Anatomia wideokonferecji

Dzięki ekspansji Internetu możliwe stało się przekazywanie danych audio i wideo prawie do każdego punktu naszego globu.

Dzięki ekspansji Internetu możliwe stało się przekazywanie danych audio i wideo prawie do każdego punktu naszego globu.

Podstawowa i pierwotna definicja wideokonferencji mówi, że jest to wzajemne przesyłanie obrazu i dźwięku między oddzielonymi fizycznie punktami, których może być dwa lub więcej. W tym celu używa się kamer, urządzeń wyświetlających obraz (na przykład telewizorów lub monitorów), głośników i mikrofonów. Taka liczba sprzętu nieuchronnie nasuwa skojarzenie ze studiem telewizyjnym i dlatego początki wideokonferencji należy wiązać z rozwojem telewizji.

Za pioniera tej formy komunikacji można uznać firmę AT&T, która pierwsza przesłała jednocześnie obraz i dźwięk ponad siedemdziesiąt lat temu, dokładnie w kwietniu 1930 roku. Pomiędzy biurem firmy a laboratoriami Bella w Nowym Jorku dźwięk transmitowany był za pomocą tradycyjnych głośników i mikrofonów, natomiast obraz pobierano i transmitowano klatka po klatce dzięki komórkom fotoelektrycznym. W związku z rozwojem przesyłania danych na odległość w 1933 roku w Stanach Zjednoczonych powstała Federal Communications Commission, agencja, której zadaniem miało być uporanie się z narastającym tłokiem w eterze przez ustalanie powszechnie obowiązujących standardów. W 1941 roku wprowadzono pierwszy w Stanach Zjednoczonych analogowy standard dla telewizji. Jeden kanał (program) mógł zajmować pasmo o szerokości 4,2 MHz (525 złożonych linii i 30 klatek na sekundę).

Schemat przepływu obrazu, dźwięku i danych pomiędzy wideoterminalami

Schemat przepływu obrazu, dźwięku i danych pomiędzy wideoterminalami

Podczas produkcji nowych programów pojawił się wkrótce problem, jak obniżyć koszty zgromadzenia w jednym studiu osób, które na przykład mieszkają w odległych miastach (rachunki za transport i hotele pochłaniały ogromne sumy). Zamiast dowozić gości, rozbudowano liczbę ośrodków, między którymi transmitowano obraz i dźwięk. Tak oto nowy typ komunikacji - wideokonferencje - zaczął służyć jedynie do wspomagania produkcji programów telewizyjnych. Już w 1964 roku firma AT&T przedstawiła na targach New York City WorldŐs Fair pierwsze urządzenie wyprodukowane wyłącznie do tego celu - Picturephone. Jego system wymagał procesora o szybkości 1 MHz i umożliwiał proste dzielenie danych (patrz "Typy wideokonferencji"). W 1971 roku odbyła się pierwsza transatlantycka wideokonferencja, zainicjowana przez firmę Ericsson.

Dynamiczny rozwój wideokonferencji rozpoczął się na początku lat dziewięćdziesiątych. Dzięki ekspansji Internetu oraz postępowi technicznemu możliwe stało się przekazywanie danych bez użycia łączy telewizyjnych do praktycznie każdego punktu naszego globu. Dzisiaj pojęcie wideo-konferencja ewoluowało i ma trzy odmiany:

- telekonferencję, czyli standardowe konferencje organizowane w studiu telewizyjnym

- wideokonferencję, czyli połączenie dwóch i więcej osób przy użyciu linii telefonicznej lub linii z trasowaniem pakietów (używającej protokołu IP)

- wideotelefonię, czyli połączenie dwóch osób bez możliwości wymiany danych.

Techniki i standardy

Obecnie jest kilka technik przesyłania obrazu, dźwięku i danych pomiędzy uczestnikami sieciowego spotkania:

- analogowe linie telefoniczne (zwykłe, standardowe łącza, zwane po angielsku PLain Old Telephone, Public Switched Telephone Network lub General STN)

- cyfrowe linie telefoniczne (Integrated Switched Digital Network - ISDN) w ramach wąskopasmowych cyfrowych linii telefonicznych (Narrow - band ISDN, czyli NISDN)

- sieci lokalne (LAN, WAN, MAN, EAN) w ramach wąskopasmowych cyfrowych linii telefonicznych (NISDN) gwarantujące zachowanie jakości (Quality of Service - QoS)

- sieci lokalne (LAN, WAN, MAN, EAN) używające asynchronicznego trybu transferu (Asynchronous Transfer Mode - ATM) w ramach szerokopasmowych linii telefonicznych (Broad-band ISDN - BISDN)

- sieci rozległe posługujące się protokołami IP, niegwarantujące zachowania jakości (QoS), takie jak Internet.

Tak skomplikowana lista natychmiast nasuwa pytanie: co zrobić, gdy przyszli uczestnicy wideokonferencji używają różnych systemów przesyłania danych? Na początku lat dziewięćdziesiątych rzeczywiście stanowiło to poważny problem, gdyż sprzęt produkowany przez różne firmy i dla różnych sieci nie był w stanie współpracować. Dzięki staraniom międzynarodowej organizacji International Telecommunication Union powstała rodzina protokołów H.3xx, służących do przesyłania przez sieć dźwięku, obrazu i danych, oraz protokoły T.12x, do przesyłania danych w wypadku połączeń wielopunktowych. W dzisiejszych czasach stanowią one fundament działania większości obecnych na rynku systemów wideokonferencyjnych.

H.3xx

To cała rodzina protokołów (nazywana systemami audiowizualnymi i multimedialnymi - ich kody włącza się do programów obsługujących dany wideoterminal), opisująca zasady działania czterech funkcjonalnych części każdej sieci, w której przeprowadza się na przykład wideokonferencje. Są to: strażnicy (gatekeepers), bramki (gateways), mostki wielopunktowe (Multipoint Control Units) oraz terminale (terminals).

<font color="red">Strażnik (gatekeeper) jest urządzeniem (lub programem) odpowiadającym za porządek i bezpieczeństwo w określonej strefie sieci. Jeżeli jest zainstalowany, wymaga od przyłączających się terminali zarejestrowania się u niego, ujawnienia swojej tożsamości innym oraz umożliwienia kontroli nad ich działalnością w danej strefie (na przykład tworzenie plików z historią operacji). Co ciekawe, jego obecność nie jest obowiązkowa, gdyż protokoły H.3xx umożliwiają terminalom niezależne od niego monitorowanie połączeń. Uważa się, że stosowanie strażników w sieciach rozległych umożliwi bardziej sprawne prowadzenie wideokonferencji na przykład przez Internet. Gdy zdalny terminal się zarejestruje, strażnik oferuje mu następujące usługi:

- tłumaczenie adresów - numerów telefonów i tym podobnych na fizyczne adresy IP, co umożliwia używanie do identyfikacji pseudonimów, adresów e-mail itd. (jest to niezbędne podczas używania bramek i mostków wielopunktowych)

- kontrolę dostępu - odrzucanie lub akceptowanie przychodzących połączeń na podstawie kryteriów podanych przez użytkownika (na przykład zapewnienie odpowiedniej szybkości łącza)

- zarządzanie i kontrolę szerokości pasma - przeciwdziałanie zapychaniu się sieci poprzez ustalanie maksymalnej liczby uczestników wideokonferencji, jak również przyznawanie dodatkowego pasma na prośbę terminali (jest to rozwinięcie zachowania jakości QoS).

Zestawienie kamer internetowych

Zestawienie kamer internetowych

<font color="red">Bramki służą terminalom do tłumaczenia adresów, protokołów sieciowych, kodów audio/wideo pochodzących od różnych urządzeń i wymienionych wyżej mediów transmisyjnych. Umożliwia to przeprowadzanie wideokonferencji wśród użytkowników mających odmienne możliwości dostępu np. do sieci Internet. Bramki działają między różnymi protokołami transmisji, które wymieniamy przy okazji opisu definiowanych w standardzie H.3xx terminali. Trzeba pamiętać, że bramki programowe mogą stanowić wąskie gardło podczas prowadzenia konferencji, gdyż potrzebują ogromnej mocy obliczeniowej do obróbki dźwięku i obrazu. Może to powodować chwilowe zakłócenia synchronizacji audio-wideo.


Zobacz również