Bài thuyết trình phân tích cơ chế hoạt động của video confference

● Thế hệ đầu ti n của hệ thống thiết bị hội nghị truyền hình được thực hiện qua mạng kỹ thuật số đa dịch vụ ISDN dựa tr n ti u chuẩn H.230 của Tổ chức ITU; ● Thế hệ thứ hai của hệ thống

Mục lục

Lời mở đầu……… 1

I Tổng quan về Video Conference……….2

1.Khái niệm, lịch sử, lợi ích……….3

1.1 Khái niệm………

1.2 Lịch Sử………

1.3 Lợi ích………

2.Các thành phần của Video Conference……… 4

2.1 Các thiết bị cơ bản………

2.2 Hệ thống điều khiển chính của Hội nghị truyền hình………

2.3 Hệ thống hình ảnh………

2.4 Hệ thống âm thanh………

2.5 Hệ thống kết nối mạng và đường truyền………

2.6 Các thiết bị phụ trợ ………

3.Các kiểu video conference……… 5

3.1 Điểm-điểm (Site to site)

3.2 Đa điểm (Multisites)

4 Hệ thống Video Conference………

II Các giao thức hoạt động của video conference……… 6

Giao thức truyền thời gian thực RTP & RTCP………

1 Giao thức RTP (Real-time transport protocol)

1.1 Vai trò của RTP………

1.2 Các ứng dụng sử dụng RTP………

1.2.1 Hội nghị đàm thoại đơn giản………

1.2.2 Hội nghị điện thoại truyền hình…………

1.2.3 Translator (bộ dịch) và Mixer (bộ trộn)

2 RTCP(Real-time Transport Control Protocol)

2.1 Đặc điểm của RTCP………

2.2 Các dịch vụ mà RTCP cung cấp………

2.3 Các loại gói điều khiển RTCP………

2.4 Cấu trúc packet RTCP………

2.5.Khoảng thời gian giữa hai lần phát hợp gói RTCP………

III Cơ chế hoạt động của video conference………

IV Ứng dụng video conference ở Việt Nam………

Kết luận………

Tài liệu tham khảo………

Lời mở đầu

Hiện nay hội nghị thông thường gặp rất nhiều hạn chế, tốn nhiều chi phí và thời gian So với sự phát triển của công nghệ nó đã dần lạc hậu để có thể phát triển tốt hiệu quả và tiết kiệm cho mỗi lần tổ chức hội nghị Tính cấp bách về việc ứng dụng Video conference vào hội nghị và sử dụng là vấn đề quan tâm hang đầu cho mỗi doanh nghiệp, công ty, tổ chức Thậm chí trong cuộc sống, con người không thể họp mặt với người thân

để tham dự một buổi lễ trọng đại hay các bữa tiệc quan trọng như lễ cưới, tết,…vì lí do bất khả kháng nào đó thì Video conference có thể một phần khắc phục được điều này Đây là dịch vụ đang rất được phát triển ở nước ngoài và ở VIệt Nam, các công ty hàng đầu thế giới đang bắt đầu cung cấp dịch vụ, thiết bị này, điển hình là Polycom, Tandberg, Lifesize…

Vậy Video Conference là gì? Cơ chế hoạt động của nó ra sao? Nội dung về Video

Conference Sẽ được trình bày trong các phần dưới đây

I Tổng quan về Video Conference

1.Khái niệm, lịch sử, lợi ích

1.1 Khái niệm:

Video Conference là một phương thức thông tin li n lạc mới, được kết hợp bởi những đặc tính của công nghệ viễn thông và công nghệ thông tin nh m đem đến cho người sử dụng nhiều tiện ích hơn một cuộc điện thoại bình thường Về cơ bản Video Conference giống như li n lạc b ng điện thoại nhưng được bổ xung hàng loạt các tiện ích khác như:

● Những người đàm thoại có thể nhìn thấy nhau

● C ng chia s dữ liệu tr n máy tính như v n bản, bảng tính, cơ sở dữ liệu

● Có thể kết nối b ng bất kỳ phương thức nào như: k nh thu ri ng (Leased-Line), ISDN hay IP (Internet Protocol)

Hội nghị truyền hình (video conference) cho phép người d ng (user) ở các địa điểm khác nhau có thể tiến hành trao đổi thông tin về âm thanh và hình ảnh Phương thức

thông tin theo thời gian thực với cả 2 chiều đầy đủ Các tín hiệu âm thanh và hình ảnh được truyền trực tiếp tr n hiện trường trong thời điểm đang xảy ra và không bị một sự hạn chế nào trong việc truyền đạt theo 2 chiều Có thể nói 2 đặc tính: hai chiều và thời gian thực cho thấy sự khác biệt của Hệ thống hội nghị truyền hình VCS (Video

conferencing System) với Hệ thống truyền hình quảng bá TV (Television)

1.2 Lịch sử

Từ những n m 60 của thế kỷ 20, hội nghị truyền hình đã được nghi n cứu và ứng dụng tại các nước ti n tiến Đến những n m 1970 hội nghị truyền hình ứng dụng công nghệ số hóa Đến những n m 1980, công nghệ nén hình ảnh có bước nhảy vọt, k nh

truyền tín hiệu hình số ra đời không chiếm nhiều dải thông rộng như k nh truyền hình analog Với tốc độ truyền thấp hơn 34Mbit/s, tín hiệu hình đã được nén, chất lượng của hình ảnh vẫn thỏa mãn nhu cầu của người d ng Từ những n m 1990 đến nay công nghệ máy tính và mạng Internet phát triển rất nhanh và có ảnh hưởng tới hệ thống hội nghị truyền hình

● Thế hệ đầu ti n của hệ thống thiết bị hội nghị truyền hình được thực hiện qua mạng kỹ thuật số đa dịch vụ ISDN dựa tr n ti u chuẩn H.230 của Tổ chức ITU;

● Thế hệ thứ hai của hệ thống thiết bị hội nghị truyền hình ứng dụng cho máy tính

cá nhân và công nghệ thông tin, và vẫn dựa vào mạng ISDN và các thiết bị mã hoá/giải mã, nén/giải nén – CODEC;

● Thế hệ thứ ba của hệ thống thiết bị hội nghị truyền hình ra đời tr n cơ sở mạng cục bộ LAN phát triển rất nhanh và có mặt ở khắp mọi nơi tr n thế giới

1.3 Lợi ích

Hội nghị truyền hình là một bước phát triển đột phá của công nghệ thông tin, nó cho phép những người tham dự tại nhiều địa điểm từ những quốc gia khác nhau có thể nhìn thấy và trao đổi trực tiếp với nhau qua màn hình tivi như đang họp trong c ng một hội trường Công nghệ này đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong hội họp và hội thảo Ngoài ra, Hội nghị truyền hình còn được ứng dụng rộng rãi trong giáo dục đào tạo, an ninh quốc phòng, y tế và ch m sóc sức khỏe

Lợi ích:

● Tiết kiệm thời gian di chuyển;

● Tiết kiệm kinh phí;

● Thực hiện cuộc họp trực tuyến giữa nhiều địa điểm khác nhau;

và video trong thời gian thực Giải pháp hội nghị truyền hình dựa tr n công nghệ IP với

sự hỗ trợ nhiều giao thức (H.320, H.323, SIP, SCCP) cho phép triển khai hệ thống Hội nghị truyền hình ti n tiến nhưng vẫn tận dụng được cơ sở hạ tầng có sẵn

2.1 Các thiết bị cơ bản:

Thiết bị cơ bản bao gồm:

1 Camera – Thu tín hiệu hình ảnh

2 Micro – Thu tín hiệu âm thanh

3 DECODE – Xử lý mã hóa nhận và truyền tín hiệu âm thanh và hình ảnh và truyền qua đường truyền

4 Màn hình hiển thị – Hiển thị hình ảnh của các phòng họp từ xa

5 Loa – Phát tín hiệu âm thanh của các phòng họp từ xa

6 MCU – Thiết bị quản lý và xử lý đa điểm

7 Lưu Trữ – Ghi lại nội dung cuộc họp

8 Show Present – Thường là phần mềm có chức n ng trình chiếu tài liệu tại một máy tính l n hình ảnh của hội nghị

2.2 Hệ thống điều khiển chính của Hội nghị truyền hình (bắt buộc phải có)

Thành phần chính của một hệ thống Hội nghị truyền hình là hệ thống điều khiển

Nó thực hiện việc mã hoá/giải mã tín hiệu âm thanh, hình ảnh và dữ liệu… kết nối với các hệ thống điều khiển hội nghị khác

Là điểm đấu nối các thành phần khác như hệ thống âm thanh, hệ thống hình ảnh,

hệ thống phụ trợ để hình thành n n hệ thống Hội nghị truyền hình hoàn chỉnh

Một điểm quan trọng khác là thành phần truyền thông, thông thường hệ thống điều khiển chính này cũng có thành phần kết nối truyền thông (như giao tiếp mạng IP)

Với một hệ thống Video Conference chuy n nghiệp, thường là cho các công ty, doanh nghiệp hoặc tổ chức lớn, thì Hệ thống điều khiển là phần cứng chuy n dụng, có nhiều tính n ng mạnh mẽ và giá thành cao

Còn đối với người d ng cá nhân, thì nó có thể là một phần mềm được cài đặt trên máy tính có kết nối với Internet, giá thành r hoặc miễn phí, song tính n ng rất hạn chế

2.3 Hệ thống hình ảnh (bắt buộc phải có)

Chức n ng của hệ thống này là thu hình và hiển thị các hình ảnh của các b n tham gia trong một hội nghị

Về nguy n lý nó gồm các thành phần sau:

● Hệ thống thu hình (camera, webcam…)

● Hệ thống hiển thị (tivi, màn hình, máy chiếu,…)

Thông thường, một số hệ thống hội nghị truyền hình tr n phần cứng chuy n dụng thường tích hợp sẵn 01 camera chính như một thành phần cơ bản của thiết bị điều khiển hội nghị Ngoài ra, các thiết bị phần cứng này còn có thể mở rộng b ng các đầu cắm để nối th m các camera và các thiết bị hiển thị bổ sung

Về thành phần hiển thị thì một số hệ thống có tích họp sẵn màn hình, một số không

có Khi đó, ta cần trang bị ri ng một màn hình (Tivi, hoặc monitor) hoặc máy chiếu

(Projector)…

2.4 Hệ thống âm thanh (bắt buộc phải có)

Hệ thống này có chức n ng thu và phát âm thanh của các b n tham gia của một hội nghị

Một số hệ thống hội nghị truyền hình tr n phần cứng có thể có tính n ng micro và loa tích hợp với bộ điều khiển chính nhưng khả n ng hạn chế Với các phòng họp lớn thì có thể phải d ng hệ thống âm thanh ngoài để đáp ứng với nhu cầu của phòng họp

Hệ thống âm thanh thường gồm các thành phần là:

● Thành phần phát thanh (loa, headphone…)

● Thành phần thu âm (micro,…)

● Ngoài ra, còn có th m các thành phần điều khiển, kết nối trung gian: bộ khuếch đại (amplifier), bộ trộn (mixer), các phụ kiện cáp nối…

Số lượng các thành phần này sẽ được tính toán cho ph hợp với nhu cầu sử dụng của từng phòng họp Chúng được đấu nối với nhau và sau đó sẽ được đấu nối với các đầu cắm vào/ra âm thanh của Hệ thống điều khiển chính

2.5 Hệ thống kết nối mạng và đường truyền (bắt buộc phải có)

Một thành phần rất quan trọng trong giải pháp hội nghị truyền hình là đường

truyền kết nối mạng cho hệ thống Hội nghị truyền hình Giữa các phòng họp phải có một phương thức truyền tin nào đó như ISDN hoặc qua mạng IP d ng các công nghệ Frame Relay, Leased line, xDSL,…

Thiết bị điều khiển hội nghị truyền hình phải có thể kết nối được với đường truyền mạng này để có thể kết nối các phòng họp Ngoài ra, b ng thông của đường truyền cũng phải đáp ứng đủ để có thể thực hiện hội nghị truyền hình

Tốc độ truyền dữ liệu để thực hiện một hội nghị chuẩn tối thiểu phải là 128 Kbps, tuy nhi n để đạt được chất lượng hình ảnh âm thanh tốt hơn thì tốc độ phải cao hơn nhiều

2.6 Các thiết bị phụ trợ (Tùy chọn theo yêu cầu)

Ngoài các thành phần chính tr n thì còn có thể có th m các thành phần phụ trợ hội nghị truyền hình nh m t ng cường th m tính n ng tiện ích của hội nghị như:

● Hội nghị dữ liệu: thành phần này cho phép người tham gia hội nghị có thể trình diễn các nội dung từ máy vi tính tính cá nhân Từ đó có thể ứng dụng trong các báo cáo, thuyết trình rất thuận tiện

● Bảng điện tử: thành phần này cho phép chuyển tải các nội dung minh hoạ từ bảng trắng vào hội nghị và truyền sang đầu kia Nó rất thuận tiện để trình bày, thuyết trình, giải thích

● Máy quét tài liệu và vật thể: thành phần này cho phép quét hình ảnh của tài liệu

tr n giấy hoặc các vật thể 3 chiều và chuyển tải vào hội nghị

● Các thành phần khác như ghi âm hội nghị, lưu trữ hình ảnh, các phụ kiện lắp

đặt,…cũng giúp t ng cường th m các tiện ích tương ứng khác cho giải pháp hội nghị truyền hình

Tùy theo từng hãng sản xuất sử dụng công nghệ khác nhau nhưng đều đi qua một số chuẩn giao thức bắt tay nhau như H:323, H:264 n n các sản phẩm của các hãng khác nhau vẫn bắt tay được với nhau

Phân loại thiết bị: Về cơ bản có hai loại hệ thống hội nghị truyền hình:

● Hệ thống thiết bị chuy n dụng;

● Hệ thống máy tính

3 Các kiểu video conference

3.1 Điểm-điểm (Site to site): hội nghị truyền hình được thiết lập chỉ giữa 2 điểm

3.2 Đa điểm (Multisites): được thiết lập với từ 3 điểm trở l n Cần phải có thiết bị xử lí

thông tin đa điểm (MCU) để thu nhận và phân phối hình ảnh, âm thanh đến các vị trí tham gia hội nghị truyền hình

3.2.1 MCU tích hợp trong các điểm đầu cuối:

Thiết bị điều khiển Video Conference bình thường chỉ đóng vai trò như điểm kết nối đầu cuối Khi d ng phần mềm để nâng cấp, thiết bị này vừa là điểm đầu cuối, vừa có khả n ng thưc hiện chức n ng của MCU Khi trở thành MCU nó có khả n ng kết nối với

5 điểm khác để thực hiện một cuộc truyền hình 6 điểm và có khả n ng ghép chồng với một thiết bị khác (cũng có chức n ng MCU) để thực hiện một cuộc hội nghị truyền hình

10 điểm

Ưu điểm của việc d ng MCU tích hợp:

● Chi phí sẽ thấp hơn rất nhiều so với khi sử dụng MCU tách biệt

● Vì sử dụng 2 MCU n n có khả n ng chia tải (b ng thông), b ng thông cần thiết tại một điểm MCU sẽ giảm

● Rất thích hợp cho các cuộc họp đa điểm dưới 10 điểm

Tuy nhi n việc sử dụng MCU tích hợp cũng có hạn chế là sẽ không thể mở rộng hệ thống hội thoại nhiều hơn 10 điểm, và khó quản lý tập trung được hệ thống (cấu hình, lập lịch, quản lý tài nguy n, …) Do đó nếu nhu cầu cao hơn cần phải sử dụng mô hình MCU tách biệt

Ưu điểm của việc sử dụng MCU tách biệt:

● Dễ dàng mở rộng hệ thống hội thoại truyền hình

● Quản lý tập trung dễ dàng và hiệu quả

Tuy nhi n, sử dụng MCU tách biệt thì chi phí đầu tư cho hệ thống sẽ t ng đáng kể, và phải đảm bảo được b ng thông tại điểm MCU (cần nhiều b ng thông hơn)

4 Hệ thống Video Conference:

Về cơ bản có hai loại hệ thống video conference:

4.1 Video Conference chuyên dụng:

Có tất cả các thành phần cần thiết được đóng gói vào một duy nhất một thiết bị, thường là một giao diện điều khiển với một máy ảnh chất lượng cao hình điều khiển từ

xa Những máy ảnh có thể được kiểm soát ở một khoảng cách để xoay trái và phải, độ nghiêng lên và xuống, và phóng to Họ đã trở thành được biết đến như các máy ảnh PTZ Giao diện điều khiển bao gồm, máy tính điều khiển, và các phần mềm hoặc phần cứng codec Micro đa hướng được kết nối với giao diện điều khiển, cũng như một màn hình

TV với loa phóng thanh và hoặc chiếu một đoạn video

Có một số loại của các thiết bị video conference chuyên dụng:

 Nhóm video conference di động lớn,sử dụng nhiều thiết bị đắt tiền được sử dụng cho các phòng họp lớn hoặc hội trường

 Nhóm video conference cầm tay hoặc di động, sử dụng các thiết bị nhỏ hơn, ít tốn kém được sử dụng cho các phòng họp nhỏ

4.2 Video conference cá nhân:

Thường là các thiết bị di động, được sử dụng cho các nhân, bao gồm máy ảnh đã

cố định, micro và loa tích hợp vào giao diện điều khiển, hệ thống máy tính để bàn biến đổi chúng thành thiết bị video conference

Các thành phần trong một hệ thống video conference có thể được chia thành các lớp khác nhau:

 User Interface (Giao diện người dùng): là giao diện đồ họa hoặc âm thanh Nhiều người trong chúng ta đã gặp cả hai loại giao diện, thông thường chúng ta bắt gặp giao diện đồ họa trên máy tính hoặc tivi, và Voice Responsive chúng ta thường nhận được tr n điện thoại, nơi chúng tôi đang nói để lựa chọn một số sự lựa chọn

b ng cách nói r ng nó hoặc nhấn một số Các giao diện người dùng cho hội nghị

có một số sử dụng khác nhau, nó có thể được sử dụng cho các thiết lập, lập kế hoạch, và thực hiện cuộc gọi Thông qua giao diện người dùng quản trị viên có thể kiểm soát ba lớp khác của hệ thống

 Giao diện điều khiển: thực hiện phân bổ nguồn lực, quản lý và định tuyến Lớp này cùng với giao diện người dùng tạo ra các cuộc họp (theo kế hoạch hoặc đột xuất) hoặc thêm và loại bỏ những người tham gia từ một hội nghị bộ điều khiển (tín hiệu) có chứa các ng n xếp tín hiệu thiết bị đầu cuối khác nhau để tạo ra một cuộc gọi và hoặc một hội nghị Tín hiệu có thể được, nhưng không giới hạn, H.323

và giao thức Session Initiation Protocol (SIP) Những tín hiệu điều khiển kết nối gửi đến và đi cũng như các thông số phiên

 Trình điều khiển âm thanh và video trộn và xem trực tiếp Lớp này quản lý các giao thức thông vận tải thời gian thực, Những gói dữ liệu gói tin (UDP) và Nghị định thư kiểm soát truyền tải thời gian thực (RTCP) RTP và UDP thường mang thông tin như các loại tải trọng đó là các loại codec, tỷ lệ khung hình, kích thước video và nhiều người khác RTCP mặt khác hoạt động như một giao thức kiểm soát chất lượng cho các lỗi phát hiện trong dòng

II Các giao thức hoạt động của video conference

Video conference y u cầu đảm bảo khắt khe về thời gian thực , tính truyền 2 chiều, không cho phép có thời gian trễ lớn (Khi nội dung video được truyền thì b n nhân có thể hiển thị ngay) Để đáp ứng được những y u cầu này, các giao thức hoạt động trong video conference cần các yếu tố:

● Hộ trợ việc định tuyến muticast: tồn tại 1 nguồn phát và rất nhiều nguồn thu, một máy chủ xuất luồng dữ liệu thời gian thực đến rất nhiều máy khách

● Chấp nhận một số gói tin bị lỗi: Việc truyền lại các dữ liệu bị thất lạc hoặc bị lỗi

sẽ chiếm khá nhiều thời gian, kéo dài thời gian trễ của các gói tin,làm ảnh hưởng đến chất lượng video

● Cần kết hợp với một thông số về thời gian kèm theo gói dữ liệu: thông số thời gian kèm theo giúp phân định từng nhóm gói tin một cách dễ dàng phục vụ cho việc tái tạo lại dữ liệu tại nơi nhận

Các giao thức trong mô hình TCP/IP đáp ứng y u cầu tr n là giao thức UDP, RTP và RTCP

A Giao thức truyền thời gian thực RTP & RTCP

Khi đề cập đến giao thức truyền thời gian thực là chúng ta đề cập đến hai giao thức:

● Giao thức truyền tải thời gian thực RTP: Với chức n ng truyền tải các dữ liệu có thuộc tính thời gian thực Giao thức chuẩn của IETF về media-stream RTP mang

dữ liệu thoại qua mạng RTP cung cấp số trình tự và thống số thời gian (time

stamp) để xử lý đúng thứ tự của gói tin thoại

● Giao thức điều khiển RCTP: Giám sát chất lượng dịch vụ và truyền các thông tin

về những phi n truyền RTCP giúp cho việc điều khiển hoạt động giữa các

phi n.Cung cấp tính n ng điều khiền thông tin ngoài b ng (out-of-band) cho một luồng RTP Mỗi luồng RTP có tương ứng luồng RTCP để mà thông báo những số liệu thống k tr n cuộc gọi RTCP được d ng cho tính n ng thông báo QoS

- Ví dụ: Như những gói thoại khi được gởi đến đích, chúng có thể đi tr n những con

đường khác nhau để đến đích, mội con đường có thể khác nhau vế khoảng cách, tốc độ truyền, kết quà là gói tin đến không đúng thứ thự khi chúng đến đích Khi ở nguồn tạo ra cuộc gọi, dữ liệu thọai sẽ được đóng gói lại, RTP sẽ gắn vào những gói tin với tham số