НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

УДК.535+621

МГТУ им. Н. Э. Баумана

golovin@bmstu.ru

murafa.victor@gmail.com

Целью проведенной работы стало разработка программного комплекса для обеспечения видеоконференцсвязи во время проведения лабораторных работ с установками удаленного доступа. Для этого был проведен сравнительный анализ существующих решений для организации видеосвязи и дистанционного обучения. Из всех проанализированных программных продуктов, было отмечено несколько наиболее эффективных приложений и программных комплексов: Skype, FreeSwitch, AdobeConnect, NetMeeting, OpenFire, ooVoo, Ekiga, MyPhone, Astrisk, OpenMCU. 

Для определения эффективности работы приложений и программных комплексов были выбраны следующие критерии:

1.       Управление полосой пропускания. Приложение или программный комплекс должен предусматривать управление полосой пропускания. Для проведения лабораторных работ с установками удаленного доступа необходимо ограничивать как число одновременных соединений, так и суммарную полосу пропускания для всех приложений участников. Эти ограничения помогают сохранить необходимые ресурсы для работы других сетевых приложений.

2.       Межсетевые конференции. Приложение или программный комплекс должен предлагать средство соединения участников видеоконференции в разнородных сетях (например, IP и ISDN, IP и PSTN).

3.       Платформенная независимость. Приложение или программный комплекс должен взаимодействовать с разными операционными системами.

4.      Поддержка многоточечных конференций. Этот критерий обусловлен  необходимостью проводить лабораторную работу с тремя или более участниками. Многоточечные конференции могут проводиться как с использованием центрального MCU (устройства многоточечной конференции), так и без него.

5.       Поддержка многоадресной передачи. Желательно, чтобы приложение или программный комплекс соответствовали этому критерию. Поддержка многоадресной передачи не является обязательной. Однако если сеть поддерживает протокол управления групповой адресацией (такой, как IGMP), то при многоадресной передаче один пакет информации отравляется всем необходимым адресатам без лишнего дублирования. Многоадресная передача использует полосу пропускания гораздо более эффективно, поскольку всем адресатам - участникам списка рассылки отправляется ровно один поток.

6.      Стандарты для кодеков. Должны быть установлены стандарты для кодирования и декодирования аудио - и видеопотоков с целью обеспечения совместимости оборудования разных производителей.

7.       Совместимость. Установленный стандарт должен поддерживать выяснение общих возможностей оборудования конечных пользователей и устанавливать наилучшие из общих для участников конференции протоколов кодирования, вызова и управления.

8.      Гибкость. Конференция, осуществляемая с помощью выбранного приложения или программного комплекса по вышеперечисленным критериям, должна включать участников, конечное оборудование которых обладает различными возможностями. Например, один из участников может использовать терминал лишь только с аудио - возможностями, в то время как остальные участники конференции могут обладать возможностями передачи/приема также видео и данных.

Всем вышеперечисленным критериям удовлетворяет программный комплекс OpenMCU, который полностью поддерживает стандарт OpenH323, определяющий четыре главных составляющих коммуникационной системы:

1.      Терминал,

2.      Шлюз,

3.      Устройство управления многоточечной видеоконференцией,

4.      Контроллер зоны.

В качестве программных клиентов могут выступать: NetMeeting, PacPhone,Mirial, PolycomPVX, VCON, VPointHD, Ekiga, MyPhone. А в качестве аппаратных терминалов могут выступать терминалы Sony, Polycom.

Основное преимущество сервера OpenMCU заключается в том, что он не требует установки определенного программного обеспечения на персональные компьютеры  участников и организатора лабораторной работы.

Также одним из преимуществ программного комплекса OpenMCU является тот факт, что продукт полностью кроссплатформенный; исходный код сервера OpenMCU написан на языке С++ и может быть скомпилирован  в любой операционной системе. Еще одним положительным моментом является поддержка IP-телефонии и возможность масштабировать решение.

Так как организация лабораторных работ с установками удаленного доступа является достаточно сложной задачей, то необходимо предусмотреть распределение обязанностей между участниками. При проведении дистанционных лабораторных работ необходимо участие администратора, модератора, преподавателя и, соответственно,  студентов.

В задачи администратора входит: настройка и обслуживание сервера; настройка трансляции видео с лазерного стенда; контроль качества аудио и видео потоков; контроль легитимности совершенных пользователем действий.

Также при проведении лабораторной работы необходимо участие одного или нескольких (в зависимости от количества участников) модераторов, которые занимаются не только организацией самой видеоконференции, но и организацией учебного процесса. Под учебным процессом тут понимается передача интерактивных материалов, необходимых для проведения лабораторной работы и контроль сетевой активности участников видеоконференции.

В задачи преподавателя входит: подготовка лабораторного стенда к работе, контроль усвоения учебного материала студентами и проведение самой лабораторной работы. Стоит отметить, что во время проведения лабораторной работы с учебными установками удаленного доступа преподавателю стоит обращать особое внимание на лабораторную установку, так как у студентов (участников) нет прямого контакта с  аппаратурой.

Студентам, в свою очередь, необходимо соблюдать регламент проведения лабораторных работ, выполнять указания преподавателя или модератора. Так же всем участникам запрещается применять средства, которые могут целенаправленно нарушить проведение дистанционной лабораторной работы.

Чтобы процесс проведения лабораторной работы был современным и более эффективным, в сервер OpenMCUможно интегрировать хранилище данных и  сервер регистрации, который может стать единым центром регистрации студентов для выполнения лабораторных работ. На данный момент предусмотрена двойная регистрация, когда студент регистрируется для выполнения лабораторной работы и для участия в видеоконференции.

При регистрации пользователю выделяется определенный объем памяти для хранения результатов выполнения лабораторной работы. Преимущество наличия хранилища данных заключается в том, что пользователь имеет возможность получить доступ к своему аккаунту в любое время.

Сам сервер может быть установлен как во внешней сети, для проведения лабораторных работ совместно с зарубежными институтами, так и в локальной, для проведения дистанционных лабораторных работ в ВУЗе. Сам сервер OpenMCU устанавливается на любой сервер с Unix-подобной операционной системой, например, FreeBSD, Linux. Так же существует возможность установки OpenMCU под семейство операционных систем Windows. Но на данный момент под эту операционную систему не существует ни одной стабильной версии OpenMCU.

Исходя из выше изложенного, можно сделать вывод, что проект OpenMCU имеет большой потенциал для развития. В частности, если полноценно реализовать функции передачи видео HD-качества, добиться автоматизации процесса управления сервером, создать стабильную версию сервера под операционную систему Windows, то продукт сможет стать неотъемлемой частью организации учебного процесса в МГТУ им. Баумана.

Список литературы.

1.       Г.С. Иванова. Основы программирования.  Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. 416 с.

2.       Объектно-ориентированное программирование/Г.С. Иванова [и др.] Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007.  368 с.