Мультимедиа на марше

Знакомство с последними разработками в области мультимедиа поможет вам с успехом применить эти технологии в своем бизнесе.

За последние несколько лет благодаря новым крупным разработкам мультимедийные приложения перешли из разряда узкоспециализированных в категорию широкодоступных. Еще каких-то два года назад вопросы развертывания мультимедийных систем для организации конференций были главным образом техническими и сосредотачивались в основном, по выражению безымянного представителя компании по исследованию рынка Forward Concepts, вокруг "цены, эффективности и коммуникаций". Но сегодня на первый план выходят такие вопросы, как совместимость мультимедийных приложений и их значимость для бизнеса.

НОВЫЕ ЗАБОТЫ

За последние несколько лет достижения в области электроники и усовершенствование алгоритмов (выполняющихся к тому же на более быстрых процессорах) привели к снижению цен и к улучшению характеристик. Цены на специализированные видеомикросхемы упали с 200 до 75 долларов, причем их возможности возросли как минимум вдвое. Кроме того, главные процессоры ПК преодолели барьер в 200 МГц, благодаря чему настольные ПК стали вполне пригодны для выполнения многих мультимедийных функций реального времени.

Технологии коммуникаций для мультимедиа, в том числе в области стандартов, а также емкости и наличия каналов, намного продвинулись вперед благодаря новейшим разработкам. Например, типичная емкость модемного каналов составляет теперь не 14,4 Кбит/с, а 28,8 или даже 33,6 Кбит/с, причем в полнодуплексном режиме. Базовый интерфейс ISDN BRI на 128 Кбит/с постепенно приобретает популярность, а цены на него снижаются. Линии Т-1 уже далеко не такая редкость, как прежде. Технологии локальных сетей также не стояли на месте: типичная скорость Ethernet составляет теперь 100 Мбит/с, а не 10 Мбит/с, как раньше, и во многих сетях коммутаторы вытесняют концентраторы.

Определение и принятие стандартов ускорились с многократным увеличением числа используемых для организации конференций типов платформ и сетей. Несколько лет назад все продукты для групповых и настольных конференций работали по ISDN и опирались на стандарт H.320 для аудиовизуальной телефонии по коммутируемым цифровым каналам. Соответствие одному стандарту позволяло продуктам взаимодействовать друг с другом, так что во всем мире сеть ISDN стала использоваться для организации видеоконференций.

Что касается обычной общедоступной телефонной сети, то разработанные до 1996 года продукты для видеоконференций использовали нестандартные схемы кодирования и могли взаимодействовать только друг с другом. То же было справедливо для продуктов на базе локальных сетей. Но за последние два года ITU принял стандарт H.324 для аналоговых телефонных линий и стандарт H.323 для пакетных сетей на базе IP, так что теперь практически все производители придерживаются этих стандартов (см. Таблицу 1 со сводкой стандартов).

Прогресс в области технологий коммутации пакетов измеряется теперь по часам Internet. Усовершенствование стека протоколов IP вкупе с новыми архитектурами концентраторов и коммутаторов, а также с более быстрыми процессорами немало способствовало популяризации сетей на базе IP. Всего лишь несколько лет назад практически все решения для конференций опирались на технологию коммутации каналов; сегодня же многие основные производители оборудования представили сетевые продукты, благодаря которым пользователи в локальной сети могут проводить совещания на расстоянии.

Эти различные разработки отодвинули вопросы цены, эффективности и коммуникаций на второй план. Их место заняли такие новые заботы, как совместимость мультимедийных продуктов и их целесообразность для бизнеса.

ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ БИЗНЕСА

Традиционно мультимедийные сети рассматриваются с той точки зрения, что они должны обеспечивать экономию средств, в частности за счет экономии на командировочных расходах. Например, с помощью видеоконференции отдельные люди и группы лиц могут встретиться друг с другом, причем для этого им не надо будет терять время и деньги на поездку. В случае, когда пункты видеоконференц-связи установлены по всей корпорации, работающим над одним проектом группам становится намного проще и дешевле проводить регулярные совещания, а менеджерам - более тесно контактировать с коллегами. Но многие из тех, кто регулярно участвует в видеоконференциях, убеждены, что экономия денег на командировках - это только малая часть предлагаемых данной технологией преимуществ.

Видеоконференции упрощают сотрудникам общение друг с другом и таким образом повышают эффективность их работы. Поэтому настоящая ценность видеоконференций не в сокращении расходов, а в том, что они позволяют меньшему числу людей сделать больше за меньший срок. Быстрота обмена информацией имеет определяющее значение для многих компаний, где, например, конструктору необходимо срочно решить с инженером вопрос о возможности изготовления определенной детали, торговому агенту - сообщить что-либо клиенту на другом конце города, или менеджеру по маркетингу - проконсультироваться с экспертом на другой стороне земного шара.

На самом деле ежемесячная плата за арендуемые каналы глобальной сети может даже оказаться сопоставима с расходами на перелеты и т. п., но благодаря видеоконференциям пользователи могут участвовать в нескольких встречах с несколькими коллегами в нескольких различных местах в течение одного дня.

Другим полезным применением технологии видеоконференций является доставка широковещательных (в одну сторону) аудиовизуальных потоков. По мультимедийной сети последние новости от CNN или распоряжения президента компании могут доставляться на соответствующим образом оборудованные настольные системы или в конференц-залы. Сопутствующие расходы и технические проблемы довольно значительны, но в случаях, когда своевременная доставка новостей имеет принципиальное значение, например для предоставляющих финансовые услуги компаний, мультимедийная сеть окупит вложенные в нее средства.

Широкое внимание привлекает еще одна новая технология - телефония на базе IP (известная также как "голос по IP" - Voice over IP, VOIP). Для коммерческих предприятий самым значимым преимуществом передачи голоса по IP является сокращение расходов: имеющаяся сеть передачи данных или Intranet может передавать голосовой трафик вместо платной общедоступной телефонной сети. Многие крупные корпорации уже имеют обширные сети на базе IP, и в то же время технология передачи голоса по IP продолжает развиваться и совершенствоваться по мере внедрения достижений в области коммутации, маршрутизации и Multiprotocol over ATM (MPOA). (MPOA - стандарт ATM Forum - служит для маршрутизации по сетям ATM таких унаследованных протоколов, как IP и IPX.)

Технология передачи голоса по IP ставит множество технических задач и проблем перед администраторами сетей (мы коснемся этой темы ниже), но она породила один из наиболее быстрорастущих рынков, возможно, благодаря тому, что даваемую ею экономию можно измерить непосредственно. Согласно некоторым исследованиям, среднестатистическое предприятие платит 8 центов в минуту за внутренние телефонные звонки; с помощью VOIP эти затраты можно снизить до менее чем 2 центов в минуту. Что касается новых инсталляций, некоторые эксперты всерьез рекомендуют использовать технологию передачи голоса по IP вместо УАТС, чтобы сетевой сервер выполнял все функции управления вызовами, как это в настоящее время делает выделенный телефонный коммутатор.

Другой тип мультимедийных приложений - доставка видео с промежуточным хранением. Вне зависимости от того, каково информационное наполнение - речь исполнительного директора компании, обучающая запись о последнем продукте или объяснение преимуществ плана медицинского страхования - цель одна и та же: доставка аудио- и видеоинформации телевизионного качества на настольные системы пользователей с функциями управления по типу применяемых в

видеомагнитофонах - пауза, перемотка и т. д. С недавних пор рынок стал предлагать новый класс аппаратно-программных продуктов - так называемых видеосерверов - для выполнения целого ряда сетевых функций. Например, с помощью видеосерверов вы можете снабдить любую сеть с поддержкой передачи мультимедиа средствами хранения и доставки видео.

Во многих случаях компании применяют модель бизнеса по типу центров телефонного обслуживания. Как в целях технической поддержки, так и для прямых продаж заказчикам центры обслуживания позволяют удаленным экспертам эффективно обрабатывать поступающие вызовы. Центры телефонного обслуживания находятся на пересечении традиционной и компьютерной телефонии. Автоматическое продвижение вызовов, услуги при удержании вызова и функции поддержки очередей в УАТС объединяются с отображением экрана базы данных с файлового сервера в целях быстрейшего обслуживания представителем компании обратившегося с запросом клиента.

Центры обслуживания с видеовозможностями представляют новый поворот в истории центров обслуживания. Однако задачи интеграции одно- или двунаправленного видео достаточно сложны. Практически во всех таких центрах администраторы сетей имеют контроль только над сетью и оборудованием в офисе, но оборудование в помещении заказчика находится вне пределов их юрисдикции. Отсутствие контроля не представляет проблемы в случае входящих телефонных вызовов, но огромное разнообразие мультимедийных ПК способно превратить поддержку центров видеообслуживания в настоящий кошмар. Администраторам центров обслуживания следует включать поддержку видео только в том случае, если она дает прямую выгоду, например в случае удаленного кредитования недвижимости, предоставления займов клиентам или объемных продаж билетов, где покупателю требуется подробная консультация, а прямое общение с клиентом намного упрощает продажу. Центры обслуживания с видеовозможностями вряд ли имеют смысл, если сотруднику приходится отвечать на один вызов в час.

СОВМЕСТИМОСТЬ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Накопленный за последние семь лет опыт показывает, что стандарты ITU на видеотелефонию необходимы, но недостаточны для обеспечения взаимодействия продуктов различных поставщиков. Этого не должно быть, но это происходит, потому что стандарты интерпретируются, а следовательно, и реализуются разными производителями по-разному.

Разрыв между стандартами и совместимостью происходит по двум причинам. Первая причина - неполнота стандарта. Если стандарт недостаточно детально проработан, он оставляет свободу для интерпретации. Вторая проблема связана с тем, в какой мере различные производители реализуют стандарты ITU и каким образом их продукты учитывают текущее состояние сети и обрабатывают состояние ошибки. Таким образом, вполне возможно, что два продукта будут соответствовать рекомендациям ITU, но они окажутся не в состоянии согласованно взаимодействовать друг с другом. Такое отсутствие совместимости весьма неприятно для пользователей, и значимость этого вопроса возрастает с распространением мультимедийных коммуникаций и на локальные сети (дополнительную информацию по вопросам совместимости смотри во врезке "Деятельность IMTC").

ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

Когда речь заходит о реализации мультимедийных коммуникаций по локальной сети, дискуссия вращается обычно вокруг четырех технических вопросов: пропускной способности, задержки, рассинхронизации и управления.

Аудио- и видеопотоки поглощают неимоверную долю пропускной способности даже при применении сложных алгоритмов сжатия. Большая часть современных комнатных систем видеоконференций работают на скоростях 384 Кбит/с и 768 Кбит/с в коммутируемых сетях ISDN, а настольные системы оптимизированы, как правило, для недорогих (и низкокачественных) конференций через ISDN BRI на 128 Кбит/с - это позволяет значительно экономить на линиях ISDN.

В локальных сетях ситуация выглядит иначе. Соединения Ethernet до настольного ПК обеспечивают реальную пропускную способность в 6-7 Мбит/с, а это много больше, чем необходимая пропускная способность в 300-700 Кбит/с для систем видеоконференций для локальных сетей на базе H.323. Однако если несколько конференций одновременно проходят в одном и том же сегменте Ethernet, то реальная пропускная способность сети может значительно упасть.

После пропускной способности следующим по важности техническим параметром является задержка при передаче пакета. Именно задержка (или ее отсутствие) определяет степень удовлетворения пользователя качеством конференции. Общая задержка представляет собой сумму задержек при компрессии/декомпрессии в двух конечных точках и задержек на серверах/маршрутизаторах на каждом узле сети между конечными точками. Следовательно, общая задержка варьируется в зависимости от того, каков трафик в сети на данный момент. При 50 мс задержка едва ощутима; при 250-300 мс она раздражает, при 600 мс качество воспроизведения речи неприемлемо.

У аппаратных устройств поддержки видеоконференций компрессия/декомпрессия занимает около 225 мс. Еще 50 мс занимает передача речи по шине ПК, так что общая задержка в конечных точках составляет 275 мс. Менее мощные кодеки могут вносить дополнительную задержку в 100 мс, а программные кодеки могут давать в два раза большую задержку.

Задержка при передаче информации по сети - а она, как мы видели, должна быть прибавлена к общей задержке - меняется в широких пределах. Для видеоконференций H.320 по коммутируемым каналам ISDN задержка в сети составляет менее 10 мс и является постоянной величиной. В этом случае качество услуг (Quality of Service, QoS) не подлежит сомнению. В локальной сети с коммутацией пакетов задержки составляют, как правило, менее 80 мс, но время от времени они оказываются намного больше приведенной цифры. Помните, что сеть IP не предоставляет гарантированного качества услуг.

Изменения в задержке известны как дрожание, и качество конференции зависит, вообще говоря, не только от величины задержки, но и от ее вариации. Видеоконференции по локальным сетям на базе H.323 обеспечивают вполне приемлемое для бизнеса качество аудио- и видеоряда при 384 Кбит/с. Однако задержки от 500 мс до 2000 мс не являются чем-то необычным, когда связь осуществляется через Internet и когда между конечными точками располагаются от 5 до 15 промежуточных узлов.

Для сегодняшних пользователей сетевых продуктов для видеоконференций задержка представляет основную проблему. Для обеспечения качества услуг IETF и IEEE предложили несколько протоколов, в том числе протокол резервирования ресурсов (Resource Reservation Protocol, RSVP), транспортный протокол реального времени (Real-Time Transport Protocol, RTP) и протокол управления передачей в реальном времени (Real-Time Transport Protocol, RTCP).

В случае RSVP процесс резервирования ресурсов инициируется получателем: он сообщает передающим узлам желаемые параметры потока пакетов (такие как пропускная способность, вариация задержки или максимальный объем одной серии пакетов). RSVP был взят на вооружение многими производителями маршрутизаторов и провайдерами Internet.

RTP - это протокол прикладного уровня. Он служит для доставки из конца в конец (потокового) аудио и видео реального времени и обеспечивает такие функции, как идентификация типа полезной нагрузки, проверка порядковых номеров, передача отметок о времени и мониторинг передаваемых данных.

RTCP используется для контроля за RTP. Он осуществляет мониторинг качества услуг и доставляет информацию об участниках сеанса, а также периодически рассылает контрольные пакеты с этой информацией всем участникам сеанса.

Если пользователям приходится сталкиваться с такими вопросами, как пропускная способность и задержка локальной сети, только в виде некачественной картинки на экране, то администраторы вынуждены иметь с ними дело в несколько ином разрезе - с точки зрения управления и масштабируемости пропускной способности. Локальная сеть IP является саморегулирующейся: с ухудшением работы сети мультимедийные конференции будут использовать меньше людей. Администраторы должны защитить сеть от перегрузок в результате чересчур активного участия в конференциях на базе локальной сети. Обеспечение такой защиты входит в задачу нового класса продуктов, названных привратниками (смотри врезку "Терминалы, шлюзы, привратники").

Если привратники служат для контроля загруженности локальной сети, то шлюзы - для связи локальной сети с глобальной сетью (или Internet), и как таковые они являются лучшими помощниками администраторов сетей в управлении пропускной способностью для этих соединений. Администраторам контроль за выходом в глобальную сеть нужен не менее, чем за загруженностью локальной сети, потому что пропускная способность глобальной сети предоставляется не бесплатно - как правило, пользователи должны платить за каждую минуту связи через B-канал ISDN. Кроме того, в зависимости от числа пользователей конференций в локальной сети интерфейс глобальной сети должен иметь возможность обслуживать несколько линий ISDN PRI и легко расширяться с ростом потребностей пользователей.

СЧАСТЛИВОГО ПУТИ

Слияние сетевых IP-технологий и мультимедийных коммуникаций неизбежно, но ответственный сетевой администратор семь раз подумает, прежде чем сделать сколько-нибудь крупный шаг.

Конференции предполагают расширение имеющихся ресурсов по многим направлениям. Прежде всего, мультимедийные приложения должны взаимодействовать с аудио- и видеоподсистемами на компьютерах конечных пользователей. Если настольные компьютеры уже оснащены мультимедийными средствами, то для вас эта задача уже решена. В противном случае будьте готовы иметь дело с конфликтами по прерываниям (Interrupt Request, IRQ), связанными с аудиовизуальным вводом/выводом.

Другое изменение, к которому администратор должен быть готов, - это увеличение сетевого трафика. Жалобы пользователей также участятся, так как качество речи и изображения очевидным образом зависит от характеристик локальной/глобальной сети, а они, как правило, ограничены. В случае традиционных приложений, таких как почтовые и файловые серверы, пользователи более терпимы к задержкам в локальной сети и потере пакетов.

Кроме того, установление соединения между конечными точками в различных локальных сетях или между конечными точками за пределами локальной сети предполагает наличие бесшовного интерфейса между локальной и глобальной сетями. В результате помимо своих традиционных функций и обязанностей администратор сети вынужден будет заниматься и связью.

На основании бесед с заказчиками и коллегами по Международному консорциуму по мультимедийным конференциям (International Multimedia Teleconferencing Consortium, IMTC) мы можем заключить, что администраторы сетей могут увеличить свои шансы на успех, если будут трезво оценивать возможность реализации видеоконференций в своей сети. (IMTC объединяет свыше 150 компаний и занимается продвижением стандартов и обеспечением совместимости.) Им следует более активно развивать определенные области, дабы подготовить почву для следующего поколения сетевых приложений. Первым этапом здесь является планирование, оценка размера и типа конечных точек, определение темпов развертывания и конечной цели.

Администраторам следует не только осуществить продуманное планирование, но и убедиться в том, что сеть находится в хорошем состоянии и под их полным контролем, т. е. они должны знать, каковы требования приложений и каким образом распределен трафик в сети. Прежде чем реализовывать конференции, мы бы рекомендовали сначала перейти к коммутируемой архитектуре.

Начать лучше всего с подключения к локальной сети нескольких конференц-залов или групповых систем видеоконференций. Это дает возможность подготовить почву для скоростных качественных систем конференций, не обременяя локальную сеть большим количеством конечных точек. Если вы установите с десяток станций с поддержкой конференций, то вряд ли нагрузка на корпоративную сеть заметно возрастет.

Первая фаза реализации должна предусматривать по крайней мере одно-два удаленных соединения. Несмотря на рост интереса к frame relay и IP, многие заказчики предпочитают для глобальных сетей ISDN, так как она привычнее и проще в проектировании, чем пакетные сети. Кроме того, учетную информацию о голосе и видео по ISDN собирать намного проще (это позволяет более точно учитывать затраты), а характеристики мультимедийного трафика более предсказуемы. Однако подключение мультимедийной локальной сети к глобальной вряд ли возможно осуществить без опыта в области связи и помощи производителя шлюза.

При наличии соединений через глобальную сеть вы можете получить значительную отдачу от своих начальных вложений в мультимедийную локальную сеть. Любая из ваших групповых систем в локальной сети сможет взаимодействовать практически с любой системой на базе стандартов ITU в любой точке мира. Все технические вопросы решает шлюз. Пользователи же получают возможность общаться со своими коллегами, клиентами, поставщиками и подрядчиками. По мере знакомства пользователей с достоинствами мультимедийных конференций и с определением узких мест и картины трафика вы будете достаточно подготовлены для широкого развертывания настольных систем конференций.

Усилия IMTC по обеспечению совместимости

Деятельность IMTC

Международный консорциум по мультимедийным конференциям (International Multimedia Teleconferencing Consortium, IMTC) ставит своей целью обеспечение совместимости продуктов для видеоконференций в масштабах всей отрасли. Он представляет собой некоммерческую организацию, объединяющую свыше 150 компаний по всему миру. Задачей организации является продвижение, поощрение и упрощение разработки совместимых решений в области мультимедийных телеконференций на базе открытых международных стандартов. Деятельность IMTC состоит в проведении тестирования продуктов на совместимость, просвещении делового и пользовательского сообщества относительно статуса, стоимости и преимуществ базовых технологий и поощрении членов IMTC к предоставлению предложений в институты стандартизации, если эти предложения способствуют повышению интероперабельности и полезности продуктов для мультимедийных телеконференций.

Проведение семинаров по проблемам совместимости помогает производителям в реализации стандартов, выявлении недоработок в стандартах (замечания затем передаются в ITU) и в тестировании совместимости между различными рекомендациями ITU. Такая деятельность чрезвычайно важна, так как пользователи хотят быть уверены, что все стандарты прозрачно взаимодействуют друг с другом.

Кроме того, IMTC публикует разъяснения о том, как надо реализовывать конкретные рекомендации.

Компоненты мультимедийных систем для конференций Терминалы, шлюзы, привратники

Основными компонентами мультимедийных систем для конференций являются терминалы, шлюзы, привратники и устройства управления многопунктовыми конференциями (Multipoint Control Unit, MCU).

Терминалы - это клиенты, или конечные точки, в локальной сети. Многие из терминалов представляют собой сегодня ПК, но это могут быть и телефоны, и видеофоны, и телевизионные приставки, и комнатные системы. В соответствии со стандартом для конференций на базе IP все терминалы должны воспроизводить речь, а видео и данные - факультативно. Однако если аудио, видео или данные поддерживаются, то H.323 определяет, в каком режиме терминалы должны работать, чтобы они могли взаимодействовать между собой и обмениваться всеми этими типами информации.

Терминалы выполняют компрессию/декомпрессию речи и видео. Данная функция реализуется либо специальным оборудованием, либо программным обеспечением для процессоров общего назначения, в зависимости от предъявляемых требований к цене/производительности.

Шлюзы обеспечивают связь между терминалами для локальных и глобальных сетей или с терминалами в другой локальной сети. Шлюзы преобразуют форматы передачи (например, H.225.0 в H.221), коммуникационные процедуры (например, H.245 в H.242) и аудио- и видеокодеки (если необходимо). Кроме того, они устанавливают и разрывают соединения как в локальной сети, так и в сети коммутации каналов. (Согласно H.323, шлюзы могут также выполнять функции управления многопунктовыми конференциями.)

Привратники осуществляют контроль доступа и управление пропускной способностью. Например, при достижении определенного администратором порога для количества одновременно проводимых в локальной сети конференций привратник может отказать в установлении соединения сверх имеющихся. Это позволяет ограничить занимаемую конференциями долю доступной ширины полосы; оставшаяся часть полосы позволяет осуществлять передачу электронной почты, файлов и других хранимых данных. Привратники выполняют также функции преобразования псевдонимов терминалов и шлюзов в IP- или IPX-адреса.

Совокупность всех терминалов, шлюзов и MTU (для поддержки конференций между несколькими участниками) под управлением одного привратника называется зоной H.323. Функции привратника может выполнять как отдельное устройство, так и программное обеспечение на другом сетевом устройстве. Несмотря на отсутствие этого положения в стандартах ITU, вопросы защиты, скорее всего, будут решаться при помощи привратника.

В соответствии с H.323, MCU состоит из контроллера многопунктовых конференций (Multipoint Controller, MC) и, возможно, одного (или более) процессора многопунктовых конференций (Multipoint Processor, MP).

MC занимается согласованием общих параметров терминалов и осуществляет контроль за ресурсами конференций, например за многоадресной передачей. MC не имеет дела непосредственно с какими-либо медиапотоками - эта задача отводится MP, объединяющему, коммутирующему и обрабатывающему биты. MCU может быть реализовано в виде программного обеспечения, но для организации крупных многопунктовых конференций оно должно быть реализовано в виде отдельного устройства.

Ресурсы Internet

International Multimedia www.itmc.org
Teleconferencing Consortium (IMTC) Forward Concepts www.fwdconcepts.com