способ и система осуществления видеоконференций

Формула изобретения

1. Способ осуществления видеоконференций между, по крайней мере, тремя устройствами видеоконференцсвязи, в котором:

в качестве транспортного протокола используют стек протоколов TCP/IP;

в качестве транспортной сети используют сеть с поддержкой групповой адресации сообщений - мультикаст;

на центральном узле для обработки и формирования аудио/видеопотоков используют сервер организации многоточечных видеоконференций, поддерживающий стандартные протоколы сигнализации для установления соединений при обмене аудио/видеоинформацией в IP-сетях - Н.323, SIP, SCCP и другие, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки передаются с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол;

на периферийных точках в качестве оконечных устройств видеоконференцсвязи используют устройства, поддерживающие стандартные протоколы сигнализации для установления соединений при передаче аудио/видеопотоков в IP-сетях - Н.323, SIP, SCCP и другие, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки передаются с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол,

отличающийся тем, что:

на центральном узле транслируют адреса для потоков аудио/видеоинформации, приходящих от сервера оконечного устройства видеоконференцсвязи, таким образом, что для каждого потока, несущего поток информации, адрес назначения заменяют на адрес мультикастной группы, а порт - на тот, на котором устройства видеоконференцсвязи, находящиеся в активном или пассивном режиме, ожидают приема соответствующего потока аудио- или видеоинформации;

на периферийных точках транслируют адреса для потоков аудио/видеоинформации, приходящих со стороны центрального узла, таким образом, что для потоков, которые должны отображаться в данной точке в данный момент времени, адрес назначения заменяют на адрес устройства видеоконференцсвязи, установленного в этой точке;

на периферийных точках фильтрацию потоков аудио/видеоинформации выполняют таким образом, что только заданный набор периферийных точек передает их в сторону центрального узла, на всех остальных периферийных точках потоки аудио/видеоинформации фильтруют и в транспортную сеть не передают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на периферийных точках для каждого потока, несущего информацию, адрес назначения заменяют на адрес мультикастной группы, а порт - на тот, на котором сервер устройства видеоконференцсвязи находится в режиме работы для приема соответствующего потока аудио/видеоинформации от активного клиента соответствующего потока аудио/видеоинформации.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что потоки аудио/видеоинформации доставляют устройству видеоконференцсвязи, подключенному к абонентскому устройству, по стандартным протоколам - Н.323, SIP, SCCP и другим, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки адресуют с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что количество терминалов, подключенных к конференции, может быть больше, чем количество занятых портов сервера видеоконференцсвязи.

5. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для подключения устройств видеоконференцсвязи используют протокол сигнального обмена, отличный от используемого сервером видеоконференцсвязи.

6. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что набор оконечных устройств видеоконференцсвязи изменяют во время проведения конференции.

7. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в течение конференции в разные моменты времени в адрес устройства видеоконференцсвязи транслируют различные потоки аудио/видеоинформации.

8. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что максимальное количество устройств видеоконференцсвязи, участвующих в одной конференции, не зависит от поддерживаемого сервером видеоконференцсвязи количества клиентов.

9. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве транспортной сети выступает любая сеть, поддерживающая широковещательную рассылку в соответствии со стеком протоколов TCP/IP, например спутниковая сеть, сеть передачи данных на основе сети кабельного телевидения или городская широкополосная сеть доступа.

10. Система для осуществления видеоконференций между, по крайней мере, тремя устройствами видеоконференцсвязи, в которой:

в качестве транспортного протокола используют стек протоколов TCP/IP;

в качестве транспортной сети используют сеть с поддержкой групповой адресации сообщений - мультикаст;

на центральном узле используют сервер организации многоточечных конференций для обработки и формирования аудио/видеопотоков, поддерживающий стандартные протоколы сигнализации для установления соединений при обмене аудио/видеоинформацией в IP-сетях - Н.323, SIP, SCCP и другие, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки передаются с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол;

на периферийных точках и на центральном узле в качестве оконечных устройств видеоконференцсвязи используют устройства, поддерживающие стандартные протоколы сигнализации для установления соединений при передаче аудио/видеопотоков в IP-сетях - Н.323, SIP, SCCP и другие, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки передаются с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол,

отличающаяся тем, что в ней:

трансляция адресов на центральном узле для потоков аудио/видеоинформации, приходящих от сервера оконечного устройства видеоконференцсвязи, выполнена таким образом, что для каждого потока, несущего поток информации, адрес назначения заменяют на адрес мультикастной группы, а порт - на тот, на котором устройства видеоконференцсвязи, находящиеся в активном или пассивном режиме, ожидают приема соответствующего потока аудио- или видеоинформации;

трансляция адресов на периферийных точках для потоков аудио/видеоинформации, приходящих со стороны центрального узла, выполнена таким образом, что для потоков, которые должны отображаться в данной точке в данный момент времени, адрес назначения заменяют на адрес устройства видеоконференцсвязи, установленного в этой точке;

фильтрацию потоков аудио/видеоинформации на периферийных точках производят таким образом, что только заданный набор периферийных точек может передавать их в сторону центрального узла, а на всех остальных периферийных точках потоки аудио/видеоинформации фильтруют и в транспортную сеть не передают.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что для каждого потока, несущего информацию, адрес назначения заменяют на адрес мультикастной группы, а порт - на тот, на котором устройства видеоконференцсвязи, находящиеся в активном или пассивном режиме, ожидают приема соответствующего потока аудио- или видеоинформации.

12. Система по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что потоки аудио/видеоинформации доставляют устройству видеоконференцсвязи, подключенному к абонентскому устройству, по стандартным протоколам - Н.323, SIP, SCCP и другим, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки адресуют с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол.

13. Система по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что содержит блок, модифицирующий сигнальную информацию таким образом, что количество терминалов, подключаемых к конференции, может быть больше, чем количество занятых портов сервера видеоконференцсвязи.

14. Система по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что для подключения устройств видеоконференцсвязи используют протокол сигнального обмена, отличный от используемого сервером видеоконференцсвязи.

15. Система по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что набор оконечных устройств видеоконференцсвязи изменяют во время проведения конференции.

16. Система по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что в ходе конференции на периферийных точках изменяют правила трансляции мультикастных аудио/видеопотоков таким образом, что для тех потоков, которые должны отображаться в данной точке в данный момент времени, адрес мультикастной группы заменяют на адрес устройства видеоконференцсвязи, установленного в этой точке;

17. Система по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что максимальное количество устройств видеоконференцсвязи, участвующих в одной конференции, не зависит от поддерживаемого сервером видеоконференцсвязи количества клиентов.

18. Система по любому из пп.10 и 11, отличающаяся тем, что в качестве транспортной сети выступает любая сеть, поддерживающая широковещательную рассылку в соответствии со стеком протоколов TCP/IP, например спутниковая сеть, сеть передачи данных на основе сети кабельного телевидения или городская широкополосная сеть доступа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике связи, а конкретнее к способу и системе осуществления многоточечных видео/аудиоконференций при использовании транспортных протоколов стэка TCP/IP в схеме звезда (точка-многоточка) в широковещательных (бродкастных) сетях.

В настоящее время известно много различных систем телеконференции (конференц-связи), реализующих соответствующие способы. Однако в каждом из них непременным условием является использование видеокодека для преобразования сигнала изображения в цифровой сигнал.

Например, в патенте ЕР 0353945, класс Н04N 7/15 от 07.02.1990 "Способ установления мультилокальной аудио/видеосвязи" рассматривается специализированная система, рассчитанная на работу с конкретной спутниковой системой AT&T SKYNET или с аналогичными системами, предусматривающая прямое включение оконечных устройств (кодеков) в спутниковый модем (с возможностью установки промежуточного шифрующего устройства).

Однако эти известные решения не позволяют организовывать многоточечные видеоконференции, используя стандартное оборудование видеоконференцсвязи, использующее транспортные протоколы стека TCP/IP и стандартные протоколы сигнализации при установлении соединений, такие как Н323, SIP, SCCP и другие, принятые в IP-сетях. Кроме того, они не позволяют располагать оборудование видеоконференцсвязи в любой из IP-сетей, обслуживаемых спутниковой станцией, на значительном удалении от спутниковой станции. При этом одновременно при наличии достаточной пропускной способности бродкастного спутникового канала не могут одновременно обслуживать несколько различных видеоконференций, в которых участвуют различные головные и оконечные устройства (кодеки).

Известны решения, осуществляющие многоточечное вещание по стандартной технологии мультикаст, например, как описано в патенте Франции 2780229, класс Н04N 7/15 от 24.12.1999 "Многоточечная система для осуществления речевых видеоконференций". При организации многоточечных видеоконференций с использованием серверов организации многоточечных видеоконференций (в дальнейшем MCU - Multipoint Control Unit), что в данном патенте называется server assembly, происходит передача аудио/видеоинформации от оконечных устройств (терминалов, или кодеков) участников конференции к MCU, обработка информации на MCU и передача интегрированного потока аудио/видеоданных от MCU к оконечным терминалам.

Под мультикастом понимается - (RFC1112) специально выделенный диапазон IP-адресов, предназначенных для многоадресной рассылки (точка-многоточка), при использовании данного типа адресов один и тот же пакет данных могут принимать несколько устройств. При этом пакеты данных отправляются по направлению к тем устройствам-получателям, которые выражают заинтересованность в их получении. В сетях сложной топологии пакеты с мультикастовыми адресами могут дублироваться (размножаться) маршрутизаторами при наличии получателей. Для маршрутизации пакетов, адресованных в мультикастную группу, используются протоколы маршрутизации, отличные от протоколов маршрутизации при юникастовых соединениях, когда пакеты адресованы конкретному устройству, а не группе устройств (связь типа точка-точка).

При этом интегрированный поток данных, идущий к каждому терминалу, идентичен по содержанию и отличается только идентификатором получателя (в сетях TCP/IP таким идентификатором является совокупность IP-адрес/протокол/номер порта). В результате в транспортных сетях (например, спутниковых с головной станцией или в сетях кабельного телевидения с поддержкой протокола TCP/IP) полоса пропускания в направлении от MCU используется крайне неэффективно, поскольку MCU отправляет несколько (по числу участников конференции) идентичных потоков данных в широковещательную сеть для каждого из участника конференции, при этом все потоки доходят до каждого из оконечных терминалов, а реально каждым терминалом принимается только один.

Данная ситуация не очень критична для современных высокоскоростных локальных сетей, но весьма существенна при использовании, например, достаточно дорогостоящих спутниковых каналов. Для видеоконференции среднего качества требуется пропускная способность 512К на абонента, при организации видеоконференции из 10 участников потребуется пропускная полоса в направлении от MCU в 5 Мб/с, которая к тому же реально будет заниматься на достаточно небольшие промежутки времени проведения видеоконференций, а в остальное время простаивать.

Другим существенным недостатком таких систем является использование многоточечного вещания по стандартной технологии мультикаст, что не позволяет организовывать широковещательные конференции с использованием MCU, не поддерживающих мультикаст, и не позволяет использовать в данной топологии другой класс устройств (Н323 или SIP MCU), не поддерживающих мультикаст.

Предложенные в патенте RU 2240657 С1 способ и система осуществления видеоконференций позволяют избежать указанных недостатков, однако при этом накладывается ряд существенных ограничений:

1) Все терминалы ВКС, участвующие в конференции, получают идентичный поток видео/аудиоданных вне зависимости от режима проведения конференции, что крайне неудобно при проведении конференций в режиме активации по голосу. В этом режиме сервер отправляет всем участникам конференции изображение от говорящего в данный момент времени участника, а ему, в свою очередь, изображение участника, который говорил до него. Таким образом, у всех участников конференции складывается впечатление, что они участвуют в диалоге. Ограничение заключается в том, что при использовании этой технологии говорящий в данный момент времени участник будет получать свое собственное изображение.

2) Количество терминалов ВКС, участвующих в конференции, ограничено количеством подключений, поддерживаемым MCU, что неэффективно с точки зрения использования мультикаста, т.к. получать потоки видео/аудиоинформации без увеличения необходимой пропускной способности от MCU до терминалов могло бы значительно большее число терминалов.

3) В предложенном способе не предусмотрена возможность экономии полосы пропускания на обратных каналах связи, то есть в направлении от терминалов ВКС до MCU, что весьма критично для сетей, построенных на основе спутниковых каналов связи. Так, для рассмотренного выше примера конференции для 10 участников, подключенных на 512 Кб/с каждый, потребуется спутниковый ресурс, обеспечивающий возможность передачи данных со скоростью 512 Кб/с от MCU до каждого из терминалов, и 10·512 Кб/с в обратном направлении. Таким образом, суммарная полоса, используемая для проведения видеоконференции в режиме одновременного присутствия на экране четырех абонентов (в этом режиме ко всем терминалам в сети передается идентичный поток видеоинформации, в отличие от режима активации по голосу), составит 5,5 Мб/с. Это дает выигрыш по сравнению с традиционной технологией, но неэффективно использует среду передачи данных с той точки зрения, что из 10 обратных видео/аудиопотоков реально востребованными являются только 4, из которых и формируется передаваемое сервером изображение.

Задачей, на которое направлено заявленное изобретение, является создание способа и системы осуществления видеоконференций, которые не содержали бы указанных недостатков.

При решении данной задачи достигается технический результат, заключающийся в значительном снижении необходимой суммарной пропускной способности каналов передачи данных от удаленных терминалов видеоконференцсвязи (ВКС) к серверу организации многоточечных видеоконференций (MCU) за счет использования механизмов фильтрации для потоков данных, передающих видеоизображение и голосовую информацию.

Другим техническим результатом, достигаемым заявленным изобретением, является возможность обслуживать гораздо большее (практически неограниченное) количество терминалов ВКС, работающих на прием видео/аудиоинформации от сервера («пассивный» режим), чем позволяет сервер организации многоточечных видеоконференций, определяющий только количество терминалов, работающих в «активном» режиме (на прием и на передачу информации), используя механизмы модификации сигнальной информации.

Еще одним техническим результатом, достигаемым заявленным изобретением, является возможность изменять набор «пассивных»/«активных» участников не только при организации конференции, но и во время ее проведения.

Указанные технические результаты достигаются предложенным способом и системой для осуществления видеоконференции согласно независимым пунктам формулы и подчиненным им зависимым пунктам во всех областях альтернатив, содержащихся в формуле изобретения.

Основным принципом, используемым в предлагаемой технологии, является принудительная фильтрация всех отправляемых MCU в бродкастную сеть потоков аудио/видеоданных к абонентским устройствам (ко декам), кроме несущих информацию, отличную от прочей, и преобразование адресов на принимающей стороне таким образом, чтобы в дальнейшем каждый абонентский кодек воспринимал данный поток данных как предназначенный ему. Обратные каналы, используемые для передачи данных от абонентских кодеков к MCU, могут быть организованы любым образом, для предложенной технологии это не существенно, поскольку передаваемая информация уникальна для каждого абонентского кодека.

Согласно предложенному способу осуществления видеоконференций между, по крайней мере, тремя устройствами:

- в качестве транспортного протокола используют стек протоколов TCP/IP;

- в качестве транспортной сети используют сеть с поддержкой групповой адресации сообщений - мультикаст;

- на центральном узле для обработки и формирования аудио/видеопотоков используют сервер организации многоточечных конференций, поддерживающий стандартные протоколы сигнализации для установления соединений при обмене аудиовидеоинформацией в IP сетях - Н.323, SIP, SCCP и другие, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки передаются с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол;

- на периферийных точках в качестве оконечных устройств видеоконференцсвязи используют устройства, поддерживающие стандартные протоколы сигнализации для установления соединений при передаче аудио/видеопотоков в IP сетях - Н.323, SIP, SCCP и другие, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки передаются с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол;

- на центральном узле транслируют адреса для потоков аудио/видеоинформации, приходящих от сервера видеоконференцсвязи, таким образом, что для каждого потока, несущего информацию, отличную от прочей, адрес назначения подменяют на адрес мультикастной группы, а порт - на тот, на котором устройство видеоконференцсвязи ожидает получить соответствующий тип аудио/видеоинформации, при этом потоки с аналогичной информацией фильтруют и в транспортную сеть не передают;

- на периферийных точках транслируют адреса для потоков аудио/видеоинформации, приходящих со стороны центрального узла, таким образом, что для потоков, которые должны отображаться в данной точке в данный момент времени, адрес назначения подменяют на адрес устройства видеоконференцсвязи, установленного в этой точке;

- на периферийных точках фильтрацию потоков аудио/видеоинформации выполняют таким образом, что только заданный набор точек передает их в сторону узла, на всех остальных потоки аудио/видеоинформации фильтруют и в транспортную сеть не передают.

На периферийных точках для каждого потока, несущего информацию, отличную от прочей, адрес назначения может быть подменен на адрес мультикастной группы, а порт - на тот, на котором сервер видеоконференцсвязи ожидает получить соответствующий тип аудио/видеоинформации.

Потоки аудио/видеоинформации доставляются устройству видеоконференцсвязи, подключенному к абонентскому устройству, по стандартным протоколам - Н.323, SIP, SCCP и другим, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки адресуют с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол.

Количество терминалов, подключенных к конференции, может быть больше, чем количество занятых портов сервера видеоконференцсвязи.

Для подключения устройств видеоконференцсвязи может использоваться протокол сигнального обмена, отличный от используемого сервером видеоконференцсвязи.

Набор оконечных устройств видеоконференцсвязи может быть изменен во время проведения конференции.

В течение конференции в разные моменты времени в адрес устройства видеоконференцсвязи могут транслироваться различные потоки аудио/видеоинформации.

Максимальное количество устройств видеоконференцсвязи, участвующих в одной конференции, не зависит от поддерживаемого сервером видеоконференцсвязи количества клиентов.

В качестве транспортной сети может выступать любая сеть, поддерживающая широковещательную рассылку в соответствии со стеком протоколов TCP/IP, например, спутниковая сеть, сеть передачи данных на основе сети кабельного телевидения или городская широкополосная сеть доступа.

Также предложена система для осуществления видеоконференций между, по крайней мере, тремя устройствами видеоконференцсвязи, в которой:

- в качестве транспортного протокола используют стек протоколов TCP/IP;

- в качестве транспортной сети используют сеть с поддержкой групповой адресации сообщений - мультикаст;

- на центральном узле используют сервер организации многоточечных конференций для обработки и формирования аудио/видеопотоков, поддерживающий стандартные протоколы сигнализации для установления соединений при обмене аудиовидеоинформацией в IP сетях - Н.323, SIP, SCCP и другие, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки передаются с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол;

- на периферийных точках в качестве оконечных устройств видеоконференцсвязи используют устройства, поддерживающие стандартные протоколы сигнализации для установления соединений при передаче аудио/видеопотоков в IP сетях - Н.323, SIP, SCCP и другие, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки передаются с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол;

- трансляция адресов на центральном узле для потоков аудио/видеоинформации, приходящих от сервера видеоконференцсвязи, выполнена таким образом, что для каждого потока, несущего информацию, отличную от прочей, адрес назначения подменяют на адрес мультикастной группы, а порт - на тот, на котором устройство видеоконференцсвязи ожидает получить соответствующий тип аудио/видеоинформации; при этом потоки с аналогичной информацией фильтруют и в транспортную сеть не передают;

- трансляция адресов на периферийных точках для потоков аудио/видеоинформации, приходящих со стороны центрального узла, выполнена таким образом, что для потоков, которые должны отображаться в данной точке в данный момент времени, адрес назначения подменяют на адрес устройства видеоконференцсвязи, установленного в этой точке;

- фильтрация потоков аудио/видеоинформации на периферийных точках производят таким образом, что только заданный набор точек может передавать их в сторону узла, а на всех остальных потоки аудио/видеоинформации фильтруют и в транспортную сеть не передают.

Для каждого потока, несущего информацию, отличную от прочей, адрес назначения может быть подменен на адрес мультикастной группы, а порт - на тот, на котором сервер видеоконференцсвязи ожидает получить соответствующий тип аудио/видеоинформации.

Потоки аудио/видеоинформации доставляют устройству видеоконференцсвязи, подключенному к абонентскому устройству, по стандартным протоколам - Н.323, SIP, SCCP и другим, в которых сигнализация и аудио/видеопотоки адресуют с разным сочетанием ip-адрес/порт/протокол.

Система может содержать блок, модифицирующий сигнальную информацию таким образом, что количество терминалов, подключаемых к конференции, может быть больше, чем количество занятых портов сервера видеоконференцсвязи.

Для подключения устройств видеоконференцсвязи может использоваться протокол сигнального обмена, отличный от используемого сервером видеоконференцсвязи.

Набор оконечных устройств видеоконференцсвязи может быть изменен во время проведения конференции.

В ходе конференции на периферийных точках могут изменяться правила трансляции мультикастных аудио/видеопотоков таким образом, что для тех потоков, которые должны отображаться в данной точке в данный момент времени, адрес мультикастной группы подменяется на адрес устройства видеоконференцсвязи, установленного в этой точке.

Максимальное количество устройств видеоконференцсвязи, участвующих в одной конференции, не зависит от поддерживаемого сервером видеоконференцсвязи количества клиентов.

В качестве транспортной сети может выступать любая сеть, поддерживающая широковещательную рассылку в соответствии со стеком протоколов TCP/IP, например спутниковая сеть, сеть передачи данных на основе сети кабельного телевидения или городская широкополосная сеть доступа.

Элементами системы, реализующей предложенный способ и систему, являются:

1) механизм установления соединения с удаленными терминалами ВКС специальным сервером, преобразующим и размножающим потоки сигнальной информации (SIP, H323 или другие) таким образом, что соединения устанавливаются от «имени» MCU;

2) механизм обеспечения работы терминала в «пассивном» режиме, осуществляющий выборочную, основанную на адресе, протоколе и порте фильтрацию передаваемых пакетов данных от терминала к MCU и выборочное, основанное на адресе, протоколе и порте преобразование адресов пакетов данных, передаваемых от MCU к периферийным устройствам;

3) механизм управления устройствами, реализующими функции маршрутизации, фильтрации и преобразования адресов на периферийных точках, позволяющий в режиме реального времени или по заранее заданной программе (расписанию) разрешать/запрещать потоки аудио/видеоданных от удаленных терминалов ВКС, то есть передавать к MCU потоки аудио/видеоданных только от «активных» терминалов, что позволяет значительно экономить полосу пропускания;

4) механизм управления терминалами ВКС и MCU, предоставляющий оператору доступ к их пользовательским функциям;

5) механизм подключения терминалов ВКС к устройствам видеоселекции по протоколам, принятым для терминалов ВКС (SIP, H323 и т.д.) с последующим их преобразованием в протокол, используемый для подключения к специальному серверу, кроме тех случаев, когда эти протоколы совпадают.

Эти механизмы могут быть реализованы на отдельных устройствах или встроены в устройства видеоконференцсвязи. Для простоты будет рассмотрен случай, когда они реализованы на отдельных устройствах, для простоты именуемых устройствами видеоселекции.

Отличительной особенностью предлагаемого способа и системы является использование фиксированной суммарной полосы пропускания, зависящей только от типа конференции и не зависящей от общего количества участников конференции. Так, для рассмотренного выше примера конференции на 10 участников, подключенных на скорости 512 Кб/с, в режиме одновременного присутствия 4 участников необходимая пропускная способность в направлении от MCU к терминалам составит 512 Кбит/с, а в направлении от терминалов к MCU - 4·512 Кбит/с, то есть суммарная пропускная способность, необходимая для проведения конференции, снизится до 2,5 Мбит/с. При этом за счет обработки сигнализации предложенным способом, при увеличении числа участников конференции до 20, требования к пропускной способности сети не изменятся, а количество занятых на MCU портов не возрастет.

Основным требованием к сетевой инфраструктуре для эффективного использования способа является наличие широковещательного «прямого» канала от одной (любой) из точек, участвующей в видеоконференции, условно называемой центральной к остальным участникам видеоконференции. Суть использования широковещательного канала известна из литературы и патентов. При этом к центральной точке идут аудиовидеопотоки только от тех точек, которых должны видеть остальные участники конференции (т.е. от точек, находящихся в «активном» режиме). В качестве обратных могут быть использованы любые каналы связи, использующие в качестве транспортного протокола стек протоколов TCP/IP. Поддержка мультикаста на этих каналах необязательна.

Сервер управления системой из устройств видеоселекции осуществляет управление устройствами таким образом, что они все принимают передаваемую по спутниковому каналу аудио/видеоинформацию, но передача идет только от «активных» в данный момент пользователей. Для организации стандартных функций управления видеоконференциями между «активными» участниками (таких как активация по голосу или режим одновременного присутствия) используется стандартный сервер видеоконференцсвязи (MCU), поддерживающий требуемое количество активных участников. При этом общее количество участников может быть значительно больше, чем поддерживает сам MCU.

Общая схема распространения видео/аудиопотоков в сети видеоконференцсвязи, построенной по предложенному способу, представлена на фиг.1 (для режима активации по голосу) и на фиг.2 (для режима одновременного присутствия).

В «центральной точке» 1 (которая может и не быть центральным офисом, выбирается с точки зрения топологии сети) устанавливается устройство видеоселекции 2, сервер проведения многоточечной видеоконференцсвязи 3 (MCU). Опционально в «центральной точке» может быть установлен и видеокодек(и), подключаемый(е) непосредственно к MCU.

В периферийных точках устанавливаются устройства видеоселекции 2 и терминалы видеоконференцсвязи, которые могут находиться в «пассивном» 4 или «активном» 5 режимах.

При этом для передачи видео/аудиоинформации используется несколько информационных потоков, в зависимости от режима проведения конференции. В режиме активации по голосу (фиг.1) используется мультикастный поток от MCU ко всем пассивным терминалам 6, уникальные потоки от MCU к активным терминалам/от активных терминалов к MCU 7, 8. В режиме одновременного присутствия используется мультикастный поток от MCU ко всем терминалам 6 и обратные потоки от активных терминалов к MCU 7, 8.

Устройство видеоселекции состоит из следующих функциональных блоков:

- интерфейса оператора, позволяющего задавать параметры конференции, выбирать активных участников, производить переключение активный/неактивный и т.п.;

- блока управления MCU, передающего в MCU параметры конференции в соответствии с параметрами, введенными с интерфейса оператора;

- блока управления удаленными терминалами ВКС;

- блока управления удаленными устройствами видеоселекции, обеспечивающими преобразование получаемого широковещательного аудио/видеопотока в поток, предназначенный для данного терминала видеоконференцсвязи, а также разрешение/запрещение передачи потока аудио/видеоданных к центральной точке в зависимости от выбранного состояния участника (активный/неактивный); а также, при необходимости, трансляцию управляющего протокола в приемлемый для подключенного терминала (SIP, H323 или др.)

- блока управления специальным сервером;

- блока маршрутизации;

- блока фильтрации;

- блока преобразования адресов;

- блока диагностики;

- блока специального сервера, осуществляющего подключение удаленных точек от «имени» MCU, то есть подключение таким образом, как если бы они подключались непосредственно к MCU.

Кроме того, система управления устройствами видеоселекции обеспечивает другие вспомогательные функции и функции on-line диагностики всей сети устройств.

Управление сетью устройств видеоселекции организовано таким образом, что оператор может быть расположен в любой удобной точке, имеющей связь с «центральной» точкой.

Благодаря модулю преобразования протоколов, принятых для управления терминалами ВКС (SIP, H323 и т.п.), в протокол управления, используемый между устройствами видеоселекции, возможно подключение к устройствам видеоселекции любых терминалов, поддерживающих стандартные протоколы управления. Данная особенность позволяет организовывать видеоконференции с участием терминалов, использующих различные (например, H323 и SIP) протоколы управления.

Таким образом, предлагаемый способ и система организации многоточечной видеоконференцсвязи обладает возможностью значительной экономии общей полосы пропускания (например, при общем количестве участников 10 и режиме одновременного присутствия 4-х активных участников общая требуемая полоса пропускания будет равна 5·М (где М - скорость передачи для одного аудио/видеопотока), 4 потока от активных участников и один широковещательный поток ко всем участникам, в то время как при стандартной конфигурации общая полоса была бы 20·М (по одному потоку к каждому участнику от MCU и по одному от каждого участника к MCU). То есть даже для скорости проведения видеоконференции низкого качества в 256К, экономия суммарной полосы пропускания составит 20·256-5·256=3.384 Мбит/c, с использованием суммарной полосы 1.28 Мбит/с.

Предложенный способ и система позволяет организовывать многоточечные видеоконференции как в режиме активации по голосу (voice activated), так и в режиме одновременного присутствия (continuous presence). В первом режиме заранее определяются «Активные» участники (от двух и более, их количество меньше общего количества участников конференции, но не превышает поддерживаемого MCU); выбор терминала, с которого передается изображение всем остальным участникам, осуществляется на основании того, кто в данный момент говорит. В процессе проведения конференции состав активных/пассивных участников может быть изменен оператором. Во втором случае видеоизображение от заранее определенных участников передается одновременно в режиме разделения экрана (общее количество меньше общего количества участников конференции, но не превышает поддерживаемого MCU), голосовые потоки от активных участников микшируются. В процессе проведения конференции состав активных/пассивных участников также может быть изменен оператором.

Типовые алгоритмы подготовки и проведения сеанса видеоконференцсвязи с использованием системы в обоих режимах приведены на фиг.3.

В режиме активации по голосу выступающий абонент должен видеть не собственное изображение, а предыдущего выступающего, поэтому к каждому активному абоненту передается свой мультимедийный поток, в котором, в зависимости от состояния терминала (голос/молчание), передается или аудио/видеоизображение выступающего в данный момент или предыдущего. Поскольку имеются пассивные клиенты, которым необходимо всегда передавать только выступающего в настоящий момент, для широковещательной трансляции используется третий поток, который не может быть адресован выступающим. При этом:

- на всех периферийных узлах, соответствующих пассивным терминалам ВКС, активизируются стандартные таблицы трансляции мультикаст юникаст для аудио- и видеопотоков (в дальнейшем «RTP потоки»), раздаваемых из центра в мультикастной группе, с подстановкой адреса соответствующего терминала ВКС вместо мультикастной группы;

- на всех периферийных узлах, соответствующих пассивным терминалам ВКС, активизируются стандартные фильтры, запрещающие передачу аудио- и видеопотоков от терминала ВКС;

- на центральном узле активируется стандартная таблица трансляции исходящих RTP потоков в мультикаст для широковещательной передачи аудио/видео ко всем пассивным терминалам ВКС;

- дается команда на MCU подключить к конференции участников;

- модуль управления сигнализацией осуществляет подключение участников, при этом за счет обработки сигнализации количество подключаемых к конференции участников может быть больше, чем количество задействованных на MCU портов;

- на основании данных о портах для первоначально активных терминалов ВКС на центральном узле формируются и активизируются таблицы трансляции портов для входящих RTP потоков с тем, чтобы MCU получало эти потоки на стандартные порты.

Таким образом, все участники, кроме выступающего, видят и слышат говорящего в данный момент, а выступающий видит предыдущего оратора.

В случае необходимости смены одного или нескольких активных пользователей оператор с консоли дает соответствующую команду, в результате выполнения которой на периферийных узлах:

- переходящих в пассивное состояние, деактивируются использовавшиеся таблицы трансляции, активизируются стандартные фильтры, запрещающие передачу аудио- и видеопотоков от терминала ВКС, и активизируются стандартные таблицы трансляции мультикаст юникаст для RTP потоков, раздаваемых из центра в мультикастной группе;

- переходящих в активное состояние, снимаются фильтры для обратных RTP потоков и устанавливаются таблицы трансляции в соответствии с адресами и портами участников, переходящими в пассивный режим.

В режиме одновременного присутствия и активные, и пассивные абоненты должны видеть (окна с изображением активных участников) и слышать (микшированный голос) одно и то же. При этом для образования широковещательного мультикастного канала для передачи всем участникам RTP потоков используются потоки, предназначенные одному из клиентов. Остальные RTP потоки, передаваемые из центра, не используются. При этом:

- на всех периферийных узлах терминалам ВКС активизируются стандартные таблицы трансляции мультикаст юникаст для аудио- и видеопотоков, раздаваемых из центра в мультикастной группе, с подстановкой адреса соответствующего терминала ВКС вместо мультикастной группы;

- на всех периферийных узлах, соответствующих пассивным терминалам ВКС, активизируются стандартные фильтры, запрещающие передачу аудио- и видеопотоков от терминала ВКС;

- на центральном узле активируется стандартная таблица трансляции исходящих RTP потоков в мультикаст для широковещательной передачи аудио/видео ко всем пассивным терминалам ВКС;

- дается команда на MCU (кодек со встроенным MCU) подключить к конференции участников;

- модуль управления сигнализацией осуществляет подключение участников, при этом за счет обработки сигнализации количество подключаемых к конференции участников может быть больше, чем количество задействованных на MCU портов;

- на основании данных о портах для первоначально активных терминалов ВКС на центральном узле формируются и активизируются таблицы трансляции портов для входящих RTP потоков с тем, чтобы MCU получало эти потоки на стандартные порты.

В случае успешного выполнения данных действий конференция начинается, в случае обнаружения неисправностей выдается сообщение оператору об ошибке.

Таким образом, все участники получают одни и те же RTP потоки и соответственно видят и слышат одно и то же, т.е. активных участников в окнах и микшированный голос.

В случае необходимости смены одного или нескольких активных пользователей оператор с консоли дает соответствующую команду, в результате выполнения которой на периферийных узлах:

- переходящих в пассивное состояние, деактивируются использовавшиеся таблицы трансляции для RTP потоков в сторону центра и активизируются стандартные фильтры, запрещающие передачу аудио- и видеопотоков от терминала ВКС;

- переходящих в активное состояние, снимаются фильтры для обратных RTP потоков и устанавливаются таблицы трансляции для обратных RTP потоков в соответствии с адресами и портами, использовавшимися терминалами ВКС, переходящими в пассивный режим.