Lời nói đầu
Ngày nay truyền thông đa phơng tiện - multimedia đang đợc ứng dụng và
nhanh chóng mở rộng ra trong nhiều dịch vụ thông tin và phát triển thêm nhiều
dịch vụ thông tin mới, là những thành phần thông tin quan trọng không thể thiếu
của các xa lộ thông tin.
Trong thế giới thông tin đa phơng tiện gần nh hầu hết là hoạt động ở chế
độ hội nghị truyền hình tơng tác có hình ảnh động và cho phép nhiều ngừơi
tham dự ở chế độ thời gian thực, thông qua các môi trờng mạng nh LAN,
WAN, Internet, xDSL, ISDN, (Intergrated serviceDigital Network), ATM, PSTN
(Public Switched Telephone Network). Trong đồ án này, chúng tôi thực hiện tiếp
cận, nghiên cứu, tìm hiểu những vấn đề cơ bản sau của công nghệ truyền thông
đa phơng tiện:
- Những vấn đề cơ sở của truyền thông đa phơng tiện tơng tác.
- Họ giao thức H32x
- Hội nghị đa phơng tiện
- Những yêu cầu về giải thông đối với mạng đa phơng tiện
- Các tiêu chuẩn truyền dẫn của mạng truyền thông đa phơng tiện
- Các phơng tiện truyền dẫn và phần cứng của mạng thông tin đa phơng
tiện
- Các giải pháp mạng sử dụng mạng LAN cho thông tin đa phơng tiện
Trong khuôn khổ của đề tài, nhóm đã tập trung vào một số điểm chủ chốt
nh loại hình Điểm - Điểm, chỉ có hai kết nối thực hiện Video Conferencing với
nhau để từ đó tìm hiểu và khảo sát một số giải pháp công nghệ, lựa chọn các
chuẩn phù hợp, các thiết bị phần cứng phần mền hội nghị truyền hình của một
số công ty, hãng nỗi tiếng trên thế giới nh: CISCO, POLYCOM, SONY, VCON,
PICTURETEL, ZYDACRON.
Chơng I
Tổng Quan về Hội nghị truyền hình
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1 Hội nghị truyền hình là gì?
- Hội nghị truyền hình không đơn giản là điện thoại hình trên máy vi tính
Vấn đề thứ nhất là kênh kết nối dùng để truyền thông tin phải có độ cao.
Các kênh điện thoại thông thờng hoàn toàn tích hợp để truyền tín hiệu âm thanh,
nhng không đảm bảo truyền ảnh có chất lợng đợc (ở đây thực sự có nhiều cách
giải quyết các hệ thống nén chia kênh, nhng chúng không phải lúc nào cũng ứng
dụng đợc.Vấn đề này đang đợc giải quyết tuy chậm, từ từ( ở Việt Nam ta rất
từ từ). Chúng ta cũng nhớ là các nớc khác đã có những mạng cục bộ hành mấy
chục năm trớc. Hiện nay có lẽ hiếm các cơ quan mà các máy tính không nối
mạng. Một mạng nh vậy hoàn toàn thích hợp để tổ chức Hội nghị truyền hình
chất lợng cao.
Vấn đề thứ hai là vấn đề biến luồng thông tin âm thanh và hình ảnh nghĩa
là mã hoá dữ liệu truyền đi và giải mã dữ liệu nhận đợc. Vấn đề là trong hội
nghị truyền hình đã sử dụng những thuật toán đặc biệt và rất hiệ quả nén hàng
chục à hiện nay là hàng trăm lần. Có thể nói rằng truyền đi không phải chính
các tín hiệu âm thanh và hình ảnh mà chỉ là những tham số quan trọng nhất của
chúng để khôi phục tín hiệu ở đầu nhận với chất lợng chấp nhận đợc. Nừu nh
máy vi tính không kịp xử lý luồng tín hiệu thi sẽ có những ảnh bị bỏ qua và lỗi ở
kênh xuất,..v.v.
Để giải quyết các vấn đề trên cần có các bản vi mạch đặc biệt vì:
Các thuật toán chế biến tín hiệu rất đòi hỏi đến tài nguyên của hệ thống
tính toán. Mặc dù có những giải quyết hoàn toàn bằng phần mềm, nhng chúng
yêu cầu rất lớn đối với tài nguyên hạ tầng cơ sở của hệ thống xử lý. Kết quả là
với cả những máy tính cá nhân rất hiện đại cũng làm chậm rất đáng kể sự hoạt
động của các thiết bị liên quan và chất lợng liên kết hình ảnh yêu cầu cũng rất
khó đạt đợc. Thực tế toàn càu phải chấp nhận giải pháp là sử dụng các thiết bị
chuyên dụng (các bo mạch đặc biệt: bộ maz hoá - giải mã (code), chúng đợc
cắm vào một rãnh dự trữ trên bo mạch mẹ của máy PC). Các bộ code nén các tín
niệu và giải mã nó để cho kênh kết nối (tơng ứng là giải nén và giải mã ở phía
bên nhận).
1.2.2. Các kênh có thể dùng cho hội nghị truyền hình
Sơ đồ hệ thống (cổ điển) thực hiện hội nghị truyền hình đợc hiểu là sự
vậy. Do những đặc tính đặc biệt của việc truyền thông tin trong các mạch
chuyển mạch gói , giải thông cần thiết tăng lên 20% - 30%. Thực tế cho thấy
rằng chất lợng hội nghị truyền hình gần nh giống nhaukhi sử dụng ba kênh BRI
(384 kbit/s) hoặc kênh IP với giải thông 500 kbit/s. Rõ ràng, vấn đề quay về
mạng hợp tác (kết hợp). Những kênh tiếp cận chung Internet - đó là một câu
chuyện riêng biệt. ở đây có thể sảy ra mọi thứ có thể.
Các nhà sản xuất hàng đầu các hệ thống Hội nghị truyền hình, chẳnh hạn,
nh hãng VCON, đã từ lâu tung ra các hệ thống đa giao thức (H.320/H.323) hoạt
động rất tuyệt vời đồng thời trên các mạng IP và ISDN.
ở đây phải đặt vấn đề là thế thì chỉ tiêu nh thế nào cho việc chọn môi tr-
ờng truyền cho các hệ thống hội nghị truyền hình?
Thông thờng giải pháp không phải là giá cả thiết bị mà là giá trị khai
thác. Rõ ràng một hãng, công ty không có mạng riêng ISDN và không có quan
hệ đối tác với một trong các công ty truyền thông, thì để xây dựng mạng riêng
Hội nghị truyền hình Sẽ nhanh chóng chấp nhận tniết bị chuẩn H.323. Họ sẽ cố
gắng tận dụng tối đa sự đầu t đã đa vào trớc đây để xây dựng IP hoặc mạng kết
hợp của mình.
Chơng 2
Chuẩn hội nghị truyền hình H323 và các thành phần của mạng H323
1. Họ giao thức H32X
1.1. Lịch sử phát triển họ giao thc H32X
Vào cuối năm 1990 chuẩn quốc tế đầu tiên về lĩnh vực truyền hình đợc
thông qua - chuẩn H.320 để hổ trợ hội nghị truyền hình theo ISDN. Sau đó ITU
còn đa ra một loại khuyến nghị liên quan đến lĩnh vực hội nghị truyền hình.
Loạt khuyến nghị này, thờng gọi là H.32x, ngoài chuẩn H.320 còn chứa trong
các chuẩn H.321 - H.324 dùng cho các mạng khác nhau.
Trong cuối thập niên 90 đã có sự bùng nổ của sự phát triển mạng IP và
Internet. Chúng đã biến thành môi trờng kinh tế của việc truyền số liệu và thực
tế đã trở thành là một. Tuy nhiên, khác với ISDN; mạng IP đợc trang bị cha đợc
tốt (tồi) cho việc truyền các luồng âm thanh và hình ảnh. Việc sử dụng một
bảo chất lợng
phục vụ(iso
Ethernet)
Mạng
truyền gói
và không
đảm bảo
chất lợng
phục vụ
(Ethernet)
Mạng điện
thoại thông
dụng(PSTN or
POTS)
Hình ảnh H.261
H.263
H.261
H.263
H.261H.263 H.261H.263 H.261H.263
âm thanh G.711
G.722
G.728
G.711
G.722
G.728
G.711
G.722
G.728
G.711
G.722
PHY1.400
1.400&
TCP/IP
TCP/IP V.34 modem
1.2. Một số điểm tổng quát về chuẩn H.323
H.323 là khuyến nghị ITU để thực hiện trong các mạng máy tính không
cung cấp đảm bảo chất lợng dịch vụ(QoS). Các mạng nh vậy bao gồm các
mạng chuyển gói IP và IPX trên cơ sở Ethernet, Fast Ethernet, và Token ring.
Các khuyến nghị H.323 Xem xét
- Vấn đề điều khiển thông lợng đờng truyền
- Khả năng tác động qua lại của các mạng
- Tính độc lập cơ sở
- Bảo đảm hội nghị nhiều điểm
- Bảo đảm truyền nhiều địa chỉ
- Các chuẩn cho codec
- Phục vụ các nhóm địa chỉ
Vấn đề điều khiển thông lợng đờng truyền
Việc truyền thông tin lu lợng đờng truyền hình tạo ra sự chịu tải rất cao cho
các kênh kết nối. Nếu không theo dõi sự gia tăng cuat ải này thì khả năng hoạt
động của những dịch vụ cực kỳ quan trọng có thể bị phá vỡ. Vì thế các khuyến
nghị của H.323 đã xem xét việ điều khiển thông lợng đờng truyền. Có thể giới
hạn cả các kết nối đồng thời và cả tổng thong lợng cho các phơng án của H.323.
Mỗi đơn vị đầu cuối H.323 có thể điều khiển thông lợng của mình ở những tiểu
ban hội nghị cụ thể. (xem các giải pháp VCON cho việc điều khiển thông lợng).
Hội nghị giữa các mạng với nhau
Các khuyến nghị H.323 đa ra phơng tiện kết nối các thành viên tham gia
hội nghị trong các mạng không đồng nhất. Ví dụ, IP và ISDN, IP và PSTN
Tính độc lập nền
H.323 không gắn với bất kỳ giải pháp công nghệ nào cả cùng với đảm
mà thiết bị đầu cuối của họ có nhiều khả năng khác nhau. Ví dụ một trong
những ngời tham gia có thể sử dụng đầu cuối chỉ có khả năng thu âm thanh,
trong khi đó những thành viên khác có các khả năng truyền / nhận cả số liệu và
hình ảnh.
1.3. Xu hớng phát triển của chuẩn H.323
H.323 v.2
Trong phiên bản thứ hai H.323 v.2 những khiếm khuyết của phiên bản tr-
ớc đã đợc loại bỏ. Các giao thức hiện tại : Q.931, H.245 và H.225 đã đợc hoàn
thiện và một loạt giao thức mới đợc bổ sung. Ưu thế của phiên bản mới là thêm
đợc nhiều chức năng nh an ninh, thiết lập nhanh các cuộc gọi, thêm nhiều dịch
vụ và sự kết hợp các giao thức H.323 và T.120.
- Các chức năng an ninh(H.235) bao gồm cơ chế khẳng định rằng, những
ngời tham gia hội nghị đúng là những ngời đã dăng ký, cơ chế khẳng định
những gói đã đợc chuyển đi không bị thay đổi và những thông tin đang đợc
chuyển đợc bảo vệ tránh sự tiếp cận không hợp pháp.
- Chức năng Fast call setup giải quyết vấn đề khi mà sau khi tiếng chuông
của một ngời đối thoại đi qua, ngời thứ hai sẽ phải bị trễ vì sự đi qua của luồng
âm thanh và hình ảnh
- Giao thức T.120 đã đợc đa vào ngay phiên bản đầu tiên của chuẩn
H.323, Tuy nhiên kịch bản để thiết lập chuông gọi rất phức tạp.Trong phiên bản
thứ hai cảu chuẩn H.323 đợc giải quyết nh sau: chuẩn yêu càu làm sao, thiết bị
của những ngời sử dụng đầu cuối đợc hỗ trợ đồng thời cả T.120 và H.323, đợc
kiểm soát bằng những tiếng chuông theo H.323. Hơn nữa, theo phiên bản thứ
hai T.120 là một phần tuỳ chọn của H.323 và các khả năng hoạt động theo
T.120 đạtu đợc tuỳ ở mỗi thiết bị trong hội nghị H.323 theo một cách riêng biệt.
H323 v.3
Trong phiên bản thứ ba H.323 v.3 các khuyến nghị đã đợc đa vào thêm nhiều
khả năng mới. Trớc tiên chúng liên quan đến sự bổ sungvào các khuyến nghị và
văn bản cơ bản H.225.0, hoàn thiện cấu trúc của chuẩn. Trong số đó nổi bật lên
là:
các thiết bị kiểm soát vùng
Đối với các thiết bị đầu cuối H.323ngời ta đa ra những phơng pháp tách
ra giải thông thực sự cần thiết vừa cho cách địa chỉ hoá thông thờng vừa cho
cách địa chỉ hoá theo nhóm.
1.4. Phân tích kỹ thuật
IP/VC - VideoConferencing qua mạng IP
Hiệp hội viễn thông quốc tế ITU (International Telecommuncation
Union) đa ra chuẩn cho các máy tính, thiết bị, dịch vụ VideoConferencing, bao
gồm:
- Chuẩn H.320: Hỗ trợ hội nghị qua mạng ISDN
- Chuẩn H.321: Hỗ trợ hội nghị qua mạng ATM
- Chuẩn H.322: Hỗ trợ hội nghị qua mạng điện thoại thờng
- Chuẩn H.323: Hỗ trợ hội nghị qua mạng IP
Trong các tiêu chuẩn trên thì chuẩn H.320 đang đợc sử dụng khá phổ biến
trong quá khứ , tuy nhiêndùng VideoConferencing không tiết kiệm chi phí và th-
ờng gặp các tình trạng về kết nối của mạng; Việc phải sử dụng các thiết bị
chuyên dùng cho ISDN khiến cho VideoConferencing qua ISDN thờng chỉ giới
hạn trong phạm vi các điah điểm nhỏ hoặc chỉ có trong một ssó phòng trong một
địa điểm, bất tiện khi mở rộng hệ thống sau này. Chuẩn H.322 không đảm bảo
chất lợng về âm thanh và hình ảnh. Hơn nữa H.320, H.321, H.322 không tận
dụng đợc hạ tầng cơ sở là mạng VAREnet đã có. Vì các lý do trên nên chúng
không đợc chọn các chuẩn H.320, H.321, H.322 để thực hiện
VideoConferencing.
Việc thực hiệnVideoConferencing qua mạng IP (theo chuẩn H.323)
còn gọi là IP/VC có u điểm là giá rẻ đa dạng về các chủng loại thiết bị. Có
thể nói nơi đâu có mạng IP có tốc độ cho phép thì nơi đó có thể thực hiện đợc
VideoConferencing qua mạng IP. IP/VC giúp ngời dùng tiết kiệm chi phí đáng
kể vì tất cả mọi loại dữ liệu, âm thanh, hình ảnh đều đợc gom chung trên cùng
một loại đờng truyền, làm giãm thời gian rỗi của đờng truyền xuống tối thiểu .
Hơn thế nữa, các tín hiệu âm thanh, hình ảnh đều đợc nén lại trớc khi đóng gói
thiết bị H.323 và gatekeeper.
- H.225: quản lý bảo mật và xác thực.
- H.245: quản lý các kênh truyền thông, trao đổi tín hiệu kiểm soát đầu
cuối tới đầu cuối.
- Q.931: quản lý thiết lập và kết thúc hội nghị.
- Các chuẩn về audio nh G711, G722, G723, G728
- Các chuẩn về Video mh H261, H263
G.711
G.722
G.728
G.729
G.723.1.1
Presentation
H.261 H.263
T.127
T.126
T.124
T.125/T.1222
RICP
RAS RIP
H.450.1
H.450.3 H.450.2
X.244.0
H.245 H.225
H.235
UDB
TCP
Audio signal
Application
Video signal
là lời nói). H.323 hỗ trợ các thuật toán audio codec ITU, bao gồm G711 cho lời
nói đợc truyền tải ở tốc độ 56 hay 64 kbps. Hỗ trợ tuỳ chọn các chuẩn âm thanh