Videokonferencia alkalmazása. európai magfúziókutatásban

Átírás

1 Videokonferencia alkalmazása az európai magfúziókutatásban Giese Piroska KFKI RMKI rmki.kfki.hu Association EURATOM/HAS KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet SzámOkt 2004, Kolozsvár március 27

2 Áttekintés Európai fúziós együttműködés EFDA Remote Participation Kollaboráció Videokonferencia rendszerek VRVS H.323 Tesztek Tapasztalatok, Értékelés NIIF videokonferencia projekt SzámOkt 2004, Kolozsvár 2

3 Magfúzi ziós kutatások A kutatások nagyberendezéseken folynak Költséges Korlátozott számban áll rendelkezésre TOKAMAK: JET Culham (UK), ASDEX Upgrade - IPP Garching (GE) A kisérletek Európai fúziós egyezmény keretében együttműködésben történnek EFDA European Fusion Development Agreement A kollaboráció alapja a kommunikáció kommunikációs eszközök: Chat Videokonferencia giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 3

4 Termonukleáris fúzió nap energiatermelő folyamatának szabályozott földi megvalósítása könnyű atommagok egyesítésével energia szabadul fel - az atommagok összeolvadásához 100 millió fokra van szükség A természetben elegendő mennyiségű kiinduló anyag áll rendelkezésre: Tricium előállítható Litiumból Deutérium, vízből kiválasztható 10 g Deutérium (500 l víz) és 15 g Tricium (30 g Li) elegendő egy közepes háztartás elektromos energia igényének fedezésére giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 4

5 TOKAMAK az eddigi legsikeresebb fúziós berendezéstípus - gyűrű (torusz) alakú térben helyezkedik el a plazma - a plazmaállapotú anyagot mágneses térrel tartják egybe JET- Joint oint European Torus paraméterek: Plazma sugár min. horizontális vertikális 1.25 m 2.10 m Plazma sugár max m Plazma élettartam: 20 s Vasmag súlya 2800 t Toroidális mágn.tér 3.45 T Plazmaáram MA Fűtőáram 25 MW giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 5

6 JET Tokamak felnőtt ember SzámOkt 2004, Kolozsvár 6

7 Vákuumkamra belseje: magassága 4,6m Plazma SzámOkt 2004, Kolozsvár 7

8 1978 EURATOM EURATOM - Európai Uniós országok Atomenergetikai Szervezete - döntés a JET megépítéséről 1983 óta üzemel Angliában, Culham 1991 a világon először itt volt szabályozott fúzió 1999 EFDA EFDA - európai fúziós fejlesztési egyezmény 2000 Magyar Magyar-EURATOM fúziós f társulás (KFKI RMKI, KFKI AEKI, BMGE) 2000 EFDA-JET Remote participation Projekt giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 8

9 EFDA Remote R Participation Fő tevékenységi kör Távoli számítógéphasználat & Kommunikáció JET Mintegy 500 kutató vesz részt a kisérletekben JET egyéb Európai fúziós együttműködés JET mellett 9 nagyobb kisérleti berendezés 25 fúziós laboratórium 19 ország + egyetemi kutató ASDEX csoportok Kollaboráció EFDA Control Support Unit RP coordinator: Volker Schmidt, Consorzio RFX, ENEA Association-Italy giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 9 JET Piroska Giese, Association Euratom/HAS - Hungary

10 Kollaboráció- Telekommunikáció Párbeszéd (desktop dialogue) Tárgyalás (office-based meeting) Többhelyszínes (multi-centre) meeting Előadás közvetítés Távoli mérőszoba (remote control room) SzámOkt 2004, Kolozsvár 10

11 EFDA- telekommunikációs munkacsoport Feladata: az európai fúziós program számára a telekonferencia hardware/software standard kidolgozása Közvetlen kiváltó ok: a fúziós közösségen belül két rendszer terjedt el, a VRVS és a H.323 A munkacsoport feladatául tűzte: a videkonferencia rendszerek vizsgálatát a rendszerek alkalmazhatóságát a várható fejlesztések követését a két rendszer kompatibilitás vizsgálatát a költség becslést Munkamódszere: valós tesztek az adott videokonferencia rendszerekkel Intenzív vita a VRVS fejlesztőkkel 2002.március giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 11

12 SzámOkt 2004, Kolozsvár 12

13 VRVS Mi a VRVS? Virtual Room Videoconferencing System - WEB orientált, IP alapú, olcsó, sávszélesség kímélő videokonferencia rendszer. Eredetileg a részecskefizikus közösség számára fejlesztették, de mára ez a szolgáltatás más kutatói közösség számára is rendelkezésre áll. Támogatja a különböző kollaborációs eszközöket: Mbone (VIC, RAT), H.323 (Polycom, Netmeeting), QuickTime, Desktop Application Sharing, és Chat. Platform független. MPEG2 fejlesztés folyamatban van. Mi a Virtual Room? Ha két vagy több ember megbeszélést akar tartani, összeül egy teremben. Ha a résztvevők földrajzilag távol vannak egymástól egy virtuális helyen találkoznak Virtual Room. A virtuális termet a valós teremehez hasonlóan előzetesen le kell foglalni Az adatforgalmat egymással összeköttetésben álló reflektorok biztosítják unicast tunnel-n keresztül; a reflektor és a végpontok között multicast van giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 13

14 SzámOkt 2004, Kolozsvár 14

15 VRVS Reflektor - Topológia giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 15

16 VRVS Model - Implementáció VRVS Web User Interface Mbone Tools (vic,, vat/rat,..) QoS QuickTime V4.0 H.323 MPEG VRVS Reflectors (Unicast/Multicast) Real Time Protocol (RTP/RTCP) Others?? Collaborative Applications Network Layer (TCP/IP) giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 16

17 VRVS 3 fő jellemzői Audio, Video, Chat szolgáltatás VNC Desktop sharing pont-pont és multipontos konferencia lehetőség Dedikált virtuális konferencia teremek Universe, Internet2, RedIRis, AccessGrid, FUSION, ASTRO... Teremfoglalás grafikus felületen Zártkörű konferencia rendezése (password) Dokumentáció VRVS software csomag letöltés Caltech fejleszt sztés VRVS feb. giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 17

18 Teremfoglalás SzámOkt 2004, Kolozsvár 18

19 Felhasználói profil SzámOkt 2004, Kolozsvár 19

20 SzámOkt 2004, Kolozsvár 20

21 KFKI RMKI konfiguráció Processor: AMD Athlon XT GHz Memória: 1GByte DDLRAM: 512 Mbyte Disk: 40GByte Monitor: Matrox Mileneum G Philips Sound Blaster Live hangkártya Polycom PREMIER Soundstation Automatikus echo letiltás + szatellit mikrofon 2x Hauppauge WinTV PCI Video Grabber SONY EVID30/D31 X12 optikai zoom, autofokus 6 programozható pozició AT (Auto Tracing) Mode automatikus mozgás detektálás és objektum követés MD (Motion Detection) Mode automatikus fényerő és szín követés Interconnect box Telefonvonalra ill. számítógépre való csatlakozást teszi lehetővé giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 21

22 KFKI RMKI konfiguráció (2) SzámOkt 2004, Kolozsvár 22

23 H. 323 SzámOkt 2004, Kolozsvár 23

24 H.323 IP alapú videokommunikációs kapcsolatokat leíró szabványcsoport ITU - International Telecommunication Union Tartalmazza: hang és kép kódolására/átvitelére szolgáló eljárásokat hang és kép kompatibilitását biztosító formátumokat végberendezések kép és hangátviteli protokolljait Főcsoportok: Terminal, Gateway, Gatekeeper, MCU Adatátviteli szabványt nem tartalmazza (T.120) giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 24

25 H.323 protokollok SzámOkt 2004, Kolozsvár 25

26 ITU standard H.323-hang Hang átvitel G KHz átviteli csatorna 56 kbps 64 kbps Kódolási algoritmus PCM Megjegyzés amplitudo kompresszió G KHz 16 kbps LD-CELP minőség megegyezik a G.711-el G KHz 48, 56 és 64kbps ADPCM jobb, mint a G.711 G KHz 5,3 és 6,4 kbps LP-MLQ G.729(a) 3.4 KHz 8 kbps CS-ACELP ~ telefon minőségű IP telefonia jobb, mint a G.723.1, kisebb a késleltetés giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 26

27 H Kép Kép tömörítés és ábrázolási szabvány H.261, n x 64 Kbps átvitelre H.263, javított tömörítési eljárás, kisebb sávszélességre Képformátum, leggyakoribb: CIF 352 x 288 képpont max. 30 frame/sec QCIF 176 x 144 képpont max. 30 frame/sec A kép formátuma, a színmélység és a másodpercenként átvitt képek száma határozza meg a sávszélesség igényt giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 27

28 CIF formátum áttekintés Formátum Felbontás (pixel) X Y Támogató Protokol Sávszélesség Mbps (tömörítés nélkül) 10 kép/s 30kép/s f/f 8bit sz 12 bit f/f 8bit sz 12 bit SQCIF H QCIF H.261 H CIF H.261 H CIF H CIF H giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 28

29 Egyéb ajánlások SzámOkt 2004, Kolozsvár 29

30 H.323 kliensek Software kliens (Netmeeting, GnomeMeeting) audio/video kódolás szoftver úton a főgépben történik Multi-point konferencia esetén bizonytalan Kompatibilitás probléma Hardware kliens audio/video kiszolgálás az eszközben történik; a főgépen keresztül vagy közvetlenül is csatlakoztatható az Internetre Desktop rendszerek Set-top vagy csoport rendszerek Konferenciatermi berendezések giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 30

31 Desktop rendszerek VCON Escort 25 (PCI) VCON Crusier 384 (PCI) PC-be integrált videokonferencia rsz. -PC kártya, kamera, headset, SW -ill. USB csatlakozás + SW max. 2 felhasználó Polycom ViaVideo (USB) max. sávszélesség 384 kbps IP (H.323) és néhány ISDN-re is giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 31

32 Set-top top rendszerek Fő jellemzői: beépített kamera 12x zoom belső v. külső mikrofon max.8 felhasználó max. sávszélesség 1.5 Mbps IP 768 kbps ISDN SzámOkt 2004, Kolozsvár 32

33 Konferencia rendszerek VGA in/output 2 független video stream audio in/output max. 3 Mbps IP és 2 Mbps ISDN giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 33

34 Kompatibilitás teszt matrix (2002. December) SzámOkt 2004, Kolozsvár 34

35 GDS - Global Dialing Scheme ViDe.Net Video development Initiative E.164 hierarchia: <IAC><CC><OP><EN> IAC: International Access Code CC: Country Code OP: Organizational Prefix EN: Endpoint Number RMKIViewstation: giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 35

36 GDS kapcsolatfelvétel gatekeeper hierarchián keresztül történik SzámOkt 2004, Kolozsvár 36

37 H.323 alkalmazások pont-pont konferencia Mindhárom típusú rendszerrel megvalósítható az átviteli sebesség és képfelbontás automatikusan alkalmazkodik a rendelkzésre álló sávszélességhez multipontos konferencia MCU Multipoint Control Unit szükséges A set-top rendszerek egy része és a konferecia rendszerek rendelkeznek beépített MCU-val max. 4 állomás kezelésére; > 4 állomás s external MCU Voice activated mode a leghangosabb hanghoz engedélyezi a képet Continues presence - 4 ill. újabb MCU esetén 16 egyidejű képátvitel Mixed mode 1 ablak manuálisan kijelölhető, a többi kapcsolódási sorrendben követi, az MCU-k kaszkádolhatók transzparens csillag struktúra MCU-val vezérelt konferencia résztvevői azonos sávszélességet élveznek ek giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 37

38 MCU Multipont Control Unit SzámOkt 2004, Kolozsvár 38

39 Polycom Viewstation FX KFKI RMKI (NIIF Projekt keretében) SzámOkt 2004, Kolozsvár 39

40 VRVS - H.323 Teszt giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 40

41 Tesztek ek A tesztsorozat 3 szcenáriót tartalmazott egyenként minimum 6 állomásból állt 1) tiszta VRVS rendszer, különböző protokollt használó VRVS klinsekkel (VIC/RAT és H.323); az adatátvitel és gateway VRVS reflektoron keresztül valósult meg 2) tiszta H.323 rendszer és a szabványnak megfelelő kliensek és infrastruktúra használata (MCU) 3) vegyes VRVS-H.323 infrastruktúra. A VIC/RAT kliensek VRVS virtuális termet használták, a H.323 klinsek MCU-n keresztül kapcsolódtak. A két rendszert VRVS reflektor és MCU (DFN) kötötte össze Résztvevő európai fúziós intézetek: DRFC Cadarache (FR), EFDA/CSU Garching (GE), IPP Garching (GE) IST Lisabon (P), JET Culham (UK), KFKI RMKI Budapest (HU), RFX Padova (I), TEC Jülich (GE), TEKES Helsinki (FI) giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 41

42 Tapasztalatok, értékelés (1) Felhasználói felület VRVS: egységes kezelői felület technikailag rugalmas, de technikai ismeretet kíván rugalmas átmenet pont-pont v. multipontos konf. esetén public domain software használata H.323: pont-pont konferencia szervezése egyszerű multipontos konferencia szervezéséhez saját v. nyilvános MCU és technikai személyzet szükséges Gyakori gond a hangátvitel minősége, lokális audio berendezés kiválasztása és kezelése körültekintést igényel, egymás szavába vágás, lokális echo letiltás, háttérzaj. H.323 hardwer kliensek beépített echo-letiltással rendelkeznek giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 42

43 Tapasztalatok, értékelés (2) Dokumentum megosztás az alacsony felbontású video nem igazán alkalmas dokumentum átvitelre, az előadó vagy résztvevők megjelenítésére szolgál Megoldás: képernyő megosztás VNC Virtual Network Computing VRVS: a kezelői felületbe integrált Sharing H.323: a felhasználónak magának kell gondoskodni róla - Polycom Visual Concert - Tűzfal esetén a VNC/proxy használata javasolt giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 43

44 Tapasztalatok, értékelés (3) Konferencia teremfoglal foglalás VRVS: komplett terem foglalás a WEB-n H.323: megvásárlandó külön termék, rendszerint egyéb funkciókat is tartalmaz, mint remote monitoring remote control automatikus restart... giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 44

45 Tapasztalatok, értékelés (4) VRVS fejlesztőkkel folytatott vita, fejlesztések VRVS3 Kutatóközösség orientált virtuális termek Community: Universe (20), Internet2 (4), RedIRIS (10), AccessGRID(20), FUSION(5), ASTRO(5) Névszerinti regisztráció, profile korábban a regisztráció IP cím alapján történt, kizárta a DHCP használatát a profil a felhasználót egyértelműen azonosítja Sávszélesség igény csökkentése Video üzemmód választás: Voice switched, Timer switched, Selected Streams, All Streams Java Tools konferencia állomás konfigurálását könnyítik giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 45

46 Költségek Desktop 1-2 fő Set-top < 20 fő Konferencia Terem Vegyes üzemmód H.323+VRVS VRVS eszköz ár Webcam Fejhallgató videokártya Sony EVID Polycom Soundstation Professzionális MM eszközök <100 Via Video 500 Help desk 4000? H.323 eszköz ár Polycom Viestation Tandberg500 Tandberg 880 Tandberg2500 Tandberg min MCU Üzemel- tetetés etés Technikai felügyeletet igényel Technikai felügyeletet igényel Technikai felügyeletet igényel giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 46

47 NIIF videokonferencia projekt SzámOkt 2004, Kolozsvár 47

48 NIIF H.323 projekt fő állomásai Pályázati kiírás Június 30. Tender kiírás Szeptember Végberendezés specifikáció 2 Mbps max. Sebesség Dual Stream kezelés (élőkép és prezentáció párhuzamosan) ISDN hívási lehetőség Végberendezés kihelyezés pályázat útján 2004 Január Videokonferencia terem 2 db televizió készülék 29 Megfelelő világítás, zajviszonyok Oktatás Tanfolyam Január giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 48

49 Végberendezések Beüzemelt Bem beüzemelt Elszállításra vár Saját eszköz SzámOkt 2004, Kolozsvár 49

50 Gatekeeper hálózat NIIF Gatekeeper NIIF üzemeltetés GK-HU HUNGARNET országos gatekeeper Intézményi GK-k összekapcsolása Kapcsolódás a global Dialing Scheme-hez Linux/FreeBSD platform GNU gatekeeper giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 50

51 Linkek & Referenciák H.323: OpenH323 RAT: VIC: VRVS: VRVS Hardware advice pages: VNC: JET teleconferencing hardware advice: JDN/H(01)004 REQUIREMENTS FOR TELECONFERENCING EFDA MEETINGS, Stephen R Cooper, Volker Schmidt (Internal document of UKAEA Culham Division) NIIF videokonferencia projekt: giese@rmki.kfki.hu SzámOkt 2004, Kolozsvár 51