Полудуплекс позволяет организовать двухсторонний обмен данными, но с разделением во времени, то есть в любой момент времени передача информации может происходить только в одном направлении (отсюда и приставка полу -). При полудуплексе точка-точка обмен происходит только между двумя устройствами. При многоточечном полудуплексе (Multipoint) двухсторонний обмен возможен между любыми устройствами, но только с условием временного разделения потоков информации. В этом случае терминальные резисторы должны быть установлены на обеих сторонах основного канала передачи и приема.
Интерфейсы LVDS (один передатчик - несколько приемников, стандарт TIA/EIA-644) не позволяют напрямую организовать двунаправленный многоточечный обмен, как это возможно с помощью интерфейсов RS-485 (стандарт TIA/EIA-485). Для создания многоточечного полудуплексного режима "Несколько передатчиков - несколько приемников на одной шине" был создан многоточечный интерфейс M-LVDS (стандарт TIA/EIA-899-2001), с помощью которого возможен двухсторонний обмен данными (Half-Duplex Multipoint - многоточечный полудуплекс). M-LVDS - это высокоскоростной экономичный многоточечный RS-485, позволяющий создать сеть, включающую в себя до 32 узлов со скоростью обмена до 500 Мбит/c.
Интерфейсные микросхемы LVDM имеют в два раза более мощный токовый выход. Это необходимо при работе на линию с двумя согласующими резисторами (полудуплексный обмен). Эти приборы были специально разработаны для создания скоростной шинной архитектуры M-LVDS. У фирмы National Semiconductor подобные микросхемы называются BusLVDS или BLVDS. Для LVDM и BusLVDS выходной ток лежит в пределах от 8 до 10 мА. Для M-LVDS - около 11 мА.
3.3 Аудиостандарты
Мультимедийные терминалы, используемые для видеоконференций, традиционно предоставляют полнодуплексный (двусторонний) звук, при котором общение протекает естественно, без потери фрагментов разговора. Обеспечивается фильтрация фоновых шумов, эхоподавление и автоматический контроль усиления.
На качество звука влияет диапазон передаваемых звуковых частот: ухо человека воспринимает частоты в диапазоне от 20 Hz до 20 kHz. Речевая информация обычно содержится в диапазоне от 100 Hz до 7 kHz. Музыка и другие звуки занимают более широкий диапазон.
3.4 Аудио кодеки
G.711 (обязательный) - алгоритм кодирования узкополосного звука (3.1 kHz) в канале 48, 56 или 64 Кбит/С, обеспечивает качество на уровне обычной телефонной связи
G.722 - алгоритм кодирования широкополосного звука (7 kHz) в канале 48, 56 или 64 Кбит/С; обеспечивает более высокое качество звука, чем G.711, но более требователен к полосе пропускания
G.728 - алгоритм кодирования узкополосного звука (3.4 kHz) в канале 16 Кбит/С, с использованием метода LD-CELP; обеспечивает хорошее качество звука при низких скоростях передачи данных и позволяет высвободить полосу для видео (H.320, H.323)
G.723.1 - алгоритм кодирования узкополосного звука в каналах 5.3 Кбит/С и 6.4 Кбит/С; встроенная поддержка подавления пауз, обеспечивает совместимость с системами полудуплексного звука (H.324, H.323)
G.729 A/B -алгоритм кодирования звука с использованием метода AS-CELP.
Приложение A: упрощенный, более экономный алгоритм, с некоторой потерей качества
Приложение B: подавление пауз и генерация комфортного шума в паузах
3.5 Совместная работа с данными
T.120 - группа стандартов для совместной работы с приложениями и документами в реальном времени, обмена текстовыми сообщениями и файлами; взаимодействия с помощью электронной «классной доски».
3.6 Стандарты для видеоконференций
H.320 - набор стандартов ITU-T для видеоконференций в сетях с коммутацией каналов. Таких как ISDN, дробные сети T1, E1 и др.
H.321 - рекомендации по организации видеоконференций с использованием широкополосной ISDN, ATM.
H.322 - стандарт для видеоконференций в сетях с коммутацией пакетов и гарантированным качеством обслуживания.
H.323 - расширение стандарта H.320 для видеоконференций в локальных и других сетях с коммутацией пакетов.
H.324 - рекомендации по организации видеоконференцсвязи по аналоговым телефонным сетям общего пользования.
3.7 Стандарты связи и управления
H.221 - структура кадра в каналах 64 ? 1920 Кбит/С (H.320)
H.231 - рекомендации по работе видеосерверного оборудования (MCU) по протоколу H.320
H.242 - управляющие процедуры и протокол для установления связи между терминалами в каналах до 2 Mbps (H.320)
Q.931 - сигнальный протокол для установления и разрыва связи с терминалами (H.323)
RAS - (Registration/Admission/Status) - коммуникационный протокол для взаимодействия терминалов и контроллера зоны (H.323)
H.225 - сигнальные протоколы для установления связи между терминалами в пакетных сетях и форматы пакетизации и синхронизации потока (H.323)
H.235 - обеспечение безопасности в системах H.323: аутентификация участников, шифрование передаваемой информации
H.243, H.245 - рекомендации по работе видеосерверного оборудования (MCU) по протоколу H.323
H.281 - управление удаленной камерой
H.331 - рекомендации по потоковому видео (streaming)
H.450.x - серия дополнительных служебных протоколов
3.8 Архитектура систем видеоконференцсвязи
Для организации видеоконференций используются следующие устройства:
Кодек (codec) - устройство для преобразования аналоговых (аудио, видео) сигналов в цифровой поток битов и обратного преобразования цифровых сигналов в аналоговые сигналы.
Терминалы абонентов с поддержкой аудио и видеосвязи - индивидуальные или групповые видеосистемы или IP-телефоны.
Серверы многоточечной связи (MCU). MCU H.323 совмещает в себе обязательный многоточечный контроллер, управляющий соединениями, и один или несколько опциональных мультимедийных процессоров, назначение которых - микширование аудио и видеосигналов, поступающих от многих участников.
3.9 Шлюзы
Соединяют коммутируемые ISDN-сети с пакетными IP-сетями.
В функции шлюза входит преобразование форматов передачи данных и коммуникационных процедур (H.225/H.221 и H.245/H.242).
Дополнительно, шлюз отвечает за транскодирование аудио и видеосигналов и выполняет настройку и закрытие соединений.
Контроллеры зоны - это программные модули, которые авторизуют подключения, транслируют используемые в системе имена терминалов и шлюзов в IP-адреса, маршрутизируют запросы через шлюзы. Кроме того, контроллеры зоны предоставляют дополнительные услуги, такие как управление шириной полосы, переадресация вызова, поддержка службы каталогов, статистические отчеты для биллинговых систем.
Сетевые экраны и прокси-серверы (firewalls и proxies) предотвращают несанкционированный доступ к конференции в случае связи через Интернет.
Потоковое видео - Некоторые системы видеоконференцсвязи поддерживают потоковое видео (streaming) - трансляцию живого видео и презентаций для пользователей, которые не участвуют в конференции.
Для просмотра клиенты используют специальное программное обеспечение: Cisco IP/TV или Apple QuickTime
Цифровые сети, предоставляемые различными операторами
( провайдерами ), могут использовать самые различные технологии, включая ISDN ( PRI и/или BRI), IP, Frame Relay и ATM.
ISDN
ISDN - Цифровая сеть с интеграцией услуг ( Integrated Service Digital Network ), или ISDN-сеть, определена международным стандартом для передачи голоса, видео и данных через цифровые телефонные линии или обычные телефонные провода. Пользователям ISDN известны два типа интерфейсов: BRI (Basic Rate Interface, интерфейс базового уровня скорости) и PRI (Primary Rate Interface, интерфейс основного уровня скорости). ISDN поддерживает передачу данных по каналам, кратным 64 Кбит/С. Каждый BRI канал состоит из двух В-каналов (64Кбит/С каждый) и одного D- канала (16 Кбит/С). PRI канал состоит из 30-ти B-каналов и одного D-канала, 64Кбит/С каждый.
Стандарт Н.320 определяет регламент проведения видеоконференций в сетях ISDN. Технология инверсного мультиплексирования (Bandwidth ON Demand) позволяет объединять по мере необходимости несколько B?каналов, чтобы получить большую пропускную способность. Типичным является использование полосы 2B (128 Кбит/С) для двусторонней конференции между настольными персональными системами; полоса 6B (384 Кбит/С), как правило, используется для групповой связи.
ISDN по своей сути является двусторонним соединением. Для проведения сеансов многосторонней связи требуется видеосервер многоточечной связи (Multipoint Control Unit - MCU). MCU стандарта H.320 управляет всеми ISDN-соединениями, задействованными в сеансе.
IP
IP - Стандарт H.323, появившийся в 1996 году, и его последняя версия 2000 года представили рекомендации для проведения конференций в сетях с коммутацией пакетов (IP-сетях). Новые технологии позволили компаниям проводить конференции на базе уже имеющихся локальных и территориальных сетей и Интернет.
Фундаментальное преимущество IP?сетей, по сравнению с ISDN-сетями, состоит в их распределенной и масштабируемой архитектуре, отсутствии зависимости от провайдера, относительной простоте реализации и меньшей стоимости. При необходимости можно наращивать IP-сеть, не затрагивая ее базовую инфраструктуру.
В настоящее время не все IP- сети могут гарантировать требуемый уровень качества сервиса ( Quality of Service, QoS), что затрудняет их использование для видеосвязи.
Frame Relay
Frame Relay - это сетевой протокол Глобальных сетей (WAN), основанный на технологии коммутации пакетов данных.
ATM
ATM (Asynchronous Transfer Mode, асинхронный режим передачи) - сетевая технология, основанная на передаче данных в ячейках (пакетах фиксированной длины). Ячейка, используемая в АТМ, имеет меньшую длину, чем в технологиях-предшественниках. Маленькая ячейка постоянной длины позволяет оборудованию АТМ обеспечивать для любого типа трафика (видео, аудио и компьютерных данных) требуемый уровень качества обслуживания.
XDSL
XDSL - Сетевая технология xDSL становится все более популярной для подключения небольших компаний и частных пользователей. Частные пользователи чаще всего используют ADSL, небольшие компании - SDSL. Для организации видеоконференций чаще всего используется технология IP поверх xDSL. Необходимо помнить, что эти технологии не гарантируют качество сервиса: время от времени видеосвязь может иметь плохое качество и даже обрываться. Кроме того, нужно иметь в виду принципиальную асимметрию ADSL: полоса, предоставляемая для видеосвязи в двух направлениях (к провайдеру и от него) принципиально разная9.