Софт против железа, или HD-терминал ВКС своими руками

Следует отметить, что традиционно характеристики аппаратных решений выглядели предпочтительнее, чем программных, -- разумеется, при более высокой стоимости. Но в настоящее время, когда на платформах ПК стали доступны  многопроцессорные технологии, постулат об исключительных возможностях  аппаратных решений с  несколькими DSP-процессорами для обработки видео перестал быть непоколебимым. А вопрос о возможности замены персонального/группового терминала ВКС  на платформу ПК с установленным специальным ПО стал как никогда актуальным.

Для практической проверки данной возможности была предпринята попытка создания терминала  ВКС на основе ПК, который по своим основным характеристикам был бы сопоставим с современными  аппаратными терминалами. А именно, он должен был обеспечить следующие характеристики:

• поддержка разрешения HD 720p минимум;
• передача и показ презентации в ходе сеанса ВКС;
• дистанционное управление;
• подключение внешних  устройств (камер);
• цена не более 90 тыс. руб. (это нижний ценовой предел для HD-терминалов, который установила компания LifeSize, предложив на рынок терминал ВКС Passport).

Тестовый экземпляр терминала был реализован путем тщательного подбора компонентов.

Корпус/дизайн. Примером для подражания стала серия терминалов HDX компании Polycom, которая благодаря удачной комбинации технических характеристик и дизайна пользуется популярностью у заказчиков уже долгое время. По физическим размерам к корпусу HDX близки только отдельные модели корпусов стандарта mini-ITX, но при этом в них можно размещать дополнительное и периферийное оборудование, обеспечивающее подключение внешних видео/аудио-источников (камер, DVD-проигрывателей) и передачу  контента с носителей (оптические приводы, карт-ридеры).

ОС. Поскольку большинство известных приложений ВКС работают под управлением ОС Windows,  выбор  был остановлен на  Windows XP Pro.

ПО ВКС. Наиболее известные приложения для организации ВКС с помощью ПК, такие, как Polycom m100, Polycom Real Presence Desktop, LifeSize Desktop обеспечивают разрешение изображение HD 720p и с передачей и показом презентации в ходе сеанса ВКС, что соответствует общим требованиям к создаваемому терминалу. Но в условиях предполагаемой конкуренции с аппаратным терминалом, указанные характеристики не дают каких-либо преимуществ, поэтому поиск альтернативного ПО ВКС с расширенными возможностями продолжался довольно долго, что в итоге дало ожидаемой результат. Было найдено ПО ВКС с поддержкой протоколов H.323 и SIP, разрешения HD 1080p,  функцией передачи контента и локального MCU (на три точки, 1+ 2 абонента).

CPU. Как показывают многочисленные тесты, опубликованные в открытых средствах информации, при выборе процессора для кодирования и декодирования видео, следует  обращать внимание  на  количество поддерживаемых ядер и величину тактовой частоты. Поскольку обеспечить питание и малошумное охлаждение шестиядерного процессора в корпусе  mini-ITX  проблематично, был выбран четырехядерный процессор AMD c тактовой частотой 3,3 ГГц. При прочих равных характеристиках его цена привлекательнее, чем у аналогичных процессоров Intel, что также важно в данном тестировании.

Инфраструктура. Системная плата стандарта mini-ITX производства компании Asus имеет два сетевых интерфейса, один -- PCI Express 16х (для установки  карты захвата), два -- USB 3.0  (для подключения производительной камеры). Наличие второго сетевого интерфейса обеспечивает тестовому терминалу возможность работы с внутренней и внешней сетью одновременно. При этом второй сетевой интерфейс является  беспроводным и  реализован на основе модуля Wi-Fi с поддержкой стандартов b/g/n. 
Карта захвата с цифровым (HDMI) и аналоговым (компонентный, S-video, композитный) входами позволяет использовать в качестве основной камеры внешние источники видеосигнала (PTZ-камеры, DVD-проигрыватели) с разрешением до HD 1080i или HD 1080p включительно (в зависимости от модели карты захвата).

Камера. Характеристики USB-камеры Logitech HD Pro Webcam C910 или C920 (разрешение изображения, угол обзора) позволили использовать ее в качестве штатной камеры для тестового терминала.

Периферия. Вопрос с микрофоном решился сам собой: камера Logitech имеет  встроенный микрофон, позже для тестирования использовалась доступная настольная  гарнитура  Polycom с 100 с  микрофоном и спикером. Для придания решению определенного шика  штатный «комплект» терминала был дополнен беспроводной (bluetooth) акустической системой.

Когда все детали «конструктора» были подобраны, значительные силы пришлось потратить на доводку, поскольку помимо безотказной работы компонентов в сборе требовалось  добиться того, чтобы управление осуществлялось аналогично тому, как оно реализовано в «вендорских» терминалах. Справиться с задачей навигации по разделам меню приложения ВКС помог пуль ДУ для ПК с функцией эмуляцией мыши, клавиатуры и дистанционного выключения питания. Принципиальным моментом в работе стал процесс настройки ОС, так как для удобства использования терминала требуется загрузка интерфейса ПО ВКС, а не привычного для многих «рабочего стола» Windows, но и этот  «рубеж»  был  преодолён.

В итоге, эксперимент по созданию терминала ВКС на основе ПО ВКС и ПК оправдал  предварительные ожидания: разрешение изображения составило 1080p@25 (25 кадров в секунду) при загрузке процессора 40-60%, а функция локального MCU позволяет подключать еще двух абонентов (1+2). Совместимость с оборудованием производителей: Polycom, Cisco, Huawei, Avaya, LifeSize достигается на уровне  протоколов  H.323 и SIP  и  протестирована с сервером MCU Polycom RMX 2000, терминалами Polycom HDX 8000 и Cisco-Tandberg серии MXP.

Затраты на все компоненты, включая лицензии на ОС и ПО ВКС, при розничных ценах не превысили 30 тыс. руб. С учетом времени, затраченного на оптимизацию ОС и управления, а также интеграцию с камерой PTZ, бюджет проекта приблизился к 60 тыс. руб.

Если задача по организации ВКС не предусматривает использование PTZ-камер, то «программный терминал» с локальным MCU может побороться за своего  пользователя по совокупности технических характеристик и стоимости с аналогичным  вендорским терминалом эконом-класса. В качестве альтернативы персональному терминалу решение можно реализовать на основе ПК-моноблока. В  этом  случае  его  конкурентные позиции укрепятся, поскольку продукт обеспечит три функции (сенсорный монитор, ПК, терминал ВКС), тогда как персональный терминал ВКС может выполнять только одну дополнительную функцию – монитор для ПК. Еще одним преимуществом реализации терминала ВКС на основе ПК-моноблока является изобилие производителей и моделей,  дизайн которых удовлетворит самый взыскательный вкус.

Таким образом, в данном раунде противостояния софта и железа намечается ничья, но «кто» будет победителем, как  всегда,  определит пользовать, проголосовав рублем за ту или иную платформу.