Để thiết kế hệ thống hội nghị truyền hình đều cần các phần sau:
Thiết bị đầu cuối, có thể là bất kì thiết bị nào hỗ trợ hình ảnh và âm thanh chuyển đổi: phần cứng, phần mềm hay di động, hệ thống nhận diện từ xa hay kể cả một chiếc tủ lạnh hiện đại;
Máy chủ hội nghị truyền hình, rất cần thiết cho hội nghị truyền hình nhóm;
Cơ sở hạ tầng, kênh truyền thông, đơn vị truyền thông và các thiết bị phụ trợ cho trình chiếu và thu video;
Thiết bị ngoại vi, micro, thiết bị chỉnh âm, speakerphones, máy quay camera PTZ.
Các chế độ hội nghị truyền hình
Hội nghị truyền hình cá nhân, là chế độ kết nối giữa 2 điểm cầu. Máy chủ hội nghị truyền hình ở đây là không bắt buộc.
Hội nghị truyền hình nhóm, là hội nghị truyền hình đa điểm cầu. Để thiết kế hệ thống hội nghị truyền hình nhóm, bạn cần một máy chủ chịu trách nhiệm truyền tải và xử lý video và âm thanh. Hội nghị truyền hình nhóm có thể chia thành 2 loại đối xứng và bất đối xứng (phòng họp ảo và đào tạo trực tuyến).
Thiết kế máy chủ hội nghị truyền hình
Các giải pháp được chia thành 2 nhóm:
Giải pháp phần cứng, thường được dùng để tái mã hóa luồng video từ mỗi điểm cầu, yêu cầu rất nhiều tài nguyên CPU. Giải pháp này thường dựa vào mô đun với bộ xử lý DSP để hỗ trợ khối lượng lớn các tính toán. Hiệu năng của giải pháp có thể được tăng cường bằng cách thêm các mô đun mới, chi phí sẽ tương tăng khá nhiều.
Giải pháp phần mềm, không tái mã hóa luồng video và tài nguyên CPU được sử dụng cho mục đích duy nhất là truyền dữ liệu. Vì không yêu cầu chuyển mã video, giải pháp có thể được xây dựng trên cơ sở bộ vi xử lý chung có sẵn nên dễ dàng tiếp cận và đơn giản hơn nhiều.
Triển khai hệ thống hội nghị truyền hình
Giải pháp tiền đề. Với loại này, tất cả các cơ sở hạ tầng được sở hữu và quản lý bởi khách hàng.
Giải pháp lưu trữ. Máy chủ hội nghị truyền hình được đặt trên internet. Thiết bị đầu cuối hội nghị truyền hình đặt tại hệ thống mạng của khách hàng.
Giải pháp quản lý. Máy chủ và thiết bị đầu cuối của khách hàng được kiểm soát bởi nhà cung cấp dịch vụ.
Nguyên tắc hoạt động của máy chủ hội nghị truyền hình thường dùng
MCU (Multipoint Control Unit) chấp nhận luồng video từ thiết bị đầu cuối, giải mã và trộn chúng thành một luồng, sau đó mã hóa lại và gửi chúng tới từng thiết bị đầu cuối.
Giải pháp phần cứng: Ưu và Nhược
Ưu | Nhược |
---|---|
Kênh truyền thông hiệu quả | Cần nhiều hỗ trợ kỹ thuật, bởi vì các giải pháp phần cứng hiện đại khá phức tại và cần các chuyên gia có trình độ cao có khả năng xử lý |
Vấn đề thiết bị yếu được loại bỏ bởi MCU và công nghệ SVC. | Khó khăn với việc mở rộng quy mô. Vấn đề xuất hiện khi chúng ta cần nâng cấp số lượng máy chủ và các điểm cầu, bao gồm việc bảo trì hệ thống phần cứng |
Các giao thức chuẩn hóa. Tất cả các giải pháp phần cứng được tạo ra đựa theo chuẩn và thông số kỹ thuật thông dụng và dựa vào đó chúng khá thương thích với nhau. Vậy nên, âm thanh và hình ảnh giữa các thiết bị luôn tương thích với nhau. | Khó khăn với những cải tiến, ví dụ như công cụ hợp tác, thu lại video,.. Chúng yêu cầu phần cứng bổ sung, và ảnh hướng đến chi phí của hệ thống. |
Quản lý tập trung |
Giải pháp thiết kế hệ thống hội nghị truyền hình bằng phần mềm
Giải pháp phần mềm hội nghị truyền hình có rất nhiều loại:
Giải pháp máy trạm-máy chủ, sự liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối được thực hiện thông qua một máy chủ duy nhất. Đây là hệ thống tập trung và với khả năng kiểm soát tốt nhất. Độ tin cậy cao thể hiện bằng cách sao chép của các máy chủ. Điểm bất lợi là tất cả các dữ liệu đi qua một máy chủ duy nhất và chất lượng của đường truyền phụ thuộc vào vị trí máy chủ.
Giải pháp P2P (người dùng – người dùng), đây là hệ thống phân cấp có độ tin cậy cao nhưng khả năng kiểm soát thấp. Lưu lượng được định tuyến thông qua các nút mạng khác nhau và các điểm đấy nối (thường là thiết bị đầu cuối). Điểm bất lợi là chất lượng thông tin có thể bị thay đổi theo đường dẫn dữ liêu và cũng phụ thuộc vào khả năng của các nút.
Giải pháp kết hợp, bao gồm các ưu điểm của các loại trên. Các thiết bị đầu cuối trao đổi lưu lượng truy cập trực tiếp hoặc thông qua một máy chủ, tùy thuộc vào trạng thái của các kênh truyền thông.
Cấu trúc hội nghị truyền hình dựa trên máy tính thường dùng
Ví dụ, trong một cuộc họp nhóm đối xứng với 4 người tham gia với video độ phân giải 640 x 360 (SD – độ nét tiêu chuẩn), sẽ nhận được video với độ phân giải 4 x (640 x 360) bằng 1280 x 720 (HD – chất lượng cao)
Điểm cầu nhận dược độ phân giải tối đa, kết hợp của nhiều độ phân giải của các điểm cầu khác trong hội nghị truyền hình nhóm.
Nâng cao chất lượng cấu trúc hội nghị truyền hình dựa trên máy tính mà không cần chuyển mã
Công nghệ SVC cho phép các điểm cầu có thể lấy được hình ảnh phù hợp với thiết bị đầu cuối của họ. Ví dụ, nếu các thiết bị đầu cuối là một điện thoại thông minh với màn hình 800 x 480, độ phân giải 1280 x 720 sẽ là quá nhiều và vì vậy máy chủ hội nghị truyền hình sẽ giảm độ phân giải video xuống.
Giải pháp này đã thực sự rộng rãi ngày này. Công việc của chúng dựa trên thiết bị đầu cuối hội nghị truyền hình mã hóa video một cách đặc biệt, để các luồng nén có thể chia thành nhiều tiểu luồng có độ phân giải hay khung hình khác nhau mà không phải giải mã video. Máy chủ hội nghị truyền hình hoạt động như một nhà máy phân phối chất lượng – phân rã các luồng theo điều kiện khác nhau hoặc công suất thiết bị đầu cuối, và chọn luồng phù hợp nhất. Vì vậy bạn và đối tác sẽ không gặp bất cư khó khăn nào trong giao tiếp.
Lý tưởng nhất, tất cả điều này cho phép mô phỏng đầy đủ một MCU phần cứng trên một giải pháp dựa vào phần mềm, và sự khác biệt là thay vì thu lại, các gói thông tin được phân rã. Điều này hiệu quả hơn cho tài nguyên CPU.
Những nền tảng thông dụng:
- Desktop
- Di động
- Trình duyệt (WebRTC)
- Tivi thông minh
Giải pháp phần mềm: Ưu và Nhược
Ưu | Nhược |
---|---|
Có khả năng xây dựng máy chủ dựa vào bộ vi xử lý chung và máy chủ chuẩn. | |
|
Sử dụng máy tính hiện tại phục vụ như thiết bị đầu cuối. |
Các thiết bị yếu được loại bỏ bằng cách sử dụng SVC. | Thiết bị đầu cuối phải mua riêng. |
Dễ dàng mở rộng, phụ thuộc vào năng lực của máy chủ. | |
Các chức năng đều được đóng gói |