Artikli materjal on saadud minu .
Heli signaali edastamine RTP-voo kaudu
Eelmisel Oleme kokku pannud kaugjuhtimisseadmestiku skeemi generaatori ja toniaalsete signaalide detektorist, mis töötavad ühes programmis. Käesolevas artiklis õpime kasutama RTP-protokolli (RFC 3550 — RTP: Reaalajas rakenduste edastusprotokoll) heli edastamiseks/saamiseks Ethernet-võrgus.
RTP-protokoll (Reaalaja protokoll) tähendab reaalajas protokolli, mida kasutatakse heli, video, andmete ja kõige muu edastamiseks, mis nõuab reaalajas edastamist. Näiteks võime võtta heli signaali. Protokolli paindlikkus võimaldab edastada heli signaali kindlaksmääratud kvaliteediga.
Edastus toimub UDP-pakettide kaudu, mis tähendab, et edastamise käigus on pakettide kadumine täiesti lubatud. Iga paketi sisse on pandud spetsiaalne RTP-pealkiri ja edastatava signaali andmeblokk. Pealkirjas on juhuslikult valitud signaali allika identifikaator, teave edastatava signaali tüübi kohta, paketi ainulaadne järjekorranumber, et paketid dekodeerimisel saaksid õiges järjekorras uuesti kokku panna, sõltumata sellest, millises järjekorras võrgu kaudu edastati. Pealkiri võib sisaldada ka täiendavat teavet, nn laiendust, mis võimaldab pealkirja kohandada konkreetse rakenduse ülesande jaoks.
Andmeplokk sisaldab paketi kasulikku koormat. Sisu sisemine korraldus sõltub koorma tüübist, see võivad olla monofonilise signaali proovid, stereosignaal, video pildi rida jne.
Koorma tüüpi tähistatakse seitsme bitise numbriga. RFC3551 soovitus (RTP profiil helikõnede ja videokõnede jaoks minimaalse kontrolliga) määrab mitu koormatüüpi, vastavas tabelis on toodud koormatüüpide kirjeldus ja väärtused, millega need tähistatakse. Osa koode ei ole tugevalt seotud ühegi koormatüübiga – neid saab kasutada meelevaldselt koormate tähistamiseks.
Andmeploki suurus on piiratud enamikul juhtudel pakettide maksimaalse suurusega, mida saab edastada võrgus ilma jagamiseta (MTU parameeter). Üldiselt ei ületa see 1500 baiti. Seega, et suurendada edastatavate andmete hulka sekundis, saab paketi suurust teatud määral suurendada, seejärel tuleb juba suurendada pakettide saatmise sagedust. Meediavoo jaoks on see seadistatav parameeter. Vaikimisi on see 50 Hz, st 50 paketti sekundis. Edastatavaid RTP-pakette nimetatakse RTP-vooguks.
Andmete edastamiseks allika ja vastuvõtja vahel on piisav, et edastaja teaks vastuvõtja IP-aadressi ja portaali numbrit, mida see kasutab vastuvõtuks. See tähendab, et ilma igasuguste eelnevate protseduurideta hakkab allikas andmeid edastama ja vastuvõtja on valmis neid kohe vastu võtma ja töötlema. Standardi kohaselt peab RTP-voo edastamiseks või vastuvõtmiseks kasutatav portaali number olema paaris.
Situatsioonides, kus vastuvõtja aadressi ei saa ette teada, kasutatakse servereid, millel vastuvõtjate aadressi saab jätta ning edastaja saab seda küsida, viidates mõnele unikaalsele nimele vastuvõtjast.
Juhul, kui sidekanali kvaliteet või vastuvõtja võimalused on teadmata, korraldatakse tagasisidekanal, mille kaudu vastuvõtja saab edastajale teavet oma võimaluste kohta, puuduolevate pakettide arvu jne. Selles kanalit kasutatakse RTCP-protokolli. Selle kanali kaudu edastatavate pakettide formaat on määratletud RFC 3605-s. Selles kanalit edastatakse suhteliselt vähe andmeid, 200..300 baiti sekundis, seega on selle olemasolu kokkuvõttes kerge. RTCP-paketid saadetakse paaritu porti ja see peaks olema RTP-voo saabumise porti number suureneb ühe võrra. Meie näites me ei kasuta seda kanalit, kuna vastuvõtja ja kanali võimalused ületavad meie tagasihoidlikud vajadused.
Meie programm näeb andmete edastamise skeemi puhul, erinevalt eelneva näite skeemist, ette kahe osa loomise: edastava ja vastuvõtva osa. Iga osa jaoks loome oma kellaallika, nagu on näidatud pealkirjapildil.
Ühepoolne side nende vahel toimub RTP-protokolli abil. Antud näites me ei vaja välist võrku, kuna nii edastaja kui ka vastuvõtja asuvad samal arvutil — pakettide liiklus toimub selle sees.
RTP-voo loomisel meediavoogesituses kasutatakse kahte filtrit: MS_RTP_SEND ja MS_RTP_RECV. Esimene edastab teise RTP-voo vastuvõtjale. Et need filtrid hakkaksid tööle, peab neile edastama punkti RTP-seansi objektile, mis suudab teha nii andmevoo plokkide muundamise RTP-pakettide vooks kui ka vastupidise toimingu. Kuna meediavoogeseeni sisestruktuur ei ühti RTP-paketi andmeformaatidega, tuleb andmete edastamiseks MS_RTP_SEND-s kasutada konverterfiltrit, mis muundab 16-bitised helikõrgusnäidikud 8-bitisteks, mis on kodeeritud u-seaduse (mü- seaduse) alusel. Vastuvõtva poolel teostab vastupidise funktsiooni dekooderfilter.
Allpool on toodud programmitekst, mis rakendab joonisel näidatud skeemi (tühi märk # direktiivide include ees eemaldatud, ärge unustage neid lisada):
/* Файл mstest6.c Имитатор пульта управления и приемника. */
#include <mediastreamer2/msfilter.h>
#include <mediastreamer2/msticker.h>
#include <mediastreamer2/dtmfgen.h>
#include <mediastreamer2/mssndcard.h>
#include <mediastreamer2/msvolume.h>
#include <mediastreamer2/mstonedetector.h>
#include <mediastreamer2/msrtp.h>
#include <ortp/rtpsession.h>
#include <ortp/payloadtype.h>
/* Подключаем заголовочный файл с функциями управления событиями
* медиастримера.*/
include <mediastreamer2/mseventqueue.h>
#define PCMU 0
/* Функция обратного вызова, она будет вызвана фильтром, как только он
обнаружит совпадение характеристик входного сигнала с заданными. */
static void tone_detected_cb(void *data, MSFilter *f, unsigned int event_id,
MSToneDetectorEvent *ev)
{
printf("Принята команда: %sn", ev->tone_name);
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* Функция регистрации типов полезных нагрузок. */
void register_payloads(void)
{
/*Регистрируем типы нагрузок в таблице профилей. Позднее, по индексу
взятому из заголовка RTP-пакета из этой таблицы будут извлекаться
параметры нагрузки, необходимые для декодирования данных пакета. */
rtp_profile_set_payload (&av_profile, PCMU, &payload_type_pcm8000);
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* Эта функция создана из функции create_duplex_rtpsession() в audiostream.c
медиастримера2. */
static RtpSession *
create_rtpsession (int loc_rtp_port, int loc_rtcp_port,
bool_t ipv6, RtpSessionMode mode)
{
RtpSession *rtpr;
rtpr = rtp_session_new ((int) mode);
rtp_session_set_scheduling_mode (rtpr, 0);
rtp_session_set_blocking_mode (rtpr, 0);
rtp_session_enable_adaptive_jitter_compensation (rtpr, TRUE);
rtp_session_set_symmetric_rtp (rtpr, TRUE);
rtp_session_set_local_addr (rtpr, ipv6 ? "::" : "0.0.0.0", loc_rtp_port,
loc_rtcp_port);
rtp_session_signal_connect (rtpr, "timestamp_jump",
(RtpCallback) rtp_session_resync, 0);
rtp_session_signal_connect (rtpr, "ssrc_changed",
(RtpCallback) rtp_session_resync, 0);
rtp_session_set_ssrc_changed_threshold (rtpr, 0);
rtp_session_set_send_payload_type(rtpr, PCMU);
/* По умолчанию выключаем RTCP-сессию, так как наш пульт не будет использовать её. */
rtp_session_enable_rtcp (rtpr, FALSE);
return rtpr;
}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
int main()
{
ms_init();
/* Создаем экземпляры фильтров. */
MSFilter *voidsource = ms_filter_new(MS_VOID_SOURCE_ID);
MSFilter *dtmfgen = ms_filter_new(MS_DTMF_GEN_ID);
MSFilter *volume = ms_filter_new(MS_VOLUME_ID);
MSSndCard *card_playback =
ms_snd_card_manager_get_default_card(ms_snd_card_manager_get());
MSFilter *snd_card_write = ms_snd_card_create_writer(card_playback);
MSFilter *detector = ms_filter_new(MS_TONE_DETECTOR_ID);
/* Очищаем массив находящийся внутри детектора тонов, он описывает
* особые приметы разыскиваемых сигналов.*/
ms_filter_call_method(detector, MS_TONE_DETECTOR_CLEAR_SCANS, 0);
/* Подключаем к фильтру функцию обратного вызова. */
ms_filter_set_notify_callback(detector,
(MSFilterNotifyFunc)tone_detected_cb, NULL);
/* Создаем массив, каждый элемент которого описывает характеристику
* одного из тонов, который требуется обнаруживать: Текстовое имя
* данного элемента, частота в герцах, длительность в миллисекундах,
* минимальный уровень относительно 0,775В. */
MSToneDetectorDef scan[6]=
{
{"V+",440, 100, 0.1}, /* Команда "Увеличить громкость". */
{"V-",540, 100, 0.1}, /* Команда "Уменьшить громкость". */
{"C+",640, 100, 0.1}, /* Команда "Увеличить номер канала". */
{"C-",740, 100, 0.1}, /* Команда "Уменьшить номер канала". */
{"ON",840, 100, 0.1}, /* Команда "Включить телевизор". */
{"OFF", 940, 100, 0.1}/* Команда "Выключить телевизор". */
};
/* Передаем "приметы" сигналов детектор тонов. */
int i;
for (i = 0; i < 6; i++)
{
ms_filter_call_method(detector, MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN,
&scan[i]);
}
/* Создаем фильтры кодера и декодера */
MSFilter *encoder = ms_filter_create_encoder("PCMU");
MSFilter *decoder=ms_filter_create_decoder("PCMU");
/* Регистрируем типы нагрузки. */
register_payloads();
/* Создаем RTP-сессию передатчика. */
RtpSession *tx_rtp_session = create_rtpsession (8010, 8011, FALSE, RTP_SESSION_SENDONLY);
rtp_session_set_remote_addr_and_port(tx_rtp_session,"127.0.0.1", 7010, 7011);
rtp_session_set_send_payload_type(tx_rtp_session, PCMU);
MSFilter *rtpsend = ms_filter_new(MS_RTP_SEND_ID);
ms_filter_call_method(rtpsend, MS_RTP_SEND_SET_SESSION, tx_rtp_session);
/* Создаем RTP-сессию приемника. */
MSFilter *rtprecv = ms_filter_new(MS_RTP_RECV_ID);
RtpSession *rx_rtp_session = create_rtpsession (7010, 7011, FALSE, RTP_SESSION_RECVONLY);
ms_filter_call_method(rtprecv, MS_RTP_RECV_SET_SESSION, rx_rtp_session);
/* Создаем источники тактов - тикеры. */
MSTicker *ticker_tx = ms_ticker_new();
MSTicker *ticker_rx = ms_ticker_new();
/* Соединяем фильтры передатчика. */
ms_filter_link(voidsource, 0, dtmfgen, 0);
ms_filter_link(dtmfgen, 0, volume, 0);
ms_filter_link(volume, 0, encoder, 0);
ms_filter_link(encoder, 0, rtpsend, 0);
/* Соединяем фильтры приёмника. */
ms_filter_link(rtprecv, 0, decoder, 0);
ms_filter_link(decoder, 0, detector, 0);
ms_filter_link(detector, 0, snd_card_write, 0);
/* Подключаем источник тактов. */
ms_ticker_attach(ticker_tx, voidsource);
ms_ticker_attach(ticker_rx, rtprecv);
/* Настраиваем структуру, управляющую выходным сигналом генератора. */
MSDtmfGenCustomTone dtmf_cfg;
dtmf_cfg.tone_name[0] = 0;
dtmf_cfg.duration = 1000;
dtmf_cfg.frequencies[0] = 440;
/* Будем генерировать один тон, частоту второго тона установим в 0. */
dtmf_cfg.frequencies[1] = 0;
dtmf_cfg.amplitude = 1.0;
dtmf_cfg.interval = 0.;
dtmf_cfg.repeat_count = 0.;
/* Организуем цикл сканирования нажатых клавиш. Ввод нуля завершает
* цикл и работу программы. */
char key='9';
printf("Нажмите клавишу команды, затем ввод.n"
"Для завершения программы введите 0.n");
while(key != '0')
{
key = getchar();
if ((key >= 49) && (key <= 54))
{
printf("Отправлена команда: %cn", key);
/* Устанавливаем частоту генератора в соответствии с
* кодом нажатой клавиши. */
dtmf_cfg.frequencies[0] = 440 + 100*(key-49);
/* Включаем звуковой генератор c обновленной частотой. */
ms_filter_call_method(dtmfgen, MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM,
(void*)&dtmf_cfg);
}
/* Укладываем тред в спячку на 20мс, чтобы другие треды
* приложения получили время на работу. */
ms_usleep(20000);
}
}
Kompilleerime ja käivitame. Programm töötab nagu eelmine näide, kuid sel juhul edastatakse andmed läbi RTP-voo.
Järgmisel artiklil jagame selle programmi kaheks iseseiseks rakenduseks — vastuvõtjaks ja edastajaks ning käivitame need erinevates terminalides. Samuti õpime analüüsima RTP-pakette TSharki programmi abil.
Allikas: habr.com
