Videoconferința este o zonă a tehnologiei informației care asigură simultan transmisia bidirecțională , procesarea, conversia și prezentarea informațiilor video la distanță în timp real, folosind hardware și software de calculator . Este o dezvoltare a funcției de audioconferință , care a existat inițial doar în domeniul telefoniei.
Videoconferința este denumită și sesiune de videoconferință .
Videoconferința [1] ( VKS ) este o tehnologie de telecomunicații pentru interactiv interacțiunea a trei sau mai mulți abonați la distanță , în care între ei este posibil schimbul de informații audio și video în timp real, ținând cont de transmiterea datelor de control .
Videoconferința este folosită ca mijloc de luare promptă a deciziilor într-o situație dată; în situații de urgență ; pentru a reduce cheltuielile de călătorie în organizațiile distribuite geografic; îmbunătățirea eficienței ; desfășurarea de procese cu participarea de la distanță a condamnaților [2] , precum și unul dintre elementele de telemedicină și tehnologiile de învățământ la distanță .
În multe organizații guvernamentale și comerciale, videoconferința aduce rezultate excelente și eficiență maximă , și anume:
Pentru a comunica în modul videoconferință, abonatul trebuie să aibă un dispozitiv terminal (codec) pentru videoconferință, un videofon sau alt echipament informatic . De regulă, complexul de dispozitive pentru videoconferință include:
Un PC cu software de videoconferință poate fi folosit ca codec . Un rol important în videoconferință îl joacă canalele de comunicare , adică o rețea de transport de date . Pentru a vă conecta la canalele de comunicaţie , sunt utilizate protocoalele de reţea IP sau ISDN .
Există două moduri de videoconferință care permit conferințe video bidirecționale ( punct-la-punct ) și cu mai multe persoane (multipunct).
De regulă, videoconferința în modul „punct la punct” satisface nevoile doar în stadiul inițial de implementare a tehnologiei și destul de curând este nevoie de interacțiune simultană între mai mulți abonați. Acest mod de operare se numește videoconferință „multipunct” sau multipunct. Pentru a implementa acest mod, trebuie să activați o licență multipunct în codec, cu condiția ca dispozitivul să accepte această funcție, sau un server video MCU (Multipoint Control Unit) special sau un sistem de control software și hardware.
Pentru a introduce videoconferința, șeful (factorul de decizie) al organizației trebuie să determine scopul principal al aplicației [10] : organizarea de ședințe, recrutarea personalului, luarea rapidă a deciziilor, exercitarea controlului, învățământul la distanță, consultarea medicilor, desfășurarea ședințelor de judecată, interogatoriu martori și așa mai departe. În acest caz, este necesar să se țină cont de regulile de bază ale videoconferințelor:
Având în vedere funcțiile și scopurile de aplicare, echipamentele de videoconferință sunt sistematizate pe categorii și clase [11] .
Sistemele personale oferă posibilitatea comunicării video individuale a utilizatorului în timp real, fără a părăsi locul de muncă. Din punct de vedere structural, sistemele individuale sunt de obicei implementate ca terminale desktop sau ca soluții software.
Sisteme de grupSistemele de grup sunt concepute pentru sesiunile de videoconferințe de grup în sălile de întâlnire (conferințe). Sistemul de grup poate transforma o cameră de orice dimensiune într-un studio de videoconferință pentru întâlniri interactive. Sistemele de grup includ set-top box-uri de videoconferință (decodificatoare) cu definiție standard și suport de înaltă definiție ( înaltă definiție ). Această categorie include și sistemele de clasă TelePresence [12] (teleprezență), care oferă un set de instrumente care asigură efectul maxim al prezenței interlocutorilor la distanță în aceeași cameră.
Sisteme de ramuriSistemele industriale sunt sisteme care sunt aplicate direct într-o anumită industrie. De exemplu, sistemele de desfășurare a operațiunilor ( telemedicină ) sunt foarte des folosite în industria medicală, în sistemul judiciar - pentru desfășurarea litigiilor de casare și supraveghere la distanță, în domeniile petrol și gaze, energie și construcții pentru furnizarea promptă a informațiilor.
Sisteme mobileSistemele mobile [13] sunt sisteme compacte de videoconferință portabile pentru utilizare în zone îndepărtate și în condiții extreme. Sistemele mobile permit pentru o perioadă scurtă de timp organizarea unei sesiuni de videoconferință în condiții non-standard. Aceste sisteme sunt utilizate de obicei de agențiile guvernamentale care iau decizii operaționale (militari, salvatori, medici, servicii de răspuns la urgențe). Un exemplu tipic de utilizare a sistemelor mobile este organizarea unui centru situațional.
Infrastructura rețelei de videoconferințăInfrastructura de rețea de videoconferință include un set de instrumente de administrare/gestionare hardware și software care utilizează diverse echipamente terminale și software - un server de videoconferință multipunct ( Multipoint Control Unit ), integrare cu Unified Communications , sisteme de management al videoconferințelor (contabilitate, management al configurației, securitate, performanță și erori de noduri, linii și echipamente terminale de videoconferință), sisteme de distribuție a sarcinii serverului distribuit, gateway-uri pentru trecerea traficului prin firewall-uri, gateway-uri cu rețele mobile și abonați H.320.
Categoriile sunt subdivizate în clase, care includ cinci clase diferite.
Soluție softwareSoluțiile software ( ing. Soluția software ) sunt instalate pe un computer personal, laptop sau dispozitiv mobil. Ca periferice pentru captarea și redarea videoclipurilor și sunetului, pot fi utilizate atât camera, microfonul sau difuzorul încorporat în dispozitiv, cât și dispozitivele externe, cum ar fi o cameră web , căști sau difuzor.
Soluțiile plătite oferă, de obicei, mai multe funcționalități de conferință decât soluțiile gratuite (de exemplu, suport pentru un număr mare de participanți) și compatibilitate cu soluții hardware de videoconferință de la diverși producători (datorită utilizării standardelor SIP deschise și H.323 ).
Soluțiile software, cum ar fi cele hardware, au părți separate pentru client (analog cu un terminal hardware) și server (analog cu MCU). Partea server, ca și partea client, rulează pe un computer. Părțile de server ale soluțiilor software nu transcodează fluxurile video, ci doar le redirecționează către aplicații client, ceea ce reduce semnificativ cerințele de sistem pentru hardware-ul PC utilizat ca server și reduce costul soluției în ansamblu. Construirea unei „imagine” din mai multe ferestre video în timpul conferințelor video de grup, precum și codificarea și decodificarea datelor în soluții software, se realizează numai pe partea clientului. Utilizarea tehnologiei SVC pe partea de server a soluțiilor software vă permite să schimbați calitatea fluxurilor pentru fiecare dintre participanți în timp real, fără a crea o sarcină de calcul pe server.
Avantajele soluțiilor software:
Limitări generale ale soluțiilor software:
Videoconferința de calitate standard ( Definiție standard ) implică suport pentru patru rezoluții video standard: SQCIF (128x96), QCIF (176x144), CIF ( 352x288) și 4CIF (704x576) la rate de date de la 64 Kbps la 768 Kbps.
Permisiunile SQCIF și QCIF au fost introduse inițial pentru canalele de comunicare lente (de la 64 Kbps) și în prezent nu sunt utilizate practic. Rezoluția CIF este acceptată la viteze de la 256 Kbps. Cea mai înaltă definiție standard 4CIF este disponibilă la viteze de la 384 Kbps.
Ratele minime de biți pentru o anumită rezoluție pot varia în funcție de producătorul echipamentului.
Videoconferință de înaltă definițieClasa de înaltă definiție ( ing. High Definition sau ing. HD ) a apărut în legătură cu lansarea pe piață a sistemelor de videoconferință cu o rezoluție mai mare decât 4CIF, adică rezoluție HD (1280x720), care necesită de câteva ori mai mulți pixeli pentru a construi o imagine în comparație cu videoconferința standard și, în consecință, este necesară o viteză mai mare pentru transmiterea acesteia.
Mai mulți factori au contribuit la apariția videoconferințelor de înaltă definiție:
Termenul „ înaltă definiție ” nu este definit de niciun standard. A apărut ca un concept de marketing, implicând transmiterea unei imagini video cu o rezoluție mai mare de 4CIF și acompaniamentul acesteia cu o calitate mai bună a sunetului. Calitatea imaginii la nivel HD poate fi obținută cu o lățime a canalului de 512 Kbps [14] [15] și mai mare. În absența unei lățimi de bandă suficiente, sistemele de videoconferință HD se adaptează de obicei la canalul de comunicație existent, reducând în consecință calitatea video. Adică, dacă lățimea de bandă nu este suficientă pentru a suporta calitatea HD, atunci sistemul de videoconferință nu va refuza să funcționeze, ci va reduce automat rezoluția imaginii. O astfel de funcție a fost deja implementată pe baza motoarelor video ale companiilor: Skype , Google , Microsoft , Discord și altele.
TeleprezențăTeleprezența ( în engleză TelePresence ) este o tehnologie de desfășurare a sesiunilor de videoconferință folosind mai multe codecuri (unități de calcul hardware ale unui terminal de videoconferință), oferind efectul de prezență maxim posibil datorită ecranelor special instalate, mobilierului, decorațiunii camerei etc.
Diferențele față de echipamentele de videoconferință de înaltă definiție:
Centrele sau camerele de situație și control sunt destinate factorilor de decizie și pot fi utilizate în diverse domenii de activitate . În cazul general, centrul situațional constă dintr-o cameră situațională dotată cu toate comunicațiile, inclusiv facilități de videoconferință sau teleprezență, și un centru de dispecerat care colectează, analizează și pregătește informații pentru transmiterea către camera situațională pentru luarea deciziilor. De asemenea, camera de control a camerei situaționale asigură comunicarea între camera situațională și lumea exterioară.
Centrele de situație și de expediere oferă posibilitatea de a:
Canalele de comunicare între abonați joacă rolul principal în videoconferințe. Luați în considerare mai multe metode de organizare a canalelor de comunicare pentru videoconferințe.
Cea mai ușoară și ieftină metodă de organizare a videoconferințelor este prin internet . Cu toate acestea, calitatea sesiunii de comunicare în acest caz poate fi scăzută, deoarece Internetul nu este un canal garantat pentru transmiterea de date audio și video. La aceasta se adaugă și problema de securitate a videoconferinței, adică ar putea deveni „domeniu public”. Pentru a organiza conferințe video prin Internet, trebuie să aveți adrese IP statice și canale de comunicație cu o lățime de bandă de cel puțin 384 kbps în ambele direcții (pentru traficul de ieșire și de intrare) .
Este puțin mai dificil să configurați comunicarea utilizând Protocolul Generic Routing Encapsulation ( GRE ) Generic Routing Encapsulation . Protocolul aparține stratului de rețea. Poate să încapsuleze alte protocoale și apoi să direcționeze întregul set la destinație. În acest caz, este asigurată protecția minimă a traficului video pe Internet, ceea ce face posibilă prevenirea majorității intruziunilor „neexperimentate” în cloudul de informații pentru videoconferințe. Același principiu, deși un nivel de securitate mult mai ridicat, este încorporat în protocolul IPsec .
Abrevierea ISDN înseamnă Integrated Services Digital Network . Rețelele digitale cu servicii integrate se referă la rețele în care modul de comunicare primar este comutat prin circuit și datele sunt procesate digital. Acest serviciu nu este foarte comun în Rusia. Unul dintre cele mai mari proiecte implementate pentru dezvoltarea rețelei ISDN este rețeaua OJSC Rostelecom , care reunește peste 500 de orașe din Federația Rusă și CSI.
ISDN are o serie de avantaje față de rețelele analogice tradiționale, totuși, în comparație cu noile tehnologii de transmisie a datelor de telecomunicații, are o serie de dezavantaje critice. :
Serviciul de comunicații bazat pe tehnologia IP VPN MPLS este în prezent unul dintre cele mai fiabile și ieftine pentru organizarea de videoconferințe. Contribuie la:
Tehnologia IP VPN MPLS , în funcție de gradul de securitate al mediului utilizat, aparține zonei de încredere. Este folosit în cazurile în care mediul de transmisie poate fi considerat fiabil și este necesară doar rezolvarea problemei creării unei subrețele virtuale în cadrul unei rețele mai mari.
Protocoalele standard de transfer de date sunt concepute pentru a face videoconferințele la fel de comune ca și comunicațiile telefonice și prin fax . Datorită protocoalelor, sistemele de suport pentru videoconferințe de la diferiți producători pot comunica cu ușurință între ele, așa cum alte dispozitive de telecomunicații comunică între ele . Dar înainte de a începe să vorbim despre protocoale de videoconferință specializate, să definim pe scurt un protocol.
Un protocol de videoconferință este un set de convenții care guvernează schimbul de date între diferite programe software . Protocoalele definesc modul în care datele sunt transmise și gestionarea erorilor într-o rețea și, de asemenea, permit dezvoltarea unor standarde care nu sunt legate de o anumită platformă hardware .
În 1990, primul standard internațional pentru tehnologia de videoconferință, specificația H.320 , a fost aprobat pentru a sprijini videoconferința prin ISDN . Apoi ITU a aprobat o serie întreagă de recomandări legate de videoconferința. Această serie de recomandări, denumită adesea H.32x, pe lângă H.320 , include standardele H.321-H.324, care sunt concepute pentru diferite tipuri de rețele de date .
În a doua jumătate a anilor 1990, rețelele IP și Internetul au fost intens dezvoltate. Au evoluat într-un mediu economic de transmisie a datelor și au devenit aproape omniprezente. Cu toate acestea, spre deosebire de ISDN, rețelele IP au fost slab adaptate pentru a transmite fluxuri audio și video. Dorința de a utiliza structura existentă a rețelelor IP a condus la apariția în 1996 a standardului H.323 - Sisteme telefonice vizuale și echipamente terminale pentru rețelele locale care oferă o a calitate ).
În 1998, a fost aprobată a doua versiune a acestui standard H.323 v.2 - Sisteme de comunicații multimedia pentru rețele cu comutare de pachete (sisteme de comunicații multimedia bazate pe pachete ) . În septembrie 1999, a fost aprobată cea de-a treia versiune a recomandărilor. La 17 noiembrie 2001, a fost aprobată a patra versiune a standardului H.323 . Acum[ când? ] H.323 este unul dintre cele mai importante standarde din această serie. H.323 este o recomandare ITU-T pentru aplicațiile multimedia din rețelele care nu oferă calitate garantată a serviciului ( QoS ). Astfel de rețele includ rețele IP și IPX cu comutare de pachete bazate pe Ethernet , Fast Ethernet și Token Ring .
Standard pentru aplicații multimedia H.323 Pentru conferințe audio și video prin rețele de telecomunicații , ITU-T a dezvoltat seria de recomandări H.32x. Această serie include o serie de standarde pentru furnizarea de videoconferințe.
Recomandările ITU-T incluse în standardul H.323 determină funcționarea terminalelor de utilizator în rețelele de date cu o resursă partajată, care practic nu garantează calitatea serviciului.
Recomandările H.323 oferă:
Gestionarea lățimii de bandă - Transmisia audio și video, cum ar fi conferința video, este foarte grea pe canalele de comunicație, iar dacă această încărcare nu este monitorizată, performanța serviciilor critice de rețea poate fi perturbată. Prin urmare, recomandările H.323 asigură gestionarea lățimii de bandă. Puteți limita atât numărul de conexiuni simultane, cât și lățimea de bandă totală pentru toate aplicațiile H.323. Aceste limite ajută la conservarea resurselor necesare pentru a rula alte aplicații de rețea. Fiecare terminal H.323 își poate controla propria lățime de bandă într-o anumită sesiune de conferință.
Principalele standarde video:
Pentru conferința video de astăzi[ când? ] cel mai frecvent utilizate sunt H.263 și H.264.
Unele standarde de compresie audio se bazează pe o tehnologie de digitizare audio numită modulare cod impuls sau PCM .
Principalele standarde audio:
Pentru toate tipurile de codecuri, regula este adevărată: cu cât rata de biți este mai mică , cu atât semnalul restaurat diferă de cel original. Cu toate acestea, semnalul restabilit al codecurilor hibride are caracteristici destul de înalte, timbrul semnalului de vorbire, caracteristicile sale dinamice, cu alte cuvinte, „recunoașterea” și „recunoașterea” acestuia sunt restaurate.
Sistemele de videoconferință se bazează pe realizările tehnologiilor de telecomunicații și multimedia. Imaginea și sunetul cu ajutorul tehnologiei informatice sunt transmise prin canalele de comunicare ale rețelelor de calculatoare locale și globale. Factorii limitatori pentru astfel de sisteme vor fi lățimea de bandă garantată a canalului de comunicație și algoritmii de compresie/decompresie pentru imaginea și sunetul digital.
Există o regulă globală - cu cât rețeaua este mai mare , cu atât gestionarea rețelei devine mai dificilă. Pentru a asigura fiabilitatea, eficiența, rezistența și securitatea rețelelor de videoconferință, sunt utilizate tehnologii numite „ sisteme de management al rețelei ”.
Conceptul de „ sisteme de management al rețelei de videoconferință ” ar trebui să includă [18]
Potrivit Cnews Analytics , până la începutul anului 2022, soluțiile rusești de videoconferință reprezintă, conform diferitelor estimări, de la 20% la 30% din piață. Odată cu exodul în masă al vânzătorilor străini din Rusia în 2022, situația a început să se schimbe și, potrivit analiștilor, până la începutul anului 2023. dezvoltările rusești instalate vor reprezenta deja aproximativ 50% [19] ).
Dicționare și enciclopedii | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |