Đồ án Thiết kế hệ thống video conference giá rẻ (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế hệ thống video conference giá rẻ (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG VIDEO CONFERENCE GIÁ RẺ GVHD: ThS. Ðậu Trọng Hiển SVTH : Kiêm Nhật Minh MSSV: 09117040 SVTH: Nguyễn Hàn Nhõn MSSV: 09117046 S K L 0 0 3 2 4 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2014
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG VIDEO CONFERENCE GIÁ RẺ GVHD: ThS. Đậu Trọng Hiển SVTH : Kiêm Nhật Minh MSSV: 09117040 Nguyễn Hàn Nhơn MSSV: 09117046 TP. H C /2014
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Điện - Điện Tử Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 201 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Bản nhiệm vụ này đƣợc đóng vào trang nhất của cuốn Đồ án) Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Hàn Nhơn Lớp: 091170A MSSV: 09117046 Họ tên sinh viên 2: Kiêm Nhật Minh Lớp: 091170A MSSV: 09117040 1. Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG VIDEO CONFERENCE GIÁ RẺ 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): Hệ thống gọi video giữa hai điểm với chi phí ban đầu thấp dưới 50 triệu đồng Đảm bảo việc truyền hình ảnh âm thanh có độ trễ chấp nhận được Tùy biến giao diện chương trình Gọi giữa hai điểm trong cùng một mạng 3. Ngày giao nhiệm vụ ĐATN: 30/02/2014 4. Ngày bảo vệ 50% ĐATN: 28/04/2014 5. Ngày hoàn thành và nộp về khoa: 6. Giáo viên hướng dẫn: Phần hướng dẫn: 1 2 3. Nội dung và yêu cầu ĐATN đã thông qua Khoa và Bộ môn Ngày tháng năm 2014 TRƯỞNG KHOA GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) (Ký và ghi rõ họ và tên) GVPHẢN BIỆN (một hoặc hai) CN BỘ MÔN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
4. NHẬT KÝ THỰC HIỆN ĐATN STT Tuầ / gày Nội dung 1. Tuần 1 Tìm hiểu hệ thống Video conference - Hệ thống Polycom, Sony : giá thành cao 2. Tuần 2 - Hệ thống Navi conference: giá thành thấp 3. Tuần 3 Tìm hiểu chức năng, ứng dụng, nguyên lí hoạt động cơ bản của một hệ thống video conference. Từ đó đƣa ra giải pháp video conference giá thành rẻ, dƣới 50 triệu. 4. Tuần 4 Nghiên cứu các thiết bị trong hệ thống bao gồm: nguồn phát thu tín hiệu, thiết bị hiển thị, micro, loa và giá thành tính năng các thiết bị. 5. Tuần 5 Tìm hiểu lý thuyết cơ bản để xây dựng hệ thống 6. Tuần 6 Video Conference: lý thuyết nén video, nén MPEG và các giao thức RTP/RTCP/UDP
5. NHẬT KÝ THỰC HIỆN ĐATN 7. Tuần 7 Xây dựng phần mềm ứng dụng của hệ thống trên 8. Tuần 8 nền C#, nghiên cứu các tập lệnh trong C#, tìm hiểu ứng dụng của window form application 9. Tuần 9 Thiết kế sơ đồ khối của hệ thống video conference 10. Tuần 10 Tìm hiểu ứng dụng của giao thức RTP truyền tín hiệu Audio Trên nền C#, sơ đồ khối truyền nhận tín hiệu Audio 11. Tuần 11 Thiết kế hệ thống Audio Conference, truyền nhận tín hiệu audio trong và ngoại mạng. 12. Tuần 12
6. 13. Tuần 13 Tìm hiểu ứng dụng của DirectShow.NET và sơ đồ khối truyền nhận tín hiệu Video 14. Tuần 14 Thiết kế hệ thống Video Conference, truyền nhận tín hiệu Video trong và ngoại mạng 15. Tuần 15 Chuẩn bị tiểu luận báo cáo giữa kì 16. Tuần 16 Tìm lổi, khắc phục sự cố và hoàn thiện các ứng 17. Tuần 17 dụng và tính năng của hệ thống 18. Tuần 18 19. Tuần 19 Chuẩn bị lý thuyết báo cáo cuối kì 20. Tuần 20 21. 22. Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ và tên)
7. Đồ án tốt nghiệp Trang i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian năm năm học tập, nghiên cứu dưới mái trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, chúng em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức, nhiều kinh nghiệm để ngày hôm nay chúng em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp một cách xuất sắc. Để đạt được thành công đó, chúng em đã nỗ lực hết sức mình, vận dụng tất cả các kiến thức mà các thầy cô đã truyền đạt suốt thời gian học. Bên cạnh đó, chúng em còn nhận được rất nhiều sự hỗ trợ tận tình từ các thầy cô và các bạn. Đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình nơi đã tạo mọi điều kiện về vật chất và tinh thần cho chúng em hoàn thành đồ án một cách thuận lợi nhất. Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy Đậu Trọng Hiển, người đã luôn theo sát quá trình thực hiện đồ án của chúng em. Chính sự quan tâm, đôn đốc nhắc nhở, ch bảo một cách tận tình của Thầy đã giúp chúng em vững vàng trong quá trình thực hiện và kết quả là thành công của đồ án ngày hôm nay. Lời cảm ơn cuối cùng em xin chân thành gửi đến quý Thầy Cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật nói chung, quý Thầy Cô khoa Điện – Điện tử nói riêng đã truyền đạt cho chúng em nhiều kiến thức quý báu. Đặc biệt là bộ môn Điện tử Viễn thông đã hỗ trợ mọi thiết b , công cụ để chúng em có thể hoàn thành đồ án. Và xin cảm ơn sự hỗ trợ của tất cả các bạn sinh viên cùng khóa. Chúc các bạn thành công trên con đường mà các bạn lựa chọn. Nhóm thực hiện đề tài Nguyễn Hàn Nhơn Kiêm Nhật Minh Lời cảm ơn
8. Đồ án tốt nghiệp Trang ii MỤC LỤC Trang Trang bìa lót Quyết đ nh giao đề tài L ch trình thực hiện đề tài Lời cảm ơn i Mục lục ii Liệt kê hình vi Liệt kê bảng ix Tóm tắt x ABSTRACT xi CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1 1.1. Lịch sử phát triển của video conference 1 1.2. Ứng dụng của video conference 2 1.2.1. Truyền Point to Point 3 1.2.2. Truyền Multipoint 4 1.3. Lợi ích của công nghệ video conference 4 1.4. Mục đích của đề tài 5 1.5. Phạm vi nghiên cứu 5 1.6. Bố cục của đồ án 5 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIAO THỨC TCP/IP 7 2.1. Hệ thống giao thức TCP/IP 7 2.2. TCP/IP và mô hình OSI 8 2.3. Các gói dữ liệu 8 2.4. Lớp truy cập mạng 9 2.4.1. Các giao thức và phần cứng 9 2.4.2. Lớp truy cập mạng và mô hình OSI 10 2.5. Lớp Internet 11 2.5.1. Đánh đ a ch và phân phối 11 Mục lục
9. Đồ án tốt nghiệp Trang iii 2.5.2. Giao thức Internet IP 12 2.5.3. Phân mạng con 13 2.6. Lớp vận chuyển 14 2.7. Tổng quan về giao thức UDP 14 2.7.1. Một số thuật ngữ UDP 14 2.7.2. Hoạt động của giao thức UDP 16 2.7.3. Các nhược điểm của giao thức UDP 16 2.7.4. Các ưu điểm của UDP 16 CHƢƠNG 3: CHUẨN H.323 TRONG TRUYỀN THOẠI 17 3.1. Sự ra đời của chuẩn H.323 17 3.2. Ƣu điểm của chuẩn H.323 17 3.3. Mô hình mạng của chuẩn H.323 18 3.3.1. Terminal – Thiết b truyền thông đầu cuối 18 3.3.2. Gateway – Cổng chuyển mạng 19 3.3.3. Gatekeeper – Trung tâm quản lý thông tin 20 3.3.4. Multipoint Control Unit – Bộ xử lý đa kênh 21 3.4. Phƣơng thức hoạt động của mô hình chuẩn H.323 22 3.5. Kiến trúc chuẩn H.323 24 CHƢƠNG 4: GIAO THỨC RTP/RTCP 26 4.1. Giới thiệu chung 26 4.1.1. Khái niệm về luồng truyền thông tin video qua mạng Internet 27 4.1.2. Giao thức truyền 28 4.1.3. Một số khái niệm liên quan đến giao thức RTP 29 4.2. Cấu trúc phần tiêu đề gói RTP 31 4.3. Chức năng và hoạt động của RCTP 33 4.4. Các loại gói tin RTCP 35 CHƢƠNG 5: THUẬT TOÁN NÉN VIDEO 38 5.1. Các khái niệm 38 5.1.1. Mô hình nén ảnh 38 Mục lục
10. Đồ án tốt nghiệp Trang iv 5.1.2. Dư thừa thông tin trong tín hiệu video 38 5.1.3. Sai lệch bình phương trung bình (RMS) 39 5.2. Lý thuyết thông tin – Entropy 39 5.3. Các phƣơng pháp nén Video 40 5.3.1. Nén không mất thông tin 41 5.3.2. Nén có mất thông tin 41 5.4. Một số mã dùng trong kỹ thuật nén 42 5.4.1. Mã hóa loạt dài RLC (Run Length Coding) 42 5.4.2. Mã Huffman 42 5.4.3. Mã hóa DCT (Quá trình biến đổi cosin rời rạc) 43 5.4.4. Mã hóa DPCM 46 5.5. Kỹ thuật nén trong ảnh 46 5.5.1. Nguyên lý nén trong ảnh 46 5.5.2. Tiền xử lý 47 5.5.3. Lượng tử hóa khối DCT 47 5.5.4. Mã hóa Entropy 49 5.5.5. Bộ nhớ đệm 51 5.5.6. Giải mã DCT 51 5.6. Kỹ thuật nén nhóm ảnh 51 5.6.1. Mô hình 52 5.6.2. Kỹ thuật dự đoán bù chuyển động 52 5.6.3. Ảnh dự đoán trước (ảnh P) 54 5.6.4. Ảnh dự đoán hai chiều (ảnh B) 55 CHƢƠNG 6: CÁC CHUẨN NÉN MPEG 56 6.1. Chuẩn nén MPEG 56 6.1.1. Khái quát về nén MPEG 56 6.1.2. Cấu trúc dòng bit MPEG video 57 6.1.3. Các loại ảnh trong chuẩn MPEG 58 6.1.4. Nguyên lý nén MPEG 59 6.1.5. Nguyên lý giải nén MPEG 61 6.2. Chuẩn nén MPEG – 4 61 Mục lục
11. Đồ án tốt nghiệp Trang v 6.2.1. Khái quát về MPEG – 4 61 6.2.2. Công nghệ mã hóa và giải mã video trong MPEG – 4 62 6.2.3. Các profiles và Levels trong chuẩn MPEG – 4 63 6.3. H.264/ MPEG – 4 part10 65 6.3.1. Giới thiệu H.264/MPEG – 4 part 10 65 6.3.2. Tính thừa kế của chuẩn nén H.264/MPEG – 4 part 10 67 6.4. Tiêu chuẩn H.264/MPEG – 4 part 10 67 6.4.1. Lớp trừu tượng mạng NAL (Network Abstaction Layer) 67 6.4.2. Kỹ thuật mã hóa Video 68 CHƢƠNG 7: THIẾT KẾ HỆ THỐNG VIDEO CONFERENCE GIÁ RẺ 70 7.1. Yêu cầu bài toán 70 7.2. Hƣớng thiết kế hệ thống 70 7.3. Phần cứng của hệ thống 70 7.4. Giới thiệu chƣơng trình Truyền Nhận Audio 72 7.5. Giới thiệu chƣơng trình TRUYỀN NHẬN TÍN HIỆU VIDEO 73 7.6. Sơ đồ khối 76 7.7. Kết quả mô phỏng: 79 7.8. Đánh giá những tín năng hệ thống video confirence so các hệ thống hiện tại trên thị trƣờng 80 7.8.1. Ưu điểm 80 7.8.2. Khuyết điểm 81 CHƢƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 82 8.1. Kết luận 82 8.2. Hƣớng phát triển 82 Phụ lục 83 Tài liệu tham khảo 85 Mục lục
12. Đồ án tốt nghiệp Trang vi LIỆT KÊ HÌNH Hình 1.1: Ứng dụng của Video Conference 2 Hình 1.2: Mô hình truyền Point to Point 3 Hình 1.3: Mô hình truyền Multipoint 4 Hình 2.1: Giao thức TCP/IP 7 Hình 2.2: TCP/IP và mô hình OSI 8 Hình 2.3: Quá trình hình thành gói dữ liệu trong mô hình OSI 9 Hình 2.4: Lớp truy cập mạng TCP/IP 11 Hình 2.5: Cấu trúc các lớp đ a ch IP 13 Hình 2.6: Đ a ch mạng con 13 Hình 3.1: Mô hình mạng của chuẩn H.323 18 Hình 3.2: Thiết b truyền thông đầu cuối 18 Hình 3.3: Gateway – Cổng chuyển mạng 19 Hình 3.4: Gatekeeper – Trung tâm quản lý thông tin 20 Hình 3.5: Multipoint Control Unit – Bộ xử lý đa kênh 21 Hình 3.6: Mô hình chuẩn H.323 22 Hình 3.7: Giao thức ngăn xếp H.323 24 Hình 4.1: Các khối chức năng xử lý việc truyền video 27 Hình 4.2: Cấu trúc phần header gói RTP 31 Hình 4.3: Hoạt động của RTCP 33 Hình 4.4: Minh họa việc ghép các gói RTCP vào gói UDP 36 Hình 5.1: Mô hình hệ thống nén ảnh 38 Hình 5.2: Các phương pháp nén và sự phối hợp kỹ thuật trong JPEG & MPEG 40 Hình 5.3: Ví dụ về mã hóa Huffman 43 Hình 5.4: Minh họa quá trình mã hóa DCT 1 chiều 45 Hình 5.5: Quá trình mã hóa DCT 2 chiều 45 Hình 5.6: Khối DCT 3 chiều 45 Hình 5.7: Phương pháp mã hóa và giải mã DPCM 46 Liệt kê hình
13. Đồ án tốt nghiệp Trang vii Hình 5.8: Nén trong ảnh (Intra Frame Compression) 47 Hình 5.10: Cấu tạo của Macro Block 47 Hình 5.11: Quá trình nén ảnh bằng phương pháp DCT 48 Hình 5.12: Bảng lượng tử cho tín hiệu chói và màu 49 Hình 5.13: Ví dụ về mã RLC 49 Hình 5.14: Mã hóa entropy thành phần DC 50 Hình 5.15: Mã hóa entropy thành phần AC 50 Hình 5.16: Giải mã DCT 51 Hình 5.17: Mô hình nén ảnh 52 Hình 5.18: Ví dụ 1 về dư đoán bù chuyển động 52 Hình 5.19: Ví dụ 2 về dư đoán bù chuyển động 52 Hình 5.20: Ví dụ 3 về dư đoán bù chuyển động 53 Hình 5.21: Nhóm ảnh GOP trong hệ thống liên ảnh 54 Hình 5.22: Nén liên ảnh (Ảnh dự đoán trước) 54 Hình 5.23: Nén liên ảnh (Ảnh dự đoán hai chiều) 55 Hình 6.1: Cấu trúc dòng bít MPEG video 57 Hình 6.2: Cấu trúc ảnh MPEG 59 Hình 6.3: Nguyên lý nén MPEG 59 Hình 6.4: Giải nén MPEG 61 Hình 6.5: Cấu trúc của bộ mã hóa và giải mã Video MPEG – 4 62 Hình 6.6: Profiles và Levels trong MPEG – 4 64 Hình 6.7: Cấu trúc của bộ mã hóa Video H.264 68 Hình 6.8: Sơ đồ mã hóa Video của H264/MPEG – 4 part 10 68 Hình 7.1: Laptop Lenovo Essential G500s 71 Hình 7.2: Laptop HP Pavilion dv4i – 2100 71 Hình 7.3: Giao diện của thẻ Máy chủ 72 Hình 7.4: Giao diện của thẻ Máy trạm 72 Hình 7.5: Sơ đồ khối của ứng dụng DirectShow 74 Hình 7.6: Bảng các đối tượng đang chạy 75 Liệt kê hình
14. Đồ án tốt nghiệp Trang viii Hình 7.7: Sơ đồ khối tổng quát các quá trình hoạt động của chương trình audio, video conference 76 Hình 7.8: Quá trình xử lý audio bên phát 78 Hình 7.9: Quá trình xử lý audio bên thu 78 Hình 7.10: Mô hình kết nối 2 PC trong cùng mạng LAN 79 Hình 7.11: Đ a ch IP máy A 79 Hình 7.12: Giao diện cuộc gọi máy A 79 Hình 7.13: Đ a ch IP máy B 80 Hình 7.14: Giao diện cuộc gọi máy B 80 Liệt kê hình
15. Đồ án tốt nghiệp Trang ix LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2.1: Các cổng chức năng thông dụng của giao thức UDP 15 Liệt kê bảng
16. Đồ án tốt nghiệp Trang x TÓM TẮT Vào những năm 80 của thế kỷ XX, Hội ngh truyền hình đã mở ra một hướng mới cho thế giới trong việc trao đổi thông tin khi các đối tượng cần giao lưu ở các v trí khác nhau mà không có khái niệm về mặt đ a lý. Khác với các phương tiện trao đổi thông tin khác như điện thoại, dữ liệu, Hội ngh truyền hình cho phép mọi người tiếp xúc với nhau, nói chuyện với nhau thông qua tiếng nói và hình ảnh bằng hình ảnh trực quan. Việc sử dụng công nghệ hội ngh truyền hình, cho thấy hiệu quả sử dụng của nó đã đem lại lợi ích hiệu quả kinh tế rõ rệt, ứng dụng truyền hình cho việc giao lưu, gặp gỡ, hội ngh , hội thảo, đào tạo, chăm sóc sức khỏe từ xa trong ngành y tế, các lĩnh vực khác trong nền kinh tế là sự hợp tác, nghiên cứu và phát triển không ngừng đã đem lại lợi ích và hiệu quả kinh tế vô cùng to lớn cho xã hội. Ngày nay, công nghệ Hội ngh trực tuyến đã được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội: Họp từ xa, đào tạo trực tuyến, khám chữa bệnh, an ninh quốc phòng Tuy nhiên, để đầu tư một hệ thống hoàn ch nh với công nghệ hiện đại của các hãng nổi tiếng trên thế giới, đòi hỏi các doanh nghiệp, người dùng phải đầu tư một khoản chi phí đáng kể lên tới vài chục ngàn USD. Đây là một khoản đầu tư không nhỏ đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Mục tiêu của đồ án là tìm hiểu, phân tích các thành phần chính quan trọng của một hệ thống hội ngh truyền hình (video conference). Từ đó, nhóm thực hiện đề tài đưa ra hướng thiết kế cho hệ thống sao cho chi phí thực hiện là thấp nhất, hiệu quả mà vẫn đảm bảo được các chức năng cơ bản, và các yêu cầu mở rộng thêm cho hệ thống. Tóm tắt
17. Đồ án tốt nghiệp Trang xi ABSTRACT In the 80s, of XX century, Video Conferencing has opened up a new direction for the world to exchange information when the object of exchange in different positions without geographic concepts . Unlike other means of communication such as telephone, data, conferencing allows people in contact with each other, talk to each other through voice and image in visual images. Using of videoconferencing technology, showing its efficiency has beneficial economic effects markedly TV applications for exchanges, meetings, conferences, seminars, training, remote health care in the health sector, the other sectors in the economy is a collaboration, research and continuous development has benefits and effectiveness of tremendous economic society. Nowadays, the technology of video conference has been popular in many application of socioeconomic: Meeting remote, online training, health care, national security However, the investment for a system with the modern technology require users cost up to thousands of dollars. This is not a small investment for small and medium businesses. The purpose of the thesis, is research and analyze the critical components of a video conferencing system (video conference). And then, team design the system with the lowest of implementation, but still ensuring basic functions, and expand requirements for system. Abstract
18. Đồ án tốt nghiệp Trang 1 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Lịch sử phát triển của video conference Video conference sử dụng công nghệ viễn thông truyền âm thanh và video để kết nối con người tại các điểm khác nhau trên thế giới. Điều này có thể được hiểu đơn giản như một cuộc trò truyện giữa hai người trong các cơ quan tư nhân (point- to-point) hoặc liên quan nhiều hơn một người trong phòng lớn tại các đ a điểm khác nhau. Trong các chuyến bay không gian có người lái đầu tiên, NASA đã sử dụng hai tần số vô tuyến (UHF hoặc VHF) liên kết, một trong mỗi hướng. Các kênh truyền hình thường xuyên sử dụng video conference khi báo cáo từ các đ a điểm xa xôi. Các phương tiện truyền thông đã trở thành người sử dụng thường xuyên của liên kết điện thoại di động vệ tinh sử dụng xe tải trang b đặc biệt, và sau đó thông tin qua videophones vệ tinh. Những nổ lực sữ dụng các mạng điện thoại bình thường để truyền tải sớm gặp phải thất bại, chẳn hạn như các hệ thống đầu tiên được phát triển bới AT&T, lần đầu tiên nghiên cứu vào năm 1950, thất bại chủ yếu là do chất lượng hình ảnh kém và thiếu các kỹ thuật nén video hiệu quả. Cải tiến hơn với 1 MHz băng thông lớn hơn và tỷ lệ bit 6 Mbit/s của Picturephone trong những năm 1970 cũng đã không đạt được thành công thương mại, chủ yếu là do chi phí cao, mà còn do thiếu mạng lưới hiệu quả với ch một vài tram Picturephone trên thế giới. Ch vào những năm 1980 khi các mạng lưới truyền tải điện thoại kỹ thuật số trở thành khả thi, chẳng hạn như với các mạng ISDN, đảm bảo một tỷ lệ bit tối thiểu (thường là 128 kbit/s) để nén video và truyền tải âm thanh. Trong thời gian này, cũng có nhiều nghiên cứu khác của truyền tải video kỹ thuật số và truyền thông âm thanh. Hệ thống chuyên dụng đầu tiên bắt đầu xuất hiện trên th trường như các mạng ISDN được mở rộng trên toàn thế giới. Một trong những hệ thống video conference thương mại đầu tiên được bán cho các công ty đến từ Picture Tel Corp trong tháng mười một 1984. Cuối cùng, vào những năm 1990, giao thức IP (Internet Protocol) dựa trên video conference đã xuất hiện, và hiệu quả hơn các công nghệ nén video được phát triển, cho phép máy tính để bàn, hoặc máy tính cá nhân tham gia hội ngh truyền hình. Năm 1995 lần thứ nhất hội ngh truyền hình công cộng và peacecast giữa các lục đ a Bắc Mỹ và châu Phi đã diển ra, liên kết giữa San Francisco và Cape Town. Trong khi đó, video conference công nghệ ban đầu được sử dụng chủ yếu trong mạng thông tin nội bộ của công ty, một trong d ch vụ đầu tiên của công nghệ này bắt đầu vào năm 1992 thông qua một quan hệ đối tác duy nhất với Picture Tel và Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG
19. Đồ án tốt nghiệp Trang 2 tổng công ty IBM. Muc đích vào thời điểm đó là để thúc đẩy cùng nhau phát triển sản phẩm video conference dựa trên máy tính để bàn được gọi là PCS/1. Trong những năm 2000, cuộc gọi video đã được phổ biến rộng rãi thông qua các d ch vụ Internet miễn phí như Skype và iChat, bổ sung trên web và các chương trình viễn thông trên mạng và được thúc đẩy chi phí thấp, mặc dù chất lượng còn thấp, có thể tổ chức hội ngh truyền hình hầu như mọi v trí với một kết nối internet. Trong tháng 5 năm 2005, video độ nét cao đầu tiên được sản xuất bởi truyền thông LifeSize, được trưng bày tại triển lãm thương mại Interop Las Vegas, Nevada, có thể cung cấp 30 khung hình mỗi giây ở độ phân giải 1.280 x 720. Polycom cũng đã giới thiệu đầu tiên đ nh nghĩa hội ngh cao hình hệ thống ra th trường vào năm 2006. Hiện nay, độ phân giải độ nét cao đã trở thành một tính năng tiêu chuẩn, với hầu hết các nhà cung cấp lớn trong th trường hội ngh truyền hình. 1.2. Ứng dụng của video conference Hình 1.1: Ứng dụng của Video Conference Ngày nay video conference đã trở nên rất phổ biến, không còn là công nghệ độc quyền trong các lĩnh vực quan trọng như kinh tế, giáo dục, y học, quân sự. Ở bất cứ nơi đâu, khi con người cần liên lạc trực tuyến họ có thể sử dụng hệ thống mạng có sẵn, cài đặt thêm phần mềm là có thể dễ dàng trao đổi thông tin như đang gặp gỡ trực tiếp. Tùy theo mô hình hoạt động của cá nhân, các tổ chức, công ty mà hệ thống video conference là khác nhau. Chi phí dao động từ rất rẻ đến rất đắt phụ thuộc vào nhu cầu của đối tượng triển khai hệ thống. Thông thường video conference được ứng dụng trong hai môi trường đó là: Point to point (truyền thông trực tiếp hình ảnh, âm thanh giữa hai điểm khác nhau). Multipoint (truyền thông trực tiếp hình ảnh, âm thanh từ ba điểm trở lên). Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG
20. Đồ án tốt nghiệp Trang 3 1.2.1. Truyền Point to Point Hình 1.2: Mô hình truyền Point to Point Đây là mô hình truyền phổ biến nhất có thể được thực hiện giữa hai người kết nối qua hệ thống mạng Internet để trò chuyện, chat. Các hình ảnh, âm thanh được truyền trực tiếp trong suốt cuộc hội thoại. Mở rộng hơn là mô hình lớp học, giáo viên có thể dạy học từ xa, hướng dẩn học sinh, sinh viên mà không cần lên lớp trực tiếp. Các tài liệu, bài giảng của giáo viên gửi qua mạng Internet và học sinh, sinh viên có thể theo dõi trên màn hình máy tính Vai trò của video conference thể hiện rõ rệt nhất trong các buổi họp, hội thảo của các tổ chức, doanh nghiệp có nhiều chi nhánh. Khi đó nhân viên và lãnh đạo ở hai chi nhánh khác nhau có thể trao đổi, báo cáo thông tin mà không cần tốn kém thời gian, chi phí đi lại. Người chủ trì chuộc họp sẽ điều khiển để các bên lần lượt đưa ra ý kiến và lắng nghe đóng góp. Nhìn chung thì hệ thống point to point không yêu cầu chi phí quá cao, có thể tận dụng hệ thống mạng có sẵn, phần cứng có sẵn, cài đặt phần mềm để thực hiện truyền hình ảnh, âm thanh qua Internet với tín hiệu chấp nhận được. So với chi phí đầu tư thì lợi ích đem lại của video conference là rõ rệt, tiết kiệm thêm nhiều khoản chi phí đi lại, thời gian mà nếu tổ chức hội thảo thực tế phải bỏ ra. Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG
21. Đồ án tốt nghiệp Trang 4 1.2.2. Truyền Multipoint Hình 1.3: Mô hình truyền Multipoint Để thực hiện truyền hình ảnh, âm thanh giữa ba điểm trở lên chúng ta cần phải có Multipoint Control Unit (MCU), hiểu đơn giản là đơn v điều khiển đa điểm la cầu nối để kết nối các điểm. MCU có tác dụng nhận tất cả tín hiệu của các điểm gửi đến sau đó phân bố tới tất cả các điểm còn lại (tức là ở một điểm có thể xem thông tin đang diễn ra ở các điểm khác). Mô hình truyền đa điểm yêu cầu cao hơn so với truyền đơn điểm về hệ thống mạng, phần cứng cũng như quản tr . Truyền đa điểm phù hợp với mô hình các công ty, tập đoàn lớn có nhiều chi nhánh ở các quốc gia và để tiết kiệm chi phí, thời gian đi lại hội thảo thực tế, tổ chức hội thảo trực tuyến thay thế. Mô hình này cũng được áp dụng nhiều trong các d ch vụ trực tiếp như trong giáo dục, y tế, quân sự. Các sự kiện lớn được truyền hình trực tiếp trên toàn thể giới với những yêu cầu khắt khe về chất lượng hình ảnh, âm thanh và độ trễ. Tuy phải bỏ ra nhiều chi phí hơn so với truyền point to point nhưng chất lượng hình ảnh, âm thanh của Multipoint cũng tương xứng. với các thiết b phần cứng mạnh mẽ, hiệu năng hoạt động ổn đ nh, cùng hệ thống mạng bang rộng sẽ giúp cuộc hội thảo trực tuyến trở nên chân thực hơn và kết quả đem lại cũng cao hơn. 1.3. Lợi ích của công nghệ video conference Hội ngh truyền hình (Video conference) là một phương thức hổ trợ cho nhiều người ở các nơi khác nhau (khoảng cách rất xa, có thề từ quận nọ sang quận kia hoặc từ nước này sang nước khác) có thể họp, hội thảo mà có thể nghe, nói và nhìn thấy nhau như đang ở trong cùng một phòng. Giải pháp này cho phép nhiều người cùng tham gia và mang lại rất nhiều thuận tiện và lợi ích. Chi phí đầu tư phù hợp tùy theo mô hình của cá nhân, tổ chức, chính phủ và không cần nâng cấp hệ thống mạng cho trước nếu không đòi hỏi chất lượng quá cao. Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG
22. S K L 0 0 2 1 5 4