5. Arquitetura Real Time para Conferências Multimídia

As recomendações T.130 provêem um protocolo de controle uniforme para gerenciamento de streams de áudio e vídeo em tempo real e definem um conjunto de serviços  que permitem a manipulação flexível de streams real time de várias maneiras.

O AVC oferece suporte para: 

·        Estabelecimento de uma infraestrutura de controle de stream real time sobre um conjunto de links real time já existentes;

·        Reportar a capacidade;

·        Estabelecimento e gerenciamento de caminhos lógicos de comunicação para transportar streams real time dentro de uma conexão de transporte já existente;

·        Gerenciamento da conferência para atingir a fidelidade de apresentação desejada;

·        Gerenciamento da distribuição de streams;

·        Interação com protocolos de controle multimídia de redes específicas já existentes;

·        Controle remoto de dispositivo e

·        Serviços de controle de conferência multiponto. 

Nós que não suportam o AVC podem participar de conferências desse tipo. Eles interagem com os demais nós usando os protocolos de controle apropriados, no entanto não têm acesso às funcionalidades do AVC. De forma alternativa, eles podem ser capazes de acessar os serviços AVC através de um proxy.

O AVC suporta múltiplas origens (transmissores) e destinos (receptores) de stream real time em cada nó, não sendo necessário que um nó possua o mesmo número de transmissores e receptores. Além disso, os nós podem transmitir e receber múltiplos streams simultaneamente.

5.1. Modelo do Sistema T.130

A infraestrutura para suportar a manipulação de streams real time, (switches, mixers, transcoders, etc) tipicamente existe dentro de elementos de rede, assim como o poder de processamento e a inteligência necessária para realizar e coordenar a manipulação de tais streams. Em contraste, terminais têm capacidade limitada de processamento de streams e de poder de processamento. As recomendações T.130 refletem essas diferenças através da adoção de um modelo tipo cliente-servidor com terminais de mínima complexidade.

Figura 1 - Arquitetura AVC

A figura 1 mostra o escopo do conjunto de recomendações T.130 (marcados de cinza) e o relacionamento entre cada uma das recomendações e outros componentes do sistema. Esse modelo se aplica igualmente a terminais e elementos de rede, os quais diferem em relação à complexidade dos seus controladores de nós e implementações AVC.

A recomendação T.132 especifica as definições de serviço e protocolo para controle áudio-visual e está dividida em duas partes: gerenciamento de infra-estrutura e gerenciamento de serviço.

A primeira especifica mecanismos para o gerenciamento e controle da infraestrutura usada para prover serviços áudio-visuais em tempo real numa conferência multiponto; especifica mecanismos que em conjunto com os protocolos de controle multimídia reportam a capacidade multimídia no início e durante a comunicação; define procedimentos para arbitrar o acesso e configurar a infraestrutura áudio-visual para o suporte de serviços de controle de áudio e vídeo.

Por sua vez, o gerenciamento de serviço define vários serviços versáteis de conferências, tais como roteamento de stream, mixagem de áudio e switching de vídeo. Cada serviço encapsula a funcionalidade requerida para prover aos participantes da conferência um tipo de operação específica, de maneira completa e compreensiva. Esses serviços podem ser vistos como um kit através do qual a funcionalidade pode ser selecionada por qualquer exigência da conferência.

A recomendação T.131 define mapeamentos específicos de rede para permitir que o protocolo AVC, independente de rede, co-exista com e utilize os protocolos de controle multimídia específicos pré-existentes na rede. Essa função é desempenhada pelo controlador de nó, o qual também é responsável por controlar o mecanismo de protocolo de controle multimídia implícito. A inteligência de um sistema controlado por AVC reside nos controladores de nós de elementos da rede, que são responsáveis por arbitrar o acesso e a entrega de serviços AVC.

Enquanto os protocolos T.130 são transportados dentro de canais de dados T.120, os streams de áudio e vídeo são transportados em canais lógicos independentes, devido às necessidades das transmissões de fluxos de informações em tempo real. O conjunto T.130 é compatível com sistemas como o H.323, onde áudio e vídeo são distribuídos independentemente de controle  de dado (T.120), assim como em sistemas que transportam todo o tipo de mídia dentro de um multiplexador comum (H.320, H.324). Também é compatível com DSM-CC, que dispõe de gerenciamento de recursos e métodos para compartilhamento de recursos em rede.

5.2. Classificação dos Nós AVC

Terminal AVC: nó que faz uso de serviços AVC. Sua função primária é iniciar o pedido por serviços AVC de interesse do usuário.

Elementos de Rede AVC: Nós que participam do gerenciamento e provêem serviços AVC. São responsáveis por arbitrar o acesso a serviços AVC e gerenciar os recursos associados. Coletivamente, podem ser considerados um MCU virtual, desde que eles efetivamente se comportem como uma entidade única da perspectiva dos terminais AVC. A comunicação entre eles para verificação de serviço é transparente aos terminais AVC.

A figura abaixo ilustra os tipos de interações entre esses nós.

Figura 2 - Interações entre nós AVC

Os elementos de rede AVC são classificados de acordo com sua funcionalidade dentro da conferência: 

Processador Multiponto (MP):  entidade que provê o switching de streams real time ou processamento de funcionalidade para a conferência.

Controlador Multiponto (MC): gerencia o uso de recursos da conferência.

Provedor Multiponto: provê um serviço para a conferência. 

Os terminais AVC implementam um subconjunto limitado das funcionalidades de um elemento de rede AVC. Se a conferência for ponto-a-ponto, um dos terminais deve realizar as obrigações de um elemento de rede AVC.

Os terminais podem participar como nós convencionais ou anônimos, os elementos de rede devem participar sempre como nós convencionais.

Um nó que não suporta AVC pode participar desde que algum elemento de rede seja capaz de fazer o papel de proxy em seu favor. Como fazer isto, está fora do escopo desta recomendação.

 5.3. Topologia AVC

Apesar de a topologia de links real time em uma conferência multimídia poder espelhar a topologia da conferência T.120, isto não é necessário. O AVC permite que cada nó tenha uma conexão áudio-visual direta com qualquer outro nó dentro da conferência e não impõe nenhuma exigência para que streams de mídia entre nós adjacentes compartilhem o mesmo canal físico, o que geralmente ocorre. De forma similar, o canal de dados T.120 pode ser roteado independentemente, a fim de controlar a infraestrutura AVC. Topologias diferentes para áudio e vídeo são possíveis se os streams real time são roteados independentemente.

 5.4. Modelo de Sistema AVC para um Nó de Conferência

Cada nó participante de uma conferência GCC na qual o AVC está ativo, consiste de uma camada AVC além das camadas MCS e GCC. A figura 3 mostra o relacionamento entre o AVC e os componentes com os quais ele interage para gerenciar a infraestrutura de áudio e vídeo.

Entidades de controle específicas da rede (NSCE) controlam diretamente a operação do link real time, provendo funcionalidades como capacidade de troca e configuração de links. Para sistemas ISDN H.320, o H.242 age como a NSCE. Em outros ambientes (H.310, H.323 e H.324) o H.245 provê o controle multimídia ponto-a-ponto; nesses casos, a coleção das entidades de sinalização H.245 pode ser considerada uma única NSCE. Em um ambiente DSM-CC, o DSM-CC provê o gerenciamento da alocação dos recursos , capacidade de troca e configuração de link. Nós que possuem múltiplos links real time podem precisar de múltiplas NSCE para suportá-los.

O controlador de nó AVC é a entidade de controle em um nó, responsável pelo gerenciamento de serviços de controle áudio-visuais e recursos. É responsável pelo gerenciamento de trocas entre as NSCEs e os provedores AVC, passando informações de capacidade da NSCE para o provedor AVC e comandos de configuração no sentido contrário. Essa arquitetura permite uma transição suave de uma conferência áudio-visual gerenciada usando exclusivamente NSCEs para outra, gerenciada usando o AVC em conjunto com NSCE. Onde é necessário, o controlador de nó AVC mapeia as primitivas AVC genéricas para as primitivas NSCE específicas e vice-versa. O controlador de nó AVC é responsável por configurar seus recursos áudio-visuais locais em resposta ao recebimento de um comando via provedor AVC ou NSCE.

 Aplicações do usuário e APEs em terminais AVC acessam os serviços AVC através de um AVC Provider User SAP. Um elemento de rede AVC poderia tipicamente não ter aplicações AVC de usuário a menos que ele também suportasse as funcionalidades de um terminal AVC. O nó controlador de um elemento de rede AVC é responsável por arbitrar o acesso a serviços AVC além de entregá-los em colaboração com seus pares.

Um nó tem mais um provedor AVC para cada conferência multimídia que participa. Para cada conferência que esse nó participa, um provedor AVC inscreve-se como um APE para anunciar sua presença aos seus pares. Entretanto, a relação tipo cliente-servidor entre terminais AVC e elementos de rede significa que seu comportamento difere substancialmente dos protocolos de aplicação ponto-a-ponto. Por isso, ele pode ser considerado um exemplo de um novo tipo de protocolo de aplicação: um protocolo de aplicação para gerenciamento.

Figura 3 - Modelo de Sistema mostrando os pontos de acesso a serviços AVC