Convergence of real-time audio and video streaming technologies

Abstract

Die digitale Vernetzung von elektronischen Geräten im Heimbereich gewinnt immer mehr an Bedeutung. In einem typischen Haus werden viele verschiedene Arten von Netzwerken installiert, die für unterschiedliche Zwecke optimiert sind. Einige davon können zur Echtzeit-Übertragung von Audio-/Video-Daten verwendet werden. Gleiches gilt für den Automobil-Bereich. Diese Arbeit beschreibt Konzepte zur Echtzeit-Übertragung von Multimedia-Daten im Heim- und Automobilbereich, geht auf die notwendigen Voraussetzungen ein und erläutert Möglichkeiten, die Grenzen zwischen verschiedenen Netzwerken zu überwinden.<br />Aufgrund der Anzahl an verschiedenen Netzwerken in diesen Umgebungen, die auch für Audio-/Video-Streaming eingesetzt werden, kann eine Verbindung dieser Netzwerke den Nutzen der angeschlossenen Geräte erhöhen. Es werden Möglichkeiten aufgezeigt, verschiedene Netze zu koppeln, um Quellen und Senken dieser Ströme in unterschiedlichen Arten von Netzwerken zu verbinden. Das Design eines Gateways wird erarbeitet, wobei besonderer Wert darauf gelegt wird, dass dieses möglichst universell ist und an verschiedene Netzwerke und Protokolle angepasst werden kann. Das Gateway führt so geringe Modifikationen wie möglich an dem Multimedia-Datenstrom durch, sodass die Qualität der Wiedergabe möglichst wenig unter der Umsetzung zwischen den verschiedenen Netzwerken leidet. Die Datenübertragung erfolgt auf allen beteiligten Netzwerken gemäß offenen Standards, um einer maximalen Anzahl von Geräten die Teilnahme daran zu ermöglichen. Proprietäre Protokolle werden vermieden.<br />Im Rahmen von Beispiel-Implementierungen werden Teilaspekte der Problemstellung gelöst und somit die Funktionalität des gewählten Ansatzes nachgewiesen. Spezielle Probleme, die berücksichtigt werden müssen, wie insbesondere das korrekte Zeitverhalten, werden aufgezeigt und Lösungsmöglichkeiten vorgestellt. Es wird gezeigt, wie verschiedene Netzwerke über ein universelles Gateway für Echtzeit-Multimedia-Datenströme gekoppelt werden können.<br />

Networking between electronic devices within the home becomes more and more common. In a typical house, there are many different kinds of network that are optimised for dedicated applications. Some can be used for real-time transmission of audio/video data. The same applies to the automotive sector. This work describes concepts for real-time transmission of multimedia data within the home and vehicles, specifies the requirements and outlines how to overcome the borders between the networks with respect to audio/video streaming.<br />Due to the number of different networks that are used for audio and video streaming in these environments, interconnection between these networks can add benefit to the attached devices. Possibilities for coupling of different networks are examined to connect sources and sinks of these streams in various kinds of network. The design of a gateway is developed. Special attention is paid to make it as universal as possible and allow adaptation for different networks and protocols. The gateway modifies the multimedia data stream as little as possible in order to minimise the degradation of the presentation quality. Data transmission is performed according to open standards on all networks in order to enable as many devices as possible to take part. Proprietary protocols are avoided.<br />Example implementations demonstrate the solutions to different parts of the problem and prove the functionality of the chosen concept. Special problems that have to be carefully considered, particularly timing issues, are explained, and solutions are proposed. It is shown how different networks can be coupled via a universal gateway for real-time multimedia streaming.