Alkulause I sisällysluettelo II tiivistelmä III abstract IV lyhenteet V

ALKULAUSE

Tämä diplomityö on tehty osana Tampereen teknillisellä korkeakoululla toimivan Digitaalisen Median Instituutin (DMI) ja matematiikan laitoksella toimivan Hyper-medialaboratorion koordinoimaa Etäopetus Multimediaverkoissa (ETÄKAMU) projektia.
Kiitän kaikkia projektissa mukana olleita tutkijoita, jotka omalla työpanoksellaan ja osallistumisellaan erilaisiin etäopetuskokeiluihin auttoivat tämän diplomityön tekemistä. Erityiset kiitokset esitän työni tarkastajille TkT Seppo Pohjolaiselle ja TkT Markku Renforsille työni ohjaamisesta ja tarkastamisesta.
Haluan esittää kiitokset myös kaikille tietoliikennetekniikan laitoksen henkilökun-nalle miellyttävästä työilmapiiristä, sekä Martti Jokipiille, joka TTKK:n verkoista vastuullisena hoiti projektille sen tarvisemia verkkoyhteyksiä erilaisiin tilaisuuk-siin.

Tampere 6.2.1998

Jari Isokangas
Itsenäisyydenkatu 8 c 43

33500 Tampere

SISÄLLYSLUETTELO

ALKULAUSE I

SISÄLLYSLUETTELO II

TIIVISTELMÄ III

ABSTRACT IV

LYHENTEET V

1 JOHDANTO 1

2 ETÄOPETUS 3

2.1 Televerkossa tapahtuva etäopetus (teleopetus) 3

2.2 Etäopetusympäristöt 5

2.2.1 Kotona tapahtuva etäopetus 5

2.2.2 Koulussa tapahtuva etäopetus 6

2.2.3 Yrityksissä tapahtuva koulutus 6

3 MULTIMEDIAVERKOT 8

3.1 Puhelinverkko 8

3.2 Lähiverkot 9

3.3 Kiinteät liittymäverkot 15

3.4 Langattomat verkot 18

3.5 Kaapelitelevisioverkot 19

4 VIDEONEUVOTTELULAITTEISTOT ETÄOPETUKSESSA 21

4.1 Videokuvan pakkaaminen 22

4.1.1 Motion-JPEG (MJPEG) 23

4.1.2 MPEG-1 ja –2 23

4.1.3 H.261 25

4.1.4 Muita videon pakkausmenetelmiä 26

4.2 Äänen pakkaaminen 27

4.2.1 G.7xx 27

4.2.2 Muita äänen digitointi- ja pakkausmenetelmiä 28

4.3 Videoneuvottelulaitteistot 29

4.3.1 Desktop-laitteet 30

4.3.2 Roll-about-laitteet 31

4.3.3 Kiinteästi asennetut laitteistot 32

4.4 AV-laitteistot 33

4.4.1 Videolaitteet 33

4.4.2 Audiolaitteet 34

4.5 Muita videoneuvotteluratkaisuja 35

4.6 Monipiste-videoneuvottelu 36

5 ETÄOPETUSKOKEILUT TAMPEREEN TEKNILLISELLÄ KORKEAKOULULLA 38

5.1 ISDN-verkossa tehdyt kokeilut 38

5.1 TTKK:n sisäisessä verkossa tehdyt kokeilut 42

5.1.1 Lähiverkossa tehdyt kokeilut 43

5.1.2 ATM-verkossa tehdyt kokeilut 44

5.1.3 Sekaverkoissa tehdyt kokeilut 46

5.2 Kokeilut Internetissä 47

5.3 Kokeilut Cernin kanssa 48

6 YHTEENVETO 49

LÄHDELUETTELO 51

LIITE 54

TIIVISTELMÄ

TAMPEREEN TEKNILLINEN KORKEAKOULU

Tietotekniikan koulutusohjelma

Tietoliikennetekniikan laitos

Jari Isokangas: Etäopetus multimediaverkoissa

Diplomityö, 54 sivua ja 1 liite

Tarkastajat: Apul.Prof. Seppo Pohjolainen, Prof. Markku Renfors

Rahoitus: Tekes

Helmikuu 1998

Tässä diplomityössä selvitetään millaisista komponenteista videoneuvottelulait-teistot rakentuvat ja miten niitä voidaan käyttää etäopetuksessa. Sen lisäksi esitellään erilaisia multimediaverkkoja ja niiden soveltuvuutta videoneuvottelun avulla tapahtuvaa etäopetukseen. Työ liittyy Tampereen teknillisellä korkeakou-lulla toimivan Digitaalisen Median Instituutin (DMI) ja matematiikan laitoksella toimivan Hypermedialaboratorion koordinoimaan Etäopetus Multimediaverkois-sa (ETÄKAMU) projektiin. Projekti kestää kolme vuotta (1.2.1996 – 1.2.1999) ja se on osa valtakunnallista Kansallinen Multimedia (KAMU) hanketta.

Etäopetus on tietoverkkojen huiman kehityksen myötä tullut yhä useammin varteenotettavaksi tekijäksi erilaista koulutusta suunniteltaessa. Sen avulla usein toistuvaa matkustelua asuin- ja opiskelupaikkakunnan välillä voidaan vähentää huomattavasti. Eräs nopeimmin kasvava etäopetuksen muoto on videoteleope-tus, jossa eri paikkakunnilla olevat opettaja ja opiskelijat kommunikoivat keske-nään videoneuvottelun välityksellä.
Videoneuvottelun nopeaan yleistymiseen ovat vaikuttaneet perinteisiä kiinteästi asennettavia videoneuvottelulaitteistoja halvempien desktop-laitteistojen markki-noille tulo 90-luvun aikana, videoneuvottelun mahdollistavien ISDN-liittymien yleistyminen, sekä telealan kilpailun kiristymisen myötä laskeneet televerkon käyttömaksut. Internetin ja WWW:n käytön voimakas leviäminen on kasvattanut yleistä kiinnostusta tietoverkkoihin, sekä niiden kautta tarjottaviin erilaisiin pal-veluihin, kuten videoneuvotteluun.
Videoneuvottelun osuus erilaisissa etäopetussovelluksissa kasvanee tulevaisuu-dessa, kun uudet digitaaliset tilaajaliittymät tulevat ISDN-liittymien rinnalle ja monikertaistavat käytettävissä olevan siirtokapasiteetin, ja uudet lähiverkkoihin suunnitellut videoneuvottelulaitteistot yleistyvät.

ABSTRACT

TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Department of Information Technology

Telecommunications laboratory

Jari Isokangas: Distance learning in multimedia networks

Master of Science Thesis, 54 pages and 1 appendix

Supervisors: Assoc.Prof. Seppo Pohjolainen, Prof. Markku Renfors

Funding: Tekes

February 1998

In this thesis the different usages of videoconferencing equipment in distance learning in multimedia networks have been studied. The thesis is as a part of the Distance Learning in Multimedia-Networks (ETÄKAMU) project. This project belongs to the Finnish Multimedia Programme (FMP). The ETÄKAMU project is lead by the Hypermedia Laboratory of Tampere University of Technology (TUT) and Digital Media Institute (DMI) which also is a part of TUT. The project started on 1st of February, 1996 and will last until 1999.

Distance learning has become a very important alternative when planning future education. If one uses distance learning one does not have to travel so often between home and the place where the education is taking place. Via distance learning one can also take part in such education that is impossible or too expensive to organize on one’s home area. One growing form of distance learning is videoconferencing.
Videoconferencing has become popular in recent years. The prices of videoconferencing equipment, especially the price of desktop-equipment, have dropped dramatically in last few years. Other things, like increasing competition in telecommunication branch with decreasing user fees and the growth of ISDN subscriber lines, have also influenced the growing popularity.
Popularity of videoconferencing in distance learning will increase in future with the new digital subscriber lines which will multiply the available bandwidth, and the new videoconferencing techniques that have been designed for the local area (LAN) networks.