система вкс что это
Видеоконференция
Видеоконференция (англ. videoconference ) — область информационной технологии, обеспечивающая одновременно двустороннюю передачу, обработку, преобразование и представление интерактивной информации на расстояние в режиме реального времени с помощью аппаратно-программных средств вычислительной техники.
Взаимодействие в режиме видеоконференций также называют сеансом видеоконференцсвязи.
Видеоконференцсвязь [1] (сокращенное название ВКС) — это телекоммуникационная технология интерактивного взаимодействия двух и более удаленных абонентов, при которой между ними возможен обмен аудио- и видеоинформацией в реальном масштабе времени с учётом передачи управляющих данных.
Содержание
Цели внедрения видеоконференцсвязи
Во многих государственных и коммерческих организациях видеоконференция приносит большие результаты и максимальную эффективность, а именно:
Для общения в режиме видеоконференции абонент должен иметь терминальное устройство (кодек) видеоконференцсвязи, видеотелефон или иное средство вычислительной техники. Как правило, в комплекс устройств для видеоконференцсвязи входит:
В качестве кодека может использоваться персональный компьютер с программным обеспечением для видеоконференций.
Большую роль в видеоконференции играют каналы связи, то есть транспортная сеть передачи данных. Для подключения к каналам связи используются сетевые протоколы IP или ISDN.
Существует два режима работы ВКС, которые позволяют проводить двусторонние (режим «точка-точка») и многосторонние (режим «многоточка») видеоконференции.
Как правило, видеоконференцсвязь в режиме «точка-точка» удовлетворяет потребности только на начальном этапе внедрения технологии, и довольно скоро возникает необходимость одновременного взаимодействия между несколькими абонентами. Такой режим работы называется «многоточечный» или многоточечной видеоконференцсвязью. Для реализации данного режима требуется наличие активации многоточечной лицензии в кодеке при условии, если устройство поддерживает данную функцию, либо специального видеосервера MCU (англ. Multipoint Control Unit ), или программно-аппаратной системы управления.
Задачи внедрения видеоконференцсвязи
Для внедрения видеоконференцсвязи руководителю (лицу, принимающему решения) организации необходимо определить главную цель применения [10] : проведение совещаний, подбор персонала, оперативность при принятии решений, осуществление контроля, дистанционное обучение, консультация врачей, проведение судебных заседаний, допрос свидетелей и так далее. При этом необходимо учитывать основные правила видеоконференцсвязи:
Основные категории и классы видеоконференцсвязи
Категории видеоконференцсвязи
Персональные системы
Персональные системы обеспечивают возможность индивидуального видеообщения пользователя в режиме реального времени, не покидая своего рабочего места. Конструктивно индивидуальные системы обычно выполняются в виде настольных терминалов либо в виде программных решений.
Групповые системы
Групповые системы предназначены для проведения групповых сеансов видеоконференцсвязи в переговорных (совещательных) комнатах. Групповая система способна превратить помещение любого размера в видеоконференц-студию для проведения интерактивных совещаний. К групповым системам относятся приставки видеоконференцсвязи (set-top) стандартного разрешения и с поддержкой высокой чёткости (High Definition). К этой же категории относятся и системы класса TelePresence [12] (телеприсутствие), которые предоставляют собой комплекс средств, обеспечивающий максимальный эффект присутствия удалённых собеседников в одной комнате.
Отраслевые системы
Отраслевые системы — это системы, которые применяются непосредственно в определенной отрасли. Например, в медицинской отрасли очень часто применяют системы для проведения операций (телемедицина), в судебной системе — для проведения дистанционных кассационных и надзорных судебных процессов, в нефтегазовой, энергетической, строительной области для оперативности представления информации.
Мобильные системы
Мобильные системы [13] — это компактные переносные системы видеоконференцсвязи для использования в удалённых районах и экстремальных условиях. Мобильные системы позволяют за короткое время организовать сеанс видеоконференцсвязи в нестандартных условиях. Данные системы обычно используются государственными органами, принимающими оперативные решения (военные, спасатели, врачи, службы экстренного реагирования). Типичный пример использования мобильных систем — организация ситуационного центра.
Инфраструктура сети видеоконференцсвязи
К инфраструктуре сети видеоконференцсвязи относится совокупность аппаратно-программных средств администрирования/управления с использованием различного оконечного оборудования и программного обеспечения — сервера многоточечной видеоконференцсвязи (Multipoint Control Unit), интеграция с Унифицированные коммуникации, системы управления видеоконференциями (учёт, управления конфигурацией, безопасностью, производительностью и ошибками узлов, линий и оконечного оборудования видеоконференцсвязи), системы распределения нагрузки распределенных серверов, шлюзы для прохождения трафика через межсетевые экраны, шлюзы с мобильными сетями и абонентами H.320.
Классы видеоконференцсвязи
Категории подразделяются на классы, которые включают в себя пять различных классов.
Программное решение
Программные решения (англ. Software solution ) устанавливаются на персональный компьютер, ноутбук или мобильное устройство. В качестве периферии для захвата и воспроизведения видео и звука могут использоваться, как встроенные в устройство камера, микрофон или динамик, так и внешние устройства, такие как веб-камера, головная гарнитура или спикерфон.
Платные решения, в отличие от бесплатных, обычно обеспечивают более широкие функциональные возможности при проведении конференций (например, поддерживается большое число участников) и совместимость с аппаратными решениями видеоконференцсвязи различных производителей (благодаря использованию открытых стандартов SIP и H.323).
Программные решения, как и аппаратные, имеют отдельные клиентскую часть (аналог аппаратного терминала) и серверную (аналог MCU). Серверная часть, как и клиентская, работает на ПК. Серверные части программных решений не осуществляют перекодирование видеопотоков, а только перенаправляют их на клиентские приложения, что значительно снижает системные требования к аппаратной части ПК, используемых в роли сервера и удешевляет решение в целом. Построение «картинки» из нескольких видеоокон во время групповых видеоконференций, а также кодирование и декодирование данных в программных решениях осуществляется только на клиентской стороне. Использование технологии SVC на серверной части программных решений позволяет в реальном времени изменять качество потоков для каждого из участников, не создавая вычислительную нагрузку на сервер.
Преимущества программных решений:
Общие ограничения программных решений:
Видеоконференции стандартного качества
Видеоконференции стандартного качества (англ. Standard Definition ) подразумевают поддержку четырёх стандартных видеоразрешений: SQCIF (128×96), QCIF (176×144), CIF (352х288) и 4CIF (704×576) на скоростях передачи данных от 64 Кбит/с до 768 Кбит/с.
Разрешения SQCIF и QCIF изначально были введены для медленных каналов связи (от 64 Кбит/с) и в настоящее время практически не используются. Разрешение CIF поддерживается на скоростях от 256 Кбит/с. Самое высокое стандартное разрешение 4CIF доступно на скоростях от 384 Кбит/с.
Минимальные значения скоростей передачи данных для того или иного разрешения могут варьироваться в зависимости от производителя оборудования.
Видеоконференции высокой чёткости
Класс высокой четкости (англ. High Definition или англ. HD ) появился в связи с выпуском на рынок систем ВКС с более высоким разрешением, чем 4CIF, то есть разрешение HD (1280х720), которое требует в несколько раз больше пикселей для построения изображения по сравнению со стандартной видеоконференцсвязью, и, соответственно, для её передачи необходима более высокая скорость.
Появлению видеоконференции высокой чёткости способствовало несколько факторов:
Термин «High Definition» никаким стандартом не определяется. Он появился как маркетинговое понятие, подразумевающее передачу видеоизображения с разрешением выше 4CIF и его сопровождение более качественным звуком. Качество изображения уровня HD может быть получено при ширине канала от 512 Кбит/с [14] [15] и выше. При отсутствии необходимой полосы пропускания системы видеоконференцсвязи, работающие с разрешением HD, обычно адаптируются под существующий канал связи, уменьшая, соответственно, качество видеоизображения. То есть, если полосы пропускания недостаточно для поддержки качества HD, то система видеоконференцсвязи не откажется работать, а автоматически снизит разрешение изображения. Такая функция уже реализована на базе видеодвижков компаний: Skype, SPIRIT DSP, Google, Microsoft и др.
Телеприсутствие
Телеприсутствие (англ. TelePresence ) — технология проведения сеансов видеоконференцсвязи с использованием нескольких кодеков (аппаратных вычислительных блоков терминала видеоконферецсвязи), обеспечивающая максимально возможный эффект присутствия за счет специальным образом установленных экранов, мебели, отделки помещения и т.п.
Отличия от оборудования видеоконференцсвязи высокой чёткости:
Ситуационные и диспетчерские центры
Ситуационные/диспетчерские центры (англ. Situation and Control Centers ) или комнаты предназначены для лиц, принимающих решения и могут быть использованы в различных областях деятельности. В общем случае ситуационный центр состоит из ситуационной комнаты, оснащенной всеми коммуникациями, включая средства видеоконференцсвязи или телеприсутствия и диспетчерского центра, осуществляющего сбор, анализ и подготовку информации для передачи в ситуационную комнату для принятия решения. Также диспетчерская ситуационной комнаты обеспечивает связь ситуационной комнаты с внешним миром.
Ситуационные и диспетчерские центры предоставляют возможность:
Организация каналов связи
Основную роль в видеоконференции играют каналы связи между абонентами. Рассмотрим несколько методов организации каналов связи для видеоконференций.
В сети Интернет
Самый простой и дешёвый метод организации видеоконференцсвязи — через Интернет. Однако качество сеанса связи в данном случае может быть низким, так как интернет не является гарантированным каналом передачи аудио- и видеоданных. К этому добавляется проблема безопасности видеоконференции, то есть она может стать «общественным достоянием». Для организации видеоконференцсвязи через Интернет требуется иметь статические IP-адреса и каналы связи с пропускной способностью не менее 384 кБит/с в обе стороны (для исходящего и входящего трафика). [источник не указан 511 дней]
Немного сложнее настраивается связь по протоколу инкапсуляции видовой маршрутизации GRE (англ. Generic Routing Encapsulation ). Протокол принадлежит к сетевому уровню. Он может инкапсулировать другие протоколы, а затем осуществлять маршрутизацию всего набора до места назначения. В данном случае обеспечивается минимальная защита видеотрафика в сети интернет, что позволяет предотвратить основное число «неопытных» вторжений в информационное облако видеоконференцсвязи. Тот же принцип, хоть и намного более высокого уровня безопасности, заложен и в протоколе IPsec.
По протоколу ISDN
Аббревиатура ISDN (англ. Integrated Services Digital Network ) расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг. Цифровые сети с интегральными услугами относятся к сетям, в которых основным режимом связи является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме. Данная услуга не очень распространена в России. Один из самых крупных реализованных проектов развития сети ISDN является сеть ОАО «Ростелеком», которая объединяет более 500 городов в РФ и СНГ.
ISDN имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными аналоговыми сетями, однако, по сравнению с новыми телекоммуникационными технологиями передачи данных, имеет ряд критичных недостатков [источник не указан 511 дней] :
По технологии IP VPN MPLS
Услуга связи по технологии IP VPN MPLS в настоящее время является одной из самых надежных и дешевых для организации видеоконференций. Этому способствует:
Технология IP VPN MPLS по степени защищенности используемой среды относится к доверительной зоне. Она используется в случаях, когда передающую среду можно считать надёжной и необходимо решить лишь задачу создания виртуальной подсети в рамках большей сети.
Протоколы организации видеоконференцсвязи
Стандартные протоколы передачи данных призваны сделать видеоконференции столь же распространенными, как телефонная и факсимильная связь. Благодаря протоколам системы поддержки видеоконференций разных производителей могут без проблем устанавливать связь между собой, как связываются между собой другие телекоммуникационные устройства. Но прежде, чем начать повествовать про специализированные протоколы видеоконференции, кратко дадим определение протокола.
Протокол для видеоконференции — это набор соглашений, который определяет обмен данными между различным программным обеспечением. Протоколы задают способы передачи данных и обработки ошибок в сети, а также позволяют разрабатывать стандарты, не привязанные к конкретной аппаратной платформе.
Основные стандарты видеоконференцсвязи (Коммуникационные протоколы)
Стандарт мультимедийных приложений H.323 С целью проведения аудио- и видеоконференций по телекоммуникационным сетям ITU-T разработала серию рекомендаций H.32x. Эта серия включает в себя ряд стандартов по обеспечению проведения видеоконференций.
2. H.321 — по сетям Ш-ЦСИО и ATM;
3. H.322 — по сетям с коммутацией пакетов с гарантированной пропускной способностью;
4. H.323 — по сетям с коммутацией пакетов с негарантированной пропускной способностью;
5. H.324 — по телефонным сетям общего пользования;
6. H.324/C — по сетям мобильной связи;
7. H.239 — поддержка двух потоков от разных источников, изображение участника и данных (вторая камера или презентация) выводятся на два разных дисплея или в режиме PIP на один дисплей.
8. H.460.17/.18/.19 — поддержка прохождения аудио- и видеотрафика видеоконференцсвязи через NAT и Firewall
Рекомендации ITU-T, входящие в стандарт H.323, определяют порядок функционирования абонентских терминалов в сетях передачи данных с разделяемым ресурсом, в основном не гарантирующих качества обслуживания.
Рекомендации H.323 предусматривают:
Управление полосой пропускания — передача аудио- и видеоинформации, например, в видеоконференциях, весьма интенсивно нагружает каналы связи, и, если не следить за ростом этой нагрузки, работоспособность критически важных сетевых сервисов может быть нарушена. Поэтому рекомендации H.323 предусматривают управление полосой пропускания. Можно ограничить как число одновременных соединений, так и суммарную полосу пропускания для всех приложений H.323. Эти ограничения помогают сохранить необходимые ресурсы для работы других сетевых приложений. Каждый терминал H.323 может управлять своей полосой пропускания в конкретной сессии конференции.
Стандарты сжатия видеоизображения
1. Стандарт H.261 — разработан организацией по стандартам телекоммуникаций ITU. На практике первый кадр в стандарте H.261 всегда представляет собой изображение стандарта JPEG, компрессированное с потерями и с высокой степенью сжатия.
2. Стандарт H.263 — это стандарт сжатия видео, предназначенный для передачи видео по каналам с довольно низкой пропускной способностью (обычно ниже 128 кбит/с). Применяется в программном обеспечении для видеоконференций.
3. Стандарт H.264 — это новый расширенный кодек, также известный как AVC и MPEG-4, часть 10.
4. Стандарт H.264 High Profile — это самый производительный профайл H.264 с алгоритмом сжатия видео Context Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC), впервые внедрен на оборудовании Polycom, позволяет устраивать HD-видеоконференции на канале от 512 Kbps
Для видеоконференций на сегодняшний день чаще всего используется стандарт H.263 и H.264.
Стандарты сжатия звука
Некоторые стандарты компрессии аудиосигнала основаны на технологии оцифровки звука, называемой импульсно-кодовой модуляцией или ИКМ.
1. Стандарт G.711 — это стандарт для аудиокомпандирования, который в основном используется в телефонии.
2. Стандарт G.722 — широкополосный голосовой кодек стандарта ITU-T со скоростью 32-64 Кбит/сек.
3. Стандарт G.723 — это стандарт кодирования речи, принятый организацией ITU-T в 1988 году.
4. Стандарт G.726 — кодек является стандартом ITU-T адаптивной импульсно-кодовой модуляции — ADPCM и описывает передачу голоса полосой в 16, 24, 32, и 40 Кбит/сек.
5. Стандарт G.729 — это узкополосный речевой кодек, который применяется для эффективного цифрового представления узкополосной телефонной речи (сигнала телефонного качества).
Для всех типов кодеков справедливо правило: чем меньше плотность цифрового потока, тем больше восстановленный сигнал отличается от оригинала. Однако восстановленный сигнал гибридных кодеков обладает вполне высокими характеристиками, восстанавливается тембр речевого сигнала, его динамические характеристики, другими словами, его «узнаваемость» и «распознаваемость».
Системы видеоконференций базируются на достижениях технологий средств телекоммуникаций и мультимедиа. Изображение и звук с помощью средств вычислительной техники передаются по каналам связи локальных и глобальных вычислительных сетей. Ограничивающими факторами для таких систем будет пропускная способность канала связи и алгоритмы компрессии/декомпрессии цифрового изображения и звука.
Системы управления видеоконференцсвязью
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».
Система вкс что это
Видеоконференцсвязь (ВКС) — это технология интерактивного взаимодействия двух и более удаленных пользователей, при которой между ними возможен обмен видео- и аудиоинформацией в режиме реального времени.
Современные системы видеоконференцсвязи решают следующие задачи:
Рынок корпоративных систем видеоконференцсвязи (ВКС) в России, как и во всем мире, последние несколько лет растет высокими темпами. Широко распространившийся в связи с пандемией удаленный режим работы вместе с трендом на импортозамещение, подстегивает развитие отечественных систем ВКС. В России уже есть продукты способные не только уверенно замещать зарубежные платформы и сервисы, но и обеспечивать полноценную интеграцию с ними. О том, как развивается отечественный рынок видеоконференцсвязи, о каких драйверах и барьерах говорят эксперты и каким они видят будущее таких систем, читайте в новом материале TAdviser.
Пандемия дала сильнейший толчок развитию мирового и российского рынков видеоконференцсвязи в 2020-м, и в 2021 году рост продолжился. По данным TAdviser, накопленным за 2005 – 2021 гг., по состоянию на ноябрь 2021 года в России реализовано более 4,6 тыс. проектов по внедрению систем ВКС. Среди разработчиков систем ВКС по количеству реализованных проектов лидирует компания Spirit (VideoMost) — 1691 внедрение, далее c небольшим отставанием следует TrueConf — 1605, на третьем месте Mind — 568, на четвертом и пятом местах Microsoft и Cisco — 140 и 98.
Аппаратные системы ВКС
Аппаратные системы ВКС – это системы видеоконференцсвязи, в которых алгоритмы передачи видеосигнала реализуются исключительно на аппаратном уровне с помощью специального оборудования.
Аппаратные системы видеоконференцсвязи появились намного раньше программных решений задолго до распространения интернета. Более 40 лет назад на мировом рынке представили первый видеофон – аппарат, с помощью которого можно было совершать видеозвонки. Сегодня аппаратные системы видеоконференцсвязи представляют собой целый ряд составляющих, которые позволяют проводить как персональные, так и групповые сеансы видеосвязи.
В отличие от аппаратных, в программных системах видеоконференции реализуются с помощью специального программного обеспечения для обычных персональных компьютеров, которые выступают как в роли серверов, так и в роли терминальных устройств видеосвязи.
Системы видеоконференцсвязи, которые реализованы на аппаратном уровне, делятся на персональные и групповые.
Персональные аппаратные системы видеоконференцсвязи рассчитаны на индивидуальное использование одним человеком. Обычно такие решения выполняются в виде настольных терминальных устройств – видеофона с небольшим дисплеем или терминалов более высокого уровня с диагональю экрана до 24 см, предназначенных для использования в небольших переговорных комнатах и на рабочих местах руководителей.
Универсальные аппаратные групповые системы предназначены для проведения сеансов многоточечной видеосвязи в помещениях большой площади. Развитием данной категории аппаратных решений являются системы телеприсутствия (telepresence), благодаря которым в видеопереговорной создается эффект присутствия удаленных участников в одном помещении. Для групповых систем характерны наличие нескольких экранов, PTZ-камер и тесная интеграция с аудио оборудованием зала.
Кодеки и протоколы. Общие протоколы и кодеки были заложены на заре распространения аппаратных систем ВКС в 90-х годах прошлого века для обеспечения совместимости оборудования различных производителей. В видеоконференцсвязи используют два основных семейства кодеков – для сжатия видео (H.261, H.263, H.263+, H.264, H.265) и аудиоданных (G.711, G.722, G.723, G.728, G.729), а также общий стандарт H.323 (и его вариации для различных типов сетей передачи данных), регулирующий взаимодействие аппаратных терминалов ВКС и MCU-серверов.
Помимо стандартных многие компании внедряют в системы видеоконференцсвязи специально разработанные кодеки, которые рассчитаны на оборудование собственного производства. Для пересылки текстовых документов и презентаций применяются протоколы H.239 (одновременная трансляция видео и презентаций) и Т.120 (для мультимедийных конференций).
Современная аппаратная система видеоконференцсвязи базируется на cледующем оборудовании:
Стоит отдельно выделить системы телеприсутствия (telepresence). Благодаря применению нескольких экранов большой площади, составленных в единое панно и специальной мебели, создается эффект объединения одного или нескольких помещений, с установленными системами телеприсутствия, в единое целое. Чаще всего панно проходит через середину стола переговоров и симметрично делит его на участников групповой видеоконференции находящихся в этом помещении и тех, кто подключен удаленно. В виду требования передачи видео исключительного качества (два и более потоков в FullHD качестве, не менее 60 кадров в секунду) в системах телеприсутствия используется несколько кодеков для повышения их общей вычислительной мощности.
Эффект присутствия достигается прежде всего за счёт соблюдения масштабов лица и фигуры удаленных участников, работы камер на уровне глаз (для достижения эффекта «глаза-в-глаза»). Помимо специального оборудования, панно и камер, в конференц-зале должна быть налажена правильная система освещения и звука. Участники должны располагаться в отведенных для них местах, а интерьер должен создавать впечатление единого пространства с подключаемыми удаленными залами. Высокая сложность производства и эксплуатации систем телеприсутствия являются причиной их крайне высокой стоимости и малой распространенности.