KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU đề tài hội nghị truyền hình (video conference)

Tổng quan về hệ thống hội nghị truyền hìnhHệ thống hội nghị truyền hình là một hệ thống thông tin bao gồm thiết bị phần cứng hoặc phần mềm hỗ trợ hội nghị meeting từ xa với âm thanh và h

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU

Đề tài : Hội nghị truyền hình

(Video Conference)

SINH VIÊN THỰC HIỆN:

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:

Mai Văn Hà

Đà Nẵng 2021

MỤC LỤC

1 Tổng quan về hệ thống hội nghị truyền hình 3

2 Yêu cầu thiết bị 3

2.1 Thiết bị VSC 3

2.2 Thiết bị MCU 3

2.3 Thiết bị Gatewway 4

2.4 Thiết bị Gatekeeper 4

2.5 Các thiết bị khác 5

3 Hệ thống điều khiển 5

3.1 Hệ thống điều khiển chính 5

3.2 Hệ thống hình ảnh 5

3.3 Hệ thống âm thanh 5

3.4 Hệ thống kết nối mạng và đường truyền 6

3.4.1 Đường truyền 6

3.4.2 Đường truyền IP 6

3.4.3 Đường truyền ISDN 7

3.5 Các thiết bị phụ trợ khác 8

4 Phân loại 8

4.1 Hội nghị truyền hình theo hãng: 8

4.2 Hội nghị truyền hình Theo chức năng 8

4.3 Hội nghị truyền hình Theo nhu cầu 8

5 Mô hình kết nối 9

5.1 Site to site 9

5.2 Multisite 10

6 Băng thông yêu cầu cho hệ thống 15

6.1 Khái niệm băng thông trong hội nghị truyền hình 15

6.2 Băng thông cho mô hình kết nối thông qua MCU tích hợp 17

6.3 Băng thông cho mô hình kết nối thông qua MCU tách biệt 18

7 Kết luận: 18

7.1 Ưu điểm 18

7.2 Nhược điểm: 19

1 Tổng quan về hệ thống hội nghị truyền hình

Hệ thống hội nghị truyền hình là một hệ thống thông tin bao gồm thiết bị phần cứng hoặc phần mềm hỗ trợ hội nghị (meeting) từ xa với âm thanh và hình ảnh trong thời gian thực dựa trên nền tảng mạng IP

Video conferencing, hay còn gọi là hội nghị truyền hình là một hình thức trao đổi thông tin trực tiếp giữa các thành viên ở xa nhau (có thể là từ phòng này đến phòng khác trong một tòa nhà, hay là từ quốc gia này đến quốc gia khác) Bạn chỉ cần ngồi tại văn phòng mà vẫn có thể đối thoại trực tiếp với các đối tác hoặc chi nhánh ở xa Khi hội nghị truyền hình, các thành viên có thể trao đổi thoại, hình ảnh, và dữ liệu (voice, video, data) Các thành viên có thể nói chuyện với nhau, nhìn thấy nhau,

sử dụng ngôn ngữ cơ thể, và đặc biệt, có thể chia sẻ dữ liệu, cho phép cùng trao đổi, thảo luận về một file dữ liệu nào đó (ppt, excel, word, pdf,…)

Hội nghị truyền hình có thể kết nối bằng bất kì hình thức nào như: kênh thuê bao riêng (Leased Line), ISDN hay IP (Internet Protocol)

2 Yêu cầu thiết bị

2.1 Thiết bị VSC

VCS (Video Conferencing Systemt) có chức năng chính là thu nhận hình ảnh, âm thanh tại một điểm, mã hoá chúng theo một phương thức nhất định rồi gửi tới đầu xa thông qua một môi trường mạng truyền dẫn

Các thành phần chính của VCS:

 Hệ thống Camera: ghi nhận, xử lý hình ảnh cho hội nghị

 Hệ thống thiết b ị hiển thị: là hệ thống các monitor hiển thị hình ảnh

 Hệ thống Audio: Khuyếch đại âm thanh thu về và phát đi

 Hệ thống Microphone: Thu nhận tín hiệu Audio cho hội nghị

 Bộ mã hoá hình ảnh/âm thanh (audio/video codec)

 Các giao tiếp mạng truyền dẫn, xử lý mã hóa tín hiệu truyền dẫn

 Ngoài ra các hệ thống hội nghị truyền hình ngày nay còn hỗ trợ khả năng giao tiếp với các thiết bị phụ trợ

2.2 Thiết bị MCU

Thiết bị hỗ trợ điều khiển hội nghị truyền hình đa điểm (Multipoint Control Unit – MCU), hay còn gọi là “conferencing server” hoặc “conferencing bridge”, cho phép nhiều hơn hai thiết bị đầu cuối hội nghị truyền hình VCS liên lạc với nhau đồng thời tạo thành hội nghị Video đa điểm

MCU gồm 2 thành phần chính:

- Bộ điều khiển đa điểm bắt buộc Multipoint Controller (MC): Có chức năng chính là quản lý các tín hiệu điều khiển cuộc gọi, xác định khả năng của các điểm đầu cuối và đàm phán các tham số trao đổi thông tin

- Bộ xử lý đa điểm MP: Thực hiện việc trộn, chuyển mạch và xử lý các luồng

dữ liệu audio và video, data giữa các điểm hội nghị

Dòng sản phẩm MCU:

- MCU cứng: Là giải pháp chuyên nghiệp bao gồm phần cứng (bộ xử lý, giao diện mạng, bộ DSP ) và phần mềm đi kèm hỗ trợ nhiều tính năng phong phú

- MCU mềm: MCU mềm là giải pháp phần mềm cài đặt trên máy chủ (PC hoặc Sun) sử dụng giao diện mạng hỗ trợ các tính năng đa điểm đơn giản thích hợp cho mạng riêng trong phạm vi hẹp

- Các dòng sản phNm VCS có hỗ trợ tính năng Internal MCU: từ dòng VSX

7000 series trở lên cho chuNn SD, từ dòng HDX 8000 series trở lên cho chuNn HD

2.3 Thiết bị Gatewway

Gateway có chức năng chính là chuyển đổi tín hiệu, giao thức giữa các đầu cuối VCS trong một hội nghị đa giao thức mạng

Gateway có thể là thiết bị độc lập hoặc được tích hợp với thiết bị MCU

Chức năng chính:

 Gateway đóng vai trò là cầu nối trong quá trình kết nối giữa các mạng vật lý khác nhau phục vụ cho hội nghị truyền hình

 Gateway H.323 cho phép các thiết bị đầu cuối video trao đổi thông tin với các thiết bị đầu cuối video H.32x khác như các thiết bị đầu cuối video H.320 và H.321

 Gateway video thực hiện việc chuyển đổi giữa các giao thức khác nhau, các định dạng mã hoá âm thanh và các định dạng mã hoá video mà có thể được sử dụng bởi các tiêu chuNn H.32x khác nhau

Một số tính năng tiêu biểu:

 Chuyển đổi giữa các dạng khung truyền dẫn Ví dụ như từ H.225.0 thành H.221

và ngược lại

 Chuyển đổi giữa các thủ tục giao tiếp Ví dụ từ H.245 thành H.242 và ngược lại

 Chuyển đổi giữa các dạng mã hóa khác nhau của các luồng tín hiệu hình ảnh và

âm thanh Ví dụ từ mã hóa âm thanh G.729 thành tín hiệu âm thanh mã hóa G.721

 Thực hiện việc thiết lập và xóa cuộc gọi ở cả hai phía của hai mạng mạng khác nhau

2.4 Thiết bị Gatekeeper

Là thành phần tuỳ chọn trong hệ thống, nhưng có vai trò là quản lý và thiết lập lịch cho cuộc họp, đồng thời quản lý và kiểm soát băng thông của mạng internet

Là điểm điều khiển cho nhiều thành phần thoại và video được gắn vào mạng IP, Gatekeeper khuyến khích việc xây dựng các mạng dịch vụ đa phương tiện quy mô lớn

Nó còn định nghĩa API mở cho phát triển ứng dụng được cắt gọt Gatekeeper thực thi những chức năng sau:

 Thiết lập vùng quản trị

 Nhận thực người dùng, phân quyền cuộc gọi và kế toán qua RADIUS

 Thiết lập cuộc gọi trong vùng và xuyên vùng có điều khiển đăng nhập

 Quản lý băng thông, phiên nội vùng và liên vùng

 Tìm và giải địa chỉ, biên dịch giữa các địa chỉ E.164 và IP

2.5 Các thiết bị khác

Hội nghị dữ liệu, bảng điện tử

- Các thành phần khác như ghi âm hội nghị, lưu trữ hình ảnh

- Các phụ kiện lắp đặt,…cũng giúp tăng cường thêm các tiện ích tương ứng khác cho giải pháp hội nghị truyền hình

3 Hệ thống điều khiển

3.1 Hệ thống điều khiển chính

Thiết bị Codec (Mã hóa/giải mã)

Bộ thiết bị Codec: Có khả năng kết nối điểm-điểm và tham gia cuộc họp đa điểm, cho độ phân giải cao HD, FullHD ở chuẩn mã hóa H.264 (theo quy định của ITU-T) đáp ứng nhu cầu người sử dụng, cũng như những tính năng nổi bật

Thiết bị Codec có thể là thiết bị có camera rời hoặc camera tích hợp trên thiết bị

có tính năng thẩm mỹ cao, dễ dàng di chuyển

Thiết bị Codec kết hợp các tính năng và chức năng của một hệ thống thiết bị hàng đầu Tạo ra một môi trường hội họp công tác phù hợp với các phòng họp có kích thước vừa và lớn

Người dùng có thể gọi vào hệ thống mà không cần đăng ký tới Gatekeeper, như quay số từ/sử dụng địa chỉ IP cục bộ

Hỗ trợ độ phân giải màn hình 16:9

Hệ thống hỗ trợ hình ảnh thông qua mạng IP

Thiết bị sử dụng chuẩn mã hóa tiên tiến AES-128bit (AES - Advanced

Encryption Standard)

Có thể kết nối máy tính để trình chiếu văn bản, dữ liệu thông qua cáp

HDMI/DVI/VGA/RJ45 tiêu chuẩn, hỗ trợ các độ phân giải 720p (1280 x 720), XGA (1024 x 768), SVGA (800 x 600)

Hiển thị hình ảnh: hình bên hình (Side by Side), hình trong hình (Picture in Piture), hình và hình (Picture and Picture)

Giao diện sử dụng đồ họa trực quan với bộ điều khiển từ xa dễ sử dụng

Thiết bị Codec có khả năng tương thích rộng rãi với các hệ thống HNTH theo chuẩn ITU-T

3.2 Hệ thống hình ảnh

Quay hình và hiển thị hình ảnh của các bên tham gia trong một hội nghị 3.3 Hệ thống âm thanh

Là hệ thống cho phép phát và thu âm thanh trong cùng một phiên hội nghị

 Hệ thống Micro chủ tọa/đại biểu dạng cổ ngỗng để bàn, kèm cần dài,

 Thu âm rõ nét, khoảng cách hút âm tốt,

 Linh hoạt trong quá trình sử dụng,

 Hệ thống Loa, amply đáp ứng khẳ năng về âm thanh cho hội nghị, ghe rõ được từng từ, từng câu

3.4 Hệ thống kết nối mạng và đường truyền

3.4.1 Đường truyền

Hội thảo truyền hình có thể tác dụng trên mạng điện thoại công cộng hiện hữu, mạng IP tư nhân hoặc mạng Internet Băng thông chỉ tiêu cho việc thông tin truyền hình có tương tác là trong khoảng 300 Kbps đến 400 Kbps cho mỗi khoảng luồng tín hiệu Nó bao gồm tín hiệu hình và tiếng cũng như tín hiệu điều khiển

Nghi thức H.323 không yêu cầu hai hay nhiều điểm kết cuối trong một phiên gởi cùng một tốc độ dữ liệu như khi nhận Một điểm kết cuối khả năng thấp có thể chỉ mã hóa ở tốc độ 100K bit/giây, nhưng vì việc giải mã yêu cầu ít xử lý hơn nên nó có thể giải mã một luồng hình tốc độ 300K bit/giây

Tuy nhiên, trong hội thảo truyền hình, băng thông được giả sử là đối xứng Trong các mạng song công như ISDN, Ethernet, ATM và các mạng dồn kênh theo sự phân chia thời gian, dung lượng được diễn đạt bằng băng thông trong một hướng, mặc

dù băng thông cân bằng luôn sẵn sàng cho lưu thông cho hướng ngược lại.Bạn cần ước lượng số lượng các phiên hội thảo cùng lúc mà mạng của bạn cần để hỗ trợ, và phải tìm hiểu nếu mạng của bạn có băng thông cho điểm – điểm kết cuối

Đối với hệ thống hội nghị truyền hình đa điểm SD, đường truyền tại các site phải đạt ít nhất384kbps ở cả 2 chiều up và down Đường truyền tại trung tâm phải đạt ít nhất

bằng tổng tốc độ đường truyền của các site nhánh cộng lại

Trong trường hợp sử dụng video conference trên nền mạng IP, đường truyền tới tới

các site phải cộng thêm 20% -35% header của gói IP Có nghĩa là, đường truyền tại các site ít nhất phải là 460Kbps ở cả 2 chiều up và down.

Đối với hệ thống hội nghị truyền hình đa điểm HD, đường truyền tại các site nhánh phải đạt ít nhất 1Mbps Đường truyền tại site trung tâm phải đạt ít nhất bằng tổng tốc

độ đường truyền của các site nhánh cộng lại Trong trường hợp hội nghị truyền hình

đồng thời 04 điểm thì tốc độ đường truyền tại site trung tâm phải đạt ít nhất là 4Mbps.

Vì vậy đường truyền sử dụng phải là đường truyền Lease Line hoặc đường truyền

3.4.2 Đường truyền IP

Sử dụng các kỹ thuật độc quyền hoặc các điểm kết cuối tuân thủ chuNn H.323, một mạng IP được thiết kế chỉ cho dữ liệu có thể được điều chỉnh để hỗ trợ các dịch vụ hội thảo truyền hình có chất lượng thương mại

Khi băng thông đã có sẵn, người quản lý IT sẽ cần thêm vào và hiệu chỉnh một vài thành phần để cung cấp một giải pháp toàn diện, hoặc giao phó việc quản lý ra ngoài cho một đối tác thứ ba

Nếu việc triển khai được mong muốn để có nhiều hơn 5 hay 6 hệ thống, một bàn điều khiển quản trị mạng và người dùng tập trung chẳng hạn như Global System Management của Polycom được khuyến cáo

3.4.3 Đường truyền ISDN

Bạn đang có kế hoạch kết nối với người ở những vị trí ngoài công ty của bạn Dung lượng mạng IP của bạn bị thiếu và bạn không mong muốn thực hiện cuộc gọi ra nước ngoài nhiều hơn 2 hay 3 giờ mỗi tháng

Nếu bạn sử dụng ISDN cho việc truyền tải và bạn muốn thêm việc quản lý hệ thống hoặc quản trị người dùng tập trung, bạn vẫn có thể lắp đặt một kết nối Ethernet đến mỗi thiết bị và một gói phần mềm quản lý chẳng hạn như Global System

Management của Polycom trên máy chủ trong trung tâm dữ liệu của công ty

Trong thực tế, thì với lý do là mạng ISDN ở Việt Nam ở mức 128 Kbps, và thực hiện ghép nối được tối đa 4 đường với thiết bị NT1 (hãng thứ ba) lên được tốc độ

512 Kbps Tốc độ này là không đủ điều kiện cho site trung tâm đối với hệ thống 3 điểm trở lên

Nó chỉ phù hợp trong các công ty có nhu cầu kết nối với nước ngoài Các nước ngoài, hệ thống hạ tầng viễn thông tốt nên ISDN của họ có tốc độ khá cao, đáp ứng các yêu cầu của hệ thống hội nghị truyền hình

Trong Hội nghị truyền hình trực tuyến, băng thông thực tế trên đường truyền thường lớn hơn băng thông cuộc gọi Công thức tính băng thông cho các kết nối được

mô tả như sau:

Băng thông thực tế = (Băng thông Video + Băng thông thoại) x 120%

Hội nghị truyền hình trực tuyến HD yêu cầu tốc độ cuộc gọi tối thiểu là từ

512Kbps đến 1Mbps Theo công thức trên thì tốc độ đường truyền tối thiểu là: 1.2 Mbps Để có được kết quả tối ưu tốc độ đường truyền phải vào khoảng từ 1,5 Mbps đến 2Mbps; trong khi đó băng thông 2Mbps và cao hơn nên được sử dụng khi có trình chiếu slide, bảng biểu hoặc chiếu phim

Hội nghị, giao ban, trao đổi công việc của các đơn vị có vị trí địa lý xa nhau Trao đổi thông tin, tài liệu của các nhóm làm việc chung

Dạy và học trực tuyến từ xa theo mô hình học trên mạng (E-Learning)

Chăm sóc y tế từ xa: người bệnh có thể được khám bệnh, chẩn đoán hay thậm chí phẫu thuật gián tiếp từ các chuyên gia y tế tại những nơi rất xa

Các công việc và lĩnh vực yêu cầu trao đổi thông tin, hình ảnh, âm thanh thời gian thực khác Với mỗi lĩnh vực, dịch vụ hội nghị truyền hình luôn là lựa chọn số một khi khoảng cách giữa các điểm liên lạc với nhau là khá xa, không thuận lợi cho việc đi lại để trực tiếp gặp mặt nhau trao đổi công việc

3.5 Các thiết bị phụ trợ khác

Hệ thống thiết bị hỗ trợ hiển thị: Gồm các Monitor hoặc các màn chiếu, máy chiếu (Projector) hiển thị hình ảnh đầu gần và đầu xa của hội nghị, Monitor giám sát hình ảnh camera, hình ảnh từ nguồn video khác, v.v

Hệ thống thiết bị âm thanh: Bao gồm các hệ thống Loa, Tăng âm khuyếch đại âm thanh đầu gần và đầu xa, hệ thống micro đê thu âm trong hội nghị

Hệ thống thiết bị Video: Bao gồm các camera, các bộ VCR để thu, phát các nguồn Video

Hệ thống thiết bị hỗ trợ công tác đặc thù: Tùy theo từng hội nghị trong từng lĩnh vực cụ thể mà sẽ có các thiết bị phụ trợ khác nhau Ví dụ trong đào tạo từ xa không thể thiếu PC + ImageShare để truyền bài giảng lên hệ thống truyền hình hội nghị, thiết bị bảng điện tử White Board cũng cho giảng dạy, v.v

4 Phân loại

4.1 Hội nghị truyền hình theo hãng:

Maxhub, polycom, Aver,

4.2 Hội nghị truyền hình Theo chức năng

Giải pháp hội nghị truyền hình phần cứng: là giải pháp ứng dụng với thiết bị đầu cuối (Video Conference System) chuyên dụng Ưu điểm giải pháp này là giúp mang đến cho doanh nghiệp môi trường hội họp chất lượng nhất, đảm bảo sự truyền tải hình ảnh và âm thanh tốt nhất

Giải pháp hội nghị truyền hình phần mềm: là giải pháp kết nối thông qua các phần mềm hội nghị truyền hình hay các ứng dụng (thường là miễn phí) kết hợp cùng các thiết bị hỗ trợ như camera, speaker phone để nâng cao chất lượng Ưu điểm giải pháp này là giúp tiết kiệm chi phí đầu tư

Giải pháp hội nghị truyền hình trên nền tảng web/ Cloud: là giải pháp hiện rất được quan tâm và đầu tư phát triển, giải pháp này được hiểu đơn giản là buổi họp hội nghị truyền hình được thiết lập trên nền tảng web hoặc trên nền tảng cloud, người dùng có thể giao tiếp trực tiếp mà không cần thông qua ứng dụng nào khác Ưu điểm giải pháp này là tính di động cao, sử dụng dễ dàng và cho phép nhiều điểm cầu kết nối với nhau cùng lúc

4.3 Hội nghị truyền hình Theo nhu cầu

Giải pháp hội nghị truyền hình 2 điểm: hay còn gọi là giải pháp hội nghị truyền hình point –to-point, được triển khai dành cho tổ chức, doanh nghiệp có nhu cầu kết nối cùng lúc 02 văn phòng, chi nhánh với nhau

Giải pháp hội nghị truyền hình 4 điểm: là giải pháp đáp ứng khả năng hội nghị truyền hình kết nối đa điểm cùng lúc của các doanh nghiệp, tổ chức sở hữu 04 văn phòng, chi nhánh khác nhau

Giải pháp hội nghị truyền hình 6 điểm: là giải pháp cho phép doanh nghiệp, tổ chức có thể cùng lúc kết nối trực tuyến 06 chi nhánh, văn phòng với nhau

Giải pháp hội nghị truyền hình 10 điểm: là giải pháp giúp doanh nghiệp, tổ chức kết nối cùng lúc 10 chi nhánh, văn phòng cùng lúc Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu kết

nối từ 10 điểm trở lên thiết bị hội nghị truyền hình cần đầu tư cũng yêu cầu cấu hình cao hơn với thiết bị chuyên dụng là MCU hay còn gọi là thiết bị điều khiển trung tâm

5 Mô hình kết nối

Tùy vào tổ chức và yêu cầu của doanh nghiệp sẽ xây dựng mô hình cho phù hợp,

có hai mô hình chính là site to site (mô hình chỉ kết nối hội thảo hai điểm) và Multisite (mô hình kết nối hội thảo từ 3 điểm trở lên)

5.1 Site to site

Đặc điểm:

 Là mô hình chỉ có 2 điểm trực tiếp tham gia

 Có thể tổ chức với mọi quy mô khác nhau

 Quá trình kết nối do một đầu chủ động quay số

 Các thông số kết nối được quy định trước tại 2 đầu hoặc một đầu đặt chế

độ Auto Accept

 Chỉ mục

Thiết bị sử dụng cho 1 điểm chính và 1 điểm phụ bao gồm:

 Thiết bị hội nghị truyền hình endpoint ở mỗi điểm

 Màn hình tivi hoặc máy chiếu và màn chiếu ở mỗi điểm

 Có thể tích hợp thiết bị âm thanh hội thảo khi sử dụng cho các phòng họp lớn từ 20 – 25 người trở lên

 Tùy theo ngân sách người dùng có thể lựa chọn các hãng hội nghị truyền hình như Polycom, Cisco hoặc Aver để có được chất lượng tốt nhất

5.2 Multisite

Giải pháp hội nghị truyền hình đa điểm là giải pháp liên quan đến các tình huống trong đó thiết bị và hệ thống hội nghị truyền hình được thiết lập để phục vụ cho hội nghị trực tuyến kết nối nhiều hơn hai địa điểm

Sơ đồ tổng quan về hội nghị truyền hình đa điểm

Đặc điểm:

Là mô hình có từ 3 điểm tham gia trở lên

Với mô hình có từ 03 đến 09 điểm tham gia các thiết bị cần thiết bao gồm:

 01 bộ thiết bị hội nghị truyền hình đa điểm ở điểm chính, 01 bộ thiết bị endpoint ở mỗi điểm phụ

 Màn hình hiển thị ở mỗi điểm

 Thiết bị phụ trợ (nếu cần)

Riêng với mô hình kết nối từ 10 điểm trở lên ngoài thiết bị hội nghị truyền hình còn cần thêm MCU (bộ thiết bị xử lý đa điểm) để đóng vai trò là trung tâm xử lý tín hiệu của các điểm