Zeitsynchrones Interaktives Übertragungssystem basierend auf Embedded Linux

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1 Zeitsynchrones Interaktives Übertragungssystem basierend auf Embedded Linux Dr.-Ing. Falko Dressler Universität Erlangen Dipl.-Ing. Leo Petrak Universität Tübingen GI Workshop Pearl 2004, Boppard 1

2 Gliederung 1. Motivation 2. Einleitung 3. Interaktive Steuerung 4. Systemarchitektur 5. Versuchsaufbau und Messungen 6. Zusammenfassung 7. Offene Fragen GI Workshop Pearl 2004, Boppard 2

3 Motivation (Wünsche) - Übertragungssystem für Bildinhalte - z.b. Power Point Präsentationen, Videoprojektion, Fernwartung - maximale Ausnutzung der Übertragungsstrecke - bidirektionale Kommunikation inkl. Interaktion - adaptive Anpassung der Netzwerkverhältnissen Geräte Access Point Internet pc104 Projektor GI Workshop Pearl 2004, Boppard 3

4 Einleitung Remote Control Systeme gibt es viele. Beispiele: VNC, PcAnywhere, NetViewer, LapLink, CarbonCopy, Timbuktu Pro, CoSession, - auch für embedded devices geeignet? - interaktiv und bidirektional? - adaptiv? - mit Dienstgüteunterstützung? - IP-basiert? - betriebssystemunabhängig? - echtzeitfähig? - mediumunabhängig? Wir bauen also so ein System! GI Workshop Pearl 2004, Boppard 4

5 Interaktive Steuerung Übertragungssystem für Bildinhalte (z.b. Power Point Präsentation) zeitsynchron (max. Ausnutzung der Übertragungsstrecke) integrierte Interaktivität (bidirektional, Rückkanal) adaptiver Regelkreis für multimediale Übertragungen Reaktion auf Netzwerkverhältnisse, Paketgröße, Bufferauslastung, Verarbeitungsfähigkeit, Dienstgütemechanismen Sender Empfänger Start Daten Stop Start- / Stopverzögerung. Die Zeitspanne zwischen verschicktem Start-Signal und dem ersten komplett empfangenen Datenpaket ist ein Maß für die Qualität der Interaktivität t s t e GI Workshop Pearl 2004, Boppard 5

6 Systemarchitektur - Zielsystem: pc104 mit Embedded Linux - Transportprotokoll: RTP (also über IP) - Steuerung über den Rückkanal: RTCP - Kodierer: z.b. mpeg4 Windows Frame Buffer Linux X11 Grafik - Output Decoder Mpeg4 Interface Interface IP - Stack Internet RTP IP - Stack PC1 RTCP PC2 GI Workshop Pearl 2004, Boppard 6

7 Versuchsaufbau b Embedded Linux Nummer der Messung Datenrate [kbit/s] Paketgröße [Byte] Sender Datennetz Empfänger Mbps Ethernet Linux-PC Versuchsaufbau für die Dienstgütemessungen. Via Funklan IEEE b an ein embedded Linux-System (oben), via 100Mbps Ethernet an einen Standard-PC (unten) GI Workshop Pearl 2004, Boppard 7

8 Messungen 0, % 0,010 Standard PC Embedded Linux 90% 80% 70% Standard PC Embedded Linux Jitter [s] 0,001 0,000 Paketverluste 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0, % Messung [kbps-paketgröße] Messung [kbps-paketgröße] Messung des Jitters Messung der Paketverlustrate GI Workshop Pearl 2004, Boppard 8

9 Aussagen über die Dienstgüte der Interaktivität 0,012 0,030 0,011 0,028 0,026 Startverzögerung [s] 0,010 0,009 0,008 Startverzögerung [s] 0,024 0,022 0,020 0,018 0,016 0,007 0,014 0,012 0, , Messung Messung Startverzögerung: Standard-PC + 100Mbps Ethernet als Datennetz Startverzögerung: Embedded Linux- System + Funklan als Datennetz GI Workshop Pearl 2004, Boppard 9

10 Zusammenfassung Auf Embedded-Linux (pc104) basierendes Übertragungssystem - synchrone Kommunikation - interaktiv - hohe Dienstgüte der Interaktion - adaptiver Regler als Steuermechanismus - leicht - anpassungsfähig Die Implementierung ist Teil einer aktuellen Arbeit GI Workshop Pearl 2004, Boppard 10

11 Offene Fragen Sicherheit des Systems - zuerst keine Sicherheitsmechanismen integriert - denkbar wäre der Einsatz von IPsec - Einfluss auf die Echtzeitfähigkeit weitere Untersuchungen Multiuser Interaktion - Realisierung von kollaborativen Szenarien - Chancen Beeinflussung weitere Untersuchnungen Einsatz intelligenter Kodierer - Anzahl der Frames abhängig v.d. Qualität und Auslastung des Kanals - Synchronisation auf Kosten der Bildqualität - als Bestandteil des Reglers denkbar weitere Untersuchnungen GI Workshop Pearl 2004, Boppard 11

12 Fragen merci. GI Workshop Pearl 2004, Boppard 12