Videokonferenzdienste an der Uni-Erlangen. MultiMediaZentrum der Universität Regionales RechenZentrum Erlangen Martensstrasse Erlangen

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1 Videokonferenzdienste an der Uni-Erlangen MultiMediaZentrum der Universität Regionales RechenZentrum Erlangen Martensstrasse Erlangen Michael Gräve Tel.: / MMZ@RRZE.Uni-Erlangen.De

2 Kompetenzzentrum für Videokonferenzdienste TU Dresden Universitätsrechenzentrum Kompetenzzentrum für Videokonferenzdienste Zellescher Weg Dresden Tel.: (0049) Fax: (0049) vcc@tu-dresden.de WWW: Dipl.-Ing. Wolfgang Wünsch Dipl.-Ing. Christoph Fleck Dipl.-Ing. Detlef Makowitz Dipl.-Inform. Undine Grohmann Dipl.- Inform. Frank Schulze

3 Allgemeine Einführung Videokonferenzen

4 Definition Videokonferenz Eine Videokonferenz ist ein virtuelles Treffen von zwei oder mehreren räumlich getrennten Gesprächspartnern, die in Echtzeit über Audio und Video miteinander kommunizieren können. Gleichzeitig können sämtliche Daten (Audio, Video, Text) digitalisiert, untereinander ausgetauscht und gemeinsam bearbeitet werden. (Quelle:

5 Einsatzmöglichkeiten von Videokonferenzen Bildung Lehre Forschung Justiz Videokonferenz Hotline Medizin Industrie Beratung

6 Punkt zu Punkt - Videokonferenz An einer Punkt zu Punkt - Videokonferenz nehmen immer nur zwei Systeme teil. Das heißt aber nicht, dass bei dieser Art der Videokonferenz nur zwei Personen miteinander kommunizieren können. Es geht lediglich darum, dass aus Sicht des Transportnetzes nur zwei Endgeräte miteinander kommunizieren. A B

7 Multipoint-Videokonferenz An einer Multipoint-Videokonferenz können drei oder mehr Systeme, die geographisch voneinander getrennt sind, teilnehmen. Die verschiedenen Endgeräte werden durch eine Multipoint Control Unit (MCU) miteinander verbunden. B A MC U C ViewStation E D

8 Technische Möglichkeiten an der Uni-Erlangen ISDN = H.320 via Tandberg 3000 IP = H.323 via Tandberg 3000 / 990 MPEG-IP via Vbrick 6000 Adressierungsarten: Punkt zu Punkt via ISDN : per Telefonnummer via IP : per DNS Name : vidcon-3.rrze.uni-erlangen.de per IP-Adresse : Multipoint-Konferenz via DFN-MCU :... (s.u.) per Telefonnummer

9 Räume mit Audio-/Videoausstattung RRZE Konferenzraum RRZE Hörsaal H4 Hörsaal Biochemie Wiso H5 / H6 Wiso MM-Labor EWF?

10 Rahmenbedingungen für Videokonferenzen

11 Besonderheiten einer Videokonferenz Gefühl des direkten Kontaktes mit dem Gesprächspartner allerdings Eindrücke vom Partner eingeschränkt (meist sind nur das Gesicht und ein kleiner Teil des Hintergrundes zu sehen) Verhalten in der Videokonferenz bedarf etwas Übung lokales Bild lenkt oft ab vom Gesprächspartner Interaktion ist wichtigster Aspekt der Konferenz; Technik setzt aber enge Grenzen und stellt Anforderungen

12 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Vorbereitung mit neuen Partner große Bedeutung, da es Einfluß auf die Qualität der weiteren Zusammenarbeit haben wird Klärung, welche Endgeräte teilnehmen vorm ersten Kontakt per Videokonferenz kurze Vorstellung mit Hilfe eines anderen Mediums (Telefon,etc.) durchführen bei komplexen Themen kurze Zusammenfassung an die anderen Teilnehmern per Post oder senden

13 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Technische und organisatorische Vorbereitungen (1) Umgang mit dem System sollte vertraut sein etwa 24 Stunden vor Beginn der Konferenz noch einmal alle Verbindungen überprüfen (bei internationalen Konferenzen möglichst noch früher Zeitzonen beachten!) Verfügbarkeit der Teilnehmer und des Videokonferenzraumes prüfen Bei Verwendung einer Multipoint Control Unit (MCU): MCU rechtzeitig für geplanten Termin reservieren Einwahlnummern testen Konferenzleiter wählen, der im Umgang mit der MCU geübt ist Wer ruft wen an? alle Telefon- / Handynummern (!) der Teilnehmer austauschen

14 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Technische und organisatorische Vorbereitungen (2) eine Videokonferenz maximal eine Stunde, längere Konferenzen in zwei oder mehr Sitzungen aufteilen übersichtliche Agenda mit angestrebten Zielen des Treffens aufstellen Tagesordnungspunkte nach ihrer Wichtigkeit ordnen Tagesordnung, Skripts, Präsentationen und Folien rechtzeitig vorher allen Teilnehmern zustellen überraschende Änderungen der Themen oder des Ablaufes vermeiden! Application-Sharing nutzen (Acrobat Breeze, DuoVideo oder PC- Kopplung) Verbindung spätestens Minuten vor dem vereinbarten Starttermin aufbauen

15 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Technische und organisatorische Vorbereitungen (3) falls VC-System auf einem PC läuft, alle nicht benötigten Anwendungen schliessen; Bildschirmschoner und die Energiesparfunktion des PC ebenfalls deaktivieren während der Konferenz vor äußeren (z.b. durch andere Personen) und internen Störungen (z.b. Handy) schützen bei MCU-Nutzung vor sich ein Schild mit dem eigenen Namen oder dem Standort platzieren

16 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Der Moderator in einer Mehrpunktkonferenz MCU-Konferenzen durch einen Moderator leiten lassen, dieser sollte sowohl sehr genau über das Thema Bescheid wissen, als auch viel Erfahrung mit Videokonferenzen haben falls sich die Teilnehmer nicht kennen, allen die Gelegenheit geben, sich kurz vorzustellen nach der Vorstellungsrunde noch einmal kurz die Tagesordnung besprechen voice-switching führt bei ungeübten Teilnehmern anfangs zur Irritation Moderator stellt in geeigneter Weise (beispielsweise Fragerunden) in regelmäßigen Abständen sicher, daß noch alle Teilnehmer in der Konferenzschaltung sind

17 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Raumgestaltung Allgemeine Raumgestaltung geeignete Sitzgelegenheiten in ausreichender Zahl bereitstellen alle Monitore sollen für alle Beteiligten gut sichtbar sein Sitzordnung so gestalten, daß niemand seinen Nachbarn blockiert den Eindruck nicht einzusehender Stellen für die Gegenstelle vermeiden Mikrofon so plazieren, daß alle gehört werden können; gegebenenfalls mehrere Mikrofone verwenden ==> Alle diese Forderungen lassen sich mit einem parabolischen oder halbkreisförmigen Tisch erfüllen. Das offene Ende ist dabei in Richtung Kamera zu stellen.

18 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Akustik (1) äußere Lärmquellen, wie Verkehrsgeräusche, Büromaschinen, Klimaanlagen, Aufzugsschächte und angrenzende Gänge, so stark wie möglich abgeschirmen Raum nach außen akustisch isolieren Einsatz geräusch-absorbierender Materialien (wie z.b. Vorhänge, Teppiche oder akustische Deckenmaterialien) im Raum Raumhöhe und Einrichtung des Raumes sollten ebenfalls die Schallwellen minimieren Oberflächen, welche den Schall gut reflektieren (z.b. Fenster, glatte Wände oder gekachelte Böden) vermeiden zur Tonwiedergabe professionelle Lautsprecher verwenden am PC aktive Lautsprecher bevorzugen

19 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Akustik (2) Bei fest installierten Beschallungsanlagen empfiehlt sich zur Vermeidung von Brummstörungen eine galvanische Trennung mit einem Trennübertrager. Der Trennübertrager ist ein Transformator, der zwei Stromkreise zur Vermeidung von Brummstörungen galvanisch voneinander trennt. Es besteht dann kein direkte Verbindung über ein leitendes Material mehr.

20 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Akustik (3) Lautsprecher in Richtung der geringsten Empfindlichkeit des Mikrofons aufstellen (meist hinter dem Mikrofon) Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrofon 5x Abstand zwischen Sprecher und Mikrofon Einzelpersonen sollten Headset benutzen; konstanter Mikrofonabstand bei nahezu keinen Rückkopplungen wird gewährleistet Gruppen sollten nahempfindliches Standmikrofon (dynamisches Mikro) benutzen, an das der Sprecher herantritt. Richtmikrofone sind ungeeignet, weil diese zu viele Hintergrundgeräusche aufnehmen Tischmikrofone mit aktiver Echounterdrückung koppeln Einsatz mehrerer Tischmikrofone erfordert automatischen Mischer

21 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Akustik (4) Beim Einsatz von Grenzflächenmikrofonen ist es erforderlich, das alle Personen direkt an dem Tisch sitzen und Stöße am Tisch durch Stühle, Füße, Stifte, usw. vermieden werden. Ein Grenzflächenmikrofon ist ein Kondensatormikrofon, welches mit seiner Membran bündig in eine Platte eingebaut ist und zusammen mit dieser Platte auf eine möglichst große Fläche, z.b. auf den Tisch, gestellt wird. Das Mikrofon erhält so den maximalen Schalldruck ohne Überlagerungen von Hallanteilen und führt zu einem akustisch guten Raumeindruck bei ausgewogenem Frequenzgang.

22 Vorbereitungen für eine Videokonferenz Sonstiges Zubehör Mischpult Signale in beiden Richtungen durch professionellen Mixer mit regelbarem Monitorkanal steuerbar Absenken der Tiefen und leichtes Anheben der mittlere Frequenzen verbessert die Verständlichkeit von Sprache Mischpulte ermöglichen es, Aussteuerungskorrekturen direkt und ohne Software vorzunehmen

23 Die Videokonferenz Ein echter Blickkontakt ist während der Videokonferenz nicht möglich. Dieses Dilemma läßt sich ein wenig beheben, indem die Kamera direkt über dem Video des Partners auf dem Monitor plaziert wird. Beim Sprechen sollte man in die Kamera schauen, beim Zuhören auf das Videobild des Gegenüber.

24 Die Videokonferenz bei längeren Sprechpausen das Mikrofon abschalten, um nicht ständig alle Hintergrundgeräusche zu übertragen Ausschalten aber der Gegenseite mitteilen normale Lautstärke beim Sprechen reicht, keinesfalls muß man schreien für eine ordnungsgemäße Kommunikation bei einer Videokonferenz mit voice-activated (Umschaltung des Bildes auf den aktuellen Sprecher) kann es bei den Gegenstellen durch diesen Vorgang zu einer kurzen Verzögerung kommen häufige und schnelle Bewegungen möglichst vermeiden Sendung eines Standbildes vorher ankündigen nach dem Ende der Konferenz vergewissern, daß die Verbindung auch wirklich getrennt wurde.

25 Netzwerke: Qualitäts- und Leistungserwartungen

26 Größenordnungen ISDN : 64 kbit bis 2MBit = 1 B-Kanal bis 30 B-Kanäle H.323-IP : 128 bis 1,5 Mbit MPEG-IP : 2 40 Mbit ATM : 20 MBit bis 1,5GBit

27 Qualitäts- und Leistungserwartungen Zugang Backbone DFN G-WiN-Anbindung 34 Mbps Gbps IP-Anschluss bis 2 Mbps xdsl (TDSL 768/128 kbps) ISDN (n x 64 kbps: 128 2Mps) ISDN (64 bis 128 kbps) Telefonleitung (56K Modem) Voll- oder Halb-Duplex 10/100 Ethernet (Shared/Switched Ethernet) Switches/Router/VLANs Unicast/Multicast/Broadcast Stark belastete oder mangelhafte Netzsegmente: Einfluß von Latency, Jitter, Packet Loss Firewalls/NATs QoS

28 Zugang über DFN G-WiN-Anbindung gute Voraussetzung für Videokonferenz mit anderen Anwendungen verträglich Bandbreite: 34 Mbps Gbps Auslastung: maximal 50% (im 5 Minuten-Mittel) - für die Zugangsleitung - für die aktiven Komponenten - im lokalen Netz

29 Zugang über xdsl DSL... Digital Subscript Line ADSL... asymmetrische Bandbreiten für Down- und UpStream - max. 16 Mbps / 2 Mbps Problem UpStream: - nur optimal für CP-Konferenzen TDSL... ADSL Angebot der Telekom: 2Mbps/256 kbps - Providerpeering SDSL... symmetrische Bandbreiten bis max. 3 Mbps - optimal für VS-Konferenzen

30 Zugang über mehrere ISDN-Kanäle E1 (30 x 64 kbps: 2 Mbps) ISDN (n x 64 kbps: kbps) Gateway ermöglicht direkten ISDN-Zugang (H.320) zu IP-Konferenzen und bzw. IP-Endgeräten (H.323)

31 Zugang über analoge Telefonleitung Telefonleitung (56K Modem) Downloadgeschwindigkeit - unter optimalen Voraussetzungen 56 kbps - praktisch maximal kbps Uploadgeschwindigkeit - unter optimalen Voraussetzungen 33,6 kbps H.324 für direkte Nutzung analoger Telefonleitungen: kaum Produkte für private Nutzung ausgelegt prinzipiell sehr geringe Qualität

32 Netzwerke: Autonegotiation Autonegotiation im Ethernet manche Switch-Endgeräte-Kombinationen fehlerhaft: a.) keine Verbindung b.) regelmäßiges Neuverhandeln führt zu regelmäßigen Übertragungspausen c.) optimalere Modi möglich bei Fehlern: - beide Seiten auf die selben Werte fest einstellen - falls nicht möglich: 10Base Hub Voll- oder Halbduplex - Vollduplex ist zuverlässiger (keine Kollisionen) - nicht alle Geräte sind vollduplexfähig 10/100 Ethernet - 10 Mbps lokal für VC ausreichend - bei gemischter Nutzung 100 Mbps

33 Netzwerke: aktive Netzwerkkomponenten Switched Ethernet vorteilhaft: - vollduplex - bei Servern im lokalen Netz - für QoS nötig Shared Ethernet (Hub): - mitlauschen (Sniffer) einfach Switches/Router/VLANs Belastung der Geräte steigt bei komplexen Konfigs Multicast wird i.d.r. nicht benutzt Ausnahmen: - Gatekeeper auto discover - SunForum mit dezentralen Mehrpunktkonferenzen - Streaming

34 Netzwerke: Kenngrößen von Netzwerken Kenngrößen: erhöhte Latency: - eher unkritisch - aber Anzeichen für Netzüberlastung Jitter ist eher unkritisch Packet Loss ist die kritische Größe! Jedes verlorene Videopaket ist sichtbar. In der Praxis gehen selektiv die grossen Pakete am häufigsten verloren. Ein verlorenes Paket kann über mehrere Sekunden Videofehler verursachen.

35 Grundlagen zu Gatekeeper, MCU und Gateway

36 Grundlagen zu Gatekeeper, MCU und Gateway Multipoint Control Unit Gatekeeper Gateways Datenanwendungen

37 Multipoint Control Units (MCUs) Eine MCU ermöglicht eine Konferenz zwischen drei oder mehr Teilnehmern, welche geografisch voneinander getrennt sind. B Die MCU ist dabei eine Art Sternverteiler, welche die Endgeräte (sogenannte Kommerzielle Systeme ) miteinander verbindet. A E MC U D C

38 Multipoint-Videokonferenz Gatekeeper (GK)

39 Kaskadierung von MCUs Durch Kaskadierung (Zusammenschaltung) mehrerer MCUs kann die Kapazität einer Konferenz erhöht werden. T T T MC U MC U T T T MC U T Jedes Jahr findet die Megakonferenz statt ( 2005 = 437 Teilnehmer)

40 Einrichten von Konferenzen, Definition von Services Konferenzparameter auf der MCU können sein Anzahl der Teilnehmer Bildrate Bildgröße Bandbreite H.261 im Modus Video Switching H.263 im Modus Video Switching Continuous Presence Datenanwendungen mittels T.120 (ja/nein) Vordefinition der Parameter in Schablonen (Services) Services bilden Grundlage für benutzerdefinierte Konferenzen Die Rufnummer setzt sich dann immer aus der Servicenummer ( Service-ID ) und einer Konferenznummer ( Konferenz-ID ) zusammen.

41 Einrichten von Konferenzen, Definition von Services Beispiel: Die MCU-Schablone 910 habe die Parameter: Darstellung im Continuous Presence Mode Endgeräte senden ihre Videos mit maximal 174 kbps im QCIF-Format Endgeräte empfangen ihre Videos mit maximal 504 kbps im CIF-Format es werden 15 Bilder pro Sekunde im Standard H.261 gesendet Konferenznummer generieren unter Generierung einer Konferenz-ID, z.b Konferenznummer ist dann

42 Aufruf einer Konferenz (Dial-In, Dial-Out) Dial-In: Einwahl in eine MCU-Konferenz Wahl der Konferenznummer (z.b ) möglicherweise noch Gatekeeper-Prefix nötig (s.u.) Dial-Out: Administrator der Konferenz lädt über Weboberfläche einen neuen Teilnehmer ein Durchwahl weiterer Teilnehmer mit confid**n1**n2 Voraussetzung für beide Wählverfahren: Service lässt weitere Teilnehmer überhaupt zu

43 Gatekeeper - Definition, Arbeitsweise der Gatekeeper vermittelt den Verbindungsaufbau Adressauflösung Authentifizierungs-/Zugangssteuerung Bandbreitenverwaltung maximale Bandbreite für alle Rufe der Zone maximale Bandbreite pro Ruf bei Vorhandensein eines Gatekeepers müssen sich die Komponenten bei ihm registrieren Ein Gatekeeper ist eine logische Komponente des H.323- Standards, welcher sowohl als Windows- oder UNIX- Software, als Router-Option, als Teil einer MCU oder eines Gateways implementiert sein kann.

44 Zonenbegriff Administrationskonzept auf Gatekeepern Zone: logische Zusammenfassung aller Geräte, welche einem Gatekeeper zugeordnet sind zur Kennzeichnung erhalten alle Geräte eine Nummer RRZE hat z.b innerhalb des DFN werden die Prefixe für Gatekeeper vom DFN vergeben RRZE hat einen eigenen Gatekeeper andere Provider haben eigene Numerierungskonzepte

45 Gatekeeper-Registrierung Registrierung eines Terminals am Gatekeeper muss eindeutig sein Anmeldung erfolgt per H.323-Name (z.b. Maschinenname: RRZE-1), E.164-Alias (numerische Zahl: z.b. 1223) und Angabe der Gatekeeper IP-Adresse Aliase können theoretisch pro Sitzung geändert werden, deshalb Nummernplan pro Zone nötig! Teilnehmer können nach der Registrierung mit dem E.164- Alias gerufen werden (und lokal auch mit dem H.323- Namen)

46 Application Sharing Bedienoberfläche eines oder mehrerer Anwendungsprogramme wird allen zur Verfügung gestellt alle Teilnehmer sehen also gleichzeitig ein und dieselbe Oberfläche Programm läuft trotzdem nur auf einem Rechner, welcher alle Ressourcen bereitstellen muss Fernsteuerung kann mittels eines speziellen Programms übernommen werden das zur gemeinsamen Nutzung vorgesehene Programm kann entweder nur zur Ansicht oder zur Bearbeitung freigegeben werden Kennzeichnung durch einen zusätzlichen Reiter oberhalb der Titelzeile mit der Aufschrift freigegeben durch...

47 Produkte auf dem Markt Videokonferenz-Schulung

48 Produkte auf dem Markt Endgeräte (H.323/H.320) Tests und Bewertungen Kosten für typisches VC-Equipment Hersteller/Distributoren von VC-Systemen

49 Produktgruppen Desktop-Systeme Kompakt-Systeme (Gruppensysteme) Raumsysteme

50 Desktopsysteme i.d.r. in PC integrierte VC-Lösungen PC-Karte, Kamera, Headset/Telefon-Handset, Software bzw. USB-Gerät + Software H.323 (LAN) und z.t. H.320 (ISDN) werden unterstützt geeignet für 1-2 Personen Polycom ViaVideo (USB) VCON ViGO (USB) NetMeeting (nur Software)

51 Desktopsysteme Polycom ViaVideo VCON ViGO Pro

52 Gruppen-Systeme integrierte VC-Lösungen als Set-Top-Box zusätzlich nur TV-Monitor und Netzanschluss (LAN/ISDN) H.323 (LAN) und H.320 (ISDN) werden unterstützt geeignet für kleine Arbeitsgruppen (bis ca. 10 Personen) Polycom ViewStation TANDBERG 880 Sony Contact 1600

53 Gruppensysteme VCON Falcon IP Polycom ViewStation Sony Contact 1600 TANDBERG 800 Polycom ipower 600 Serie

54 Gruppensysteme - TANDBERG 1000 Kompaktsystem mit integriertem TFT- Display (12,1 ) Bandbreite bis 768 kbps (LAN) bzw. bis 384 kbps (ISDN) PCMCIA-Slot für WLAN (IEEE b) Anschluss und Handhabung unkompliziert nach Start sehr schnell betriebsbereit liefert bei Bedarf Informationen über Verlust von Datenpaketen T.120-Weiterleitung an PC (mit Hilfe von NetMeeting 2.1) ist nur über die serielle Schnittstelle möglich

55 Raum-Systeme modular aufgebaute VC-Lösungen, i.d.r. auf PC-Basis (Windows) Kamera(s), Raummikrofone und große Monitore H.323 (LAN) und H.320 (ISDN) werden unterstützt geeignet für größere Arbeitsgruppen und Konferenzräume VCON MediaConnect 8000 TANDBERG 6000

56 Raumsysteme VCON Media Connect 8000 TANDBERG 6000

57 Tests und Bewertung matrix/

58 Hersteller / Distributoren

59 Durchführung einer Videokonferenz

60 Durchführung einer Multipoint-Videokonferenz Aufsetzen einer Multipoint-Videokonferenz Steuerung einer Multipoint-Videokonferenz Typische Aufgaben und Fehlersuche

61 Aufsetzen einer Multipoint-Videokonferenz 1. Konferenzparameter bestimmen: MCU auswählen: Ad Hoc MCU Operator MCU Public MCU Zugangsmöglichkeiten der Teilnehmer bestimmen: LAN (Bandbreite, Qualität): Dial-In oder Dial-Out (Dial-In nicht für Gäste auf Dienst-MCUs möglich) ISDN (Kanal-Anzahl): nur Dial-In

62 Aufsetzen einer Multipoint-Videokonferenz 1. Konferenzparameter bestimmen: Bildteilung auswählen: CP (Viererteilung) für eine Person pro Gerät ISDN-Teilnehmer nur VS mit QCIF VS (Vollbild) wenn mehrere Personen pro Gerät Bandbreite auswählen: CP: 504/178 kbps oder 904/284 kbps VS: 384 kbps oder 768 kbps werden Datendienste (T.120) benötigt? soll die Geräteanzahl begrenzt werden? auf 3, 4 oder 5 Geräte Servicenummer und ID der Konferenz bestimmen: Ad Hoc MCU: Alle MCU s: Service-Tabelle und ID (Endgerätenummer?) kursiv... momentan konfiguriert

63 Aufsetzen einer Multipoint-Videokonferenz 2. Konferenznummer an Teilnehmer senden weitere Zugangsinformationen ggf. hinzufügen Testtermin abstimmen 3. Konferenz testen 4. Rechtzeitig einwählen (15 Minuten vor Konferenzbeginn)

64 Steuerung einer Multipoint-Videokonferenz grundsätzliche Steuerungsmöglichkeiten: Einwahlreihenfolge bei CP Sprechen bzw. Mikro stumm schalten WWW-Zugang: direkt auf der MCU (IP oder DNS-Name) Konferenznummer (ohne Prefix) angeben WWW ohne besondere Rechte zusätzlich: Konferenzparameter anzeigen Teilnehmerliste anzeigen aktueller Sprecher wird markiert weitere Geräte anwählen (Dial Out) Teilnehmer mit Konferenzsteuerung (Konferenzadmin)

65 Steuerung einer Multipoint-Videokonferenz WWW als Konferenzadministrator zusätzlich: Geräte trennen gesamte Konferenz beenden Gerät dauerhaft anzeigen: bei CP: a.) 3 dauerhaft + 1 VS (default) b.) 4 dauerhaft - alle sehen das gleiche Video bei VS: a.) 1 VS (default) b.) 1 dauerhaft (Presenter) - Sprecher a.) oder Presenter b.) wird überall angezeigt - Sprecher sieht den vorletzten Sprecher - Presenter sieht den aktuellen Sprecher - Man sieht sich nie selbst

66 Steuerung einer Multipoint-Videokonferenz WWW als Administrator zusätzlich: Liste aller momentan laufenden Konferenzen komplette MCU-Konfiguration kein gleichzeitiger Zugang für mehrere Administratoren

67 Typische Aufgaben und Fehlersuche 1.) Anruf - keine Antwort Ruftyp kontrollieren: bei auto häufig Verwechslung mit ISDN ping auf Zieladresse Rufe auf IP-Adressen von am GK angemeldeten Endgeräten teilweise nicht möglich Gatekeeper-Registrierung am Endgerät kontrollieren: - Polycom: Admin -> LAN -> H.323 -> Gatekeeper

68 Typische Aufgaben und Fehlersuche 1.) Anruf - keine Antwort Registrierung am Gatekeeper kontrollieren: doppelte Alias-Einträge ecs: Settings -> View log files: ftp, Enable online log MCM: telnet, debug gk main 9 OpenH323Gatekeeper: telnet, tail -f logfile nach Gatekeeper-Neustart: alle Endgeräte neu registrieren oder neu starten weitere Registrierungsprobleme: Port-Nummer im Endgerät löschen Port-Nummer bei predefined am ECS auf 0 setzen

69 Typische Aufgaben und Fehlersuche 2.) Systemabsturz: bei Datenkonferenzen NetMeeting ViaVideo 2.2 mit diversen DirectX-Versionen bei exotischen Gegenstellen bei schlechter Netzqualität 3.) Echo ohne aktive Echounterdrückung nur Headset nutzbar Wiedergabelautstärke reduzieren Anpassung des Echocancelers abwarten Mikrofon besser plazieren

70 Typische Aufgaben und Fehlersuche 4.) schlechtes Video/Audio Netzwerkprobleme testbar mit - ping mit großen Paketen - traceroute - mtr: Kombination aus ping, traceroute und Statistik - udp-teststrom (vic, iperf, Qcheck) Systemüberlastung - Taskmanager, systemmonitor, sysmon, wintop

71 Typische Aufgaben und Fehlersuche 5.) kein Audio im VC-Status den Audio-Kanal kontrollieren Mute-Funktion bei Auto-Annahme Mikrofon vorhanden/angeschlossen? bei NetMeeting Audio-Assistent ausführen häufig drittes Gerät zur Fehlereingrenzung nötig Firewall? 6.) kein Video im VC-Status den Video-Kanal kontrollieren Eigenbild kontrollieren Firewall?

72 Grundlagen der Videokommunikation H.320 / H.323-Protokollfamilie

73 Einordnung nach verwendeten Standards MBone IP Multicast Audio, Video, Text, Grafik, WWW,... große Teilnehmerzahlen, offene Konferenzen freie Software "niedrige" bis "mittlere"-qualität ITU H.323 H.320 H.321 IP, ATM ISDN ATM Audio, Video, Text, Grafik, Applicationsharing Punkt zu Punkt, zentral gesteuerte Gruppenkonferenzen "niedrige" bis "fast VHS"-Qualität H.310 MPEG2, ATM Audio, Video "S-VHS" FVC VaN Proprietär MJPEG Audio, Video, Punkt zu Punkt "S-VHS"-Qualität, ATM-Codecs: Fore AVA 300 PC/WS basiert: Visitphone, MMC

74 H.320 Norm für schmalbandige Videotelefonie-Engeräte H.261: Videokompression (auch bekannt als n x 64 kbps) H.221: Strukturierung von Video- und Audio-Bitströmen H.230: Multiplexing über mehrer ISDN-Kanäle H.231: Multipoint Control Unit (MCU) H.232: Verbindungsaufbau H.233: Verschlüsselungstechniken G.711, G.722, G.728: Audiostandards Spezifiziert nicht die Datenübertragung (T.120)

75 H.323 Internationaler ITU-Standard für Sprach-, Daten- und Videokommunikation über paketorientierte Netze. legt die speziellen Fähigkeiten von Endgeräten im IP-Umfeld fest definiert die Multimedia-Kommunikation LAN, die keine garantierte Dienstgüte zur Verfügung stellen definierte Netzübergänge zu ISDN und ATM, soll die Interoperabilität der Produkte untereinander garantieren Hauptgruppen: Terminals, Gateways, Gatekeeper und MCUs H.261, H.263: Videokompression G.711, G.722, G.723, G.728: Audiostandards Spezifiziert nicht die Datenübertragung (T.120)

76 H.320 / H Standards H.261 bestimmt Videokomprimierung und -darstellung n x 64 kbps QCIF (144 x 176 Pixel) CIF (288 x 352 Pixel) Blöcke sind inter- oder intracodiert intracodierte Blöcke werden mit einer Mindestfrequenz gesendet Standard für Videokonferenzen maximal CIF H.263 ähnlich H.261 bessere Komprimierung zusätzlich SCIF (128 x 96 Pixel), 4CIF (704 x 576 Pixel) 16CIF (1408 x 1152 Pixel)

77 H.320 / H Standards G.711 Empfehlung der ITU-T ( Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies ) definiert, wie eine 8 khz Samplingrate mit Hilfe der PCM entweder µ-law (USA und Japan) oder A-law (Europa) in einen 64 kbps-datenstrom gewandelt wird G.722 definiert, wie eine 16 khz Samplingrate in einen 64 kbps- Datenstrom gewandelt wird T.120 ITU-Standard für Datenaustausch zwischen den Endgeräten ermöglicht Datenaustausch und die gemeinsame Nutzung einer Datenanwendung zusätzlich zu Bild- und Tonübertragung

78 Grundlagen Audio und Video Anhang

79 Grundlagen Audio und Video Video Analog-Videosignal-Normen Bildgrößen Audio Audiokodierungen Videokomprimierung Videokonferenz-Normen

80 Analog-Videosignal-Normen (I) PAL (Phase Alternation Line): in Europa verwendeter Videostandard zeilenweise Phasenänderung zur Kompensation störender Einflüsse Weiterentwicklung von NTSC Bildseitenverhältnis 4:3 kodierte Rot- und Blaukomponenten des Signals werden gleichzeitig übertragen (SECAM: nacheinander) Bildwechselfrequenz 50Hz (beide Halbbilder 25fps) 768 x 576 Pixel

81 Analog-Videosignal-Normen (II) NTSC (National Television System Committee): in den USA,Kanada, Japan und Südkorea verwendeter Videostandard Bildwechselfrequenz 60Hz (beide Halbbilder 30fps) 640x480 Pixel schwache Farbkonstanz Die Verwendung von NTSC-Kameras in Deutschland kann bei Kunstlicht (insbesondere bei Leuchtstofflampen) durch Interferenzen zu starkem Flimmern führen.

82 Analog-Videosignal-Normen (III) Composit Übertragung des Videosignals (PAL oder NTSC) über eine Ader beinhaltet die Helligkeitsinformation (Y) und die Farbe (C) Übertragung von einem Helligkeitswert pro Bildpunkt, jedoch nur einem Farbwert für vier Bildpunkte Anschluss erfolgt mit Cinch-Stecker (üblich: gelb = Video rot-schwarz oder rot-weiß = Audio) auch am Scart-Stecker ist ein Pin mit diesem Signal belegt

83 Analog-Videosignal-Normen (IV) Y/C Übertragung des Helligkeits- und Farbwertes pro Bildpunkt auf zwei getrennten Leitungen Qualität besser als bei Composit- Signalen S-VHS oder Hi8 - Geräte für die Erzeugung/Aufzeichnung dieser Signale nötig Anschluss erfolgt über Hosidenstecker

84 Analog-Videosignal-Normen (V) RGB additives Farbmodell bei welchem Weiß aus der Zusammenfügung von Rot, Grün und Blau zurückgeführt wird Übertragung der Helligkeit pro Farbe auf je einer Leitung das grüne Farbsignal enthält zusätzlich das Sync-Signal am Scart-Stecker normaler TV-Geräte sind die Pins für RGB oft nicht belegt

85 Bildgrößen (I) weltweite gemeinsame Videogröße ist CIF NTSC: 640x480, Pixel PAL: 768x576, Pixel CIF: 352x288, Pixel Umwandlung verschiedener Bildgrößen oft unzureichend und stark plattformabhängig Bsp.: vic PAL CIF: ~ meistens Zoom mit Faktor 0.5 und abschneiden des Randes ~ manchmal Zoom mit exakten Faktor ~ unter Windows meistens Zoom auf 1/4 NTSC - dann wird grauer Rand eingesetzt NTSC CIF ~ Zoom mit Faktor 0.5 und Einsatz eines grauen Randes

86 Bildgrößen (II) Übersicht CIF-Formate

87 Bildgrößen (III) Vergleich von Auflösungen (Angaben in Pixeln): 1280 x 1024 PAL: 768 x 576 CIF: 352 x 288 QCIF: 176x144

88 Audiokodierungen (I) Übersicht über die ITU-Standards zur Kodierung von Audiosignalen IS... ITU-Standard ABB... Audiobandbreite ÜBB... Übertragungsbandbreite KA... Kodierungsalgorithmus

89 Audiokodierungen (II) PCM (Pulse Code Modulation) Verfahren zur Mehrfachausnutzung von NachrichtenkanäIen; Kompressionsfaktor 1.75:1 Nordamerika und Japan: µ-law PCM; Europa: A-Law PCM Standard G.711: 8kHz Samplerate mit 8 bit Auflösung Übertragungsbereich bis 4 khz, Bandbreite 64 kbit/s ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) wird auch mit DVI bezeichnet Sonderform von PCM, welche statische Abhängigkeit zwei aufeinander folgender Signale ausnutzt in G.721 bitlängen-variable Kodierung: PCM-Signal wird vom vorhergesagten Signal abgezogen und mit Bit übertragen G.721 Übertragungsbereich bis 4 khz G.722 und G.725 Übertragungsbereich bis 7 khz

90 Audiokodierungen (III) Verfahren, welche sich ausschließlich zur Kodierung von Sprache eignen, da sie die Charakteristiken des menschlichen Spachsignals modellieren (I): LPC (Linear Predictive Coding) ca. 5.8 kbps roboterähnliche Stimmverfälschung GSM Variation von LPC (RPE-LPC) hoher Kompressionsfaktor (8:1) bei ausreichender Sprachqualität 13.2 kbps

91 Audiokodierungen (IV) Verfahren, welche sich ausschließlich zur Kodierung von Sprache eignen, da sie die Charakteristiken des menschlichen Spachsignals modellieren (II): CELP (Code Excited Linear Prediction) ab 2.4 kbps roboterähnliche Stimmverfälschung Variante LD-CELP (Low Delay CELP) als Recommendation G. 728 von der ITU standardisiert MPx (MPEG AUDIO) 32 / 44.1 / 48 khz; 16 bit; mono/stereo basiert auf psycho-akustischen Modell aufwendig zu codieren / encodieren variable Bitlänge 3 mögliche Layer: (I), (II), (III)

92 Videokomprimierung (I) MPEG (Moving Picture Experts Group) Prediction (Beschreibung): 1. Intrapictures (I-Pictures) bestehen aus Blöcken von 8x8 Pixeln I-Pictures haben keinen Bezug zu anderen Bildern 2. Predictive Pictures (P-Pictures) enthalten die Fehler der 16x16 Pixel-Regionen (Macroblöcke) mit Bezug auf das letzte I-Picture (enthält Bewegungskompensation) 3. Bi-directionale Pictures (B-Pictures) enthalten zwei Bewegungsvektoren (vorwärts und rückwärts) mit Bezug auf B - / P - Pictures Block Transformation Quantisierung und Codierung mit variabler Länge