Artikli sisu on pärit minu .
Heliülekande tegemine RTP-voogude kaudu
Eelmises osas oleme koostanud kaugjuhtimise skeemi generaatorist ja toonide signaalide detektorist, mis töötavad ühe programmi sees. Selles artiklis õpime, kuidas kasutada RTP-protokolli (RFC 3550 — RTP: Reaalajas Rakenduste Ülekandeprotokoll) heli edastamiseks/saatmiseks Ethernet-võrgus.
RTP-protokoll (Reaalajas Protokoll) kasutatakse heli, video ja andmete edastamiseks, kõik, mis vajab reaalajas edastamist. Näiteks võtame heli. Protokolli paindlikkus võimaldab edastada heli eelnevalt määratud kvaliteediga.
Ülekande teostamiseks kasutatakse UDP-pakette, mis tähendab, et pakettide edastamisel on võimalik kaotuse tekkimine. Iga paketi sisse on pandud spetsiaalne RTP-pealkiri ja edastatava signaali andmeblokki. Pealkirjas on juhuslikult valitud signaali allika identifikaator, teave edastatava signaali tüübi ning unikaalne paketi järjestusnumber, et paketid saaksid dekodeerimise ajal õigesse järjekorda seatud, sõltumata sellest, millises järjekorras võrk need kohale toob. Pealkiri võib sisaldada ka lisainfot, nn laiendust, mis võimaldab pealkirja kohandada konkreetse rakenduse vajadustele.
Andmeplokk sisaldab paketi koormust. Sisu sisemine korraldus sõltub koormuse tüübist, see võib olla monofaasilise signaali määrangud, stereosignaal, videopildi rida jne.
Koormuse tüüp tähistatakse seitsme bitise numbriga. Soovitus RFC3551 (RTP profiil audio- ja videokonverentside jaoks minimaalse kontrolliga) määrab mitu koormustüüpi, vastavas tabelis on toodud koormustüüpide kirjeldus ja nende tähistamiseks kasutatavad koodid. Osadel koodidel ei ole ranget siduvust ühegi koormustüübiga - neid saab kasutada meelevaldse koormuse tähistamiseks.
Andmeploki suurus on piiratud ülemise maksimaalse paketi suurusega, mis saab edastada antud võrgus segmenteerimata (MTU parameeter). Üldiselt ei ületa see 1500 baitit. Seetõttu, et suurendada sekundis edastatavate andmete hulka, saab mõnda aega suurendada paketi suurust, seejärel on vajalik suurendada pakettide saatmise sagedust. Meediavoogude korral on see seadistatav parameeter. Vaikimisi on see 50 Hz, st 50 paketti sekundis. Edastatavaid RTP-pakette nimetatakse RTP-vooguks.
Andmete edastamiseks saatja ja vastuvõtja vahel peab saatja teadma vastuvõtja IP-aadressi ja porti, mida see kasutab vastuvõtmiseks. See tähendab, et ilma eelnevate protseduurideta hakkab allikas andmeid edastama, samal ajal kui vastuvõtja on valmis neid koheselt vastu võtma ja töötlema. Standardi kohaselt peab edastamiseks või vastuvõtmiseks kasutatav port RTP-voo jaoks olema paaris.
Situatsioonides, kus ei ole võimalik eelnevalt teada vastuvõtja aadressi, kasutatakse servereid, kuhu vastuvõtjad jätavad oma aadressi, millele saatja saab viidata, mainides mingit unikaalset nime.
Situatsioonides, kus sidekanali kvaliteet või vastuvõtja võimalused on teadmata, korraldatakse tagasisidekanal, mille kaudu vastuvõtja saab edastada saatjale oma võimalusi, pakettide arvu, millest ta puudust tunneb jne. Selle kanali puhul kasutatakse RTCP-protokolli. Selle kanali kaudu edastatavate pakettide formaat on määratletud RFC 3605-s. Selle kanali kaudu edastatakse suhteliselt vähe andmeid, 200–300 bitti sekundis, seega ei ole selle olemasolu koormav. RTCP-pakettide saatmiseks kasutatav port peab olema paaritu ja ühe võrra suurem RTP-voo saamise portidest. Meie näites me seda kanalit ei kasuta, kuna vastuvõtja ja kanali võimalused ületavad meie veel tagasihoidlikke vajadusi.
Meie programmis andmete edastamise skeem, erinevalt eelmise näite skeemist, jaguneb kaheks osaks: saatmis- ja vastuvõtmisosaks. Iga osa jaoks loome oma kellallika, nagu on kujutatud peapildil.
Nende vahel toimub üheahelaline side RTP-protokolli kaudu. Antud näites ei ole meil vaja välisternetti, kuna nii edastaja kui vastuvõtja asuvad samal arvutil — pakette saadetakse selle sees.
RTP voogude loomisel meediumivoogudes kasutatakse kahte filtrit: MS_RTP_SEND ja MS_RTP_RECV. Esimene edastab, teine vastuvõtab RTP voogu. Nende filtrite tööle saamiseks tuleb neid varustada viidaga RTP-seansi objektile, mis suudab nii andmeplokkide voogu muuta RTP-pakettide vooguks kui ka vastupidist toimingut teostada. Kuna meediumivoogude sisemine andmeformaadi ei ühti RTP-paketi andmeformaadiga, tuleb enne andmete edastamist MS_RTP_SENDs kasutada konverteri filtrit, mis muundab 16-bitiseid helisignaale 8-bitisteks, mis on kodeeritud u-seaduse (mü-seaduse) järgi. Vastuvõtmisel teostab vastupidist funktsiooni dekooder-filtr.
Allpool on programmitekst, mis realiseerib joonisel näidatud skeemi (include-directiivide ees olevad sümbolid # on eemaldatud, ärge unustage need tagasi panna):
/* 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);
}
}
Kompileerime ja käivitame. Programm töötab nagu eelmises näites, kuid andmed edastatakse RTP-voo kaudu.
Järgmises artiklis jagame selle programmi kaheks sõltumatuks rakenduseks — vastuvõtja ja saatja ning käivitame need erinevates terminalides. Samal ajal õpime analüüsima RTP-pakette programmi TShark abil.
Allikas: habr.com
