...

Расчёт потребности в пропускной способности необходимой для передачи аудио с устройствами Barix

14.08.2011
Одним из первых вопросов, возникающих у людей после знакомства с оборудованием Barix, является вопрос о требуемой пропускной способности. В этом документе мы объясним вам, как рассчитать полный битрейт (bit rate), который потребуется для передачи различных типов аудио сигналов по сети, используя оборудование Barix.
Одним из первых вопросов, возникающих у людей после знакомства с оборудованием Barix, является вопрос о требуемой пропускной способности. В этом документе мы объясним вам, как рассчитать полный битрейт (bit rate), который потребуется для передачи различных типов аудио сигналов по сети, используя оборудование Barix.

Полный битрейт (Total bit rate) равен аудио битрейт (Audio bit Rate) плюс “Overhead” (дополнительная служебная информация, передаваемая с каждым информационным пакетом), который определяется технологией передачи данных в IP сетях [OSI модель].


Для тестирования использовался Instreamer 100 (со стандартной прошивкой) сконфигурированный сначала в RAW UDP и потом в RTP, а также Exstreamer 1000 (с прошивкой STL).


Режим RAW UDP STREAMING MODE


Структуру пакетов Ethernet можно посмотреть в Википедии по ссылке  [Ethernet]
Полный Ethernet Overhead на один пакет составляет is 300 бит.

Структуру пакетов IP можно посмотреть в Википедии по ссылке [Ip пакет]
Полный IP Overhead на один пакет составляет is 160 бит.


Структуру пакетов UDP можно посмотреть в Википедии по ссылке [UDP пакет]
Полный UDP Overhead на один пакет составляет is 64 бит.

Полный размер Overhead на 1 составит Ethernet Overhead + IP Overhead + UDP Overhead = 524 бит

Аудио битрейт (Bit rate) выражается в бит/сек (bit/sec) , а «Overhead» (служебная информация) выражается в bit/packet. Так что нам потребуется перевести параметр «Overhead» (bit/packet) в «Overhead» (bit/sec). Для этого нам необходимо знать количество пакетов в секунду (packet/sec), которое определяется форматом аудио и может измеряться программой Network Protocol Analyzer, например, Wireshark .

Параметры Audio Data для различных форматов аудио, частота сэмплирования (sampling frequency) и качество (средняя MP3 битрейт), рассчитывались с Barix Instreamer и взяты из его инструкции по эксплуатации (firmware V3.10 – page 18 - [Barix документация]).

Для MPEG1/2 Layer3 (MP3) bit rate
Следующий интервал bit Rate поддерживается модулем IPAM100 при кодировании аудио
28kbps (MPEG2@16KHz mono) - 192kbps (MPEG1@48KHz stereo)

А при декодировании IPAM100 и IPAM300 интервал:
8kbps (MPEG2) - 320kbps (MPEG1)


Overhead/sec = Overhead/Packet x Packet/sec

Total Bit Rate (Kbit/sec) = Audio Data Rate (Kbit/sec) + Overhead/sec (Kbit/sec)


(1 Kbit = 1000 bit)


Audio Format

Audio Data Rate (Kbit/sec)

Packet/sec (Wireshark)

Overhead (bit)

Total Bit Rate (Kbit/sec)

PCM 16 bit 8 KHz, mono
128
13.551
524
135.1
PCM 16 bit 24 KHz, mono
384
42.213
524
406.12
uLaw 8 KHz, mono
64
6.7
524
67.5
ALaw 8 KHz, mono
64
6.7
524
67.5
ALaw 24KHz, mono
192
20.28
524
202.62
uLaw 24 KHz, mono
192
20.28
524
202.62
MPEG1 48KHz quality 0, stereo
88
16.46
524
96.62
MPEG1 48KHz quality 4, stereo
144
22.56
524
155.82
MPEG1 48KHz quality 7
192
27.81
524
206.57
MPEG1 48KHz quality 4, mono
96
16.08
524
104.42
MPEG1 44.1KHz, quality 0, mono
65
12.27
524
71.43
MPEG1 44.1KHz, quality 4, mono
90
15.76
524
98.25
MPEG1 44.1KHz, quality 7, mono
140
25
524
153.1
MPEG2 16KHz quality 0, mono
28
5.8
524
31.03
MPEG2 16KHz quality 4, mono
44
7.58
524
47.97
MPEG2 16KHz quality 7
64
11.5
524
70


Без Ethernet Overhead


Audio Format
Audio Data Rate (Kbit/sec)
Packet/sec (Wireshark)
Overhead (bit)
Total Bit Rate (Kbit/sec)
PCM 16 bit 8 Khz, mono
128
13.551
224
131.4
PCM 16 bit 24 Khz, mono
384
42.213
224
393.46
uLaw 8 Khz, mono
64
6.7
224
65.5
ALaw 8 Khz, mono
64
6.7
224
65.5
ALaw 24KHz, mono
192
20.28
224
196.54
uLaw 24 Khz, mono
192
20.28
224
196.54
MPEG1 48KHz quality 0, stereo
88
16.46
224
91.69
MPEG1 48KHz quality 4, stereo
144
22.56
224
149.05
MPEG1 48KHz quality 7, stereo
192
27.81
224
198.23
MPEG1 48KHz quality 4, mono
96
16.08
224
99.6
MPEG1 44.1KHz quality 0, mono
65
12.27
224
67.75
MPEG1 44.1KHz quality 4, mono
90
15.76
224
93.53
MPEG1 44.1KHz quality 7, mono
140
25
224
145.6
MPEG2 16KHz quality 0, mono
28
5.8
224
29.3
MPEG2 16KHz quality 4, mono
44
7.58
224
45.7
MPEG2 16KHz quality 7, mono
64
11.5
224
66.58


Режим RTP STREAMING MODE


Структуру пакетов UDP можно посмотреть в Википедии по ссылке
Total RTP Overhead на 1 пакет составляет 128 bit (включая также MP3 MPA в RTP пакете, который имеет дополнительные 32 bit в заголовке).

Total Bit of Overhead на пакет = Ethernet Overhead + IP Overhead + UDP Overhead + RTP Overhead = 652 bit

Цифры для Audio Data, аналогичны указанным выше, так как протокол передачи не влияет на битрейт аудио.

Overhead/sec = Overhead/Packet x Packet/sec
Total Bit Rate (Kbit/sec) = Audio Data Rate (Kbit/sec) + Overhead/sec (Kbit/sec)
(1 Kbit = 1000 bit)

Audio Format
Audio Data Rate (Kbit/sec)
Packet/sec (Wireshark)
Overhead (bit)
Total Bit Rate (Kbit/sec)
MPEG1 48KHz quality 0, stereo
88
41.7
652
115.2
MPEG1 48KHz quality 4, stereo
144
41.7
652
171.2
MPEG1 48KHz quality 7, stereo
192
41.7
652
219.2
MPEG1 48KHz quality 4, mono
96
41.7
652
123.2
MPEG1 44.1KHz quality 0, mono
65
38.3
652
90
MPEG1 44.1KHz quality 4, mono
90
38.3
652
114.97
MPEG1 44.1KHz quality 7, mono
140
38.3
652
164.97
MPEG2 16KHz quality 0, mono
28
27.8
652
46.12
MPEG2 16KHz quality 4, mono
44
27.8
652
62.12
MPEG2 16KHz quality 7, mono
64
27.8
652
82.12


Audio Format (STL)
Audio Data Rate (Kbit/sec)
Packet/sec (Wireshark)
Overhead (bit)1
Total Bit Rate (Mbit/sec)2
ALaw 8 Khz, mono
64
50
620
0.09
PCM MSB 16 bit 8 KHz mono
128
50
620
0.16
PCM MSB 16 bit 11.025 KHz mono
176.4
50
620
0.2
PCM MSB 16 bit 12 KHz mono
192
50
620
0.22
PCM MSB 16 bit 16 KHz mono
256
50
620
0.29
PCM MSB 16 bit 22.050 KHz mono
352.8
50
620
0.38
PCM MSB 16 bit 24 KHz mono
384
50
620
0.41
PCM MSB 16 bit 32 KHz mono
512
50
620
0.54
PCM MSB 16 bit 44.1 KHz mono
705.6
70
620
0.75
PCM MSB 16 bit 48 KHz mono
768
75
620
0.81
PCM MSB 16 bit 8 KHz stereo
256
50
620
0.29
PCM MSB 16 bit 11.025 KHz stereo
352.8
50
620
0.38
PCM MSB 16 bit 12 KHz stereo
384
50
620
0.41
PCM MSB 16 bit 16 KHz stereo
512
50
620
0.54
PCM MSB 16 bit 22.050 KHz stereo
705.6
70
620
0.75
PCM MSB 16 bit 24 KHz stereo
768
75
620
0.81
PCM MSB 16 bit 32 KHz stereo
1024
100
620
1.08
PCM MSB 16 bit 44.1 KHz stereo
1411.2
137
620
1.5
PCM MSB 16 bit 48 KHz stereo
1536
150
620
1.63


1 -в PCM и A/uLaw режимах вещания, не используется MPA wrapper.

2 - 1 Mbit = 1000 Kbit.


Вернуться обратно
ОПУБЛИКОВАТЬ В СОЦ.СЕТЯХ
...
Подпишись на рассылку!
Новости, обзоры, акции
Выберите рассылку