Неважно, идет ли речь о концепции унифицированных коммуникаций и совместной работы, о видеоконференциях или обычном общении по видеосвязи, — большинство корпоративных коммуникационных средств базируется на IP-технологиях. У этих приложений реального времени особые требования к базовой сетевой инфраструктуре, как и у мобильных конечных устройств к видеокоммуникации.

 

«По-быстрому» внедрить в корпоративную IP-сеть решение для видеоконференций или систему для унифицированных коммуникаций и совместной работы (Unified Communications and Collaboration, UCC) не получится, ведь, в отличие от средств связи, менее восприимчивых к качеству соединения (к примеру, электронной почты), приложения реального времени предъявляют целый ряд требований к локальным сетям и соединениям WAN. Так, им необходима стабильная пропускная способность (в зависимости от качества, обычно нужно от 0,5 до 2 Мбит/с, а передача изображений в Full HD возможна при скорости соединения от 1 Мбит/с). Кроме того, они очень чувствительны к большим задержкам и их вариациям (Jitter), потере пакетов или иным помехам, возникающим при передаче пакетов данных, поэтому нуждаются в достаточно высоком качестве сервиса (Quality of Service, QoS).

Ситуация усугубляется тем обстоятельством, что сетевой администратор ограничен в своих возможностях влиять на эти параметры. Внутри корпоративной сети на базе протокола IP или технологии MPLS отдел ИТ еще может регулировать распределение пропускной способности сети, качество услуг и длительность задержек. Если же задействованы линии дальней связи, которые арендуются у стороннего сервис-провайдера, то сетевые администраторы становятся бессильны. А для интернет-соединений вообще можно гарантировать лишь передачу данных «по мере возможности» (Best Effort).

ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ ДОСТАТОЧНОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

Для оптимального использования средствами видеосвязи доступной пропускной способности сети не обойтись без алгоритмов сжатия, таких как H.264, H.264 High Profile и H.264 SVC (Scalable Video Coding). В качестве стандартных коммуникационных протоколов повсеместно утвердились стандарты SIP и H.323.

В случае проведения видеоконференций с качеством HD, разрешением 720p и частотой смены изображения 30 кадров в секунду, для кодека H.264 нужна пропускная способность от 700 Кбит/с, а для Full HD с 1080p — от 1 до 5 Мбит/с. Реальная потребность в сетевых ресурсах зависит от нескольких факторов, в том числе от возможностей оборудования для видеоконференций, системных настроек, частоты смены кадров, а также от того, будут ли помимо видео передаваться другие типы данных.

Как показывает опыт, для передачи видеоизображений в хорошем качестве при разрешении 720p необходимо не менее 1 Мбит/с, а для 1080p — около 2 Мбит/с. Если требуется обеспечить очень хорошее качество для изображения с высокой динамикой, следует рассчитывать уже на 2 Мбит/с (для 720p) и на 4 Мбит/с (для 1080p). Заметим, кодек H.264 High Profile обеспечивает очень высокое качество при умеренной нагрузке на сеть.

ОСОБЫЕ ТРЕБОВАНИЯ МОБИЛЬНЫХ КОНЕЧНЫХ УСТРОЙСТВ

Дополнительную сложность создает все растущее количество пользователей, желающих получить доступ к приложениям для UCC и совместной работы со своих мобильных устройств (смартфонов и планшетных ПК). Поскольку эти устройства, как правило, обладают сравнительно небольшими экранами, видеоданные приходится под них подстраивать. Кроме того, коммуникация посредством подобных устройств осуществляется через сети сотовой связи, WLAN и Интернет, а значит, администратор корпоративной сети не может повлиять на качество соединения и сервиса.

Типичные проблемы таких неадминистрируемых соединений — высокая загруженность, слишком большая потеря пакетов (Packet Loss), порой превышающая 1%, а также длительные задержки при передаче данных (200 мс и выше). Указанные проблемы можно решить с помощью систем, поддерживающих стандарт H.264 SVC. Он обеспечивает создание масштабируемого видеопотока, подстраивающегося под производительность устройства, размер экрана и его программное оснащение. Кроме того, эта технология способна учитывать параметры пропускной способности и уровень (в процентном соотношении) потери пакетов. В результате во время сеансов совместной работы по видеосвязи удается поддерживать максимальное — для конкретного конечного устройства при имеющемся сетевом подключении — качество изображения.

Например, SVC может перекодировать исходящий видеопоток с разрешением 720p и частотой 30 кадров в секунду в разрешение 480p при 30 кадрах в секунду или в формат qCIF, пригодный для небольших мобильных устройств (размер изображения 176 × 144 пикселей, частота 15 кадров в секунду). Кроме того, SVC обладает механизмами, снижающими последствия от потери пакетов. Измерения показывают, что стандартные системы для видеоконференций переносят потерю пакетов максимум до 1%. В свою очередь, механизмы исправления ошибок и многоуровневая структура кодека H.264 SVC позволяют обеспечить приемлемое качество отображения видео, даже если потеря пакетов превышает 20% (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. По сравнению с H.264 при увеличении доли потери пакетов кодек H.264 SVC демонстрирует значительно более высокие показатели отношения сигнала к шуму (Peak Signal to Noise Ratio, PSNR), поэтому качество изображения в видеоконференциях остается приемлемым даже в случае использования плохих соединений.
Рисунок 1. По сравнению с H.264 при увеличении доли потери пакетов кодек H.264 SVC демонстрирует значительно более высокие показатели отношения сигнала к шуму (Peak Signal to Noise Ratio, PSNR), поэтому качество изображения в видеоконференциях остается приемлемым даже в случае использования плохих соединений.

 

Важный аспект инфраструктуры для UCC и совместной работы по видеосвязи на базе IP — ее масштабируемость. Такие решения можно использовать везде, где имеются соединения IP. При этом поддерживаются различные категории систем, начиная от отдельных комнат для виртуальных переговоров до настольных клиентов и мобильных устройств (см. Рисунок 2). К такой инфраструктуре можно подключить пользователей, находящихся как внутри корпоративной локальной сети, так и вне ее. Кроме того, подход на базе IP позволяет предприятиям осуществлять бесперебойную миграцию сначала с офисных VoIP-УАТС на настольные системы для видеоконференций, а затем на интегрированные решения UCC. Еще один позитивный аспект среды на базе протокола IP — в ней отсутствует привязка к определенному аппаратному обеспечению.

 

Рисунок 2. Представленные на рынке методы сжатия видео: стандарты H.264 и H.264 SVC поддерживают как стационарные решения для видеоконференций и совместной работы по видеосвязи, так и мобильные конечные устройства. Однако на повестку дня выходит уже следующий кодек H.265.
Рисунок 2. Представленные на рынке методы сжатия видео: стандарты H.264 и H.264 SVC поддерживают как стационарные решения для видеоконференций и совместной работы по видеосвязи, так и мобильные конечные устройства. Однако на повестку дня выходит уже следующий кодек H.265. 

 

Советы по построению инфраструктуры для совместной работы по видеосвязи

Согласно исследованию, проведенному консалтинговым агентством Forrester Consulting по заказу Avaya, одной из основных проблем, затрудняющих внедрение видеокоммуникационных решений, является недостаточная совместимость сетевой и программной инфраструктуры с компонентами решений для видеосвязи. Воспользовавшись советами экспертов, специалисты ИТ смогут обойти это препятствие:

Перевод протоколов. Все конечные устройства, видеошлюзы и серверы многоточечной видеосвязи следует настраивать таким образом, чтобы они «понимали» используемые протоколы или могли преобразовать их в формат, понятный для видеосистем. Такими протоколами являются, к примеру, H.323, SIP и кодеки H.264 или более старый H.263. Для специфических протоколов отдельных производителей, таких как Telepresence Interoperability Protocol (TIP) или RTVideo, можно применять шлюзы. Следует также принимать во внимание, что существуют различные версии протоколов, не совместимые между собой (к примеру, H.264 и H.264 Annex G).

Оптимизация пропускной способности. Шлюзы и устройства MCU должны быть настроены таким образом, чтобы адаптировать видеопоток с учетом возможностей конечных устройств, на которые он направляется. Так, для просмотра видео в хорошем качестве (15 кадров в секунду) на сравнительно небольшом экране смартфона подойдет даже канал с пропускной способностью 200 Мбит/с, если для сжатия будет использоваться кодек H.264. А вот для системы видеосвязи с передачей изображения качества HD, 60-дюймовым экраном и разрешением 1920 х 1080 пикселей при 30 кадрах в секунду потребуется уже не менее 1 Мбит/с в случае H.264 High Profile.

Стандартизация адресации. Чтобы адресация в ИТ-средах, где развернуты решения для видеоконференций и совместной работы по видеосвязи от различных производителей, функционировала без проблем, следует использовать стандартизованные протоколы (SIP или H.323). А для подключения конечных устройств, находящихся за пределами корпоративной сети, эти протоколы должны поддерживаться архитектурой брандмауэра.

 

 

ИНТЕГРАЦИЯ В СИСТЕМЫ УНИФИЦИРОВАННЫХ КОММУНИКАЦИЙ

Одна из наиболее сложных задач для администраторов — интеграция видеосвязи в инфраструктуру унифицированных коммуникаций (Unified Communication, UC), объединяющую мобильные устройства, мультимедийные элементы и средства коллективной работы (Social Collaboration). Центральными элементами такой инфраструктуры являются видеоконференции (их можно проводить с помощью самого разнообразного конечного оборудования), решения UCC, а также корпоративная сеть, позволяющая интегрировать мобильные устройства сотрудников.

Одно из уже реализованных решений для совместной работы с использованием видеосвязи создано компанией Avaya для системы унифицированных коммуникаций IP Office. Оно представляет собой виртуальный конференц-зал, в котором пользователи могут видеть других участников, общаться с ними и совместно рассматривать документы. Его базовыми элементами являются сервер видео-конференц-связи (поддерживает клиенты под управлением Windows и Mac, а также мобильные клиенты под Android и IOS) и система для создания виртуальных переговорных комнат (качество HD). Многоточечный управляющий модуль HD-MCU (Multipoint Control Unit) позволяет объединить различные конечные устройства в единой конференции и обеспечить поддержку систем стандарта H.323 и SIP.

Важно, что при помощи такого решения можно осуществлять коммуникацию и с теми участниками, которые находятся за пределами корпоративной сети (к примеру, с мобильными сотрудниками или деловыми партнерами). Поэтому оно оснащено интегрированными функциями брандмауэра и NAT Traversal. Кроме того, предприятиям следует обращать внимание на наличие возможности интеграции служб каталогов, в частности Active Directory, и номерных планов.

Ханс-Юрген Йобст — старший менеджер по маркетингу в компании Avaya.