Arial Georgia Tahoma Times New Roman Verdana

Аппаратно-программное обеспечение для видеоконференцсвязи

Введение

В данной статье рассматривается аппаратно-программное обеспечение для видеоконференцсвязи. Среди множества программ для организации видеоконференций мы рассмотрим наиболее известные — Microsoft NetMeeting, CU-SeeMe и Internet Phone 5. В качестве заключения приводятся результаты тестирования на конкретном оборудовании. Данная статья не затрагивает вопросы, связанные с кодированием аудио-видеоинформации и с сетевыми аспектами. Объяснение некоторых терминов, связанных с понятием видеоконференцсвязи, дается в приложении к данной статье.

Используемая аппаратура

Тестирование проводилось в лаборатории сетевых технологий МИФИ при наличии следующего оборудования.

Компьютер 1

Процессор: Celeron-300 MHz
Память: 64 Mb
Видеокарта: 3D Rage Pro AGP2X, 8 Mb
Звуковая карта: ESS 1938 PCI
Сетевая карта: 3COM EtherLink 10/100 PCI TX NIC

Компьютер 2 (Compaq DeskPro XL5133)

Процессор: Intel Pentium – 133 MHz
Память: 32Mb
Видеокарта: Matrox Millennium PCI, 2Mb
Звуковая карта: Sound Blaster
Сетевая карта: AMD PCNET Family Ethernet

Компьютер 3

Процессор: Intel Pentium – 166MMX MHz
Память: 32 Mb
Видеокарта: S3Virge, 2Mb
Звуковая карта: ESS 1868
Сетевая карта: Realtek 8029 PCI

Видеокамера Alaris QuickVideo DVC1 Подключение к компьютеру через параллельный порт; широкий диапазон поддерживаемых разрешений при высокой частоте смены кадров (до 30 кадров в секунду); развитое программное обеспечение; OC — Windows 3.1x, 95 или NT; производитель — Alaris

Видеокамера Creative WebCam 3 Подключается к USB порту для легкой Plug-and-Play инсталляции — карта видеозахвата или внешний источник питания не требуются; Запись цветного видео со скоростью до 30 кадров в секунду в разрешении 320x240 в 16 миллионах цветов, при разрешении 640х480 — до 15 кадров в секунду; ОС — Windows 98; производитель — Creative

Карта для захвата видеоизображения VideoCap C210

• 32-Bit PCI Local Bus PnP 2.1 Compliant;
• 32K/64K/16.7M Color Mode Support;
• Plug and Play Compatible;
• OC — Windows 3.1, Windows 95;
• производитель — Tekram

В комплект поставки для первых двух видеокамер входит программное обеспечение, позволяющее наиболее полно использовать возможности камер. С помощью этих программ Вы можете записать видеоролик, сделать фотографии, открытки и прочее.

CU-SeeMe

Пакет CU-SeeMe представляет собой программный комплекс видеоконференцсвязи, разработанный в университете Cornell, и распространяемый в настоящее время компанией White Pine Software . Он предназначен для организации видеоконференций в Интернете или в корпоративной сети с поддержкой протоколов TCP/IP.

Его функциональные возможности достаточно типичны для программ подобного рода и включают в себя:

• Реализация аудио и видео контактов между участниками конференции;
• Возможность совместной работы над документом;
• Пересылку файлов;
• Возможность общения партнеров в ходе конференции посредством текстовой формы (Chat Window);
• Возможность организации многоточечных (групповых) конференций.

Для организации групповых конференций требуется выделенный сервер — рефлектор. Один из рефлекторов мне удалось отыскать в сети Интернет по следующему адресу: www.dimensional.com/~bgodette/. Данный рефлектор работает под управлением операционной системы Linux и позволяет одновременно общаться до 12 человек. Программа обеспечивает удобный поиск доступных серверов для общения. Как правило, многие из доступных серверов принадлежат университетам из различных стран. Существуют как коммерческая, так и свободно распространяемая версии продукта.

NetMeeting

Программа локализована, а потому может представлять особый интерес для российских пользователей.

Программа отличается хорошим качеством видеоизображения и имеет минимальное количество настроек по сравнению с остальными программами. NetMeeting поддерживает стандарт аудио- и видеоконференций H.323, в состав которого входит видеокодек H.263. Стандарт H.323 обеспечивает взаимодействие NetMeeting с другими совместимыми программами клиентов видеотелефонной связи, такими, как Intel Internet Video Phone.

Мастер NetMeeting Resourse Kit позволяет сконфигурировать программу по своему усмотрению и создать инсталляционный файл. Такой инструмент очень удобен, если Вам необходимо установить NetMeeting в корпоративной сети с единообразными настройками программы.

Установка Internet Locator Server’a позволяет видеть других пользователей и при необходимости провести видеоконференцию.

InternetPhone 5

В программе поддерживается передача изображений, функции голосовой почты, совместная работа над документами, передача файлов и другие возможности. Она обладает возможностью поиска собеседника по языку общения, интересам и другим признакам с помощью встроенного браузера (VocalTec Community Browser).

Результаты тестирования аппаратно-программного обеспечения для видеоконференций

Наши тесты выявили серьезные различия между продуктами. Лучшие из них отличались простотой использования и уверенно работали с различными каналами связи, даже на "модемных" скоростях передачи данных. Другие оказались более требовательными, сложными в настройке и плохо работали через узкополосные каналы связи.

При проведении тестов использовались реально существующие каналы связи (в т.ч. Internet), и мы постарались задействовать все кодеки, имевшиеся в каждом пакете. Скорость передачи данных варьировалась в пределах от значений, типичных для LAN 100 Мбит/с, до характерных модемам 56,6 Кбит/с. В качестве объекта отображения использовался стандартный фон, поначалу неподвижная "говорящая голова" в кадре начинала двигаться, при этом скорость движения постепенно увеличивалась. Регистрировались все качественные изменения изображения. В статье приводятся усредненные значения скорости обновления кадров, полученные на основе статистических данных, собранных соответствующими инструментальными средствами и подтвержденные нашими визуальными наблюдениями.

Тестирование продуктов проводилось на аппаратуре, конфигурация которой описана выше. Еще раз вкратце напомним основную конфигурацию. Роль основной испытательной системы выполнял компьютер в следующей конфигурации:

• процессор Celeron 300 MHz;
  
• 64 Mбайт RAM;
  
• Видеоплата ATI 3D Rage Pro AGP 8 Mb;
  
• Звуковая плата ESS 1938 PCI;
  
• Сетевая карта 3COM EtherLink 10/100 PCI TX NIC.
  

Компьютер был подключён к LAN 100 Mb/s, через которую осуществлялось подключение к Internet. Остальные компьютеры использовались для тестирования продуктов в локальной сети (10/100 Mb/s). На всех машинах использовалась ОС Windows 98.

Эта базовая платформа были дополнена видеокамерами Alaris, Creative и Philips (с платой захвата видеоизображения VideoCap C210). Устройства Alaris и Creative — это самые дешевые и самые популярные устройства для передачи видеоинформации по Internet. Для них не требуется платы фиксации изображения. Видеокамеры Alaris и Creative поглощают определенную долю ресурсов ЦП, что может ограничить производительность видеокодеков.

Для измерений объема памяти и загрузки процессора использовалась программа TaskInfo 2000 Version 2.2 Release.

Результаты тестирования помогают составить ясную картину организации видеоконференцсвязи. Как видно, каждый фактор (кодек, программное обеспечение, аппаратура) влияет тем или иным образом. Но обо всем по порядку.

Видеокамера с картой захвата видеоизображения VideoCap C210 показала самые лучшие результаты (15–29 кадров/c при разрешении 320×200, 16bit цветах). Данные результаты отражены в таблицах 1 и 2. Причем эти показатели не менялись даже на более слабой машине (компьютер 2). В то же время, она менее требовательна к затратам памяти.

Камера Alaris выдавала видеоизображение с частотой 10-13 кадров/с, более лучших результатов от нее добиться не удалось. Возможности этой камеры ограничивает параллельный порт, через который она подключается к компьютеру. Еще один минус — высокие показатели загрузки процессора и памяти. Также камера была протестирована с Videogram Creator, программой, входящей в комплект с камерой (см. табл. 3.). Эта видеокамера вряд ли может вызвать какой-либо интерес при организации видеоконференцсвязи из-за ее низких характеристик. Единственное ее предназначение на наш взгляд — использование в домашних условиях.

Возможности видеокамеры Creative также оказались на уровне 10-15 кадров/с. Лишь с программным обеспечением, входящим в комплект поставки (Video Blaster WebCam Control), можно было наблюдать на экране картинку с заявленными производителем 30-ю кадрами в секунду (табл. 4.). Таким образом, возможности этой камеры в целом зависят от мощности компьютера и используемых кодеков в программах видеоконференцсвязи. Эта камера использовалась только на первом компьютере, поскольку только на нем был USB-порт.

Чтобы как-то резюмировать эту часть тестирований, приведем некоторые рекомендации по выбору видеокамеры для организации видеоконференций. Конкретные характеристики аппаратуры Вашего компьютера практически однозначно определяют видеооборудование. Камера с платой захвата видеоизображения рекомендуется для слабых машин с процессором класса Pentium, хотя ее можно с успехом использовать и на более мощных компьютерах. Если Вы владелец компьютера с процессором Pentium II или выше, и USB-портом, то можно посоветовать приобрести камеру с USB-интерфейсом, как наиболее простую в установке и идеальную в отношении "цена-качество".

Еще раз следует заметить, что данные тесты проводились на локальных компьютерах. Работу программ в сети мы рассмотрим ниже.

Табл. 5. Тестирование ПО при различной пропускной способности сети.

Результаты, полагаю, наиболее ярко отображены в таблице. Одно только замечание — поскольку возможности NetMeeting не предоставляют возможности точно определить частоту кадров, то результат формировался из наших визуальных наблюдений.

Данная диаграмма иллюстрирует загрузку памяти каждой из рассматриваемых в статье программ.

Заключение

По результатам тестирований напрашивается вывод, что за возможность работать на скоростях обычных модемов в аналоговых телефонных линиях пользователь платит очень невысоким качеством видео и аудио сигнала. Для таких систем считается вполне приемлемым, если в узкополосных линиях связи обеспечивается частота 1-2 кадра/с при разрешении 160×120 пикселов. В широкополосных линиях связи, например Ethernet (10 Мбит/с), частота повышается до 5–12 кадров/с при том же разрешении.

Использования в качестве среды передачи Ethernet 100 Мбит/с качественно не меняет картины. Качество аудио и видео улучшается незначительно, зато увеличивается "запас прочности" работоспособности системы видеоконференцсвязи при наличии других приложений в сети. Кроме того, в такой сети обычно не возникает никаких проблем с совместным использованием прикладных программ и аудиторской доски.

Что же выбрать? Если перед Вами стоит задача организации видеоконференцсвязи в небольшом офисе, то смело можно порекомендовать пакет CU-SeeMe c установленным сервером-рефлектором и пропускной способностью сети 100Мбит/c. Такая комбинация наиболее оптимальна по соотношению "цена-качество".

NetMeeting более подходит для организации связи между отдельными клиентами, использующими диалог "faсe-to-faсe". Возможность интеграции этой программы в Web-страницы, позволяют создавать сайты определенной направленности, например, для дистанционного обучения.

Internet Phone 5 — программа для домашнего использования, позволяющая найти собеседников по языку общения, интересам, возрасту, увлечениям и прочим признакам. Трудно ее порекомендовать для использования в бизнесе.

Список литературы

1. Синетол В.С., Цикин И.А. Системы компьютерной видеоконференцсвязи. Мобильные коммуникации, 1999.
2. Филлипс Б. Мультимедиа в ЛВС. Сети и системы связи, 1996.
3. Альбанов А. Бизнес-видеоконференции сегодня. Online, 1997.
4. Место встречи — Internet. Журнал сетевых решений, Февраль 1998.
5. Системы видеоконференций. Сети, №1 1998.
6. Новый стандарт прокладывает путь мультимедийной конференцсвязи. Сети, №6 1997.
7. Видеоконференции Internet. PC Magazine, Октябрь 1996.
8. Видеоконференции: лицом к лицу. COMPUTERWORLD РОССИЯ, №02 1997.
9. Видеоконференции по-русски. СЕТИ, №11 1998.
10. Информационный сайт компании Стэл-Компьютерные Системы.

Приложение

Codec (Кодек) — аппаратное и программное обеспечение, осуществляющее преобразование аналогового сигнала в цифровую форму с последующим преобразованием цифрового сигнала, так что он может быть передан по более узкополосным каналам связи (кодирование). На приемном конце аналогичный кодек осуществляет восстановление первоначального цифрового сигнала и преобразование его в аналоговую форму (декодирование). Применение таких устройств в аппаратуре для видеоконференций позволяет использовать узкополосные линии связи.

H.261 — рекомендация ITU-T "Видео кодек для передачи аудиовидеоданных в канале P × 64 Kbit/s". P может меняться в диапазоне от 1 до 30. Кодирование основано на предсказании перемещения и использовании кода с переменной длиной. Рекомендация регламентирует алгоритмы кодирования для передачи видео в форматах CIF (352х288 пикселов) и QCIF(176×144 пикселов) с частотой до 30 кадров/с.

H.263 — рекомендация ITU-T "Кодирование видео для низкоскоростных соединений" — метод кодирования, разработанный для H.324, использующий технологию H.261 с дополнительными усовершенствованиями.

H.323 — рекомендация ITU-T "Видеотелефонные системы и терминальное оборудование для локальных сетей с негарантированным качеством услуг" (версия 2 — "Мультимедийные системы связи для сетей с коммутацией пакетов") — определяет стандарты для видеоконференцсвязи в локальных, корпоративных и глобальных сетях с коммутацией пакетов.

H.324 — рекомендация ITU-T "Терминал для низкоскоростной мультимедийной связи" — определяет стандарты для видеоконференцсвязи с использованием обычных телефонных линий (POTS).

Videoconferencing (Видеоконференция, видеоконференцсвязь) — обмен оцифрованными видеоизображениями и звуком между двумя или более удаленными сторонами. Передаваемые изображения могут включать потоки видео, неподвижные изображения объектов, информацию или данные из графиков, файлов или приложений. Это позволяет участникам конференции слышать, видеть и сотрудничать в реальном времени со своими собеседниками.