Basler Components. Unicast- & Multicast-Verbindungen mit einer Basler IP-Kamera APPLICATION NOTES
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- Nadja Schumacher
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1 ENT- Basler Components Unicast- & Multicast-Verbindungen mit einer Basler APPLICATION NOTES Dokumentnummer: AW Version: 03 Sprache: 001 (German) Erscheinungsdatum: 14. September 2010
2 Basler Support-Adressen Europa und Naher Osten: Basler AG Tel: An der Strusbek Fax: Ahrensburg Germany The Americas: Basler, Inc. Tel.: Springdale Drive, Suite 203 Fax: Exton, PA U.S.A. Asien: Basler Asia Pte. Ltd Tel: Boon Lay Way Fax: # Tradehub 21 bc.support.ip.asia@baslerweb.com Singapore Änderungen an dieser Publikation ohne Vorankündigung jederzeit vorbehalten. Copyright Basler Vision Technologies.
3 1 Einleitung Dieses Dokument erläutert die Unterschiede zwischen Unicast- und Multicast-Verbindungen bei Basler s. Abschnitt 2 auf Seite 2 erläutert die Grundlagen von Unicast-Verbindungen. Abschnitt 3 auf Seite 10 erläutert die Grundlagen von Standard-Multicast-Verbindungen. Abschnitt 4 auf Seite 17 erläutert die Grundlagen von On Demand-Multicast-Verbindungen. IPCam IP Cam Application Notes 1
4 2 Unicast-Verbindungen Eine Unicast-Verbindung ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Netzwerkpartnern (z.b. einer Basler und einem PC). 2 Application Notes
5 Zur Veranschaulichung schauen wir uns zunächst die unten abgebildete Netzwerkkonfiguration an. Die Illustrationen auf den nächsten Seiten zeigen, wie Unicast-Streams aufgesetzt werden und welchen Einfluss sie auf die Kamera haben. A. IP: Zunächst sendet die Kamera keinen Videostream an das angeschlossene Subnetz. Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: IP: Application Notes 3
6 B. IP: Über einen der PCs wird die Kamera so konfiguriert, dass sie einen MPEG-4-komprimierten Videostream sendet. PC2 IP: IP: IP: Application Notes
7 C. Über einen Unicast-RTSP-Befehl fordert einen MPEG-4- Videostream von der Kamera an: IP: Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: IP: Application Notes 5
8 D. IP: Über eine Unicast-Verbindung sendet die Kamera einen Videostream Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: IP: Application Notes
9 E. IP: Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: IP: Über einen weiteren Unicast- RTSP-Befehl fordert PC3 den gleichen MPEG-4-Videostream von der Kamera an: Application Notes 7
10 F. IP: Die Kamera überträgt Videostreams an und PC3 über zwei Unicast-Verbindungen. Dadurch benötigt die Kamera doppelt so viel Bandbreite wie zur alleinigen Stream-Übertragung an. Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: Jeder neue Unicast-Stream erhöht die Arbeitslast in der Kamera zusätzlich, was einen negativen Einfluss auf die mit dem Encoder der Kamera maximal erreichbare Bildrate haben kann. IP: Application Notes
11 Unicast-Verbindungen verwenden: Unicast-Anfragen, die ein PC zum Aufsetzen eines Videostreams sendet, können HTTP-basiert (zur Anforderung eines MJPEG-Streams) oder RTSP-basiert (zur Anforderung eines MPEG-4- oder H.264-Streams) sein. Die HTTP- und RTSP-Protokolle sind TCP/IP-basiert. Die folgende URL dient zur Anforderung eines MJPEG-codierten Videostreams über eine Unicast- Verbindung: Die folgende URL dient zur Anforderung eines MPEG-4-codierten Videostreams über eine Unicast- Verbindung: rtsp://<ipcamipaddr>/mpeg4 Die folgende URL dient zur Anforderung eines H.264-codierten Videostreams über eine Unicast- Verbindung: rtsp://<ipcamipaddr>/h264 : <IpCamIpAddr> = the IP address of the Basler IP Camera. und<number> für die Nummer des angeforderten Streams steht. Die Videostream-Übertragung über eine Unicast-Verbindung kann über UDP- oder TCP/IP-basierte Protokolle erfolgen. MJPEG verwendet immer das HTTP-Protokoll. MPEG4 und H.264 verwenden immer das RTP-Protokoll. RTP ist entweder UDP- oder TCP/IP-basiert. Application Notes 9
12 3 Standard-Multicast- Verbindungen Über eine Multicast-Verbindung kann ein Server (z.b. eine Basler ) Videostreams and das gesamte angeschlossene Subnetz übertragen. 10 Application Notes
13 Zur Veranschaulichung schauen wir uns zunächst die unten abgebildete Netzwerkkonfiguration an. Die Illustrationen auf den nächsten Seiten zeigen, wie ein Multicast-Stream aufgesetzt wird und welchen Einfluss er auf die Kamera hat. A. IP: Zunächst sendet die Kamera keinen Videostream an das angeschlossene Subnetz. Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: IP: Application Notes 11
14 B. IP: Über einen der PCs wird eine Multicast-Verbindung für die Kamera eingerichtet. PC2 IP: IP: IP: Application Notes
15 C. Zunächst ist den einzelnen PCs der Multicast-Stream der Kamera nicht bekannt, sie empfangen also auch nichts. IP: Die Kamera beginnt sofort damit, Videostreams über eine Multicast-Verbindung an das gesamte Subnetz zu übertragen. Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: Die Multicast-Übertragung erzeugt sofort eine Netzwerklast, obwohl noch keiner der PCs einen Videostream angefordert hat. IP: Application Notes 13
16 D. Jeder PC kann jetzt die benötigten Informationen über den Multicast-Stream der Kamera abrufen, indem er einen individuellen RTSP-basierten Unicast-Befehl sendet. rtsp:// /mpeg4?multicast IP: Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: rtsp:// / mpeg4?multicast IP: rtsp:// /mpeg4?multicast 14 Application Notes
17 E. Über die Multicast-Verbindung empfangen die PCs nun den Videostream der Kamera. IP: Netzwerk- Switch PC2 IP: IP: Da die Kamera nur einen Videostream bereitstellen muss, ist die Arbeitslast in der Kamera die gleiche wie für einen einzelnen Unicast-Stream, obwohl der Multicast- Stream an alle drei PCs, also das gesamte Subnetz, gesendet wird. IP: Application Notes 15
18 Multicast-Verbindungen verwenden: Damit ein PC die benötigten Informationen über den Multicast-Stream der Kamera abrufen kann, muss der PC einen RTSP-basierten Unicast-Befehl (mit Angabe der Unicast-IP-Adresse der Kamera) an die Kamera senden. Sobald der PC diese Informationen empfangen hat, kann er auf den Multicast-Stream der Kamera zugreifen. Die folgende URL dient zur Anforderung eines MPEG-4-codierten Videostreams über eine Multicast-Verbindung: rtsp://<ipcamipaddr>/mpeg4?multicast Die folgende URL dient zur Anforderung eines H.264-codierten Videostreams über eine Multicast- Verbindung: wobei rtsp://<ipcamipaddr>/h264?multicast <IpCamIpAddr> für die IP-Adresse der Basler steht Die Videostream-Übertragung über eine Multicast-Verbindung kann nur über das Protokoll RTP, ein UDP-basiertes Protokoll, erfolgen. Daher können MJPEG-Streams nicht über eine Multicast-Verbindung übertragen werden (die Übertragung von MJPEG-codierten Videodaten ist immer HTTPbasiert). Welche Multicast-IP-Adresse Sie für die Kamera konfigurieren spielt keine Rolle, solange sie im für Multicast-Verbindungen reservierten Bereich liegt, d.h., bis (Class D). Zur Unterscheidung zwischen mehreren Multicast-Teilnehmern im selben Subnetz dienen unterschiedliche Multicast-IP-Adressen oder verschiedene Ports. Neben einem Multicast-Videostream von einer Kamera kann ein PC auch zusätzliche Unicast- Streams von derselben Kamera empfangen. 16 Application Notes
19 4 On Demand-Multicast- Verbindungen Wenn Sie über einen PC eine Multicast-Verbindung für Ihre Kamera einrichten, werden Ihnen auf der Registerkarte "RTSP Streaming" zwei Multicasting-Kontrollkästchen auffallen: "Multicast" und "Multicast On-Demand". Wenn nur das Kontrollkästchen "Multicast" aktiviert ist, ist eine Standard-Multicast- Verbindung aktiv. Die Multicast-Übertragung wird funktionieren wie in Abschnitt 3 beschrieben. Wenn Sie auch das Kontrollkästchen für Multicast On-Demand aktivieren, wird nicht die Standard- Multicast-Verbindung aktiv, sondern eine On Demand-Multicast- Verbindung. Bei der Standard-Multicast-Verbindung startet die Kamera einen Multicast-Stream sobald Multicasting aktiviert ist. Der Stream bleibt so lange bestehen, so lange die Standard-Multicast-Verbindung aktiviert ist. Wenn On-Demand Multicasting aktiviert ist, ist dies nicht der Fall. Wenn On-Demand Multicasting das erste Mal aktiviert wird, sendet die Kamera nicht sofort einen Multicast-Stream. Stattdessen wartet sie auf eine Anfrage vom Client. Wenn der erste Client eine RTSP "PLAY"-Anfrage stellt, schickt die Kamera einen Multicast- Stream an das gesamte Netztwerk. So lange ein oder mehrere Clients auf einen Multicast-Stream zugreifen, schickt die Kamera weiterhin den Stream. Wenn der letzte Client, der auf den Stream zugreift eine RTSP "TEARDOWN"-Anfrage stellt, um die Session zu schließen, hört die Kamera mit dem Multicast-Streaming auf. Multicast-Streaming wird erst wieder gestartet, wenn wenigstens ein Client einen Stream anfordert. Mit On-Demand-Multicasting wird nur Netzwerklast erzeugt, solange auch wirklich wenigstens ein Client einen Multicast-Stream angefordert hat. IPCam IP Cam Application Notes 17
20 18 Application Notes
21 Änderungshistorie Änderungshistorie Dokumentnummer Datum Änderungen AW Sep 2010 Erste Version erstellt. Application Notes 19
22 Änderungshistorie 20 Application Notes
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