Conceitos Básicos sobre Videoconferência

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1 Conceitos Básicos sobre Videoconferência Módulo 1 - Introdução Módulo 1 >> Comunicação Figura 1 - Processo de comunicação Os estudos da comunicação convencionaram elementos que participam e tornam possível o ato de comunicar. Algumas definições variam de acordo com a linha teórica adotada, porém as teorias mais aceitas identificam seis elementos no processo de comunicação: Emissor - É quem gera o processo e quem toma a iniciativa. Receptor - É quem recebe a mensagem. Ele deve receber e compreender a idéia que se quer passar. Mensagem - É o pensamento ou a idéia que o emissor pretende passar para o receptor. Código - É o conjunto de signos convencionais e sua sintaxe (ex.: a língua) utilizados na representação da mensagem, que devem ser total ou parcialmente comuns ao emissor e ao receptor. Meio - É o canal através do qual o emissor transmite a sua mensagem ao receptor. Reação - É o último processo da comunicação. Toda comunicação deve ter esse elemento como um dos seus objetivos para completar todo processo. Módulo 1 >> Evolução da Comunicação Muito se estuda sobre as origens da comunicação, e a maneira mais natural de se entender o processo evolutivo da comunicação humana é analisar a evolução humana, e a evolução 1

2 dos elementos da comunicação, apresentados. É importante ter em mente que apesar de abordarmos separadamente, a evolução dos elementos da comunicação, elas ocorrem de maneira paralela e encadeada. Os agentes destas mudanças são o emissor e o receptor, que ainda hoje somos nós, seres humanos. As primeiras representações gráficas eram pictóricas, ou seja, eram uma tentativa de copiar a imagem real registrando-a como é vista. Da simplificação das pictografias surgem os primeiros símbolos, que representam conceitos não totalmente explícitos, e cada vez mais vão exigir um certo conhecimento prévio para serem significativos, tal qual na linguagem falada, alias, referência no desenvolvimento da escrita que conhecemos hoje, quando passa a representar graficamente a linguagem oral, relacionando símbolos a fonemas, evoluindo dos hieróglifos e dando origem à linguagem escrita. A primeira língua oficial considerada foi o sânscrito. Com códigos comuns e definidos, o grande desafio na comunicação era o alcance da mensagem. O homem passa, então, a desenvolver meios que possibilitem um maior alcance e uma maior rapidez na transmissão das mensagens. Tribos indígenas utilizavam tambores para transmitir códigos sonoros e fogo como códigos visuais para comunicação à distância. As civilizações têm a figura dos mensageiros, encarregados de levar pessoalmente a mensagem dedicando a vida ao envio de mensagem dos imperadores. O primeiro telégrafo (visual) só foi inventado em 1794, e utilizava conjuntos de hastes móveis, colocadas em locais altos (montanhas e torres), que formavam códigos transmitidos de um conjunto a outro. Já no século XIX, com o conhecimento e relativo domínio da eletricidade é construído o aparelho de telégrafo usando linhas de energia (Samuel Morse), que mais tarde foram utilizada para a transmissão da voz, a invenção do telefone, por Antônio Meucci (1856). Da eletricidade para ondas eletromagnéticas pouco se esperou, descobertas por Heinrich Hertz em 1866 elas possibilitaram a comunicação à grandes distância sem a necessidade de cabos e fios. Tanto a eletricidade quanto a ondas eletromagnéticas são utilizadas na comunicação hoje (telefone, rádio, televisão e Internet), porém estão gradativamente sendo substituídas pela nova "onda" nas comunicações, a luz. Módulo 1 >> Multimídia O termo Multimídia significa: qualificação da comunicação, ou seja, indica a utilização de vários meios para a realização da comunicação. A morfologia da palavra é multi (muito, vários) + mídia (meio), sendo a última, um dos elementos da comunicação. A utilização de recursos Multimídia surge da intenção de tornar a comunicação mais interessante e completa, pois o interesse do receptor é um importante fator no sucesso da comunicação, assim como a coesão e a coerência da mensagem. Deste modo, pode-se dizer que a utilização de recursos Multimídia deve ser aplicada com técnicas e cuidados, visando bons resultados ao receptor. 2

3 Projetos Multimída - Internet Projetos multimídia voltados à internet, como qualquer outra proposta de comunicação, devem ser projetados para alcançar ao menos parte de seu objetivo proposto. O primeiro passo deve ser identificar de maneira clara, qual a mensagem que se deseja comunicar, definido-se o tema a ser tratado e a abrangência pretendida, ou seja, quais são os temas adjacentes, que "circulam" o tema central deseja-se abordar, elaborando a estrutura da informação comunicada. Em seguida, é preciso identificar quem são seus receptores, o público alvo, seja este muito ou pouco específico (pessoas>grupos>todos na internet), e escolher qual meio será utilizado (presencial, tv, internet). Estes elementos devem ajudar a definir que liguagem será utilizada definindo-se então quais as tecnologias adequadas para a "codificação" da mensagem. Hoje existem áreas de conhecimento extremamente especializadas e específicas sobre as linguagens e tecnologias de comunicação, representadas muitas vezes por cursos completos de graduação, como é o caso do design que estuda e pesquisa os elementos e técnicas da comunicação visual, e o grau conhecimento e envolvimento destas áreas diversas são fatores determinantes do grau de sucesso na comunicação pretendida. Projetos que requerem alto grau sucesso e complexidade devem envolver especialistas nas áreas afins. Utilização de Recursos Multimídia A utilização de recursos multimídias surge da intenção de tornar a comunicação mais interessante e completa, o interesse do receptor é um importante fator no sucesso da comunicação, assim como a coesão e a coerência da mensagem. Deste modo, podemos dizer que a utilização dos recursos multimídias devem ser aplicada com algumas técnicas e cuidados, visando o resultado ao receptor. A alternância de meios pode tornar a mensagem menos monótona, logo, mais atrativa, porém pode causar "gaps" na mensagem se a transição acontece de maneira inadequada. A soma de recursos, simultaneamente, pode preencher e prender a atenção do receptor, assim como pode saturar e confundir o mesmo. Para um material hipermídia outras considerações ainda devem ser levadas em conta, como a quantidade e destino de links, que podem tanto ajudar na complementação de informações como desviar o foco do receptor à outra linha de pensamento. Módulo 1 >> Áudio e Vídeo Digital O desenvolvimento da informática e da eletrônica ocasionou uma grande revolução nos meios convencionais de comunicação, que gradativamente foram e estão migrando dos formatos analógicos para os formatos digitais, o que consiste em armazenar a informação existente (seja ela texto, áudio ou vídeo) em códigos numéricos, atualmente em 2 digitos apenas, o 0 e o 1, que fisicamente representam estados com ligado ou desligado, cheio ou vazio, verdadeiro ou falso, dependendo do meio em que são armazenados e distribuídos. A digitalização dos sinais analógicos trazem vários benefícios, porém algumas perdas indiscutíveis para alguns poucos que ainda cultivam vinis e fitas magnética que preservam os ruídos das gravações originais. 3

4 Digitalização Figura 1 - Conversor Analógico/Digital - Digital/Analógico Áudio (*) O som pode ser digitalizado a partir de microfone, sintetizador, reprodução de fitas cassetes, do rádio ou televisão, de CDs. Em geral, se pode digitalizar sons de qualquer fonte, seja natural ou pré-gravada.som digital pode ser representado como pedaços de som (samples), onde a cada fração de segundo um pedaço do som é armazenado no formato digital, ou seja, a informação é representada na forma de bits e bytes. Algumas definições são importantes, como: A freqüência que os samples são retirados é a sampling rate. Qual o montante de informação que é armazenado para cada sample é o sample size. As três freqüências mais utilizadas na multimídia para os samples são: 44.1 khz (qualidade do CD), khz e khz. O som estéreo é mais realístico que o mono porque o ser humano possui dois ouvidos, por outro lado, o som estéreo requer duas vezes mais espaço do que o mono. A tabela apresenta alguns tamanhos de arquivos para diferentes rates sampling: 4

5 Vídeo A digitalização de vídeo usa o mesmo principio da digitalização de sinais anológicos do áudio, porém o que é digitalizado é o conteúdo visual. Cada quadro do vídeo é uma imagem estática que é pixalisada, ou seja, a informação de cor de cada ponto da imagem é armazenada em um pixel. A qualidade do vídeo digitalizado vai depender da quantidade de quadros capturados por segundo e da qualidade de cada quadro, que pode ser exprimida pela quantidade de pixels utilizados (dimensão da tela) e da quantidade de informação em cada pixel (variação das cores). Pode-se perceber que a digitalização de vídeo requer um grande espaço de armazenamento, por exemplo para um vídeo a 30fps(frames por segundo), com dimensões de 620X560 e 5

6 qualidade de 24bis de cores, são nescessários aproximadamente 30Mbs por segundo de vídeo gravado! Porém já foram desenvolvidas diversas técnicas para a compactação e posteriormente para a transmissão de vídeo digital. Existem hoje diversos CODECS (Codificador / Decodificador - equipamento responsável pela compactação/descompactação de dados desenvolvidos para sistemas de transmissão de video que utilizam técnicas avançadíssimas de algoritmos matemáticos para comprimir dados redundantes e reduzir a demanda de espaço de armazenamento de banda para a transmissão. Aspectos relevantes para transmissão de vídeo: Algumas características são bastante relevantes no processo de transmissão de vídeo. São elas: a utilização do Multicast e a qualidade de serviço. Cada uma dessas características é apresentada a seguir. Utilização do multicast Com a utilização do Multicast em redes de comunicação, o processo de transmissão simultânea para um grande número de receptores é beneficiado. Em uma rede multicast, pode-se enviar um único pacote de informação de um computador para diversos outros computadores, ao invés de enviar um pacote para cada um dos computadores destino. Desta forma a largura de banda é conservada. Na Internet a forma de transmissão multicast é amplamente conhecida. Um exemplo disto é o Mbone (Multicast Backbone), onde uma mensagem é enviada com o endereço de um grupo e é recebida por todos os membros deste grupo, desde que estes estejam acessíveis pela rede Mbone. Qualidade de serviço: Os dados de áudio e vídeo são úteis somente se entregues dentro de um período de tempo específico. A entrega atrasada destes prejudica a utilidade destas informações no fluxo, sendo a latência e o jitter os principais fenômenos que geram o atraso de dados de áudio e vídeo. A latência ocorre em aplicações interativas e de tempo real, tais como videoconferência, por serem sensíveis ao atraso. A rede contribui para latência no atraso de propagação, atraso de transmissão, atraso de armazenamento e reenvio e atraso de processamento. O Jitter é introduzido quando a rede entrega pacotes ou células com uma latência variável, prejudicando principalmente a comunicação de áudio porque pode causar pops (estouros) e clicks (sons rápidos). Outro aspecto relevante e que determina a qualidade de serviço é a largura de banda. Os requisitos de largura de banda para aplicações multimídia podem estender-se de 100 Kbps à 70 ou 80 Mbps. O tipo da aplicação a ser utilizada tem um impacto direto sobre a quantidade de largura de banda necessária na LAN ou WAN. Assumindo que a largura de banda é limitada, pode-se selecionar uma aplicação de vídeo 6

7 com qualidade menor que trabalhe dentro da largura de banda disponível, ou considerar modificações na infra-estrutura de rede para prover uma maior largura de banda global. Em videoconferência, tem-se que a largura de banda mínima aceitável para o áudio é de 71 Kbps e para o vídeo 128 Kbps. Como videoconferência demanda muita largura de banda, o uso do multicasting habilita a distribuição de dados para múltiplos usuários sem redundância do fluxo de dados nas conexões de rede, evitando o congestionamento da rede. Aplicativos utilizados para a transmisão de vídeo: Para a realização de transmissões de vídeo apenas são utilizados aplicativos como: Real Server, Real Producer e Real Player da Real Networks Windows Media Technologies da Microsoft. Módulo 1 >> Referências Felinto, E.: Materialidades da comunicação, por um novo lugar da matéria na teoria da comunicação. Fonoaudiologia Padovan: Nunes, L; Magalhães, A P; Madeira, S; Nunes, D; Nogueira, D; Passos, M; Macedo, E.: Sistemas Pictográficos de Comunicação - Sabbatini, R. M.E; Cardoso, S H.: O Que Nos Faz Unicamente Humanos? - Hunter, J; Witana, V; Antoniades, M.: A Review of Video Streaming over the Internet - Multimedian: Windows Media video x Real Networks vídeo - Simon, I.:Computação e Comunicação - Gonçalves, P B.: Realidade Vitual e Multimídia 7

8 Módulo 2 - Videoconferência Módulo 2 >> Sistema de videoconferência Um sistema de videoconferência é descrito como sendo uma forma de comunicação interativa que permite que duas ou mais pessoas, em locais diferentes, possam se encontrar face a face através da comunicação visual e áudio em tempo real. Além disso é possível compartilhar programas de computador, dialogar através de canais de bate-papo, apresentar slides, vídeos, desenhos e fazer anotações em um quadro-branco compartilhado. Um sistema de videoconferência pode ser classificado em dois tipos: Videoconferência baseada em estúdio: realizada em salas especialmente preparadas com modernos equipamentos de áudio, vídeo e codecs, para fornecer vídeo e áudio de alta qualidade para reuniões, palestras e cursos. Videoconferência em desktop: realizada em residência ou escritório, usando computador pessoal equipado com hardware e software adequado. É mais barata que a videoconferência baseada em estúdio e, portanto, mais apropriada para o uso individual, ou para pequenos grupos. Porém, o compartilhamento da largura de banda pelos sinais de áudio e vídeo com outros tipos de dados da Internet faz com que haja uma sensível perda da qualidade da videoconferência, causando problemas como retardos no som e vídeo tremido. Módulo 2 >> Cenários, elementos e características em sistemas de videoconferência Cenários: Um cenário é formado por uma ou mais salas e por objetos do ambiente de videoconferencia (microfones, câmeras, whiteboards, etc.) compostos de acordo com a quantidade de pessoas que podem estar participando da sessão de videoconferência e de que foram (sozinhas ou em grupos). A seguir são apresentados 4 cenários para serem utilizados em videoconferências: Cenário 1: é aquele no qual a comunicação se dá entre duas pessoas apenas, sendo que cada uma utiliza um computador pessoal devidamente equipado. É o que requer menor custo com equipamentos e preparação do ambiente dos participantes. Cenário 2: é aquele no qual a comunicação se estabelece entre uma pessoa e um grupo. Este cenário tem um custo um pouco mais elevado devido à necessidade de ter-se uma sala de videoconferência devidamente equipada para comportar o grupo. Cenário 3: é aquela que envolve comunicação dos grupos. Exige um sistema de videoconferência com mais recursos. 8

9 Cenário 4: Este cenário é utilizado na comunicação entre várias pessoas, sendo que cada uma usa um computador pessoal devidamente equipado, e também um grupo que participa em uma sala de videoconferência. Este cenário necessita de controle de acesso mais rigoroso, pois quanto maior o número de participantes em pontos remotos, mais difícil se torna o controle de "quem" está ativo em um determinado instante da sessão. Elementos de um sistema de videoconferência: Um sistema de videoconferência pode ser composto por uma série de elementos. São eles: Participante - usuário da conferência com direitos, controlados pelo coordenador, à fala e demais recursos da conferência. Organizador - indivíduo que tem como tarefa agendar a conferência e, se necessário divulgar aos participantes a existência da conferência (pode ser um participante, ou não). Coordenador - participante com direitos especiais sobre todo o controle da conferência ( uma conferência pode ser realizada sem a presença deste indivíduo, quando o controle de acessos for realizado pelo próprio sistema). Interlocutor - participante que detém, em um dado instante, o direito a fala e a alteração de documentos. Secretário - usuário da conferência para quem se delega o direito de escrita nos documentos da base compartilhada. Assento - dispositivo lógico que pode ser preenchido por um participante ou secretário. Base privada - sessão de trabalho de um usuário, de acesso e controle restrito a este. Hiperbase ou hiperbase pública - depósito de documentos persistentes de acesso a todos os usuários da conferência, de acordo com seus direitos. Base compartilhada - depósito volátil de documentos que possibilita o trabalho cooperativo entre os participantes da conferência. Características de Sistemas de videoconferência: São identificadas algumas características em sistemas de videoconferência, como: Qualidade de áudio e vídeo Transmissão de imagens estáticas de alta resolução Encriptação Transmissão de dados em geral Utilização de dados em geral Utilização de câmeras auxiliares Gravação de conferência Existência de um coordenador Identificação de um interlocutor Facilidade de tradução Facilidade de recuperação de imagens estáticas ou em movimento Compatibilidade As taxas de transmissão da imagem, voz e dados irão determinar o resultado que se vê numa reunião de videoconferência. Consideram-se fatores que determinam a qualidade de uma sessão de videoconferência: 9

10 Quantidade de cores Resolução Taxa de quadros por segundo Quantidade de cores Determina o número de bits utilizados para representar as diversas combinações de cores obtidas a partir da imagem original. Quanto maior a quantidade de cores, maior o tamanho do arquivo. Obs.:>>O olho humano é capaz de reconhecer aproximadamente 1 milhão de cores. Resolução Determina o tamanho da janela de vídeo, ou seja, a qualtidade de colunas e linhas de pontos (pixels), 1024 por 768, 800 por 600, e 640 por 480. Pixel: uma palavra inventada a partir de picture elements. Dot pitch: tamanho do ponto (pixel) em um monitor de vídeo,.31mm,.28mm,.27mm,.26mm, e.25mm. Para páginas da Internet usa-se 72 dpi. Taxa de quadros por segundo (frames per second - fps) É o número de imagens projetadas por segundo. No cinema são 24 quadros e na TV são 30. Usualmente se utilizam linhas de 128 Kpbs, que permitem visualizar até 15 fps (frames por segundo). Além dessas características, é necessária a implementação de um gerenciador de controle de acesso, ou seja, é necessário que o sistema possua um algoritmo permitindo que apenas um usuário fale ou modifique alguma coisa num determinado instante, indicando qual participante pode acessar os recursos e com quais direitos. Esses mecanismos de gerenciamento podem ser implementados por acionamento de botão ou detecção de silêncio. O sistema de videoconferência também deve permitir que o coordenador modifique a regra de acesso, podendo indicar qual participante será o próximo a ganhar o controle. Uma vez com o acesso, o participante possui um limite de tempo para utilização exclusiva do recurso. Depois o recurso é liberado e pode ser passado para outro participante. Com relação à manipulação de documentos o sistema deve incluir adicionalmente um mecanismo de controle de alterações no documento de forma a evitar inconsistências. Módulo 2 >> Histórico resumido A utilização de sistemas de videoconferência surgiu em meados de Foram utilizados e apresentados ao público, pela AT&T, um produto chamado Picture Phone, onde podia-se visualizar fotos sem movimento ao mesmo tempo que se ouvia a voz do interlocutor. A novidade não foi bem recebida, pois se tratava de algo novo, sem tradição e sem tecnologia disponível. 10

11 Sistemas do tipo freeze frame (congelamento da imagem da TV quadro a quadro) e slow motion (câmera lenta) ponto a ponto surgiram nos anos 70 com o intuito de trazer a novidade para dentro das empresas. Essa tentativa também fracassou porque a redução da banda pelo principio da câmera lenta causava muito desconforto nas pessoas que se aventuravam a experimentar o serviço. As pesquisas continuaram e nos anos 80 causaram mudanças significativas, através da introdução de técnicas de compressão adequadas. Essa tecnologia ganhou impulso com a criação de um consórcio europeu onde duas empresas inglesas investiram na utilização de codecs (codificadores/decodificadores - equipamento responsável pela compressão de dados desenvolvidos para sistemas de videoconferência) nas velocidades que cobriam a faixa de Kbps a Kbps, que possibilitaram um melhor gerenciamento da banda utilizada e diminuição do custo de processamento envolvido. O próximo passo foi o desenvolvimento de codecs para operar nas faixas de velocidade inferiores a Kbps, condição que possibilitou o aproveitamento de canais de largura de faixa estreita e de boa qualidade e a custo mais em conta. Na década de 90 começaram a surgir sistemas, principalmente o CUSSEME, em que deixa de existir a necessidade de uma aparelhagem totalmente dedicada a videoconferência, combinando equipamentos a computadores pessoais. O aperfeiçoamento técnico vem estimulando a instalação de um número crescente de salas de reunião providas de equipamentos para videoconferência. Módulo 2 >> Referências Leopoldino, G. M (2001): Avaliação de sistemas de videoconferência. Leopoldino, G. M; Moreira, E. S.: Modelo de Comunicação para Videoconferência. Lima, T.; Bazzo, J.; Siqueira, J. ; Scheer, S. (2000): Experimentos de videoconferência na ReMAV Curitiba Seminários a distância - Balbinot R; Silveira J. G.; Franco P.R.G.: Videoconferência em ambientes de rede de alta velocidade. 11

12 Módulo 3 - Tecnologia aplicada em sistemas de videoconferência Módulo 3 >> Padrão para transmissão em sistemas de videoconferência Para que dispositivos e programas de diferentes fabricantes estabeleçam conexão é necessário que sigam padrões de codificação e transmissão. Recentemente, o padrão suportado em ferramentas de videoconferência, como o Microsoft Netmeeting, CuSeeMe e aplicações proprietárias, como Picture-Tel e o V-Tel, é o H.323 da ITU-T (Internacional Teleccomunication union Teleccomunication Standardization Sector). Este padrão surgiu em 1996 e tem sido utilizado em aplicações de voz sobre IP, videoconferência em desktop, computação colaborativa, ensino a distância, aplicações de helpdesk e suporte e shopping interativo. As principais características do H323 são: Especificação de componentes, protocolos e procedimentos que provêem serviços de comunicação multimídia - comunicação em tempo real com áudio, vídeo e dados - sobre redes baseadas em pacotes (redes baseadas em IP ou IPX). Provê modularidade e recomendações de codec de áudio e vídeo. Provê interoperabilidade, possibilitando aplicações de diferentes fabricantes. É flexível, portanto, pode ser utilizado tanto para aplicações somente voz, quanto para aplicações multimídia de videoconferência. Provê padrões de interoperabilidade entre LAN S e outras redes (por exemplo, ISDN) através da utilização do componente gateway. Possibilita gerenciamento da rede, tornando possível restringir a quantidade de largura de banda disponível para conferência e tem suporte a multicast. O gerenciamento é feito através do componente gatekeeper. Módulo 3 >> Tipos de conexão e fatores de qualidade em sessões de videoconferência Existem 2 tipos mais utilizados de conexão (link) de comunicação que podem ser utilizados em sistemas de videoconferência: Redes Comutadas ISDN ou RDSI Redes IP de Banda Larga A qualidade das imagens transmitidas de um ponto ao outro depende essencialmente da qualidade de conexão (do link) de comunicação utilizada. Quanto melhor a qualidade de conexão, maior é a velocidade, por consequência a imagem e o áudio trafegam com qualidade máxima. Os equipamentos podem suportar velocidades entre 128 Kbps até 2000 Kbps, dependendo do tamanho da solução. 12

13 Redes Comutadas ISDN ou RDSI: O ISDN (Integrated Services Digital Network) ou RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados) pode se dar em dois níveis. Um deles, denominado básico, é um sistema de telefonia digital que utiliza dois canais com velocidades de transmissão de 64 kbps cada, e um terceiro de 16 kbps para finalização e controle. Quando combinados os dois primeiros, permitem o envio de dados a 128 kbps, que permitem visualizar até 15 fps (quadros por segundo) na transmissão de videos. O outro nível, chamado de primário, é composto por 23 canais de 64 Kbps (padrão norte americano) ou 30 (padrão europeu) e o terceiro (finalização e controle) de 64 kbps. A conexão é efetuada em linhas digitais padrão oferecidos pelas operadoras Embratel, Telefônica, Telemar e outras. A forma de tarifação que vêm sendo adotada pelas companhias telefônicas é semelhante ao telefone comum porém mais cara. Paga-se uma taxa pela assinatura da linha ISDN e um valor por tempo de utilização. Algumas companhias telefônicas oferecem mais de um "pacote" de comercialização do serviço, chegando a cobrar, conforme o "pacote", preços diferenciados para tráfego de voz ou de dados. Os valores variam conforme a companhia telefônica. Os equipamentos existentes hoje para ISDN podem fazer videoconferências com um único ponto ou com múltiplos pontos usando um equipamento chamado MCU (Multipoint Conference Unit). Videoconferência Ponto a Ponto Videoconferência em grupo Unidades de Controle Multiponto (MCU - Multipoint Control Unit): O MCU é um componente da rede que viabiliza a conferência entre três ou mais terminais e Gateways. Ele pode conectar dois terminais em um conferência ponto-a-ponto para depois estabelecer uma conferência multiponto com mais terminais e Gateways. Ele é dividido em duas partes: Um Controlador Multiponto (MC) obrigatório. Um Processador Multiponto (MP) opcional. No caso mais simples, um MCU pode consistir somente de um MC sem nenhum MP. Um MCU também pode ser introduzido numa conferência por um Gatekeeper, sem a necessidade explícita de ser chamando por um terminal. 13

14 Controlador Multiponto (MC) É uma entidade H.323 que fornece controle para três ou mais terminais participando de uma conferência multiponto. Ele também pode conectar dois terminais em uma conferência ponto-a-ponto que pode evoluir mais tarde para uma conferência multiponto. O MC viabiliza a negociação com todos os terminais para atingir níveis comuns de comunicação. Ele também pode controlar recursos de transferência em pró do terminal que está transmitindo vídeo multicast. No entanto, ele não realiza o mixing e switching de áudio, vídeo e dados. Processador Multiponto (MP) Outra entidade H.323 a qual possibilita processamento de áudio, vídeo e streams de dados centralizados numa conferência multiponto. O MP fornece mixing, switching, e outros processamentos para streams de mídia sob o controle do MC. Ele pode processar um stream de mídia simples ou múltiplo, dependendo do tipo de conferência suportada. Redes IP de Banda Larga: As redes IP de banda larga são redes com altas taxas de transmissão. Tecnologias como Frame Relay, XDSL, ATM e Ethernet são utilizadas neste tipo de rede. São apresentadas as tenologias ATM / Ethernet. ATM O Modo de Transferência Assíncrono (Asynchronous Transfer Mode - ATM) é uma tecnologia baseada na transmissão de pequenas unidades de informação de tamanho fixo (53 bytes) e formato padronizado, denominadas células. As células contem informações de múltiplos tipos, como voz, vídeo ou dados. Essa tecnologia é capaz de suportar diferentes serviços satisfazendo os requisitos exigidos pelos diferentes tipos de tráfego, a altas velocidades de transmissão. Ethernet A tecnologia Ethernet é mais usada em redes locais (LANs) onde o aumento da complexidade das aplicações em estações de trabalho têm aumentado a necessidade de redes de alta velocidade. Os sistemas Ethernet mais usados são o 10BASE-T e o 100BASE-T que provêem uma velocidade de transmissão de 10 Mbps e 100Mbps, respectivamente. Esta tecnologia foi originalmente desenvolvida pela Xerox e posteriormente pela DEC e Intel. Nas soluções de uso individual somente redes de IP de banda larga são recomendadas como meio de comunicação, pois o equipamento, neste caso, é composto de uma pequena câmera com codec integrado sendo conectado a um microcomputador. Para visualização das imagens usa-se o próprio monitor. OBS.:>>As sessões de videoconferência realizadas com o uso de WebCams por meio da Internet são inviáveis para ser utilizadas, por exemplo, como meio de diagnóstico ou suporte para uma cirurgia a distância. 14

15 Cada usuário tem seu tipo de necessidade, e cada necessidade demandará maior ou menor qualidade de áudio e vídeo. Módulo 3 >> Aplicativos e equipamentos para realizar sessões de videoconferência Diversos aplicativos propõem-se a apoiar o desenvolvimento de videoconferências e transmissão de áudio e vídeo. Para o desenvolvimento de sessões de videoconferência apresenta-se uma análise técnica de 2 aplicativos. São eles: Microsoft Netmeting Cusseme Microsoft Netmeeting: O NetMeeting é uma ferramenta para comunicação real ponto-a-ponto e multiponto, que permite a comunicação e colaboração entre duas ou mais pessoas através da Internet ou Intranet. Viabiliza o tráfego de áudio e vídeo, além de permitir o compartilhamento de aplicações, troca de informações entre aplicações compartilhadas através da área de transferência, transferência de arquivos, colaboração em quadro de comunicação compartilhado (whiteboard) e comunicação através de um sistema de chat. Funciona independentemente da plataforma de hardware, e é compatível com o padrão Video for Windows (câmera e/ou placa de captura de vídeo). Nas sessões de videoconferência, o Netmeeting apresenta os seguintes recursos: Capacidade de alterar o tamanho da janela de vídeo. Capacidade de enviar ou não uma determinada mídia, como por exemplo, áudio ou vídeo. Integração com diversos hardwares de captura de vídeo compatíveis com o padrão Video for Windows. Capacidade de receber imagens sem o hardware de vídeo instalado localmente. Áudio e vídeo alternáveis entre diversos usuários participantes de uma conferência. Capacidade de copiar imagens de vídeo para a área de transferência. Capacidade de ajustar a qualidade do vídeo. Interoperacionalidade com outros produtos e serviços devido a compatibilidade com o padrão ITU-T H.323, utilizando código de vídeo H.263, código de áudio G711 e G723 e código de dados T.120. Suporte à tecnologia MMX da Intel, o que permite melhor aproveitamento do poder de processamento da CPU. Recursos de Área de Transferência Compartilhada utilizando comandos Cortar, Copiar e Colar. Transferência de Arquivos em segundo plano nas conexões ponto-a-ponto ou multiponto. Tela em Branco Compartilhada multi-página e multi-usuário, que permite dividir com outros participantes desenhos e estruturas gráficas. 15

16 Bate-papo, onde pode-se enviar e receber mensagens de texto livremente durante uma sessão. O Netmeeting pode realizar acesso a um serviço de diretório gerenciado por um aplicativo chamado ILS (Internet Locator Server). Este aplicativo é um servidor de diretório, onde é possível visualizar uma lista de participantes on-line, realizar logon ou logoff de um grupo em conferência ou mesmo criar e gerenciar um grupo de usuário disponíveis. O Netmeeting possui interface amigável, é de fácil instalação, porém é considerado instável e totalmente dependente da plataforma Windows. CuSeeMe: A CUSeeMe Networks desenvolve e comercializa softwares multiplataforma para comunicação remota em redes de curta e longa distância que utilizam o Internet Protocol (IP). Esta comunicação se efetiva através do tráfego de multimídia (áudio, vídeo e texto), viabilizando sessões de videoconferência multiponto, ou seja, diversos participantes interagindo mutuamente. A principal solução da empresa implementou uma estrutura cliente-servidor, onde os usuários estabelecem sessões de videoconferência, sendo que a ferramenta de videoconferência CuSeeMe é um dos mais populares aplicativos da empresa e um dos pioneiros a oferecer solução para videoconferência. Desenvolvida inicialmente pela Universidade de Cornell nos Estados Unidos, a ferramenta CuSeeMe oferece uma forma simples de videoconferência onde cada usuário conecta-se a outros usuários em uma sessão pré-combinada. Proporciona a habilidade de transmitir e receber áudio e vídeo em computadores pessoais, conectados via protocolo TCP/IP (em geral, na Internet). Uma vez conectado, é possível receber e enviar vídeo e áudio, utilizar o chat para conversar e ainda compartilhar documentos e gráficos em um quadro de comunicações (whiteboard) eletrônico e interativo. É compatível com outros softwares de videoconferência, com por exemplo o Microsoft NetMeeting, pois foi desenvolvido segundo as especificações da norma H.323 da ITU-T, podendo operar sobre links de 28,8 kbps a links de alta velocidade instalados em redes locais ou metropolitanas. Nas experiências realizadas com este software, verificou-se que o mesmo, ao contrário do NetMeeting, permite visualizar simultaneamente vários usuários conectados. A sua tela principal possui todas as ferramentas disponíveis integradas, como a lista dos usuários conectados naquela sala no momento, a transmissão de vídeo e áudio de cada um deles e um ambiente de chat. No entanto, não possui as opções de compartilhamento de aplicativos, quadro branco compartilhado e FTP. Tal como outros aplicativos da sua categoria, o CuSeeMe depende da captura de múltiplas mídias, oriundas de placas de som e/ou captura de vídeo, a fim de estabelecer o tráfego de multimídia. A qualidade do conteúdo de multimídia transmitido em tempo real na rede através do CuSee-Me, pode variar em função dos periféricos empregados para a captura de áudio e de vídeo. Assim sendo, quanto melhor for a geração de multimídia, melhor será a transmissão, e conseqüentemente, melhor será a sessão de videoconferência. 16

17 O software cliente CuSeeMe é capaz de conectar-se a outro cliente CuSeeMe, estabelecendo uma sessão videoconferência ponto-a-ponto sem a interferência de outra aplicação. Entretanto, para sessões de videoconferência ponto-multiponto, é necessário a presença de um servidor, denominado refletor, que controlará o tráfego de pacotes, abertura de canais de comunicação, estabelecimento de novas chamadas, endereçamento dos clientes, entre outra funções. A interface do CuSeeMe é simples e bastante intuitiva. As imagens dos participantes ficam posicionadas a direita da lista de todos os integrantes de uma sala de conferência. Logo abaixo das imagens dos participantes ativos, fica um quadro de chat, onde é possível realizar a comunicação textual. Similarmente a outras ferramentas de videoconferência, é possível utilizar o CuSee-Me sem captura de vídeo, realizando apenas audioconferência. As configurações do cliente de videoconferência são bastante fáceis de se executar. Na opção teste de Vídeo é possível visualizar uma amostra da imagem gerada local e remotamente, selecionar o tipo de codec e alterar as configurações do hardware de captura. Equipamentos que se aplicam a sistemas de videoconferência baseada em desktop: Câmera com tecnolologia USB - Universal Serial Bus com captura de vídeo e digitalização. Ex.: Webcam DSB c100 D-link Para camêras deste tipo é necessário que o usuário possua um software para fazer a compactação do sinal digital e a transmissão (Ex.: Netmeeting). Câmeras de vídeo - saída analógica ou digital Ex.: Sony, JVC e outras o Se a câmera possuir saída digital é necessária uma placa de captura (Ex.: Placa DV500 Firewire) para realizar a captura, compactação e eventualmente a edição de vídeo. Para a tranmissão e gerenciamento da sessão de videoconferência é necessário um aplicativo como o Netmeeting ou aplicativos Mbone. o Se a câmera possuir saída analógica é necessária uma placa de captura (Ex.: DC010) para realizar a digitalização e a compactação do sinal recebido. Para a tranmissão e gerenciamento da sessão de videoconferência é necessário um aplicativo como o Netmeeting ou aplicativos Mbone. Equipamentos que se aplicam a sistemas de videoconferência baseada em estúdio: Em soluções proprietárias para videoconferência, como o modelo Polycom ViewStation, a digitalização, a compactação e a transmissão são realizados pelo equipamento. A transmissão de vídeo pode ser realizada via rede IP ou ISDN. Módulo 3 >> Referências Leopoldino, G. M (2001): Avaliação de sistemas de videoconferência. acessado em maio de

18 Leopoldino, G. M; Moreira, E. S.: Modelo de Comunicação para Videoconferência. acessado em maio de Lima, T.; Bazzo, J.; Siqueira, J. ; Scheer, S. (2000): Experimentos de videoconferência na ReMAV Curitiba Seminários a distância - acessado em maio de Paiva, D. P; Pôrto, I. V. I. (2000): Videoconferência - sua utilização no ambiente escolar: relato de experiências e fundamentação teórica do uso dos recursos para comunicação em EAD acessado em maio de Martins, A T; De Paula, A B; Dária, A T A; Ravache, G; Nishizawa, L K (1998) - Conferências à Distância - acessado em junho de Silveira, J L - A videoconferência na linha do tempo das comunicações (2002) - palestra disponível em acessado em junho de Sherrer, R; Martinez, C - Tutorial - Conceitos Multimídia (2002). Fischer, G S - Um ambiente virtual multimídia de ensino na WEB, com transmissão ao vivo e interatividade 18

19 Módulo 4 - Estudo de caso: MBone Módulo 4 >> Introdução Através da Internet trafegam pacotes de dados que podem ser arquivos de textos, imagens, áudio ou vídeo. Os mecanismos tradicionais de transmissão de pacotes são o Unicast e o Broadcast. Estes mecanismos não são adequados para videoconferência na Internet, pois com o Unicast os pacotes são enviados de um computador para outro na rede, sendo necessário o envio de um pacote separadamente para cada participante, saturando a largura de banda. Já no mecanismo Broadcast os pacotes são transmitidos de um computador para todos os demais da rede, mesmo para aqueles que não estão interessados em receber o pacote, utilizando, para isto, largura de banda desnecessária. Para melhorar o desempenho e a performance de uma sessão de videoconferência, o mecanismo de transmissão indicado seria o Multicast, que combina os mecanismos de Unicast e Broadcast. Através dele, um pacote é enviado simultaneamente para um grupo de computadores que, por exemplo, participam de uma sessão de videoconferência, e somente esses computadores recebem o pacote, minimizando a quantidade de largura de banda utilizada. Em 1992, durante uma reunião da Internet Engineering Task Force (IETF), teve início o uso do Multicast Backbone (MBone), uma tecnologia que utiliza o mecanismo de transmissão Multicast. Esta reunião foi transmitida ao vivo para 30 pessoas que participaram remotamente. O MBone foi chamado assim por Steve Casner pesquisador da University of Southern California Information Sciences Institute. Módulo 4 >> Multicast Backbone (MBone) Multicast Backbone, ou simplesmente MBone, é uma rede virtual que compartilha a mesma camada física da Internet, porém possui seus próprios roteadores chamados mrouters (multicast routers) que suportam roteamento de pacotes IP multicast. Para os casos onde os roteadores não suportam multicast, o MBone utiliza o conceito de túneis, um processo que faz o encapsulamento de pacotes IP multicast dentro de pacotes IP normais (unicast) para poderem trafegar normalmente na Internet através de roteadores unicast. O destino final dos pacotes multicast é um roteador que suporta multicast (mrouter) e faz o desempacotamento. Com o crescente número de roteadores mrouter a técnica de tunelamento será desnecessária, simplificando a transmissão. Um pacote é enviado a vários destinos ao mesmo tempo, utilizando uma largura mínima de banda, sem se replicar. Para evitar que o pacote seja distribuído pela rede sem controle, o MBone utiliza uma técnica em que o pacote recebe um valor que caracteriza seu tempo de vida na rede, chamado TTL (time -to-live). Esse valor é decrementado de 1 (um) a cada passagem por um roteador. Essa tecnologia melhora o desempenho e a performance da realização de sessões de videoconferência, por isso se torna uma alternativa interessante para ser aplicada ao ensino a distância. 19

20 Módulo 4 >> Ferramentas MBone Para a participação em transmissões Multicast, é necessário ter a rede local conectada ao MBone e ter instalado no seu computador ferramentas específicas para receber e enviar dados Multicast. O MBone possui ferramentas distintas para a transmissão de áudio, vídeo, quadro branco compartilhado e gerenciamento de sessão em tempo real, as quais combinadas possibilitam a realização de uma videoconferência. As ferramentas apresentadas, neste mini curso, são software livre (endereço para download dessas ferramentas: e demonstraram bons resultados em experimentos práticos. Robust Audio Tool (RAT) RAT permite aos participantes de uma sessão o acesso a uma audioconferência. VIC (Video Conference) VIC é uma ferramenta de videoconferência em que é possível a transmissão de vídeo entre os participantes de uma sessão. WB (White Board) A ferramenta WB permite o compartilhamento de um quadro branco em tempo real entre os participantes de uma sessão. Com essa ferramenta os participantes poderão disponibilizar textos, desenhos e importação de páginas no formato ASCII e postscript. SDR (Session Directory) Antes que se possa realizar uma sessão de áudio, vídeo, ou qualquer outra, uma sessão precisa ser alocada, reservada e anunciada aos outros participantes. A ferramenta SDR é usada para anunciar uma sessão ou consultar a lista das sessões de videoconferência MBone disponíveis. São apresentados o nome da sessão, descrição, endereço, escopo e duração (quanto tempo o SDR irá anunciar a sessão). Módulo 4 >> Referências SAVETZ, K., RANDALL, N., LEPAGE, Y. MBONE: Multicasting Tomorrow's Internet. Copyright 1996, MACEDONIA, M. R., BRUTZMAN, D. P. MBone Provides Audio and Video Across the Internet. IEEE Computer, Vol.27 #4, April 1994, pp BECK, F. L., REIS, H. L. IP Multicast e Mbone. Networked Multimedia Research Group at University College London. 20

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