Организация аудио- и видеосвязи в компьютерных сетях

Интернет фундаментально изменяет наши представления и о телефонии, и о способах коммуникации. IP-телефония - это технология, которая связывает воедино преимущества телефонии и Интернет. До недавнего времени сети с коммутацией каналов (телефонные сети) и сети с коммутацией пакетов (IP-сети) существовали практически независимо друг от друга и использовались для различных целей. Телефонные сети использовались только для передачи голосовой информации, а IP-сети - для передачи данных. Технология IP-телефонии объединяет эти сети посредством устройства, называемого шлюз.

Шлюз представляет собой устройство, в которое с одной стороны включаются телефонные линии, а с другой стороны - IP-сеть (например, Интернет). Шлюз служит интерфейсом между передающим звук устройством пользователя (телефоном, компьютером и т.п.) и сетью Интернет, он обеспечивает прием и преобразование данных в форму, удобную для пересылки по Сети (и обратное преобразование).

При разговоре голосовые сигналы преобразуются в сжатые пакеты данных. Затем эти пакеты данных посылаются через Internet другой стороне. Когда пакеты данных достигают адресата, они декодируются в голосовые сигналы оригинала.

Internet-телефония использует Internet, чтобы послать звуковое сообщение между двумя или больше компьютерными пользователями в реальном времени. Самый первый программный продукт Internet-телефонии, позволяющий пересылать голосовые сообщения по сети, - VocalTec Internet Phone - был представлен израильской фирмой VocalTec в начале 1995 года. Впервые пользователь персонального компьютера, оснащенного звуковой платой, микрофоном и имеющего подключение к Internet, смог вести голосовые переговоры с другим таким же пользователем, независимо от того как далеко друг от друга они находились. Большинство программных продуктов из этой же серии, появившихся позже, позволяют пользователям говорить в микрофон и слышать ответ собеседника через колонки.

Не успев родиться, новая возможность привлекла всемирное внимание. Технология неуклонно улучшалась и очень быстро подошла к отметке, когда общение голосом стало легко возможным, и продолжает развиваться дальше. Множество компаний представили аналогичные программы. При этом во многих системах наряду с возможностью обмениваться голосовыми сообщениями добавлена возможность вести переписку, пересылать файлы во время разговора, обмениваться графическими образами и видеоизображения.

Голосовая связь через IP-сеть может осуществляться различными способами:

Компьютер - компьютер. Это самый ранний и простой способ IP-телефонии. Для организации передачи трафика пользователь приобретает необходимое оборудование и программное обеспечение, а также платит провайдеру за эксплуатацию канала связи. Достоинство этого варианта заключается в максимальной экономии средств. Недостаток - минимальное качество связи.
Телефон - телефон. Абоненту не нужно никакого специального оборудования только обычный телефон. Голосовой трафик передается через IP-сеть, как правило, на отдельном дорогостоящем участке. Устройствами, организующими взаимодействие, являются шлюзы, состыкованные, с одной стороны, с телефонной сетью общего пользования, а с другой - с IP-сетью. Голосовая связь в таком режиме, по сравнению с вариантом компьютер - компьютер, стоит дороже, однако качество ее значительно выше и пользоваться ею удобнее. Качество связи сопоставимо с качеством при обычном телефонном разговоре, т.к. компанией используются выделенные каналы связи. Для того чтобы воспользоваться этой услугой, надо позвонить провайдеру, обслуживающему шлюз, ввести с телефонного аппарата код и номер вызываемого абонента и разговаривать так же, как при обычной телефонной связи. Все необходимые операции по маршрутизации вызова выполнит шлюз.

Компьютер - телефон. Конечному пользователю никакого дополнительного оборудования не требуется. Достаточно иметь под рукой телефон с возможностью тонального набора. Это нужно для того, чтобы, дозвонившись до оператора, ввести свой код в тональном режиме, а дальше действия абонента ничем не отличаются от привычных. В большинстве современных телефонных аппаратов, включая таксофоны и мобильные телефоны, эта функция предусмотрена. Если такого телефона почему-то нет, то с функцией набора может справиться бипер или, в крайнем случае, специальная программа, которую можно скачать из Интернета.

Web - телефон. Еще одна новая услуга - это звонок с Web-сайта, позволяющий осуществлять вызов, выбрав со страницы Интернет ссылку на имя вызываемого абонента или просто набрав абонентский телефонный номер . Это решение направлено, прежде всего, на расширение возможностей электронной коммерции. WEB-телефон позволяет пользователям Интернет напрямую поговорить, например, с торговым представителем либо со специалистом технической поддержки интересующей его фирмы. Установление телефонного соединения происходит обычным, привычным способом набора номера или простым нажатием мышкой на ссылке, представляющую собой, например, название компании, имя вызываемого абонента и т. д. на странице Интернет. При этом пользователю не требуется вторая телефонная линия или прерывание работы в Интернет, необходимо лишь загрузить небольшое клиентское программное обеспечение, которое обычно можно найти на той же Web-странице, и которое устанавливается автоматически. С другой стороны Web-телефон позволяет представителям компаний отвечать на вопросы, демонстрировать Web-страницы, передавать необходимую информацию, улучшая тем самым качество предоставляемых услуг.

Основное преимущество IP-Телефонии - это более низкая стоимость междугородних и международных переговоров по сравнению с традиционной телефонией.
Еще одним преимуществом является удобство. Некоторым людям, количество которых постоянно растёт, просто удобней звонить с компьютера, чем использовать стационарный телефон. Не исключается возможность, что в будущем IP-телефония полностью вытеснит проводную телефонию, точно так же, как компакт-диски вытеснили магнитные кассеты, а сами впоследствии были вытеснены MP3-проигрывателями.

Основным сдерживающим фактором на пути масштабного внедрения IP-телефонии является отсутствие в протоколе IP механизмов обеспечения гарантированного качества услуг, что делает его пока не самым надежным транспортом для передачи голосового трафика. Сам протокол IP не гарантирует доставку пакетов, а также время их доставки, что вызывает такие проблемы, как «рваный голос» и просто провалы в разговоре. Сегодня эти проблемы решаются: организации по стандартизации разрабатывают новые протоколы, производители выпускают новое оборудование.
Еще одна проблема, которую приходится решать производителям систем Internet-телефонии, -отсутствие единого стандарта на программы, обеспечивающие связь. В настоящее время связь через IP-сеть возможна только в том случае, если с обеих сторон устанавливаемого соединения используются одинаковые системы. Так, например, пользователь программы VocalTec Internet Phone не может позвонить пользователю программы FreeTel и наоборот. Эта проблема возникла потому, что самые первые программы для Internet-телефонии использовали частные протоколы, чтобы связаться друг с другом.

Еще совсем недавно видеосвязь была уделом крупных корпораций и фантастических фильмов. Цифровые видеокамеры стоили слишком дорого, скорости связи оставляли желать лучшего. Сейчас положение изменилось, но и сегодня видеосвязь - своего рода предмет роскоши, что отнюдь не умаляет удобства этого прогрессивного вида интерактивного общения.
Программ для организации видеосвязи или видеочата в Интернете множество, к наиболее популярным можно отнести следующие:
* Skype
* ooVoo
* ICQ
* Мail.ru Агент
* Trillian
* Windows Live Messenger
* Yahoo! Messenger и другие.

Важнейшим условием, необходимым для реализации видеосвязи, является наличие канала доступа в интернет, имеющего достаточную пропускную способность. Дело в том, что во время проведения сеанса видеосвязи передаются не только голосовые данные, но и видеопоток. Разумеется, перед отправкой в Сеть передаваемая информация сжимается при помощи специальных алгоритмов, обеспечивающих многократную компрессию, однако, несмотря на это, требования к пропускной способности все равно остаются довольно высокими. Обычно считается, что для обеспечения качественной голосовой связи посредством интернета «ширина» канала доступа в Сеть должна составлять не меньше 64 Кбит/с; для обеспечения качественной видеосвязи эта цифра будет по меньшей мере в два раза больше.

Вопросы софта
Помимо широкополосного доступа в интернет, для организации видеосвязи потребуется специальное программное обеспечение. В качестве такого софта может выступать IM-мессенджер вроде ICQ, Google Talk или любая другая вышеупомянутая программа, обладающая встроенной функцией видеочата. К сожалению, перечисленные инструменты несовместимы между собой – пользователь ICQ не сможет пообщаться с пользователем Skype. В принципе, рядовой пользователь Windows XP может применять программу NetMeeting, входящую в состав этой операционной системы.
Так же следует отметить, что несмотря на большой выбор программ для организации видеосвязи или видеочата, однако не все из них подходят для работы в локальной сети, так как для работы им необходим сервер и канал доступа в Интернет. Их разрабатывали для организации связи с удаленными точками, а не для работы в локальной вычислительной сети. Во-первых, далеко не все сети имеют доступ к Интернет, во-вторых, видеосвязь через удаленный сервер будет создавать достаточно объемный поток Интернет-трафика, а он, как правило, платный. И вообще, странно обращаться к серверу, находящемуся за тысячи километров, чтобы связаться с соседом за стенкой.
Конечно же, существуют специализированные пакеты и даже аппаратные решения для организации видеоконференций в ЛВС, однако их стоимость слишком высока для рядового пользователя и ориентированы они в первую очередь на компании.

Аппаратное обеспечение

Для организации видеосвязи требуется:
* Видеокамера
* Звуковая карта
* Микрофон

Наиболее популярным средством «захвата» передаваемой по интернету картинки является веб-камера. Помимо веб-камер, существует и другие инструменты организации видеосвязи – видеофоны. Видеофон представляет собой вполне самостоятельное устройство, которое не требует подключения к компьютеру. Такой гаджет соединяется с телевизором посредством композитных разъемов; связь с интернетом обычно осуществляется при помощи Ethernet-интерфейса. «Позвонить» с видеофона можно как владельцу совместимого видеофона, так и на компьютер с веб-камерой и установленной программой Windows NetMeeting.
Однако, видеофоны являются довольно экзотичными устройствами, ориентированными главным образом на корпоративный сектор (данный факт отражается прежде всего на их цене); поэтому наибольший интерес для нас представляют традиционные веб-камеры.

При покупке веб-камеры следует обратить на версию используемого интерфейса USB. Интерфейс USB 1.1 обеспечит захват видео с параметрами 640 x 480 точек при 15 кадрах в секунду. USB 2.0, отличающийся большей пропускной способностью, позволит получить 30 и более кадров в секунду.
Заострять внимание на количественных параметрах веб-камер не имеет смысла – практически все они обладают разрешением 640 х 480 (напомним, что для проведения видеоконференций вполне хватает разрешения в 320 х 240), а также встроенным микрофоном.

Это недорого
Использование видеосвязи совершенно бесплатно, поэтому желающим воспользоваться видеосвязью не придется тратить средства на покупку этой услуги; оплате будет подлежать лишь широкополосный доступ в интернет.
Единовременные затраты будут складываться из покупки веб-камеры или видеофона.
Владельцам же некоторых моделей ноутбуков вообще не придется тратиться - многие из них оснащаются встроенными веб-камерами.

Среди достоинств компьютерной видеосвязи можно упомянуть относительно низкую стоимость эксплуатации по сравнению с иными существующими на сегодняшний день системами коммуникаций, их многофункциональность, сравнительную легкость в использовании. В процессе работы абоненты видеосвязи (видеоконференции) в общем случае видят на экранах своих мониторов изображения собеседника и свое собственное, что необходимо для осуществления визуального контроля установленного соединения. Изображение динамически обновляется со скоростью до 15-25 кадров/с в зависимости от скорости (пропускной способности) канала связи и загрузки канала. Участники для проведения переговоров используют миниатюрные видеокамеры и микрофоны с достаточно хорошими характеристиками.
Речь для передачи по каналу связи оцифровывается.
Основными достоинствами компьютерной видеосвязи являются возможности совместной работы с документами и интегрированной информацией (текст,графика, изображение, получаемое с видеокамер, а также дистанционный запуск программных приложений на компьютере собеседника).
Благодаря видеосвязи как никогда становится актуальной реализация полноценных удаленных офисов. Видеосвязь с офисами для проведения совещаний, оперативных летучек, бесед с отдельными сотрудниками будет очень востребована. Часто бывает, что важная пятнадцатиминутная встреча требует многочасового стояния в пробках на дорогах. Видеосвязь решает эти проблемы, экономя средства и позволяя максимально эффективно расходовать рабочее время. А что говорить о ситуации, когда требуется организовать встречу людей с разных концов нашей необъятной страны — тогда только экономия на транспортных расходах может практически мгновенно окупить затраты на проведение сеанса видеосвязи.
Помимо традиционных бизнес-приложений, таких, как оперативное проведение совещаний, поддержка телекомьютеров (надомники и мобильные пользователи), дистанционное обучение и сертификация персонала, видеосвязь может эффективно использоваться и во многих других ситуациях. Например, при подборе персонала (кадровые агентства, удаленные собеседования при приеме на работу и пр.); удаленном медицинском и ином консультировании с экспертами; оценке разного рода повреждений и разрушений (страховые компании); мониторинге в случае чрезвычайных ситуаций и стихийных бедствий; взаимодействии ученых при проведении научных исследований и т. п.
По большому счету, видеосвязь необходима везде, где требуются оперативность при анализе ситуации и принятии решения, а также совместная работа в режиме удаленного доступа. Это незаменимое средство в работе фирм с разветвленной сетью филиалов. Современные средства видеосвязи предоставляют возможности для совместной работы с данными и различными приложениями, вплоть до подписания документов, а существующие средства криптозащиты позволяют сохранить конфиденциальность содержания сеансов видеосвязи.

Как таковых недостатков у самой видеосвязи нет. Однако недостатки появляются в результате использования тех или иных средств для организации видеосвязи:
* высокие требования к пропускной способности каналов связи;
* низкое качество изображения;
* плохая синхронизация изображения и звука;
* большая задержка передачи, большое время реакции при заказе просмотра записи;
* сложность обслуживания и другие.

Рассмотрим одну из самых популярных программ для организации аудио- и видеосвязи в компьютерных сетях - Skype.

Компания Skype была основана в 2003 году Никласом Ценнштрёмом (Niklas Zennström) и Янусом Фриисом (Janus Friis).

Skype — бесплатное проприетарное программное обеспечение, обеспечивающее бесплатную шифрованную голосовую связь через Интернет между компьютерами (VoIP), а также платные услуги для связи с абонентами обычной телефонной сети.

Возможна организация конференц-связи (до 25-и абонентов, включая инициатора), передача текстовых сообщений и файлов, а также видеосвязь (в настоящее время при использовании стандартного клиента — до двух абонентов, а при использовании подключаемых модулей сторонних производителей их число ограничено лишь пропускной способностью канала).

Услуги, предоставляемые Skype

Платные услуги
SkypeOut
SkypeOut позволяет совершать исходящие звонки на стационарные и мобильные телефоны в большинстве стран мира. Оплата поминутная.
Звонки по России
Звонки на бесплатные номера (такие, как +1 800 в США) бесплатны, причём воспользоваться ими могут даже пользователи, не оплачивавшие услугу SkypeOut.

SkypeIn
Позволяет получать телефонные звонки от пользователей традиционных телефонных сетей. При этом участник получает телефонный номер. Все входящие звонки на данный номер будут приходить на учётную запись Skype, при этом при положительном счёте SkypeOut возможна переадресация звонков на любой телефонный номер. В качестве бонуса к телефонному номеру компания Skype бесплатно предоставляет автоответчик на всё время использования номера.

Skype Voicemail
Автоответчик, позволяющий записывать входящие сообщения, когда пользователь не в сети.

Бесплатные услуги
SkypeCast
Голосовые чаты — позволяют общаться большому числу пользователей скайпа одновременно, создавать комнаты для общения по интересам. C 1 сентября 2008 действие SkypeCast прекращено.

Строим локальную сеть
Компьютерная телефония: передача голоса через Internet (А. Амилющенко)
http://www.mobile-media-mode.com
Реализация видеосвязи
Видеосвязь в трех ипостасях (А. Г. Барсков)
Интерактивные интернет- видео технологии как средство образования единого информационного пространства
Статья из Википедии о Skype