Распечатать

Видеосвязь где бы ты ни был

В «Журнале сетевых решений LAN» опубликована статья о вариантах развертывания мобильных систем видеоконференцсвязи, в которой выступил Александр Баринов, руководитель отдела мультимедиа и ВКС «Энвижн Груп»

23 сентября 2010

В рамках большого проекта по развертыванию системы ВКС (см. статью автора «ВКС на подъеме» в этом номере журнала), наш вымышленный Заказчик попросил проектировщиков обеспечить возможность подключения к сеансам видеосвязи мобильного пользователя, зона перемещений которого не ограничена границами крупных городов и густонаселенных областей. Другими словами, подключение по высокоскоростным каналам сетей 3G и/или WiMAX в данном случае не подходит. Вариант один: связь через спутник.

Все мы не раз видели в репортажах по телевидению компактные переносные системы ВКС типа «чемоданчик», которые используют в удаленных точках руководители государства и чиновники высокого уровня, журналисты, спасатели, врачи и т. п. Единственным подобным решением, предложенным нашему Заказчику, стал продукт Tactical MXP компании Tandberg (теперь это подразделение Cisco Telepresence Technology Group) — рисунок 1. Его включили в свои проекты пять компаний, причем даже те, которые построили основную часть проекта на оборудовании конкурентов Tandberg. Это позволяет сделать вывод, что данный «чемоданчик» стоимостью более полумиллиона рублей (17,5 тыс. долл.) — безусловный лидер по популярности. А есть ли другие варианты?

Альтернатива «чемоданчику»?

Конечно, есть. Ничто не мешает использовать в качестве переносного терминала ноутбук (желательно в корпусе, защищенном от ударов, влаги и пыли) с установленным программным клиентом ВКС, таким, как Tandberg Movi, Polycom PVX, LifeSize Desktop, VidyoDesktop или иным. Функционал зависит от конкретного клиента, но при оборудовании ноутбука качественными видеокамерой и акустической системой урезается несильно, а стоимость такого решения существенно меньше.

Как подчеркивает Роман Пыхов, директор по развитию Immerscom, данный подход обеспечивает большую гибкость: заказчик может выбрать форм-фактор (планшет, классический ноутбук или тот же «чемоданчик») и характеристики устройства, исходя из своих задач. При этом может учитываться степень энергонезависимости и мобильности, наличие внешних портов для подключения измерительной аппаратуры и многое другое. Использование компьютеров общего назначения позволяет существенно снизить и вес терминала (по сравнению с 11,5-кг весом Tandberg Tactical MXP), что облегчит задачу по его транспортировке.

Впрочем, у «чемоданчика» Tandberg Tactical MXP свои преимущества. Эта полностью интегрированная видеосистема, построенная на базе кодека 3000 MXP, специально разработана для использования в полевых условиях и размещена в сверхпрочном водонепроницаемом корпусе. Она содержит встроенный видеосервер MCU (опция) и поддерживает подключение до 4 видео- и 3 аудио-абонентов, а также одновременный просмотр презентации и видеоизображения ведущего. Впрочем, поддержка терминалом Tandberg Tactical MXP разрешения HD (HD720p) может оказаться избыточной при работе через спутниковые каналы, которые далеко не всегда способны предоставить соответствующую полосу пропускания, о чем подробнее будет сказано ниже.

О каком бы варианте мобильного терминала ВКС ни шла речь, нельзя забывать о том, что видеоконференции — «прожорливое» приложения, причем по отношению не только к пропускной способности каналов связи, но и ресурсам компьютера. Поэтому сколь емкими аккумуляторными батареями ни был бы оборудован терминал, при работе в полевых условиях картинка может внезапно исчезнуть из-за их разряда. Но наши интеграторы предусмотрели все: компания «Энвижн Груп» предложила укомплектовать мобильного пользователя, помимо ноутбука с ПО Lifesize Multipoint Extension и спутникового терминала (которые размещаются в промышленном кейсе на колесах), еще и переносной мини-электростанцией. Понятно, что это резко повышает степень энергонезависимости, но зато снижает уровень мобильности — мини-электростанцию надо перевозить на авто.

Уникальное решение предложили Заказчику инженеры Polycom — систему Frontline Communicator своей партнера компании AudiSoft Technologies (см. Рисунок 2). Она состоит из прикрепляемого к поясу компактного компьютера со встроенным видеокодеком и двух видеокамер: одна вместе с микрофоном и наушниками одевается на голову пользователя, вторую он держит в руках. Благодаря первой камере специалисты, находящиеся за тысячи километров, могут видеть все то, что видит оснащенной системой Frontline пользователь, находящийся на месте события. С помощью второй камеры можно более детально разглядеть интересующий объект (она обладает 40-кратным увеличением) или организовать обычную видеосвязь. Frontline Communicator по беспроводной технологии WiFi взаимодействует с устанавливаемым недалеко (удаление до 100 м) узлом доступа, который уже подключается к  «большой земле» по тому же спутниковому или иному каналу.

Inmarsat BGAN

В качестве средства подключения терминалов мобильного пользователя ВКС большинство компаний предложили использовать спутниковые терминалы Inmarsat BGAN (Broadband Global Area Network).

По словам Алексея Власова, ведущего инженера-конструктора компании «Открытые Технологии», в настоящее время система Inmarsat BGAN является единственным вариантом спутниковой связи, удовлетворяющим исходным требованиям: мобильность, компактность, глобальность и широкополосность. «Терминалы типа VSAT, хоть их и расшифровываются как «very small», требуют в своем мобильном варианте как минимум легкового автомобиля, системы, работающие с низкоорбитальными спутниками (Globalstar, Iridium), могут обеспечить лишь голосовую связь [а также низкоскоростную передачу данных, — прим. Ред.], — говорит он. — Решение Thuraya IP допускает потоковое IP-вещание до 384 кбит/с, но это региональная, а не глобальная спутниковая система».

Система Inmarsat BGAN, работающая в L-диапазоне, предоставляет пригодные для ВКС сервисы Streaming IP с гарантированной скоростью 32, 64, 128 и 256 кбит/с (с недавнего времени предлагается новая услуга X-Stream — потоки по требованию со скоростью от 384 до 450 кбит/с). В России услуги BGAN можно получить через ФГУП «Морсвязьспутник», ЗАО «Московский телепорт» и ряд других провайдеров. Из доступных в настоящий момент BGAN-терминалов скорость 256 кбит/с и выше поддерживают лишь HNS 9201 компании Hughes Network Systems и Explorer 700 компании Thrane & Thrane.

Алексей Власов ( «Открытые Технологии») рекомендует Заказчику терминал HNS 9201 (вес 2,8 кг, размеры 27,5 x 34,5 x 5,0 см) стоимостью 3500 долл., указывая на то, что Explorer 700 при схожих технических характеристиках тяжелее и дороже. Терминал HNS 9201, выпускаемый компанией Hughes Network Systems с 2005 г., поддерживает обмен данными со скоростью до 492 кбит/с без гарантии качества обслуживания и до 256 кбит/с с гарантией. При этом он позволяет одновременно использовать все 4 интерфейса (Ethernet, ISDN, USB и Wi-Fi) для нескольких пользователей (до 11). Специалист «Открытых Технологий» рассказывает, что в США терминал можно арендовать за 9 долл. в день (плюс предоплата за трафик, от 6,40 долл. за Mбайт, и 45 долл. за публичный IP-адрес), в России услуга аренды, к сожалению, не предоставляется.

Александр Баринов, начальник отдела мультимедиа и ВКС «Энвижн Груп», отдает предпочтение чуть более тяжелому (3,2 кг) и существенно более дорогому (11 700 долл.) терминалу Explorer 700 компании Thrane & Thrane. По его мнению, в этом изделии оптимальные характеристики сочетаются с расширенными функциональными возможностями, реализованными в прочной конструкции, чрезвычайно гибкой в использовании. Эта гибкость обусловлена тем, что терминал сконструирован как два отдельных блока, благодаря чему антенна может быть размещена снаружи, в то время как оператор работает внутри помещения. Специалист «Энвижн Груп» отмечает также, что Explorer 700 позволяет одновременно осуществлять телефонную связь (например, с помощью гарнитуры Bluetooth или обыкновенного настольного телефонного аппарата) и использовать приложение, связанное с передачей данных, например ВКС.

Предположим, Заказчик выбрал из, прямо скажем, небогатого ассортимента терминал Inmarsat BGAN, теперь самое время поговорить и об ограничениях этой технологии. Как отмечают эксперты компании «Крок», выполнение вызова на скорости 256 Кбит/c и свойственная спутниковой связи задержка порядка 1 с означает, что абонент сможет получать и принимать видео с разрешением w288p, а его собеседники будут реагировать на реплики с 2-секундной задержкой. Стоимость использования гарантированного IP-канала 256 кбит/с, по данным компании «Инфосистемы Джет» составляет 15 долл., а значит, получасовой сеанс ВКС обойдется примерно в 450 долл. — совсем недешево.

Если задержка, определяемая скоростью света и расстоянием до геостационарного спутника, уменьшена быть не может, то получить большую скорость передачи данных можно при использовании систем VSAT, которые работают в Ku-диапазоне. Правда, терминалы VSAT имеют большие размеры (по сравнению с Inmarsat), что ограничивает степень мобильности, но возможность получить мегабитную скорость делает их перспективными для широкополосных приложений.

Терминалы VSAT

Под VSAT понимают земную станцию спутниковой связи с небольшой (как правило, диаметр от 1,2 м) антенной. Помимо антенны в комплект входит передатчик и приемник (вместе с антенной они относятся к ODU — оборудованию, устанавливаемому снаружи), внутри помещения устанавливается модем, к которому и осуществляется подключение оконечного оборудования клиента. Варианты комплектации, как правило, определяются выбором антенны и модема. Антенна может быть с ручным и автоматическим наведением, а также обеспечивающая связь в движении или только в неподвижном состоянии.

Самыми дорогостоящими являют следящие антенные системы, позволяющие осуществлять видеосвязь в движении. Пример — низкопрофильная антенная система Ku-диапазона StarCar (см. Рисунок 3), созданная с использованием запатентованной технологии нового поколения CoMPA (Coherent Multi-Panel Antenna). Стоимость такой системы, по данным компании «Русат», составляет около 110 тыс. долл. (см. Таблица 1). По утверждению ее специалистов, они на практике убедились в нормальной работе такой антенны при скоростях движения порядка 120 км/ч.

Таблица 1. Антенные системы, предлагаемые для подключения мобильных терминалов ВКС компанией «РуСат»

ОборудованиеВремя развертыванияСтепень портативностиПримерная стоимость оборудования, долл.
Низкопрофильная следящая антенная система Ku-диапазона StarCar (антенна предназначена для предоставления услуг связи в движении)Не требуется, антенна находится в постоянной готовности к работеУстанавливается на любое транспортное средство, автомобиль, самолет, ж/д вагон110 тыс.
Мобильная VSAT-антенна PIONEER 120/150До 10 мин.Устанавливается на автомобиль 35 тыс.
Моторизованная антенна быстрого развертывания с автоматическим наведением QDMA 1,2До 25 мин.Доставка любым видом транспорта (микроавтобус, вертолет, катер и т.д.)75 тыс.
Компактная антенна с ручным наведением До 50 мин. (двумя специалистами)То же 2 850*

* Указана цена комплекта LinkStar, включающего антенну, приемо-передающее устройство, комплект кабелей, модем LinkStar и опорно-поворотное устройство.

Следующей группой являются антенны с автоматическим наведением. Их использование предполагает остановку транспортного средства и подготовку системы к работе (как правило, не более 10–20 минут). В качестве примера таких антенн специалисты «Русат» приводят систему Pioneer 120 /150, предназначенную для установки на крыше транспортного средства, и ультра-легкую антенну QDMA VertexRSI диаметром 1,2 м. Как утверждают в  «Русат», такая антенна может быть собрана одним человеком менее чем за десять минут. Контроллер антенны обеспечивает наведение на требуемый спутник, для чего достаточно одного нажатия на кнопку. Антенна QDMA 1,2 м упакована в один или два транспортных ящика (в зависимости от заказанных опций), которые сконструированы так, что могут доставляться с помощью коммерческого воздушного транспорта, имеют колеса и чемоданные ручки для легкого перемещения одним человеком.

Используя антенны с автоматическим наведение компании, предоставляющие услуги спутниковой связи, разработали готовые мобильные комплексы на базе авто. Это, например, передвижная репортажная спутниковая станция «Русат» и мобильный спутниковый терминал AltegroSky Mobile компании «Сетьтелеком» (см. Рисунок 4). Во время движения антенна такого комплекса находится в закрытом положении. При остановке по команде, выданной пользователем с компьютера, антенна в автоматическом режиме наводится на спутник и становится полностью работоспособной, обеспечивая организацию широкополосной связи.

По данным компании «Сетьтелеком», время развертывания мобильного терминала из транспортного положения в рабочее не превышает 10 минут. В состав комплекса входят автоматический антенный пост с антенной диаметром 1,2 м, стандартное каналообразующее оборудование, системы управления и электропитания. Стоимость такого мобильного спутникового терминала составляет от 600 тыс. руб. в зависимости от комплектации, его аренда — от 12 тыс. рублей в сутки.

С точки зрения капитальных затрат самый дешевый вариант — использование компактных антенн с ручным наведением (см. рисунок 5). Правда, для ихо установки потребуются специально подготовленные инженеры и больше времени, чем для подготовки антенн с автоматическим наведением. Но и стоимость, с учетом цены приемопередатчика, модема и опорно-поворотного устройства составляет примерно 85 тыс. р. (данные на комплекс LinkStar компании «Русат»).

В рамках своего проекта для нашего Заказчика компания «РТКомм. РУ» предложила подключение систем ВКС через VSAT, указав стоимость доставки и установки предоставляемых в аренду терминалов Hughes (см. Таблица 2). За саму аренду терминалов денег «РТКомм. Ру» не берет, а по окончанию действия договора на услугу, они возвращаются ей обратно. При желании, клиент может выкупить терминалы по специальной цене, а также подключить к услуге свои собственные терминалы. Ежемесячный платеж за использование спутникового канала на скорости 2 Мбит/с составляет 80 тыс. р. без каких-либо ограничений по объему трафика или по длительности сеансов связи.

Таблица 2. Стоимость доставки и установки предоставляемых в аренду терминалов VSAT (данные «РТКомм.РУ»)


Тип комплекта VSAT
Параметры доставкиТерминал Hughes 7700S + антенна 1,2 мТерминал Hughes 7700S + антенна 1,8 м
Не более 200 км от центра субъекта РФ с доступностью на автомобиле или ж/д транспорте82 000 р.102 000 р.
Более 200 км от центра субъекта РФ с доступностью на автомобиле или ж/д транспорте97 000 р.117 000 р.
Доступность вертолетом или гужевым транспортом200 000 р.220 000 р.

Выше уже говорилось о том, что большая задержка является одним из главных ограничений для работы интерактивных приложений типа ВКС через спутниковые системы связи. Здесь следует учитывать топологию построения этой системы. Чаще всего используется схема «звезда» с центральной станцией (хабом). В этом случае связь между двумя спутниковыми терминалами осуществляется с двумя спутниковыми скачками (круговая задержка около 1 с). Однако существуют решения для построения полносвязных (mesh) сетей без центрального узла. В этом случае из цепочки VSAT — ИСЗ — центральная станция — ИСЗ — VSAT исключается одно звено (центральная станция), соответственно задержка сокращается в два раза до 0,5 с.

В обоих случаях, если связь осуществляется между спутниковым терминалом и системой, подключенной к наземной сети, задержка в спутниковом сегменте будет равна 0,5 с. В этом случае в сети «звезда» трафик, достигнув хаба, пойдет не на спутник, а по наземной сети. В спутниковой сети, где связь осуществляется «каждый с каждым», функциями шлюза во внешние (наземные) сети обычно наделяют один из терминалов.

При выборе модемной части терминалов VSAT заказчик должен учитывать возможности конкретной спутниковой платформы, в том числе поддерживаемую топологию ( «звезда» или «каждый с каждым»). Как отмечает Евгений Федоров, руководитель отдела инженерной поддержки продаж компании «Сетьтелеком», хотя производители и пытаются принять общие стандарты, по факту взаимозаменяемости между решениями разных компаний нет. На выбор конкретной платформы влияет еще и специфика используемого оборудования ВКС. Например, компания Hughes Network Systems (признанный мировой лидер в производстве VSAT) предлагает две платформы: HN (доступ в Интернет, негарантированная пропускная способность для передачи данных) и НХ (гарантированная пропускная способность, корпоративные сети).

По словам специалиста «Сетьтелеком», для классических программно-аппаратных комплексов ВКС ведущих зарубежных производителей лучше использовать решения HX, а вот программные системы «Видеопорт» (на базе которых «Сетьтелеком» предлагает сервис AltegroVideo) хорошо работают на любой платформе. Связано это, в частности, с тем, что фирменный кодек VideoPort Cyclon специально разрабатывался для работы в условиях нестабильных каналов невысокой пропускной способности. Кроме того, для использования в спутниковых сетях в ВКС-системе «Видеопорт» предусмотрен режим работы UDP-Multicast, позволяющий минимизировать трафик при наличии нескольких пользователей, получающих данные через спутниковые каналы.

Итак, системы Inmarsat BGAN обеспечивают высокую степень мобильности, но не слишком большую скорость связи при высокой стоимости трафика. Системы VSAT ограничивают мобильность пользователя ВКС необходимостью применения автомобиля или другого транспортного средства, но позволяют получить мегабитную скорость при более привлекательной стоимости трафика. Золотой середины нет. Не случайно, как рассказали нам в московском офисе Tandberg, заказчики этого производителя систем ВКС используют оба названных варианта, выбирая наиболее подходящий в зависимости от специфики текущей задачи.

Александр Барсков — ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: ab@lanmag.ru.

Подробнее