Videokonference je oblast informačních technologií , která současně zajišťuje obousměrný přenos , zpracování, konverzi a prezentaci videoinformací na dálku v reálném čase pomocí počítačového hardwaru a softwaru . Jde o vývoj funkce audiokonference , která původně existovala pouze v oblasti telefonie.
Videokonference se také označuje jako videokonferenční relace .
Videokonference [1] ( VKS ) je telekomunikační technologie pro interaktivní komunikaci interakce tří nebo více vzdálených účastníků , při které je možné mezi nimi vyměňovat audio a video informace v reálném čase s přihlédnutím k přenosu řídicích dat .
Videokonference slouží jako prostředek k rychlému rozhodování v dané situaci; v nouzových situacích ; snížit cestovní výdaje v geograficky rozmístěných organizacích; zlepšit účinnost ; vedení soudů s účastí odsouzených na dálku [2] , stejně jako jeden z prvků telemedicíny a technologií distančního vzdělávání .
V mnoha vládních a komerčních organizacích přináší videokonference skvělé výsledky a maximální efektivitu , konkrétně:
Pro komunikaci v režimu videokonference musí mít účastník koncové zařízení (kodek) pro videokonferenci, videotelefon nebo jiné počítačové vybavení . Komplex zařízení pro videokonference zpravidla zahrnuje:
Jako kodek lze použít PC se softwarem pro videokonference . Důležitou roli ve videokonferencích hrají komunikační kanály , tedy síť pro přenos dat . Pro připojení ke komunikačním kanálům se používají síťové protokoly IP nebo ISDN .
Existují dva režimy videokonferencí, které umožňují dvoucestné ( point-to-point ) a vícestranné (multipoint) videokonference.
Videokonference v režimu „point-to-point“ zpravidla uspokojují potřeby pouze v počáteční fázi implementace technologie a poměrně brzy vzniká potřeba současné interakce mezi několika účastníky. Tento režim provozu se nazývá „vícebodové“ nebo vícebodové videokonference. Chcete-li implementovat tento režim, musíte v kodeku aktivovat vícebodovou licenci za předpokladu, že zařízení tuto funkci podporuje, nebo speciální videoserver MCU ( Multipoint Control Unit ) nebo softwarový a hardwarový řídicí systém.
K zavedení videokonference musí vedoucí (tvůrce rozhodnutí) organizace určit hlavní účel aplikace [10] : pořádání schůzek, nábor zaměstnanců, rychlé rozhodování, vykonávání kontroly, dálkové studium, konzultace s lékaři, vedení soudních jednání, výslech svědky, a tak dále. V tomto případě je nutné vzít v úvahu základní pravidla videokonference:
Vzhledem k funkcím a účelům aplikace je videokonferenční zařízení systematizováno do kategorií a tříd [11] .
Osobní systémy poskytují možnost individuální video komunikace uživatele v reálném čase, aniž by opustil své pracoviště. Konstrukčně jsou jednotlivé systémy obvykle implementovány jako desktopové terminály nebo jako softwarová řešení.
Skupinové systémySkupinové systémy jsou určeny pro skupinové videokonferenční sezení v zasedacích (konferenčních) místnostech. Skupinový systém dokáže proměnit místnost jakékoli velikosti na videokonferenční studio pro interaktivní jednání. Skupinové systémy zahrnují videokonferenční (set-top) set-top boxy se standardním rozlišením a podporou vysokého rozlišení ( High Definition ). Do této kategorie patří také systémy třídy TelePresence [12] (telepresence), které poskytují sadu nástrojů, které poskytují maximální efekt přítomnosti vzdálených účastníků rozhovoru ve stejné místnosti.
Pobočkové systémyPrůmyslové systémy jsou systémy, které se aplikují přímo v určitém odvětví. Například systémy pro vedení operací ( telemedicína ) se velmi často používají v lékařském průmyslu, v soudním systému - pro vedení kasačních a dozorčích sporů na dálku, v oblasti ropy a zemního plynu, energetiky a stavebnictví pro rychlé poskytování informací.
Mobilní systémyMobilní systémy [13] jsou kompaktní přenosné videokonferenční systémy pro použití v odlehlých oblastech a extrémních podmínkách. Mobilní systémy umožňují na krátkou dobu zorganizovat videokonferenční sezení v nestandardních podmínkách. Tyto systémy jsou obvykle používány vládními agenturami, které přijímají operativní rozhodnutí (vojáci, záchranáři, lékaři, záchranné složky). Typickým příkladem využití mobilních systémů je organizace situačního centra.
Síťová infrastruktura pro videokonferenceSíťová infrastruktura pro videokonference zahrnuje sadu hardwarových a softwarových nástrojů pro správu/správu využívající různá koncová zařízení a software – vícebodový videokonferenční server ( Multipoint Control Unit ), integraci s Unified Communications , systémy pro správu videokonferencí (účetnictví, správa konfigurace, bezpečnost, výkon a chybové uzly, linky a koncová zařízení pro videokonference), distribuované systémy distribuce zátěže serverů, brány pro průchod provozu přes firewally, brány s mobilními sítěmi a H.320 předplatiteli.
Kategorie jsou rozděleny do tříd, které zahrnují pět různých tříd.
Softwarové řešeníSoftwarová řešení ( angl. Software solution ) se instalují na osobní počítač, notebook nebo mobilní zařízení. Jako periferie pro snímání a přehrávání videa a zvuku lze použít jak fotoaparát, mikrofon nebo reproduktor zabudovaný v zařízení, tak i externí zařízení, jako je webová kamera , sluchátka nebo hlasitý odposlech.
Placená řešení obvykle poskytují více funkcí pro konference než bezplatná řešení (například podporu velkého počtu účastníků) a kompatibilitu s hardwarovými řešeními pro videokonference od různých výrobců (kvůli použití otevřených standardů SIP a H.323 ).
Softwarová řešení, stejně jako hardwarová, mají oddělené klientské části (analogické k hardwarovému terminálu) a server (analogické k MCU). Serverová část stejně jako klientská běží na PC. Serverové části softwarových řešení netranskódují video streamy, ale pouze je přesměrovávají do klientských aplikací, což výrazně snižuje systémové požadavky na hardware PC používaného jako server a snižuje náklady na řešení jako celek. Vytváření „obrazu“ z několika video oken během skupinových videokonferencí, stejně jako kódování a dekódování dat v softwarových řešeních, probíhá pouze na straně klienta. Použití technologie SVC na serverové straně softwarových řešení umožňuje měnit kvalitu streamů pro každého z účastníků v reálném čase, aniž by došlo k výpočetní zátěži serveru.
Výhody softwarových řešení:
Obecná omezení softwarových řešení:
Videokonference ve standardní kvalitě ( Standard Definition ) znamená podporu čtyř standardních rozlišení videa: SQCIF (128x96), QCIF (176x144), CIF ( 352x288) a 4CIF (704x576) při přenosových rychlostech od 64 Kbps do 768 Kbps.
Oprávnění SQCIF a QCIF byla původně zavedena pro pomalé komunikační kanály (od 64 Kbps) a v současnosti se prakticky nepoužívají. Rozlišení CIF je podporováno při rychlostech od 256 Kbps. Nejvyšší standardní rozlišení 4CIF je k dispozici při rychlostech od 384 Kbps.
Minimální přenosové rychlosti pro konkrétní rozlišení se mohou lišit v závislosti na výrobci zařízení.
Videokonference ve vysokém rozlišeníTřída vysokého rozlišení ( angl. High Definition nebo angl. HD ) se objevila v souvislosti s uvedením videokonferenčních systémů na trh s vyšším rozlišením než 4CIF, tedy HD rozlišením (1280x720), které vyžaduje několikanásobně více pixelů. k vytvoření obrazu ve srovnání se standardními videokonferencemi, a proto je pro jeho přenos vyžadována vyšší rychlost.
Ke vzniku videokonferencí ve vysokém rozlišení přispělo několik faktorů:
Pojem " High Definition " není definován žádným standardem. Objevilo se to jako marketingový koncept, který implikoval přenos video obrazu s rozlišením vyšším než 4CIF a jeho doprovod s lepší kvalitou zvuku. Kvalitu obrazu na úrovni HD lze získat s šířkou kanálu 512 Kbps [14] [15] a vyšší. Při absenci dostatečné šířky pásma se HD videokonferenční systémy obvykle přizpůsobí stávajícímu komunikačnímu kanálu a odpovídajícím způsobem sníží kvalitu videa. To znamená, že pokud šířka pásma nestačí na podporu kvality HD, systém pro videokonference neodmítne pracovat, ale automaticky sníží rozlišení obrazu. Taková funkce již byla implementována na základě video motorů společností: Skype , Google , Microsoft , Discord a další.
TelepresenceTelepresence ( anglicky TelePresence ) je technologie pro vedení videokonferenčních relací pomocí několika kodeků (hardwarové výpočetní jednotky videokonferenčního terminálu), poskytující maximální možný efekt přítomnosti díky speciálně instalovaným obrazovkám, nábytku, dekoraci místností atd.
Rozdíly od zařízení pro videokonference s vysokým rozlišením:
Situační a řídicí centra nebo místnosti jsou určeny pro osoby s rozhodovací pravomocí a lze je využít v různých oblastech činnosti . V obecném případě se situační centrum skládá ze situační místnosti vybavené veškerou komunikací, včetně zařízení pro videokonference nebo teleprezence, a dispečinku, který shromažďuje, analyzuje a připravuje informace pro přenos do situační místnosti k rozhodování. Také velín situační místnosti zajišťuje komunikaci mezi situační místností a vnějším světem.
Situační a dispečerská centra poskytují možnost:
Komunikační kanály mezi účastníky hrají hlavní roli ve videokonferencích. Zvažte několik metod organizace komunikačních kanálů pro videokonference.
Nejjednodušší a nejlevnější způsob pořádání videokonferencí je přes internet . Kvalita komunikační relace však v tomto případě může být nízká, protože internet není zaručeným kanálem pro přenos audio a video dat. K tomu se přidává bezpečnostní problém videokonference, tedy že by se mohla stát „public domain“. Chcete-li organizovat videokonference přes internet, musíte mít statické IP adresy a komunikační kanály s šířkou pásma alespoň 384 kbps v obou směrech (pro odchozí a příchozí provoz) .
O něco obtížnější je nastavit komunikaci pomocí protokolu GRE ( Generic Routing Encapsulation ) . Protokol patří do síťové vrstvy. Může zapouzdřit další protokoly a poté nasměrovat celou sadu na místo určení. V tomto případě je zajištěna minimální ochrana video provozu na internetu, což umožňuje zabránit většině „nezkušených“ průniků do videokonferenčního informačního cloudu. Stejný princip, i když mnohem vyšší úroveň zabezpečení, je zakotven v protokolu IPsec .
Zkratka ISDN znamená Integrated Services Digital Network . Digitální sítě s integrovanými službami označují sítě, ve kterých je primární komunikační režim přepínán okruhem a data jsou zpracovávána digitálně. Tato služba není v Rusku příliš běžná. Jedním z největších realizovaných projektů rozvoje sítě ISDN je síť OJSC Rostelecom , která sdružuje více než 500 měst Ruské federace a SNS.
ISDN má oproti tradičním analogovým sítím řadu výhod, avšak ve srovnání s novými technologiemi telekomunikačního přenosu dat má řadu zásadních nevýhod. :
Komunikační služba založená na technologii IP VPN MPLS je v současnosti jednou z nejspolehlivějších a nejlevnějších pro pořádání videokonferencí. Přispívá k:
IP VPN technologie MPLS podle stupně zabezpečení použitého prostředí patří do důvěryhodné zóny. Používá se v případech, kdy lze přenosové médium považovat za spolehlivé a je pouze nutné vyřešit problém vytvoření virtuální podsítě v rámci větší sítě.
Standardní protokoly přenosu dat jsou navrženy tak, aby byly videokonference stejně běžné jako telefonická a faxová komunikace . Díky protokolům mohou systémy podpory videokonferencí od různých výrobců mezi sebou snadno komunikovat, stejně jako spolu komunikují jiná telekomunikační zařízení . Než ale začneme mluvit o specializovaných videokonferenčních protokolech, pojďme si stručně definovat protokol.
Protokol pro videokonference je soubor konvencí, které řídí výměnu dat mezi různým softwarem . Protokoly definují způsob přenosu dat a zpracování chyb v síti a také umožňují vývoj standardů, které nejsou vázány na konkrétní hardwarovou platformu .
V roce 1990 byl schválen první mezinárodní standard pro videokonferenční technologii, specifikace H.320 , pro podporu videokonferencí přes ISDN . Poté ITU schválila celou řadu doporučení týkajících se videokonferencí. Tato řada doporučení, často označovaná jako H.32x, kromě H.320 zahrnuje standardy H.321-H.324, které jsou určeny pro různé typy datových sítí .
V druhé polovině 90. let se intenzivně rozvíjely IP sítě a internet. Vyvinuly se v ekonomické médium pro přenos dat a staly se téměř všudypřítomnými. Na rozdíl od ISDN však byly IP sítě špatně přizpůsobeny pro přenos audio a video streamů. Touha využít stávající strukturu IP sítí vedla v roce 1996 ke vzniku standardu H.323 - Vizuální telefonní systémy a koncová zařízení pro místní sítě, které poskytují negarantovanou služeb kvalitu ).
V roce 1998 byla schválena druhá verze tohoto standardu H.323 v.2 - Multimediální komunikační systémy pro sítě s přepojováním paketů ( Packet-based multimedia communication systems ) . V září 1999 byla schválena třetí verze doporučení. 17. listopadu 2001 byla schválena čtvrtá verze standardu H.323 . Nyní[ kdy? ] H.323 je jedním z nejdůležitějších standardů této řady. H.323 je doporučení ITU-T pro multimediální aplikace v sítích, které neposkytují garantovanou kvalitu služeb ( QoS ). Takové sítě zahrnují paketově přepínané IP a IPX sítě založené na Ethernetu , Fast Ethernetu a Token Ringu .
Multimediální aplikační standard H.323 Pro audio a video konference v telekomunikačních sítích vyvinula ITU-T řadu doporučení H.32x. Tato řada obsahuje řadu standardů pro poskytování videokonferencí.
Doporučení ITU-T obsažená ve standardu H.323 určují provoz uživatelských terminálů v datových sítích se sdíleným zdrojem, které v podstatě nezaručují kvalitu služby.
Doporučení H.323 poskytují:
Správa šířky pásma – Přenos zvuku a videa, jako jsou videokonference, je velmi náročný na komunikační kanály, a pokud toto zatížení není monitorováno, může být narušen výkon kritických síťových služeb. Proto doporučení H.323 poskytují správu šířky pásma. Můžete omezit jak počet současných připojení, tak celkovou šířku pásma pro všechny aplikace H.323. Tyto limity pomáhají šetřit zdroje nezbytné pro spouštění dalších síťových aplikací. Každý terminál H.323 může řídit svou vlastní šířku pásma v konkrétní konferenční relaci.
Hlavní video standardy:
Pro dnešní videokonference[ kdy? ] nejčastěji používané jsou H.263 a H.264.
Některé standardy komprese zvuku jsou založeny na technologii digitalizace zvuku nazývané pulzní kódová modulace nebo PCM .
Hlavní zvukové standardy:
Pro všechny typy kodeků platí pravidlo: čím nižší je přenosová rychlost , tím více se obnovený signál liší od původního. Obnovený signál hybridních kodeků má však poměrně vysoké charakteristiky, zabarvení řečového signálu, jeho dynamické vlastnosti, jinými slovy jeho „rozpoznatelnost“ a „rozpoznatelnost“, jsou obnoveny.
Videokonferenční systémy jsou založeny na výdobytcích telekomunikačních a multimediálních technologií. Obraz a zvuk jsou pomocí výpočetní techniky přenášeny komunikačními kanály lokálních i globálních počítačových sítí. Limitujícími faktory pro takové systémy budou garantovaná šířka pásma komunikačního kanálu a kompresní/dekompresní algoritmy pro digitální obraz a zvuk.
Existuje globální pravidlo – čím větší síť , tím obtížnější je správu sítě. K zajištění spolehlivosti, efektivity, odolnosti a bezpečnosti videokonferenčních sítí se používají technologie nazývané „ systémy správy sítě “.
Koncepce „ systémů pro správu videokonferenční sítě “ by měla zahrnovat [18]
Podle Cnews Analytics budou na začátku roku 2022 ruská řešení pro videokonference představovat podle různých odhadů 20 až 30 % trhu. S masovým exodem zahraničních prodejců z Ruska v roce 2022 se situace začala měnit a podle analytiků na začátku roku 2023. instalovaný ruský vývoj bude již tvořit asi 50 % [19] ).
![]() | |
---|---|
V bibliografických katalozích |