Видеосвязь, где бы ты ни был

В репортажах по телевидению многим наверняка уже приходилось видеть компактные переносные системы ВКС в виде «чемоданчика», которые используют в отдаленных районах руководители государства и чиновники высокого уровня, журналисты, спасатели, врачи и др. Единственным подобным решением, предложенным нашему Заказчику (см. статью автора «ВКС на подъеме» в этом номере журнала), стал продукт Tactical MXP компании Tandberg (теперь подразделение Cisco Telepresence Technology Group) (см. Рисунок 1). Его включили в свои проекты пять компаний, причем даже те, у которых основная часть проекта реализуется на оборудовании конкурентов Tandberg. Этот факт говорит о том, что данный «чемоданчик» стоимостью более полумиллиона рублей (17,5 тыс. долларов) — безусловный лидер по популярности. А есть ли другие варианты?

АЛЬТЕРНАТИВА «ЧЕМОДАНЧИКУ»?

Конечно, альтернатива есть. Ничто не мешает использовать в качестве переносного терминала ноутбук (желательно в корпусе, защищенном от ударов, влаги и пыли) с установленным программным клиентом ВКС, таким как Tandberg Movi, Polycom PVX, LifeSize Desktop, VidyoDesktop или иным. Функционал зависит от конкретного клиента, но при оснащении ноутбука видеокамерой и акустической системой хорошего качества набор возможностей сокращается незначительно, а стоимость такого решения существенно меньше. Данный подход обеспечивает большую гибкость: заказчик может выбрать характеристики устройства, исходя из своих задач, учитывая, в частности, необходимую степень энергонезависимости и мобильности, специфику внешних портов и многое другое. Кроме того, использование компьютеров общего назначения позволяет существенно снизить вес терминала (по сравнению с весом 11,5 кг у Tandberg Tactical MXP), что облегчает его транспортировку.

Впрочем, у «чемоданчика» Tandberg Tactical MXP — свои преимущества. Эта полностью интегрированная видео-система, построенная на базе кодека 3000 MXP, разработана специально для применения в полевых условиях и размещается в сверхпрочном водонепроницаемом корпусе. Она содержит встроенный видеосервер MCU (опция) и поддерживает подключение до четырех видео- и трех аудиоабонентов, а также одновременный просмотр презентации и видеоизображения ведущего. Впрочем, поддержка терминалом Tandberg Tactical MXP разрешения HD (HD 720p) может оказаться избыточной при работе через спутниковые каналы, которые далеко не всегда способны предоставить соответствующую пропускную способность, о чем подробнее говорится ниже.

О каком бы варианте мобильного терминала ВКС ни шла речь, нельзя забывать о том, что видеоконференции — «прожорливое» приложение, причем по отношению не только к пропускной способности каналов связи, но и к ресурсам компьютера. Поэтому сколь емкими аккумуляторными батареями ни был бы снабжен терминал, при работе в полевых условиях картинка может внезапно исчезнуть из-за их полного разряда. Но наши интеграторы предусмотрели все: компания «Энвижн Груп» предложила укомплектовать мобильного пользователя, помимо ноутбука с ПО Lifesize Multipoint Extension и спутникового терминала (которые размещаются в промышленном кейсе на колесах), еще и переносной мини-электростанцией. Очевидно, что это резко повышает степень энергонезависимости, но снижает уровень мобильности — мини-электростанцию надо перевозить на автомобиле.

Уникальное решение предложили Заказчику инженеры Polycom — систему Frontline Communicator своего партнера компании AudiSoft Technologies(см. Рисунок 2). Она состоит из прикрепляемого к поясу компактного компьютера со встроенным видеокодеком и двух видеокамер: одна вместе с микрофоном и наушниками надевается на голову пользователя, вторую он держит в руках. Благодаря первой камере специалисты, находящиеся за тысячи километров, могут видеть все, что наблюдает вокруг себя пользователь на месте события.

С помощью второй камеры можно более детально разглядеть интересующий объект (она обладает 40-кратным увеличением) или организовать обычную видеосвязь. Frontline Communicator по беспроводной технологии WiFi взаимодействует с устанавливаемым недалеко (на удалении до 100 м) узлом доступа, который, в свою очередь, соединяется с «большой землей» по тому же спутниковому или иному каналу.

INMARSAT BGAN

В качестве средства подключения терминалов мобильного пользователя ВКС большинство компаний предложили использовать спутниковые терминалы Inmarsat BGAN (Broadband Global Area Network).

По словам Алексея Власова, ведущего инженера-конструктора компании «Открытые Технологии», в настоящее время система Inmarsat BGAN является единственным вариантом спутниковой связи, удовлетворяющим исходным требованиям в отношении мобильности, компактности, глобального охвата и широкополосности. «Терминалы VSAT, хоть эта аббревиатура и расшифровывается как very small, то есть “очень маленькие”, в своем мобильном варианте требуют для транспортировки как минимум легкового автомобиля. Системы, работающие с низкоорбитальными спутниками (Globalstar, Iridium), могут обеспечить лишь голосовую связь [а также низкоскоростную передачу данных, — прим. ред.], — говорит он. — Решение Thuraya IP допускает потоковое IP-вещание до 384 Кбит/с, но это региональная, а не глобальная спутниковая система».

Система Inmarsat BGAN, работающая в L-диапазоне, предоставляет пригодные для ВКС сервисы Streaming IP с гарантированной скоростью 32, 64, 128 и 256 Кбит/с (с недавнего времени предлагается новая услуга X-Stream — потоки по требованию со скоростью от 384 до 450 Кбит/с). В России услуги BGAN можно получить у ФГУП «Морсвязьспутник», ЗАО «Московский телепорт» и ряда других провайдеров. Из доступных в настоящий момент BGAN-терминалов скорость 256 Кбит/с и выше поддерживают лишь HNS 9201 компании Hughes Network Systems и Explorer 700 производства Thrane&Thrane.

Алексей Власов рекомендует Заказчику обратить внимание на преимущества терминала HNS 9201 (вес 2,8 кг, размеры 27,5 × 34,5 × 5,0 см) стоимостью 3500 долларов, указывая на то, что Explorer 700 при схожих технических характеристиках тяжелее и дороже. Терминал HNS 9201, выпускаемый компанией Hughes Network Systems с 2005 года, поддерживает обмен данными со скоростью до 492 Кбит/с без гарантии качества обслуживания и до 256 Кбит/с с гарантией. При этом он позволяет одновременно использовать все четыре интерфейса (Ethernet, ISDN, USB и WiFi) для нескольких пользователей (до 11). Специалист «Открытых Технологий» отметил, что в США терминал можно арендовать за 9 долларов в день (плюс предоплата за трафик, от 6,40 долларов за 1 Mбайт и 45 долларов за публичный IP-адрес), а в России услуга аренды, к сожалению, не предоставляется.

Александр Баринов, начальник отдела мультимедиа и ВКС «Энвижн Груп», отдает предпочтение чуть более тяжелому (3,2 кг) и существенно более дорогому (11 700 долларов) терминалу Explorer 700 компании Thrane&Thrane. По его мнению, в этом изделии оптимальные характеристики сочетаются с расширенными функциональными возможностями при прочной конструкции, чрезвычайно гибкой в использовании. Такая гибкость достигается за счет того, что терминал сконструирован как два отдельных блока, благодаря чему антенну можно разместить снаружи, а оператор будет работать внутри помещения. Кроме того, Explorer 700 позволяет одновременно осуществлять телефонную связь (например, с помощью гарнитуры Bluetooth или обыкновенного настольного телефонного аппарата) и запускать приложение, связанное с передачей данных, например ВКС.

Предположим, Заказчик выбрал из, прямо скажем, небогатого ассортимента терминал Inmarsat BGAN, теперь самое время поговорить и об ограничениях этой технологии. Как отмечают эксперты компании «Крок», выполнение вызова на скорости 256 Кбит/c и свойственная спутниковой связи примерно секундная задержка означают, что абонент сможет получать и принимать видео с разрешением w288p, а его собеседники будут реагировать на реплики с 2-секундной задержкой. Стоимость использования гарантированного IP-канала 256 Кбит/с, по данным компании «Инфосистемы Джет», составляет 15 долларов в минуту; значит, получасовой сеанс ВКС обойдется примерно в 450 долларов — совсем недешево.

Если задержку, определяемую скоростью света и расстоянием до геостационарного спутника, уменьшить нельзя, то добиться большей скорости передачи данных можно, если использовать системы VSAT, работающие в Ku-диапазоне. Правда, терминалы VSAT имеют большие размеры (по сравнению с Inmarsat), что ограничивает степень мобильности, но возможность достижения мегабитных скоростей открывает определенные перспективы для их применения при работе с широкополосными приложениями.

ТЕРМИНАЛЫ VSAT

Под VSAT понимают земную станцию спутниковой связи с небольшой антенной (как правило, диаметром от 1,2 м). Помимо антенны в комплект входят передатчик и приемник (вместе с антенной они относятся к ODU — оборудованию, размещаемому снаружи), внутри помещения устанавливается модем, к которому и подключается оконечное оборудование клиента. Варианты комплектации, как правило, определяются выбором антенны и модема. Антенна может быть с ручным или автоматическим наведением, а также обеспечивать связь в движении или только в неподвижном состоянии.

Самыми дорогостоящими являются следящие антенные системы, позволяющие осуществлять видеосвязь в движении. Пример: низкопрофильная антенная система Ku-диапазона StarCar (см. Рисунок 3), созданная с использованием запатентованной технологии нового поколения Coherent Multi-Panel Antenna (CoMPA). Стоимость такой системы, по данным специалистов компании «РуСат», составляет около 110 тыс. долларов (см. Таблицу 1). По их утверждению, работоспособность антенны при скоростях движения около 120 км/ч подтверждена на практике.

Следующую группу составляют антенны с автоматическим наведением. Их использование предполагает остановку транспортного средства и подготовку системы к работе (как правило, не более 10–20 мин.). В качестве примера таких антенн специалисты «РуСат» приводят систему Pioneer 120/150, предназначенную для установки на крыше транспортного средства, и ультралегкую антенну QDMA VertexRSI диаметром 1,2 м. Как утверждают в «РуСат», такая антенна может быть собрана одним человеком менее чем за десять минут. Контроллер антенны обеспечивает наведение на требуемый спутник, для чего достаточно одного нажатия на кнопку. Антенна QDMA 1,2 м упаковывается в один или два транспортных ящика (в зависимости от заказанных опций), конструкция которых позволяет доставлять их с помощью коммерческого воздушного транспорта, а колеса и чемоданные ручки — легко перемещать одним человеком.

Используя антенны с автоматическим наведением, компании, предоставляющие услуги спутниковой связи, разработали готовые мобильные комплексы на базе автомобиля. Это, например, передвижная репортажная спутниковая станция «РуСат» и мобильный спутниковый терминал AltegroSky Mobile компании «Сетьтелеком» (см. Рисунок 4). Во время движения антенна такого комплекса находится в закрытом положении. При остановке по команде, подаваемой пользователем с компьютера, антенна в автоматическом режиме наводится на спутник и становится полностью работоспособной, обеспечивая организацию широкополосной связи.

По данным компании «Сетьтелеком», время развертывания мобильного терминала из транспортного положения в рабочее не превышает 10 мин. В состав комплекса входят автоматический антенный пост с антенной диаметром 1,2 м, стандартное каналообразующее оборудование, системы управления и электропитания. Стоимость такого мобильного спутникового терминала зависит от его комплектации, начальная цена — 600 тыс. руб. Аренда оборудования составляет от 12 тыс. руб. в сутки.

С точки зрения капитальных затрат самый дешевый вариант — использование компактных антенн с ручным наведением (см. Рисунок 5). Правда, их установкой должны заниматься специально подготовленные инженеры, и времени для этого потребуется больше, чем в случае подготовки антенн с автоматическим наведением. Но и стоимость, с учетом цены приемопередатчика, модема и опорно-поворотного устройства, составляет всего 85 тыс. руб. (данные для комплекса LinkStar компании «РуСат»).

В проекте, подготовленном для нашего Заказчика, компания «РТКомм.РУ» предложила подключение систем ВКС через VSAT, указав стоимость доставки и установки предоставляемых в аренду терминалов Hughes (см. Таблица 2).

За аренду терминалов «РТКомм.Ру» денег не берет, и по окончании действия договора на услугу оборудование должно быть возвращено. При желании клиент может выкупить терминалы по специальной цене, а также подключить к услуге собственные терминалы. Ежемесячный платеж за использование спутникового канала на скорости 2 Мбит/с составляет 80 тыс. руб. без каких-либо ограничений по объему трафика или по длительности сеансов связи.

Выше уже говорилось о том, что большая задержка является одним из главных ограничений для работы интерактивных приложений, подобных ВКС, через спутниковые системы связи. Здесь следует учитывать топологию построения этой системы. Чаще всего используется схема «звезда» с центральной станцией (хабом). В этом случае связь между двумя спутниковыми терминалами осуществляется с двумя спутниковыми скачками (круговая задержка около 1 с). Однако существуют решения для построения полносвязных (mesh) сетей без центрального узла. В этом случае из цепочки VSAT – спутник – центральная станция – спутник – VSAT исключается одно звено (центральная станция), соответственно, задержка сокращается в два раза — до 0,5 с.

В обоих случаях, если связь осуществляется между спутниковым терминалом и системой, подключенной к наземной сети, задержка в спутниковом сегменте будет равна 0,5 с. При этом в сети «звезда» трафик, достигнув хаба, пойдет не на спутник, а по наземной сети. В спутниковой сети, где осуществляется связь «каждый с каждым», функциями шлюза во внешние (наземные) сети обычно наделяют один из терминалов.

При выборе модемной части терминалов VSAT необходимо учитывать возможности конкретной спутниковой платформы, в том числе поддерживаемую топологию («звезда» или «каждый с каждым»). Как отмечает Евгений Федоров, руководитель отдела инженерной поддержки продаж компании «Сетьтелеком», хотя производители и пытаются применять общие стандарты, в действительности взаимозаменяемости между решениями разных компаний нет. На выбор конкретной платформы влияет еще и специфика используемого оборудования ВКС. Например, компания Hughes Network Systems (признанный мировой лидер в производстве VSAT) предлагает две платформы: HN (доступ в Интернет, негарантированная пропускная способность для передачи данных) и НХ (гарантированная пропускная способность, корпоративные сети).

По словам Евгения Федорова, для классических программно-аппаратных комплексов ВКС ведущих зарубежных производителей лучше использовать решения HX, а вот программные системы «Видеопорт» (на базе которых «Сетьтелеком» предлагает сервис AltegroVideo) хорошо работают на любой платформе. Это оказалось возможным, в частности, благодаря тому, что фирменный кодек VideoPort Cyclon специально разрабатывался для работы в условиях нестабильных каналов невысокой пропускной способности. Кроме того, в ВКС-системе «Видеопорт» преду-смотрен режим работы UDP Multicast, позволяющий минимизировать трафик при наличии нескольких пользователей, получающих данные через спутниковые каналы.

Итак, системы Inmarsat BGAN обеспечивают высокую степень мобильности, но не слишком большую скорость связи при высокой стоимости трафика. Системы VSAT ограничивают мобильность пользователя ВКС необходимостью перевозить оборудование на автомобиле или другом транспортном средстве, но позволяют получить мегабитную скорость при более привлекательной стоимости трафика. Золотой середины нет. Не случайно, как рассказали нам в московском офисе Tandberg, обычно их заказчики используют оба названных варианта, выбирая наиболее подходящий в зависимости от специфики текущей задачи.

Александр Барсков — ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: ab@lanmag.ru.