Computergestützte Gruppenarbeit: State of the Art

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1 IZ-Arbeitsbericht Nr. 7 Computergestützte Gruppenarbeit: State of the Art Monika Weingärtner September 1996 Die Autorin ist Mitarbeiterin am Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, München und war von November bis Dezember 1995 Gastwissenschaftlerin am Informationszentrum Sozialwissenschaften.

2 InformationsZentrum Sozialwissenschaften Lennéstraße 30 D Bonn Tel.: 0228/ Fax.: 0228/ Internet: ISSN: Herausgeber: Informationszentrum Sozialwissenschaften der Arbeitsgemeinschaft Sozialwissenschaftlicher Institute e.v. (ASI) Druck u. Vertrieb: Informationszentrum Sozialwissenschaften, Bonn Printed in Germany Das IZ ist Mitglied der Gesellschaft Sozialwissenschaftlicher Infrastruktureinrichtungen e.v. (GE- SIS), einer Einrichtung der Wissenschaftsgemeinschaft Blaue Liste (WBL)

3 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Begriffsbestimmungen und Forschungsskizze Klassifikation von CSCW-Systemen Synchrone Kommunikation und Kooperation Desktop-Konferenzsysteme Kooperationswerkzeuge: Whiteboards und Application Sharing Raum-Konferenzsysteme Electronic Meeting Systems und Electronic Meeting Rooms Asynchrone Kommunikation und Kooperation Electronic Mail Systeme und Konversationssysteme Gemeinsame Informationsräume World Wide Web Lotus Notes (Lotus Development Corp. / IBM) Microsoft Exchange (Microsoft Corp.) Koordination mit Workflow Management Systemen Einführung Grundlegende Architekturen und Klassifikationen FlowMark (IBM) FormFlow (Symantec / Delrina) ProMInanD (iabgmbh) ActionWorkflow (Action Technologies) MOBILE WorkParty mit ORM (Siemens Nixdorf Informationssysteme AG) LinkWorks (Digital Equipment Corporation) TeamWARE Flow (TeamWARE/ICL) Allgemeine Forschungsfragen und Entwicklungstendenzen CSCW-Systeme in der Praxis Benutzerpartizipation und kooperatives Prototyping Flexibilität contra (Vor-)Strukturierung Adaptierbarkeit als Antwort auf die Dynamik von Gruppenarbeit Orientierung bei der Kooperation (Cooperative Awareness) Integrative Ansätze III

4 6 Mögliche Einsatzfelder für CSCW-Komponenten bei der GESIS (Schwerpunkt: IZ Sozialwissenschaften Bonn und Berlin) Voraussetzungen für den Einsatz von CSCW-Komponenten Gemeinsame Informationsräume und Information Sharing Vorgangsbearbeitungen mit Unterstützung durch Workflow Management Systeme am IZ Sozialwissenschaften Anfragenbearbeitung mit Schwerpunkt Auftragsrecherchen sofid-erstellung (Sozialwissenschaftlicher Fachinformationsdienst) ALLBUS-Erhebung (ZUMA / ZA) Weitere Unterstützungsmöglichkeiten Fazit und Ausblick Literatur IV

5 1 Einleitung Die fortschreitende Vernetzung von Arbeitsplätzen bietet neue Chancen, nicht nur die Arbeit des Einzelnen durch den Einsatz von Computern und entsprechender Software zu unterstützen: In zunehmenden Maße geraten die Arbeitsprozesse und -leistungen, an denen mehrere Menschen beteiligt sind und die sich durch aufeinander bezogene Handlungen und Leistungen auszeichnen können (Gruppenarbeit), ins Blickfeld von Softwareindustrie und diversen Wissenschaftsdisziplinen, die sich mit Themen der EDV beschäftigen. Das Bedürfnis nach Computerunterstützung für die Gruppenarbeit entsteht dabei unter anderem aus der Erkenntnis, daß sich Produktivitätssteigerungen nicht allein durch Optimierung einzelner Arbeitsplätze erzielen lassen. Es ist vielmehr notwendig, individuelle Tätigkeiten als Bestandteil personenübergreifender Arbeitsleistungen eines Unternehmens aufzufassen und Arbeitsprozesse ganzheitlich zu betrachten. Ins Blickfeld geraten damit die interpersonellen Kommunikations-, Koordinations- und Kooperationsprozesse. Vor diesem Hintergrund entwickelte sich eine neue Softwaregattung, die wissenschaftlich unter dem Begriff Computer Supported Cooperative Work (CSCW) gefaßt wird (zur Begriffsbildung vgl. Kapitel 1.1). Das zentrale Merkmal dieser neuen Systemgattung ist, daß hier nicht, wie bei den Individualapplikationen von einer Mensch-Maschine-Interaktion, sondern von einer Mensch-Maschine-Mensch- Interaktion auszugehen ist. Damit spielen bei der Entwicklung und beim Einsatz von CSCW-Systemen neben technischen und ergonomischen Aspekten in ungleich höherem Maße psychologische, soziale und organisatorische Faktoren eine Rolle. Die noch relative junge CSCW-Forschung zeichnet derzeit eine sich erst langsam konsolidierende Begrifflichkeit, eine mangelnde, sowohl theoretische, wie auch empirische Fundierung und nicht zuletzt eine starke Orientierung auf technische Fragestellungen hin aus. Der folgende Bericht, der fortgeschrieben wird, will zunächst einen Überblick über die Vielfalt der Systeme und deren Entwicklungstendenzen im Bereich Computer Supported Cooperative Work (CSCW) für den Bürobereich geben. Systeme aus der Fertigungsindustrie oder aus dem Ingenieurbereich werden nicht berücksichtigt. Auf der Basis dieses Überblicks und auf der Basis empirischer Untersuchungen von ausgewählten Arbeitsfeldern innerhalb der GESIS, die ich während meines Aufenthalts am IZ begonnen habe, werden anschließend Ansatzpunkte für den Einsatz von CSCW-Komponenten bei der GESIS aufgezeigt. 1

6 1.1 Begriffsbestimmungen und Forschungsskizze Viele wissenschaftliche Publikationen, die sich die Computerunterstützung von Gruppenarbeit zum Thema gesetzt haben, bemühen sich in ihren einleitenden Kapiteln um Begriffsklärungen. Je nach wissenschaftlicher Ausrichtung fallen die Definitionen unterschiedlich aus. Erst langsam kristallisiert sich eine breiter akzeptierte Terminologie heraus (vgl. Borghoff/Schlichter 1995; Coleman 1995; Grudin 1994, Ellis et al. 1991; Fluckiger 1995; Lubich 1995; Teufel et al. 1995). Diese Begriffsdiskussion möchte ich im Detail nicht wiedergeben im folgenden ein zusammenfassender Überblick über die wichtigsten Definitionen: Computer Supported Cooperative Work (CSCW) bezeichnet das interdisziplinär orientierte Forschungsgebiet, das sich mit der Entwicklung und dem Design von computerbasierten Systemen beschäftigt, die die Arbeit von Menschen, die in gemeinsame Aufgaben oder Zielsetzungen involviert sind, unterstützen und im Hinblick auf Effektivität und Effizienz verbessern wollen. CSCW beschäftigt sich in diesem Kontext auch damit, wie Menschen in Gruppen bzw. Teams zusammenarbeiten, und welche Auswirkungen die im Rahmen von CSCW entwickelten Systeme auf die Zusammenarbeit zwischen Menschen haben. Als Synonyme werden Collaborative Computing oder Workgroup Computing verwendet: Im Bereich CSCW geht es also in Kurzform um die computerbasierte Unterstützung von Gruppenarbeit (als gängige deutsche Übersetzung für cooperative work). Dabei wird unter Gruppenarbeit die Zusammenarbeit von Menschen, die im weiteren Sinne in einen gemeinsamen Arbeitskontext involviert sind, verstanden (z. B. gemeinsame Aufgabe, gemeinsames Ziel). Für diese Zusammenarbeit sind Kommunikations-, Koordinations- und/oder Kooperationsprozesse maßgeblich. Gruppenarbeitsaufgaben lassen sich grob drei verschiedenen Aufgabentypen zuordnen (vgl. Picot/Reichwald 1987): Unstrukturierte Aufgaben: hohe Komplexität, niedrige Planbarkeit, unbestimmter Informationsbedarf, wechselnde Kooperationspartner. Semi-strukturierte Aufgaben: mittlere Komplexität und Planbarkeit, problemabhängiger Informationsbedarf, wechselnde, z.t. festgelegte Kooperationspartner. Strukturierte Aufgaben: niedrige Komplexität, hohe Planbarkeit, bestimmter Informationsbedarf, festgelegte Kooperationspartner. 2

7 Während CSCW also das Forschungsgebiet bezeichnet, wird Groupware heute im allgemeinen für die Systeme selbst vor allem im kommerziellen Bereich verwendet. Der Begriff Groupware wurde in den 80er Jahren von Peter und Trudy Johnson-Lenz geprägt (vgl. Johnson-Lenz et al. 1982) und beinhaltet in ihrem Verständnis nicht nur die Systeme selbst, sondern auch deren soziale Aspekte. Da Groupware heute mehr und mehr zum kommerziellen Schlagwort und Werbeetikett (auch für beliebige Systeme) verkommen ist und/oder häufig rein technologisch verstanden wird, möchte ich im folgenden anstelle dessen den Begriff CSCW-Applikation bzw. CSCW- System für die im Kontext von CSCW entwickelten Anwendungen verwenden. Als Synonyme für Groupware bzw. CSCW-Systeme werden unter anderem Collaborative Systems oder Group Support Systems verwendet. Unterstützung durch CSCW-Systeme erhofft man sich für folgende Bereiche: asynchrone und synchrone Kommunikation zwischen räumlich verteilten Personen und Personengruppen, räumlich verteilte Konferenzen, gemeinsame Entscheidungsfindungen (auch innerhalb von Sitzungen), Vorgangsbearbeitungen, gemeinsame Terminplanungen, Kooperationen (z. B. zur gemeinsamen Dokumenterstellung). CSCW gibt es als Forschungsgebiet seit Beginn der achtziger Jahre. Es wurde vor allem auf Initiative von Irene Greif (MIT) und Paul Cashman (Digital Equipment Corporation) hin etabliert (vgl. Greif 1988). Seit seinen Anfängen ist CSCW multidisziplinär orientiert (Grudin 1994). Folgende Disziplinen beteiligen sich vor allem daran: Informatik, Wirtschaftsinformatik, Organisations- und Führungslehre, Soziologie, Psychologie, Arbeitswissenschaft, Kommunikationswissenschaft. 3

8 Dabei besitzen die technischen Fraktionen die Vormachtstellung. Für die Wirtschaftler gewinnt CSCW insbesondere unter dem Aspekt der Produktivitätssteigerung von Organisationen derzeit stark an Bedeutung. Das Forschungsinteresse in den Gebieten Soziologie und Psychologie ist dagegen noch gering ausgeprägt. In Zukunft ist auf eine stärkere Beteilung der nicht-technisch ausgerichteten Disziplinen, mehr Interdisziplinarität und mehr Synergieeffekte zu hoffen. 1.2 Klassifikation von CSCW-Systemen CSCW-Systeme lassen sich nach verschiedenen Aspekten klassifizieren. Die derzeit gebräuchlichsten Schemata orientieren sich an der Art der durch das System geleisteten Unterstützung (vgl. Bair 1989; Hasenkamp et al. 1994; Lubich 1995; Teufel et al. 1995), sowie an zeitlichen und räumlichen Kriterien. Andere Klassifikationen richten sich nach den eingesetzten Technologien, der Medienintegration oder der Anzahl der Teilnehmer (vgl. Teufel et al. 1995: 23f). Gruppenarbeit zwischen Personen basiert auf Prozessen folgender Art: Kommunikation: Gesamtheit aller Prozesse zur Übertragung von Nachrichten und Informationen zwischen Menschen. Kommunikation kann explizit oder implizit erfolgen. Implizite Kommunikation beinhaltet asynchronen Informationsaustausch über Medien. Kooperation: Zusammenarbeit zwischen Menschen zur Erreichung eines gemeinsamen Ziels. Wie diese Zusammenarbeit aussieht, ist nicht von vorne herein festgelegt und bleibt häufig der Selbstorganisation innerhalb der Gruppe überlassen. Koordination: (gegenseitige) Abstimmung arbeitsteiliger, aufgabenbezogener Tätigkeiten auf der Basis organisatorischer Regelungen. Koordination und Kooperation schließen Kommunikation in der Regel mit ein. Darüber hinaus ist innerhalb einer Kooperation ein mehr oder minder großes Maß an Koordination erforderlich. 4

9 Ihrer jeweiligen Haupt-Unterstützungsfunktionen nach lassen sich die gängigen CSCW- Applikationstypen etwa folgendermaßen zuordnen: Kommunikation Konferenzsysteme (Audio-, Video-) Die Zusammenarbeit zwischen Menschen erfolgt unter zeitlichen und räumlichen Gegebenheiten: Electronic Mail Diskussionsunterstützungssysteme Gemeinsame Informationsräume: Bulletin Board- Systeme, Verteilte Hypertextsysteme, etc. Gruppenterminkalender Workflow Management Systeme Whiteboards, Application Sharing, Multiusereditoren, Decision Support Systems, Electronic Meeting Systems, etc. Koordination Kooperation synchron (zeitgleich) oder asynchron (zeitunterschiedlich), lokal (gleicher Ort) oder geographisch verteilt (unterschiedlicher Ort). 5

10 Die gängigen CSCW-Applikationstypen lassen sich in einer Raum-Zeit-Matrix (vgl. Johansen 1988) nach ihrer jeweiligen Schwerpunktsetzung etwa folgendermaßen darstellen: asynchron Gruppenterminkalender Workflow Management Systeme Electronic Mail Gemeinsame Informationsräume: Bulletin Board- Systeme, Verteilte Hypertextsysteme, etc. synchron Diskussionsunterstützungssysteme Decision Support Systems, E- lectronic Meeting Systems. Whiteboards, Application Sharing, Multiusereditoren Konferenzsysteme (Audio-, Video-) lokal geographisch verteilt Eine eindeutige Zuordnung einer CSCW-Applikation zu einer Kategorie ist bei genauerer Betrachtung weder in das eine, noch in das andere Klassifikationsschemata möglich. Viele Systeme machen auch in anderen Kategorisierungen Sinn oder beinhalten je nach Blickwinkel Aspekte, die eine andere Zuordnung erfordern würde. Die Klassifikationsschemata sollten daher nicht allzu eng gesehen werden. 6

11 2 Synchrone Kommunikation und Kooperation Im folgenden werden Systeme vorgestellt, die die synchrone Kommunikation und Kooperation zwischen Menschen unterstützen. Synchrone Kommunikation meint die gleichzeitige, direkte Kommunikation zwischen zwei oder mehreren Personen bzw. Personengruppen. Synchrone Kooperation heißt, daß Personen gleichzeitig auf ein gemeinsames (Arbeits-)Ziel (z. B. die Erstellung eines Dokuments) hin kooperieren und sich ihrer Gleichzeitigkeit bewußt sind. Synchrone Kooperation schließt synchrone Kommunikation meist ein. Direkte Kommunikation zwischen zwei oder mehreren Personen zur gleichen Zeit (synchrone Kommunikation) kann grundsätzlich auf unterschiedliche Weise erfolgen: durch geschriebenen Text (schriftlich), durch Sprache und Töne (verbal, akustisch), durch Gestik, Mimik, etc. (visuell), durch Sprache, Gestik und Mimik (audiovisuell). Befinden sich die beteiligten Personen nicht am gleichen Ort, müssen Kommunikationsmedien eingesetzt werden, die die synchrone Kommunikation ermöglichen. Hier können unterschiedliche Medien in Frage kommen: Im Alltag hat sich das Telefon seit langem zur synchronen, verbalen Kommunikation durchgesetzt. Gegenwärtig gewinnen Rechner und Rechnernetze als Kommunikationsmedium an Bedeutung: Die Anfänge synchroner, digitaler Kommunikation reichen weit in die 80er Jahre zurück. Synchrone schriftliche Verständigung innerhalb eines unterteilten Bildschirms war zum Beispiel mit talk oder chat (über TCP/IP) möglich. Nicht zuletzt in Zusammenhang mit der Ausbreitung des Internets und ISDN erreicht rechnergestützte, digitale (Bild-)Telefonie langsam Marktreife. Den nächsten Schritt bilden rechnergestützte, audiovisuelle Konferenzsysteme (Videokonferenzsysteme). Sie erweitern die Kommunikation zwischen zwei Personen (Telefonie) zur Kommunikation mit mehreren Personen bzw. Personengruppen. Viele dieser Systeme stellen zudem neben Bildund Tonkanal einen Datenkanal zum Informationsaustausch, sowie Kooperationswerkzeuge zur Verfügung. Wie die Telefonie unterstützen sie vorrangig unstrukturierte Kommunikationsprozesse. 7

12 Videokonferenzsysteme lassen sich grundsätzlich einteilen in: Desktop-Konferenzsysteme für den Einsatz an Bildschirmarbeitsplätzen (desktop conferencing). Diese Systeme bieten meist neben der Möglichkeit zur audiovisuellen Kommunikation auch Tools zum Information Sharing, zum Dokumentenaustausch und zur gemeinsamen Dokumentbearbeitung (über Whiteboards, Application Sharing). Ziel der Hersteller derartiger Systeme ist es, Desktop Conferencing als weiteres Kommunikationsmedium (neben Telefonie, Fax, etc.) zu etablieren. Desktop Conferencing wird vor allem vor dem Hintergrund interessant, daß Geschäftsvorgänge zwar häufig am Rechner bearbeitet werden sobald aber Kommunikation und Kooperation zwischen am Geschäftsvorgang beteiligten Personen erforderlich wird, muß auf traditionelle Wege (face-to-face-sitzungen, Kommunikation über Telefon, Dokumentenaustausch über den Postweg, etc.) zurückgegriffen werden. Raum-Konferenzsysteme für verteilte Konferenzen in Konferenzräumen (room conferencing). Die Systeme zielen auf die audiovisuellen Kommunikation zwischen geographisch verteilten Personengruppen, die sich dazu in mehr oder weniger speziell dafür ausgestatteten Konferenzräumen aufhalten. Die Systeme sind meist auf die audiovisuelle Kommunikation beschränkt; Kooperationstools und die Möglichkeit zum Datenaustausch spielen eine untergeordnete Rolle, sind aber häufig vorgesehen. Raum- Konferenzsysteme können Bestandteil von Electronic Meeting Systems (EMS) sein, die Sitzungen bzw. Konferenzen sowohl innerhalb eines Konferenzraums, wie auch über Konferenzräume hinweg umfassend (von der Planung bis zur Erstellung und dem Versand der Konferenzprotokolle) unterstützen wollen. Die Konzeption von Electronic Meeting Rooms geht einen Schritt weiter und versucht, Konferenzräume optimal für die Durchführung von Konferenzen mit elektronischen Hilfsmitteln und Unterstützungssystemen (inkl. Videoconferencing) auszustatten (vgl. Kapitel 2.4). Beide Konferenzsystemarten sehen Kommunikation (und ggf. Kooperation) zwischen zwei Parteien (Punkt-zu-Punkt-Konferenzen) und zwischen mehreren Parteien (Multipunkt- Konferenzen) vor. Letztere stellen ungleich komplexere Anforderungen sowohl an die technischen Voraussetzungen, wie auch an das Systemdesign. Bevor Konferenzsysteme detaillierter betrachtet werden, ein kurzer Überblick über die derzeit gängigen und für die Zukunft erfolgversprechenden Technologien beim Videoconferencing. Es sind noch viele Schwierigkeiten vor allem auch technischer Art zu überwinden, bis 8

13 Echtzeit-Konferenzen in optimaler Bild- und Tonqualität (mindestens Fernsehqualität ) möglich sind. Die gegenwärtig erreichbare Audio- und Videoqualität ist je nach eingesetzter Systemlösung sehr unterschiedlich. a) Leitungsvermitteltes Conferencing (ISDN-Konferenzsysteme) Leitungsvermittelte Konferenzsysteme (circuit-based videoconferencing) operieren auf leitungsvermittelten Netzen im allgemeinen ISDN, genauer: N-ISDN bzw. Schmalband- ISDN. Diese können aufgrund ihrer Technologie dezidierte Verbindungen mit garantierter Bitrate gewährleisten. Die gängigen ISDN-Lösungen erreichen eine Übertragungsrate von 128 Kbps, von denen in der Regel 16 Kbps für Ton reserviert sind, die restlichen 112 Kbps stehen für den Bildkanal und ggf. einen Datenkanal zur Verfügung. ISDN-Lösungen sind sowohl für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, als auch für Multipunkt- Verbindungen geeignet. Um Multipunkt-Konferenzen zu schalten, ist ein sogenannter Videokonferenz-Hub (kurz: Video-Hub oder Video Branch Exchange) erforderlich, der als Sternpunkt zentrale Vermittlerfunktion übernimmt. Digitale Video-Hubs werden auch als Multipoint Control Units (MCUs) bezeichnet und können zwischen Systemen unterschiedlicher Hersteller, sofern diese gemeinsamen Standards folgen, eingesetzt werden. Eine MCU kann als öffentlicher Dienst von einem Service Provider (für Deutschland ist das z. B. die Deutsche Telekom) gemietet werden. MCUs arbeiten meist sprachaktiviert (voice activated switching), d.h. das Videobild der Konferenzpartei, die (am lautesten) spricht, wird an die beteiligten Stationen übertragen. Damit ist ein impliziter Sperrmechanismus realisiert. Eine andere Möglichkeit wäre, alle Bilder gleichzeitig an alle Stationen zu übertragen (continous presence). Zur Interoperabilität von ISDN-Konferenzsystemen unterschiedlicher Hersteller wurde der H.320-Standard festgelegt. H.320 bezeichnet eine Normensammlung, die von der ITU (International Telecommunications Union) für Bildtelefonie und Telekonferenzen veröffentlicht und insbesondere für leitungsvermittelte Netze (insbesondere ISDN) entwickelt wurde. Videokonferenzen sind auch über das analoge Standard-Telefonsystem (Plain Old Telephone Service, kurz: POTS) möglich, aber erreichen aufgrund der geringen Performanz kaum akzeptable Qualität. 9

14 Sie beinhaltet folgende Einzelnormen: H.261 zur Video-Kodierung und -Kompression. H.221 und H.230 zur Strukturierung von Video- und Audiobitströmen in Blöcken (Framing-Protokoll), Regelung des Multiplexingverfahrens. H.231 für Multipoint Control Units (MCU). H.242 zur Definition des Protokolls zum Aufbau von Verbindungen. H.233 und H-Key zur Verschlüsselung und für weitere Sicherheitsmechanismen. G.711, G.722 und G.728 für die Ton-Kodierung und -Kompression. T.120 mit T.122/125, T.123, T.124, T.126 und T.127 zum Datenaustausch (auch in Multipunkt-Konferenzen und zwischen Systemen verschiedener Hersteller). Die bei ISDN-Konferenzsystemen erreichbare Audio- und Videoqualität entspricht derzeit nicht den Wünschen nach optimaler audiovisueller Kommunikation. ISDN garantiert zwar eine isochrone Datenübertragung auf garantierter Bandbreite. Diese Bandbreite ist jedoch bei weitem nicht ausreichend, um auch nur annähernd Fernsehqualität zu erreichen. Das Videofenster ist nur unter erheblichem Qualitätsverlust skalierbar. Aus diesen Gründen sind ISDN-Systeme vor allem für den Bereich Desktop-Conferencing interessant, bei dem der Fokus der Benutzer weniger auf der audiovisuellen Kommunikation und der optimalen Bildund Tonqualität, als vielmehr auf dem Information Sharing oder der gemeinsamen Dokumentbearbeitung liegt. Da die Verbreitung von ISDN in letzter Zeit rasant zugenommen hat, kann auch dem Desktop-Conferencing auf ISDN-Basis eine breitere Akzeptanz als bisher prophezeit werden. b) Paketvermitteltes Conferencing über Local Area Networks (LANs) und Wide Area Networks (WANs) Auch in Local Area Networks (LANs) und mit Einschränkung in Wide Area Networks (WANs) sind Videokonferenzen meistens über UNIX-Workstations, noch selten über PCs möglich. Die im LAN- und WAN-Bereich herkömmlich eingesetzten Netztechnologien haben aber im Hinblick auf Videoconferencing einige gravierende Nachteile, die im folgenden kurz erläutert werden sollen. LANs bieten im Unterschied zu WANs zwar in der Regel genügend Bandbreite zum Videoconferencing. Sie muß aber bei Bedarf mit anderen Anwendungen geteilt werden und kann nicht garantiert werden. Die Qualität eines Videobilds hängt deshalb letztlich von der Netz- 10

15 last ab. Ethernet-Netzwerke als die Standard-Vernetzungstechnik im LAN-Bereich erlauben eine Datenübertragung von 10 Mbps. Neuere Datenübertragungstechnologien im LAN- Bereich sind z. B. Fast Ethernet mit einer Übertragungsrate von 100 Mbps oder ATM (vgl. Abschnitt c). Die Leitungskapazitäten sind im WAN-Bereich meist von vornherein stark limitiert. Übliche Werte sind immer noch 9,6 Kbps, 64 Kbps oder 2 Mbps. Ein zusätzlicher Flaschenhals für digitale Videokonferenzen vor allem in WANs bzw. über LAN/WAN-Grenzen können Repeater, Bridges, Router und Gateways sein, die zur Überbrückung größerer Entfernungen und zur Verknüpfung heterogener Netzwerke eingesetzt werden. Erst langsam sind für den WAN-Bereich auch leistungsfähigere Netztechnologien meist auf der Basis von ATM und B-ISDN (vgl. Abschnitt c) verfügbar. Sie erlauben bereits in der ersten Ausbaustufe Übertragungsraten von 34 bis 155 Mbps. Aber die Resourcenverteilung ist nicht das einzige Problem im LAN- und WAN-Bereich, das einem qualitativ genügendem Videoconferencing im Weg steht: Die Datenübertragung in LANs und WANs erfolgt paket-basiert und damit non-isochron. Das dabei eingesetzte Protokoll ist vorrangig TCP/IP (in zweiter Linie IPX/SPX oder NDIS). Paketvermittelte Netze transportieren die zu übertragenden Daten portionsweise in kleinen, adressierten Datenpaketen (Frames) und setzen sie am Zielort wieder zusammen. Zur Regelung des Datenverkehrs wird in Ethernet-Netzwerken das sog. CSMA/CD-Verfahren verwendet. Dabei werden die Datenpakete nicht kontinuierlich in Netz geschickt, sondern immer nur dann, wenn der Weg, sprich: die Datenleitung, frei ist. Wenn eine andere Station im Netz zum selben Ergebnis gekommen ist und ebenfalls Datenpakete ins Netz schickt, kommt es zum Zusammenstoß der Pakete die gleichen Daten werden dann von den Arbeitsstationen nach einem zufällig gewählten Zeitintervall noch einmal auf den Weg gebracht. Der Vorgang wird solange wiederholt, bis alle Daten ihr Ziel erfolgreich erreicht haben. Aufgrund dieser Datenübertragungstechnik ist kein kontinuierlicher, isochroner Datenfluß zwischen Sende- und Empfangsstation möglich, der aber für eine multimediale Datenübertragung im Rahmen von Videokonferenzen von essentieller Bedeutung ist. Dies betrifft sowohl das Videobild, das zeitverzögert wird, wie auch die Tonqualität und natürlich deren Synchronität. Multipunkt-Konferenzen sind im LAN/WAN-Bereich möglich, aber nicht zuletzt aufgrund der technischen Nachteile der Netze kaum sinnvoll machbar und daher noch sehr selten implementiert. Prinzipiell lassen sie sich über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, wobei ein System als zentraler Hub fungiert, oder unter Ausnutzung der Multicasting-Fähigkeiten von LANs und WANs (bisher nur an offene Gruppen) realisieren. 11

16 Während leitungsvermittelte Video-Hubs sprachaktiviert arbeiten, sind paketvermittelte Systeme gerade bei Multipunkt-Konferenzen auf Floor-Kontrolle, d. h. auf Mechanismen zur Auswahl eines Standorts, dessen Video zu einem Zeitpunkt an die anderen übertragen wird, angewiesen. Die Floor-Kontrolle ist bisher noch nicht befriedigend gelöst; sie wird derzeit in der Regel entweder zentral von einem menschlichen Moderator ausgeübt oder der Disziplin der Teilnehmer als freiwillig verteilte Kontrolle überlassen. Audioströme werden meist uneingeschränkt zwischen den beteiligten Parteien übertragen. Hier verläßt man sich noch darauf, daß die Teilnehmer selbst schnell geeignete Vereinbarungen zu deren Regelung treffen. Im Bereich paketvermitteltes Conferencing über LANs bemüht sich die ITU um Standardisierung, die aber noch nicht so weit fortgeschritten ist, wie im Bereich der leitungsvermittelten Videokonferenzen. Die Normensammlung H.323 beinhaltet im Kern die gleichen Einzelnormen wie H.320 und berücksichtigt auch Multipunkt-Konferenzen. Aufgrund der bisher noch nicht erfolgten Normierung sind paketvermittelte Videkonferenzsysteme nicht kompatibel. Ergänzend dazu entwickelt die Internet Engineering Task Force (IETF) Protokollstandards für Konferenzen über LAN/WAN und das Internet, die hauptsächlich das Bandbreiten- Management betreffen. Mit dem Realtime Transport Protocol (RTP) soll der Transport von Echtzeit-Daten (wie Audio- und Videodaten) über das Netz geregelt werden. In Zusammenarbeit damit kann das Resource Reservation Protocol (RSVP) Router befähigen, Bandbreiten für zeitsensitive Datenübertragungen zu reservieren. c) Conferencing über ATM und B-ISDN Der Einsatz von ATM (Asynchronous Transfer Mode) bzw. B-ISDN, das im allgemeinen die Bezeichnung für von öffentlichen Netz- und Telekommunikationsbetreibern auf der Grundlage von ATM angebotenen Dienste ist, verspricht die Lösung der technischen Probleme bei der Audio-/Videoübertragung im LAN-/WAN-Bereich. ATM ist im Prinzip paketorientiert und schickt die Daten in Form von kleinen Datenpäckchen fester Länge (53 Byte) übers Netz. Diese Päckchen werden Zellen genannt. Die Datenübertragung mit ATM basiert auf dem Asynchronen Zeitmultiplexverfahren, mit dem mehrere Verbindungen auf dem gleichen Übertragungsmedium ermöglicht werden und das jeder dieser Verbindungen Zeitschlitze zuweist, wenn sie Datenblöcke übertragen will. Zwischen Endstationen können virtuelle Verbindungen permanent etabliert oder bei Bedarf aufgebaut 12

17 werden. ATM definiert mehrere Dienstklassen zur Unterstützung von Multimedia-Anwendungen, darunter auch einen isochronen Modus, der das Verhalten von leitungsvermittelten Verbindungen emuliert. ATM ist bisher noch nicht standardisiert. Für den Einsatz von Videokonferenzsystemen auf ATM-Basis bedeutet dies vor allem eine Inkompatibilität mit anderen Systemen. Wie sich ATM weiterentwickeln wird, ist derzeit im Detail noch nicht abzusehen. Es zeichnet sich aber ab, daß ATM die Netztechnologie der Zukunft sein wird. 2.1 Desktop-Konferenzsysteme Desktop-Konferenzsysteme sind Konferenzsysteme für Bildschirmarbeitsplätze (PC und Workstations), die neben der audiovisuellen Kommunikation meist auch Information Sharing, Datenaustausch und gemeinsame Dokumentbearbeitung (Whiteboards, Application Sharing: vgl. Kapitel 2.2) ermöglichen. Im Bereich Desktop Conferencing setzt man derzeit vor allem auf ISDN und die gängigen LAN/WAN-Techniken, da die Audio-/Videoqualität (zwangsläufig noch) nicht im Vordergrund steht und die Systementwickler vor allem für die PC/ISDN- Lösungen auf einen breiten Markt hoffen. Langfristig ist eine Integration von Audio- und Videokommunikation in die Betriebssystemebene zu erwarten. Voraussetzung für das Desktop-Conferencing sind entsprechend ausgestattete, leistungsfähige Rechnerarbeitsplätze mit spezieller Videokamera für die Konferenzteilnehmer und ggf. einer Dokumentenkamera und omnidirektionalem Mikrophon. Mit Desktop-Konferenzsystemne waren ursprünglich nur Punkt-zu-Punkt-Verbindungen möglich. Gegenwärtig werden sie für Multipunkt-Verbindungen erweitert. Zu den technischen Aspekten kommen dabei neue Anforderungen an das Systemdesign, an die Funktionalität, die vor allem Koordinationsmechanismen für größere Teilnehmerzahlen bereitstellen muß, und an die Oberflächengestaltung. Dies betrifft sowohl die Übertragung des Videobildes (wessen Bild wird übertragen?), wie auch die gemeinsame Image- oder Dokumentbearbeitungen innerhalb von Whiteboards oder beim Application Sharing (vgl. Kapitel 2.2). Im PC-Bereich sind Intel mit der ProShare-Produktfamilie und PictureTel mit Live200 und LiveWare marktführend. Auch im UNIX-Workstationbereich gibt es Desktop- Konferenzsysteme, die in der Regel auf LAN/WAN-Übertragungstechnologien aufsetzen. 13

18 a) Intel ProShare (Intel) Kernstück der Intel ProShare-Produkt-Palette ist das Intel ProShare Conferencing Video System (aktuelle Version: 2.0), das über ISDN und im LAN einsetzbar ist. ProShare Conferencing Video System 2.0 folgt dem H.320-Standard und integriert auch den T.120-Standard zum Datenaustausch. Das bedeutet, daß ProShare auch mit anderen Videokonferenz-Systemen, die diesem Standard entsprechen, zusammenarbeiten kann. Punkt-zu-Punkt-Konferenzen sind sowohl über ISDN-Leitungen, wie auch im LAN möglich. Multipunkt-Konferenzen sind lediglich auf ISDN-Basis möglich; die Koordination erfolgt hier über eine Multipunkt Control Unit (MCU) bzw. einen Multipunkt Service. Im LAN unterstützt ProShare hinsichtlich Multipunkt-Conferencing lediglich Möglichkeiten zum Datenaustausch und zur Datenbearbeitung (Data Conferencing bzw. Document Conferencing). ProShare kann zwei Videobilder (Porträtvideos) darstellen: ein lokales Videofenster, das den lokalen Teilnehmer zeigt, und ein Remote-Fenster, das den oder die entfernten Teilnehmer zeigt. Bei Multipunkt-Konferenzen wird das im Remote-Fenster dargestellte Videobild per Sprachaktivierung übertragen (switched video window) oder alle Teilnehmer im entsprechend unterteilten Fenster gleichzeitig angezeigt (continuous presence arrangement). Die Videofenster sind bei bestmöglicher Videoqualität nur wenige Quadratzentimeter groß, aber allerdings nur mit erheblichem Qualitätsverlust skalierbar. Neben der Audio-/Video-Kommunikation stellt ProShare ein Whiteboard (vgl. Kapitel 2.2) das als multipoint notebook bezeichnet wird, zur Verfügung. In dieses Notebook können Images, Geschäftsgrafiken oder andere Dateien als Pixelgrafiken zur gemeinsamen Kommentierung mitttels einfacher Text- und Zeichenwerkzeuge importiert werden. Die Kommentierung des Whiteboard-Inhalts durch die Konferenzteilnehmer muß abwechselnd erfolgen. ProShare sieht verschiedene Möglichkeiten zur Übergabe des Eingaberechts vor. Darüber hinaus bietet ProShare Möglichkeiten zum Application Sharing von Windows- Standard-Applikationen. Dabei braucht die Applikation nur auf einem teilnehmenden Rechner zur Verfügung zu stehen. Die Dokumentbearbeitung muß wiederum abwechselnd und kann nicht gleichzeitig erfolgen. Die Application Sharing-Komponente gibt es als Standalone- Applikation unter der Bezeichnung Intel ProShare Premier Software (vgl. Kapitel 2.2). Sie steht als Testversion auf dem WWW-Server von Intel zur Verfügung. 14

19 Der Konferenzmanager bietet eine nach der Office View-Metapher gestaltete integrierte Umgebung, die die Komponenten des ProShare-Konferenzsystems zusammenfaßt und die die Konferenzverfolgung erleichtern soll. ProShare stellt hohe Anforderungen an den Rechner, dessen Performanz und Ausstattung. Zur weiteren Beschreibung vgl. b) Live200 und LiveWare (PictureTel) PictureTel bietet im Bereich Desktop-Conferencing mit Live200 und LiveWare eine von der Funktionalität mit Intel ProShare vergleichbare Produktpalette, die ebenfalls dem H.320- Standard folgt (vgl. Live200 als das aktuelle Videokonferenzsystem für Windows 95 schließt Whiteboard- Funktionen und Application Sharing mit ein. Dabei wird das Eingaberecht wie bei Intel Pro- Share abwechselnd übergeben. Ob das Produkt Multipunkt-Konferenzen erlaubt, ist aus der Beschreibung im WWW nicht zu entnehmen. PictureTel vermarktet wie Intel die Application Sharing-Komponente unter der Bezeichnung LiveShare Plus auch als eigenes Produkt. LiveTalk ergänzt LiveShare um eine Audiokommunikationsmöglichkeit. 15

20 c) ShowMe (SunSoft) Ein Desktop-Konferenzsystem auf UNIX-Workstationebene ist zum Beispiel ShowMe von SunSoft. ShowMe ist wie die PC-Entsprechungen zum gemeinsamen, interaktiven Arbeiten auf UNIX-Workstations mit audiovisueller Unterstützung vorgesehen und besitzt neben Audio-/Videokommunikationsmöglichkeiten Whiteboard-Funktionen und Möglichkeiten zum Application Sharing. 16