Materiali i artikullit është marrë nga ime .
Transmetimi i një sinjali audio përmes transmetimit RTP
Në të fundit Ne kemi montuar një qark telekomandë nga një gjenerator tonesh dhe një detektor toni që funksionojnë brenda të njëjtit program. Në këtë artikull do të mësojmë se si të përdorim protokollin RTP (RFC 3550 - RTP: Një protokoll transporti për aplikacione në kohë reale) për marrjen/transmetimin e një sinjali audio përmes një rrjeti Ethernet.
Protokolli RTP (Protokolli në kohë reale) i përkthyer do të thotë protokoll në kohë reale, përdoret për të transmetuar audio, video, të dhëna, gjithçka që kërkon transmetim në kohë reale. Le të marrim një sinjal audio si shembull. Fleksibiliteti i protokollit është i tillë që ju lejon të transmetoni një sinjal audio me një cilësi të paracaktuar.
Transmetimi kryhet duke përdorur pako UDP, që do të thotë se humbja e paketave është mjaft e pranueshme gjatë transmetimit. Çdo paketë përmban një kokë të veçantë RTP dhe një bllok të dhënash të sinjalit të transmetuar. Kreu përmban një identifikues të burimit të sinjalit të zgjedhur rastësisht, informacion në lidhje me llojin e sinjalit që transmetohet dhe një numër unik të sekuencës së paketave në mënyrë që paketat të mund të renditen në rendin e duhur gjatë dekodimit, pavarësisht nga radha në të cilën ato janë dorëzuar nga rrjeti. Kreu mund të përmbajë gjithashtu informacione shtesë, të ashtuquajturat zgjerimi, i cili lejon që titulli të përshtatet për përdorim në një detyrë specifike aplikacioni.
Blloku i të dhënave përmban ngarkesën e paketës. Organizimi i brendshëm i përmbajtjes varet nga lloji i ngarkesës, mund të jenë mostra të një sinjali mono, një sinjal stereo, një linjë imazhi video, etj.
Lloji i ngarkesës tregohet me një numër shtatë-bitësh. Rekomandimi RFC3551 (Profili RTP për konferenca audio dhe video me kontroll minimal) përcakton disa lloje ngarkesash; tabela përkatëse jep një përshkrim të llojeve të ngarkesës dhe kuptimin e kodeve me të cilat ato janë përcaktuar. Disa kode nuk janë të lidhura rreptësisht me asnjë lloj ngarkese; ato mund të përdoren për të përcaktuar një ngarkesë arbitrare.
Madhësia e një blloku të dhënash kufizohet më lart nga madhësia maksimale e paketës që mund të transmetohet në një rrjet të caktuar pa segmentim (parametri MTU). Në përgjithësi, kjo nuk është më shumë se 1500 bajt. Kështu, për të rritur sasinë e të dhënave të transmetuara për sekondë, mund të rrisni madhësinë e paketës deri në një pikë të caktuar, dhe më pas do t'ju duhet të rrisni frekuencën e dërgimit të paketave. Në një transmetues media, ky është një cilësim i konfigurueshëm. Si parazgjedhje është 50 Hz, d.m.th. 50 pako në sekondë. Ne do ta quajmë sekuencën e paketave RTP të transmetuara një rrjedhë RTP.
Për të filluar transmetimin e të dhënave ndërmjet burimit dhe marrësit, mjafton që transmetuesi të dijë adresën IP të marrësit dhe numrin e portës që përdor për marrjen. Ato. pa ndonjë procedurë paraprake, burimi fillon të transmetojë të dhëna, dhe marrësi, nga ana tjetër, është gati t'i marrë dhe përpunojë menjëherë. Sipas standardit, numri i portit që përdoret për të transmetuar ose marrë një rrymë RTP duhet të jetë çift.
Në situatat kur është e pamundur të dihet adresa e marrësit paraprakisht, serverët përdoren ku marrësit lënë adresën e tyre dhe transmetuesi mund ta kërkojë atë duke iu referuar një emri unik të marrësit.
Në rastet kur cilësia e kanalit të komunikimit ose aftësitë e marrësit janë të panjohura, organizohet një kanal feedback përmes të cilit marrësi mund të informojë transmetuesin për aftësitë e tij, numrin e paketave që ka humbur, etj. Ky kanal përdor protokollin RTCP. Formati i paketave të transmetuara në këtë kanal është përcaktuar në RFC 3605. Në këtë kanal transmetohen relativisht pak të dhëna, 200..300 bajt në sekondë, kështu që në përgjithësi, prania e tij nuk është e rëndë. Numri i portit në të cilin dërgohen paketat RTCP duhet të jetë tek dhe një më i madh se numri i portit nga vjen transmetimi RTP. Në shembullin tonë, ne nuk do ta përdorim këtë kanal, pasi aftësitë e marrësit dhe kanalit padyshim tejkalojnë nevojat tona, deri tani modeste.
Në programin tonë, qarku i transmetimit të të dhënave, ndryshe nga shembulli i mëparshëm, do të ndahet në dy pjesë: një rrugë transmetimi dhe një rrugë marrëse. Për secilën pjesë do të bëjmë burimin tonë të orës, siç tregohet në foton e titullit.
Komunikimi i njëanshëm ndërmjet tyre do të kryhet duke përdorur protokollin RTP. Në këtë shembull, nuk kemi nevojë për një rrjet të jashtëm, pasi transmetuesi dhe marrësi do të vendosen në të njëjtin kompjuter - paketat do të udhëtojnë brenda tij.
Për të krijuar një transmetim RTP, transmetuesi i medias përdor dy filtra: MS_RTP_SEND dhe MS_RTP_RECV. I pari transmeton të dytin dhe merr transmetimin RTP. Në mënyrë që këta filtra të funksionojnë, ata duhet të kalojnë një tregues në një objekt sesioni RTP, i cili ose mund të konvertojë një rrjedhë blloqesh të të dhënave në një rrjedhë paketash RTP ose të bëjë të kundërtën. Meqenëse formati i brendshëm i të dhënave të transmetuesit të medias nuk përputhet me formatin e të dhënave të paketës RTP, përpara se të transferoni të dhënat në MS_RTP_SEND, duhet të përdorni një filtër kodues që konverton mostrat e sinjalit audio 16-bit në tetë-bit të koduar sipas u-ligj (mu-law). Në anën marrëse, filtri i dekoderit kryen funksionin e kundërt.
Më poshtë është teksti i programit që zbaton skemën e treguar në figurë (# simbolet para se të hiqen direktivat e përfshirjes, mos harroni t'i përfshini):
/* 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);
}
}
Ne përpilojmë dhe ekzekutojmë. Programi do të funksionojë si në shembullin e mëparshëm, por të dhënat do të transmetohen përmes një rryme RTP.
Në artikullin tjetër do ta ndajmë këtë program në dy aplikacione të pavarura - një marrës dhe një transmetues dhe do t'i lëshojmë ato në terminale të ndryshme. Në të njëjtën kohë, ne do të mësojmë se si të analizojmë paketat RTP duke përdorur programin TShark.
Burimi: www.habr.com