SCM - um sistema de conferência multimídia para plataforma Windows 95/NT

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1 SCM - um sistema de conferência multimídia para plataforma Windows 95/NT Wandreson Luiz Brandino brandino@inf.ufes.br José Gonçalves Pereira Filho zegonc@inf.ufes.br Universidade Federal do Espírito Santo Departamento de Informática Laboratório de Pesquisas em Redes e Multimídia Caixa Postal Vitória ES - CEP: Resumo. Este artigo apresenta a arquitetura e a implementação do SCM, uma aplicação de conferência multimídia distribuída atualmente em desenvolvimento no LPRM/DI/UFES. Em termos de funcionalidades, além da transmissão básica de vídeo, o sistema oferece ao grupo de participantes uma área de chat para realização de bate-papos, uma área para a manipulação conjunta de documentos, um esquema de suporte à votação, a possibilidade de transferência multiponto de arquivos e um mecanismo particular de transferência multicasting, que permite reduzir os requisitos de largura de banda da aplicação. Abstract. This paper introduces the architecture and the implementation of SCM, a multimedia conferencing application currently being developed at LPRM/DI/UFES. The main features of the system include video transmission, a chatting area, a shared area for document handling, voting support, multipoint file transfer and a multicasting communication protocol, which allows to achieve reduction in bandwidth requirements 1. INTRODUÇÃO Dentre as novas aplicações da área de sistemas multimídia distribuídos, as conferências multimídia constituem hoje uma das mais ativas, apresentando-se como um grande campo para o desenvolvimento de pesquisas científicas e tecnológicas, além de um comprovado potencial de exploração comercial. Estas aplicações possibilitam aos seus usuários se reunirem, via redes de computadores, para a troca de informações e discussão de assuntos de interesse comum, fazendo uso de diversos formatos de mídias e compartilhando os seus espaços acústicos e visuais. Um dos maiores benefícios das conferências multimídia é a redução dos custos e do tempo de viagem para a realização de reuniões. Pesquisas realizadas mostram que grande parte do tempo de trabalho dos executivos de empresas são gastos com comunicação e que 60% das reuniões de negócio poderiam ser substituídas por conferências eletrônicas [1]. Apesar das inúmeras vantagens, estas aplicações também impõem severas restrições no sistema de computação como um todo, seja na aquisição de dados analógicos e sua conversão em tempo real para a forma digital, seja nos algoritmos de compressão de áudio e vídeo e nos seus aspectos de sincronização. Requerem também um suporte de comunicação adequado, com capacidade de processamento multiponto (multicast) e garantias nos limites máximos de retardo (delay) e variação estatística do retardo (jitter) impostos pelas mídias contínuas (áudio e vídeo). Sistemas de conferência multimídia vêm sendo investigados por várias universidades e instituições de pesquisa ao redor do mundo e têm sido objeto de estudo por parte de organismos internacionais de padronização. Nos últimos anos, diversos protótipos foram desenvolvidos em ambiente acadêmico como o CU-SeeMe [2] (Cornell University), o nv [3] (Xerox PARC), o IVS [4] (INRIA), o vic [5] (Lawrence Berkeley Laboratory and University of California at Berkeley), o JVTOS [6] (CIO/Europa) e o TVS [7] (PUC/Rio).

2 Adicionalmente, alguns outros estão disponíveis comercialmente. Além da transmissão básica das mídias áudio e vídeo, os sistemas de conferência multimídia buscam oferecer um amplo conjunto de facilidades adicionais. Estas facilidades visam compor um ambiente genérico e flexível, com funcionalidades adequadas para suportar diversos cenários, como teleseminários, reuniões privativas, ensino à distância, etc. O ITU-T, em suas séries F.730 [8], T.120 [9] e H.320 [13], sugere um conjunto de funcionalidades para o desenvolvimento de aplicações de conferências multimídia. Exemplos dessas funcionalidades incluem: manipulação cooperativa de documentos, suporte à votação, troca de arquivos entre usuários, gravação de trechos da conferência e criptografia, além da utilização de padrões para a compressão de áudio e vídeo. É, portanto, desejável, o desenvolvimento de sistemas de conferência que implementem funcionalidades sugeridas por organismos internacionais de padronização e que aproveitem as boas propriedades de sistemas existentes. Este trabalho descreve a arquitetura e a implementação do SCM, um sistema de conferência multimídia desenvolvido no Laboratório de Pesquisas em Redes e Multimídia do DI/UFES. Em termos funcionais, o SCM possibilita a transferência em tempo real de vídeo para um ou um grupo de participantes, provê suporte para trabalho cooperativo, permite realização de conferências privativas dentro do contexto de uma conferência global, disponibiliza para os participantes uma área de chat, possibilita a transferência multiponto de arquivos durante a conferência e conta com um mecanismo de suporte à votação. O processamento de áudio não está sendo implementado nesta primeira versão do sistema. Diferentemente da maioria dos sistemas de conferência acadêmicos desenvolvidos para ambiente Unix, o SCM foi concebido para a plataforma Windows 95/NT, devido, basicamente, à grande difusão desta plataforma e a falta de disponibilidade de sistemas de conferência multimídia acadêmicos para Windows com este conjunto de facilidades integradas. O restante deste artigo está organizado da seguinte maneira: a Seção 2 apresenta uma descrição sucinta de sistemas de conferência eletrônica referenciados na literatura, a Seção 3 introduz as funcionalidades presentes no SCM, a Seção 4 mostra um exemplo de utilização do sistema e a Seção 5 conclui o trabalho, apresentando as considerações finais e os trabalhos futuros. 2. SISTEMAS EXISTENTES Os sistemas descritos a seguir são exemplos de ambientes de conferência eletrônica acadêmicos desenvolvidos nos últimos anos, que possuem grande penetração no âmbito da Internet. Optou-se pela apresentação de sistemas acadêmicos basicamente pela sua maior disponibilidade de uso e facilidade de obtenção de literatura a seu respeito. 2.1 CU-SeeMe O CU-SeeMe [2] é um dos sistemas de vídeo conferência mais populares para ambiente Windows e Machintosh disponíveis atualmente na Internet. Originalmente desenvolvido na Cornell University, USA, já existe uma versão comercial do sistema, sob a responsabilidade da empresa White Pine. Apesar do sistema rodar em ambiente Windows/Machintosh, o CU-SeeMe necessita de uma máquina UNIX para hospedar um programa especial, denominado refletor (reflector). Este programa é o servidor de conferência e tem como uma das suas principais responsabilidades distribuir ( refletir ) os dados vindos de um participante para os demais participantes da conferência.

3 O CU-SeeMe é um sistema centralizado. Isto significa dizer que cada máquina envia os seus dados para a máquina servidora e esta, por sua vez, os transmite para as demais máquinas participantes da conferência. Este tipo de solução é empregada pela maioria dos sistemas de conferência atualmente existentes pela sua relativa simplicidade de implementação. Entretanto, o preço que se paga por isso é um mal uso da infra-estrutura de comunicação. No CU-SeeMe não existe nenhuma preocupação em minimizar o tráfego de dados na rede. Além disso, a máquina que hospeda o programa reflector deve apresentar um bom desempenho já que ela centraliza e manipula os dados de todos os participantes da conferência. Isto justifica parcialmente o fato dela ser geralmente uma máquina Unix de porte. Observe que o servidor não é uma máquina participante da conferência propriamente dita, pois ela está alocada para prover serviços de distribuição de dados, não podendo ser usada para fins de troca de informações entre os participantes. 2.2 IVS O IVS [4] é um sistema de videoconferência para ambiente Unix desenvolvido no INRIA/França. O IVS é um sistema com um ótimo acabamento visual e um dos poucos que seguem os padrões de codificação de áudio e de vídeo do ITU-T para esta classe de aplicações. É interessante observar que o codificador de vídeo H.261 usado no sistema foi desenvolvido no próprio INRIA e o seu algoritmo de compressão vem sendo usado em outros sistemas de conferências eletrônicas, como o TVS [7]. O IVS apresenta uma série de funcionalidades interessantes. Em particular, dos sistemas pesquisados, é o único que permite a gravação de trechos da conferência para reprodução e consulta posterior, conforme sugerido na recomendação T.120 do ITU-T [9]. Outro aspecto importante do sistema relaciona-se a segurança, já que é possível especificar uma chave de acesso para conferências seguras. O IVS usa a infra-estrutura do Mbone [11] para prover a funcionalidade de endereçamento multicasting. Em resumo, as funcionalidades do IVS estão fortemente relacionadas à transmissão de áudio e vídeo. Entretanto, algumas recomendações para sistemas de conferência multimídia não são implementadas, como a sincronização de áudio e vídeo, suporte à votação, a disponibilidade de uma área de trabalho cooperativo, ou mesmo de uma área para troca de mensagens textuais entre os participantes. 2.3 nv Network Vídeo O nv [3] é um sistema de vídeo conferência desenvolvido pela Xerox PARC. É um dos sistemas pioneiros no que se refere à transmissão de mídias contínuas utilizando o Mbone e à utilização do protocolo RTP (Real Time Protocol) para o transporte de dados via Internet. Esta característica viria a ser empregada por outros sistemas mais tarde, como o IVS. O nv permite basicamente a transmissão da mídia vídeo entre os seus participantes. Informações de áudio não são manipuladas pelo sistema. Funcionalidades adicionais desejadas num ambiente de conferência, como as já citadas, também não são fornecidas. O nv possui uma série de parâmetros de configuração de vídeo, incluindo parâmetros de brilho, contraste, tamanho e cor da imagem, quantidade de quadros capturados por segundo, além da definição da quantidade máxima de banda passante permitida. No entanto, os algoritmos de compressão de vídeo utilizados são proprietários, não padronizados pelo ITU-T.

4 2.4 TVS O TVS [7] é um sistema de conferência multimídia para ambiente Unix desenvolvido no Laboratório Telemídia, da PUC/Rio. O sistema implementa uma série de funcionalidades sugeridas pelo ITU-T, em especial o suporte à manipulação de documentos compartilhados. O modelo de documentos hipermídia usado no TVS, o MCA (Modelo de Contextos Aninhados), apresenta conformidade com o padrão MHEG/ISO. O sistema também possui um esquema bem elaborado de suporte à votações. A área de trabalho cooperativo do TVS permite executar somente o aplicativo desenvolvido para esse fim. Não é possível executar aplicativos quaisquer e esses se tornarem disponíveis aos outros usuários. Esta característica é encontrada apenas no JVTOS [6]. A arquitetura do TVS é centralizada, semelhante à do CU-SeeMe. Uma nova versão do sistema vai permitir a comunicação multicasting usando os recursos do ATM. 2.5 Vic, vat, sd e wb Estes sistemas compõe um conjunto de ferramentas para ambiente Unix desenvolvidas pelo Lawrence Berkeley National Laboratory e pela University of California at Berkeley. Essas ferramentas, quando combinadas, permitem ao usuário transmitir vídeo (vic) e áudio (vat), agendar conferências (sd) e ainda realizar trabalho cooperativo (wb). Como esses aplicativos foram desenvolvidos separadamente; não é possível realizar ações como a sincronização entre o áudio, provido pelo vat, e o vídeo correspondente, provido pelo vic. O vic é um sistema para a transmissão de vídeo, com várias opções de formatos de compressão. Assim como em outros sistemas, é possível especificar uma série de parâmetros de vídeo. O sistema utiliza o Mbone para comunicação multicast. O vat possibilita a transferência de áudio. Da mesma forma que no vic, é possível definir vários parâmetros de qualidade de áudio. O controle de acesso à fala é feito por inscrição em lista. Com exceção do TVS, que usa um algoritmo de detecção de silêncio, todos os sistemas pesquisados usam este mesmo princípio. O wb é uma ferramenta de trabalho cooperativo, parecida com os editores gráficos que conhecemos (por exemplo, PaintBrush), que disponibiliza aos seus participantes uma área de trabalho para que eles possam expressar as suas idéias através de palavras ou desenhos, como é comum em reuniões tradicionais. A manipulação do documento é feita por apenas um participante a cada vez. O sd é um sistema que permite integrar o vic, vat e o wb num único ambiente. As conferências agendadas são divulgadas no âmbito da Internet global; deste modo, qualquer pessoa pode participar da conferência programada. 3. O SISTEMA SCM Como visto na seções anterior, a maioria dos sistemas analisados foi desenvolvida para plataformas Unix. A atual difusão do ambiente Windows 95/NT, no entanto, sugere o direcionamento de esforços para a construção de sistemas de conferência multimídia voltados para esta plataforma. Um outro ponto que pode ser observado é que a maioria dos sistemas implementa funcionalidades de ambientes de videoconferência de uma forma isolada, sem a preocupação de oferecer um ambiente com facilidades integradas que permitam, de fato, o uso do sistema em vários cenários de reuniões virtuais. Boa parte das funcionalidades presentes nos sistemas descritos estão relacionadas principalmente à manipulação básica das mídias áudio e vídeo. Esses dois fatores motivaram o desenvolvimento do SCM. O objetivo final do projeto é a concepção de um sistema de conferência multimídia para ambientes Windows 95/NT com

5 um conjunto de facilidades integradas que permita o uso efetivo do sistema vários cenários de reuniões eletrônicas. Uma característica distinta do SCM refere-se ao emprego de um mecanismo proprietário de comunicação multicasting. Este mecanismo foi desenvolvido devido à inexistência, na época do início do projeto, de versões do mrouted (software de roteamento multicasting empregado no Mbone) para plataformas Windows95/NT. Um objetivo paralelo do projeto é estudar o impacto desta tecnologia no ambiente de trabalho dos seus clientes potenciais. Medidas de desempenho do sistema e avaliação da satisfação do usuário ao atendimento dos requisitos de trabalho cooperativo serão realizadas após a implementação da versão definitiva do SCM, com todas as funcionalidades previstas já incorporadas. Observa-se que as recomendações do ITU-T serviram de base para a definição das funcionalidades presentes na versão atual (protótipo) e nas futuras versões previstas para o sistema. 3.1 Arquitetura do SCM O SCM é composto por um conjunto de módulos inter-relacionados, cuja descrição sucinta é apresentada a seguir: Módulo de Controle É responsável pela implementação das operações de controle da conferência global e das sessões privativas entre os participantes, bem como pela coordenação geral dos outros serviços disponibilizados pelo sistema. As principais funções deste módulo são: criação de conferências, inclusão de usuários em conferências já existentes, manutenção da relação de participantes de uma conferência, manutenção da relação de conferências ativas, introdução de mecanismos para o controle de concorrência nos módulos de processamento de vídeo, trabalho cooperativo e votação Módulo Servidor de Conferências É um módulo agregado ao SCM que tem como responsabilidade divulgar na Web as conferências públicas do SCM, gerando páginas HTML das conferências em andamento. Cada servidor de conferências mantém uma lista das conferências criadas e dos conferencistas participantes Módulo de Áudio e Vídeo É responsável pela implementação do serviço de comunicação áudio visual, respondendo pela distribuição destas mídias para todos os participantes da conferência, usando a infra-estrutura de transmissão multicasting provida pelo SCM. Como mencionado, esta primeira versão do SCM implementa somente o processamento de vídeo, e não realiza a compressão dessa mídia. A idéia é integrar neste módulo compactadores de áudio e vídeo padronizados pelo ITU-T, como o G.711/G.722 e o H.261/H.263 respectivamente. Com a implantação do processamento de áudio, o esquema de sincronização de áudio e vídeo será implementado, baseado inicialmente numa simplificação do mecanismo de time-stamps proposto por Little [10] e, posteriormente, usando o esquema de sincronização multimídia proposto no contexto do trabalho que vem sendo desenvolvido no DI/UFES.

6 3.1.4 Módulo de Chat O serviço de chat acrescenta uma grande funcionalidade ao sistema, sendo particularmente útil quando algum participante da conferência não possui os recursos de áudio necessários. Neste caso, o chat se apresenta como uma forma de viabilizar a comunicação com os outros usuários. Além disso, num dado momento, a qualidade da apresentação das mídias contínuas, ou mesmo a sua disponibilidade, pode estar comprometida; nestes casos o chat é a única forma do usuário se comunicar com os outros participantes Módulo de Multicasting Este módulo implementa as funcionalidades necessárias para a comunicação multiponto, e é a base para a implementação de outros serviços fornecidos no sistema. Diferentemente do Mbone, o SCM usa um mecanismo particular de multicasting cuja filosofia é parecida com o esquema empregado nos MCS (Multipoint Communication Services) [12], propostos pelo ITU-T. Assim como este, o SCM procura tratar o problema nas camadas superiores à de rede. A solução implementada procura tirar o máximo de proveito da topologia da rede, isto é, quanto mais se conheça sobre a topologia da rede melhor é a configuração de multicasting obtida. O SCM procura fornecer uma infra-estrutura de transporte de dados multicasting baseado em várias conexões ponto-a-ponto, organizadas de tal forma que diminua o tráfego na rede. Para isso, cada usuário informa manualmente ao sistema para onde devem ser encaminhadas as mensagens recebidas, de forma que uma mensagem enviada por qualquer usuário chegue a todos os outros participantes da conferência. Assim, nesta versão do sistema, a escolha da rota é de responsabilidade do usuário (não é um processo automático) Módulo Transferência de Arquivos (MFTP) O serviço de MFTP (multicasting FTP) é uma característica adicional do SCM que possibilita a troca de arquivos de um para vários usuários utilizando-se da estrutura de transmissão multicasting provida pelo sistema. Este serviço é particularmente interessante porque integra no sistema, de uma forma simples, uma funcionalidade muito requerida em ambiente de trabalho em rede, isto é, a transmissão de um único arquivo para vários usuários Módulo de Trabalho Cooperativo O módulo de trabalho cooperativo fornece ao usuário o acesso a uma área compartilhada de trabalho. Nesta área, documentos podem ser manipulados pelos participantes da conferência de forma conjunta. As funções disponíveis neste módulo são: edição conjunta de textos e edição conjunta de figuras geométricas (desenhos). A partir dessas duas funcionalidades básicas, algumas possibilidades simples de trabalho cooperativo já se tornam possíveis. No entanto, deve ser observado que não é finalidade desta primeira versão do sistema implementar todos os requisitos necessários para um suporte efetivo ao trabalho cooperativo, mas sim fornecer uma base (de programação) sobre a qual outras funcionalidades podem ser agregadas. Devido à importância da implementação deste módulo para o uso do SCM em larga escala, está previsto na sequência deste trabalho estudos mais aprofundados dos requisitos de trabalho cooperativo e a implementação de um conjunto mínimo de funcionalidades que atendam às necessidades dos usuários.

7 3.1.8 Módulo de Votação Através de um esquema básico de contabilização e proteção de votos, este módulo provê um mecanismo para a implementação de votações durante a realização de uma conferência, permitindo a tomada de decisões sobre um tema específico. É uma funcionalidade proposta pelo ITU-T encontrada em poucos sistemas (por exemplo, no TVS). Embora a implementação deste serviço requeira ainda alguns controles adicionais para a sua utilização em reuniões reais, o esquema provido pelo SCM compõe a base de qualquer mecanismo de votação/contabilização mais complexo. No SCM, o processo de votação é aberto a todos os participantes. Isso significa que qualquer usuário pode propor a criação e participar de uma votação. Além disso, o voto não é secreto, ou seja, cada voto dado por um participante é visto por todos os outros. A contabilização dos votos também é vista a todo momento pelos usuários. O voto é obrigatório, isto é, todos os participantes são obrigados a votar, não sendo permitida a criação de nenhuma outra votação enquanto a que estiver em curso não se encerrar. O voto também não possui peso. Observa-se que apenas uma única votação pode estar em curso a cada vez Módulo de Segurança Este serviço está implementado de forma ainda básica no SCM. Aspectos de segurança estão restritos ao estabelecimento e verificação de senhas de acesso à conferência, não existindo mecanismos de criptografia, por exemplo. Para conferências públicas, geralmente não existe nenhum mecanismo especial de segurança. Já para reuniões privativas, onde certos dados devem ter acesso restrito, a introdução deste recurso é fundamental. O estabelecimento de mecanismos de segurança é uma funcionalidade opcional prevista no SCM, sendo configurada na etapa de pré-conferência. 4. UTILIZANDO O SCM Iniciando uma Sessão. Ao se iniciar uma sessão no SCM o sistema apresenta na sua tela inicial o endereço IP da máquina local e o seu estado correspondente. Neste momento, o estado da máquina é disconnected, indicando que o usuário não está conectado a nenhuma conferência. Nesta situação, o usuário tem duas possibilidades: ou ele cria uma conferência ou se conecta a uma já existente. Criando uma Conferência. Caso o usuário crie uma conferência, o sistema solicita o assunto e a senha da conferência (opcional) e, ainda, se a mesma é pública ou privada (Figura 1). Assim que o usuário cria uma conferência, o seu nome, o seu e o endereço IP da sua máquina são adicionados à lista de membros da conferência, mantida pelo módulo de controle do SCM. Adicionalmente, caso a conferência seja pública, o assunto da conferência e a identificação do usuário que a criou (doravante denominado de chairman) são enviados ao Servidor de Conferências (SC) para catalogação. O endereço do SC é definido previamente, assim como o nome do usuário e o seu endereço eletrônico, através da opção de menu Personal Informations. Como visto, o Figura 1 Criando uma conferência SC encarrega-se de manter todas as

8 conferências públicas, e seus participantes, disponíveis para acesso via WWW e para consulta pelo próprio SCM, quando o usuário quiser saber quais são as conferências públicas disponíveis. Com a conferência criada, o estado do sistema é alterado para listening, indicando que a máquina está aguardando outros participantes se juntarem à conferência. No momento em que o usuário cria uma conferência, o sistema lhe atribui alguns privilégios. Assim, são direitos do chairman: cancelar uma conferência de forma unilateral, caso em que todos os usuários são desconectados, cancelar uma votação ou mesmo interromper uma transferência de arquivo em curso. Conectando-se a uma Conferência. Caso o usuário queira se conectar a uma conferência já existente, o sistema lhe solicita o endereço IP da máquina que abriga a conferência. Para saber quais são as conferências disponíveis basta solicitar ao sistema. Isto fará com que o sistema se conecte ao Servidor de Conferências (SC) e obtenha os nomes (assuntos) e endereços IP de todas as conferências públicas disponíveis. A partir daí o usuário seleciona uma delas ou então informa o endereço de uma conferência privada, previamente conhecida, à qual deseja se conectar. Após a conexão a uma conferência, é sempre possível ver os participantes da Figura 2 Lista de participantes da conferência mesma (Figura 2). O Servidor de Conferências. O SCM possui um sub-sistema denominado Servidor de Conferências (SC), cuja responsabilidade é manter todas as conferências públicas visíveis para os usuários. O funcionamento do SC é bastante simples: quando uma conferência pública é criada, uma mensagem informando o nome da conferência e a identificação do seu chairman são enviadas para o SC, que a inclui na lista de conferências ativas. Além de manter a lista de conferências, o SC cria uma homepage com o nome de todas as conferências ativas no momento sob o SCM (Figura 3). Adicionalmente, o SC mantém uma homepage com os nomes dos participantes das mesmas. No momento da criação da conferência, só o chairman da conferência é adicionado à lista, mas à medida Fig. 3 Conferências públicas disponíveis via Web que as pessoas vão entrando ou saindo das conferências, as mensagem vão sendo enviadas do SCM para o SC para que ele possa atualizar a sua tabela de participantes por conferência. Este recurso de criação de homepages é bastante interessante, já que possibilita que qualquer usuário possa saber quais são as conferências que estão acontecendo num

9 determinado momento no SCM. Observe que o usuário pode definir a qual servidor de conferência (SC) ele deseja se conectar. Como o programa SC pode estar rodando simultaneamente em várias máquinas, isso permitirá a localização de conferências públicas sob o SCM em diversos sites. Estabelecendo a Configuração Multicasting. Um dos pontos interessantes do SCM é a possibilidade de se fazer conferências sem a necessidade de nenhum software ou equipamento adicional de roteamento multicasting. Como visto, a maioria dos sistemas atuais usa o esquema de servidor centralizado. Este tipo de abordagem é muito utilizada pela simplicidade de implementação; entretanto, existe um mal aproveitamento dos recursos de comunicação existentes, pois um mesmo dado é transmitido várias vezes, aumentando muito o congestionamento nos backbones das redes. Um outro problema encontrado neste tipo de abordagem é que, estando o servidor localizado muito distante dos clientes, por exemplo, em um outro estado Fig. 4 Configuração multicasting em piuma.lprm.inf.ufes.br ou país, uma mensagem para um colega na mesa ao lado tem que ir primeiro até ao servidor para depois chegar ao destino final. A Figura 4 ilustra a configuração multicasting da máquina piuma.lprm.inf.ufes.br ( ) numa conferência realizada no DI/UFES. Usando o Serviço de Chat. Para usar o serviço de chat público basta ao usuário digitar o texto desejado na área reservada para public chat. Neste momento, o sistema se encarrega de enviar a mensagem digitada para todas as máquinas participantes da conferência definidas na lista Send To da configuração multicasting do SCM (ver Figura 4). Quando o texto chega a uma máquina destino ele é apresentado na área apropriada da tela e também enviado para as todas as máquinas definidas na lista Forward to (caso exista alguma) da configuração multicasting. Este processo se repete até que todas as máquinas participantes recebam a informação. Observe que todos os participantes da conferência podem estar enviando mensagens simultaneamente, não existindo problema algum quanto a isso. Obviamente, pode ocorrer que mensagens cheguem fora de ordem, mas isso, de forma alguma, invalida o conteúdo da mesma. Este é o padrão existente no mundo dos chats. O serviço de chat privado, por sua vez, é uma funcionalidade bastante útil introduzida pelo SCM, pois permite que um usuário, dentro de uma conferência global com n participantes, mantenha uma conversa particular com um deles. Por exemplo, numa aplicação de engenharia de produto, visando dirimir dúvidas acerca de algum ponto específico de um projeto. Ao contrário do chat público, o chat privado usa comunicação ponto-a-ponto não existindo, neste caso, a necessidade de se usar a estrutura de configuração multicasting. A Figura 5 apresenta um exemplo da tela de chat público do SCM.

10 F ig u ra 5 C h a t p ú b lic o Votação. No SCM, qualquer usuário pode propor uma votação. Quando uma votação é criada, uma mensagem informando o assunto da conferência é enviada para o módulo de controle do servidor (máquina que criou a Fig. 6 Resultado de uma votação conferência). Quando esta mensagem chega ao servidor, é verificado se já existe uma votação em curso. Caso exista, é reportada uma mensagem de erro; caso contrário, é criada uma votação com o tema escolhido pelo usuário. Os outros participantes recebem uma mensagem comunicando a existência da votação. Neste momento, o menu de criação de votação na tela do usuário torna-se inativo, indicando que nenhum outro participante da conferência pode criar uma votação enquanto esta não se encerrar. A Figura 6 ilustra o resultado de uma votação no SCM. Transferência Multicasting de Arquivos. Como visto, este serviço é implementado aproveitando a facilidade de comunicação multicasting existente no SCM, possibilitando aos participantes realizarem transferências multiponto de arquivos. Para isso, o usuário pode simplesmente digitar o nome do arquivo ou selecionar o arquivo desejado usando a opção de browse associada. Observe que, além de informar os arquivos transmitidos, o sistema também mantém uma lista com os arquivos recebidos dos outros participantes (Figura 7). Fig. 7 Envio e recepção de arquivos

11 Processamento de Vídeo. Quando o SCM é iniciado ele verifica se existe alguma câmera instalada no sistema e se conecta ao driver correspondente através de uma função de API da VFW.H (Video for Windows). Entretanto, a imagem só é capturada quando o usuário ativa a janela de vídeo. O sistema operacional Windows permite que várias câmeras estejam instaladas ao mesmo tempo e que se possa capturar a imagem de mais de uma delas simultaneamente. Nesta versão do SCM, utilizamos a primeira câmera configurada no sistema operacional e passamos a usá-la como default. A partir deste momento, pode-se definir alguns parâmetros de captura de imagens, como o Figura 8 Vídeo remoto tamanho, número de cores, opções de zoom e parâmetros de brilho e contraste. A câmera utilizada nos testes foi a Connectix QuickCam. Para que um usuário possa ser visto pelos demais participantes da conferência (Figura 8) é necessário que ele se cadastre em uma lista. Ao se cadastrar, o sistema envia uma mensagem de controle para o servidor da conferência, caso não seja ele próprio. No servidor da conferência, o usuário é adicionado à lista de participantes e esta lista é enviada para todos os outros, inclusive para o usuário que solicitou a inclusão. O token de transmissão do vídeo fica com o primeiro da lista. Finalmente, o sistema envia a informação de vídeo para os outros participantes da conferência através da estrutura de multicasting previamente configurada. Trabalho Cooperativo. Tal como no controle de vídeo, o módulo de trabalho cooperativo utiliza um esquema baseado em inscrição em lista para o acesso à área de trabalho compartilhada (Figura 9). Quando um participante detém o token de trabalho cooperativo os botões que dão acesso às tarefas de desenhar e escrever se tornam ativos. Os participantes da conferência podem ainda gravar o documento a qualquer Figura 9 Área de trabalho cooperativo momento, mesmo que não sejam eles que estejam editando. Na versão corrente do sistema, o arquivo é salvo no formato bitmap. 5. CONCLUSÕES Este trabalho apresentou uma descrição geral do SCM, um sistema de conferência multimídia desenvolvido para ambiente Windows 95/NT. O SCM foi concebido com um conjunto de facilidades integradas com o objetivo de ser empregado em diversos cenários de reuniões virtuais. O sistema apresenta um esquema particular de endereçamento multicasting que minimiza o tráfego na rede, o que é adequado para as mídias contínuas.

12 O ambiente de desenvolvimento empregado foi o C++ Builder, da Borland. Para a manipulação de vídeo, foi usada a interface de programação de vídeo VFW.H (Video for Windows) da Microsoft. O protocolo de transporte usado foi o TCP. A opção de implementação do sistema para ambiente Windows constitui um grande apelo do SCM, devido à grande difusão dessa plataforma e a sua facilidade de uso. De fato, qualquer usuário com um equipamento com poucos recursos pode estabelecer conferências usando o SCM. Por outro lado, essa opção também acarretou uma série de dificuldades no início do projeto, já que o acesso a informações era menos difundido do que para ambiente Unix. Algumas melhorias podem ser vislumbradas de imediato para tornar o SCM uma ferramenta mais eficaz, em particular a introdução das funcionalidades previstas e não contempladas nesta versão do sistema. Entre elas podemos citar o aperfeiçoamento do módulo de trabalho cooperativo, a implementação do módulo de áudio e a sua compressão e sincronização com a mídia vídeo, a automatização da escolha das rotas multicasting e o envio as mídias contínuas através um protocolo de transporte para tráfego multimídia específico, atualmente em desenvolvimento no Laboratório de Pesquisas em Redes e Multimídia da UFES. Um outro trabalho vislumbrado para o futuro é a migração do sistema para redes ATM. BIBLIOGRAFIA [1] Tawbi M. W., La qualité de service dans systèms de communicattion multimédia: un cadre d etude et spécification d un protocole de négociation entre applications. Paris, France, 1993, Thèse de Doctorad, L Université Pierre et Marie Curie. [2] Parker, T., Cornell Welcome Page [3] Frederick, R., Experiences with real-time software video compression, Xerox PARC, July [4] Turletti T., The INRIA Videoconferencing System. ConneXions, v. VIII, n. 10, October [5] McCane, S.; Jacobson, V., vic: A Flexible Framework for Packet Video - ACM Multimedia 95, San Francisco, CA, November [6] Dermler G.; Froitzheim K., JVTOS - A Reference Model for a New Multimedia Service, Proceedings of The 4th IFIP Conference on High Performance Networking (HPN 92), pp. D3/1 - D3/15. Edited by A. Danthine, O. Spanil. Liège, [7] Oliveira, J.C. de; Soares, L.F.G., TVS - Um Sistema de Videoconferência com Documentos Compartilhados - Uma Visão Geral, WoSH 96 - II Workshop em Sistemas Hipermídia/XIV Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores, Maio, 1996 [8] International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector - "Telematic, Data Transmission, ISDN Broadband, Universal, Personal Communications and Teleconference Services: Operation and Quality of Service - Videoconference Service - General" - ITU-T Recommendation F.730, August [9] Data protocols for multimedia conferencing, ITU-T Recommendation T.120, July 1996 [10] Little, T.D.C., Ghafoor A. Multimedia synchronization protocolos for broadband integrated services. IEEE JSAC, v.9, n.9, p , December [11] Deering, S. MBone: The Multicast Backbone, CERFnet Seminar, March 3, [12] Multipoint communication service for audiographics and audiovisual conferencing service, ITU-T Recommendation T.122, March [13] Narrow-band visual telephone system and terminal equipment, ITU-T Recommendation H.320, March 1996.