VIDEO-CONFERENCE systems

Transcript

1 Επίκαιρα συστήματα Τηλεματικής-Τηλεδιάσκεψης Τηλεδιάσκεψης VIDEO-CONFERENCE systems Φίλιππος Πολλάτος _ 2010

2 ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ συστημάτων ΤΗΛΕ ΙΑΣΚΕΨΗΣ Εταιρικές Επικοινωνίες (corporate) Network Τηλεκπαίδευση Προσωπικές επικοινωνίες (SOHO) Τηλεϊατρική

3 Τεχνικές οπτικοακουστικής επικοινωνίας στην εκπαίδευση Δομές αμφίδρομης Τηλεκπαίδευσης (point to point) Network projector LAN T.120 pc Videoconference system Video/audio streams WAN / VPN Videoconference system data streams LAN T.120 pc

4 Τεχνικές οπτικοακουστικής επικοινωνίας στην εκπαίδευση Δομές αμφίδρομης Τηλεκπαίδευσης (multi-point) Videoconference system Data streams Video/audio streams WAN / VPN MCU DCS Video/audio streams

5 Τεχνικές οπτικοακουστικής επικοινωνίας στην εκπαίδευση Δομές e-learning (Distance learning) AV streaming server AV storage server AV encoder Front-end application server AV streaming data Broadcast WAN Low/medium bandwidth streaming viewers

6 Τι εννοούμε Videoconference Λέγοντας Videoconference (Τηλεδιάσκεψη( Τηλεδιάσκεψη) εννοούμε την αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ δύο ή περισσοτέρων απομακρυσμένων σημείων (end-points) με υπηρεσίες πραγματικού χρόνου (video, audio, data sharing) μέσω καταλλήλων ψηφιακών δικτύων Endpoint Digital Network Endpoint Endpoint Endpoint

7 Videoconference Network Nodes Cisco, Radvision H.323 Endpoint MCU DCS IP Network H.320 Endpoint H.323 Endpoint Gatekeeper H.323 Endpoint Voice only (telephone) Gateway H.320 Endpoint

8 Videoconference Systems PC/Windows based PCI-card (hardware codec) & VC Software n.a USB camera, sound card H.323 VC or OpenSource Software (standalone,client software codec, web-based appl) Polycom Lifesize Radvision Vcon

9 Videoconference Systems Integrated VC Tandberg Polycom Sony/Ceelab Lifesize

10 Videoconference Systems operation diagram Video inputs Video A/D Multiplexer Audio inputs Audio A/D Functions & Storage Echo cancellation CODEC CPU Controller & driver I/F NETWORK Display output Video D/A Audio output Audio D/A De-multiplexer

11 Videoconference terminal - ITU standards H.320 H.323 H.324 NETWORK ISDN LAN/WAN Circuit switched n*64kbps Packet switched n*64kbps VIDEO codec H.261/H.263 H.261/H.263/H.264 PSTN/POTS V.34 analog network 3G-324M / PDAs H.263/H.264 AUDIO codec G.711/G.722/G.728 G.711/G.722/G.728 G.723 G.723/G.729/MPEG4-AAC Multiplexer H.221 H.225 H.223 Call control & H.230/H.242 H.245 H.245 negotiation Remote H.281 H.281 control n.a. Dual video H.239 H.239 n.a. stream Data T.120 T.120 n.a.

12 VideoCODEC - ITU standards codec picture resolution remarks H.261 QCIF: 176x144 n x 64Kbps, 7,5,10,15,25 fps (PAL) CIF: 352x288 error correction, most compatibility H.263 QCIF: 176x144 similar to H.261, same quality for CIF: 352x288 lower bit rates 4CIF: 704x576 interlaced SIF :352x480 (352x240@50fps) H.263+ H QCIF: 176x144 enhanced picture quality & CIF: 352x288 error resistance 4CIF: 704x576 H.264 QCIF: 176x144 (11x9nb) same picture quality at 1/2 bit rate (MPEG4 SP@L3) CIF: 352x288 (22x18nb) of H.263 4CIF: 704x576(44x36nb) Each frame is divided in 16x16pixel blocks (nanoblocks) Each nanoblock is coded and transmitted separately

13 AudioCODEC - ITU standards codec audio Bandwidth audio data stream rate G.711 3,5 KHz (straight PCM) 48-64Kbps G KHz (straight PCM) 48-64Kbps G KHz Kbps G ,5 KHz 5,3-6,3 Kbps G.728 3,5 KHz 16 Kbps G.729 3,5 KHz 8 Kbps MPEG4-AAC 14 KHz 48 / 64 /96 Kbps Audio Echo cancellation is external process (before audio coding)

14 Dual Video stream - ITU H.239 1) Function that enables 2 nd (additional) video stream channel with CIF resolution (both video streams) in the main stream 2) Function that enables 2 nd (additional) video stream channel with XGA resolution at 2/3 rate of main stream for graphics presentation H239 VC-codec VC-codec H239

15 3G cellular phone videoconferencing 3G gateway AV transcoding H263<-->MPEG4, AMR<-->G.711/G.723, G.711<-->G.723

16 High Definition Videoconference HDTV standards 720p 50fps progressive 16:9 1080i 50fps interlaced SD HD H.323 Videoconference codec H p /1080i 2-8 Mbps

17 Encryption - ITU standards Advanced Encryption Standards use Diffie-Hellman key exchange protocol H.320 H.323 H.233 : media encryption system H.234 : signaling protocol for encrypted communication & key exchanging H.235 : data encryption system & key management Data media encrypted : Video, audio, far-end camera control data, 2 nd video stream (Dual video) Proprietary encryption methods by manufactures eg Tandberg, Sony

18 Network QOS for videoconference applications ΟόροςQuality of Service καθορίζει την απόδοση ενός δικτύου αφού περιγράφει το πόσο αξιόπιστα και αδιάλειπτα μεταφέρει data το δίκτυο σε σχέση με κάποιες προδιαγραφές. Για τις εφαρμογές videoconference η QoS αφορά όλα τα μέρη του δικτύου (LAN/WAN, packet/circuit switched) καιμετράταιαπόχαρακτηριστικά: -Διαθεσιμότητα (availability) δικτύου (τουλαχιστον 99,99% up & running δηλ. max 5sec/month is off) -Χωρητικότητα (max bit rate)στο χειρότερο κόμβο του δικτύου (τουλαχιστον 384kbps full-dublex για αποδεκτή ποιότητα εικόνας και ήχου) -Latency, ο μέσος χρόνος ταξιδιού 1 bit μέσα στο δίκτυο από την αφετηρία του μέχρι τον προορισμό του (είναι ο χρόνος από τη φυσική μετάδοση του παλμού σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός + χρόνος καθυστέρησης στους επικοινωνιακούς kόμβους πχ routers και δεν πρέπει να ξεπερνά τα 34ms) ) -Jitter, διαφορά χρόνου μεταφοράς μεταξύ δύο διαδοχικών πακέτων (το πολύ 12ms για τις εφαρμογές real time AV) -Packet loss (απώλεια πακέτων) (το ποσοστό των πακέτων που δεν φθάνουν με την πρώτη φορά στον προορισμό τους και δεν πρέπει να ξεπερνά το 1%)

19 videoconference applications specs design Δίκτυο επικοινωνίας Τερματικός εξοπλισμός QoS Personal Portable use Workgroup use MCU gateways AV peripherals Management & cost IT peripherals Φίλιππος Πολλάτος