Оборудование для мультимедиасвязи

- и аудиосвязь, обмен сообщениями, передача файлов, статических и динамических видеоизображений, совместный доступ к приложениям) позволяет считать данный сервис мультимедийным. Поэтому я буду использовать термин "мультимедиасвязь".

Постоянные читатели журнала "Сети", вероятно, отметили статью Натальи Дубовой "Системы видеоконференций" (1998, № 1, с. 66). В ней приводятся общие сведения по организации видеоконференций, дается обзор оборудования, выпускаемого ведущими фирмами этого сегмента телекоммуникационного рынка, и описываются основные предоставляемые услуги. Среди наиболее значительных производителей соответствующих систем в обзоре упоминается американская компания PictureTel. В предлагаемой вашему вниманию статье я попытался обобщить свой двухгодичный опыт инсталляции и эксплуатации мультимедийного оборудования PictureTel для сетей ISDN, создания на его основе наложенной сети мультимедиасвязи.

Фирма PictureTel подразделяет свою продукцию на 4 вида: персональные и групповые системы, периферийные устройства и оборудование, поддерживающее работу сетей мультимедиасвязи. Я воспользуюсь данной классификацией, рассмотрев в ее рамках интересующие нас вопросы.

Персональные системы мультимедиасвязи

Семейство персональных систем PictureTel включает в себя Live50, Live100 и Live200p. Все они базируются на ПК и представляют собой комплекты, состоящие из одной или двух плат, камеры, аудиомодуля или отдельных динамиков и микрофона.

Для Live50 и Live100 требуется довольно маломощный, по современным меркам, компьютер (386й-процессор, шина ISA, 8 Мбайт ОЗУ, монитор VGA, ОС DOS 5.0 или Windows 3.1), однако для комфортной работы следует применять ПК с лучшими характеристиками. Обязательным условием является наличие свободных слотов шины ISA. Для Live50 требуется один слот, а для Live100 — 2.

Существенно улучшает качественные характеристики мультимедийной связи большая оперативная память. Это вполне объяснимо, так как в процессе работы ПО Live50 и Live100 использует до 20 Мбайт виртуальной памяти Windows. Дополнительно по 2 Мбайта памяти необходимо для каждого приложения, применяемого программой LifeShare. Пользователь не прогадает, если установит на компьютере не менее 32 Мбайт ОЗУ.

Комплект оборудования Live200p состоит из платы, имеющей внутреннее соединение с платой VGA через шину PCI, камеры, стандартного мультимедийного микрофона и акустических систем для ПК. Live200p, по сравнению с Live50 и Live100, требует ПК с лучшими характеристиками. Он должен располагать процессором не хуже 486DX2/66, 16 Мбайт ОЗУ, VGA/SVGA-монитором, графической картой для шины PCI c 2 Мбайт ОЗУ, операционной системой Windows 95 или Windows NT 4.0.

В стандартной поставке все перечисленные персональные системы имеют один сетевой интерфейс S (BRI-интерфейс). С помощью специальной интерфейсной платы для персонального компьютера и внешнего инверсного мультиплексора они могут подключаться к сети ISDN по трем линиям BRI.

Рассмотрим состав, способы инсталляции и применение персональной системы мультимедиасвязи на примере аппаратно-программного комплекта Live100. Эта система состоит из двух компьютерных плат для шины ISA; аудиомодуля, представляющего собой специализированный телефонный аппарат без номеронабирателя, но с телефонной трубкой, динамиком и встроенным микрофоном; видеокамеры FlipCam с ручными регулировками яркости, фокуса и увеличения; набора кабелей и нескольких дискет с программным обеспечением.

При инсталляции комплекта на персональный компьютер нужно учесть, что входящая в него VGA-видеоплата заменяет "родную" и имеет довольно "бледные" характеристики по количеству цветов (максимум 256). Наличие столь примитивной для современных компьютеров цветовой гаммы объясняется следующим.

Процесс обработки аудио- и видеосигналов при осуществлении мультимедиасвязи через сети ISDN регламентируется семейством стандартов МСЭ H.320, кодирование видеоизображения описывается входящим в него стандартом Н.261. В рамках данной статьи я не буду детально рассматривать принципы кодирования, отмечу лишь, что для передачи по каналам связи формат видеосигнала PAL (704х576 точек, 16 млн цветов) преобразуется в формат CIF (Common Intermediate Format, обычный промежуточный формат) — 352х288 точек, 256 цветов.

Безусловно, находясь в здравом уме и твердой памяти, обидно снижать на несколько порядков значение одного из важнейших параметров персонального компьютера, но обретение новых телекоммуникационных возможностей требует жертв. Всегда есть выход: выделите под абонентскую установку мультимедиа связи отдельный компьютер, правильно сконфигурируйте его, и вы получите комфортный инструмент для аудио/видеосвязи и совместной работы во многих приложениях Windows.

При размещении видеоплаты в недрах компьютера следует учесть высокую теплоотдачу специализированного процессора обработки изображения.

На рис. 1 представлена схема соединений системы Live100. Возможно подключение нескольких источников видеосигнала (дополнительной и документальной камеры видеомагнитофона).

Рис. 1. Схема соединений персональной системы видеоконференций Live100

Комплект программного обеспечения Live100 включает в себя драйверы для видеоплаты, ПО совместной работы LiveShare plus v.2.2 для Windows 3.1 или v.3.0 для Windows 95, собственно программное обеспечение Live100 v.1.5. В настоящее время появились версии Live100 v.1.6 и LiveShare plus v.4.0.

Процесс инсталляции ПО довольно прост, но "неказист". Запуская setup.exe, пользователь не увидит мастера инсталляции, привычного для подавляющего большинства Windows-приложений. Вначале ему потребуется "оживить" видеоплату, устанавливая драйверы и, естественно, перезапуская компьютер. Затем инсталлируется программное обеспечение LiveShare и, в последнюю очередь, — Live100.

Программа LiveShare поддерживает набор утилит Meeting Tools (инструментарий совместного обсуждения) и Collaborative Computing Tools (инструментарий автоматизации коллективного труда). Первый из них реализует несколько функций:

• Whiteboard ("белая доска") используется для визуально-графического обмена информацией между участниками мультимедиасвязи;
• Message дает возможность посылать короткие текстовые сообщения;
• Shared Clipboard служит для обмена данными на базе протокола DDE;
• File Transfer обеспечивает обмен файлами.

Collaborative Computing Tools позволяет дистанционно управлять компьютером коллеги по работе и совместно использовать приложение, запущенное на одном из ПК. В последнем случае каждый из членов трудового коллектива в любое время сеанса коллективной работы способен взять на себя инициативу. Это довольно удобно, например, при составлении или редактировании документов либо чертежей, рисунков — соответственно, с помощью текстового или графического редактора.

Каждый участник мультимедиасвязи имеет "право голоса" и может в любой момент внести свою правку. Но отметим, что во избежание путаницы, связанной со спонтанными действиями участников (особенно при использовании низкоскоростных каналов связи), следует точно скоординировать совместную работу.

Программа LiveShare позволяет обмениваться данными и по каналам ISDN, и через локальную сеть (по протоколам TCP/IP, IPX/SPX и NetBIOS), и, применяя модемы, — через телефонные сети общего пользования.

Групповые системы мультимедиасвязи

Оборудование для групповой работы включает в себя системы с более разнообразными функциональными возможностями — это Concorde 4500 и Сoncorde 4200ZX, две модификации более дешевого устройства Venue 2000 и компактная переносная система SwiftSite.

Последняя представляет собой небольшое устройство с интегрированными в него камерой и микрофоном, которое весит около 5 кг и может устанавливаться на телевизоре. Для обеспечения видеосвязи достаточно телевизионного монитора с низкочастотным видео/аудиовходом и ISDN-линии с интерфейсом S. Управление этой системой осуществляется с помощью инфракрасного пульта.

Для предоставления абоненту мультимедийной связи к системе SwiftSite подключается через последовательный интерфейс персональный компьютер с программой LifeShare или GroupShare. Возможно подсоединение видеомагнитофона, документальной камеры и дополнительного микрофона.

Система Venue 2000 имеет две модификации (50 и 30), которые практически идентичны по своим функциям и принципу построения. Они состоят из системного блока, оснащенного специализированными платами, телевизионного монитора, камеры, микрофона и инфракрасного пульта дистанционного управления. Различие заключается в типах используемых камер и микрофонов. Кроме того, модель 50 поддерживает функции авторегулировки уровня сигнала от микрофона, подавления микрофонных шумов и располагается на тележке.

В базовой конфигурации система снабжена одним S-интерфейсом ISDN. При необходимости можно обеспечить (путем установки дополнительной платы) интерфейсы Е1/Т1, три S-интерфейса ISDN для поддержки скорости 384 кбит/с, RS-449, V.35.

Чтобы организовать мультимедийную связь, к системному блоку Venue 2000 нужно подключить через последовательный порт персональный компьютер с программой LifeShare или GroupShare. Можно также подключить периферийное оборудование GroupView, видеомагнитофон и дополнительную камеру.

Теперь — о наиболее совершенной системе данной группы, Concorde 4500. Она обеспечивает высококачественную видеосвязь и студийный звук в приложениях, требующих точной передачи деталей. Система Concorde 4500 состоит из электронного модуля, видеокамеры, микрофонов, устройства автоматического наведения камеры на говорящего, телевизионного монитора, инфракрасных устройств управления, инверсного мультиплексора для подключения к ISDN и специализированной тележки.

Электронный модуль представляет собой специально разработанный фирмой PictureTel системный блок. Он содержит объединяющую плату с восемью слотами, вставляемый картридж с ПО и блок питания. Системный блок выпускается в двух вариантах — настольного исполнения для Concorde 4200ZX и встраиваемый в универсальную тележку для Concorde 4500.

Каждый слот объединяющей платы предназначен для размещения определенных модулей (см. рис. 1). В слотах 1—3 сейчас могут устанавливаться две платы с несколькими высокопроизводительными процессорами обработки сигналов (HAP — Hyperactive Array Processor). При установке только базовой 8-процессорной платы число кадров, передаваемых в секунду, не превысит 15. Для достижения максимальной скорости (30 кадров/с) потребуется дополнительная плата с четырьмя процессорами.

В слот 4 устанавливается коммуникационная плата, поддерживающая один из трех интерфейсов — V.35/RS-449, адаптер для подключения к коммутируемой цифровой сети 56 кбит/с или X.21. Для доступа в сеть ISDN применяются инверсные мультиплексоры, которые подсоединяются к коммуникационной плате и к трем линиям BRI сети ISDN.

Плата с интерфейсами для подсое-динения внешних устройств обработки данных устанавливается в слот 5 системного блока. Она содержит последовательные порты для подключения периферийного оборудования, предназначенного для обеспечения совместной работы, и систем дистанционного управления.

Видео- и аудиоплата размещаются, соответственно, в слотах 6 и 8. Слот под номером 7 в настоящее время не используется. Видеоплата имеет 5 видеовходов для подключения до четырех видеокамер и одного видеомагнитофона. Имеется также выход для записи на видеомагнитофон и два выхода для подключения мониторов. Аудиоплата также имеет вход/выход для видеомагнитофона и линейные входы/выходы. Кроме того, к ней можно подключать микрофоны различных типов.

В отличие от систем Venue 2000, в системном блоке Concorde 4500 отсутствует жесткий диск. Все программное обеспечение хранится во флеш-памяти вставляемого картриджа. Это позволяет очень легко менять версию ПО — установил новый картридж, включил систему и можешь работать с новой версией. Сейчас актуальна версия 6.12.

В состав системы Concorde 4500 входит видеокамера PowerCam 100 (число 100 означает возможный угол поворота в каждую сторону от центральной оси). Перемещения камеры в вертикальной плоскости осуществляются в диапазоне от +15 до -30 градусов. Имеются автоматическая и ручная регулировка фокуса, яркости и баланса белого. Поддерживаются форматы PAL и NTSC.

Камера устанавливается на мониторе (в качестве которого может быть использован стандартный телевизор с достаточно большим экраном) совместно с устройством автоматического наведения камеры на говорящего LimeLight. Данное устройство весьма удобно для совещаний с несколькими участниками. Оно автоматически определяет источник звука, наводит на него камеру и увеличивает изображение говорящего. Если одновременно беседуют несколько участников, звук усредняется и дается панорамное изображение. LimeLight снабжена системой распознавания голоса на фоне шума.

В Concorde 4500 применяется микрофоны PowerMic, которые могут быть соединены в цепочку (до четырех микрофонов). Благодаря особой конструкции обеспечивается круговая направленность, что исключает необходимость в ориентации микрофона на говорящего. Для исключения акустических завязок между микрофонами и динамиками системы используется функция подавления эха. Под общим названием Virtuoso реализованы функции автоматического контроля за усилением звука от микрофонов и подавления шумов.

Тележка Concorde 4500 оборудована акустической системой Bose Speakers, которая содержит два динамика и 22-ваттный усилитель. Эта система может работать совместно с акустической системой телевизионного монитора.

Для управления Concorde 4500 используются несколько видов инфракрасных устройств. Наиболее функционально устройство Keypad, включающее в себя группы клавиш для управления источниками видеосигналов своей и удаленной стороны, процессом соединения, для регулировки звука и включения/отключения микрофона, а также вызова и на экран монитора подсказки и меню настройки.

В устройстве управления QuickPad отсутствуют некоторые сервисные функции Keypad. Кроме того, существует любопытное устройство LAMB, позволяющее мгновенно направлять камеру в заранее определенное место. В системе могут функционировать до 10 LAMB.

На рис. 2 показана часто используемая схема подключения составных частей системы Concorde 4500.

Рис. 2. Схема соединений групповой системы видеоконференций Concorde 4500

Несмотря на достаточно продуманную конструкцию и возможность настройки Concorde 4500 через многоуровневое меню (с помощью довольно простых действий), целый ряд операций требует достаточной квалификации, опыта и понимания принципов работы всех компонентов мультимедийной сети. Например, все это необходимо при юстировке системы LimeLight, программировании инверсного мультиплексора и подключении к станции ISDN.

Периферийное оборудование фирмы PictureTel содержит аппаратные и программные средства, предназначенные для более гибкой и эффективной работы во время мультимедиасвязи. Помимо банального видеомагнитофона, документальной камеры (высококачественная передача текстовых и графических материалов) и scan-конвертера (преобразование сигнала VGA, в PAL или NTSC) имеются GroupBoard, GroupView и MultiBoard (совместная работа и проведение презентаций), Socrates (поддержка дистанционного обучения) и программные средства совместной работы LiveShare и GroupShare.

Системы конференцсвязи базируются на так называемых MCU (Multipoint Control Unit), серверах видеосвязи. Кроме видеоконференций они обеспечивают совместную работу над документами по стандарту МСЭ T.120, поэтому MCU можно с полным правом назвать серверами мультимедиасвязи.

Серверы MCU выпускаются израильской фирмой Vcon и американской Videoserver, попытки других компаний создать серверы с подобными характеристиками пока не увенчались успехом. PictureTel по лицензионному соглашению поставляет пользователям видеосерверы фирм Vcon и Videoserver под своей торговой маркой. В настоящее время, компания предлагает следующие серверы:

• Prism — относительно недорогое устройство, не требующее высококвалифицированного обслуживающего персонала, но обладающее вполне приличными характеристиками. Подходит для небольших сетей мультимедиасвязи;
• Montage — очень гибкое и функционально насыщенное устройство для больших сетей мультимедиасвязи. Существуют три модели — 530, 550 и 570, различающиеся конструктивным исполнением и максимальным числом поддерживаемых участников конференции.

Сервер MCU подключается к станции ISDN с помощью интерфейсов PRI, которые должны конфигурироваться как абонентские интерфейсы. Принцип работы сервера довольно прост. Через станцию ISDN между сервером и абонентским оборудованием нескольких пользователей устанавливаются соединения типа "точка—точка". Сервер производит операции, схожие с операцией микширования.

Основу MCU составляет объединительная плата со специализированными шинами управления и данных. Сервер работает под управлением операционной системы OS/2 и использует в качестве центрального процессор Intel 386SX. Применение довольно слабого процессора объясняется тем, что он не участвует в обработке видеоконференций, а служит только для загрузки соответствующих программ и поддержания связи с компьютером в целях управления сервером.

Все процессы видеоконференций и совместной работы над документами осуществляются специализированными модулями, устанавливаемыми в слоты материнской платы. Для видеоконференций используется модуль BPU4, который позволяет работать четырем пользователям. С помощью дополнительных модулей BPU4 число участников конференции можно наращивать. Для совместной работы над документами применяются модули TDM12 или TDM24 (12 и 24 в их названиях определяют, сколько человек способны принять участие в такой деятельности).

К станции ISDN сервер MCU подключается через модули с одним или двумя интерфейсами PRI. Имеются варианты для скоростей Т1 и Е1. Для поддержки режима многооконного изображения в абонентских устройствах служит модуль CDM12.

Во время проведения видеоконференций по каналам BRI (два B-канала по 64 кбит/с) сервер MCU поддерживает до 48 абонентов. Модуль инверсного мультиплексора IMUX8 позволяет устанавливать связь на скоростях более 128 кбит/с. При скорости 384 кбит/с в конференции может участвовать до 24 человек, а при 1920 кбит/с — только 12.

Управлению сервером способствует программа Workstation, установленная на внешнем ПК. Этот компьютер подключается к серверу MCU через последовательный порт, с помощью модема или через локальную сеть.

Для расширения состава участников конференции серверы можно каскадировать. При этом один из них становится ведущим, а остальные — ведомыми (их максимальное число — 999). Поддерживаются следующие виды конференций:

• представление выступающего — его видят все остальные члены конференции. Переключение на другого пользователя осуществляется в течение 3—5 с;
• фиксированное представление — в процессе конференции ее участники видят только одного человека, например ведущего;
• выбор из списка — каждый член конференции способен с помощью меню выбрать из списка участников того абонента, которого он хотел бы видеть на мониторе. Во время конференции своего "визави" можно поменять;
• многооконное представление — перед началом конференции абонент сообщает оператору сервера MCU, кого он желает видеть. Экран монитора разбивается на четыре поля, за каждым из которых закрепляются выбранные участники. Они не могут быть динамически заменены в течение конференции: требуется прервать ее и возобновить в новой конфигурации.

Заметим, что сама фирма PictureTel разработала и производит сервер мультимедиасвязи PictureTel 380. Он поддерживает до 64 членов мультимедийной или до 192 участников речевой конференции.

Сеть видеоконференцсвязи

В качестве примера использования оборудования PictureTel рассмотрим поэтапное построение абстрактной сети мультимедиасвязи, наложенной на корпоративную ISDN-сеть (рис. 3). Обычно корпоративная сеть связи начинает создаваться с одной учрежденческо-производственной АТС (УПАТС); по мере роста компании и появления филиалов сеть расширяется.

Рис. 3. Сеть мультимедиасвязи

В нашем случае при установке первой станции дальновидный руководитель сразу предусмотрел возможность проведения мультимедийных конференций. В сети был размещен сервер MCU Prism, подключенный к ISDN-станции через интерфейс PRI. На первом этапе использовались несколько комплектов Live100 для руководителей среднего звена и ведущих специалистов, два комплекта Venue 2000 для руководителей компании и оборудование SwiftSite для обеспечения удаленного доступа через сеть ISDN общего пользования. Абонентское оборудование оснастили программными средствами совместной работы LiveShare.

При развитии корпоративной сети и увеличении числа УПАТС и абонентских мультимедийных устройств появилась потребность в расширении числа участников конференций. Для этого к УПАТС 3 был подключен сервер MCU Montage 570. Серверы Montage и Prism можно каскадировать для увеличения числа членов конференции: Montage стал исполнять роль ведущего сервера, а Prism — ведомого. При полной конфигурации серверов к конференции сумеют подключиться 56 участников.

Позже для работников компании при помощи продуктов LiveLAN и Live GATEWAY был огранизован доступ к сети мультимедиасвязи с персональных компьютеров локальной сети. Одновременно в состав сети вошли недорогие персональные системы Live200p.

Таким образом, мы видим, что оборудование компании PictureTel позволяет создавать легко масштабируемые сети мультимедиасвязи на базе корпоративных и общедоступных сетей ISDN.

ОБ АВТОРЕ