Videokonferenz-Anwendungen im Netzwerk
Video-Collaboration in der Praxis
Gleich, ob Unified Communications und Collaboration (UCC), Video-Conferencing oder Video-Collaboration - ein Großteil der Kommunikationsmedien in Unternehmen basiert heute auf IP. Diese Echtzeitanwendungen stellen die zugrunde liegende Netzwerkinfrastruktur vor spezielle Herausforderungen. Hinzu kommen die besonderen Anforderungen mobiler Endgeräte an die Videokommunikation.Eine Videokonferenz- oder UCC-Lösung "mal eben schnell" in ein IP-basierendes Unternehmensnetz zu integrieren, funktioniert nicht. Das Gleiche gilt für Video-Collaboration. Denn im Vergleich zu weniger zeitkritischen Kommunikationsformen wie zum Beispiel E-Mail stellen diese Echtzeitanwendungen lokale Netze und WAN-Verbindungen in mehrfacher Hinsicht auf die Probe. Sie benötigen eine feste Bandbreite - typischerweise zwischen 0,5 und 2 MBit/s je nach Qualität. Full HD ist dabei schon bereits ab rund 1 MBit/s möglich. Echtzeitanwendungen reagieren zudem empfindlich auf zu hohe Verzögerungen, Schwankungen der Laufzeit (Jitter), Paketverluste und andere Störungen bei der Übermittlung der Datenpakete und erfordern damit eine bestimmte Dienstgüte (Quality of Service, QoS). Die Situation verschärft sich durch die Tatsache, dass ein Netzwerkadministrator nur bedingt Einfluss auf die genannten Parameter hat. Innerhalb eines Unternehmensnetzwerks auf der Basis von IP oder MPLS (Multi Protocol Label Switching) ist die IT-Abteilung noch weitgehend in der Lage, die Nutzung der Bandbreite, die Dienstgüte und die Latenzzeiten zu regulieren. Kommen Weitverkehrsverbindungen ins Spiel, die das Unternehmen bei einem Service-Provider ordert, ist dies nur noch bedingt der Fall. Und bei Internet-Verbindungen lässt sich allenfalls eine bestmögliche Übertragung ("Best Effort") garantieren. Genügend Bandbreite bereitstellen Um die vorhandene Bandbreite optimal auszunutzen, sind im Bereich Videokommunikation Komprimierungsverfahren wie H.264, H.264 High Profile und H.264 SVC (Scalable Video Coding) unverzichtbar. Als Standardkommunikationsprotokolle, die sich herstellerübergreifend etabliert haben, kommen SIP (Session Initiation Protocol) und H.323 zum Einsatz. Die Übermittlung von HD-Videokonferenzen in der Auflösung 720p und bei 30 Bildern pro Sekunde erfordert bei Einsatz von H.264 eine Bandbreite ab etwa 700 kBit/s. Bei Full HD mit 1080p sind es zwischen 1 MBit/s und 5 MBit/s. Wie viel Bandbreite de facto nötig ist, hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu zählen die Qualität der Videokonferenzsysteme, die Systemeinstellungen und die Bildwechselrate sowie der Punkt, ob parallel zum Video auch noch weitere Inhalte übertragen werden. Für die Übermittlung von Videobildern in einer guten Qualität sollten Netzwerkadministratoren nach Erfahrungswerten etwa von Avaya bei 720p daher mindestens 1 MBit/s einplanen, bei 1080p an die 2 MBit/s. Ist eine sehr gute Bildqualität mit hoher Dynamik gefordert, sind diese Werte auf 2 MBit/s (720p) beziehungsweise bis zu 4 MBit/s (1080p) zu erhöhen. Der "H.264 High Profile"-Codec bietet dabei eine sehr hohe Qualität bei moderater Bandbreitennutzung. Spezielle Anforderungen mobiler Endgeräte Eine weitere Herausforderung stellt die wachsende Zahl von Benutzern dar, die von mobilen Geräten wie Smartphones und Tablet-PCs auf IP-gestützte UCC- und Video-Collaboration-Anwendungen zugreift. Diese Endgeräte sind meist mit relativ kleinen Displays ausgestattet. Die Videodaten sind daher an diese Systeme anzupassen. Zudem läuft die Kommunikation mit diesen Endgeräten über Netzwerke wie Mobilfunknetze, WLAN und Internet, auf deren Qualität und Dienstgüte der Netzwerk-Manager im Unternehmen keinen Einfluss hat. Typische Probleme solcher ungemanagten Verbindungen sind eine zu hohe Auslastung, zu große Paketverluste (Packet Loss) von oft mehr als einem Prozent sowie zu hohe Verzögerungszeiten von 200 ms und mehr bei der Übermittlung der Datenpakete. Diese Probleme lassen sich mithilfe von Systemen lösen, die den Standard H.264 SVC unterstützen. SVC liefert einen skalierbaren Videostrom, der an die Rechenleistung, Bildschirmgröße und Softwareausstattung des Endgeräts anpassbar ist. Zudem berücksichtigt diese Technik Netzwerkparameter wie Bandbreite und Paketverlustrate. Somit lässt sich im Rahmen von Video-Collaboration-Sitzungen eine auf das jeweilige Endgerät und den Netzzugang bezogene bestmögliche Qualität erzielen. Ein Beispiel: SVC kann einen gesendeten Video-Stream von 720p und 30 Bildern/s am Empfänger auf 480p bei 30 Bildern/s decodieren oder in ein für kleine Mobilgeräte taugliches qCIF-Videoformat (176×144 Bildpunkte), das mit 15 Bildern/s abläuft. Zudem enthält SVC Mechanismen, die die Auswirkungen von Paketverlusten minimieren. Messungen von Avaya beispielsweise haben ergeben, dass Standard-Videokonferenzsysteme eine Paketverlustrate von maximal einem Prozent gut verkraften. Die Fehlerkorrekturmechanismen und die Multi-Layer-Struktur von H.264 SVC erlauben es dagegen, Videos selbst dann in akzeptabler Qualität darzustellen, wenn die Paketverlustrate über 20 Prozent beträgt. Ein wesentlicher Aspekt einer IP-basierenden UCC- und Video-Collaboration-Infrastruktur ist ihre Skalierbarkeit. Überall dort, wo IP-Verbindungen zur Verfügung stehen, lassen sich solche Lösungen einsetzen. Dies gilt zudem für unterschiedliche Systemkategorien, vom Videoraumsystem über Desktop Clients bis hin zu mobilen Geräten. Ferner lassen sich sowohl Anwender, die innerhalb des Unternehmens-LANs angesiedelt sind, als auch externe in die Kommunikationsinfrastruktur einbinden. Ein IP-basierender Ansatz erlaubt dem Unternehmen zudem eine reibungslose Migration - von einer Voice-over-IP-TK-Anlage über Desktop-Video-Conferencing bis hin zu integrierten UCC-Lösungen. Ein weiterer positiver Aspekt einer IP-basierenden Umgebung: Sie ist in der Regel nicht an eine bestimmte Hardware gebunden. Integration in UC Zu den größten Herausforderungen für Netzwerkadministratoren zählt die Integration von Videokommunikation in eine Unified-Communications-Infrastruktur, die mobile Geräte, Multimediaelemente und Social Collaboration einbindet. Zentrale Elemente einer solchen Infrastruktur sind Videokonferenzen, die sich von unterschiedlichen Endgeräten aus durchführen lassen, UCC-Lösungen sowie ein Unternehmensnetz, das mobile Mitarbeiter einbezieht. Wie sich dies in der Praxis umsetzen lässt, zeigt unter anderem beispielsweise die Video-Collaboration-Lösung, die Avaya für seine Unified-Communications-Lösung IP Office entwickelt hat. Diese stellt den Nutzern einen virtuellen Konferenzraum zur Verfügung. Die Anwender können die anderen Teilnehmer sehen, mit ihnen chatten und Dokumente gemeinsam betrachten. Das Herzstück der Lösung bildet ein Video-Collaboration-Server, der Windows- und Mac-Clients sowie mobile Endgeräte unter Android und IOS unterstützt und ein HD-Videokonferenzraumsystem integriert. Die Endgeräte lassen sich über eine HD-MCU (Multipoint Control Unit) in einer Konferenz zusammenführen, die H.323- und SIP-Systeme unterstützt. Wichtig ist, dass eine solche Lösung auch die Kommunikation mit Teilnehmern ermöglicht, die außerhalb des Unternehmensnetzwerks angesiedelt sind, etwa mobile Mitarbeiter und Partner. Integriert ist daher eine Firewall- und NAT-Traversal-Funktion. Zudem sollte ein Unternehmen darauf achten, dass die Video-Collaboration-Lösung die Einbindung von Verzeichnisdiensten wie Microsoft Active Directory und Rufnummernplänen ermöglicht.
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