связи и теснейшей инте­грации с компьютерами – это возможность шифрования трафика, свойственное переда­че данных через Интернет вообще.

Характерные недостатки, сильно сдерживающие распространение IP-телефонии – низкое качество звука, вызванное сильным сжатием данных, и большие временные за­держки звука (иногда до нескольких секунд), обусловленные многократной буфериза­цией данных на промежуточных узлах сети.

Тем не менее, с развитием широкополосной связи и распространением поддержки протокола RSVP среди Интернет-провайдеров эти проблемы должны постепенно ре­шиться. Пос­ледние условия достаточно легко выполнить в масштабах локальных сетей (интранет).

Итак, Интернет-телефония используется в настоящее время в основном как деше­вое средство связи (но не всегда высокого качества). Тем не менее, это направление, очевидно, является будущим телефонии, как в применении к дальней связи, так и во внутренних сетях.

Компьютерная видеосвязь

Помимо звука, вместе с Интернет-звонком может передаваться, в сущности, любая потоковая информация, лишь бы программное обеспечение с обеих сторон «понимало» друг друга.

Наиболее очевидным применением этой идеи является видеотелефония. Собствен­но говоря, стандарт H.323 появился на основе более раннего стандарта H.320, описыва­ющего организацию видеоконференций по сетям ISDN. Для передачи видео по Интер­нет в реальном времени, как и для аудио, требуется сжатие информации, которое осу­ществляется ?????????????. ITU-T стандартизовал единый формат для видео (288х352 пиксела) и СIF (144х176), а также видеокодеки .261 и .263.

Варианты сетевого решения видеоконференций

Видеоконференции, которые в настоящее время используются для телемедицинских консультаций и дистанционного обучения, обычно проходят по простейшей схеме - соединение типа "точка-точка" двух терминалов видеоконференцсвязи (ВКС) по однородному каналу связи. Технологии ВКС позволяют проводить видеоконференции с одновременным участием нескольких пользователей, или соединить пользователя из IP сети с пользователем из ISDN сети. Для реализации этих возможностей необходимо использовать специализированные аппаратные и программные системы.

Одним из наиболее известных специализированных устройств видеоконференцсвязи является Устройство Многоточечной Видеоконференции (MCU, Multi Conference Unit), которое еще называют видеосервером. MCU используются для организации сеансов видеоконференций, в которых участвуют более двух терминальных систем ВКС. Такие сеансы называют «многоточечными» сеансами ВКС.

Для чего нужны MCU? Дело в том, что в случае многоточечной связи, если не использовать специальных решений, нагрузка на каждое рабочее место растет пропорционально числу участников видеоконференции, а в целом на сеть - пропорционально его квадрату. Именно для того, чтобы справиться с огромными потоками информации, циркулирующими в сети, и используют видеосерверы. Представьте себе, что вы участвуете в видеоконференции с 9 другими участниками одновременно. Ваш компьютер должен обработать 9 поступающих потоков данных от ваших собеседников. Если же в сети стоит видеосервер, то он принимает все потоки данных на себя, и посылает Вам и другим участникам видеоконференции только один, уже сформированный поток. Вычислительная нагрузка на каждую систему ВКС снизилась в 9 раз. Аналогично дело обстоит и с пропускной способностью каналов связи.

Обычно в состав MCU входит контроллер Multipoint Controller (MC), и, возможно, процессоры Multipoint Processors (MP). Контроллер МС предназначен для согласования параметров обработки аудио- и видеопотоков между терминалами. Процессоры МР занимаются коммутированием, микшированием и обработкой этих потоков.

Многоточечную видеоконференцию можно проводить по различным схемам. Используются централизованные, децентрализованные и гибридные схемы.

Централизованная многоточечная конференция требует наличия устройства MCU. Каждый терминал обменивается с MCU потоками аудио, видео, данными и командами управления по схеме "точка-точка". Контроллер МС, используя протокол Н.245, определяет возможности каждого терминала. Процессор МР формирует необходимые для каждого терминала мультимедийные потоки и рассылает их. Кроме того, процессор может обеспечивать преобразования потоков от различных кодеков с различными скоростями данных.

Децентрализованная многоточечная конференция использует технологию групповой адресации. Участвующие в конференции Н.323 терминалы осуществляют многоадресную передачу мультимедиа потока остальным участникам без посылки на MCU. Передача контрольной и управляющей информации осуществляется по схеме "точка-точка" между терминалами и MCU. В этом случае контроль многоточечной рассылки осуществляется контроллером МС.

Гибридная схема организации конференцсвязи является комбинацией двух предыдущих. Участвующие в конференции Н.323 терминалы осуществляют многоадресную передачу только аудио- или только видеопотока остальным участникам без посылки на MCU. Передача остальных потоков осуществляется по схеме "точка-точка" между терминалами и MCU. В этом случае задействуются как контроллер, так и процессор MCU.

Другим типом специализированных устройств видеоконференций являются мультимедийные шлюзы (Gateways), которые обеспечивают передачу информации на стыке разнородных сетей. Видеоконференцию можно проводить как по IP каналам связи, так и по высокоскоростным телефонным линиям ISDN. Для каждого типа сети используются свои протоколы, соответственно, передача аудио- и видеоинформации по ним проводится в различных форматах. Для решения задачи совместимости и перекодирования аудио- и видеопотоков на стыке сетей ставят специализированный Gateway.

В IP сетях часто используется еще один тип систем, которые используется для обеспечения поиска станций, шлюзов и подключения к многоточечным конференциям. Они получили название Привратник (Gatekeeper) и являются Узлами управления доступом. Через Gatekeeper проходят все запросы обслуживания, при этом он выполняет функцию виртуального переключателя. Например, если администратор сети установил верхний предел на число участников конференции, при достижении этого порога узел управления доступом может отказать в установлении соединения. К числу обязательных функций Gatekeeper относится преобразование адресов, осуществление контроля доступа к локальной сети с использованием сообщений, управление полосой пропускания и управление зоной. Следует отметить, что Gatekeeper - рекомендуемое, но не обязательное устройство, обеспечивающее сетевое управление.

Еще один механизм, повышающий эффективность видеоконференцсвязи, может быть реализован в IP сетях. Это режим многоадресной передачи или IP Multicast. При традиционной технологии отправитель должен послать свой пакет данных каждому получателю, то есть одна и тажа информация передается много раз. При многоадресной передаче один пакет информации отравляется всем необходимым адресатам без лишнего дублирования. В результате многоадресная передача использует полосу пропускания гораздо более эффективно, поскольку всем адресатам отправляется только один поток.

Технология IP Multicast предоставляет ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционным подходом. Например, добавление новых пользователей не влечет за собой необходимое увеличение пропускной способности сети. Значительно сокращается нагрузка на посылающий сервер, который больше не должен поддерживать множество двухсторонних соединений.

IP Multicast используется и в видеоконференцсвязи. При использовании традиционной технологии, пропускной способности существующих каналов хватает лишь для установления связи с очень ограниченным числом получателей. Групповая адресация снимает это ограничение и получателей может быть любое количество.

Ряд компаний встроили поддержку механизма IP Multicast в свои продукты видеоконференцсвязи. Компания VCON реализовала фирменный механизм VCON Interactive Multicast, который призван устранить главный недостаток IP Multicast - то, что пользователи остаются пассивными зрителями, т.е. отсутствует механизм интерактивного взаимодействия с выступающим. Суть технологии VCON Interactive Multicast состоит в том, что каждый участник конференции попеременно может транслировать свое видео и аудио в режиме IP Multicast. Ситуация напоминает "виртуальную трибуну", на которую "поднимается" любой участник конференции, при этом остальные участники видеоконференции выступают в роли зрителей.

Главное достоинство технологии VCON Interactive Multicast состоит в том, что для проведения видеоконференции не требуется аппаратный MCU. Кроме того, по сравнению с программными реализациями MCU, обеспечивается лучшее качество видео и динамика аудио- и видеопотоков.

Помимо VCON, и другие производители оснащают аналогичными механизмами свои системы видеоконференцсвязи. Например, компания Tandberg использует механизм Tandberg Streaming.

На рынке представлено большое количество систем различных производителей, реализующих описанные выше технологии.

Одним из наиболее известных производителей оборудования ВКС является компания Polycom. После приобретения компанией Polycom производителя специализированных телекоммуникационных устройств фирмы Accord, модельный ряд продуктов этой компании пополнился видеосерверами и мультимедийными шлюзами серии MGC. Устройство MGC-25 является экономичным решением с функциями сервера многоточечной видеоконференцсвязи и мультимедийного шлюза. Доступны следующие конфигурации устройств - шлюзы GW1 и GW2, сервера многоточечной видеоконференцсвязи IP 12, IP 16+, ISDN V и IP 16+ V, а также комбинированные устройства «сервер+шлюз» - Unified 24 и Unified 24 V.

Конструктивно MGC-25 представляют собой монтируемое в 19" стойку устройство высотой 2U с жидкокристаллическим дисплеем и кнопочной панелью. Шлюзы позволяют одновременно подключиться 12 пользователям, a MCU позволяют в одном сеансе участвовать до 16 пользователей с поддержкой функции Continuous Presence, позволяющей каждому участнику видеть одновременно несколько других участников сеанса.

Polycom поставляет и более мощные решения - сервера MGC-50 и MGC-100. Эти системы обладают уникальными возможностями по расширению функциональности и увеличению производительности. Конструктивно эти системы представляют собой 19" базовое шасси с пассивной материнской платой для подключения модулей и плат расширения, к числу которых относятся модули управления, питания, сетевых интерфейсов, мультиплексирования, аудиокодирования, шлюзов, видеопроцессора и обмена данными. Базовый модуль MGC-100 может иметь до 84 портов с возможностью расширения системы до 1200 портов, обеспечивая проведение до 24 многоточечных сеансов одновременно. Polycom MGC-100 имеет встроенный мультимедийный шлюз, который обеспечивает перекодировку видео и аудио потоков для семейства протоколов серии Н.320/Н.323. Универсальный мультимедийный шлюз MGC-100 позволяет не только установить связь между абонентами находящимися в разнородных сетях, но и выполнить перекодировку и оптимизацию с учетом различия в скоростях передачи и форматах компрессии аудио- и видеосигналов. Уникальная функция Dynamic Continuous Presence предоставляет участникам видеоконференции разнообразные возможности для аудиовизуального контакта во время многоточечного сеанса связи, позволяя динамически отображать на одном мониторе до девяти участников одновременно.

Еще один известный производитель специализированного оборудования видеоконференцсвязи компания RAD VISION (www.radvision.com) производит как специализированные устройства типа мультимедийных шлюзов и серверов многоточечной видеоконференции по IP сетям, так и универсальные расширяемые системы, которые могут быть сконфигурированы под задачи пользователей.

Система RAD VISION VialP 100 ориентирована на небольшие сети видеоконференцсвязи. Благодаря умеренной цене, простоте сопровождения и небольшим размерам RAD VISION vialPlOO отлично подходит для организации многоточечной видеоконференции с количеством участников от 3 до 20. Наиболее мощная система RAD VISION VialP 400 является многофункциональной платформой, которая может быть сконфигурирована в зависимости от нужд пользователя. В зависимости от состава установленных модулей ViaIP-400 может выполнять одновременно функции MCU, Gateway, сервера управления и контроллера зоны и сервера совместной работы с данными. Высокопроизводительная четырехслотовая архитектура обеспечивает гибкость конфигурации, наращиваемость и простоту поддержки. Архитектура RAD VISION ViaIP-400 подразумевает, что верхний слот шасси занят модулем vialP mcu (устройством многоточечной видеоконференции), либо модулем vialP Gateway (мультимедиа-шлюзом). Остальные три слота предназначены для установки дополнительных модулей vialP Gateway и vialP mcu, либо модулей VPS (Video Proccessing Server - модуль обработки видеопотоков) и vialP asNT-10 (модуль поддержки сервисных приложений под Windows NT) для достижения необходимой функциональности системы.

Семейство продуктов RAD VISION INVISION является экономичным решением для мультимедийных конференций, применимым в большинстве IP и ISDN сетей с любыми оконечными устройствами. Обеспечивается трансляция аудио- видео- и данных между терминалами, работающими по протоколам Н.320 и Н.323. Устройства оформлены в компактных 19" корпусах высотой 1U (шасси INVISION 100) и 2U (шасси INVISION 400). Системы INVISION поддерживают функции централизованного управления, серверов многоточечной конференции, мультимедийного шлюза и других приложений. INVISION Management Pack включает в себя контроллер зоны Н.323, полный инструментарий для управления сетью видеоконференцсвязи и планировщик конференций. Функция Advanced Video Processing обеспечивает отображение до 16 участников в режиме Continuous Presencec в одном из 26 вариантов конфигурирования экрана и поддержку симметричных и асимметричных скоростей передачи от ВКС терминалов.

Еще один известный производитель оборудования видеоконференцсвязи компания Ezenia! (www.ezenia.com), которая до 1999 года называлась VideoServer, представляет на рынке две линейки продуктов - Encounter Server и VideoServer 2000.

Encounter 3000 NetServer является сервером многоточечной видеоконференцсвязи стандарта Н.323 с поддержкой до 64 пользователей в IP-сетях. Унифицированная сетевая платформа позволяет проводить видеоконференции со скоростью передачи до 1.5 Мбит/с. Сервер имеет встроенный аудиошлюз, что позволяет принимать участие в конференции с помощью телефона. Существует два варианта сервера - в исполнении для рабочей группы или для предприятия.

Encounter 3000 NetGate является мультимедийным шлюзом между IP и ISDN сетями. Шлюзы обеспечивает трансляцию между протоколами Н.320 и Н.323, преобразуя мультимедиа потоки, передаваемые по коммутируемым каналам, в пакеты данных для передачи по IP-сетям, и наоборот. В зависимости от комплектации, они могут поддерживать до 16 соединений одновременно. Шлюзы обеспечивают передачу данных и совместное использование приложений в соответствии с протоколом Т. 120. Шлюзы, как и MCU, также поставляются в двух вариантах.

Ezenia! VideoServer 2000 является аппаратным решением для многоточечной видеоконференцсвязи стандарта Н.320 в сетях ISDN или по выделенным каналам. Системы VideoServer 2000 выполняют автоматическую коммутацию и микширование видеоизображения, используя функцию "активация по голосу" или прямое управление администратором конференции, поддерживается функция Continuous Presence. Системы компании Ezenia! поддерживают широкий набор стандартов и сетевых интерфейсов. Открытая архитектура серверов позволяет добавить новую функцию путем установки дополнительной платы и программного обеспечения.

Компания Tandberg также поставляет на рынок несколько специализированных устройств видеоконференцсвязи - Tandberg MCU и Tandberg Gateway. Tandberg MCU представляет собой функционально законченное устройство для организации многоточечной видеоконференцсвязи с поддержкой до 16 абонентов с поддержкой функции Continious Precence. Конструктивно Tandberg MCU представляет собой компактное устройство для монтажа в 19" стойку высотой 1U (4.4 см). Поддерживает режим Secure Conference, обеспечивающий шифрование видеотрафика. На сегодняшний день существует две версии MCU - на 8 и 16 абонентов, при этом для перехода с версии на 8 абонентов достаточно программной модернизации сервера.

Шлюзы Tandberg Gateway внешне похожи на MCU. Они обеспечивают передачу данных из IP сетей в ISDN и наоборот. Шлюзы поддерживают протокол видеокодирования Н.264 для IP и ISDN пользователей. Их можно интегрировать в сети, содержащие оборудование видеоконференцсвязи различных производителей. Шлюзы поддерживают работу на скоростях от 56 Кбит/сек до 2 Мбит/сек для одновременного подключения восьми абонентов.

Если раньше речь шла об аппаратных серверах многоточечной видеоконференцсвязи, то пришло время рассказать о программных реализаций серверов, которые по многим параметрам не уступают специализированным аппаратным системам. Одной из таких программных систем является продукт МХМ компании VCON. VCON Media eXchange Manager (MXM) - новый инструментарий для управления сетью видеоконференцсвязи. VCON MXM является клиент-серверным приложением, позволяющим администратору работать со своего рабочего места со всеми сетевыми устройствами видеоконференцсвязи. Использование МХМ дает возможность передать множество задач управления и администрирования от персональных терминалов к центральному серверу МХМ. Основными для МХМ являются функции централизованного управления и администрирования, реализация сервисов телефонии, функции обеспечения качества обслуживания (QoS), служба каталогов и система отчетности.

В состав МХМ входит модуль VCON Conferece Bridge (VCB), обеспечивающий возможности многоточечной видеоконференции. Этот модуль поддерживает режимы активации по голосу и Continious Precence и обеспечивает работу участников многоточечной конференции со скоростями до 1.5 Мбит/с. VCB может поддерживать до 64 участников в одной или нескольких конференциях, работающих по протоколам Н.323 и Н.320 через мультимедиа шлюзы. Программное обеспечение VCB содержит планировщик видеоконференций и обеспечивает возможности конфигурирования конференции.

Продукты, аналогичные VCON MXM есть и у других производителей. В частности, компания WhitePine разработала Meeting Point Conference Server для организации видеоконференцсвязи в реальном масштабе времени. WhitePine Meeting Point Conference Server основан на программном обеспечении протокола Н.323. Он позволяет группе пользователей с персональных сетевых рабочих станций общаться в реальном масштабе времени, используя совместно любую комбинацию звука, видео и Т. 120 протокола для совместной обработки документов. Он также позволяет администраторам управлять сетью видеоконференцсвязи, предоставляя необходимую ширину полосы пропускания каналов под различные типы пакетов данных и оптимизируя использование системы в сети. Сервер поддерживает IP Multicast в целях экономии используемой полосы пропускания.

Системы видеоконференций

Существует общемировое правило — чем больше сеть, тем сложнее сетью становится управлять. Для обеспечения надежности и повышения отказоустойчивости и безопасности сетей видеоконференции используются технологии, получившие название системы управления сетями.

К основным системам управления видеоконференции относят:

• Tandberg: Tandberg Management Suite (TMS).

Polycom: Polycom Converged Management Application (CMA); Distributed Media Application (DMA); Global Management System (GMS); PathNavigator.

Emblaze-VCON: Media eXchange Manager (MXM).

Codian: Codian Management Platform (CMP); Codian Director; Codian Scheduller.

1) СomStation

СomStation - многоцелевая рабочая станция видеоконференцсвязи, повышающая производительность Ваших рабочих групп, как во время видеоконференции, так и при использовании в качестве ПК. Высококачественная аудио/видео/дата конференция: comStation позволяет Пользователям проводить видеоконференцию с высококачественным изображением вплоть до 30 кадров в секунду. Широкополосный аудио алгоритм обеспечивает участникам встречи богатый и чистый звук. Microsoft NetMeeting полностью интегрирован в интерфейс пользователя, что обеспечивает простоту разделения данных.

2) СomStation Exec

comStation Exec - уникальная система, объединяющая богатейшие возможности программного обеспечения, со скоростью передачи до 512 Кбтс, профессиональный звук и совместную работу с данными.

3) Серия IPower 600

Серия iPower 600 - уникальное компактное устройство, предлагающее широчайший диапазон возможностей для передачи изображения, звука и совместной работы с данными, выходящий далеко за пределы возможностей традиционной видеоконференцсвязи

4) Серия IPower 900 законченное решение для совместной работы

Серия 900 - это лучшая и наиболее мощная из систем iPower. Это не обычная система видеоконференцсвязи, а законченное решение для совместной работы, которое позволит Вам обрабатывать данные, получать знания и принимать решения

5) Polyspan ViewStation высококачественная система видеоконференцсвязи

ViewStation - одна из первых групповых систем видеоконференцсвязи в которой реализован стандарт видеокодирования Н.263, существенно улучшающий качество передачи видео на скорости 128 Кб/с. Базовая модель оснащена одним интерфейсом ISDN BRI (128 Кб/с). Для получения 30 кадров в секунду и телевизионного качества есть возможность, используя инверсный мультиплексор, задействовать до 4 линий ISDN BRI (до 512 Кб/с)

6) Polycom ViewStation FX и VS4000 Системы групповой видеоконференцсвязи с высочайшим качеством видеосигнала:

• Обеспечивает высочайшее (телевизионное) качество видеосигнала (Near-TV Video quality) на частоте кадровой развертки 30 кадров/сек.

• Позволяет организовывать видеоконференции из 4-х участников на скорости 384Кбит/с или из 3-х участников на скорости 512Кбит/с без дополнительного видеосервера.

• Встроенные возможности записи проходящих конференций и сетевого доступа к ранее записанным конференциям и презентациям.

• Чистейший звук - полнодуплексное цифровое аудио с автоматическим шумо- и эхоподавлением.

Список использованной литературы

1. Актерский Ю.Е.Сети ЭВМ и телекоммуникации. Учебное пособие.СПб.: ПВИРЭ КВ.2005

Галичский К.В.Компьютерные системы в телефонии.СПб.2002.

Переведенцев О.В. Варианты построения сетей видеоконференцсвязи – технологии и оборудование.М.2004.

http://www.jasmi.ru/video/group.html

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%9A%D0%A1