Videokonferenz
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Inhaltsverzeichnis |
1 Einleitung
Die Möglichkeiten im Internet sind gigantisch! Von der kleinen persönlichen Homepage bis zum größten Marktplatz der Welt ist mittlerweile alles möglich. Auf dieser großen Spielwiese trifft man überall auf ein riesiges multimediales Angebot. Im privaten wie auch im beruflichen Umfeld sind Videokonferenzen auf dem Vormarsch. Ob nun im kleinen Umfeld mit zwei Teilnehmern und der einfachsten und kostengünstigsten Variante über eine Webcam oder auch raumfüllende Business Videokonferenzsysteme, der Wunsch nach audiovisueller Kommunikation über größere Distanzen wächst.
Kommunikation über das Internet findet seit geraumer Zeit schon statt. Man trifft sich in Chatrooms, man schickt sich E-Mails und man telefoniert schon längere Zeit über das Internet (VoIP). Sprache und gleichzeitig Bild zu übertragen galt jedoch lange Zeit als schwierig, da die zu übertragenen Datenmengen sehr groß sind. Durch die Verbreitung großer Breitbandverbindungen und nicht zuletzt durch die technologischen Weiterentwicklungen im Bereich des Streaming gehören solche Szenarien nun aber fast schon zum Standard. Die diversen Möglichkeiten, die es in dem Umfeld schon heute gibt, werden in den folgenden Abschnitten erläutert.
2 Funktionsweise und Kommunikation
Im ersten Schritt werden Mediendaten erzeugt. Hierfür sind die verschiedenen Multimedia- Geräte, wie Kamera, Telefon oder gebündelte Sprach- und Videodaten über Videokonferenzsysteme denkbar. Sie werden durch einen Encoder[1] codiert und zur Übertragung komprimiert. Es wird dabei in zwei verschiedene Verfahren unterschieden, on-demand und live Streaming.
Die bei den Verfahren eingesetzten Server sind von entscheidender Bedeutung. Webserver sind in den meisten Fällen vorhanden und vielerorts bereits im Ensatz. Der Nachteil dieser Webserver ist, dass sie für live Streaming ungeeignet sind. Hier ist also lediglich die on-demand Variante denkbar, bei der die relevanten zunächst vollständig heruntergeladen werden müssen, um anschließend abgespielt werden zu können. Der Webserver benötigt aus diesem Grund enorme Speicherkapazitäten, da er die Daten vollständig zum Herunterladen vorhält.
An den Streaming Server werden erhöhte Anforderungen bzgl. Prozessorleistung gestellt. Im Gegensatz zu dem Webserver benötigt der Streaming Server kaum Festplattenspeicher, da er die Daten nicht vorhält sondern mit der Komprimierung direkt weiterleitet. Außerdem unterstützt der Streaming Server von Haus aus die notwendigen Streaming Protokolle, wie RTP, RTCP und RTSP. Darüber hinaus werden weitere Funktionen, wie der Abgleich von Übertragungsrate mit Bandbreite beim Endanwender und das Vor- und Zurückspulen innerhalb der Daten ohne vollständigen Download, durch den Streaming Server bereitgestellt[2].
Wie die anderen Bestandteile in dieser Kette auch, ist der Endanwender und sein Equipment von entscheidender Bedeutung für die Streamingübertragung. Die wichtigsten Kriterien sind hierbei, die Bandbreite mit der der Anwender angebunden ist, die Software und damit auch der Decoder mit dem die Streamingdaten empfangen werden und nicht zuletzt die Leistungsfähigkeit des Clients. Ist die Bandbreite zu gering, oder besitzt die Software nicht den geeigneten Decoder ist der Empfang von Streamingdaten nur beschwerlich bis gar nicht möglich. Auch ein überforderter Rechner beim Endanwender kann schnell zu unzureichender Qualität in der Übertragung führen.
3 Kommunikationskardinalitäten
Kommunikationskardinalitäten dienen der Beschreibung von Kommunikationsbeziehungen, über die Daten untereinander ausgetauscht werden können.
Für das Streaming sind die folgenden, die wichtigsten Verfahren:
4 Hardware für Videokonferenzen
 Einzelplatzsystem ViGoPro von VCON |
 Officesystem Tandberg 150MX |
 Raumsystem Tandberg Experia |
4.1 Einzelplatzsysteme
Bei einem Einzelplatzsystem wird als zentrale Einheit ein Computer mit entsprechender Software benötigt. Dieser ist für die Verarbeitung der Bilder und Töne sowie für den Transfer der Daten zuständig.
Damit sich die Konferenzteilnehmer sehen, ist eine Webcam erforderlich. Alternativ lassen sich Videokameras und andere bildaufnehmende Geräte anschließen. Das entscheidende Kriterium bei den Geräten ist die Qualität des Bildes. Je nach Sensor und der eingesetzten Software wird eine entsprechende Auflösung gewählt. Als Richtwert sollte eine Auflösung von mindestens 640x480 Pixel (VGA) gewählt werden, um akzeptable Live-Bilder zu erhalten.
Für die Aufnahme des Tons gibt es mehrer Möglichkeiten. Manche Webcam-Modelle bieten integrierte Mikrofone. Als bessere Alternative für einen Ton ohne Umgebungsgeräusche eignet sich besser ein Headset. Im höheren Preissegment findet man auch Tischmikrofone, die speziell für Sprache optimiert sind und Umgebungsgeräusche und Echos minimieren.
Neben dem Computer, Mikrofon und Kamera sind ein Monitor zum Anzeigen der Bilder sowie Boxen bzw. Kopfhörer für die Ausgabe des Tons erforderlich. Erhältlich sind auch komplette Systeme für den Einzelplatz.
Einzelplatzsysteme eignen sich hervorragend für Benutzer die neben der Videokonferenz „vollen Zugriff auf Daten und die auf dem PC installierten Programme [haben wollen]“[3]. Solche Konferenzen können dadurch erweitert werden, dass man über entsprechende Software den Bildschirm vom Gegenüber sieht (Application Sharing), gemeinsam Dokumente bearbeitet oder zusammen an einer virtuellen Wand, dem sogenannten White-Board, arbeitet.
4.2 Gruppen- / Raumsysteme
Während die Lösung für Einzelplätze einen PC erfordert, arbeiten sogenannte Gruppen-/ Raumsysteme autark und sind meistens für Konferenzräume konzipiert.[4] Für eine bessere Qualität werden die Systeme in einem Raum fest installiert, wobei Mikrofone und die Kamera so positioniert werden, dass ein möglicht gutes Ergebnis daraus resultiert. Nicht alle Räumlichkeiten lassen sich (ohne Umbau) als Konferenzräume nutzen. Bei großen Räumen könnte eine akustische Rückkopplung die Akustik beeinträchtigen. Zur Wiedergabe der Videokonferenz werden große Displays benutzt. Je nach System lassen sich mehrere Displays anschließen, worüber dann auch eine Anzeige über mehrere Teilnehmer ermöglicht wird. Autarke Raumsysteme haben den Vorteil, dass diese meistens einfacher zu bedienen sind und keine bestimmte Computerausstattung oder Konfiguration benötigen. Dadurch dass diese selbstständig ohne Zugriff auf bzw. durch fremde Systeme arbeiten, sinkt die Wahrscheinlichkeit eines Systemfehlers, was zur Stabilität der Konferenz beiträgt.
Intelligente Raumsysteme bieten speziell ausgerichtete Mikrofone und Kameras, die mit Hilfe des Geräusches die Position der sprechenden Person orten und mit Hilfe einer Gesichtserkennung die Kamera auf diese fokussieren. Lichtstärke, Optik und größere Sensoren im Vergleich zu Webcams verhelfen dabei zu einer höheren Qualität der Bilder.[5] Je nach System lassen sich auch Eingabegeräte anschließen, womit dann ebenfalls ein Application-Sharing, Whiteboarding und ein gemeinsames Bearbeiten von Dokumenten ermöglicht wird.
4.3 Officesysteme
Zwischen den Einzelplatz- und Raumsystemen existieren die so genannten Office-Videokonferenzsysteme. Diese sollen die Flexibilität der Einzelplatzlösung mit dem Umfang und Qualität der Raumsysteme kombinieren. Solche Systeme bestehen meist aus einem großen eingebauten Bildschirm und der kompletten Ausstattung für die Aufnahme und Übertragung der Konferenz. Da diese Systeme meistens für Gruppen verwendet werden und sowohl bei der Qualität als auch bei den Kosten den Raumssystemen ähneln, werden diese meist zu den Raumsystemen zugeordnet. Diese Systeme unterscheiden sich zu den fest installierten Raumsystemen nur dadurch, dass diese beweglich sind.
5 Einsatzmöglichkeiten
5.1 Web-Konferenzen / Meetings
Eine Möglichkeit das Streaming Verfahren für Konferenzen oder andere Treffen zu nutzen ist Meeting Place. Es ist ein Produkt aus der Cisco Unified Communications Familie und bietet eine Konferenzlösung, die Sprache, Video und Bildschirmansichten vereint. Wie in der Abbildung zu sehen ist, wird parallel zur Kamerasicht auch die aktuelle Bildschirmansicht übertragen. Es ist somit zum Beispiel möglich Präsentationen vorzuführen und gleichzeitig den Dozenten und seine Vortragsweise zu beobachten. Meeting Place bietet den Teilnehmern zudem Funktionen, wie Datenaustausch während einer Sitzung, Chat- und Notizbereiche, oder Statusanzeige von anderen Teilnehmern. Dies führt zu einer interaktiven Mitgestaltung aller Teilnehmer innerhalb einer solchen Sitzung mit Meeting Place. Außerdem ist es für jeden Anwender möglich Sitzungen selbst zu initiieren.[6]
5.2 Online Seminare / eLearning
Videokonferenzen eröffnen im Bildungsbereich enorme Möglichkeiten. Sowohl im individuellen Fortbildungsbereich, wie auch in der Massenbildung an Hochschulen. Unternehmen unterstützen zwar häufig die Weiterbildung ihrer Mitarbeiter, dies soll jedoch meist ohne aufwendige Dienstreisen geschehen. Ist ein Mitarbeiter aus Fort- und Weiterbildungszwecken unterwegs, fehlt dem Unternehmen in dieser Zeit sowohl das Knowhow wie auch das Personal. Während man die Abwesenheit des Mitarbeiters dadurch kompensieren kann, dass man diesem einen Zugang zu den notwendigen Systemen über das Internet einrichtet, lassen sich die Reisekosten nicht vermeiden.
Eine Schulung über ein Videokonferenzsystem könnte so aussehen, dass der Dozent in einem verkabelten Raum seine Schulung abhält und der Schulungsteilnehmer von seinem gewohnten Arbeitsplatz daran teilnimmt. Eine Interaktion ist gewährleistet, indem der oder die Teilnehmer sich jederzeit über Sprache oder Eingabe beteiligen können.
Der Dozent hat die Möglichkeiten neben der Sicht auf sich und evtl. Tafeln, den aktuellen Bildschirm den Teilnehmern zu präsentieren bzw. Dateien mit diesen auszutauschen oder gemeinsam an Dokumenten zu arbeiten.
Der größte Vorteil solch einer Schulung über Videokonferenz ist, dass die Zeit flexibler gestaltet werden kann und der Mitarbeiter die Übungen oder Aufgaben an seinem Platz mit den gewohnten Mitteln umsetzen kann.
Anders als bei dieser Live-Schulung, dem sogenannten webinar, gibt es die Variante, dass Präsentationen und Schulungen abgespeichert werden. Die komprimierten Videodaten werden zur Verfügung gestellt. Vorteile für den Benutzer sind dann die Möglichkeit des Anhaltens oder Abbrechen, was im Vergleich zur Präsenzschulung ohne Zeitverlust erfolgt.
Die SAP AG beispielsweise bietet für registrierte Benutzer (im SAP Developer Network) solche eLearning-Videos an und wirbt mit dem ort- und zeitunabhängigen Lernen bei Bedarf.
Als Zielgruppe gelten neben den Entwicklern, die ihr Spezialwissen vertiefen sollen, auch Berater und Interessierte. Neben dem Redner oder der Rednerin werden Folien, Grafiken oder Live-Systeme eingeblendet um das Gesagte zu verdeutlichen. Anhand der Reaktionen in Kommentaren und Foren lässt sich festhalten, dass diese Technik akzeptiert und genutzt wird.
Bei neusten Entwicklungen werden zunächst die Präsentation angeschaut, bevor man sich entscheidet eine spezielle Schulung oder Beratung in Anspruch zu nehmen.
Ähnliches Verfahren wird im Hochschulbereich angeboten: Eine Kooperation von vier Hochschulen im Bundesgebiet bieten unter dem Titel „mar-ing“ ein Fernstudium im Ingenieurbereich an. Die vier Standorte nutzen eine Internetplattform mit virtuellen Vorlesungen (e-Lecture) u.a. zur Informationsverbreitung und Kommunikation zwischen Studierenden und Dozenten. Wahlweise können ältere Vorlesungen abgerufen oder aktuelle live angeschaut werden. Die mündlichen Prüfungen werden über Videokonferenztechnik abgehalten.[7]
Neben dem Bereich der Mitarbeiterfortbildung lässt sich eine Videokonferenztechnik im Hochschulbereich ebenfalls anwenden. Wie die Uni Duisburg-Essen im Jahr 2006 bewies, lassen sich ganze Vorlesungen live und standortübergreifend übertragen. Hintergrund ist die Zusammenlegung der beiden Standort Duisburg und Essen. Hier finden Vorlesungen abwechselnd an den Standorten statt. Um Studierenden das pendeln zu ersparen und die Vorlesungsräume besser auszunutzen, werden die Vorlesungen in bestimmten Fächern live zum jeweils anderen Standort übertragen.[8]
Mittlerweile nutzen Hochschulen im nationalen und internationalen Bereich verstärkt die Videokonferenztechnik nicht nur als Informationsverbreitung, sondern als Plattform gemeinsamer Forschungen und Arbeitsgruppensitzungen, wie viele Projekte im Internet beweisen.
5.3 Support
Als Beispiel für Supportlösungen durch das Streaming Verfahren dient die Software Netviewer. Mit ihr ist es möglich allein durch Aufruf einer .exe Datei die Verbindung mit einem im Internet beliebig platzierten Rechner aufzunehmen. Eine Seite besitzt dabei die Beratersoftware und die andere Seite die Kundensoftware. Startet der Berater das Programm wird eine Sitzungsnummer erzeugt, die der Kunde nach Start in die entsprechende Dialogbox eintragen muss. Die Verbindung wird dadurch hergestellt. Daraufhin kann der Kunde auswählen, was er dem Berater zeigen möchte und ob er ggfs. die Fernstuerung seines Rechners zulassen möchte. Dabei können zudem Dateien über diese Sitzung ausgetauscht werden um beispielsweise Fehlermeldungen zu übertragen oder fehlerhafte Dateien zur Analyse auszutauschen. Darüber hinaus kann die gesamte Sitzung aufgezeichnet werden, was eine spätere Prüfung des Lösungsweges für andere Berater möglich macht.
6 Kritikpunkte / Probleme
6.1 Probleme der Organisation und Durchführung
Mit dem Einsatz der Videokonferenzen lassen sich Kosten und Zeit einsparen. Jedoch sollte man die Probleme rund um die Organisation und Planung nicht außer Acht lassen. Als unlösbar darf der Faktor der Zeitverschiebung nicht fehlen, während die Teilnehmer in Europa Dienstende haben, fangen die amerikanischen Teilnehmer erst an.
Die Softwarehersteller rund um die Bürokommunikation und Videokonferenztechnik bieten hier Unterstützung für die Termin- und Ressourcenplanung. Ein Einsatz solcher zentralen Software für die Terminplanung und Ressourcenauslastung erspart enorm viel Zeit. Hoher administrativer Aufwand ist im technischen Bereich von Nöten, da die Technik jederzeit betriebsbereit zur Verfügung stehen soll um einen problemlosen Ablauf zu ermöglichen.
Oftmals werden Videokonferenzen und auch Bildtelefone nicht gerne eingesetzt, da man ein eher statisches Bild vom Gegenüber erhält, das oftmals nicht viel erkennen lässt. Nehmen mehrer Personen an einer Videokonferenz teil, so muss ein großer Bereich gefilmt werden.
Der Markt bietet diverse Lösungsansätze diesen Problemen gerecht zu werden. Der Trend geht dabei zur exakten Positionierung der Technik und einer besonders kamerafreundlichen Anordnung der Teilnehmer. Zudem wird die Kamera an Mikrofone gekoppelt um die Position der sprechenden Person automatisch zu erfassen und zu fokussieren.
Durch eine geschickte Anordnung der Teilnehmer und der Technik entsteht ein Eindruck einer realistischen Konferenz. Zudem können Konferenzen mit mehreren Teilnehmern an unterschiedlichen Standorten durchgeführt werden.
6.2 Sicherheitsprobleme
Aus technischer Sicht bestehen grundsätzlich Risiken in Form vom Mithören oder Manipulieren der zu übertragenden Daten. Diese Risiken können durch Verschlüsselung reduziert werden, jedoch sollte man dabei beachten, dass durch Verschlüsselung das Datenvolumen steigt. Das Problem des höheren Datenvolumens, durch zusätzliche Headerinformationen pro verschlüsselten Paket, ergibt sich auch beim Einsatz einer Verbindung über ein Virtual Private Network (VPN). Hierbei werden die schon aufgeteilten Datenpakete erneut in verschlüsselte Pakete aufgeteilt. Hat man eine begrenzte Leitungskapazität und Paketgröße wird somit die relative Größe für die Nutzdaten sinken.
Dem könnte man mit höheren Bandbreite oder effizienteren Ver- und Entschlüsselungsverfahren entgegen wirken.
Einen Schritt in die gesicherte Kommunikation, auf einem Standard basierend, erfolgt durch die Implementierung und den Einsatz neuer Protokolle wie den H.325-Standard. Neben den Sicherungsmethoden auf Protokollebene findet man Abhörschutz auch in Form von physikalischen Verschlüsselungsboxen, die an die Computer/ISDN-Anlagen angeschlossen werden.
Grundsätzlich lassen sich alle bekannten Schutzmechanismen fürs Internet anwenden. Nicht zu vernachlässigen sollte man jedoch immer, dass der Faktor Mensch auch hier eine Rolle spielt.
Weitaus wichtiger und leider vernachlässigter Sicherheitsaspekt ist und bleibt der Faktor Mensch. Durch das so genannte „Social Engineering“ gelangt man durch geschickte Beeinflussung der Menschen an sicherheitsrelevanten Daten. Dadurch kann man Sicherheitsbarrieren unbemerkt überwinden und an Informationen und Daten Dritter gelangen.
6.3 Netzwerk und Bandbreitenprobleme
Eines der größten Probleme bei der Videokonferenz besteht schon seitdem es Videos im Internet gibt: Die Bandbreite des Zugangs zum Video. Für eine Videokonferenz werden Bandbreiten von min. 128 KBit/s für eine schlechte Qualität benötigt. Gute Ergebnisse erreicht man bei Bandbreiten über 384 Kbit/s.[9]
Kernproblem ist dabei, dass eine Verbindung ins eigene Netz oder ins weltweite Netz von mehreren benutzt wird. Damit steigt das Potential, dass verschiedenste Anwendungen unterschiedliche Daten transferieren und somit die Geschwindigkeit jedes einzelnen beeinträchtigen. Als Echtzeitanwendung im Internet sind Videokonferenzen an eine konstante und verlustfreie Datenübertragung gebunden. Hinzu kommt die zusätzliche Datenmenge durch gewünschte Funktionalitäten wie Dateiaustausch und Application-Sharing etc..
Eine mögliche Lösung ist die Bandbreitenreservierung in einem Netz bzw. die Inanspruchnahme der Funktionalität Quality of Service (QoS). QoS wird von den meisten Netzwerkkomponenten unterstützt und hält für einen definierten Dienst eine Mindestbandbreite frei.[10] Dadurch werden Schwankungen (Jitter) in dem Datentransfer reduziert und der Anwendung eine bestimmte Bandbreite zur Übertragung garantiert.[11] Voraussetzung hierfür ist eine kostenintensive Schaffung einer gut dimensionierten Infrastruktur und ein kontinuierlicher Ausbau dieser für immer größeren Bedarf an Bandbreite.
Aus praktischer Sicht verliert aber die Bandbreitenreservierung an Bedeutung, wenn man das eigene Netz verlässt. Internetanbieter können nur bedingt eine Bandbreitengarantie zur Verfügung stellen, problematischer wird es dann noch bei der der Kommunikation zwischen verschiednen Anbietern.
Als kostenintensivere Behelfslösung könnte man nur für die Videokonferenzen die Kommunikation über ISDN wählen. Durch kontrollierte Nutzung kann man darüber die Kommunikation für andere Anwendungen sperren. Bei ISDN hat man pro Kanal eine garantierte Bandbreite von 64KBit/s.
7 Quellen
- ↑ RRZK-Encoder der Uni Köln, 2004 ([1])
- ↑ E-Teaching-Server, 2007 ([2])
- ↑ Kompetenzzentrum für Videokonferenzdienste (VCC) an der TU Dresden, 2007 ([3])
- ↑ André Kramer, Geschäftlich auf Sehreise – Videokonferenzlösungen für Unternehmen, Fachzeitschrift c’t, Ausgabe 01/2007, Seite 156ff
- ↑ André Kramer, Geschäftlich auf Sehreise – Videokonferenzlösungen für Unternehmen, Fachzeitschrift c’t, Ausgabe 01/2007, Seite 156ff
- ↑ Cisco Meeting Place, 2008 ([4])
- ↑ „mar-ing“, 2007 ([5])
- ↑ Uni Duisburg-Essen - Videokonferenz, 2007 ([6])
- ↑ "Kompetenzzentrum für Videokonferenzdienste (VCC) an der TU Dresden", 2007 ([7])
- ↑ Oliver Peuthert, Exchange 2000 Praxisbuch, Franzis’ Verlag 2001
- ↑ Diplomarbeit von Integration von Mechanismen zur Echtzeitunterstützung in das Linux-Filesystem, 1999 ([8])
