Videokonferenz über IP
Eine Videokonferenz ist eine audiovisuelle Telekommunikationstechnologie, das heißt sie überträgt (Bewegt-) Bild und Ton zwischen zwei oder mehr Standorten. Die Anlagen bestehen im Wesentlichen aus Kamera und Mikrophon als Eingabegeräte sowie Bildschirm und Lautsprecher als Ausgabegeräte.
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Die gerätetechnische Basis der Übertragung
Die zuständige Standardisierungsbehörde ITU-T [1] definiert vier große Gerätegruppen:
Videokonferenz-Endgeräte
Der Videokonferenzmarkt bietet heute eine Reihe von Anlagen- beziehungsweise Umsetzungsvarianten, deren Ausstattung im Wesentlichen vom Einsatzzweck abhängt.
Desktop-Systeme
Bei Desktopsystemen handelt es sich um Videokommunikationslösungen, die in einen PC integriert sind. Es wird dafür neben einer externen Kamera (heute meist USB-Webcam) auch ein Mikrofon beziehungsweise Headset benötigt. Man unterscheidet hardware-basierte (Codierung und Decodierung auf einer Steckkarte) und rein software-basierte Desktop-Systeme. Neben den relativ geringen Kosten bieten Desktopsysteme den Vorteil, dass der Anwender während der Videokonferenz vollen Zugriff auf seine Daten und die auf dem PC installierten Programme hat. Desktopsysteme eignen sich daher insbesondere dort, wo im Rahmen von Konferenzen auch eine gemeinsame Datenbearbeitung erfolgen soll, etwa mit Hilfe der Software NetMeeting®.
Settop-Boxen / Rollabouts
Diese Kompaktsysteme stellen voll integrierte Videokommunikationslösungen dar, zu deren Betrieb in der Regel lediglich noch ein Monitor und die entsprechenden Netzanschlüsse (ISDN und/oder LAN) benötigt werden. Aufgrund des geringen Gewichtes und der einfachen Installation eignen sich diese Geräte auch für den mobilen Einsatz.
Raumsysteme
Raumsysteme sind modular aufgebaute, leistungsstarke Videokommunikationslösungen. Durch variable Ausstattungsmerkmale sind flexible Systemkonfigurationen für fast jede Anwendung möglich. Leistungsstarke Kameras, Raummikrofone und große Monitore erlauben auch in großen Konferenzräumen die Integration dieser Systeme, die auch die Einbindung diverser Peripherieeinrichtungen wie zum Beispiel Dokumentenkameras ermöglichen.
Sonstige Geräte
Hierzu gehört etwa die in der Entwicklung befindliche Mobilfunk-Videokonferenz per UMTS oder die Bildtelefonie.
Multipoint Control Unit (MCU)
MCUs sind Sternverteiler für Gruppenkonferenzen. Sie sind immer dann notwendig, wenn mehr als zwei Teilnehmer an einer Konferenz teilnehmen wollen. Es handelt sich um Hard- und/oder Softwarelösungen, die eine oder mehrere Mehrpunktkonferenzen verwalten und steuern. Die MCU ist mit allen Teilnehmern verbunden. Sie verwaltet und regelt die ein- und ausgehenden Video- und Audiodatenströme. In Deutschland werden MCUs zum Beispiel innerhalb des DFN-Vereins [2] zum Betrieb seines Dienstes VideoConference eingesetzt. Aber auch Unternehmen setzen MCUs für Videokommunikation ein. MCUs unterstützen u.a. die Protokolle H.323 und SIP.
Gatekeeper
Der Gatekeeper ist eine zentrale logische Komponente der Videokonferenz, die unter anderem den Verbindungsaufbau zwischen den Endgeräten und der MCU organisieren kann. Alle Geräte, welche einem Gatekeeper zugeordnet sind, befinden sich in der gleichen Zone (ähnlich den Vorwahlnummern beim Telefon). Mit einem Gatekeeper werden Adressumsetzungen duchgeführt.
Gateway
Ein Gateway verbindet unterschiedliche Netze miteinander und ist über die OSI-Schichten 4-7 implementiert. Dabei konvertieren Gateways Protokolle ineinander, können aber auch die Kopplung von zwei Netzwerken übernehmen. Bei gemeinsamer Nutzung von ISDN- und TCP/IP-Endgeräten ist der Einsatz eines Gateways zwingend notwendig.
Protokolle als Basis der Übertragung
Einen wichtigen Teil der technischen Basis bilden die Protokolle H.320, H.323 und T.120. Diese Protokolle sind so genannte Regenschirmnormen, welche noch andere Protokolle zu einzelnen Aspekten beinhalten.
Das Protokoll H.323
Das wichtigste Protokoll für den Betrieb im Internet ist das Protokoll H.323. Die Norm regelt die Zusammenarbeit für Videotelefonie-Endgeräte, die über ein LAN/WAN verbunden sind. Innerhalb des Rahmens von H.323 wird im Protokoll H.225 die Steuerung der Verbindung und die Umsetzung von IP-Adressen geregelt, mittels H.245 einigen sich die Geräte darauf, welche Dienste sie unterstützen. Das betrifft vor allem die Videokomprimierung nach H.261 oder H.263 und die Audiokodierung von G.711 bis G.729.
Das Protokoll H.320
Das Protokoll H.320 regelt den Betrieb von schmalbandigen Videotelefonieendgeräten (ISDN) und enthält, wie H.323, weitere Rahmenspezifikationen.
Das Protokoll T.120
Mit Hilfe des Protokolls T.120 werden Datenanwendungen innerhalb einer Videokonferenz realisiert. Es umfasst neun Richtlinien, welche den Verbindungsauf- und -abbau, die Flusskontrolle, die Zusammenarbeit mit MCUs, die Verwendung von Whiteboards, den Dateitransfer und das Application Sharing detailliert festlegen.
Das Protokoll SIP
Das Session Initiation Protocol (SIP) wurde für die Übertragung von Multimedia-Anwendungen entwickelt. SIP basiert auf SMTP und HTTP und ist nicht mit H.323 oder H.320 kompatibel. Eine konzeptionelle Grundlage ist das Client-Server-Modell. Der Teilnehmer benötigt einen Client und alle Datenströme werden über einen zentralen Server verteilt.
Geschichte der Videokonferenz
Die Entwicklung der Videokonferenz begann bereits in den zwanziger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts, parallel zur Entwicklung des Fernsehens; sie war jedoch am Markt bis zum Beginn der neunziger Jahre wenig erfolgreich. Dann führten verbesserte Kompressionsmöglichkeiten der nunmehr digitalen Daten, die Standardisierung der bis dato proprietären Verfahren, der Einzug des PC sowie die Verfügbarkeit von ISDN zu ersten Erfolgen. Mit der zunehmenden Umstellung auf IP-basierte Übertragungen profitiert die Videokonferenz heute immer stärker von der Verfügbarkeit breitbandiger Verbindungen - Experten sagen daher einer wachsende Verbreitung dieser Kommunikationstechnologie voraus.
Weblinks
Allgemein
- Artikel in c't (22/2003) zur Videotelefonie
- Das Kompetenzzentrum für Videokonferenzdienste (VCC) an der TU Dresden untersucht aktuelle Hard- und Softwareentwicklungen auf dem Gebiet der Videokonferenzdienste.
- Das DFG-Forschungsprojekt an der Universität Duisburg-Essen bietet vielfältige Erkenntnisse zur Kommunikation per Videokonferenz.
- Der Verein "Deutsches Forschungsnetz“ ist der Provider aller universitären Einrichtungen in Deutschland und stellt die IT-Infrastruktur für deren Vernetzung bereit.
- ELSAvision Beschreibung eines populären ISDN hardwarebasierenden Videokonferenzsystem, für das auch APIs existierten und das trotz Einstellung der Produktion noch heute in zahlreichen medizinischen und betrieblichen Zwecken Anwendung findet.
Freeware Clients
- GnomeMeeting (Linux)
- NetMeeting (Windows 9X, 2000, XP)
- Windows Phone Dialer (2000, XP)
- openH323