Комплекс  программно-аппаратных средств для построения сетей видеоконференцсвязи

Комплекс  программно-аппаратных средств для построения сетей видеоконференцсвязи обеспечивает высокое качество передачи изображений и звука и позволяет легко адаптировать их под требования заказчика с возможностью сопряжения со всеми действующими зарубежными средствами видеоконференций, обладая при этом существенно лучшими показателями по соотношению «цена - качество».

Комплекс  программно-аппаратных средств для построения сетей видеоконференцсвязи, в отличие от зарубежных аналогов, позволяет работать в широком диапазоне скоростей передачи данных от 4 Кбит/сек до 20 Мбит/сек., а также  использовать аналоговые каналы связи.

Переход с низкоскоростных каналов на более производительные происходит с минимальными затратами, путем замены каналообразующего оборудования без изменения программных установок систем.  В состав серверного комплекта входит модуль медиа конвертера, который автоматически устанавливает поток данных для каждого абонента сети в зависимости от реальной полосы пропускания его канала связи.

Комплекс  программно-аппаратных средств для построения сетей видеоконференцсвязи может быть выполнен в различных конструктивных исполнениях:

-  мобильное исполнение для установки  на подвижные объекты (автомобили, самолеты, вертолеты, поезда и пр.);

-     носимые варианты исполнения в виде отдельных кейсов;

- стационарное исполнение для оснащения  центров управления, ситуационных залов, медицинских центров и пр.

Комплекс  программно-аппаратных средств для построения сетей видеоконференцсвязи имеет набор видео и аудио кодеков, таких как H.263, MJPEG, MPEG1/2/4, и т.д., которые переключаются по желанию пользователей. При необходимости могут быть встроены новые или нестандартные кодеки.

       Комплекс  программно-аппаратных средств имеет встроенный мониторинг каналов связи, который позволяет контролировать реальные параметры каналов. Анализ данных параметров позволяет сетевым администраторам оптимизировать конфигурацию сетей передачи данных.

Комплекс  программно-аппаратных средств имеет рабочие места администраторов, что дает возможность руководителям управлять процессом видеоконференции или видео селекторных совещаний с помощью устных команд, без использования сложных манипуляций с различными пультами.

Комплекс имеет специализированный программный модуль установок основных параметров систем удаленных абонентов из административного центра сети передачи данных.

Для организации многоточечной видеоконференции, проведения видеоселекторного совещания, организации сети дистанционного обучения или проведения консилиумов, в состав комплекса входит специальный серверный комплект. Один серверный комплект поддерживает до 20-ти участников. Увеличение количества участников видеоконференций достигается путем каскадирования серверных комплектов.
Серверные комплекты позволяют объединять сети различных провайдеров без изменения IP адресации.

Терминал отображения комплекса для многоточечного режима может одновременно отображать до 100 удаленных терминалов видеоконференцсвязи.

Комплекс позволяет изменять и дополнять функциональные возможности в процессе эксплуатации в соответствии с новыми требованиями Заказчика с минимальными затратами.

При этом программное обеспечение комплекса при его апгрейде производителем поставляется потребителям бесплатно.

Мобильные комплексы могут использоваться для выполнения следующих задач:

1. Передачи видео и звуковой информации с мест проведения различных мероприятий, с мест происшествий и чрезвычайных ситуаций, а также для перегона ранее отснятого материала в центральные офисы, для средств массовой информации или в сеть Интернет.
2. Организации мобильных сетей видеонаблюдения, как в видимом свете, так и с использованием ИК техники, в ночное время, с передачей информации в центры наблюдения и контроля.

3. Организации мобильных передвижных пунктов или госпиталей оказания экстренной медицинской помощи с возможностями консультаций в реальном времени с удаленными ведущими медицинскими специалистами.

4. Организации мобильных передвижных станций технологического контроля на производстве, а также для создания передвижных диагностических лабораторий, использующих промышленные рентгеновские установки, ультразвуковые анализаторы, промышленные эндоскопы и т.п., с возможностями удаленного консультирования и обработки результатов.

5. Организации мобильных передвижных станций контроля и диагностики нефтяных, газовых и электрических магистралей, с передачей информации в диспетчерские пункты. Данные станции могут монтироваться как на автомобилях, так и на кораблях, самолетах, вертолетах, в том числе и беспилотных.

6. Организации мобильных передвижных пунктов экологического контроля и мониторинга с передачей видео, аудио и телеметрической информации с приборов экомониторинга в центры управления и анализа.

7. Организации видеоселекторных совещаний с мобильными передвижными группами.

Каналы связи мобильных комплексов.

Мобильные комплексы используют следующие беспроводные каналы связи:
1. Спутниковые каналы различных российских и зарубежных спутников, таки как Ямал 100 (испытано до 4 Мбит/сек), Горизонт, Экспресс (испытано до 2 Мбит/сек), системы спутниковой связи Inmarsat, в том числе и Regional B-gan (до 100 Кбит/сек) и т.д.
2. Каналы Radio Ethernet на разрешенных частотах 2,4ГГц, 5,25-5,35 ГГЦ и 5,7-5,8 ГГц.
3. Каналы сотовой связи стандартов GSM (9,6 Кбит/сек), CDMA (14400 Кбит/сек), GPRS (от 13 до 52 Кбит в секунду) и т.д.

4. УКВ радиоканалы (до 9,6 Кбит/сек).

5. Каналы сетей Wi-Fi.

6. Другие специализированные каналы.

Устройства ввода видео и аудио информации мобильных комплексов.

1. Видеокамеры видимого света, черно-белые или цветные в офисном исполнении, в том числе видеокамеры с дистанционным управлением (x, y, zoom).
2. Видеокамеры видимого света, черно-белые или цветные в защищенном исполнении для работы в различных климатических условиях, в том числе видеокамеры с дистанционным управлением (x, y, zoom). Конструктивно данные видеокамеры расположены в защитных боксах и установлены на поворотные устройства. Кроме этого могут использоваться и купольные камеры.
3. Видеокамеры ИК диапазона, в том числе и тепловизоры.

4. Видеомагнитофоны, телевизионные приемники, DVD устройства и т.д.

5. Различное портативное или стационарное диагностическое оборудование, такое как промышленные эндоскопы, ультразвуковые анализаторы, рентгеновские системы и т.д.
6. Стандартное стационарное или мобильное медицинское оборудование.
7. Специализированные устройства.

Устройства ввода аудио информации мобильных комплексов.

1. Микрофоны с различными диаграммами направленности, в том числе конференцсистемы.
2. Магнитофоны и CD проигрыватели.

3. Аудио микшеры.

4. Другие специализированные аудио системы.

Устройства ввода графической и телеметрической информации.

1. Графические планшеты и интеллектуальные доски.

2. Документальные камеры.

3. Датчики с цифровыми интерфейсами типа RS232, RS485 и т.д.

4. Различные устройства с управлением по шине Visca.

Устройства отображения видео информации в точках ее приема.

1. Графические мониторы.

2. Плазменные панели.

3. Проекторы с экранами различных размеров.

4. Телевизоры и телевизионные мониторы.

5. Проекционные телевизоры.

6. Видео стены.

Устройства воспроизведения звука в точках приема информации.

1. Аудио колонки и различные акустические системы.

2. Аудио конференционные системы.

3. Аудио гарнитуры.

Состав мобильных комплексов.

Мобильные комплексы включают в себя как мобильные, так и стационарные составляющие, а именно:

1. Мобильную рабочую станцию на базе блока обработки видео и аудио информации с TFT монитором. Мобильная рабочая станция может иметь следующие исполнения:

1.1. Офисное носимое исполнение на базе ноутбука.

1.2. Защищенное носимое исполнение на базе промышленного ноутбука (степень защиты не менее IP56).

1.3. Специальное исполнение в виде стойки или шкафа 19 для стационарной установки в автомобили, на корабли, самолеты и вертолеты.

1.4. Специальное малогабаритное исполнение на базе технологии РС 104 или аналогичной для установки на объекты с ограниченными потреблением электроэнергии и массогабаритными характеристиками.

2. Приемную рабочую станцию на базе блока обработки видео и аудио информации с TFT монитором в офисном исполнении для приема и просмотра информации от мобильных рабочих станций (от 1 до 16 станций).

3. Сервер приемо-передачи видео и аудио информации от удаленных мобильных станций на базе блока обработки видео и аудио в офисном исполнении. Сервер необходим для обеспечения приема информации одновременно от нескольких мобильных рабочих станций. При наличии нескольких приемных точек, в каждой из них устанавливается сервер мобильного комплекса, и обмен информацией между этими точками обеспечивается за счет каскадированного взаимодействия серверов.

Возможности мобильных рабочих станций.

Ввод и преобразование в цифровую форму видеоинформации от различного оборудования: от видеокамер, видеомагнитофонов, телевизоров и специального оборудования имеющего видеовыходы, и т.д. 

Ввод и преобразование в цифровую форму звуковых сигналов от различных микрофонов и других аудио источников.

Отображение на экране монитора до двух видео потоков параллельно. Это необходимо, например, для передачи информации с мест чрезвычайных ситуаций: один видео поток отображает общий вид местности, а второй - увеличенное изображение конкретного предмета или места являющихся объектом рассмотрения. 
Ввод и передача текстовых сообщений. Эта возможность крайне необходима при работе на медленных каналах, а также для передачи документов. 
Ввод и передача информации из заранее подготовленных видео роликов, например, когда в процессе видеоконференции необходимо показать заранее записанный сюжет или презентацию.
Ввод и передача презентаций и документов, заранее подготовленных в различных редакторах, таких как Microsoft Word, Microsoft Power Point, Internet Explorer и т.д. 
Локальное и удаленное управление видеокамерами или приборами, имеющими функции компьютерного управления. Эти возможности могут использоваться как в процессе видеоконференций или видеоселекторных совещаний, так и в процессе контроля за объектами и технологическими процессами.

Совместная работа с изображениями, помещаемыми на рабочем столе видеоконференционных систем. В процессе совместной работы имеется возможность указания курсорами на конкретные места изображений, а также выделение областей изображений. В качестве опции, может быть встроен программный модуль обработки и повышения качества изображений.

Сохранение локальных и принимаемых изображений в альбоме для последующего архивирования и анализа. Данное сохранение может осуществляться и для изображений с нанесенными пометками, что существенно облегчает работу с видеоархивом с возможностью оперативного доступа с точностью до отдельного кадра.

Проведение дистанционного мониторинга параметров каналов в процессе видео и аудио сеансов.

Наличие тех или иных возможностей определяется техническими требованиями к конкретным реализациям рабочих станций.

Передаваемая информация от одной или от нескольких мобильных рабочих станций одновременно, через сервер, поступает на приемную рабочую станцию, где производится просмотр видео изображений и отображение их на больших экранах, плазменных панелях, видео стенах и т.д., а также воспроизведение звука через различные аудио системы. Просмотр может производиться как от одной мобильной станции, так и от нескольких одновременно.

Мобильные комплексы передачи видео и аудио информации могут использоваться в двух режимах:

Режим 1.

При проведении видеоконференций или при передаче видео изображений в реальном времени. 
В зависимости от требуемого качества изображения могут быть достигнуты следующие характеристики:

  
(*) данные могут изменяться в зависимости от структуры кадров. 
При использовании R-Bgan приблизительная стоимость 1 минуты составит около $8,00. Одновременно с передачей, может производиться запись на диск мобильной рабочей станции.

Режим 2.

В этом случае, вся видео и аудио информация предварительно вводится и записывается на жесткий диск мобильной рабочей станции. До установления связи, оператор мобильной рабочей станции определяет фрагменты записи, которые предназначены для передачи в центральный офис, и после установления связи производится их передача.
В случае, если оператор мобильной рабочей станции не имеет полномочий для выбора наиболее важных и информативных фрагментов, просмотр записанного материала осуществляется удаленно с приемной рабочей станции, установленной в центральном офисе. Оператор приемной рабочей станции может просмотреть видео материал с интервалом между ключевыми кадрами от 1 до 10-ти секунд и определить интересующие фрагменты, которые по его команде будут ему переданы.
Время и приблизительная стоимость передачи фрагмента видео материала, длительностью 1 минута приведены в таблице.

Кодирование видео информации с помощью кодеков MPEG 2/4 позволяет достичь более высокой скорости передачи.

Кодирование видео информации с помощью кодека M-JPEG позволяет обеспечить более высокую устойчивость к помехам в канале связи.

Мобильные системы могут использовать и высокоскоростные спутниковые каналы связи VSAT со скоростью передачи данных до 1,5 МВ в секунду. На данных каналах может быть достигнуто высокое качество изображения в формате PAL (25 кадров в секунду). Абонентская плата и стоимость трафика и разовых платежей за подключение очень сильно зависит от структуры сети передачи данных.

Аналогично могут использоваться и каналы сотовой связи стандартов CDMA (14,4 Кбит в секунду), GPRS (от 13 до 52 Кбит в секунду). Состав и стоимость мобильных и стационарных рабочих станций не изменяется.

В зоне прямой видимости, дальностью до 30 км, целесообразно использовать сеть передачи данных Radio Ethernet со скоростями до 11 МВ в секунду (реальная скорость до 6 МВ в секунду).

В октябре 2002 г.  мы завершили разработку и испытания мобильного комплекса с использованием высокоскоростных каналов связи Radio Ethernet и осуществляем его серийное производство.

Состав оборудования комплекса:

1. Мобильные рабочие станции 4 шт.

2. Мобильный диспетчерский пункт.

3.Центр сбора информации и управления мобильными рабочими станциями.
4. Ретрансляторы.

Мобильные рабочие станции (МРС) смонтированы на автомобилях, энергонезависимы, и могут подключаться к различным каналам связи. Прошедшие опытную эксплуатацию мобильные рабочие станции базируются на автомобилях УАЗ, Газель, ГАЗ-66, ГАЗ-3308 («Садко»), КамАЗ, ГолАЗ, Фольксфаген LT-35 энергонезависимы и оснащены радио маршрутизаторами и направленной антенной. Несущая частота передачи составляет 2,4 ГГц и реальная скорость передачи данных до 6,5 МВ в секунду.

 В качестве видео ввода МРС используются 3CCD видеокамеры. К МРС могут подключаться также любые источники видео ввода имеющие аналоговый или цифровой видеовыход, такие как приборы ночного видео, эндоскопы, рентгеновские аппараты и т.п.
Мобильный диспетчерский пункт (МДП) также смонтирован в автомобиль и оснащен такими же радио маршрутизаторами и усилителями, но с всенаправленной антенной ГРАД 2402 (или G200) для приема информации от всех мобильных рабочих станций. В качестве базового блока используется цифровой двухпроцессорный микшер.

Процессор обеспечивает прием мультимедиа информации от восьми рабочих станций одновременно, а также передачу мультимедиа информации в центр ее сбора. Управление осуществляется как по радио, спутниковому, или по проводному (оптическому) каналам связи. Оператор МДП формирует многооконное изображение от 1 до 8 МРС и передает его в центр сбора информации.

Центр сбора мультимедиа информации (ЦСМИ) принимает ее от МДП, а также осуществляет управление МРС посредством звуковой связи, так и с помощью программных средств указателей и рисования поверх изображений. Между всеми абонентами БСМИ устанавливается звуковая связь, управление которой осуществляется из ЦСМИ или из МДП.

Управление мобильными рабочими станциями осуществляется в рамках следующих функций: изменить месторасположения, изменить направление видео съемки, изменить панораму видео съемки, изменить zoom, подключить специальные приборы наблюдения и т.д.
Ретрансляторы используются в том случае, когда необходимо удлинить радиоканал до несколько десятков или сотен километров.

Время развертывания МРС и МДП составляет от 3-х до 5 минут (без поднятия антенных мачт) и от 15-ти до 35-ти минут с поднятием антенных мачт длиной от 5 до 15-ти метров.
Опытная эксплуатация проводилась в полевых условиях на расстояниях между МРС и МДП от 200 м до 25-ти километров. Работоспособность БСМИ была обеспечена в условиях леса, а также в условиях тумана, повышенной влажности и снегопада.

В 2003 году мы завершили разработку мобильного носимого комплекса профессиональных видеоконференций. Данный комплекс выполнен на базе промышленного ноутбука со степенью защиты IP56. Размеры ноутбука вместе со спутниковой станцией Regional B-Gan составляют 330 х 270 х 160 мм. Вес не превышает 10 килограмм. Время развертывания мобильного переносного комплекса с учетом ориентации антенны и настройки параметров комплекса в целом не превышает 20 минут.

Организация спутниковой связи

Для обеспечения связи мобильных комплексов со стационарными центрами управления мы пользуемся ресурсом сети спутниковой связи ООО «РуСат» (г. Москва).

Вместе с тем, по требованию Заказчика может быть использован ресурс любого другого оператора спутниковой связи.

Общая характеристика сети спутниковой связи

Сеть спутниковой связи «РуСат» базируется на ИСЗ ЯМАЛ 200 (90 В.Д.) 

 Сеть состоит из Центральной Земной Станции (ЦЗС) и малых земных станций спутниковой связи (МЗ CCC) на базе спутниковых модемов LinkStar.

Характеристики спутника «Ямал-200»

Зоны уверенного обслуживания «ЯМАЛ-200» 90 в.д.

Характеристика  абонентской станции cпутниковой связи

Состав:

• модем Linkstar;

• преобразователь-усилитель (BUC);

• малошумящий усилитель (LNB);

• приемо-передающая антенна с автоматическим наведением на спутник;

Внешнее оборудование станции (антенна, преобразователь-усилитель, малошумящий усилитель), размещаются вне помещения крыше автомобиля.

Внутреннее оборудование станции (модем, источник питания, оконечное оборудование) размещается в отдельных стойках (шкафах) в аппаратных связи или помещениях различных служб на объектах Заказчика.

Малое энергопотребление станций позволяет использовать электрическую сеть систем электроснабжения общего назначения однофазного тока частотой 50 Гц. Источник бесперебойного питания (ИБП) Smart-UPS On-Line мощностью 1 кВА с дополнительной батареей (АКБ), обеспечивает время поддержки, при отсутствии сети, до 2 часов и размещается как в одной стойке со спутниковым модемом, так и на полу (на столе, полке) рядом с модемом.

Спутниковый модем LinkStar - это масштабируемый, высокоэффективный IP терминал, с широкополосным обратным каналом.

Обеспечивает работу широкополосных IP сетей с топологией «звезда», доступ в Интернет, цифровой мультимедийный обмен, видеоконференции, дистанционное обучение, пересылку файлов, многоадресную работу и организацию частных виртуальных сетей.

Возможности спутникового модема LinkStar

• Поддержка стандарта DVB-S2;
• Поддержка турбокода DVB-RCS;
• Поддержка технологий TCP Performance Enhancement Proxy и HTTP Acceleration (фирменные технологии компании ViaSat);
• Лучшие в отрасли показатели пропускной способности;
• Система управления аварийной сигнализацией и оповещением (Alarm Management);
• Система учета (Accounting Records);
• Поддержка протокола SNMP;
• Согласование скоростей передачи информации в режиме CIR (Committed Information Rates);
• Выделение ресурсов полосы пропускания по требованию в режиме BOD (Bandwidth-on-Demand);
• Поддержка технологии Slotted Aloha;
• Гарантированное качество обслуживания IP-трафика (Quality of Service [QoS]);
• Поддержка виртуальных локальных сетей с тегированием (VLAN Tagging) в соответствии со стандартом 802.1Q;
• Возможность применения в морских условиях.

Система LinkStar позволяет глобальным операторам связи, поставщикам Интернет-услуг и корпоративным заказчикам предоставлять конечным пользователям услуги широкополосного доступа в Интернет, реализуя уникальные преимущества, которые дают спутниковые сети при организации многоточечных (Point-to-Multipoint) соединений.

Применения спутникового модема LinkStar

• Организация доступа в Интернет;
• Передача цифровой мультимедийной информации в потоковом режиме;
• Организация видеоконференций;
• Построение корпоративных интра- и экстрасетей;
• Организация дистанционного обучения;
• Передача речи по IP-сети в режиме Voice-over-IP (VoIP);
• Организация виртуальных частных сетей (Virtual Private Network [VPN]);
• Многоадресная рассылка информации по IP-сети (IP Multicasting) и распространение контента;
• Обеспечение работы торговых точек (Point of Sale);
• Обеспечение работы морских и мобильных (возимых) станций;
• Внедрение других IP-сервисов;
• Прием потока DVB-S со скоростью до 58 Мбит/сек. (QPSK);
• Прием данных со скоростью до 10 Мбит/сек.;
• Передача данных со скоростью до 3.3 Мбит/сек.

Модем LinkStar разработан для необслуживаемой работы и не требует вмешательства оператора, содержит IP порт, обеспечивает возможность удаленного управления и контроля, в том числе диагностики неисправностей, по коммутируемым линиям через модем.

Основные технические характеристики антенного поста

абонентской станции cпутниковой связи

Условия эксплуатации:

Антенный пост в походном и рабочем положениях: