Administração de Videoconferência

(1)

Administração de

Videoconferência

Graciela M. L. Martins

Leonardo Daronco

(2)

(3)

Graciela M. L. Martins

Leonardo Daronco

Valter Roesler

Administração de

(4)

(5)

Graciela M. L. Martins

Leonardo Daronco

Valter Roesler

Rio de Janeiro

Escola Superior de Redes

2013

Administração de

(6)

22290-906 Rio de Janeiro, RJ Diretor Geral

Nelson Simões

Diretor de Serviços e Soluções José Luiz Ribeiro Filho Escola Superior de Redes Coordenação

Luiz Coelho Edição

Pedro Sangirardi

Coordenação Acadêmica de Mídias de Suporte à Colaboração Digital Renato Duarte

Equipe ESR (em ordem alfabética)

Celia Maciel, Cristiane Oliveira, Derlinéa Miranda, Edson Kowask, Elimária Barbosa, Lourdes Soncin, Luciana Batista, Luiz Carlos Lobato e Sergio de Souza

Capa, projeto visual e diagramação Tecnodesign

Versão 3.0.0

Este material didático foi elaborado com fins educacionais. Solicitamos que qualquer erro encon-trado ou dúvida com relação ao material ou seu uso seja enviado para a equipe de elaboração de conteúdo da Escola Superior de Redes, no e-mail info@esr.rnp.br. A Rede Nacional de Ensino e Pesquisa e os autores não assumem qualquer responsabilidade por eventuais danos ou perdas, a pessoas ou bens, originados do uso deste material.

As marcas registradas mencionadas neste material pertencem aos respectivos titulares. Distribuição

Escola Superior de Redes Rua Lauro Müller, 116 – sala 1103 22290-906 Rio de Janeiro, RJ http://esr.rnp.br

info@esr.rnp.br

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) M381a Martins, Graciela M. L.

Administração de Videoconferência / Graciela M. L. Martins, Valter Roesler; Colaboração de Daniel Weber e Leonardo Daronco. – 3. ed. – Rio de Janeiro: RNP/ESR, 2011.

290 p. : il. ; 28 cm. Bibliografia: p. 273-274. ISBN 978-85-63630-14-8

1. Videoconferência. 2. Transmissão de áudio e vídeo. 3. Padrões de vídeo. I. Roesler, Valter. II. Weber, Daniel. III. Daronco, Leonardo. IV. Título.

(7)

Sumário

1.

Conceitos fundamentais e soluções Histórico da videoconferência 1

Videoconferência hoje 3 Definição de videoconferência 4

Objetivos da videoconferência 4

Elementos de uma video/webconferência 5 Tipos de videoconferência 7

Sistemas dedicados 7 Sistemas de mesa 8

Sistemas de webconferência 9 Cenários: Ensino a Distância (EAD) 10 Cenários: reuniões de trabalho 11 Cenários: telepresença 12 Cenários: Telemedicina 12 Dispositivos adicionais 13

Câmera de documentos 13 Quadro interativo 14 Sistemas com alta definição 15 Relação de aspecto 16 Estruturação de um serviço 17 Roteiro de Atividades 1 21

Atividade 1 – Sistema de conferência em desktop 21 Atividade 2 – Funcionalidades do sistema 21

(8)

2.

Padrões de videoconferência Introdução a padrões e protocolos 23 Padronização 23

Princípios de codificação de áudio 24 Padrões de áudio 27

Princípios de codificação de vídeo 28 Redundância espacial 29

Redundância temporal 30 Redundância psicovisual 30

Redundância de codificação (entrópica) 31 Padrões de vídeo 31 H.264 33 MPEG 33 Padrões de dados 35 Padrões de comunicação 36 Padrão H.320 36 Padrão H.323 37

Multipoint Control Unit (MCU) 39 Gateway 40 Gatekeeper 41 Elementos de borda 43 Protocolos da arquitetura H.323 43 Protocolos RTP e RTCP 44 Protocolo H.225 RAS 46

Protocolo H.225 – sinalização de chamada 49 Protocolo H.245 50

Procedimentos de uma conexão H.323 54 Padrões para serviços 57

Roteiro de Atividades 2 59

Atividade 1 – Análise de troca de mensagens direta entre dois clientes 59

Atividade 2 – Análise de troca de mensagens entre dois clientes com gatekeeper 60

3.

Plano de numeração e gatekeeper Padrão ITU E.164 61

(9)

Plano de numeração 62 Plano de discagem 63 Gatekeeper GnuGK 64 Instalação do GnuGK 65 Inicialização do GnuGK 65 GnuGK no Windows 66

Configuração do GnuGK (Windows, Linux e outros) 66 Monitoramento do GnuGK 68

Zoneamento 70

Hierarquia de gatekeepers 72 Mensagens LRQ 73

Reescrita de números E.164 75 Autenticação 77 Contabilização 81 Modos de operação 83 Modo direto 83 Modo roteamento 84 Modo proxy 84 Roteiro de Atividades 3 89

Atividade 1 – Configurando o cliente e efetuando chamadas 89

Atividade 2 – Configurando GnuGK para conexão de clientes autorizados 89 Atividade 3 – Habilitando modo proxy 90

Atividade 4 – Configurando o DGK na rede 90

4.

Introdução ao SIP

Session Initiation Protocol (SIP) 93 Arquitetura do SIP 94

Mensagens e respostas SIP 97 Registro SIP 100

Diagrama de uma chamada SIP 101 Comparação SIP e H.323 102 OpenSIPS 103

Instalação OpenSIPS 104 Inicialização OpenSIPS 104

(10)

Arquitetura modular OpenSIPS 106 Configuração OpenSIPS 107 Lógica de roteamento 108 Modos de operação OpenSIPS 109

Integração com banco de dados OpenSIPS 111 Localização de usuários OpenSIPS 113 Plano de discagem OpenSIPS 113 Autenticação de clientes OpenSIPS 115 Contabilização OpenSIPS 117

Geração de logs OpenSIPS 118 Roteiro de Atividades 4 121

Atividade 1 – Ligação SIP através do X-Lite 121

Atividade 2 – Configuração e utilização de um servidor SIP: OpenSIPS 121 Atividade 3 – Incluir validação de usuários no OpenSIPS 122

5.

Redes de computadores e videoconferência Infraestrutura básica de redes 125

Formas de tráfego de redes para videoconferência 126 Ponto-a-ponto 126

Multiponto 127 Tráfego unicast 129 Tráfego broadcast 129 Tráfego multicast 130

Multiponto: unicast x multicast 130 Multicast 132

Portas e protocolos dos padrões H.323 e SIP 134 Uso de firewalls em videoconferência 135 Videoconferência via NAT 136

Tipos de NAT 137

Problemas gerados pelas NATs em videoconferências 139 Soluções 140

Suporte a NAT nos softwares de videoconferência 142 Conceitos de transmissão multimídia 143

Latência 143 Jitter 144 Skew 145

(11)

Atraso na transmissão 149

Uso de QoS em videoconferência 155 QoS no H.323 155

QoS na rede 156

Arquiteturas de rede para suporte a QoS 158 Roteiro de Atividades 5 161

Atividade 1 – Gerar fluxos UDP e TCP com iperf 161 Atividade 2 – Identificar e analisar pacotes RTP e RTCP 162 Atividade 3 – Calcular atrasos na comunicação 163

6.

Videoconferência multiponto Videoconferência multiponto 165 Modelo centralizado 166 Modelo descentralizado 166 Multicast 167 Modelo híbrido 167 MCU 168 Soluções de MCUs 171

Soluções de MCUs em hardware 173 Demonstração de MCU – RNP 174 Soluções de MCUs em software 175 Alternativa ao MCU: vídeo escalável 176

Estudo de caso de vídeo escalável: empresa Vidyo 178 Roteiro de Atividades 6 181

Atividade 1 – Demonstração das funcionalidades do Polycom V500 181 Atividade 2 – Compartilhamento de documentos com People+Content 181

7.

Projeto de ambientes de videoconferência Salas de videoconferência 183 Ambiente físico 184 Iluminação 184 Visibilidade 185 Acústica 186 Climatização 186

(12)

Ambiente de áudio 187

Tipos de microfones e suas características 187 Microfonia 191

Caixas acústicas 191 Ambiente de vídeo 192 Projeto de sala 193

Natureza da sala e público alvo 194 Mobiliário e equipamentos 194 Infraestrutura e layout 196

Preparação de uma videoconferência 197 Etiqueta e boas práticas 199

Estudo de caso 1: Auditório 201 Estudo de caso 2: Sala de reunião 203 Estudo de caso 3: Uso geral 204

Estudo de caso 4: Projeto da sala da ESR-RS 205 Acústica 207

Planos de câmera/operação 208 Sonorização 209

Atividade 1 – Análise de cenários e elaboração do projeto das salas 211

8.

Transmissão via streaming Streaming de vídeo 213

Streaming x Download progressivo 214 Soluções para transmissão e gravação 215

Soluções baseadas em software 216

Requisitos principais para streaming e gravação 218 Servidores de streaming em software 219

Atividade 1 – Utilização do Windows Media Server 223

Atividade 2 – Transmissão de conteúdo com a suíte Flash Media 223

9.

Videoconferência web

(13)

Modelos de serviço de webconferência 227 Soluções de conferência web 228

Adobe Connect 229

Ingressar em uma sessão 230 Interface do cliente 230

Papéis (permissões) dos usuários 231 Compartilhamento de áudio e vídeo 232

Compartilhamento de documentos, tela e quadro branco 232 Bate-papo (chat) 234 Outros pods 234 Layouts 235 Área do apresentador 236 Dispositivos móveis 236 Funcionalidades administrativas 236 Cisco WebEx 237 FuzeMeeting 239 Google Hangout 241 BigBlueButton (BBB) 241 Mconf 244 OpenMeetings 247 Outras soluções 249 Spreed 249 Elluminate Live! 250 WebHuddle 251 Roteiro de Atividades 9 253

Atividade 1 – Administração e utilização do Adobe Connect 253 Atividade 2 – Utilização do Mconf 253

Atividade 3 –Utilização do Google Hangout 253

10.

Videoconferência em desktop IVA 255 EVO 262 VSee 264 Citrix GoToMeeting 267 Outras soluções 269

(14)

Roteiro de Atividades 10 271 Atividade 1 – Utilização do EVO 271 Atividade 2 – Utilização do VSee 271

(15)

A Escola Superior de Redes (ESR) é a unidade da Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP) responsável pela disseminação do conhecimento em Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC).

A ESR nasce com a proposta de ser a formadora e disseminadora de competências em TIC para o corpo técnico-administrativo das universidades federais, escolas técnicas e unidades federais de pesquisa. Sua missão fundamental é realizar a capacitação técnica do corpo funcional das organizações usuárias da RNP, para o exercício de competências aplicáveis ao uso eficaz e eficiente das TIC.

A ESR oferece dezenas de cursos distribuídos nas áreas temáticas: Administração e Pro-jeto de Redes, Administração de Sistemas, Segurança, Mídias de Suporte à Colaboração Digital e Governança de TI.

A ESR também participa de diversos projetos de interesse público, como a elaboração e execução de planos de capacitação para formação de multiplicadores para projetos educacionais como: formação no uso da conferência web para a Universidade Aberta do Brasil (UAB), formação do suporte técnico de laboratórios do Proinfo e criação de um con-junto de cartilhas sobre redes sem fio para o programa Um Computador por Aluno (UCA).

A metodologia da ESR

A filosofia pedagógica e a metodologia que orientam os cursos da ESR são baseadas na aprendizagem como construção do conhecimento por meio da resolução de problemas típi-cos da realidade do profissional em formação. Os resultados obtidos nos cursos de natureza teórico-prática são otimizados, pois o instrutor, auxiliado pelo material didático, atua não apenas como expositor de conceitos e informações, mas principalmente como orientador do aluno na execução de atividades contextualizadas nas situações do cotidiano profissional. A aprendizagem é entendida como a resposta do aluno ao desafio de situações-problema semelhantes às encontradas na prática profissional, que são superadas por meio de análise, síntese, julgamento, pensamento crítico e construção de hipóteses para a resolução do pro-blema, em abordagem orientada ao desenvolvimento de competências.

Dessa forma, o instrutor tem participação ativa e dialógica como orientador do aluno para as atividades em laboratório. Até mesmo a apresentação da teoria no início da sessão de apren-dizagem não é considerada uma simples exposição de conceitos e informações. O instrutor busca incentivar a participação dos alunos continuamente.

(16)

As sessões de aprendizagem onde se dão a apresentação dos conteúdos e a realização das atividades práticas têm formato presencial e essencialmente prático, utilizando técnicas de estudo dirigido individual, trabalho em equipe e práticas orientadas para o contexto de atuação do futuro especialista que se pretende formar.

As sessões de aprendizagem desenvolvem-se em três etapas, com predominância de tempo para as atividades práticas, conforme descrição a seguir:

Primeira etapa: apresentação da teoria e esclarecimento de dúvidas (de 60 a 90 minutos). O instrutor apresenta, de maneira sintética, os conceitos teóricos correspondentes ao tema da sessão de aprendizagem, com auxílio de slides em formato PowerPoint. O instrutor levanta questões sobre o conteúdo dos slides em vez de apenas apresentá-los, convidando a turma à reflexão e participação. Isso evita que as apresentações sejam monótonas e que o aluno se coloque em posição de passividade, o que reduziria a aprendizagem.

Segunda etapa: atividades práticas de aprendizagem (de 120 a 150 minutos). Esta etapa é a essência dos cursos da ESR. A maioria das atividades dos cursos é assín-crona e realizada em duplas de alunos, que acompanham o ritmo do roteiro de atividades proposto no livro de apoio. Instrutor e monitor circulam entre as duplas para solucionar dúvidas e oferecer explicações complementares.

Terceira etapa: discussão das atividades realizadas (30 minutos).

O instrutor comenta cada atividade, apresentando uma das soluções possíveis para resolvê-la, devendo ater-se àquelas que geram maior dificuldade e polêmica. Os alunos são convidados a comentar as soluções encontradas e o instrutor retoma tópicos que tenham gerado dúvidas, estimulando a participação dos alunos. O instrutor sempre estimula os alunos a encontrarem soluções alternativas às sugeridas por ele e pelos colegas e, caso existam, a comentá-las.

Sobre o curso

O livro de apoio ao curso é composto de 10 capítulos sobre os diversos aspectos necessá-rios a uma compreensão mais aprofundada dos sistemas de videoconferência. A apre-sentação dos conceitos teóricos é consolidada com atividades práticas que reforçam o aprendizado. O livro aborda questões como fundamentos de videoconferência, padrões internacionais de videoconferência (H.323 e SIP), gerência de sistemas de videoconferência, ambientes de videoconferência, streaming e uso de aplicativos de videoconferência. O foco do livro está sobre os diferentes tipos de conferência com vídeo, implantação e adminis-tração de soluções de videoconferência, e nas melhores práticas para a elaboração de projetos de ambientes adequados para a realização dos diferentes tipos de videoconferência.

A quem se destina

O público-alvo deste curso é amplo, incluindo administradores de sistemas de videoconfe-rência, gerentes de projeto relacionados a vídeo, profissionais interessados em transmissão de eventos via streaming, ou qualquer pessoa que necessite de um maior embasamento para solucionar problemas em ambientes de videoconferência. É desejável que os participan-tes tenham conhecimento prévio em redes de computadores e no uso de sistemas Linux.

(17)

Convenções utilizadas neste livro

As seguintes convenções tipográficas são usadas neste livro:

Itálico

Indica nomes de arquivos e referências bibliográficas relacionadas ao longo do texto.

Largura constante

Indica comandos e suas opções, variáveis e atributos, conteúdo de arquivos e resultado da saída de comandos.

Conteúdo de slide

Indica o conteúdo dos slides referentes ao curso apresentados em sala de aula. Símbolo

Indica referência complementar disponível em site ou página na internet. Símbolo

Indica um documento como referência complementar. Símbolo

Indica um vídeo como referência complementar. Símbolo

Indica um arquivo de aúdio como referência complementar. Símbolo

Indica um aviso ou precaução a ser considerada. Símbolo

Indica questionamentos que estimulam a reflexão ou apresenta conteúdo de apoio ao entendimento do tema em questão.

Símbolo

Indica notas e informações complementares como dicas, sugestões de leitura adicional ou mesmo uma observação.

Permissões de uso

Agradecemos sempre citar esta fonte quando incluir parte deste livro em outra obra. Exemplo de citação: MARTINS, Graciela; DARONCO, Leonardo; ROESLER, Valter. Administração

de Videoconferência. Rio de Janeiro: Escola Superior de Redes, RNP, 2013.

Comentários e perguntas

Para enviar comentários e perguntas sobre esta publicação: Escola Superior de Redes RNP

Endereço: Av. Lauro Müller 116 sala 1103 – Botafogo Rio de Janeiro – RJ – 22290-906

(18)

Sobre os autores

Graciela M. L. Martins tem 14 anos de experiência na área de TI. Graduada em Ciência da Computação pela UNESP. Especializou-se em Aplicações de Comunicação e Colaboração na Internet durante o mestrado realizado na USP e, posteriormente, em Gestão Estratégica da Inovação Tecnológica pela UNICAMP. Atua na RNP na gestão de programas e projetos visando o provimento de soluções de TIC para as áreas de Educação e Cultura. Foi uma das responsáveis pela estruturação inicial do serviço de webconferência provido pela RNP. Leonardo Daronco é formado em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Santa Maria (2007) e tem mestrado em Ciência da Computação pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2009). Tem experiência em assuntos relacionados à multimídia, codi-ficação de vídeo, redes de computadores e programação. Trabalha atualmente no grupo de pesquisa PRAV (Projetos em Áudio e Vídeo) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), com pesquisa e desenvolvimento de sistemas multimídia para webconferência, ensino a distância e desenvolvimento em dispositivos móveis e sistemas web.

Valter Roesler é formado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1988), com mestrado (1993) e doutorado (2003) em Ciência da Computação pela UFRGS. Atualmente é Professor Adjunto na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Tem experiência na área de ciência da computação, com ênfase em redes de computado-res, atuando principalmente nos temas: Telemedicina, Tele-educação, Multimídia, Redes de Computadores, Codificação de Vídeo e TV Digital. Coordenador do laboratório do PRAV (Projetos em Áudio e Vídeo). Líder do grupo de pesquisa do Núcleo de TV Digital da UFRGS e Núcleo de Telessaúde, no diretório dos grupos de pesquisa CNPq.

Renato Duarte é formado em Ciência da Computação pela UniCarioca e trabalha há treze anos na área. Atualmente é responsável pela área acadêmica de Mídias de Suporte à Cola-boração Digital e coordena a equipe de analistas das unidades da Escola Superior de Redes da Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (ESR-RNP). É responsável pela infraestrutura de TI de apoio à coordenação da ESR, e pelo preparo e validação dos laboratórios para execução das atividades práticas dos cursos da ESR.

(19)

Ca pí tu lo 1 - C on ce ito s f un da m en ta is e s ol uç õe s

obj

et

ivo

s

co

nc

ei

to

s

1

Conceitos fundamentais e soluções

Familiarizar o aluno com os princípios e conceitos fundamentais associados à videoconferência, bem como gerar um nivelamento entre os diferentes conceitos existentes.

Cenários e aplicações de videoconferência, tipos de sistemas de videoconferência, con-ferência síncrona e assíncrona, taxa de quadros por segundo, resolução, banda, atraso, relação de aspecto.

Histórico da videoconferência

Este “telefone” apresenta muitas deficiências para ser considerado seriamente como um meio de comunicação. O dispositivo é inerentemente sem valor para nós.

Esta frase foi traduzida de um memorando interno da companhia Western Union do ano de 1876*_{, e mostra a capacidade de mudança e evolução da tecnologia. Hoje sabemos como} eles estavam enganados. Este mesmo problema já esteve também relacionado aos sistemas de videoconferência em seu início, mas com o avanço da tecnologia ficou claro que os sis-temas de videoconferência são de grande utilidade.

*_{Fonte: http://www.princeton.edu}

Os sistemas de videoconferência foram criados em meados da década de 1960. Para se ter uma ideia, desde 1970 as centrais telefônicas já suportavam teleconferências baseadas em áudio, mas conferências por vídeo ainda não eram uma realidade. Foi a partir da década de 1980, porém, que os rumos da pesquisa e desenvolvimento caracterizaram esses sistemas do modo como são atualmente conhecidos.

Figura 1.1 Picture phone AT&T 1964.

(20)

Ad m in is tr aç ão d e V id eo co nf er ênci a

O primeiro sistema de videoconferência data de 1964, ano em que a empresa americana AT&T apresenta o picture phone em uma feira em Nova York, e o mundo conhece o primeiro telefone com imagem da história das telecomunicações. O aparelho foi introduzido no mercado em 1970 e comercializado por cerca de U$ 160 dólares mensais. Um ano depois, a Ericsson lançou o primeiro vídeo-telefone transatlântico.

A década de 1980 é marcada por avanços na pesquisa em transmissão de dados. Aprovei-tando a iniciativa da Arpanet, foram realizados vários experimentos com transmissão de voz em pacotes digitais, impulsionando o desenvolvimento de protocolos especiais para tratamento destes pacotes, como o Network Voice Protocol (1973) e, mais tarde o Packet Video Protocol (1981).

Em 1982 é lançada a recomendação H.120 para codificação de vídeo, abrindo caminho para o surgimento da recomendação H.320, voltada para videoconferência. A década de 1990 continuou marcada por seguidas recomendações e pelo surgimento de padrões para regu-lamentar o desenvolvimento de sistemas de videoconferência. Também nessa década são conhecidos os primeiros sistemas de videoconferência comercializados no mercado pelas empresas Compression Lab, PictureTel e Mitsubishi. Vários acontecimentos marcaram a evolução dos sistemas de videoconferência, como:

11990: surge a recomendação para conferência ISDN.

11991: primeira videoconferência com áudio e vídeo utilizando o codec H.261. 11992: lançado o sistema de videoconferência CU-SeeMe, inicialmente apenas para

Macintosh e sem áudio. 11993: suporte a multiponto.

11994: suporte a áudio e versão para Windows.

11996: lançada a primeira versão da recomendação H.323 e do NetMeeting pela Microsoft. 11998: lançadas a segunda versão da recomendação H.323 e a primeira versão do padrão

MPEG-4 para compressão de vídeo.

11999: lançadas a terceira versão da recomendação H.323 e a segunda versão do padrão MPEG-4 para compressão de vídeo; o IETF divulga o SIP.

12000: Samsung lança o primeiro MPEG-4 streaming 3G. 12001: realizada a primeira “telecirurgia” transatlântica.

12003: lançado o padrão H.264; disseminação de redes de banda larga; maior acessibili-dade a vídeo; uso de videoconferência na educação.

Figura 1.2 Serviço da Bell System.

(21)

A partir da década de 1990, vários aplicativos começaram a ganhar espaço no mercado mundial, sobretudo para envio e recebimento de informações de áudio e vídeo sobre redes TCP/IP. Cada vez mais, aplicativos para o envio de áudio e vídeo exploravam e aprimoravam as técnicas para compressão de dados, permitindo a comunicação de usuários em rede com baixo custo e padrão de qualidade aceitável.

A popularização dos sistemas de videoconferência foi impulsionada pela recomendação H.323 feita pela ITU-T em 1996, que permitiu o desenvolvimento padronizado de diversas soluções de software para videoconferência. Atualmente, as soluções para sistemas de videoconferência são comumente utilizadas no nosso dia a dia, seja na comunicação entre pessoas na internet ou integradas ao cotidiano das grandes corporações. A utilização desses sistemas extrapolou a área de negócios, estando hoje presente em atividades de ensino a distância, de telemedicina e de pesquisa científica, além de muitas outras aplicações. No Brasil, o mercado para sistemas de videoconferência acompanha a tendência de crescimento mundial. Cada vez mais empresas e usuários domésticos têm lançado mão desse recurso para realizar atividades do dia a dia, como conversar com amigos distantes ou tomar decisões de negócios em reuniões não presenciais. Portanto, é possível dizer que estamos caminhando para o mundo das soluções multimídia sobre redes IP, que não constituem apenas uma tendência da atualidade, mas sim uma necessidade para inclusão em um mercado a cada ano mais competitivo, ágil e rápido, demandando mais recursos para facilitar o relacionamento entre as empresas. Nesse sentido, nos próximos anos, a videoconferência será uma das ferramentas mais importantes no cenário dos negócios e da comunicação interpessoal.

Videoconferência hoje

q

H.323

Na sua 7ª versão, é o padrão mais consolidado para videoconferência. H.320

Ainda bastante utilizado nas corporações, embora tenda a ser substituído por sistemas baseados em IP.

SIP

Consolidado para telefonia sobre IP. Webconferência

O surgimento de clientes web tem possibilitado a realização de conferências via web. Essa forma alternativa de videoconferência tem se destacado pela facilidade de uso. Atualmente, existem padrões já consolidados para a realização de videoconferências, que serão vistos ao longo do curso. O H.323 é o padrão mais consolidado e encontra-se em sua 7ª versão. O H.320, para uso em redes ISDN (Integrated Services Digital Network) é outro padrão bastante consolidado, mas tende a ser substituído pelos sistemas baseados em IP, como o H.323. Outro padrão que vem crescendo é o SIP. Inicialmente utilizado apenas para telefonia sobre IP (nicho dominado pelo SIP), vem sendo cada vez mais utilizado para video-conferências. Outro tipo de videoconferência que vem crescendo é conhecido como webcon-ferência, se destacando pela facilidade de uso. As webconferências serão abordadas adiante.

Saiba mais

Leia o artigo de Lori Wilkerson sobre a história da videocon-ferência: The History of Video Conferencing - Moving Ahead at the Speed of Video.

(22)

Definição de videoconferência

q

Antes de definir o termo “videoconferência”, é importante comentar sua diferença em relação ao termo “webconferência”.

Vídeo + Conferência

Conferência onde há interação entre duas ou mais pessoas através de vídeo e normal-mente também de áudio.

Web + Conferência

A palavra indica uma comunicação via web (internet), não necessariamente envolvendo vídeo (apesar de normalmente ser utilizado).

Videoconferências são normalmente realizadas de três formas: através de softwares instalados em computadores pessoais, via hardwares dedicados e ainda pela utilização do navegador web no computador pessoal. Com a padronização dos sistemas web atuais, normalmente não é necessário instalar qualquer software adicional, bastando instalar um plug-in no navegador para que o usuário obtenha todas as funcionalidades da conferência. É importante observar que a palavra “conferência” sugere a participação de três ou mais pessoas. Entretanto, uma videoconferência pode ser realizada entre duas ou mais pessoas.

Objetivos da videoconferência

q

Comunicação em tempo real entre duas ou mais pessoas geograficamente dispersas, normalmente em locais diferentes, através de áudio e vídeo.

A videoconferência é um recurso facilitador da comunicação entre pessoas. Por intermédio de uma videoconferência, duas ou mais pessoas participam de uma discussão e, embora se encontrem em lugares diferentes, podem ver e ouvir umas às outras como se estivessem reunidas no mesmo local. A grande vantagem dos sistemas de videoconferência consiste em viabilizar a comunicação em tempo real entre grupos de pessoas, com o uso simultâneo de áudio e vídeo, independentemente de sua localização geográfica. Assim, torna-se possível trabalhar cooperativamente por meio do compartilhamento de informações e de outros materiais de trabalho – como documentos, imagens ou planilhas – sem qualquer ônus pro-veniente da distância geográfica.

q

Outras possibilidades da videoconferência: 1Compartilhamento e apresentação de slides. 1Compartilhamento de aplicações.

1Bate-papo por chat.

1Quadro branco (colaborativo). 1Troca de arquivos.

Além da troca de áudio e vídeo entre os participantes, os sistemas atuais têm disponibi-lizado diversas outras ferramentas que melhoram a comunicação e criam novas possi-bilidades para as videoconferências. Entre essas ferramentas estão bate-papo por chat, compartilhamento de apresentações, quadro branco colaborativo, troca de arquivos e compartilhamento de aplicações. Esta última ferramenta normalmente está presente nos sistemas de videoconferência de desktop e mostra claramente a integração que um sistema de videoconferência pode ter com o sistema base sobre o qual é executado (no caso a inte-gração com o sistema operacional). Com a evolução da tecnologia e a redução dos custos

(23)

nos últimos anos, a videoconferência passou a ser usada como ferramenta de colaboração, aprendizagem e entretenimento. As videoconferências evoluíram muito nos últimos anos e ferramentas como as citadas já são comuns em muitos sistemas. Apesar disso, os sistemas continuam sendo chamados de “videoconferência”.

Pode-se fazer uma analogia desta situação com a evolução do telefone celular, que deixou de ser apenas um dispositivo para efetuar e receber ligações telefônicas para se tornar um computador portátil, que pode inclusive realizar videoconferências. Apesar dessa evolução, eles continuam sendo chamados de “telefones celulares”, mesmo que ligações telefônicas não sejam, em alguns casos, a ferramenta mais utilizada do dispositivo.

Elementos de uma video/webconferência

q

1Vídeo e áudio

1Codificação e decodificação 1Transmissão e recepção 1Equipamentos de áudio e vídeo

Vídeo e áudio

A primeira etapa para uma videoconferência consiste na captura e digitalização dos sinais de áudio e vídeo que serão transmitidos. Para tal, existem diversos dispositivos diferentes. O vídeo pode ser capturado por câmeras variando desde webcams de baixo custo (que nor-malmente apresentam baixa qualidade) até câmeras profissionais que garantem alta qualidade (HD). Atualmente já existem câmeras pessoais capazes de capturar vídeo em alta resolução. O áudio normalmente é capturado por dispositivos de headset (fone de ouvido com micro-fone) quando se deseja maior privacidade, ou por microfones, que podem ser de diversos modelos, conforme seu propósito.

Vídeo Transmissão Codiﬁcação Decodiﬁcação Áudio e vídeo Áudio

Codificação e decodificação

Após a captura e digitalização, os dados são codificados (o que inclui sua compressão) para que possam ser transmitidos pela rede. O elemento essencial para este processo é o codec (COdificador/DECodificador), que atua nas funções de codificação e decodificação. A etapa de compressão algorítmica é fundamental para otimizar a transmissão das informações. O sinal original é reduzido para um tamanho “n” vezes menor através da codificação, o que Figura 1.3

Elementos básicos de videoconferência.

(24)

possibilita a transmissão dos dados e também a adaptação da transmissão conforme a rede disponível. No lado do receptor, o codec realiza a decodificação, que consiste em trans-formar os dados novamente para seu formato original, o que permite sua reprodução. Os codecs utilizados normalmente são os baseados em normas internacionais da ITU-T, e muitas vezes MPEG para vídeo. É possível afirmar que todos os sistemas de videoconfe-rência utilizam o mesmo conjunto de codecs, ou uma variação deste conjunto. Ou seja, os codecs mais comuns para áudio e vídeo normalmente são suportados por diversos sistemas de videoconferência. O que difere de um sistema para outro são os mecanismos de com-pressão, ou seja, a parametrização da compressão algorítmica adotada pelo fabricante.

Transmissão e recepção

Após a codificação, os dados estão prontos para serem transmitidos. A transmissão depen-derá das características da rede, onde um parâmetro extremamente importante é a banda disponível, que é utilizada para configuração da codificação de áudio e vídeo. A qualidade da rede muitas vezes é monitorada e utilizada para modificar a parametrização da codificação de áudio e vídeo. Se a rede está congestionada, por exemplo, o monitor de rede pode fazer com que a codificação do vídeo seja reduzida de 1 Mbit/s para 350 Kbit/s ou menos, redu-zindo a qualidade do vídeo, mas ainda assim permitindo que a videoconferência continue funcional. Essa questão da adaptação automática às condições da rede ainda mobiliza a pes-quisa, apesar de estar bastante consolidada.

A organização dos pacotes na rede é feita com base em protocolos de rede, que muitas outras vezes são baseados em padrões abertos como o Real-time Transport Protocol (RTP), mas que outras vezes são protocolos proprietários dos desenvolvedores do software ou hardware que está sendo utilizado. Um protocolo é indispensável para que se saiba como os dados estão trafegando na rede e para possibilitar a recepção e organização dos dados que estão sendo recebidos.

Equipamentos de áudio e vídeo

A utilização de sistemas de videoconferência em diferentes áreas de atuação impulsiona o uso de equipamentos de áudio e vídeo cada vez mais sofisticados. Dependendo do sistema utilizado, é possível conectar diversos equipamentos à videoconferência. Por exemplo: no caso de uso em auditórios, podemos acrescentar caixas de som, amplifica-dores e outros microfones, ligados a uma mesa de áudio profissional — que, por sua vez, será conectada à entrada de áudio do sistema. Hoje em dia, o mercado já disponibiliza microfones especializados em capturar áudio em grandes ambientes. Um exemplo disso é o microfone de 360 graus, com cobertura para até 10 pessoas simultaneamente, que possibilita a utilização de um microfone sem fio.

No caso do vídeo, podem ser acrescentadas câmeras de vídeo auxiliares conectadas a uma mesa de vídeo. Esse caso é indicado quando, por exemplo, se deseja ter uma câmera focando o instrutor e outra focando a plateia. Além disso, já existem câmeras digitais de alta definição com controle remoto, e televisores com excelente resolução, que oferecem alta qualidade de vídeo e são utilizados em sistemas de salas. Esses equipamentos também são encontrados na versão desktop, em que temos um sistema com câmera fixa, microfone, fone de ouvido e alto-falante, permitindo videoconferências via IP ou internet.

(25)

Tipos de videoconferência

q

Há basicamente três tipos de sistemas de videoconferência: 1Sistemas dedicados (hardware)

1Sistemas de mesa (computador pessoal) 1Sistemas de webconferência (navegador web)

Normalmente, imaginamos que os serviços de um sistema de videoconferência limitam-se à transmissão de vídeo e áudio entre os participantes de uma sala. Embora a funcionalidade básica da videoconferência seja a de encurtar distâncias, eliminando a necessidade da pre-sença física dos participantes em uma reunião, podemos destacar duas classes de serviços essencialmente necessárias para suportar a interação entre os participantes de uma sala de videoconferência: comunicação e colaboração.

A comunicação é a facilidade fundamental, enquanto a colaboração é utilizada quando os participantes, além de se comunicarem, ainda trabalham em conjunto compartilhando documentos, planilhas e imagens. A comunicação existe em todos os tipos de videocon-ferências existentes, enquanto a colaboração é o item que apresenta maiores diferenças conforme o tipo de videoconferência utilizado. Há basicamente três tipos de sistemas de videoconferência: sistemas dedicados de hardware, sistemas de mesa em computadores pessoais, e sistemas de webconferência que utilizam o navegador web.

Sistemas dedicados (hardware)

Geralmente presentes em grandes organizações, que fazem uso de dispositivos dedicados e de software integrado neste dispositivo. Os sistemas dedicados do tipo appliance apre-sentam soluções mais robustas, confiáveis e normalmente mais práticas do que as soluções baseadas em PCs.

Sistemas de mesa (desktop)

Ao contrário dos sistemas dedicados, não exigem equipamentos especiais e caros. Sistemas desktop normalmente são vantajosos em relação ao custo (são executados em máquinas de propósito geral, além de poderem usar softwares freeware), mas a qualidade da videocon-ferência dependerá do hardware com que o sistema está sendo executado. Esses sistemas normalmente apresentam mais funcionalidades adicionais, como quadro interativo, com-partilhamento de aplicações, comcom-partilhamento de slides, entre outros.

Sistemas de webconferência

São normalmente compostos por um servidor, responsável por coordenar as diversas sessões/salas de participantes, e os clientes, que utilizam o navegador web. Esses sistemas também apresentam funcionalidades adicionais, como quadro interativo, compartilhamento de aplicações, slides, e assim por diante.

Sistemas dedicados

q

Todos os componentes (hardware e software) requeridos estão em um único equipa-mento, que é conectado a uma televisão ou monitor e à rede de dados.

O controle do equipamento normalmente é feito à distância, por controle remoto, incluindo o controle da câmera (movimentação, zoom etc.). Existem modelos para dife-rentes propósitos: grupos grandes, grupos pequenos e ambientes individuais.

(26)

Os sistemas dedicados foram desenvolvidos principalmente para utilização de grupos de usuários, em salas de videoconferência: são sistemas dedicados, geralmente com alta capacidade de processamento e práticos para instalação. O equipamento (algumas vezes chamado de codec) é composto por um hardware dedicado, construído especificamente para videoconferências, os softwares necessários para configurar e utilizar o hardware e diversas entradas e saídas para periféricos. Normalmente os equipamentos já possuem uma câmera acoplada e são acessados a distância por controle remoto. Além disso, esses sis-temas podem ser integrados a diversos periféricos, tais como: televisor, computador, video- cassete, câmera de documentos e câmera auxiliar. Apesar da diferença existente entre as diversas marcas, versões e tipos de equipamentos, uma característica comum dos sistemas dedicados “topo de linha” é a maior qualidade. Como possuem um hardware dedicado de alto desempenho, estes equipamentos conseguem utilizar resoluções altas (vídeo em HD) e altas taxas de transmissão, o que garante qualidade de áudio e vídeo.

Outra característica importante dos sistemas dedicados é a praticidade. Eles já contêm todos os componentes e aplicações necessárias para realizar uma videoconferência, sendo que normalmente só é necessário conectar o equipamento a um monitor, à rede de dados, realizar algumas configurações e ele já pode ser utilizado. São equipamentos que dificilmente requerem manutenção e teoricamente são imunes a vírus. O reflexo das vantagens citadas para os dispositivos dedicados é visto no custo dos equipamentos, que costuma ser alto e representa a maior desvantagem que eles apresentam. Além disso, este tipo de equipamento geralmente só permite atualizações para recursos específicos quando estiverem disponíveis.

Polycom V500 Tandberg 990 MXP Polycom VSX 7000s

Os sistemas dedicados são utilizados por aplicações que primam pela alta qualidade na transmissão de áudio e vídeo, tais como: ensino a distância, palestras, reuniões, telemedicina. Apesar de serem utilizados principalmente em ambientes coletivos, eles também podem ser utilizados individualmente. Hoje em dia, várias empresas disputam o mercado dos sistemas de videoconferência de grande porte, entre elas Polycom, Cisco, Tandberg e Sony.

Sistemas de mesa

q

Recursos agregados ao computador pessoal para torná-lo adequado para uma video-conferência:

1Computador com suporte multimídia 1Microfone e caixas de som

1Câmera de vídeo

1Software (EVO, VSee, Ekiga etc.)

Figura 1.4 Sistemas dedicados para videoconferência.

(27)

O grande diferencial dos sistemas de mesa está no aproveitamento do computador, que já é um equipamento amplamente difundido e utilizado. Estes sistemas normalmente são voltados para uso individual. Para utilizar um sistema deste tipo é necessária a instalação de software, microfone, câmera, e possivelmente outros componentes, que são facilmente acoplados a um computador pessoal, conforme pode ser visto na figura.

A qualidade de som e imagem depende da qualidade da rede de transmissão e da capaci-dade de processamento da máquina. Atualmente, a maioria das soluções pode operar em taxas que variam de 64 Kbit/s a 2 Mbit/s. Um dos pioneiros nesse ramo foi o sistema da White Pine / First Virtual Communication, o CU-SeeMe, que disponibiliza recursos para os usuários se comunicarem uns com os outros através de conexões ponto-a-ponto ou multi-ponto. O sistema adota o padrão H.323, adequado para operações em redes corporativas IP e na internet.

O software EVO, da Caltech, é outro exemplo de sistema de mesa que tem evoluído muito nos últimos tempos. Ele conta com suporte H.323, SIP, chat, vários vídeos simultâneos e diversos outros recursos. Outros softwares conhecidos são o Windows Messenger, Microsoft Office Live Meeting, MSN Messenger e Windows Live Messenger. No Windows Vista chama--se Windows Meeting Space. Ao longo deste curso, o aluno poderá utilizar para seu estudo o software Polycom Telepresence m100 ou então o sistema de software livre Ekiga. Ambos suportam SIP e H.323.

EVO Vsee Ekiga

Sistemas de webconferência

q

Utilizam o navegador web para efetuar a conferência: 1Computador com suporte multimídia.

1Microfone e caixas de som (ou headset). Figura 1.5 Estrutura de videoconferência de mesa. Figura 1.6 Exemplos de sistema de videoconferência de mesa.

(28)

q

1Câmera de vídeo (webcam, handycam etc.). 1Navegador web no cliente.

1Necessitam de máquina servidora para gerência.

A grande vantagem dos sistemas de webconferência está na facilidade de efetuar uma video- conferência, visto que não é necessário para o usuário participante instalar qualquer tipo de software na sua máquina, pois tais sistemas funcionam via navegador web. Nesse tipo de sistema, um administrador da conferência normalmente cria uma “sala virtual” e convida os participantes. Essa sala virtual é gerenciada por um servidor localizado em algum ponto, porém isso é transparente para os usuários.

Assim, os sistemas de webconferência não só aproveitam o computador do usuário, mas também aproveitam seu navegador web, bem como a porta destinada ao navegador, que normalmente é liberada no firewall, não demandando qualquer liberação de porta aos administradores de rede, o que muitas vezes pode ser traumático numa empresa com polí-ticas rígidas de segurança.

Adobe Connect

Cenários: Ensino a Distância (EAD)

Videoconferências para ensino a distância podem ser realizadas em ambientes de diferentes tipos e escalas, ou seja, para turmas pequenas ou grandes, seja em salas de aula tradicio-nais ou em auditórios. É necessária uma preparação básica para viabilizar aulas a distância, com uso de TVs ou telões para exibição dos vídeos e de um sistema de videoconferência dedicado para realizar a videoconferência em si. Serão dados dois exemplos abaixo: 1) um modelo mais simples, utilizando uma sala de aula tradicional e sem muitos recursos, permi-tindo basicamente a visualização do site remoto e dos slides do site remoto; e 2) um modelo mais completo, onde a videoconferência acontece em um auditório, permitindo a visuali-zação adicional dos diversos pontos remotos participantes do evento.

Figura 1.7 Exemplos de sistemas de webconferência. Figura 1.8 Exemplos de cenários de ensino a distância. Fonte: http://www. unameseca.com.

(29)

1. No caso do uso de salas de aula tradicionais, um cenário típico é posicionar o equipa-mento de videoconferência na parte frontal da sala junto a duas televisões: em uma tela os alunos visualizam o professor e na outra as informações compartilhadas (apresenta-ções, documentos, etc.). Se houver possibilidade de interação dos alunos com o pro-fessor remoto, existe um microfone junto ao equipamento de videoconferência, até onde o aluno se dirige para fazer sua pergunta. O microfone já está posicionado em um local de modo que o aluno apareça na câmera.

2. No caso de auditórios ou salas com melhor infraestrutura para videoconferência, costuma-se utilizar, em vez de duas TVs, um ou mais telões. No telão é possível visualizar o instrutor e também os slides compartilhados, além dos outros participantes remotos. Em um modelo mais complexo também é possível distribuir diversos microfones na sala, para facilitar a interação dos alunos com o professor. No momento que o aluno começa a fazer sua pergunta, a câmera é apontada para ele, de forma manual ou automática. Um cenário de aula a distância pode ser caracterizado por alunos distribuídos em vários pontos ou por um workshop reunindo especialistas para a discussão de um tema específico.

Adiante neste curso será detalhado o sistema Interativo de Vídeo e Áudio (IVA), desenvolvido para as necessidades da Escola Superior de Redes da RNP pelo grupo do PRAV da UFRGS, no âmbito do grupo de trabalho de IEAD – Infraestrutura para Ensino a Distância de 2007-2008.

Cenários: reuniões de trabalho

Em comparação ao cenário de EAD, reuniões de trabalho normalmente são compostas por um número menor de participantes e terão muito mais interação entre os pontos remotos, ou seja, é uma discussão, não uma palestra.

As reuniões são realizadas em salas usualmente com uma mesa ao centro e o equipamento de videoconferência em uma de suas pontas. Algumas vezes são utilizadas telas grandes para aumentar a sensação de que as pessoas estão no mesmo local (ver o cenário de telepresença a seguir). Por ser uma discussão, os participantes devem ter acesso fácil aos microfones, e para isso costumam ser utilizados microfones multidirecionais.

Figura 1.9 Estrutura do

(30)

Cenários: telepresença

Telepresença é o nome dado aos sistemas de videoconferência que procuram reduzir ao máximo a sensação de distância entre os pontos remotos, procurando criar a ilusão de que todos estejam em um mesmo ambiente. O cenário é semelhante ao das reuniões de trabalho, mas são utilizadas televisões ainda maiores e cuidadosamente posicionadas, para que as pessoas sejam exibidas com seu tamanho real e pareçam estar posicionadas no mesmo ambiente (sentadas na mesma mesa, por exemplo).

Cenários: Telemedicina

Operando desde 2006, a Rede Universitária de Telemedicina, um programa do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e executado pela Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP), formalizou a criação e implantação de núcleos de telemedicina/ telessaúde, garan-tindo a conectividade de 55 hospitais universitários e de ensino à rede Ipê da RNP. Em 2011, 8 novos núcleos de telemedicina RUTE foram inaugurados, faltando núcleos apenas em três estados (PI, RO, RR), que serão inaugurados em 2012. Além disso, pode-se destacar como iniciativas bem-sucedidas: 15 salas de videoconferência homologadas; mais de 600 vídeo e webconferências realizadas em 47 especialidades da saúde, com participação de 313 insti-tuições; assinatura com a RNP de 28 novos termos de cooperação técnica com hospitais de ensino. A partir de 2012, 75 hospitais em todo o país serão integrados ao projeto.

Figura 1.10 Federal Emergency Management Agency (FEMA). Fonte: http://www.photoli-brary.fema.gov Figura 1.11 Exemplo de sala de telepresença (Cisco).

(31)

Para a telemedicina, o fator mais importante de uma videoconferência costuma ser a qua-lidade das imagens. Para muitas aplicações na telemedicina é necessária alta quaqua-lidade na resolução de imagens para permitir, por exemplo, um diagnóstico correto de doenças. Outro exemplo é o projeto POA_S@UDE de telemedicina implementado no Hospital Materno Infantil Presidente Vargas (HMIPV), próximo ao centro de Porto Alegre/RS, onde um sistema é utilizado para realização de tele-ultrassonografias em pacientes de regiões mais remotas, onde é difícil o acesso a médicos especializados.

Dispositivos adicionais

Além da troca de áudio e vídeo entre os participantes, outro objetivo de uma videocon-ferência é promover suporte à colaboração e cooperação, oferecendo ferramentas que permitam a interação e o trabalho em grupo. Para tanto, já existem serviços de suporte à colaboração que vêm sendo agregados aos serviços de videoconferência, visando criar con-dições para o trabalho cooperativo entre equipes remotamente situadas.

Uma alternativa para serviços de colaboração é a utilização de padrões internacionais, e um deles, utilizado para transferência de dados, é o protocolo ITU T.120. Esse protocolo designa uma família de padrões abertos que definem práticas para a transmissão de dados. Várias empresas adotam o T.120 nas suas respectivas soluções, tais como: Apple, AT&T, British Telecom, Cisco Systems, Intel, MCI, Microsoft e PictureTel.

Os serviços de suporte à colaboração são implementados por ferramentas geralmente encontradas nos terminais de videoconferência. Como exemplos dessas ferramentas, podemos citar a câmera de documentos, o quadro interativo e o chat. A seguir, detalhamos algumas dessas ferramentas de colaboração visual.

Câmera de documentos

q

Câmera de alta resolução que captura e transmite imagens de documentos e outros objetos físicos. Valoriza e dá maior impacto às apresentações audiovisuais.

A câmera de documentos é utilizada para digitalizar documentos, objetos, formas tridimen-sionais, documentos impressos e material gráfico de qualquer natureza. Consiste numa câmera estática usada para enviar imagens (transformadas em vídeos) de documentos, materiais impressos, transparências, slides e raios-X, além de objetos tridimensionais. Figura 1.12 Médico remoto efetua laudo à distância. Fonte: http://www.inf. ufrgs.br/prav/pro-jetos_poasaude.php

(32)

Quadro interativo

q

Tudo o que é escrito ou desenhado no quadro é digitalizado, facilitando visualização remota. O clique do mouse pode ser feito com o dedo ou caneta diretamente no quadro branco. Sua aplicação ocorre principalmente em EAD, pois substitui o quadro-negro tradicional em salas de aula.

O quadro interativo (ou eletrônico) oferece uma espécie de espaço virtual compartilhado pelos participantes, em que todas as ações realizadas são capturadas em tempo real e disponibilizadas (como vídeos) na videoconferência. Em outras palavras, esse recurso permite capturar tudo o que é escrito ou desenhado em um quadro branco comum, em cores e em tempo real, e transmitir esses dados diretamente para o microcomputador ou sistema de videoconferência.

StarBoard – Hitachi Entrada RGB, saída USB

A seguir veremos outras abordagens para quadros interativos.

Tablet

q

Notebook ultraportátil (≈ 1 kg) com recursos para escrever ou inserir dados diretamente na tela por meio de uma caneta metálica. Permite a exibição de vídeos, inclusão de ano-tações e envio e gravação das imagens. É uma alternativa ao quadro eletrônico, já que a imagem do tablet pode ser projetada em uma tela.

Figura 1.13 Câmera de documentos. Figura 1.14 Exemplos de quadro interativo.

(33)

iPad

Um tablet é um computador portátil (normalmente mais portátil e leve que um notebook) que permite a inserção de dados através do contato na tela do computador (multitouch). O contato normalmente é feito através de uma caneta ou dedo, que permite que o usuário desenhe, escreva e insira dados diversos na máquina como se estivesse escrevendo em uma folha de papel. Os dispositivos normalmente permitem escrever sobre aplicações e gravar estas anotações. Isso torna os tablets muito úteis em ambientes escolares, onde as anota-ções dos alunos podem ser inseridas sobre as apresentaanota-ções do professor, por exemplo. Dependendo do sistema e das aplicações utilizadas, também é possível converter texto escrito à mão para texto no computador (inclusive equações).

Sistemas com alta definição

É importante ressaltar a diferença da relação de aspecto entre Standard Definition (SD) e High Definition (HD). SD não é um nome dado a apenas uma resolução específica, ou seja, há mais de um formato de vídeo que pode ser chamado de SD – o mesmo vale para HD. O SD é caracterizado pelas resoluções 720x480 e 720x576, que são utilizadas no sistema de tele-visão tradicional. Já o HD é caracterizado por resoluções 720p (1280x720) e 1080p ou 1080i (1920x1080), assim como resoluções maiores do que estas. As letras “p” e “i” na nomencla-tura indicam sistemas “progressivos” ou “entrelaçados”, respectivamente. Devido a esta diferença entre as resoluções HD (e por questões de marketing), as resoluções 1920x1080 passaram a ser chamadas de Full HD, diferenciando-a das resoluções inferiores.

SD

Razão de aspecto 4:3 HDRazão de aspecto 16:9

Widescreen (20% mais largo) Figura 1.15 Tablet. Figura 1.16 Exemplos de Stan-dard Definition e High Definition.

(34)

Ad m in is tr aç ão d e V id eo co nf er ênci a Formato Resoluções SD 720x480, 720x576 HD Resolução mínima 1280x720p

Full 1920x1080i, 1920x1080p e maiores

p: Vídeo progressivo i: Vídeo entrelaçado

Câmera Tandberg Precision HD Polycom HDX Series

O mercado de equipamentos de videoconferência é bastante competitivo, o que tem provocado um avanço tecnológico significativo nos últimos anos. Empresas como Polycom, Tandberg e Sony já disponibilizam equipamentos com alta definição, áudio e vídeo de excelente qua-lidade, o que torna a videoconferência mais realista e possibilita sua aplicação em outras áreas, como na telemedicina.

Relação de aspecto

q

É a proporção entre a largura e altura e dos pixels que compõem uma imagem digital. 1Vídeo: arquivo “widescreen-explanation.swf”.

1Adaptação da relação de aspecto (pillarboxes e letterboxes). 1Adaptação da relação de aspecto de 16:9 para 4:3. 1Adaptação da relação de aspecto de 4:3 para 16:9.

Relação de aspecto (aspect ratio) é a proporção entre a largura e altura e dos pixels que compõem uma imagem digital. O exemplo mais tradicional é a relação 4:3, utilizada na tele-visão analógica tradicional. Outra relação de aspecto comum atualmente é a 16:9, utilizada em televisões HD. Apesar de alguns dispositivos, como DVDs, exibirem conteúdos de 4:3 em 16:9 e vice-versa, muitas vezes é necessário adaptar esta relação de aspecto para o formato do dispositivo onde elas serão exibidas. Nestes casos são utilizadas as letterboxes, ou seja, as barras pretas na parte superior e inferior dos vídeos (ou nas laterais). Elas são utilizadas para que os vídeos possam ser exibidos em sua relação de aspecto original em dispositivos que utilizam outra resolução de aspecto sem distorcer as imagens.

Monitor 16:9

Video 4:3 Monitor 4:3Video 16:9

Figura 1.17 Resoluções SD e HD. Figura 1.18 Equipamentos com suporte a HD. Fonte: http://www. polycom.com. Figura 1.19 Exemplo de ajuste 4:3 e 16:9.

(35)

Para adaptação da relação de aspecto, além da possibilidade de pillarboxes ou letterboxes, também é possível utilizar outras técnicas, que normalmente são o redimensionamento do vídeo e a remoção de alguma área dele.

X

Redimensionamento Remoção de áreas

Para adaptar um vídeo em 16:9 para monitores 4:3, uma alternativa é redimensionar o vídeo, ou seja, encolher o vídeo horizontalmente até que sua relação de aspecto seja 4:3, o que acaba deformando as imagens. Uma alternativa é remover áreas laterais do vídeo, transformando--o em 4:3 sem necessidade de redimensionamento. Esta alternativa costuma ser chamada de pan and scan, e causa perdas de conteúdo do vídeo, já que algumas de suas partes serão completamente removidas. Porém, ela mantém as imagens com seu aspecto original. Para adaptar um vídeo em 4:3 para monitores 16:9, além do uso de pillarboxes, é possível utilizar dois outros métodos: redimensionamento com e sem remoção de áreas. Redimen-sionar um vídeo 4:3 para 16:9 gera uma expansão horizontal do vídeo, o que acaba defor-mando as imagens. Outra alternativa é remover barras na parte superior e inferior do vídeo (tornando-o 16:9) e depois redimensioná-lo para a resolução desejada. Esta última alterna-tiva não deforma a imagem, mas gera perda de conteúdo do vídeo.

X

Redimensionamento Remoção de áreas

Estruturação de um serviço

q

Identificar as necessidades dos usuários:

1Tipo de comunicação: ponto-a-ponto ou multiponto. 1Qualidade: padrão SD ou HD.

1Tipos de dados que serão compartilhados: documentos eletrônicos ou impressos, vídeos etc. Figura 1.20 Técnica de redimensionamento de vídeo. Figura 1.21 Técnica de redimen-sionamento sem e com remoção de áreas.

(36)

Um serviço de comunicação é caracterizado por um canal de comunicação em que interlo-cutores enviam e recebem mensagens. O suporte à comunicação interpessoal é a essência de uma videoconferência. De acordo com a dinâmica estabelecida entre os interlocutores de um canal comunicativo, podemos distinguir o serviço de comunicação entre:

1. Comunicação 1:1 (um-para-um) 2. Comunicação 1:n (um-para-muitos) 3. Comunicação n:n (muitos-para-muitos)

As mensagens são transmitidas entre máquinas em uma rede de computadores através de chamadas, que podem ser (de acordo com as formas de comunicação citadas):

1. Ponto-a-ponto: uma máquina-origem envia mensagens para uma máquina-destino. 2. Multiponto unidirecional: uma máquina-origem envia mensagens para “n”

máquinas-destino.

3. Multiponto bidirecional: “n” máquinas enviam mensagens às demais.

Internet

No caso de uma comunicação ponto-a-ponto “um-para-um”, cada participante visualiza a imagem do participante remoto maximizada na tela. Além desta imagem, a maioria dos sis-temas atuais permite que o participante veja a sua própria imagem em uma região reduzida da tela (preview local para verificar se o enquadramento está bom). Geralmente, o partici-pante pode escolher se deseja visualizar essas duas opções simultaneamente ou apenas a imagem remota.

Internet

Imagem local e remota Visão Local

Em uma comunicação ponto-a-ponto “um-para-muitos”, há um participante de um lado interagindo com um grupo que está em uma sala remota. Em relação à parte técnica da videoconferência, esta comunicação é praticamente igual às comunicações ponto-a-ponto “um-para-um”. Tanto o grupo quanto a pessoa que está sozinha pode escolher se deseja visualizar a imagem local e remota simultaneamente ou apenas a remota. Ou ainda compartilhar um documento em vez da imagem local (isso também vale para os outros casos de comunicação). Figura 1.22 Comunicação ponto-a-ponto (1:1). Figura 1.23 Comunicação ponto-a-ponto (1:n).

(37)

Este modelo de comunicação é comum em encontros que envolvem vários participantes loca-lizados em uma sala de apresentação, além de mais um participante remoto conectado a um terminal de videoconferência. Um exemplo prático desse tipo de situação é a apresentação de palestras a distância, em que um ponto de origem (o instrutor) interage por meio de videocon-ferência com um grupo de participantes remotos (alunos). Nesse caso, as mensagens seguem em uma chamada ponto-a-ponto da máquina-origem para a máquina-destino, embora a comunicação seja do tipo “um-para-muitos”. Neste modelo é necessário ter cuidados com o posicionamento do microfone e da câmera, especialmente na sala com vários participantes. A câmera deve ter uma visão de todos os participantes da sala e o microfone deve estar acessível a todos.

Internet

Visão Local Visão Local

Imagem local e remota Imagem local e remota

Em uma comunicação ponto-a-ponto “muitos para muitos”, há dois grupos, um em cada local, interagindo a partir de uma sala de videoconferência. Assim como no modelo anterior, também deve-se ter o cuidado adicional com o posicionamento da câmera e do microfone, neste caso não apenas em uma, mas em duas salas.

Mais complexo que o modelo de comunicação ponto-a-ponto é o modelo multiponto, ou seja, uma situação onde temos mais de dois locais conectados em uma conferência. Há vários casos em que esse modelo é utilizado. Exemplos: numa reunião de negócios, na qual estejam conectadas a matriz da empresa e duas (ou mais) filiais; uma aula remota, com o professor presente numa sala, e duas (ou mais) salas remotas apenas com alunos e monitores.

Internet

Visão Local

Imagem local e remota Imagem local e remota

A chamada multiponto necessita de um controle especial para gerenciar os “n” fluxos gerados, e essa responsabilidade pode ser efetuada de diferentes maneiras, como através de uma entidade chamada Multipoint Control Unit (MCU), ou através de um sistema central por software, ou mesmo sem entidade central, onde cada participante envia o sinal a todos. Esses mecanismos serão detalhados posteriormente.

Figura 1.24 Comunicação ponto-a-ponto (n:n). Figura 1.25 Comunicação multiponto.

(38)

q

Entenda as necessidades dos usuários e conheça a estrutura que será usada nas video- conferências, além da verba disponível. Verifique ainda a sala que será usada para a instalação do sistema:

1Sala: individual, de reunião ou de aula, ou ainda um auditório ou sala específica (consultório, centro cirúrgico etc).

1Qual o tipo de microfone adequado? 1Qual o tipo de câmera de vídeo adequada? 1Qual a banda de rede disponível?

O tópico da estrutura da sala de videoconferência será abordado em outra sessão deste curso. No momento basta dizer que a estruturação da sala é um ponto extremamente importante para a definição de um ambiente de videoconferência.

Para pensar

É importante ter uma estimativa da verba disponível para o projeto, pois muitas vezes é ela que determina a qualidade dos equipamentos e a quantidade de recursos adicionais que serão agregados ao sistema. Sistemas dedicados costumam ser mais práticos, mas apresentam custos elevados. Para reduzir os custos é possível buscar soluções em software, especialmente as soluções free, como o GNU Gatekeeper.

Por exemplo, se o caso for de comunicação multiponto e não houver verba para aquisição de um controlador de chamadas multiponto (MCU), isso pode ser um ponto crítico no projeto. Algumas alternativas:

1Usar uma MCU de terceiros;

1Adquirir equipamentos de videoconferência já com suporte multiponto;

1Pensar na possibilidade de usar uma solução baseada na web (webconferência), onde geralmente o suporte multiponto está implícito;

1Utilizar MCU em software.

Assim, entendendo as necessidades dos usuários, conhecendo a estrutura que será usada nas videoconferências e a verba disponível, é possível especificar o equipamento e os recursos que serão necessários.

(39)

Ca pí tu lo 1 - R ot ei ro d e A tiv id ad es

Roteiro de Atividades 1

Atividade 1 – Sistema de conferência em desktop

O aluno deverá realizar uma conferência ponto-a-ponto (1:1) por áudio e vídeo com o colega ao lado. Para isso, deverá instalar e configurar o software disponibilizado para esta ativi-dade, conforme as orientações do instrutor.

Dicas para a configuração do software de videoconferência: 1Geral: a aplicação pode solicitar nome de usuário; 1Vídeo: verificar se a fonte de vídeo é a correta;

1Áudio: verificar se a entrada e saída de áudio estão configuradas; 1Rede:verificar se o adaptador de rede selecionado é o correto;

1Protocolos: localizar os protocolos de comunicação disponíveis (SIP e H.323).

1. Realizada a verificação do aplicativo, os alunos se organizarão em duplas para realizar uma chamada (1:1) com o software. Para isso, disque para o endereço IP do destino. 2. Ajuste o áudio e o vídeo da chamada.

3. Refaça a chamada invertendo o originador dela.

Atividade 2 – Funcionalidades do sistema

Nesta atividade vamos explorar as funcionalidades do software, monitorando o volume de tráfego da rede durante a realização de uma conferência. Para isso deve-se utilizar um software de análise de banda em tempo real, conforme orientação do instrutor.

Os procedimentos descritos a seguir podem exigir o reinício das chamadas para que as configurações tenham efeito.

1Nas configurações do software de videoconferência, altere a velocidade (taxa de conexão ou banda) para o mínimo possível (desde que esse mínimo permita transmissão de áudio e vídeo). Verifique visualmente a qualidade. Refaça a chamada para o máximo de banda que o software oferece. Verifique a qualidade. Houve mudança visível de qualidade? Por quê? 1Verifique a banda utilizada pela aplicação durante a chamada. Habilite e desabilite a

transmissão de vídeo para observar as diferenças. Verifique também se a banda de rede é fixa ou se há variações. Compartilhe algum tipo de dado (quadro branco, apresenta-ções ou desktop). Verifique as variaapresenta-ções imediatas da rede conforme acontece alguma atividade do usuário.

Responda as questões a seguir:

1. Por que as novas chamadas só podem ser feitas por IP? Por que não funciona chamar pelo nome inserido nas configurações do software do colega?

(40)

2. Dado que dois pontos utilizam o sistema de videoconferência, suponha que o ponto A selecionou a velocidade 128 kbit/s e o ponto B selecionou 2 Mbit/s. Ao iniciarem uma chamada, qual será a velocidade utilizada?

3. Acesse a tela de configuração do sistema de videoconferência, especificamente a de con-figuração H.323 e SIP. Que protocolo de sinalização está sendo usado na comunicação entre os sistemas? Justifique.

Atividade 3 – Medindo o atraso da transmissão

Nesta atividade o aluno deverá medir o atraso que ocorre em uma sessão de videoconfe-rência, desde a captura da imagem pela câmera até a exibição no computador remoto e retorno para o computador original (atraso de ida e volta). Esta atividade deve ser realizada em duplas.

Para realizar esta tarefa, deve-se instalar um software de cronômetro no computador. Passo 1: dispare o cronômetro na máquina A.

Passo 2: a máquina A filma com a webcam o seu cronômetro, transmitindo essa imagem para a máquina B.

Passo 3: a máquina B filma o sinal recebido de A, enviando-o de volta.

Passo 4: agora a máquina A possui a imagem original do cronômetro rodando numa janela e a imagem do cronômetro que foi e voltou através do software de videoconferência. Com isso dá para saber o atraso de ida e volta. Capture a tela (printscreen) a partir da máquina A para ver o atraso.

Responda às questões:

1. Cite pelo menos três causas de atrasos observados em videoconferências.

2. Qual o valor do atraso observado numa conexão abaixo de 256Kbit/s?

3. Modifique a banda para ~2Mbit/s e meça novamente o atraso. Qual o valor do atraso? Ele variou ou ficou igual? Justifique.