Cascade نام روشی است که با استفاده از آن می توان با برقراری ارتباط بین دو یا چند MCU به قابلیت و امکانات بالاتری از ویدئو کنفرانس رسید. Cascade به دلایل زیادی مثل هم افزایی ظرفیت، ترکیب توانایی ها، توزیع جغرافیایی نقاط شرکت کننده در جلسه، محدودیت های پهنای باند و یا تفکیک دپارتمان های مختلف، ممکن است ضروری باشد. بر اساس دلیل استفاده از Cascade، توپولوژی های مختلفی را می توان برای Cascade استفاده کرد. همچنین چون هر اطاق مجازی در هر یک از MCU ها، اطاق مجازی در MCU های دیگر را به عنوان یک پایانه می بیند، تفاوت ها و ملاحظاتی در این خصوص وجود دارد که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

کاربردهای Cascade در MCU

1- هم افزایی ظرفیت

ظرفیت MCU ها از هر نوعی که باشند، محدود است. چنانچه نیاز شبکه ویدئو کنفرانس به تعداد بالاتری از ظرفیت یک MCU باشد، اصولا باید یک MCU با ظرفیت بالاتر برای خرید انتخاب شود. ولی همیشه این موضوع ممکن نیست. خریدار ممکن است قبلا با توجه به نیاز روز خود یک MCU با ظرفیت مناسب خریداری کرده باشد و حالا تعداد پایانه های ویدئو کنفرانس در جلسه بیشتر شده باشند. ممکن است ملاحظات بودجه ای دلیلی برای خرید MCU های کم ظرفیت تر باشد.

در فرآیند Cascade یک پورت از ظرفیت هر یک از MCU ها برای ارتباط با MCU دیگر اشغال می شود. بنابراین دو پورت از مجموع ظرفیت ها به ازای هر ارتباط بین دو MCU کم می شود. اگر MCU ها همگی از یک نوع باشند، ظرفیت نهایی از فرمول nc – (2(n-1)) یا در شکل ساده تر آن n(c-2)+2 محاسبه می شود که در آن n تعداد MCU ها و c ظرفیت MCU است.

2 – ترکیب توانایی با استفاده از Cascade در MCU

3 – توزیع جغرافیایی

توانایی MCU ها از نظر پروتکل های مورد پشتیبانی، کیفیت دریافت و ارسال تصاویر، امکانات مدیریتی و بسیاری پارامترهای دیگر با هم متفاوت هستند. به عنوان مثال ممکن است یک MCU از شبکه های IP و ISDN همزمان استفاده کند در حالیکه یک MCU دیگر تنها شبکه IP را پشتیبانی کند. چنانچه پایانه هایی در شبکه وجود داشته باشند که به هر دلیل بخواهند از شبکه ISDN استفاده کنند، ناگزیر هستند که به MCU دارای این قابلیت متصل و از آن طریق با پایانه های متصل با MCU دیگر متصل شوند.

در بعضی کاربردهای شبکه ویدئو کنفرانس، هم جلسات محلی مثل جلسات سرپرستی یک استان با توابع خود برگزار می شود و هم جلسه کل کشوری مورد نیاز است. در چنین شرایطی وجود یک MCU در هر استان، ترافیک کاری برای هماهنگی جلسه از دوش مرکز برداشته شده و جلسات استانی به اختیار سرپرستی استان برگزار می شود. در جلسات کل کشوری MCU های استانی با MCU مرکز Cascade شده و کل کشور را در یک جلسه همزمان گرد هم می آورند.

4 – تفکیک دپارتمان

مانند آنچه در موضوع توزیع جغرافیایی مطرح شد، توزیع موضوعی نیز ممکن است مبنایی برای جداسازی شبکه های ویدئوکنفرانس با چند MCU باشد. مثلا بخش تولید، بازرگانی، اداری و غیره هر یک دارای یک MCU هستند که در جلسات کلی با MCU مرکز Cascade شده و همه شرکت کنندگان از همه دپارتمان ها را پوشش می دهند.

5 – محدودیت پهنای باند

اگر همه پایانه های ویدئوکنفرانس بخواهند به یک MCU مرکزی متصل شوند، در مرکز پهنای باندی به اندازه تعداد پایانه ها ضربدر پهنای باند مورد نیاز برای ارتباط یک پایانه مورد نیاز است که برای تعداد بالا و کیفیت بالا ویدئو کنفرانس پهنای باند رقم فوق العاده بزرگی خواهد بود. در چنین مواردی می توان چند MCU را در مناطق مختلف نصب کرد. مثلا یک MCU برای پوشش جنوب کشور به مرکزیت شیراز، یکی در غرب به مرکزیت تبریز و الی آخر. این MCU ها توابع خود را پوشش می دهند و با ارتباط Cascade با MCU مرکز، تنها با یک لینک ارتباطی، همه زیر مجموعه خود را وارد جلسه کل کشوری می کنند.

ساختار Cascade دو MCU

پیاده سازی Cascade در کل به معنای تشکیل یک اطاق مجازی در هر یک از MCU ها و برقراری تماس بین این اطاق های مجازی است. در این حالت هر اطاق مجازی اطاق های دیگر را به صورت یک پایانه تشخیص می دهد و دقیقا به مانند یک پایانه با آن رفتار می کند. سه نوع توپولوژی یا چینش، برای Cascade تعریف شده است. ساختار پایه، ساختار ستاره ای و ساختار چند لایه

ساختار پایه

ساختار پایه Cascade در MCU

وقتی تنها دو MCU در Cascade شرکت می کنند توپولوژی ذاتا به صورت پایه خواهد بود. در این حالت اصولا اولویت یا برتری بین MCU ها وجود ندارد و هر دو در یک تراز قرار می گیرند.

در تصویر بالا واحدی به نام GK یا Gatekeeper مشاهده می کنید که در ادامه توضیح مفصلی در مورد نقش آن در Cascade ارایه خواهد شد. در این مقطع تنها به این نکته اشاره می کنم که بر خلاف Polycom RMX در سایر برند ها برای تماس بین MCU ها وجود Gatekeeper ضروری است.

ساختار ستاره ای

ساختار ستاره ای Cascade در MCU

یک MCU به عنوان Master در مرکز قرار گرفته (MCU B)  و سایر MCU ها با این MCU مرکزی تماس می گیرند.

ساختار چند لایه

ساختار چند لایه cascade

یک MCU در مرکز قرار گرفته و دارای چند MCU مانند ساختار ستاره ای در زیر مجموعه خود دارد که هر یک از آنها ممکن است چند MCU را در زیر مجموعه خود داشته باشند.

Gatekeeper و نقش آن در Cascade در MCU

Gatekeeper همانطور که از نام آن پیداست دقیقا مثل نگهبان درب ورودی عمل می کند. پایانه ها و سایر تجهیزات مثل MCU ها و ضبط کننده، با شناسه ای به نام Alias در Gatekeeper رجیستر می شوند. Alias مانند شماره داخلی آن پایانه عمل می کند. سایر پایانه ها برای تماس می توانند به جای شماره گیری آدرس IP، Alias مقصد را شماره گیری کنند. در هر شرایطی استفاده از Gatekeeper مزایایی به همراه دارد. که مهمترین موارد آنرا ذیلا توضیح می دهم.

سادگی شماره گیری

همانطور که در بالا ذکر شد می توان به جای شماره گیری آدرس IP، Alias مقصد را شماره گیری کرد که عبارتی بسیار کوتاه تر می باشد.در MCU ها برای وارد شدن به اطاق مجازی 5000 از یک MCU به آدرس IP، 192.168.1.254 باید عبارت زیر را شماره گیری کنید 192.168.1.254##5000 و اگر MCU یا پایانه این فرمت شماره گیری را پشتیبانی نکنند، ناچار خواهید بود، ابتدا با شماره گیری آدرس IP به رابط MCU وصل شده و سپس با استفاده از فرمان های ریموت، اطاق مجازی 5000 را انتخاب و وارد شوید. حال اگر MCU با Alias 10 در Gatekeeper رجیستر شده باشد، کافیست 105000 را شماره گیری کنید.

استقلال از تغییرات آدرس IP

وقتی تجهیزات در Gatekeeper رجیستر شده باشند، کاربران فارغ از تغییرات آدرس IP به شیوه همیشگی شماره گیری خواهند کرد. درحالیکه بدون وجود Gatekeeper با تغییر آدرس IP باید همه کاربران را در رابطه با تغییرات و آدرس های جدید آگاه نمود و اطلاعات دایرکتوری همه پایانه ها و MCU ها را به روز نمود که کار بسیار پر حجم و مشکل سازی است.

بالا بردن امنیت

علاوه بر امنیتی که در سطح شبکه می تواند اعمال شود، Gatekeeper نیز سطح دیگری از امنیت را به شبکه ویدئو کنفرانس اضافه می کند. می توانید برای رجیستر شدن در Gatekeeper، شناسه و رمز عبور تعیین کنید تا پایانه ای بدون داشتن این شناسه و رمز عبور نتواند به شبکه ویدئو کنفرانس دسترسی داشته باشد. یا لیستی از پایانه ها را در Gatekeeper مشخص کنید که تنها همان پایانه ها بتوانند به شبکه دسترسی داشته باشند.

تعریف محدودیت های تماس

می توان محدودیت هایی را برای تماس بین پایانه ها اعمال کرد. مثلا کلیه پایانه های دپارتمان فروش بتوانند با یکدیگر تماس بگیرند ولی برای ارتباط با واحد فنی محدود باشند و تنها مدیر فروش بتواند با مدیر فنی ارتباط برقرار کند. یا مثلا پایانه های واحد مالی بتوانند تنها به یک MCU خاص دپارتمان مالی وصل شوند و نتوانند پورت های MCU های دیگر را اشغال کنند.

نقش اساسی در Cascade دو MCU

بعضی از پایانه ها یا MCU ها فرمت شماره گیری MCU_IP_ADDRESS##ROOM_NUMBER را پشتیبانی نمی کنند. در این حالت، پایانه ناگزیر است با استفاده از رابط تماس MCU (IVR) به اطاق مجازی مورد نظر وارد شود. در Cascade در واقع یک MCU در حال تماس با اطاق مجازی است و دیگر رابط IVR دیده یا شنیده نمی شود که فرمان های بعدی جهت ورود به اطاق مجازی صادر شود. در این حالت وجود Gatekeeper ضروری است تا شماره گیری را به صورت ساده مثلا 105000 تغییر دهد تا این رده از MCU ها بتوانند در Cascade شرکت کنند. MCU های Polycom RMX از فرمت شماره گیری MCU_IP_ADDRESS##ROOM_NUMBER پشتیبانی می کنند و بنابراین در شبکه Cascade که همه MCU ها از نوع Polycom RMX هستند استفاده از Gatekeeper ضروری نیست مگر اینکه سایر مزایای ذکر شده در بالا مد نظر باشد.

ملاحضاتی در مورد Cascade در MCU

در حالت Cascade انتقال صوت و تصویر از طریق کانال مشترک بین دو MCU معمولا بی دردسر انجام می شود ولی مواردی مثل انتقال Presentation، فرمان های DTMF (که برای کنترل بعضی از رفتارهای جلسه از طریق پایانه توسط ریموت ارسال می شود)، Layout و پروتکل های مشترک، بسیار وابسته به تنظیمات و قابلیت های هر یک از MCU ها می باشد. خریدارانی که پیشنهادی بر اساس Cascade دو MCU اکسترنال و یا داخلی (داخلی کدک ویدئو کنفرانس) دریافت می کنند، حتما توجه داشته باشند که باید پیش از خرید، تست کاملی از پروژه را مشاهده کنند. بویژه از امکان ارایه Presentation بین دو اطاق مجازی در دو MCU مطمئن شوند یا این تضمین را از فروشنده بخواهند.

Layout

Layout یا حالت نمایش تابعی از ماهیت Cascade است. چون اطاق مجازی هر یک از MCU ها اطاق مجازی MCU دیگر را به عنوان یک شرکت کننده در نظر می گیرد، پس تمام Layout آن را در یک خانه متعلق به یک شرکت کننده خود نمایش خواهد داد.

cascade layout

اغلب استفاده کنندگان بویژه مدیران انتظار دارند که همه شرکت کنندگان را در پنجره مستقل مشاهده کنند که متاسفانه به دلیل ماهیت Cascade چنین چیزی امکان پذیر نیست. بهترین تنظیمات برای Layout، انتخاب حالت Full Screen یعنی تنها یک سایت در MCU های Slave و حالت نمایش مورد نظر در MCU اصلی است. با این تنظیمات شرکت کنندگانی که به MCU اصلی متصل هستند، به طور طبیعی سایت در حال صحبت را در پنجره اصلی خواهند دید صرفنظر از اینکه این سایت در MCU اصلی باشد یا Slave. شرکت کنندگان MCU Slave اگر سایت صحبت کننده به MCU اصلی متصل باشد، Layout چندتایی تنظیم شده معمول را خواهند دید ولی اگر سایت صحبت کننده از شرکت کنندگان متصل به MCU فرزند باشد تنها آنرا به صورت تمام صفحه خواهند دید.

انتقال فرمان های DTMF

مدیریت در MCU ها عموما توسط رابط کاربری مبتنی بر وب انجام می شود. ولی پایانه ها هم بعد از اتصال به MCU می توانند بعضی کنترل های محدودی روی جلسه داشته باشند. البته این اولویت و اجازه توسط ادمین جلسه به یک پایانه داده می شود و همه شرکت کنندگان لزوما به همه کنترل ها دسترسی ندارند.این کنترل ها از طریق دستورات DTMF و توسط ریموت پایانه به MCU ارسال می شود. باید توجه داشت که دستورات DTMF تنها به اطاق مجازی که پایانه کنترل کننده به آن متصل است، ارسال می گردد و نمی تواند روی اطاق مجازی MCU های دیگر اثر کذار باشد. در عین حال در Polycom RMX تعداد محدودی از دستورات DTMF می تواند از کانال Cascade عبور کرده و روی اطاق مجازی MCU های دیگر نیز اعمال گردد. این دستورات عبارتند از:

  • Terminate conference. تمام کردن جلسه
  • Mute all but me.           بستن همه میکروفون ها غیر از میکروفون من
  • Unmute all but me.       باز کردن همه میکروفون ها غیر از میکروفون من

Presentation

Presentation در فرهنگ ویدئوکنفرانس به معنای نمایش تصاویری غیر از تصویر دوربین اصلی است. دوربین اصلی تصویر حاضرین، و Presentation تصویر صفحه یک رایانه می تواند باشد که در آن نمودارها، عکس، PowerPoint یا هر محتوای دیگری در حال نمایش است. چون ویدئوکنفرانس با هدف شبیه سازی جلسات واقعی رودررو تولید شده است، بهترین حالت این است که تصویر دوربین اصلی سخنگو در کنار Presentation دیده شود تا حاضرین در سایت های دیگر در حین مشاهده نمودار، خود شخص توضیح دهنده را نیز مشاهده کنند. برای تامین این ویژگی تجهیزات ویدئو کنفرانس تکنولوژی Dual Stream را تعریف و بین خود به استاندارد تبدیل کردند. با استفاده از این تکنیک هدف انتقال و مشاهده دو تصویر از یک سایت محقق شده است. اکثر راه کارهای ویدئو کنفرانس امروزی این قابلیت را پشتیبانی می کنند.

Presentation در استانداردهای امروزی با استفاده از پروتکل استاندارد H.239 بین تجهیزات به اشتراک گذاشته می شود. با استفاده از این پروتکل بخشی از پهنای باند ارتباطی بین دو نقطه، برای ارسال تصاویر Presentation استفاده می شود. یعنی از یک بستر ارتباطی دو استریم یکی برای تصویر دوربین و دیگری برای Presentation، ارسال و دریافت می شود. در مقصد چنانچه پروتکل H.239 پشتیبانی بشود، پایانه مقصد هر دو استریم را همزمان دریافت و از هم تفکیک می کند و در کنار هم هر دو تصویر را نشان می دهد. به این شکل هم تصویر سخنران که در حال توضیح دادن است مشاهده می شود، و هم نمودارها و جداولی که در حال تشریح آنهاست. این حالت بسیار شبیه وضعیت واقعی است. حال اگر یکی از طرفین پروتکل H.239 را پشتیبانی نکند، هر دو پایانه باید قابلیت تشخیص و انعطاف در حل این مشکل را داشته باشند و در هنگام Presentation تنها یک استریم را ارسال و دریافت کنند و پس از خاتمه Presentation مجددا استریم اصلی که همان تصویردوربین است را مبادله کنند.

در ارتباط چند طرفه، انواع مختلفی از پایانه در جلسه شرکت می کنند که هر یک پروتکل های متفاوتی را پشتیبانی می کنند. برای یک ارتباط درست و کامل بین همه پایانه های شرکت کننده ضروری است که MCU ها برای گستره وسیعی از انواع پایانه و پروتکل تنظیم شده باشند. در حالت Cascade بین دو یا چند MCU این موضوع باز کمی پیچیده تر می شود. از طرفی MCU ها باید با پایانه ها سازگار شوند و از طرفی بین خود MCU ها باید سازگاری برقرار شود. همه MCU های موجود در بازار، موفق به سازگاری کامل با اکثر پایانه ها یا MCU ها نشده اند.

خوشبختانه Polycom RMX با داشتن تنظیمات مختلف، دارای بیشترین انعطاف و بالاترین قابلیت در سازگاری بوده و بنابراین می تواند نقش میانجی بین انواع پایانه با انواع MCU را بازی کند. مثلا در مورد Presentation و پروتکل H.239 که بالاتر به آن اشاره شد، می توان لینک های Cascade را طوری تنظیم نمود که علاوه بر پشتیبانی از پروتکل H.239، برای پایانه یا MCU های فاقد این پروتکل نیز Presentation را ارسال و دریافت کند. بنابراین Polycom RMX بهترین انتخاب برای جایگاه Master در شبکه های حاوی مدل های مختلف MCU در آرایش Cascade می باشد.

برای یک ارتباط Cascade موفق با استفاده از Polycom RMX ضروری است در سمت RMX لینک ارتباط بین دو MCU که به صورت یک شرکت کننده معرفی می شود، با عنوان Master و به صورت Dial-out معرفی گردد.

cascade setting image

اگر MCU دوم نیز از نوع Polycom RMX باشد بهتر است شرکت کننده ای که به عنوان لینک به اطاق اول معرفی می شود، به صورت Dial-In و به عنوان Slave معرفی گردد. پس از آن برای ارسال و دریافت موفق و کامل Presentation ملاحظات زیر ضروری است.

  • علاوه بر تعیین نقش Master و Slave برای دو طرف لینک ارتباطی که در بالا توضیح داده شد، پهنای باند مورد استفاده در دو طرف بهتر است یکسان باشند.
  • لینک ارتباطی که به صورت دو شرکت کننده یکی Dial-Out در سمت Master و دیگری Dial-In در سمت Slave تعریف شده است، باید پیش از تماس سایر شرکت کنندگان برقرار شده باشد.
  • در تنظیمات بخش Content که در تنظیمات Conference Profile مورد استفاده برای اطاق های کنفرانس قرار دارد، باید مورد Fix Content Rate انتخاب و پهنای باند دستکم 2Mbps تعیین شود.
  • و با فعال شدن پروتکل های ارتباطی برای Content، مورد H.264 Cascade Optimized تیک زده شود.

البته Polycom RMX دارای تنظیمات فوق العاده متنوع و پیشرفته ای است که تنها بخش کوچکی از آن در این مقاله تا حد رسیدن به نتیجه اولیه ذکر شد. بدیهی است پس از موفقیت در برقراری شبکه Cascade اولیه، نیازها و درخواست های بیشتری مطرح خواهند شد که برای پاسخگویی به آنها سایر تنظیمات باید مورد توجه قرار گیرند.

توصیه اکید اینجانب به خریداران این است که در مرحله نیاز سنجی، دقت کافی را در انتخاب محصول داشته باشند و برای دستکم نیاز 10 سال آینده برنامه ریزی کنند. به ویژه برای تهیه تجهیزات بستر ارتباط مثل MCU حتما دقت نظر بیشتری داشته باشند و ترجیحا از یک MCU برای میزبانی جلسات استفاده کنند مگر شرایطی که در بالا ذکر شد، Cascade دو MCU را الزامی کند.