thumb|Een videoconferentie Een videoconferentie (ook wel videogesprek of videoteleconferentie genoemd, kortweg VTC) is een video- en audioverbinding tussen twee of meer locaties die uitwisseling van informatie via geluid en beeld mogelijk maken. Deze verbinding komt tegenwoordig vaak tot stand via het internet (eventueel via een satelliet).
Algemeen gezien bestaat de technologische kant uit een verzameling van interactieve telecommunicatietechnologieën die voor simultane tweewegsvideo- en audiotransmissies zorgen.
In het verleden werd het ook wel “visual collaboration” genoemd en de gebruikte software voor videoconferencing wordt tot de groupware gerekend.
Een videoconferentie onderscheidt zich van de videofoon door het feit dat het ontwikkeld is voor conferenties (waaronder vergaderingen en evenementen) in plaats van individueel gebruik.
Geschiedenis Videoconferenties maken gebruik van audio- en videotelecommunicatie om mensen van verschillende locaties bij elkaar te brengen voor een bijeenkomst. Dit kan een eenvoudige bespreking zijn tussen twee personen in verschillende kantoren (point-to-point) of locaties (multi-point), met meer personen in grote ruimten in de diverse locaties. Naast de audiovisuele uitwisselingen, kan videoconferentie ook worden gebruikt voor de uitwisseling van documenten, op computer weergegeven informatie en whiteboards.
Eenvoudige analoge videoconferenties konden al worden gerealiseerd met de uitvinding van de televisie. Dergelijke videoconferentiesystemen bestonden uit twee geslotentelevisiecircuitsystemen (CCTV) die met kabels verbonden waren. Tijdens de eerste bemande ruimtevluchten gebruikte NASA twee radiofrequentieverbindingen (UHF of VHF), in elke richting een. Televisieomroepen gebruikten deze vorm van videoconferentie regelmatig voor het uitzenden van reportages vanaf verre locaties. Daarna werden mobiele satellietverbindingen op speciale vrachtwagens steeds gebruikelijker.
Deze techniek was echter kostbaar en kon niet worden toegepast voor de meer doorsneetoepassingen, zoals telegeneeskunde, afstandsonderwijs en zakelijke bijeenkomsten, in het bijzonder voor lange-afstandstoepassingen. Pogingen om de normale telefoonnetwerken te gebruiken voor het verzenden van slow-scanvideo, zoals de eerste door AT&T ontwikkelde systemen, mislukten voornamelijk door de slechte beeldkwaliteit en het gebrek aan efficiënte videocompressietechnieken. Ook de grotere 1 MHz-bandbreedte en bitrate van 6 Mbit/s van de beeldtelefoon in de jaren zeventig hebben niet tot succes geleid.
Digitale telefonie werd pas mogelijk in de jaren tachtig, zoals ISDN, waardoor een minimumbitrate (meestal 128 kilobits/s) voor gecomprimeerde audio- en videotransmissies kon worden gegarandeerd. De eerste specifieke systemen, ontwikkeld door baanbrekende VTC-bedrijven zoals PictureTel, kwamen op de markt tijdens de wereldwijde expansie van ISDN-netwerken. Gedurende de jaren negentig werden de videoteleconferentiesystemen in hoog tempo ontwikkeld van zeer kostbare installaties, software en netwerkvereisten tot een gestandaardiseerde technologie, gemakkelijk te verkrijgen voor het grote publiek en voor een redelijke prijs.
Uiteindelijk werd in de jaren negentig ook op IP (Internet Protocol) gebaseerde videoconferentie mogelijk en werden efficiëntere videocompressietechnieken ontwikkeld, die ook videoconferentie via desktop-pc mogelijk maakten. In 1992 werd CU-SeeMe ontwikkeld aan de Cornell-universiteit door Tim Dorcey en anderen, IVS werd ontwikkeld door INRIA (het Franse onderzoeksinstituut), VTC (VideoTeleconferentie) werd toegankelijk voor grootschalige en gratis diensten, webplug-ins en software, zoals Ekiga, Netmeeting, Windows Live Messenger, Yahoo! Messenger, SightSpeed en Skype zorgden voor goedkope VTC, maar van lage kwaliteit.
Technologie De basistechnologie die gebruikt wordt in een videoteleconferentiesysteem (VTC-systeem) bestaat uit digitale compressie van audio- en videostreams in real time. De hardware of software die deze compressie uitvoert, wordt een codec (coder/decoder) genoemd. Er kunnen compressieverhoudingen van zelfs 1:500 worden bereikt. De resulterende digitale stream van enen en nullen wordt onderverdeeld in gelabelde pakketten, die vervolgens worden verstuurd over een digitaal netwerk (meestal ISDN of IP). Het gebruik van audiomodems tussen de verbinding geeft de mogelijkheid tot het gebruik van POTS (Plain Old Telephone System) voor sommige lage-snelheidstoepassingen zoals beeldtelefonie, doordat deze de digitale pulsen converteren naar en van analoge golven in het audiospectrumbereik.
Andere voor VTC-systemen benodigde componenten zijn:
Video-ingang: videocamera of webcam Video-uitgang: beeldscherm, televisie of projector Audio-ingang: microfoons Audio-uitgang: meestal luidsprekers gekoppeld aan het weergaveapparaat of de telefoon Gegevensoverdracht: analoog of digitaal telefoonnetwerk, LAN of internet
Er bestaan in principe twee soorten VTC-systemen:
Toepassingsgerichte systemen hebben alle benodigde componenten samengevoegd in één enkele installatie, meestal een console met een op afstand bedienbare videocamera van hoge kwaliteit. Deze camera's kunnen op afstand worden aangestuurd om naar links, rechts, boven en onder te draaien, en in of uit te zoomen. Ze zijn bekend geworden als PTZ-camera's (Pan Tilt Zoom). In de console bevinden zich alle elektrische interfaces, de aansturende computer, en de op software of hardware gebaseerde codec. Rondommicrofoons worden gekoppeld aan de console, alsmede een tv-monitor met luidsprekers en/of een videoprojector. Er bestaan diverse typen van toepassingsgericht VTC-apparaat: Large group VTC zijn niet-draagbare, grote en duurdere apparaten voor grote ruimten en auditoriums. Small group VTC zijn niet-draagbare of draagbare, kleinere, goedkopere apparaten voor kleine vergaderruimten. Individual VTC zijn meestal draagbare apparaten, bedoeld voor individuele gebruikers, met vaste camera's, microfoons en luidsprekers ingebouwd in de console. Desktopsystemen zijn uitbreidingspakketten (meestal insteekkaarten) voor normale pc's, waarmee deze kunnen worden omgevormd tot VTC-apparaten. De insteekkaarten bevatten de nodige codec en transmissie-interfaces, en er kan een reeks van verschillende camera's en microfoons op worden aangesloten. De meeste desktopsystemen werken met de H.323-standaard. De videoconferenties die tussen verschillende pc's worden gevoerd, worden ook wel e-meetings genoemd.Introduction to Desktop Video Conferences
Verwijderen van echo Een fundamentele techniek die wordt toegepast bij professionele VTC-systemen is de “acoustic echo cancellation” (AEC). AEC is een algoritme dat kan waarnemen of geluiden (of fragmenten van spraak) afkomstig van de audio-uitgang van het systeem na enige tijdsvertraging weer in de audio-invoer binnenkomen. Wanneer deze techniek is uitgeschakeld, kan dit verschillende problemen veroorzaken, zoals:
de andere deelnemer hoort zijn eigen stem terug (meestal aanmerkelijk vertraagd) sterke galm verandert het audiokanaal dusdanig dat het waardeloos wordt doordat men elkaar bijna niet meer kan verstaan, rondzingen door feedback.
AEC vergt veel van de processor.
Multipointvideoconferentie Simultane videoconferentie tussen drie of meer van elkaar verwijderde punten is mogelijk door middel van een MCU (Multipoint Control Unit). Dit is een bridge die gesprekken van verschillende locaties onderling met elkaar verbindt (op vergelijkbare wijze als bij audioconferentie). Alle deelnemers bellen de MCU-centrale, of de MCU-centrale kan ook de deelnemers een voor een bellen. Er zijn MCU-bridges voor zowel op IP als ISDN gebaseerde videoconferenties, en deze kunnen zowel puur softwarematige MCU's zijn alsook combinaties van software en hardware. Een MCU wordt gekenmerkt door het aantal gelijktijdige gesprekken dat hij kan verwerken, zijn vermogen om data rates en protocollen te transponeren, en mogelijkheden zoals “Continuous Presence”, waarmee meerdere deelnemers tegelijkertijd op het scherm kunnen worden gezien.
MCU's kunnen losse (stand-alone) hardwareapparaten zijn, maar kunnen ook ingebouwd zijn in toepassingsgerichte VTC-apparaten.
Sommige systemen geven de mogelijkheid tot videoconferentie zonder een MCU, losstaand, ingebouwd of anderzijds. Deze gebruiken een op de H.323-standaard gebaseerde techniek, bekend als “decentralized multipoint”, waarbij ieder station (module) in een multipointgesprek direct video en audio uitwisselt met de andere stations, zonder centrale “manager” of ander knelpunt. Het voordeel van deze techniek is dat de video en audio over het algemeen van hogere kwaliteit zal zijn, doordat ze niet opnieuw verzonden hoeven te worden door een centraal punt. Ook kunnen gebruikers ad-hocmultipointgesprekken voeren zonder rekening te houden met de beschikbaarheid of verwerking van een MCU. Deze toegevoegde kwaliteit en dit gemak gaat ten koste van een hogere netwerkbandbreedte, doordat ieder station direct alles naar ieder ander station moet verzenden.
Discussiepunten Sommigen beweren dat twee openstaande vraagstukken verhinderen dat videoconferentie een standaardvorm van communicatie zal worden, ondanks de alomtegenwoordigheid van videoconferentiesystemen. Deze vraagstukken zijn:
Oogcontact: Het is bekend dat oogcontact een grote rol speelt in het om de beurt spreken tijdens een conversatie. Terwijl de traditionele telefonie niet de mogelijkheid biedt voor oogcontact, zijn de videoconferentiesystemen wellicht nog slechter, doordat zij de verkeerde indruk geven dat de gesprekspartner oogcontact vermijdt. Dit probleem wordt aangepakt door onderzoek waarbij gebruikgemaakt wordt van een synthetisch beeld met oogcontact door middel van stereoreconstructie. Camerabewustzijn: Een tweede probleem met videoconferentie is dat men letterlijk in beeld is, waarbij de video-opname mogelijk zelfs vastgelegd wordt. De druk van een acceptabele uiterlijke verschijning bij videoconferentie is niet aanwezig bij een uitsluitend audiocommunicatie. Eerdere onderzoeken van Alphonse Chapanis tonen aan dat de toevoeging van video in feite communicatie verslechtert, wellicht vanwege het bewustzijn voor de camera te staan.
De kwestie van oogcontact zal misschien opgelost worden door technologische ontwikkelingen, en vermoedelijk zal het probleem van camerabewustzijn afnemen wanneer mensen met videoconferenties vertrouwd raken.
Standaarden De Internationale Telecommunicatie-unie (ITU) (voorheen: Consultative Committee o International Telegraphy and Telephony, CCITT) heeft drie algemene standaarden voor VTC.
ITU H.230 is de standaard voor public switched telephone networks (PSTN) of VTC over integrated services digital networks (ISDN), Basic Rate Interface (BRI) of Primary Rate Interface (PRI). H.320 wordt ook gebruikt op toepassingsgerichte netwerken als T1 en satelliet-gebaseerde netwerken. ITU H.323 is de standaard voor het transport van multimedia-applicaties over LAN's. Deze standaard is ook van toepassing op oudere implementaties van voice over IP (VoIP). In de laatste jaren heeft het Session Initiation Protocol SIP (van het IETF) aanzienlijk aan kracht gewonnen voor de toepassing op deze services. ITU H.324 is de standaard voor de transmissie over POTS, of audiotelefonienetwerken.
In de laatste jaren is IP-gebaseerde videoconferentie verrezen tot een gangbare communicatie-interface en wordt nu ook standaard geleverd door VTC-fabrikanten in hun traditionele ISDN-gebaseerde systemen. Bedrijven, overheid en militaire organisaties gebruiken nog hoofdzakelijk H.320 en ISDN VTC. In verband met kostenoverweging en de uitbreiding van het Internet, en breedband in bijzonder, is er een sterke toename in de groei en het gebruik van H.323, IP VTC. H.323 heeft het voordeel dat het toegankelijk is voor iedereen met een snelle breedbandinternetverbinding, zoals DSL.