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Videokonferenz

VIDEOKONFERENZDr. Erwin Bratengeyer

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Videokonferenz

Was ist Videokonferenz ?Übertragung von Bewegtbildern & Ton (fast) ohne Verzögerung

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Videokonferenz

Entwicklung• 1936: erster öffentlicher „Bildfernsprechdienst“• 60er: erste Prototypen• 80er: erste kommerzielle Systeme in Deutschland• 90er: zunehmende Verbreitung

4 Wellen der Entwicklung:1. erste Raumsysteme über Koax- und Richtfunkstrecken mit grossem Vorbereitungsaufwand2. erste Desktopsysteme, Verbindungen spontan vom Arbeitsplatz, Computer Supported Collaborative Working (CSCW)3. virtuelle Arbeitsräume, Hochgeschwindigkeitsprotokolle im LAN, Telefonbuch4. Globale Verfügbarkeit (Internet2)

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Videokonferenz

Nötige TechnologienKamera

Pan-Tilt-Zoom (PTZ), Charged-Coupled-Device (CCD)

ÜbertragungWar bislang der Engpaßandere breitbandige Übertragungen, z.B. ATM (max. 622Mbit/s)

ISDN international genormtBasisanschluß besteht aus 2 x 64 kbit/s + Steuerkanal (16)

bzw. n x 64kbit/s

Physisch Funk oder Kabel

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Videokonferenz

Nötige TechnologienLautsprecherMikrophoneCODECCodierer und Decodierer

ZusatzeinrichtungenDokumentenkameraVideowriterZusatzkamerasAutomatische Kamerafolge

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Übertragung: ISDN, Satellit

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Übertragung: Internet

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Videobild• Bewegtbild

bei weniger als ca 20 Bilder/s > ruckeln noch wahrgenommen,

ab ca 25 Bilder/s (TV) > als kontinuierlich wahrgenommen

2 x 25 Frames/s, 625 Zeilen zu je 833 Punkten > 13 Mio Punkte/s

• Unterschied TV-Bild vs. Videokonferenzbild:

50 TV Halbbilder/Sekunde, 720 x 576 Pixel (Bildpunkte) bei Farbtiefe von 24 bit1 Bild ~ 10 Mbit bei 25 Bildern/Sek. ~ 250Mbit/s

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Videobild• Datenmengen bei Digitalbild

Bildgröße von 320 x 240 Pixeln (1/4 NTSC TV-Vollbild) mit einer Farbtiefe von 24 bit

und einer Bildrate von 30 Bildern/Sek ergibt eine Datenrate von

320 * 240 * 24 * 30 ~ 55 Mbit/s

Übertragung in beide Richtungen plus Ton > Kompression erforderlich

ISDN: n x 64kbit/s

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Videobild wegen begrenzter verfügbarer Übertragungskapazität

• Reduzierung der Datenmenge >> nur Veränderungen des Bildes werden übertragen

kaum störender Qualitätsverlust5-9 Mbit/s.15 Frames/s und mehr (paßt sich an)

• Kompression MPEG (JPEG) ~ 1:200 Berechnungsdauer ~ 0,5 bis 1 Sekunde

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Standards

• Industriestandards helfen Videokonferenzen herstellerunabhängig zu betreiben.Standards von der International Telecommunications Union (ITU) verabschiedet.

• ITU Standards für Videokonferenz: H.320 (ISDN), H.323 (LAN) H.324 Audio- und VideostandardsT.120 für Daten

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Standards

H.320

ITU-T CODEC Empfehlung, für generelle (ISDN) "Videotelefon"-Systemspezifikation

H.321 ITU-T Empfehlung, für ATM-basierende "Videotelefon"-Systeme im LAN.

H.322 ITU-T Empfehlung, für "Videotelefon"-Systeme und Terminals im LAN mit garantierter Bandbreite (Quality of Service).

H.323 ITU-T Empfehlung, für "Videotelefon"-Systeme und Terminals im LAN ohne garantierter Bandbreite.

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Standards (Daten)

T.120 Eine generelle ITU-T Übersichts-Empfehlung, die die Übertragungsprotokolle für Multimediadaten beschreibt. Sie beinhaltet Mehrschichtprotokolle, die die Multimedia-, MCU- und CODEC-Kontrrollfähigkeiten beträchtlich steigern. Für computergestützte Konferenzen (Dateiübertragung, Whiteboard, Application Sharing)

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Standards (Audio)

G.711 Schmalband, 64kb/s, Bandbreite 3kHz (Telefon).

G.722 48 – 64kb/s, Bandbreite 7kHz

G.728 16kb/s, Bandbreite 3kHz

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Standards (Kompression)

MPEG Motion Picture Experts Group

ISO Standard für Bewegtbild- und Audiokompression

JPEG Joint Photographic Experts Group

ISO Standard für Kompression, Speicherung und

Übertragung einer Vielfalt von Standbildformaten

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Videokonferenz

Videokonferenz

MCU

1. Generationangewählte Räume

• teilbar• zeiteingeteilt• für Meetings• öffentlich verwendbar• umfassend

2. Generationangewählte Arbeitsplätze

• persönlich• spontan• für Gespräche• privat• umfassend

Beide: Netzwerktechnologie muß durch wählen aufgebaut werden

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MCU

3. GenerationLAN + Gateway

• bestehende virtuelle

• multipoint (multiserver)

• Infracompany LAN• global via Gateways zum Lan

4. GenerationInternet

3. Generation aufgelöstdurch das globale Internet

Beide: weiterbestehende, verteilte, High-Speed, Multicast Netzwerke

Informationssystem

Arbeitsplätze

GatewayVideokonferenz

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Videokonferenz SystemeDesktop System

Kleiner Bildausschnittoptimal: Face to Face Arbeit mit Gruppen schwierig

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Videokonferenz SystemeKleingruppensystem

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Videokonferenz SystemeGroßgruppensystem

•Kamera mit Zoom•mehrere Mikrophone•mehrere Kameras•Regelung für Sprechen (sprachgesteuerte Mikros?)•Moderation

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PC-Anlagen Vor-/Nachteile• Vorteile

– Dokumentenbearbeitung kombiniert mit Videokonferenzbild– PC-vorhanden– geringe Investitionen

• Nachteile– Bildauschnitt klein– Anwender muß PC-kundig sein– kleines Bild wirkt eher wie Videofilm und weniger wie

“virtueller Gesprächspartner

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Gruppenanlagen Vor-/Nachteile• Vorteile

– Dokumentenbearbeitung additional– verschiedenste Kameraeinstellungen– Erfassung des ganzen Raumes– Zoomen einzelner Personen

• Nachteile– viele Geräte– eigene “Kameramänner”– Regie notwendig– Drehbuch empfehlenswert

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Entscheidungskriterien bei der Anschaffung einer Videokonferenz

• Qualität• Einfachheit der Bedienung• Selbstbestimmung, welche Funktionalität man

braucht• Service• Kompatibilität

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Herstellerübersicht Videokonferenzsysteme

Beispiele

Picture Tel Polycom Sony

VTELVCON Tandberg

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Marktführer bei Raumsystemen

Quelle: Wainhouse Research

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Marktführer bei Desktop-Systemen

Quelle: Wainhouse Research

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Videokonferenz

Markt

• Jährliche Wachstumsrate: 15%- 40%

• besonders Starkes Wachstum von Desktop Systemen

(Frost & Sullivan)

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1500

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1993 1998 2003

Umsatz in Mio$