Videokonferenser är ett område av informationsteknologi som samtidigt tillhandahåller tvåvägsöverföring , bearbetning, konvertering och presentation av videoinformation på distans i realtid med hjälp av hårdvara och mjukvara . Det är en utveckling av ljudkonferensfunktionen , som ursprungligen endast existerade inom telefoniområdet.
Videokonferenser kallas också en videokonferenssession .
Videokonferenser [1] ( VKS ) är en telekommunikationsteknik för interaktiv interaktion mellan tre eller fler fjärrabonnenter , där det mellan dem är möjligt att utbyta ljud- och videoinformation i realtid, med hänsyn tagen till överföringen av kontrolldata .
Videokonferenser används som ett sätt att snabbt fatta beslut i en given situation; i nödsituationer ; att minska resekostnaderna i geografiskt fördelade organisationer; förbättra effektiviteten ; att genomföra rättegångar med fjärrdeltagande av dömda [2] , såväl som en av delarna av telemedicin och distansutbildningsteknologier .
I många statliga och kommersiella organisationer ger videokonferenser fantastiska resultat och maximal effektivitet , nämligen:
För att kommunicera i videokonferensläge måste abonnenten ha en terminalenhet (codec) för videokonferens, en bildtelefon eller annan datorutrustning . Som regel inkluderar komplexet av enheter för videokonferenser:
En PC med programvara för videokonferenser kan användas som codec . En viktig roll i videokonferenser spelas av kommunikationskanaler , det vill säga ett datatransportnätverk . För att ansluta till kommunikationskanaler används nätverksprotokoll IP eller ISDN .
Det finns två videokonferenslägen som möjliggör tvåvägs ( punkt-till-punkt ) och flerparts (flerpunkt) videokonferenser.
Som regel tillfredsställer videokonferenser i "punkt-till-punkt"-läget behoven endast i det inledande skedet av teknologiimplementering, och ganska snart finns det ett behov av samtidig interaktion mellan flera abonnenter. Detta driftsätt kallas "flerpunkts" eller flerpunkts videokonferenser. För att implementera det här läget måste du aktivera en flerpunktslicens i codecen, förutsatt att enheten stöder denna funktion, eller en speciell MCU ( Multipunktskontrollenhet ) videoserver eller ett styrsystem för mjukvara och hårdvara.
För att införa videokonferenser måste organisationens chef (beslutsfattare) bestämma det huvudsakliga syftet med ansökan [10] : hålla möten, rekrytera personal, fatta beslut snabbt, utöva kontroll, distansundervisning, konsultera läkare, genomföra domstolsförhandlingar, förhöra vittnen och så vidare. I det här fallet är det nödvändigt att ta hänsyn till de grundläggande reglerna för videokonferenser:
Med tanke på applikationens funktioner och syften systematiseras videokonferensutrustning i kategorier och klasser [11] .
Personliga system ger möjlighet till individuell videokommunikation av användaren i realtid utan att lämna sin arbetsplats. Strukturellt implementeras individuella system vanligtvis som stationära terminaler eller som mjukvarulösningar.
GruppsystemGruppsystem är designade för gruppvideokonferenssessioner i mötesrum (konferensrum). Gruppsystemet kan göra om rummet i alla storlekar till en videokonferensstudio för interaktiva möten. Gruppsystem inkluderar digitalboxar för videokonferenser (set-top) med standardupplösning och stöd för högupplösning ( High Definition ). Denna kategori inkluderar även TelePresence -klasssystem [12] (telepresence), som tillhandahåller en uppsättning verktyg som ger maximal effekt av närvaron av fjärrsamtalare i samma rum.
FilialsystemIndustrisystem är system som tillämpas direkt i en viss bransch. Till exempel används system för att genomföra operationer ( telemedicin ) mycket ofta inom den medicinska industrin, i rättsväsendet - för att genomföra avlägsna kassationer och övervakningstvister, inom olje- och gas-, energi- och byggområdet för att snabbt tillhandahålla information.
Mobila systemMobilsystem [13] är kompakta bärbara videokonferenssystem för användning i avlägsna områden och extrema förhållanden. Mobila system tillåter en kort tid att organisera en videokonferenssession under icke-standardiserade förhållanden. Dessa system används vanligtvis av statliga myndigheter som fattar operativa beslut (militär, räddare, läkare, räddningstjänst). Ett typiskt exempel på användning av mobila system är organisationen av ett situationscenter.
Nätverksinfrastruktur för videokonferenserNätverksinfrastrukturen för videokonferenser inkluderar en uppsättning verktyg för administration/hantering av hårdvara och mjukvara som använder olika terminalutrustning och mjukvara - en multipunkts videokonferensserver ( Multipoint Control Unit ), integration med Unified Communications , hanteringssystem för videokonferenser (redovisning, konfigurationshantering, säkerhet, prestanda och felnoder, linjer och videokonferensterminalutrustning), distribuerade serverbelastningssystem, gateways för att passera trafik genom brandväggar, gateways med mobilnät och H.320-abonnenter.
Kategorierna är indelade i klasser som omfattar fem olika klasser.
MjukvarulösningMjukvarulösningar ( eng. Mjukvarulösning ) installeras på en persondator, bärbar dator eller mobil enhet. Som kringutrustning för att fånga och spela upp video och ljud kan både kameran, mikrofonen eller högtalaren som är inbyggd i enheten, såväl som externa enheter som en webbkamera , headset eller högtalartelefon, användas.
Betallösningar ger vanligtvis mer konferensfunktionalitet än gratislösningar (till exempel stöd för ett stort antal deltagare) och kompatibilitet med hårdvarulösningar för videokonferenser från olika tillverkare (på grund av användningen av öppna SIP- och H.323-standarder ).
Mjukvarulösningar, liksom hårdvarulösningar, har separata klientdelar (analogt med en hårdvaruterminal) och server (analogt med MCU). Serverdelen, liksom klientdelen, körs på en PC. Serverdelarna i mjukvarulösningarna omkodar inte videoströmmar, utan omdirigerar dem bara till klientapplikationer, vilket avsevärt minskar systemkraven för PC-hårdvaran som används som server och minskar kostnaden för lösningen som helhet. Att bygga en "bild" från flera videofönster under gruppvideokonferenser, samt kodning och avkodning av data i mjukvarulösningar, utförs endast på klientsidan. Användningen av SVC-teknik på serversidan av mjukvarulösningar gör att du kan ändra kvaliteten på strömmar för var och en av deltagarna i realtid utan att skapa en beräkningsbelastning på servern.
Fördelar med mjukvarulösningar:
Allmänna begränsningar för mjukvarulösningar:
Videokonferenser i standardkvalitet ( Standard Definition ) innebär stöd för fyra standardvideoupplösningar: SQCIF (128x96), QCIF (176x144), CIF ( 352x288) och 4CIF (704x576) vid datahastigheter från 64 Kbps till 768 Kbps.
SQCIF- och QCIF-behörigheterna introducerades ursprungligen för långsamma kommunikationskanaler (från 64 Kbps) och används för närvarande praktiskt taget inte. CIF- upplösning stöds vid hastigheter från 256 Kbps. Den högsta standarddefinitionen 4CIF är tillgänglig i hastigheter från 384 Kbps.
Minsta bithastigheter för en viss upplösning kan variera beroende på tillverkaren av utrustningen.
Högupplöst videokonferensHögupplösningsklassen ( eng. High Definition eller eng. HD ) dök upp i samband med lanseringen av videokonferenssystem på marknaden med högre upplösning än 4CIF, det vill säga HD-upplösning (1280x720), som kräver flera gånger fler pixlar att bygga en bild jämfört med vanliga videokonferenser, och följaktligen krävs en högre hastighet för överföringen.
Flera faktorer bidrog till uppkomsten av högupplösta videokonferenser:
Termen " High Definition " definieras inte av någon standard. Det framstod som ett marknadsföringskoncept, vilket innebar överföring av en videobild med en upplösning högre än 4CIF och dess ackompanjemang med bättre ljudkvalitet. Bildkvalitet på HD-nivå kan erhållas med en kanalbredd på 512 Kbps [14] [15] och högre. I avsaknad av tillräcklig bandbredd anpassar HD-videokonferenssystem sig vanligtvis till den befintliga kommunikationskanalen, vilket minskar videokvaliteten i enlighet därmed. Det vill säga, om bandbredden inte räcker till för att stödja HD-kvalitet, kommer videokonferenssystemet inte att vägra fungera, utan automatiskt minska bildupplösningen. En sådan funktion har redan implementerats på grundval av videomotorer från företag: Skype , Google , Microsoft , Discord och andra.
TelenärvaroTelepresence ( engelska TelePresence ) är en teknik för att genomföra videokonferenssessioner med hjälp av flera codecs (hårdvaruberäkningsenheter för en videokonferensterminal), som ger maximalt möjliga närvaroeffekt tack vare specialinstallerade skärmar, möbler, rumsdekoration, etc.
Skillnader från högupplöst videokonferensutrustning:
Situations- och kontrollcentraler eller lokaler är avsedda för beslutsfattare och kan användas inom olika verksamhetsområden . I det allmänna fallet består situationscentret av ett situationsanpassat rum utrustat med all kommunikation, inklusive videokonferens- eller telenärvarofaciliteter, och en utskickningscentral som samlar in, analyserar och förbereder information för överföring till situationsrummet för beslutsfattande. Kontrollrummet i situationsrummet tillhandahåller också kommunikation mellan situationsrummet och omvärlden.
Situations- och utskickscenter ger möjlighet att:
Kommunikationskanaler mellan abonnenter spelar huvudrollen vid videokonferenser. Överväg flera metoder för att organisera kommunikationskanaler för videokonferenser.
Det enklaste och billigaste sättet att organisera videokonferenser är via Internet . Kvaliteten på kommunikationssessionen i detta fall kan dock vara låg, eftersom Internet inte är en garanterad kanal för överföring av ljud- och videodata. Till detta kommer säkerhetsfrågan för videokonferensen, dvs den kan bli "allmän egendom". För att organisera videokonferenser över Internet behöver du ha statiska IP-adresser och kommunikationskanaler med en bandbredd på minst 384 kbps i båda riktningarna (för utgående och inkommande trafik) .
Det är lite svårare att ställa in kommunikation med Generic Routing Encapsulation ( GRE ) Generic Routing Encapsulation Protocol . Protokollet tillhör nätverkslagret. Den kan kapsla in andra protokoll och sedan dirigera hela uppsättningen till sin destination. I det här fallet tillhandahålls minimiskyddet för videotrafik på Internet, vilket gör det möjligt att förhindra majoriteten av "oerfarna" intrång i informationsmolnet för videokonferenser. Samma princip, om än en mycket högre säkerhetsnivå, är inbäddad i IPsec- protokollet .
Förkortningen ISDN står för Integrated Services Digital Network . Integrerade tjänster digitala nätverk avser nätverk där det primära kommunikationsläget är kretskopplat och data bearbetas digitalt. Denna tjänst är inte särskilt vanlig i Ryssland. Ett av de största genomförda projekten för utvecklingen av ISDN-nätverket är nätverket OJSC Rostelecom , som förenar mer än 500 städer i Ryska federationen och OSS.
ISDN har ett antal fördelar jämfört med traditionella analoga nätverk, men jämfört med nya dataöverföringstekniker för telekommunikation har det ett antal kritiska nackdelar. :
Kommunikationstjänsten baserad på IP VPN MPLS-teknik är för närvarande en av de mest pålitliga och billigaste för att organisera videokonferenser. Det bidrar till:
IP VPN MPLS-teknik , beroende på graden av säkerhet i den använda miljön, tillhör förtroendezonen. Det används i de fall där överföringsmediet kan anses tillförlitligt och det bara är nödvändigt att lösa problemet med att skapa ett virtuellt subnät inom ett större nätverk.
Standardprotokoll för dataöverföring är utformade för att göra videokonferenser lika vanliga som telefon- och faxkommunikation . Tack vare protokollen kan stödsystem för videokonferenser från olika tillverkare enkelt kommunicera med varandra, eftersom andra telekommunikationsenheter kommunicerar med varandra . Men innan vi börjar prata om specialiserade videokonferensprotokoll, låt oss kort definiera ett protokoll.
Ett videokonferensprotokoll är en uppsättning konventioner som styr utbytet av data mellan olika programvaror . Protokoll definierar hur data överförs och felhanteras i ett nätverk, och det möjliggör också utveckling av standarder som inte är knutna till en specifik hårdvaruplattform .
1990 godkändes den första internationella standarden för videokonferensteknik, H.320- specifikationen, för att stödja videokonferenser över ISDN . Sedan godkände ITU en hel rad rekommendationer relaterade till videokonferenser. Denna serie av rekommendationer, ofta kallad H.32x, inkluderar förutom H.320 standarderna H.321-H.324, som är designade för olika typer av datanätverk .
Under andra hälften av 1990-talet utvecklades IP -nätverk och Internet intensivt. De har utvecklats till ett ekonomiskt dataöverföringsmedium och har blivit nästan allestädes närvarande. Men till skillnad från ISDN var IP-nätverk dåligt anpassade för att överföra ljud- och videoströmmar. Önskan att använda den befintliga strukturen för IP-nätverk ledde till framväxten 1996 av H.323- standarden - Visual Telephone Systems and Terminal Equipment for Local Area Networks which Provider a Non-Guaranteed of Quality ).
1998 godkändes den andra versionen av denna H.323 v.2-standard - Multimediakommunikationssystem för paketkopplade nätverk ( paketbaserade multimediakommunikationssystem ) . I september 1999 godkändes den tredje versionen av rekommendationerna. Den 17 november 2001 godkändes den fjärde versionen av H.323- standarden . Nu[ när? ] H.323 är en av de viktigaste standarderna i denna serie. H.323 är en ITU-T- rekommendation för multimediaapplikationer i nätverk som inte tillhandahåller garanterad servicekvalitet ( QoS ). Sådana nätverk inkluderar paketkopplade IP- och IPX -nätverk baserade på Ethernet , Fast Ethernet och Token Ring .
H.323 multimediaapplikationsstandard För ljud- och videokonferenser över telekommunikationsnätverk har ITU-T utvecklat H.32x-serien med rekommendationer. Denna serie innehåller ett antal standarder för att tillhandahålla videokonferenser.
ITU-T- rekommendationerna som ingår i H.323 -standarden bestämmer driften av användarterminaler i datanätverk med en delad resurs, vilket i princip inte garanterar tjänstens kvalitet.
H.323-rekommendationer ger:
Bandbreddshantering - Ljud- och videoöverföring, såsom videokonferenser, är mycket tunga på kommunikationskanalerna, och om denna belastning inte övervakas kan prestandan för kritiska nätverkstjänster störas. Därför tillhandahåller H.323-rekommendationerna bandbreddshantering. Du kan begränsa både antalet samtidiga anslutningar och den totala bandbredden för alla H.323-applikationer. Dessa begränsningar hjälper till att spara de nödvändiga resurserna för att köra andra nätverksprogram. Varje H.323-terminal kan styra sin egen bandbredd i en viss konferenssession.
Huvudsakliga videostandarder:
För videokonferens idag[ när? ] vanligast används är H.263 och H.264.
Vissa ljudkomprimeringsstandarder är baserade på en ljuddigitaliseringsteknik som kallas pulskodmodulering eller PCM .
Huvudsakliga ljudstandarder:
För alla typer av codecs gäller regeln: ju lägre bithastighet , desto mer skiljer sig den återställda signalen från originalet. Den återställda signalen för hybridkodekar har dock ganska höga egenskaper, talsignalens klangfärg, dess dynamiska egenskaper, med andra ord, dess "igenkännbarhet" och "igenkännbarhet", återställs.
Videokonferenssystem är baserade på resultaten av telekommunikations- och multimediatekniker. Bild och ljud med hjälp av datorteknik överförs via kommunikationskanaler i lokala och globala datornätverk. De begränsande faktorerna för sådana system kommer att vara kommunikationskanalens garanterade bandbredd och komprimerings-/dekompressionsalgoritmerna för digital bild och ljud.
Det finns en global regel - ju större nätverk , desto svårare blir det att hantera nätverket. För att säkerställa tillförlitligheten, effektiviteten, motståndskraften och säkerheten hos videokonferensnätverk används tekniker som kallas " nätverkshanteringssystem ".
Begreppet " hanteringssystem för videokonferensnätverk " bör omfatta [18]
Enligt Cnews Analytics står ryska videokonferenslösningar i början av 2022 för, enligt olika uppskattningar, från 20 % till 30 % av marknaden. Med massflykten av utländska försäljare från Ryssland 2022 började situationen förändras och, enligt analytiker, i början av 2023. installerade ryska utvecklingar kommer redan att stå för cirka 50 % [19] ).
Ordböcker och uppslagsverk | |
---|---|
I bibliografiska kataloger |