Размещено на http://www.allbest.ru/

94

1

Содержание

Введение

1. Анализ существующей и проектируемой сети

1.1 Общие сведения АО «Цеснабанк»

1.2 Характеристика существующей сети

1.3 Характеристика проектируемой сети

1.4 Постановка задания на проектирование

2. Обзор систем видеоконференций

2.1 Назначение систем видеоконференций

2.2 Выбор структуры и форматов данных в ВКС

3. Характеристика существующих систем

3.1 Характеристика системы видеоконференцсвязи V500 Polycom (США)

3.2 Характеристика системы ViaIP 400 RADVISION (США)

3.3 Характеристика системы 1500 mxp Tandberg (Норвегия)

3.4 Характеристика системы ViPr 4200 Ericsson (Швеция)

3.5 Выбор перспективного оборудования видеоконференцсвязи

4. Характеристика оборудования

4.1 История развития видеоконференц-системы ViPr

4.2 Описание оборудования видеоконференцсвязи ViPr 4200

4.3 Характеристики системы ViPr 4200

4.4 ViPr против традиционных видеоконференций

4.5 Передовые коммуникации ViPr с эффектом присутствия

4.6 Протокол инициирования сеансов связи - SIP

4.6.1 Принципы протокола SIP

4.6.2 Интеграция протокола SIP с IP сетями

4.6.3 Адресация SIP

4.6.4 Архитектура сети SIP

5. Основные расчеты

5.1 Расчет пропускной способности сети

5.2 Расчет максимального допустимого затухания кабеля

5.3 Расчет переходного затухания

5.4 Расчет ширины полосы частот по стандарту H.264

6. Охрана труда

6.1 Общие требования к организации и оборудованию рабочих мест

6.2 Защита от вредного действия шума

6.3 Действие шума на организм человека

6.4 Защита от электромагнитных излучений

6.5 Защита от ионизирующих излучений

6.6 Защита от воздействия электростатического поля

6.7 Производственный микроклимат

6.8 Создание рационального освещения

6.9 Расчет искусственной освещенности помещения

7. Экология и охрана окружающей среды

7.1 «Концепция экологической безопасности РК на 2004-2015 годы»

7.2 Государственное регулирование экологопользования и охраны окружающей среды

7.3 Охрана окружающей среды на предприятиях связи

7.4 Требования к видеодисплейным терминалам (ВДТ)

7.5 Требования к помещениям для эксплуатации ВДТ

7.6 Видеоконференцсвязи и окружающая среда

8. Технико-экономическое обоснование проекта

8.1 Расчёт капитальных затрат

8.2 Расчёт фонда заработной платы

8.3 Расчёт расходов, основанных на договорных взаимоотношениях

8.4 Расчёт амортизационных отчислений

8.5 Расчёт налога на имущество

8.6 Прочие расходы

8.7 Расчет эксплуатационных затрат

8.8 Доходы (условные)

Заключение

Список использованных источников

Введение

Видеоконференция - это интерактивный инструмент, который включает в себя аудио, видео, компьютерные и коммуникационные технологии для осуществления связи удаленных территориально собеседников «лицом к лицу» в реальном времени, а также разделения всех типов информации, включая данные, звук, изображение, документы и тому подобное. В сущности, видеоконференция позволяет преодолеть барьер расстояния, который нас разделяет.

Высокое качество звука и полноэкранное видео, возможность оперативного обмена данными и документами делают видеоконференции мощным инструментом с широчайшим спектром практического применения.

История видеоконференций восходит к 1964 году, когда исследовательское подразделение компании АТ&Т представило Videophone - первую аудиовизуальную систему электронного взаимодействия двух лиц в режиме реального времени. С тех пор утекло немало воды, и сегодня достижения в области компьютерной техники позволяют нам говорить о такой уникальной коммуникационной системе, как видеоконференция.

На западе эти системы уже давно нашли широкое применение в крупных компаниях, юридических фирмах, в сфере здравоохранения и во многих других областях. Управление и бизнес, дистанционное обучение, телемедецина, подбор персонала при приеме на работу, оперативный контроль и безопасность - лишь малая часть тех областей деятельности, где преимущества видеоконференций совершенно очевидны. Это и не удивительно, поскольку исследования, проведенные зарубежными учеными, показали, что при телефонном разговоре удается получить, в среднем, около 10% от общего объема транслируемой информации. Использование телефонной связи в совокупности с факсимильной позволяет увеличить объем передаваемой информации примерно до 25%. В случае же, когда есть возможность в процессе разговора следить за жестикуляцией и мимикой собеседника, КПД передачи информации достигает 60%. Но не только сухая статистика убеждает нас в том, что видеоконференции позволяют добиться качественно нового уровня связи.

Как показала практика, видеоконференции оказываются незаменимыми помощниками в работе фирм с разветвленной сетью филиалов: для координации управления, эффективного решения текущих бизнес-задач, требующих личного участия сотрудников, нет никакой необходимости каждый раз отправлять их в дорогостоящие командировки. Но экономия на командировочных расходах - это далеко не все, главное - благодаря использованию видеоконференций повышается эффективность труда. Например, большая корпорация, расположенная в одном здании, благодаря установке пунктов видеоконференции значительно упрощает работу своим служащим, занятым в разработке одного проекта, в ходе которого необходимо осуществлять постоянные консультации, проводить совещания. Современные системы видеоконференций предоставляют также возможность совместной работы с данными, вплоть до подписания документов: для этого в систему включена т.н. "белая доска" - специальное приложение, открывающее окно, в котором каждый участник может вводить как текст, так и графику. Причем все изменения становятся видимыми для каждого участника. Необходимо специально отметить, что существующие средства криптографической защиты позволяют сохранить конфиденциальность содержания сеансов видеоконференций. Видеоконференцсвязь найдет себе достойное применение везде, где необходимы: оперативность в анализе ситуации и принятии решения; консультация специалиста или совместная работа в режиме удаленного доступа над проектами и решениями.[2]

Для работы с видео в современных корпоративных информационных системах используется два различных подхода: видеоконференция и видеотелефония. Организация конференций и совещаний с использованием видео обычно требует определенной подготовки, проводится по определенным правилам и управляется специально выделенным оператором. А вот сеансы видеотелефонии, как и чисто голосовой телефонии, управляются самими участниками сеанса. До недавнего времени продукты этих категорий развивались независимо друг от друга, но в последнее время пути их пересекаются. Это, в частности, было хорошо заметно на семинаре "Перспективные видеотехнологии", проведенном компанией AMT Group, на котором было рассказано о трех решениях для работы с видео: от Cisco Systems, Ericsson и LifeSize/Codian. При этом решение Cisco можно отнести к разряду видеотелефонии, совместную разработку LifeSize и Codian - к классической видеоконференциям, а продукт Ericsson сочетает в себе оба подхода.

Разработка компаний Codian и LifeSize предназначена в первую очередь для организации классических видеоконференций. В ней есть специальный сервер MCU, через который идут все видеопотоки. В сервере реализованы различные приложения для видеоконференций, позволяющие производить запись, планирование конференций, демонстрацию какого-нибудь приложения и т. п. Отличительной особенностью клиентского оборудования LifeSize (в том числе и видеокамер) является поддержка видео высокой четкости, чего не предлагали до этого ни Polycom, ни Tandberg.

Продукт ViPr, разработанный компанией Marconi, а потом купленный Ericsson, по своей децентрализованной архитектуре похож на средство видеотелефонии. В нем нет центрального сервера, который управлял бы связями клиентов. Пользователи ViPr могут устанавливать друг с другом и организовать достаточно сложную конференцию, в которой будет до 100 участников. Устройство имеет сенсорный экран, с помощью которого пользователь может управлять получаемым изображением, но только своей частью. Правда, это устройство требовательно к полосе пропускания, поскольку в минимальной конфигурации ему необходимо минимум 128 Кбит/с (максимум 9 Мбит/с) полосы пропускания на одного абонента. При этом в системе практически не используется широковещательная рассылка, характерная для видеоконференций.

Данный дипломный проект рассматривает проектирование системы видеоконференцсвязи и установку универсального оборудования видеоконференции в корпоративной сети АО «Цеснабанк», с целью обеспечения междугородных, международных и локальных видеоконференций, для организации эффективного управления и взаимодействия всех региональных филиалов внутри своей корпоративной сети, для принятия неотложных решений и коммуникаций по заранее определённому сценарию, совместной работы над приложениями и документами, дистанционного обучения, для организации брифингов, принятия ситуативных решений в условиях совместной работы над документами.

Для достижения заданной цели дипломного проекта предлагаю установить универсальное оборудование системы видеоконференцсвязи Virtual Presence (ViPr) - Ericsson/Швеция, в котором собраны все и даже более необходимые решения, для достижения заданной цели.

Для того чтобы осуществить заданную задачу необходимы следующие составляющие системы видеоконференцсвязи ViPr:

- IP/Ethernet или ATM сеть;

- Абонентский терминал персонального или группового использования;

- Сервер приложений ViPr.

Краткое описание проектируемых услуг:

Оборудование ViPr организовывает следующие услуги:

- организация видеоконференцсвязи;

- совместный просмотр видео;

- возможность вызова на телефонные аппараты местной АТС (используется в качестве ТА);

- поддерживается возможность делать вызовы на/со стандартных SIP телефонов и шлюзов;

- возможность совместной работы над документами;

- возможность использования настольного терминала ViPr в качестве замены монитору ПК;

- интеграция с УПАТС и ТфОП;

В данном проекте основной целью является не увеличение доходности предприятия, а уменьшение расходов, а также эффективность управления рабочим персоналом и быстрота принятия решений, организация совместной работы над документами между двумя удалёнными филиалами банка, проведении всевозможных конференций, удалённое видеообучение персонала.

1. Анализ существующей и проектируемой сети

1.1 Общие сведения АО «Цеснабанк»

Цеснабанк был создан в 1992 году и по состоянию на 01 января 2008 года имеет 78 территориальных подразделений. На сегодняшний день это единственный коммерческий банк в Казахстане с головным офисом в Астане. По состоянию на 01 января 2008 года активы банка составили 150 млрд. тенге, собственный капитал - более 23 млрд. тенге. Рост активов банка в 2007 году превысил 74%. Рост ссудного портфеля АО «Цеснабанк» составляет 40 млрд. тенге, увеличившись с начала 2007 года на 66%. Половину этой суммы составляют займы малому и среднему бизнесу, а свыше 42,6% приходится на розничные кредиты. За 2007 год увеличился объем срочных депозитов населения на 76,7%, составив 25,6 млрд. тенге.

Сегодня банковская система Казахстана признана самой совершенной среди стран СНГ. В число 11 крупнейших финансовых институтов страны входит и Цеснабанк, основанный 17 января 1992 года еще в Целинограде.

За 15 лет Цеснабанк стал узнаваемым, динамично развивающимся финансовым институтом. С момента основания банк придерживается принципов универсальности, то есть оказывает своим клиентам высококачественные банковские услуги, в числе которых открытие и обслуживание текущих счетов, международных пластиковых карт VISA, открытие и ведение срочных вкладов, кредитование физических и юридических лиц, продажа дорожных чеков American Express, быстрые денежные переводы как по Казахстану, так и по всему миру. Своей ежедневной деятельностью Цеснабанк постоянно доказывает, что принятое решение в ближайшем будущем войти в семерку ведущих банков Казахстана - вполне реальная перспектива. Результаты деятельности Банка в 2006-2007 г.г. показывают динамичное продвижение банка к намеченной цели.

Цеснабанк стал первым в Казахстане прозрачным банком. В июне 2006 года Банком был подписан меморандум «О сотрудничестве и взаимодействии по вопросам повышения прозрачности банковской деятельности» с Агентством Республики Казахстан по регулированию и надзору финансовых рынков и финансовых организаций. Для Банка принципы прозрачности приобрели особое значение с ноября 2005 года, когда Корпорация «Цесна» получила статус банковского холдинга АО «Цеснабанк». Обеспечивая доступность и достоверность информации для потенциальных инвесторов, клиентов и других заинтересованных лиц, Банк полностью раскрыл структуру собственности.

Являясь постоянным, активным участником обсуждения и внедрения принципов корпоративного управления в Казахстане как необходимого фактора полноценного функционирования фондового рынка, руководство Цеснабанка считает, что корпоративное управление, раскрытие информации, организация взаимоотношений с инвесторами, внедрение эффективных систем внутреннего контроля и внутреннего аудита являются важнейшими условиями, определяющими способность казахстанского рынка ценных бумаг привлекать долгосрочные инвестиции.

Так, безусловное заключение о финансовой устойчивости банка подтвердили ведущие международные рейтинговые агентства, такие как Moody`s Investors Service (долгосрочный рейтинг по депозитам в иностранной валюте - “В1”, рейтинг финансовой устойчивости - “Е+”) и Standard & Poor`s (кредитный рейтинг контрагента и рейтинг депозитных сертификатов - “В-С”). В сентябре 2006 года к имеющимся рейтингам добавилось заключение международного рейтингового агентства Fitch Ratings: рейтинг дефолта эмитента - "B-", краткосрочный рейтинг - "B", рейтинг поддержки - "5", индивидуальный рейтинг - "D/E". Прогноз по всем рейтингам - “Стабильный”.

В 2007 году Банк продолжил поступательное движение к намеченной цели войти в семерку лучших банков страны, и уже в январе 2007 года Цеснабанк успешно разместил дебютные евроноты со сроком погашения в феврале 2010 года на $125 млн. через свою дочернюю компанию Tsesna International B.V.

1.2 Характеристика существующей сети

В настоящее время организационная структура корпоративной сети АО «Цеснабанк» строится с помощью IP VPN (Виртуальная частная сеть) на базе технологии MPLS (Multi Protocol Label Switching), которая связывает между собой структурные подразделения (филиалы банка) на всей территории Республики Казахстан, обеспечивает защищенный выход в Интернет и объединяя её с другими сетями. Сеть создает систему управления между всеми территориальными подразделениями во всей географически-разветвленной структуре банка.

Возможности технологии MPLS позволяют сети IP VPN быть гибкой и многофункциональной. Без значительных затрат (в сравнении с арендой и, тем более, прокладкой каналов) в виртуальной частной сети реализуется топология - «каждый с каждым». В сети функционируют любые системы, поддерживающие IP-протокол - то есть подавляющее большинство существующих приложений. При этом в IP VPN, в отличие от публичных сетей, гарантируются параметры качества связи (Quality of Service).

IP VPN АО «Цеснабанк» логически отделена от публичных сетей, её трафик клиента полностью защищен от несанкционированного доступа извне.

В настоящее время филиальная сеть банка состоит из 20 филиалов (Астана, Алматы, Костанай, Павлодар, Степногорск, Петропавловск, Усть-Каменогорск, Актобе, Уральск, Атырау, Караганда, Кокшетау, Актау, Экибастуз, Семипалатинск, Рудный, Темиртау, Шымкент, Тараз, Кызыл-Орда) и 50 пунктов обслуживания клиентов в 20 областных и региональных центрах Казахстана.

MPLS (англ. multiprotocol label switching - мультипротокольная коммутация по меткам) - механизм передачи данных, который эмулирует различные свойства сетей с коммутацией каналов поверх сетей с коммутацией пакетов.

MPLS работает на уровне, который можно было бы расположить между вторым (канальным) и третьим (сетевым) уровнями модели OSI, и поэтому его обычно называют протоколом второго с половиной уровня (2.5-уровень). Он был разработан с целью обеспечения универсальной службы передачи данных как для клиентов сетей с коммутацией каналов, так и сетей с коммутацией пакетов. С помощью MPLS можно передавать трафик самой разной природы, такой как IP-пакеты, ATM, SONET и кадры Ethernet.

В традиционной IP сети пакеты передаются от одного маршрутизатора другому и каждый маршрутизатор читая заголовок пакета (адрес назначения) принимает решение о том, по какому маршруту отправить пакет дальше.

В протоколе MPLS никакого последующего анализа заголовков в маршрутизаторах по пути следования не производится, а переадресация управляется исключительно на основе меток. Это имеет много преимуществ перед традиционной маршрутизацией на сетевом уровне.

Технология VPN позволяет с помощью разделяемой несколькими предприятиями сетевой инфраструктуры реализовать сервисы, приближающиеся к сервисам частной сети по качеству (безопасность, доступность, предсказуемая пропускная способность, независимость в выборе адресов) рисунок 1.1.

VPN в качестве линий связи используют уже существующие коммуникационные сети операторов, в том числе и глобальную сеть Internet.

По сравнению различными другими технологиями VPN позволяет клиенту получить значительную экономию при сохранении и даже улучшении качества и количества предоставляемых услуг.[20]



Рисунок 1.1 - Организационная структура VPN

Типы VPN

На данном этапе развития VPN можно выделить следующие основные ее типы:

- IP поверх ATM;

- IP поверх Frame Relay;

- Коммутации IP-пакетов (MPLS);

- Шифрования трафика в Интернет (IPSec).

MPLS VPN - АО «Цеснабанк»

Реализация виртуальной частной сети АО «Цеснабанк» на основе современной технологии многопротокольной коммутации меток (MPLS) представлена на рисунке.

Пользователи услуги:

- Корпоративные Клиенты;

- Бизнес сообщества, объединяемые по принципу совместного ведения бизнеса (бизнес-интранет);

- Компании разных видов деятельности, имеющие филиалы на территории Орловской области;

- Государственные организации;

- Банки и финансовые организации;

- Сети дистрибуции товаров и услуг;

- Финансовые системы;

- Мелкий бизнес и частный сектор;

Бизнес-приложения:

- Телефония;

- Видеоконференцсвязь;

- Совместная работа над документами и базами данных;

- Обмен файлами и сообщениями;

- Доступ к корпоративным информационным http-серверам;

- “Мобильный офис”.

Учет требований пользователей:

- Создание защищенной корпоративной сети для эффективного обмена разнородной информацией;

- Информационный обмен в Интранет, Экстранет и Интернет;

- Высокая безопасность передачи информации;

- Высокая надежность и доступность сервиса;

- Потребность интеграции «видео, голоса и данных» в рамках единого подключения и «из одних рук»;

- Рациональные размеры платежей за услуги;

- Оптимизация своей деятельности. Использование услуг оператора связи для реализации своих телекоммуникационных потребностей.

Достоинства MPLS VPN (как технологии):

- В основе лежат технологии IP, ставшие де-факто бизнес-стандартом в инфокоммуникациях;

- MPLS VPN использует протокол MPLS - наиболее перспективную технологию для построения частных сетей;

- Это самое гибкое и эффективное решение по сравнению с вариантами VPN на основе FR или Интернет (IPSec);

- Высокая безопасность и надежность сервиса;

- Легкость реализации связи «каждый с каждым»;

- Эффективное управление трафиком Клиентом (приоритезация);

- Интеграция видео, голоса и данных;

- Быстрота и легкость переноса адресного пространства клиента на сеть MPLS с сохранением адресов;

- Невозможность взаимопроникновения трафика из разных VPN;

- Решение легко масштабируется.

Достоинства MPLS VPN (как решения АО «Цеснабанк»):

- MPLS VPN АО «Цеснабанк» отделена от Интернет.

- География доступности услуги: точки присутствия по всему Казахстану;

- Реализация классового обслуживания для передачи голоса/видео, http, ftp, E-mail;

- Один порт для всех классов обслуживания;

- Широкополосный доступ.

Вопросы безопасности:

- Отсутствие IP-трафика и клиентской IP-маршрутизаци в сети MPLS VPN;

- СЕ-маршрутизаторы «не знают» о VPN;

- Отдельные таблицы маршрутизации для каждой VPN;

- VPN поддерживает частную адресацию;

- Управление через Telnet/SNMP только с авторизованных устройств и только авторизованными пользователями;

- Физическая безопасность оборудования;

- Дополнительные возможности: шифрование, экранирование и так далее.

1.3 Характеристика проектируемой сети

Проектируемая установка оборудования системы видеоконференцсвязи предполагает использование уже существующей сети на основе IP VPN и включение в неё необходимого оборудования для объединения всех крупных филиалов АО «Цеснабанк».

Взаимосвязь устройств видеоконференцсвязи осуществляется по единой корпоративной IP сети банка, образуя тем самым единое интегрированное решение, включающее телекоммуникационный комплекс и комплекс программно-аппаратных средств банка. С помощью корпоративной сети обеспечивается единое информационное пространство между всеми офисами банка и осуществляется обмен данными и видеоинформацией. Корпоративная сеть дает доступ ко всем централизованным IT-ресурсам и сервисам АО «Цеснабанк», расположенным в Астане или в других регионах. Среди таковых ресурсов могу назвать БИС, почтовую систему, ERP, КХД и прочие. Так обеспечивается взаимодействие между подразделениями банка, находящимися в разных регионах страны.

Проектируемая сеть решает такие актуальные проблемы, как нарушение конфиденциальности, целостности и доступности передаваемой информации используя программно-аппаратные средства ведущих мировых производителей таких, как: Cisco, 3Com, Legrand (маршрутизаторы, коммутаторы, файерволы, прокси-серверы, антивирусные средства, средства шифрования и другие).

На основании существующей сети проектируемая сеть с уже включённым в неё оборудованием системы видеоконференцсвязи выглядит следующим образом - рисунок.

На проектируемой сети также как и на существующей сети будет использоваться топология «каждый с каждым», а обработка всей основной финансовой деятельности будет осуществляться в главном филиале в Астане.

Таким образом, установка оборудования системы видеоконференцсвязи в корпоративной сети банка обеспечит:

- видеоконференцию между двумя и более участниками с полной интеграцией телефонных услуг;

- международные и локальные видеоконференции;

- дистанционное обучение;

- Интеграцию данного оборудования с УПАТС и ТФОП;

- проведение удалённых видео-брифингов, принятие ситуативных решений в условия совместной работы над документами;

- принятие неотложных решений и коммуникации по заранее определённому сценарию.

1.4 Постановка задания на проектирование

В данном проекте на основе уже существующей сети необходимо установить оборудование ВКС.

В проекте проведём обзор систем видеоконференцсвязи их назначение и выберем из нескольких видов систем видеоконференцсвязи универсальное устройство ВКС, приведем их характеристики, которое в дальнейшем будем использовать для организации видеоконференций. Приведём необходимые обоснования по выбору перспективной аппаратуры ВКС. Дадим более детальное описание всех характеристик выбранного оборудования и произведём основные расчеты. Приведём расчеты и общие требования по охране труда и экологии. Выполним технико-экономическое обоснование проекта.

2. Обзор систем видеоконференций

2.1 Назначение систем видеоконференций

В связи с бурным развитием сетевых и коммуникационных технологий, возросшей производительностью компьютеров, и, соответственно, с необходимостью обрабатывать все возрастающее количество информации (как локальной, находящейся на одном компьютере, так и сетевой и межсетевой) возросла роль оборудования и программного обеспечения, что можно обозначить одним общим названием "person to person". Виртуальные средства обучения, удаленный доступ, дистанционное обучение и управление, а также средства проведения видеоконференций переживают период бурного расцвета и предназначены для облегчения и увеличения эффективности взаимодействия как человека с компьютером и данными, так и групп людей с компьютерами, объединенными в сеть. Несмотря на то, что экологическая ниша видеоконференций разработана не на все сто процентов, уже сейчас в мире имеется более 200 компаний, которые предлагают различное оборудование и программное обеспечение для их организации и проведения.[1]

Благодаря тому, что видеоконференции, предоставляют возможность общения в реальном режиме, а также использования разделяемых приложений, интерактивного обмена информацией, их начинают рассматривать не только как нечто экспериментальное, но и как частичное решение проблемы автоматизации деятельности и предприятия, и человека, дающее существенное преимущество по сравнению с традиционными решениями.

Средства проведения видеоконференций, бывшие диковинкой 5 лет назад, уже сейчас находят широчайшее применение в большинстве корпоративных, государственных и частных учреждений. Уже к началу 1995 года во всем мире имелось свыше 100 тысяч настольных систем видеоконференций. Причем увеличение установленных систем осуществляется экспоненциально. В начале 1996 года число установленных во всем мире систем превышало 350 тысяч, из которых более двух третей - в США. В США же никого не удивляет тот факт, что в визитных карточках, наряду с телефоном, факсом, адресом электронной почты и адресом в Internet, указываются телефон и адрес, по которым можно осуществить видеоконференцсвязь с хозяином визитной карточки. Удаленная диагностика человека, оборудования, удаленное обучение - еще одно интересное направление применения средств видеоконференций. Даже находясь в сотнях километров от пациента, врач может правильно продиагностировать больного, прибегая к "виртуальной" консультации высококлассных специалистов, присутствие которых в данном месте не представляется возможным. Аналогично группа экспертов может провести диагностирование оборудования, находясь в офисе и не тратя время на бесконечные перелеты.

Получившая в последнее время развитие практика постепенного внедрения средств видеоконференций в сферу обучения позволит не просто прослушать и увидеть лекцию известного преподавателя, находящегося в другом полушарии, но осуществлять интерактивное общение с помощью видеоконференций.

Однако вплоть до недавнего времени настольная видеоконференцсвязь являлась недостаточно качественной и технически полноценной (при исключительно высокой цене - до 20 тысяч долларов в расчете на рабочее место) для того, чтобы ее воспринимать серьезно. Сейчас ситуация изменилась в лучшую сторону, причем стоимость даже наиболее сложных изделий не превышает 6-7 тысяч долларов, а большинство систем настольных видеоконференций не дороже 2000 долларов. Традиционно видеоконференции характеризовались как комбинация специализированного звука и видео, а также технологии работы с сетями связи для взаимодействия в реальном масштабе времени и часто использовались рабочими группами, которые собирались в специализированном месте (обычно это был зал заседаний, оснащенный специализированным оборудованием), чтобы связаться с другими группами людей. Стоимость средств видеоконференций, используемых для этого, была велика из-за необходимости использования специализированного высококачественного оборудования и дорогих арендованных каналов связи.

История настольной видеоконференцсвязи - это отнюдь не идеальная история долгого использования видеоизображений размером с почтовую марку и чрезвычайно низкого качества. Всегда существовали проблемы с передачей информации и ее искажением, тем более что имевшиеся тогда технические и программные средства, увы, не способствовали популярности и, соответственно, распространению видеоконференцсвязи. [6]

Можно предположить, что средства проведения видеоконференций начали интенсивно развиваться и что технология, используемая при этом, предлагает серьезный вариант обмена информацией и связи между людьми, являясь достойной альтернативой другим формам связи и совместной работы.

Исторически сложилось так, что средства проведения видеоконференций можно разделить не только по техническим характеристикам и принципам соответствия различным стандартам, но и на настольные (индивидуальные), групповые и студийные. Каждый из этих вариантов видеоконференций четко ориентирован на решение своих задач. Наиболее распространены благодаря относительно невысокой стоимости и быстроте окупаемости затрат сегодня настольные средства проведения видеоконференций (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Настольные видеоконференции (НВ)

Доступная аудитория и вариант общения: обычно диалог двух лиц.

Качественная характеристика связи: нет необходимости в большой производительности (ширине полосы связи). Стиль общения: неформальный, спонтанный. Необходимые затраты: только программное и аппаратное обеспечение, используемое на рабочем месте. Необходимое оборудование: компьютер с установленной поддержкой аудио и видео, микрофон, динамики или наушники, видеокамера, LAN, ISDN соединение. Оптимально для совместного интерактивного обмена информацией, использование разделяемых приложений, пересылка файлов с низкими временными и финансовыми затратами.[3]

Настольная видеоконференция объединяет аудио- и видеосредства, технологии связи для обеспечения взаимодействия в реальном масштабе времени путем использования обычного персонального компьютера. При этом все участники находятся на своих рабочих местах, а подключение к сеансу видеоконференций производится с персонального компьютера способом, очень похожим на обычный телефонный звонок.

Настольная видеоконференция позволяет пользователям эффектно заполнять промежутки времени между согласованием совместных действий и выполнением согласованных действий, что дает несравненно больший эффект, чем просто общение по телефону.

Способность совместно использовать приложения - неотъемлемая часть современных настольных систем видеоконференций. При совместном использовании идей или данных уже недостаточно видеть и слышать другого человека. Значительно больший эффект дает совместное общение при помощи аудио- и видеоинформации вместе с возможностью одновременно видеть и использовать различные документы и приложения.

В настоящее время большинство наиболее популярных НВ систем использует "whiteboard", или доску объявлений. С ее помощью отдельная экранная область зарезервирована для просмотра и совместного использования документов в дополнение к окну конференцсвязи, на котором отображаются участники НВ.

Доска объявлений

Обычно под доской объявлений нужно понимать программное обеспечение, дающее возможность совместного создания и редактирования документа всеми участниками конференции. Причем сам документ может не только состоять из текстовой информации, но и иметь возможность отображать и графику, и различные элементы оформления, такие, как выделение участков текста маркером, например. Преимуществом доски объявлений над другими средствами групповой обработки информации, имеющимися в НВ, является относительно высокое быстродействие ее по сравнению с разделяемыми приложениями.

Доступная аудитория и вариант общения: группа с группой. Качественная характеристика связи: необходима большая производительности (ширине полосы связи). Стиль общения: практически формальный, ориентирующийся на регламент. Необходимые затраты: программное и аппаратное обеспечение, а также затраты на специализированные средства и помещения.

Число устанавливаемых систем ГВ (рисунок 2.2) сопоставимо с числом НВ, но возрастать оно будет не столь быстро, как НВ, из-за необходимости использования в ГВ, как минимум, ISDN линии.

Рисунок 2.2 - Групповые видеоконференции (ГВ)

Студийные видеоконференции (СВ)

Доступная аудитория и вариант общения: обычно один говорящий с аудиторией. Качественная характеристика связи: необходима максимальная производительность (ширина полосы связи). Стиль общения: формальный, жестко регламентированный, устанавливаемый ведущим. Необходимые затраты: на оборудование студии, на специализированное оборудование. Настольные видеоконференции - относительно новая технология, появившаяся из нескольких других существующих технологий. В прошлом настольные видеоконференции были невозможны. Однако интенсивное развитие компьютерных технологий, особенно технологий связи, мультимедиа и персональных компьютеров, дало им жизнь. Сегодня большинство компаний ищут способы использования этой новой технологии, чтобы сохранить конкурентоспособность на своем сегменте рынка.[3]

Первыми появились студийные видеоконференции, использующие специализированное телевизионное оборудование, которое стоило многие десятки, если не сотни тысяч долларов и которые напоминали собой телевизионную студию со специализированным осветительным и звуковым оборудованием, с десятком камер. Кроме того, либо приходилось арендовать специализированную линию, либо использовать спутниковую связь. Студийные видеоконференции - это своего рода "hi-end" системы. Их используют только большие корпорации, имеющие возможность вкладывать многие сотни тысяч долларов в создание, развитие и поддержание в рабочем состоянии оборудования. Однако, несмотря на чрезвычайно высокую стоимость, в мире имеется более 5000 систем, которые в данный момент эксплуатируются. Столь огромное количество этих систем объясняется достаточно большим временным интервалом, в течение которого осуществлялось их внедрение. Групповые системы видеоконференции представляют собой нечто более близкое к настольным, чем студийным. Поэтому большинство фирм, выпускающих настольные средства видеоконференций, имеют в своем каталоге один-два варианта групповых. Самая недорогая и распространенная система видеоконференций базируется на персональном компьютере. Большинство настольных видеоконференций состоит из набора программ и аппаратуры, интегрированных в компьютер. Цена такого комплекта может колебаться от 1500 до 7000 долларов. Типичный набор состоит из одной-двух периферийных плат, видеокамеры, микрофона, колонок или наушников и программного обеспечения. Для связи используется либо локальная сеть, либо ISDN, либо аналоговые телефонные линии.

Наиболее оптимальный уровень быстродействия - это использование локальной вычислительной сети в качестве конвейера передачи. При этом на основе протокола CSMA-CD (Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection, или множественный доступ с контролем носителя и обнаружением конфликтов, - стандартный метод и протокол асинхронного доступа к сети с широкой топологией) теоретическое быстродействие передачи составляет 10 Mbps (или даже 100 Mbps с более новыми системами). Данный вариант имеет преимущество в быстродействии, однако чтобы получить подобный высокий уровень производительности, сеть должна быть специально выделена для проведения видеоконференций (несколько неблагоразумно предполагать, что вся система локальной сети на основе протокола CSMA-CD будет создана для единственной цели - для видеоконференции). Действительно, если бы видеоконференция использовала существующую систему, то в итоге быстродействие было бы меньше оптимального из-за необходимости совмещать стандартные функции локальной сети с проведением видеоконференций. Большинство локальных вычислительных сетей использует посылку пакетов данных, в то время как системе видеоконференций требуется пересылка непрерывных потоков данных.

Нужно помнить, что нет стандартов для межсоединения сетей видеоконференций (H. 320 относится только к ISDN), следовательно, существуют проблемы корректного связывания разнородных сетей видеоконференций. Кроме того, стандарт Н.320, признанный сейчас базовым, на основе которого разрабатываются остальные стандарты видеоконференций, в свое время встретил противодействие Intel. Она в противовес ITU сформировала свой собственный комитет PCWG, который занимался продвижением стандарта Indeo фирмы Intel. Недовольство фирмы Intel было вызвано ограничениями, накладываемыми стандартом Н.320 (вернее, ее подразделом G.261). Ситуация со стандартами для видео (противостояния VHS и Video-8) не повторилась. Intel обеспечила совместимость с Н.320 (только QCIF, но не CIF, как PictureTel, например).

Идеи по развитию видеоконференцсвязи упираются в такие достаточно серьезные проблемы, как полное соответствие систем прежде всего принятым промышленным стандартам, таким, как H.320, который определяет, каким образом, в каком объеме и с каким качеством будут передаваться аудио- и видеоданные по линиям ISDN. Несмотря на не стихающие споры, большинством ведущих поставщиков стандарт H.320 оценен как самый жизнеспособный, наиболее удачно сочетающий скорость передачи и качество передаваемой информации по узкополосным линиям, подобно тому как V.32 является общепринятым стандартом для определения рабочих характеристик модемной связи.

Стремление привести все средства к единому стандарту весьма важно. Это дает возможность многим потенциальным поставщикам ввести в рынок различные решения, ориентированные как на разнообразные сферы применения, так и на различные ценовые группы и гарантирующие конечному пользователю возможность сделать выбор, не опасаясь несовместимости между декларированными системами. Это также означает, что настольная видеоконференцсвязь используется на предприятии, которое приобрело достаточное число однотипных комплектов. А это в свою очередь при соответствии всех систем стандартам видеоконференцсвязи позволит приобретать наборы, которые по своим характеристикам наиболее полно соответствуют требованиям специфических приложений пользователя без ограничения на использование других комплектов как программного, так и коммуникационного и аппаратного обеспечения. Основная проблема с качеством видео состоит в том, что имеющиеся технологии позволяют осуществлять относительно низкую скорость передачи кадра (фрейма). Однако эта проблема может быть решена, если система будет использовать хорошую видеофиксацию и эффективную реализацию сжатия изображения без существенной потери качества. Значительно проще решение проблем с качеством аудио. Несмотря на то, что среднее человеческое ухо в состоянии воспринимать колебания от 20 Герц до 20 кГц, колебания, вызываемые человеческим голосом, лежат в значительно более узкой полосе. Это позволяет существенно уменьшить расходы сетевого трафика на передачу аудиоинформации. Вот почему многие поставщики систем настольных видеоконференций предпочитают класть в основу своих продуктов хорошее качество аудио и развитые средства групповой обработки информации.

Качество и объем данных

Чем выше передаваемый объем данных, тем более качественным получается видеоизображение. При скорости T1 (1536 Кб/с) качество видео наиболее оптимально. Однако большинство пользователей не могут использовать данную скорость из-за большой стоимости. Именно поэтому для пользователей, которым требуется оптимальное сочетание качества видео и стоимости, особенно популярно использование 768 Кб/с. Большинство организаций использует 384 Кб/с. Наконец, 128 Кб/с доступно большинству частных пользователей ISDN.

Кроме того, существует целый ряд стандартов, прямо и косвенно базирующихся на Н.320: Н.310 (для АТМ и широкополосной ISDN), Н.322 (isoEthernet), Н.323 (Ethernet) и, Н.324 (для аналоговых линий). В стандарте Н.321 добавлен стандарт MPEG-2, позволяющий получить полноэкранное видеоизображение телевизионного качества. [2]

Если поддержка стандартов ряда Н.320, Н.323, Р.324 декларирована огромным количеством поставщиков, то наибольшее число проблем связано со стандартом Т.120). Т.120 регламентирует разделение документов, приложений, использование доски объявлений и пересылку файлов. Менее 10 процентов изделий ведущих поставщиков оборудования для настольных видеоконференций поддерживает указанный стандарт (из более чем 60 основных наименований).

2.2 Выбор структуры и форматов данных в ВКС

Идея создания Internet была предложения в связи с необходимостью построения коммуникационной отказоустойчивой сети, которая могла бы продолжить операции, если даже большая часть ее стала не доступной для работы. Решение состояло с том, чтобы создать сеть, где информационные пакеты могли бы передаваться от одного узла к другому без какого-либо централизованного контроля. Если основная часть сети не работает, пакеты самостоятельно передвигалась бы по доступным узлам до тех пор, пока не попадут в точку своего назначения. Кроме того, сеть должна быть устойчива к возможным ошибкам при передаче пакетов.

В начале 90-х были подключены первые локальные сети и для использования в построенной сети (Internet) был выбран, адаптирован и затем повсеместно принят для работы набор протоколов Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)[8]. (TCP/IP) вполне удовлетворял всем требованиям, которые на него возлагались.[19]

Существует много причин, почему протоколы семейства TCP/IP были выбраны за основу Internet. Это, прежде всего возможность работы с этими протоколами как локальных (LAN), так и в глобальных (WAN) сетях, способность протоколов управлять большим количеством стационарных и мобильных пользователей. К данному протоколу больше подходит название "Комплекс протокол Internet". В его состав входят протоколы UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP и многие и другие, но часто используют только термин TCP/IP. Часть из семейства протоколов TCP/IP обеспечивает выполнение "низкоуровневых" сетевых функций для множества приложений, таких, как работа с аппаратными протоколами, поддержка механизма доставки пакета по адресу, назначения через множества сетей и хостов, обеспечение достоверности и надежности соединения и другие. Другая часть протоколов предназначена для выполнения прикладных задач, таких, как передача файлов между компьютерами, отправка электронной почты или чтение гипертекстовой страницы WWW-сервера. Задачей ТСР является доставка всей информации компьютеру получателя, контроль последовательности передаваемой информации, повторная отправка не доставленных пакетов в случае сбоя работы сети. Кроме того, если сообщение достаточно большое, чтобы отправить его в данном пакете, ТСР делит и отправляет его несколькими блоками. ТСР также осуществляет контроль за составление первоначального сообщения из этих блоков на компьютере получателя.

Подобно тому, как почтовый протокол использует ТСР, сам ТСР использует протокол IP, который обеспечивает доставку пакета по адресу, то есть адресацию и маршрутизацию. Функции, которые представляет ТСР, необходимы для работы множества приложений, однако существуют приложения, для работы которых эти функции не требуются. Эти приложения используют вместо ТСР свой протокол, обеспечивающий взаимодействие приложений, например UDP, которому для работы также необходимы механизм, который бы осуществлял доставку пакета по адресу, то есть уровня IP.

Схему использования проколов легче всего представить в виде дерева. На этом дереве листьями будут пользовательские приложения, которые работают с протоколами самого верхнего уровня (например почтовым протоколом). В свою очередь, протоколы верхнего уровня представляют собой ветви кроны. Уровень ТСР можно представить как толстые сучья, которые растут из ствола и держат крону. А сам ствол - это уровень IP.

Подобная модель построения нескольких уровней протоколов называется "многоуровневым передаванием сетевых протоколов". Под этим подразумеваем, что протокол на более высоком уровне при своей работе использует сервисы, передавленные протоколами более низкого уровня.

Семейство протоколов TCP/IP имеет 4 ярко выраженных уровня:

- уровень приложений (прикладной уровень);

- уровень, реализующий транспортные функции (транспортный уровень);

- уровень, обеспечивающий доставку и маршрутизацию пакета (сетевой уровень);

- уровень сопряжения с физической средой (канальный уровень).

Опишем состав и основные функции протоколов каждого уровня семейства TCP/IP:

Уровень сопряжения с физической средой (канальный) обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Этот уровень решает задачи физической адресации, уведомления о неисправностях, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации.

Ниже этого уровня расположен только аппаратный уровень, который определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики активизации, поддержания и деактивизации физического канала между конечными системами (уровни напряжений, синхронизации изменений напряжений, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединения и другие)

Сетевой уровень - это комплексный уровень. Он обеспечивает возможность соединение и выбор маршрута между двумя конечными системами, подключенными к разным "подсетям", которые могут находиться в разных географических пунктах. К этому уровню в TCP/IP относится межсетевой протокол IP, который является базовым в структуре TCP/IP и обеспечивает доставку пакету по месту назначения - маршрутизацию, фрагментацию и сборку поступивших пакетов на хосте получателя. Этому уровню принадлежит протокол ICMP, в функции которого входят, в основном, сообщения об ошибках и сбор информации о работе сети.

Транспортный уровень представляет услуги по транспортировке данных. Эти услуги избавляют механизмы передачи данных прикладного уровня от необходимости вникать в детали транспортировки данных. В частности, заботой транспортного уровня является решение таких вопросов, как надежная и достоверная транспортировка данных через сеть. Транспортный уровень реализует механизмы установки, поддержания и упорядоченного закрытия каналов соединение, механизмы систем обнаружения и устранения неисправности транспортировки, управления информационным потоком.

Транспортный уровень семейства TCP/IP представлен протоколами ТСР и UDP. ТСР обеспечивает транспортировку данных с установлением соединения, в то время как UDP работает без установления соединения. Оба эти протокола имеют дело с конкретными процессами (приложениями) на компьютере и могут обеспечивать связь процессов на различных компьютерах сети, хоть в их компетенцию не входит управлением сеансом работы. Если ТСР обеспечивает полный сервис транспортного уровня - надежность, достоверность и контроль соединения, то UDP может отправлять пакеты от одного процесса к другому без какого либо дополнительного сервиса, за исключением, разве что, проверки контрольной суммы переданных данных.

Прикладной уровень идентифицирует и устанавливает наличие предполагаемых партнеров для связи, синхронизирует совместно работающие прикладные программы, устанавливает соглашения по процедурам устранения ошибок и управления целостности информации. Кроме того, протоколы прикладного уровня определяют, имеется ли в наличии достаточно ресурсов для предполагаемой связи. Прикладной уровень также отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы была читаемой на прикладном уровне другой системы. При необходимости он осуществят трансляцию между множеством форматов представлений путем использования общего формата и структур данных, а также согласует синтаксис передачи данных для прикладного уровня. Прикладной уровень устанавливает и завершает сеансы связи взаимодействия между прикладными задачами, управляет этими сеансами, синхронизирует диалог между объектами и управляет обменом информации между ними. Кроме того прикладной уровень предоставляет средства для отправки информации и уведомления об исключительных ситуациях передачи данных.

Комплект протоколов Internet включает в себя большое число протоколов высших уровней, имеющих самые разнообразные применения, в том числе управление сети, передача файлов, распределенные услуги пользования файлами, эмуляция терминалов и электронная почта. Стремительный рост Internet предъявляет новые требования к скорости и объемам передачи данных. И для того, чтобы удовлетворить все эти запросы, одного уведомления емкости сети недостаточно, необходимы разумные и эффективные методы управления трафиком и контролем загруженности линий передач.

Наиболее широко используемый протокол транспортного уровня - это, как было описано выше, ТСР. Несмотря на то, что ТСР позволяет поддерживать множество разнообразных распределенных приложений, он не подходит для приложения реального времени. Использование ТСР в качестве транспортного протокола ТСР для этих приложений невозможно по нескольким причинам:

1. Этот протокол позволяет установить соединение только между двумя конечными точками, следовательно, он не подходит для многоадресной передачи.

2. ТСР предусматривает повторную передачу потерянных сегментов, прибывающих, когда приложение реального времени уже их не ждет.

3. ТСР не имеет удобного механизма привязки информации о синхронизации к сегментам = дополнительное требование приложений реального времени.

Другой широко используемый протокол транспортного уровня - UDP не имеет части ограничений ТСР, но и он не представляет критической информации о синхронизации.

Эту задачу и призван решить новый транспортный протокол реального времени - RTP (Real-Time Transport Protocol), который гарантирует доставку данных одному или более адресатам с задержкой в заданных пределах, т.е. данные могут быть воспроизведены в реальном времени.

Пакеты RTP содержат следующие поля: идентификатор отправителя, указывающий, кто из участников генерирует данные, отметки о времени генерирования пакета, чтобы данные могли быть воспроизведены принимающей стороной с правильными интервалами, информация о порядке передачи, а также информация о характере содержимого пакета, например, о типе кодировки видеоданных (MPEG, Indeo и др.). Наличие такой информации позволяет оценить величину начальной задержки и объема буфера передачи.

Протокол RTP используется только для передачи пользовательских данных - обычно многоадресной - всем участникам сеанса. Совместно с RTP работает протокол RTCP (Real-Time Transport Control Protocol), основная задача которого состоит в обеспечении управления передачей RTP, RTCP использует тот же самый базовый транспортный протокол, что и RTP (обычно UDP), но другой номер порта.

RTCP выполняет несколько функций:

1. Обеспечение и контроль качества услуг и обратная связь в случае перегрузки. Так как RTCP-пакеты являются много адресными, все участники сеанса могут оценить, насколько хороша работа и прием других участников. Сообщения отправителя позволяют получателям оценить скорость данных и качества передачи. Сообщения получателей содержат информацию о проблемах, с которыми они сталкиваются, включая утерю пакетов и избыточную неравномерность передачи.