Чтобы видеоконференцсвязь была качественной и сигнал хорошо передавался между участниками, должны быть соблюдены определенные стандарты. В частности, речь идет о протоколах. Разберемся, что такое протоколы видеоконференцсвязи, какие они бывают и чем отличаются друг от друга.
Что такое протокол конференцсвязи
Сеансы видеоконференции организуют посредством нескольких каналов связи. Самый популярный канал — сеть Интернет. Связь настраивается максимально просто, буквально за пару кликов. Но если сигнал интернета слабый, то качество звука и изображения оставляет желать лучшего: трансляция будет зависать и тормозить. Кроме того, есть риск несанкционированного подключения к сеансу. От вторжения посторонних защитит инкапсуляция. Связь по протоколу encapsulation настраивается сложнее, но обеспечивает защиту информационного облака (по такому же принципу работает протокол IPsec).
Для проведения видеоконференций может также использоваться персональный канал ISDN. Для связи внутри сети используют коммутацию каналов. Данные обрабатывают в цифровом формате. Еще одна технология для организации вебинаров, совещаний, собеседований в режиме онлайн — IP VPN MPLS. Сейчас ее считают одним из наиболее доступных и надежных вариантов. Именно IP каналы соединили компьютерные сети в один глобальный механизм — сеть Интернет.
Для каждого канала характерны свои протоколы видеоконференцсвязи. Протоколами называют набор правил, определяющих способы обмена данными в сети между разными устройствами. С помощью установленных стандартов каждая система видеоконференцсвязи (ВКС) может без проблем установить связь с системой другого производителя. Протоколы позволяют развивать технологии ВКС и делать этот вид коммуникаций таким же доступным и распространенным, как общение по телефону. Протоколы универсальны и не привязаны к какой-либо определенной аппаратной или программной платформе.
Разработкой стандартов занимается специальная организация — ITU. Это Международный союз электросвязи, структурное подразделение ООН. Протоколы, рекомендованные ITU, не обязательны к использованию. Однако их широко применяют во всем мире, так как эти стандарты облегчают взаимодействие между всеми сетями связи и позволяют провайдерам оказывать услуги по всему миру. В ITU входит 193 страны.
ITU-T
В Международный союз электросвязи входит Комитет по стандартизации телекоммуникаций — ITU-T. Современные системы видеоконференцсвязи работают по протоколам, созданным ITU-T.
Миссия ITU-T заключается в том, чтобы обеспечивать эффективную разработку стандартов, охватывающих все сферы телекоммуникаций и информационно-коммуникационных технологий. Кроме того, ITU-T определяет принципы тарификации и учета международных услуг электросвязи.
Над созданием протоколов трудятся эксперты в области телекоммуникаций со всего мира. В конце ХХ века на разработку и утверждение одного стандарта уходило от 2 до 4 лет. Сейчас протоколы создают, в среднем, за 2 месяца.
Каждому протоколу присваивают серию и номер. Название начинается с буквы — это обозначение категории. К примеру, серия Н относится к аудиовизуальным и мультимедийным системам. После буквы следует точка и номер стандарта (уникальная комбинация цифр, которая идентифицирует протокол). Для проведения видеоконференций Международный союз электросвязи создал целую серию стандартов, которые обозначаются комбинацией символов H.32Х.
H.320
H.320 — протокол схемы видеоконференцсвязи, где данные передаются по сетям ISDN. В стандарте H.320 содержится описание требований к звуковым устройствам, формату ввода и вывода изображений, потоку данных для систем видеоконференцсвязи.
В H.320 входят протоколы H.221, H.230, H.242. Они определяют структуру кадра и формируют информационные сигналы аудиовизуальной системы. Среди составляющих также аудиокодек G.711 (кодирует и декодирует аудиоданные) и видеокодеки H.261 и H.263 (программы для сжатия и восстановления видеоданных).
Данные по протоколу H.320 передаются по проводным телефонным линиям с помощью маршрутизатора. Каждая линия в сетях ISDN обладает пропускной способностью 128 Кбит/с. Нормой считается использование 3 линий ISDN. Соответственно, пропускная способность H.320 — 384 Кбит/с. Это позволяет делать видеоконференции стандартного качества, близкого к телевизионному уровню (примерно 30 кадров в секунду).
До создания этого стандарта аппаратная видеоконференцсвязь была очень дорогой и использовалась исключительно в корпоративных целях. Разработка протокола H.320 сделала видеоконференцсвязь доступной для всех категорий населения.
H.321
H.321 — модификация стандарта H.320. Этот протокол применяют в широкополосных сетях B-ISDN. Стандарт B-ISDN разработан в 1998 году. Он пришел на смену предыдущей узкополосной версии ISDN. B-ISDN — это широкополосная цифровая сеть с интегральным обслуживанием. Она появилась в результате внедрения новых технологий, содержащих высокоскоростные каналы, волоконно-оптические системы передачи, высококачественные видеокамеры и мониторы. B-ISDN позволяет проводить сеансы персональных и групповых видеоконференций со скоростью передачи данных 2 Мбит/с.
В основе протокола H.321 лежит технология ATM. Ее применяют в сетях с разной скоростью передачи данных. Именно ATM считают основой механизма коммутации широкополосной цифровой сети. ATM позволяет интегрировать в одном канале разные виды информации: аудио, видео, мультимедиа. Бывает, что понятия B-ISDN и ATM путают, однако это не одно и то же. В-ISDN — это инфраструктурная концепция, а ATM — средство передачи информации.
В начале 2000 годов ATM широко применялась в глобальных компьютерных сетях, но постепенно ее начала вытеснять новая технология IP/VPN.
H.322
H.322 — еще одна версия протокола H.320. Стандарт работает в сетях с коммутацией пакетов. Важное условие — гарантированная пропускная способность. При коммутации пакетов все передаваемые цифровые данные разбиваются на небольшие части. Преимущество этого способа в том, что при перегрузке сети у всех пользователей остается доступ к ресурсам, просто снижается скорость передачи.
Гарантированная пропускная способность означает, что во время взаимодействия пользователей в режиме онлайн сеть будет доставлять информацию с одинаковой скоростью, без потерь.
H.323
H.323 — это целый набор стандартов, который используют для пакетной передачи данных в условиях негарантированной пропускной способности. Благодаря протоколам H.323, обеспечивается мультимедиасвязь с применением современных телекоммуникационных устройств (в частности, это обычная и IP-телефония, разные системы и подсистемы видеоконференцсвязи).
История протоколов этой серии началась в 1996 году. Стандарт H.323 позволил наладить взаимодействие между оборудованием разных торговых марок. Ранее каждое приложение использовало свой собственный протокол. И организациям, желающим создать проект видеоконференцсвязи, приходилось дополнять свою сетевую инфраструктуру каналами ISDN. Изначально это была главная задача H.323 — установить такую коммуникацию. Со временем разработчики начали создавать новые модификации протокола, и функционал существенно расширился.
Версии протокола H.323
Всего у протокола H.323 7 версий:
- 1 позволила наладить связь между устройствами разных брендов.
- 2 повысила надежность технологии. В основе этой версии: защита конфиденциальных данных от взлома, идентификация участников конференции, функция переадресации звонков.
- 3 обеспечила передачу сигналов для большого числа вызовов с помощью одного TCP-соединения (основного протокола передачи данных в интернете).
- 4 позволила нарастить емкость H.323-терминалов.
- 5 в целом стабилизировала стандарт.
- В 6 версии появилась поддержка назначенного гейткипера, который стал центром обработки вызовов внутри отдельной зоны.
- В 2009 году вышла 7 версия. Она стала самой масштабной в плане обновлений. Самые существенные из них: передача сведений о собеседниках на нескольких языках и возможность подключаться к трансляции в режиме онлайн без указания дополнительной информации.
Сетевые протоколы H.323 — это платформенная независимость, многоадресная передача, возможность поддержки многоточечных видеоконференций. Есть возможность активации разных режимов видеоконференций.
Типы устройств H.323
При проведении двусторонних и многосторонних видеоконференций широко используется стандарт H.323. В основе лежат 4 типа устройств:
- Терминал. Это персональный компьютер или автономное оборудование с установленным мультимедийным приложением. Терминал обеспечивает звуковую связь и поддерживает передачу видеопотока. Терминалы связываются между собой посредством VoIP-телефонии или программы для видеоконференцсвязи.
- Привратник (gatekeeper). Его также называют контроллером зоны. Управляет полосой пропускания, транслирует адреса, устанавливает подлинность шлюзов и терминалов.
- Шлюз. Он нужен, когда требуется наладить связь с терминалом другого стандарта. Когда терминалы относятся к одной сети, шлюзы не используют.
- Сервер многосторонней ВКС. Необходим для связи 3 и более терминалов. Сервер управляет ресурсами конференции, определяет аудио- и видеопотоки, направляемые по разным адресам, согласовывает возможности терминалов по обработке звука и видео.
У каждого H.323-терминала свой индивидуальный IP-адрес. По нему передаются H.323-пакеты внутри сети.
Передача данных по H.323-протоколам
Процедура состоит из 5 этапов:
- Распознавание привратника и регистрация в гейткипере (автоматически или вручную).
- Настройка соединения между терминалами.
- Обмен аудио- и видеопотоками.
- Совместная работа над таблицами, документами, презентациями.
- Завершение видеоконференцсвязи.
Чтобы закончить сеанс связи, любой из участников нажимает соответствующую кнопку. Терминалы отправляют сигнал привратнику, после чего соединение разрывается.
SIP
Аббревиатура SIP произошла от словосочетания Session Initiation Protocol (в переводе с английского — «протокол установления сеанса связи»). Этот стандарт, так же, как и h.323, позволяет пользователям звонить друг другу по видеосвязи, обмениваться фотографиями, документами в режиме онлайн, общаться в чатах. SIP совместим с такими протоколами, как TLS, RTP, SDP. SIP активно применяют в области видеоконференцсвязи — для видеозвонков между двумя или более абонентами. В основе SIP — позиция «запрос/ответ». За счет этого протокол легко интегрируется в разные веб-сервисы.
SIP — протокол из семейства IP. Он работает на уровне приложений, устанавливает и разрывает соединения, при этом автоматически определяя оптимальный режим взаимодействия между устройствами. Стандарт SIP позволяет переводить звонок в видеоконференцию, добавлять дополнительных участников, отображать сведения о присутствующих, обеспечивает совместный доступ к документам, таблицам. Благодаря протоколу SIP, IP-видеоконференцсвязь становится более простой и эффективной.
Большинство современных платформ видеоконференцсвязи поддерживает протокол SIP. Линк Вебинары — не исключение.
Типы запросов в протоколе SIP
- Invite. Приглашение к сеансу связи.
- Ack. Подтверждение ответа.
- Bye. Завершение звонка.
- Cancel. Отмена приглашения.
- Register. Определение местоположения абонента в сети.
- Options. Запрос данных о функциональных возможностях сервера.
Изначально в протоколе SIP действовали только 6 типов запросов. Из-за этого стандарт считался одним из самых простых. Но со временем функционал расширили и добавили дополнительные команды:
- Notify. Мгновенное уведомление пользователя о событии.
- Subscribe. Персональная подписка на уведомления о событиях.
- Publish. Быстрая публикация новости.
- Message. Обмен мгновенными сообщениями через протокол SIP.
На каждый запрос предусмотрен свой тип ответа. Каждый кодируется трехзначным числом. Первая цифра классифицирует категорию ответа. К примеру, группа 4хх означает ответ, сообщающий об ошибке.
Сравнение SIP и H.323
Долгое время пальму первенства в области видеоконференцсвязи присуждали стандарту h.323. Но после появления протокола SIP многие производители отдали предпочтение именно этому стандарту, отмечая его простоту.
Сравним функционал протоколов:
| Характеристики | SIP | H.323 |
| Уровень сложности | Низкий: минимальное количество запросов, формат сообщений — текстовый | Высокий: двоичный формат сообщений, много типов запросов |
| Расширяемость | Совместим с предыдущими модификациями | Расширяемость сопровождается рядом сложностей |
| Длительность установления соединения | За одну транзакцию | Требуется несколько действий |
| Совместимость устройств | Низкая | Практически полная |
Оба стандарта прекрасно масштабируются. Несмотря на то, что SIP приобрел большую популярность, он не смог полностью вытеснить протокол H.323.
H.324
Протокол H.324 позволяет передавать данные, аудио- и видеосигналы по телефонным линиям с низкой пропускной способностью (с помощью модема). H.324-терминал можно интегрировать с ПК и использовать для многосторонней видеоконференцсвязи (при наличии MCU — обособленного сервера).
Для передачи аудиоданных необходимо, чтобы H.324-терминалы поддерживали аудиокодек G.723.1. Для передачи видео требуется поддержка видеокодека H.263.
H.239
Протокол разработан в 2003 году. Позволяет поддерживать двойной видеопоток и транслировать его на 1 или несколько дисплеев. К примеру, в одном окне показывают докладчика, а в другом — демонстрируют презентацию.
H.460
Протокол H.460 создан как модификация стандарта H.323, чтобы у абонентов была возможность обходить Firewall и NAT. Фаервол (или брандмауэр) — это технологический барьер, защищающий сеть от нежелательного или несанкционированного доступа. Брандмауэр разрешает только необходимые подключения.
NAT — технология, преобразующая внешние IP-адреса в приватные, и наоборот. NAT также скрывает расположение элементов внутренней сети от посторонних пользователей, защищая от несанкционированного доступа к ресурсам устройства. Протокол H.460 используют для обхода этих технологий, чтобы две конечные точки могли соединиться без промежуточного звена.
Заключение
Протоколы видеоконференцсвязи позволяют организовать двухстороннее или многостороннее онлайн-мероприятие. Благодаря определенным стандартам, участники видят и слышат друг друга, а также могут пользоваться дополнительными функциями: обмениваться файлами, записывать трансляцию, демонстрировать экран, общаться в чате. Каждый протокол — это набор отдельных правил и соглашений.
