سلسلة دروس برمجة الـ Rtp In Voip & Video Conferencing, C# RTP VOIP Video In Multicasting Systems

ثانيا Voice Jitter Loss & Delay:
يعتبر هذا التحدي من واحد من أكبر التحديات التي تواجه مبرمجي أنظمة المؤتمرات وذلك لسبب هام ومعروف وهو أنه كلما زاد حجم البيانات المحملة على الـRTP Packet زاد الاحتياج إلى قناة نقل ذات جودة أعلى والسبب اختلاف حجم الـFrame الأقصى Max Size of frame والتي تستطيع قناة النقل أن تحمله وكمثال فإن الحجم الأقصى للـFrame في شبكة الـEthernet هو 1500 Bytes وهذا يعني أنه في حالة نقل البيانات على شبكات أبطأ عندها يجب تقليل حجم الـFrame وكلما قل حجم الـFrame زاد عدد تلك الـFrames وبالتالي فرصة اكبر لضياع Frames إثناء النقل كما سيحتاج المستقبل فترة أطول و Buffer أكبر لإعادة ترتيب تلك الـFrames إذ يتراوح حجم الـHeader الخاص بالـIPv4 من 20 إلى 60 Bytes بناءا على الـOptions المستخدم فإذا لم يتم استخدام الـOptions عندها سيكون حجم الـHeader ثابت وهو 20 Bytes ويحتاج الـUDP Header إلى 8Bytes و الـRTP Header إلى 12 Bytes وفي هذه الحالة فإن صافي حجم الـRTP Frame الواحد بدون البيانات هو 40 Bytes.

كود

Empty RTP Frame Size = 20 Bytes for IPv4 Header+ 8 Bytes for UDP Header + 12 Bytes For RTP Header = 40Bytes.

وكمثال إذا كنت تريد نقل 1024 K Bytes من البيانات على شبكة الـEthernet فإنك ستحتاج إلى تقسيم البيانات على الحجم ألأعظمي لقناة النقل هذه وهو 1500 Bytes ولحساب ذلك:

كود

1500 Bytes – 40 Bytes for each frame = 1460 Bytes
1024 KB to Bytes = 1024^2
(1024^2) / 1460 = 718 Frames

وبذلك نحتاج إلى تقسيم تلك البيانات إلى 718 Frames مما يعني زيادة حجم البيانات بمقدار 28720 Bytes وهي ناتج ضرب حجم الـFrame الواحد بعدد الـFrames أي 718 * 40 وتعتبر هذه الزيادة حجم زائد يتحملها في النهاية المستقبل وبالتالي زيادة في Delay لإجراء عمليات الترتيب والمعالجة لتلك البيانات قبل عرضها.

الدرس الثاني: التعامل مع بروتوكول النقل في الزمن الحقيقي RTP وشرح مكوناته واجزائه وبرمجته تحت منصة الدوت نيت

مكونات الـRTP Real-Time Transport Protocol Header:
يتكون الـRTP Header من 12 Bytes أساسية Fixed مقسمة كما هو واضح في الشكل التالي:



1-Version: ويتكون من 2 bits ويوضع فيه الإصدار الـRTP المستخدم وحاليا نحن نعمل على الإصدار الثاني.

2-Padding: ويتكون من 1 bit وهو Flag يبين إذا كنا سنضيف معلومات إضافية على الـRTP Header وكمثال يمكن أن يستخدم هذا الـ Padding في حالة كنا نريد إرسال الـRTP Payload بشكل مشفر وبهذه الحالة يضاف الـPadding والذي سيحتوي على معلومات حول موقع الـPayload المشفر في أسفل الـRTP Header.

3-Extension: ويتكون من 1 bit وهو Flag يبين إذا كان الـRTP Header يحتوي على Extensions في نهاية الـRTP Header أم لا والتي قد تحتوي على معلومات خاصة بالـApplication الذي يستخدم الـRTP لنقل البيانات.

4-CSRC Count : ويتكون من 4 bits وفيه يبين عدد الـ Content Source Identifiers الملحقة مع الـRTP Header ويستخدم هذا الـField في حالة كنا نريد دمج أكثر من RTP Stream في RTP Stream واحد فمن المعروف أنه لا يمكن تحميل أكثر من Payload Type واحد على الـRTP Stream وبالتالي في حالة كنا نريد إرسال الصوت والصورة فلا بد من استخدام اثنين من الـRTP Stream وبالتالي قد تظهر مشاكل لاحقة في عملية المزامنة بين الصوت والصورة ولحل هذه المشكلة يمكن دمج الـRTP Stream الخاص بالصوت والـRTP Stream الخاص بالصورة بـ RTP Stream واحد وتميزها بإعطاء Identifier خاص لكل منها ويتكون الـ IdentifierللـCSRC من 32 bits وقد يصل عدد الـCSRC التي يمكن تحميلها على الـRTP Header إلى 16 بحجم أعظمي 32X16 = 480 bits.

5-Marker: ويتكون من 1 bit وهو Flag يبين بداية ونهاية الإرسال لكل مجموعة من البيانات وكمثال في حالة نقل صورة Image Frame على أكثر من RTP Packet فإن ذلك الـMarker سيحتوي على قيمة 1 في أول Frame يتم إرساله لمعرفة بداية ونهاية الإرسال لتلك الصورة.

6-Payload Type: ويتكون من 7 bits توضح فيها نوع البيانات التي سيتم تحميلها على الـRTP Packet وكما أوضحنا سابقا لا يمكن أن يتم تحميل أكثر من نوع من البيانات على نفس الـRTP Stream ويبين الجدول التالي أنواع الـRTP Payload التي يمكن تحميلها على الـRTP Stream:



7-Sequence Number: ويتكون من 16 bits ويحتوي على الرقم المتسلسل والذي يولد في البداية بشكل عشوائي ويزيد بمقدار واحد لكل RTP Packet يتم إرساله ويستفاد من هذا الرقم لمعرفة موقع الـRTP Packet عند استلامه لإجراء عملية الترتيب كذلك يستفاد منه في اكتشاف فقدان إي من الـRTP Packets المرسلة.

الدرس الثالث: التعامل مع الـDirect Sound والـRTP لعلية نقل الصوت كذلك حل بعض المشاكل المتعلقة بالـ Jitter في أنظمة الـMulticast VOIP Conferencing:

تحدت في الدرس السابق عن مكونات الـRTP وكيفية استخدامه في بيئة الدوت نيت وفي هذا الدرس سنقوم بتطبيق برمجة نظام بسيط لبث الصوت من نقطة إلى مجموعة One-To-Many وسنقوم أيضا بالتحكم بخواص الـBuffer بهدف المزامنة بين عملية التسجيل والإرسال والعرض والتحكم به لتقليل الـDelay والـLoss في عملية الإرسال بناءا على سرعة الشبكة.

أولا: استخدام الـDirectSound في التعامل مع الصوت :
لتعامل مع الـDirectSound لابد أولا من إضافة الـ Microsoft.DirectX والـ Microsoft.DirectX.DirectSound Namespaces إلى الـReferences في المشروع ويحتوي الـDirectSound على عدد من الـClasses والتي تستخدم في برمجة كل ما يتعلق بالصوت تقريبا مثل التسجيل والـEncoding والعرض والكثير من الأمور وما يهمنا في هذا المشروع هو استخدام الـClasses التالية:

WaveFormat: ويستخدم لتحديد تفاصيل الـWave Format مثل عدد الـ Channels مثلا 1 أو 2 و ونوع الـ Modulation المستخدم مثل الـPCM-Pulse Code Modulation وعدد الـ SamplesPerSecond وعدد الـ BitsPerSample لأستخدم هذه المعلومات في عملية تحويل الذبذبات الصوتية إلى Bits لتمكين نقلها عبر الشبكة.

CaptureBufferDescription: ويستخدم لتحديد حجم الـBytes Buffer والذي سيتم حجزه في الذاكرة لاستقبال WAVE Bits الملتقطة.

CaptureDevicesCollection: وهو Array Of Devices ويستخدم لإرجاع كافة الـHardware Devices Info المتعلقة بوحدات الإدخال\الإخراج الصوتية المتاحة لديك لتحديد واحد منها في عملية التقاط الصوت من المايكروفون وعرض الصوت على السماعات.

DeviceInformation: ويستخدم لتحديد واحد من الـDevices التي سيتم إرجاعها من CaptureDevicesCollection حيث سيرجع الـGUID Globally Unique Identifier الخاص بالـSound Driver لديك.

Capture: ويعرف به الـDriver GUID الذي يتم جلبه من DeviceInformation لاستخدامه في الـ CaptureBuffer لالتقاط الصوت وتخزينه في الـBuffer.

CaptureBuffer: وهو الـClass المسئول عن عملية التقاط الصوت ووضعه في الـBuffer إذ يمرر له الـ CaptureBufferDescription Object والـ Capture Object لبدأ عملية التقاط الصوت ضمن المعلومات الممررة له وتخزينه في الـ Buffer المحدد.

BufferPositionNotify: وهو Handler Notification Class يستخدم لتنفيذ Event محدد عند وصول الـBuffer إلى منطقة معينة.

Notify: ويحدد فيه عدد الـBytes التي إن وصل لها معبئ الـBuffer فسيتم عمل Trigger للـEvent الذي سيقوم بعملية معينة كتفريغ الـBuffer من جديد.

Device: وسيستخدم في طرف المستمع وفيه يتم تحديد الـSound Card الذي سيتم عرض الصوت عليه ويربط فيه جزأين أولا الـApplication الذي سيتم التعامل معه في عملية معالجة وعرض الصوت والثاني الـ CooperativeLevel Priority.

BufferDescription: وسيستخدم في طرف المستمع إذ يحتوي على مجموعة من الـ Properties والـ Methods لتحديد وإرجاع معلومات عن الـBuffer الذي سيستخدم في تجميع الـBytes الواردة من مصدر ما.

SecondaryBuffer: وسيستخدم في طرف المستمع ويمرر له الـ BufferDescriptionوالـDevice Object لبدأ عملية تجميع الـBuffer ومن ثم إمكانية عرضه على الـSound Device المحدد.

ثانيا: مراحل بناء نظام لنقل الصوت إلى مجموعة من المتصلين باستخدام الـDirectSound والـRTP:
بعدما قمنا بشرح موجز عن استخدام كل Class من الـClasses التي سيتم التعامل معها في الـDirect Sound سنتحدث في هذه الجزء عن كيفية استخدمها برمجيا بشكل مجموعة من المراحل المترابطة (سأقوم بإضافة تعليق باللغة الإنجليزية على كل سطر من اسطر المثال لتسهيل تتبع الكود):

1-التعامل مع الـSound Card لعملية تسجيل الصوت من المايكروفون والتعامل مع الـ WAVE Format:

المرحلة الأولى تعريف الـClasses الخاصة بالـDirect Sound وكما تم شرحها في الأعلى:

كود

private CaptureBufferDescription captureBufferDescription;
private AutoResetEvent autoResetEvent;
private Notify notify;
private WaveFormat waveFormat;
private Capture capture;
private CaptureBuffer captureBuffer;
private Device device;
private SecondaryBuffer playbackBuffer;
private BufferDescription playbackBufferDescription;

المرحلة الثانية سنقوم بإنشاء دالة لتعريف الـSound Card الذي سيستخدم في عملية تسجيل الصوت وكذلك هي نفسها عند المستقبل:

كود

public void SetVoiceDevices(System.Windows.Forms.Control AppForm_TypeThis)
{
// Use The Recommended settings For Sound Devices
SetVoiceDevices(
0, // Device Number (First Device)
1, // Channels (2 if Stereo)
AppForm_TypeThis, // Application Form Pointer
16, // BitsPerSample
22050); // SamplesPerSecond
}
public void SetVoiceDevices(int deviceID, short channels, System.Windows.Forms.Control AppForm_TypeThis, short bitsPerSample, int samplesPerSecond)
{
// Installization Voice Devices
device = new Device(); // Sound Input Device
device.SetCooperativeLevel(AppForm_TypeThis, CooperativeLevel.Normal); // Set The Application Form and Priority
CaptureDevicesCollection captureDeviceCollection = new CaptureDevicesCollection(); // To Get Available Devices (Input Sound Card)
DeviceInformation deviceInfo = captureDeviceCollection[deviceID]; // Set Device Number
capture = new Capture(deviceInfo.DriverGuid); // Get The Selected Device Driver Information

//Set up the wave format to be captured.
waveFormat = new WaveFormat(); // Wave Format declaration
waveFormat.Channels = channels; // Channels (2 if Stereo)
waveFormat.FormatTag = WaveFormatTag.Pcm; // PCM - Pulse Code Modulation
waveFormat.SamplesPerSecond = samplesPerSecond; // The Number of Samples Peer One Second
waveFormat.BitsPerSample = bitsPerSample; // The Number of bits for each sample
waveFormat.BlockAlign = (short)(channels * (bitsPerSample / (short)); // Minimum atomic unit of data in one byte, Ex: 1 * (16/ = 2 bits
waveFormat.AverageBytesPerSecond = waveFormat.BlockAlign * samplesPerSecond; // required Bytes-Peer-Second Ex. 22050*2= 44100
captureBufferDescription = new CaptureBufferDescription();
captureBufferDescription.BufferBytes = waveFormat.AverageBytesPerSecond / 5; //Ex. 200 milliseconds of PCM data = 8820 Bytes (In Record)
captureBufferDescription.Format = waveFormat; // Using Wave Format

// Playback
playbackBufferDescription = new BufferDescription();
playbackBufferDescription.BufferBytes = waveFormat.AverageBytesPerSecond / 5; //Ex. 200 milliseconds of PCM data = 8820 Bytes (In Playback)
playbackBufferDescription.Format = waveFormat;
playbackBuffer = new SecondaryBuffer(playbackBufferDescription, device);
bufferSize = captureBufferDescription.BufferBytes;
}

الدرس الثالث: التعامل مع الـDirect Sound والـRTP لعلية نقل الصوت كذلك حل بعض المشاكل المتعلقة بالـ Jitter في أنظمة الـMulticast VOIP Conferencing:

تحدت في الدرس السابق عن مكونات الـRTP وكيفية استخدامه في بيئة الدوت نيت وفي هذا الدرس سنقوم بتطبيق برمجة نظام بسيط لبث الصوت من نقطة إلى مجموعة One-To-Many وسنقوم أيضا بالتحكم بخواص الـBuffer بهدف المزامنة بين عملية التسجيل والإرسال والعرض والتحكم به لتقليل الـDelay والـLoss في عملية الإرسال بناءا على سرعة الشبكة.

أولا: استخدام الـDirectSound في التعامل مع الصوت :
لتعامل مع الـDirectSound لابد أولا من إضافة الـ Microsoft.DirectX والـ Microsoft.DirectX.DirectSound Namespaces إلى الـReferences في المشروع ويحتوي الـDirectSound على عدد من الـClasses والتي تستخدم في برمجة كل ما يتعلق بالصوت تقريبا مثل التسجيل والـEncoding والعرض والكثير من الأمور وما يهمنا في هذا المشروع هو استخدام الـClasses التالية:

WaveFormat: ويستخدم لتحديد تفاصيل الـWave Format مثل عدد الـ Channels مثلا 1 أو 2 و ونوع الـ Modulation المستخدم مثل الـPCM-Pulse Code Modulation وعدد الـ SamplesPerSecond وعدد الـ BitsPerSample لأستخدم هذه المعلومات في عملية تحويل الذبذبات الصوتية إلى Bits لتمكين نقلها عبر الشبكة.

CaptureBufferDescription: ويستخدم لتحديد حجم الـBytes Buffer والذي سيتم حجزه في الذاكرة لاستقبال WAVE Bits الملتقطة.

CaptureDevicesCollection: وهو Array Of Devices ويستخدم لإرجاع كافة الـHardware Devices Info المتعلقة بوحدات الإدخال\الإخراج الصوتية المتاحة لديك لتحديد واحد منها في عملية التقاط الصوت من المايكروفون وعرض الصوت على السماعات.

DeviceInformation: ويستخدم لتحديد واحد من الـDevices التي سيتم إرجاعها من CaptureDevicesCollection حيث سيرجع الـGUID Globally Unique Identifier الخاص بالـSound Driver لديك.

Capture: ويعرف به الـDriver GUID الذي يتم جلبه من DeviceInformation لاستخدامه في الـ CaptureBuffer لالتقاط الصوت وتخزينه في الـBuffer.

CaptureBuffer: وهو الـClass المسئول عن عملية التقاط الصوت ووضعه في الـBuffer إذ يمرر له الـ CaptureBufferDescription Object والـ Capture Object لبدأ عملية التقاط الصوت ضمن المعلومات الممررة له وتخزينه في الـ Buffer المحدد.

BufferPositionNotify: وهو Handler Notification Class يستخدم لتنفيذ Event محدد عند وصول الـBuffer إلى منطقة معينة.

Notify: ويحدد فيه عدد الـBytes التي إن وصل لها معبئ الـBuffer فسيتم عمل Trigger للـEvent الذي سيقوم بعملية معينة كتفريغ الـBuffer من جديد.

Device: وسيستخدم في طرف المستمع وفيه يتم تحديد الـSound Card الذي سيتم عرض الصوت عليه ويربط فيه جزأين أولا الـApplication الذي سيتم التعامل معه في عملية معالجة وعرض الصوت والثاني الـ CooperativeLevel Priority.

BufferDescription: وسيستخدم في طرف المستمع إذ يحتوي على مجموعة من الـ Properties والـ Methods لتحديد وإرجاع معلومات عن الـBuffer الذي سيستخدم في تجميع الـBytes الواردة من مصدر ما.

SecondaryBuffer: وسيستخدم في طرف المستمع ويمرر له الـ BufferDescriptionوالـDevice Object لبدأ عملية تجميع الـBuffer ومن ثم إمكانية عرضه على الـSound Device المحدد.

ثانيا: مراحل بناء نظام لنقل الصوت إلى مجموعة من المتصلين باستخدام الـDirectSound والـRTP:
بعدما قمنا بشرح موجز عن استخدام كل Class من الـClasses التي سيتم التعامل معها في الـDirect Sound سنتحدث في هذه الجزء عن كيفية استخدمها برمجيا بشكل مجموعة من المراحل المترابطة (سأقوم بإضافة تعليق باللغة الإنجليزية على كل سطر من اسطر المثال لتسهيل تتبع الكود):

1-التعامل مع الـSound Card لعملية تسجيل الصوت من المايكروفون والتعامل مع الـ WAVE Format:

المرحلة الأولى تعريف الـClasses الخاصة بالـDirect Sound وكما تم شرحها في الأعلى:

كود

private CaptureBufferDescription captureBufferDescription;
private AutoResetEvent autoResetEvent;
private Notify notify;
private WaveFormat waveFormat;
private Capture capture;
private CaptureBuffer captureBuffer;
private Device device;
private SecondaryBuffer playbackBuffer;
private BufferDescription playbackBufferDescription;

المرحلة الثانية سنقوم بإنشاء دالة لتعريف الـSound Card الذي سيستخدم في عملية تسجيل الصوت وكذلك هي نفسها عند المستقبل:

كود

public void SetVoiceDevices(System.Windows.Forms.Control AppForm_TypeThis)
{
// Use The Recommended settings For Sound Devices
SetVoiceDevices(
0, // Device Number (First Device)
1, // Channels (2 if Stereo)
AppForm_TypeThis, // Application Form Pointer
16, // BitsPerSample
22050); // SamplesPerSecond
}
public void SetVoiceDevices(int deviceID, short channels, System.Windows.Forms.Control AppForm_TypeThis, short bitsPerSample, int samplesPerSecond)
{
// Installization Voice Devices
device = new Device(); // Sound Input Device
device.SetCooperativeLevel(AppForm_TypeThis, CooperativeLevel.Normal); // Set The Application Form and Priority
CaptureDevicesCollection captureDeviceCollection = new CaptureDevicesCollection(); // To Get Available Devices (Input Sound Card)
DeviceInformation deviceInfo = captureDeviceCollection[deviceID]; // Set Device Number
capture = new Capture(deviceInfo.DriverGuid); // Get The Selected Device Driver Information

//Set up the wave format to be captured.
waveFormat = new WaveFormat(); // Wave Format declaration
waveFormat.Channels = channels; // Channels (2 if Stereo)
waveFormat.FormatTag = WaveFormatTag.Pcm; // PCM - Pulse Code Modulation
waveFormat.SamplesPerSecond = samplesPerSecond; // The Number of Samples Peer One Second
waveFormat.BitsPerSample = bitsPerSample; // The Number of bits for each sample
waveFormat.BlockAlign = (short)(channels * (bitsPerSample / (short)); // Minimum atomic unit of data in one byte, Ex: 1 * (16/ = 2 bits
waveFormat.AverageBytesPerSecond = waveFormat.BlockAlign * samplesPerSecond; // required Bytes-Peer-Second Ex. 22050*2= 44100
captureBufferDescription = new CaptureBufferDescription();
captureBufferDescription.BufferBytes = waveFormat.AverageBytesPerSecond / 5; //Ex. 200 milliseconds of PCM data = 8820 Bytes (In Record)
captureBufferDescription.Format = waveFormat; // Using Wave Format

// Playback
playbackBufferDescription = new BufferDescription();
playbackBufferDescription.BufferBytes = waveFormat.AverageBytesPerSecond / 5; //Ex. 200 milliseconds of PCM data = 8820 Bytes (In Playback)
playbackBufferDescription.Format = waveFormat;
playbackBuffer = new SecondaryBuffer(playbackBufferDescription, device);
bufferSize = captureBufferDescription.BufferBytes;
}

المرحلة الثالثة إنشاء الدالة الخاصة بالتقاط الصوت لتجهيز الضغط والإرسال:

كود

private void StartRecordAndSend() // Send Recorded Voice
{
try
{
captureBuffer = new CaptureBuffer(captureBufferDescription, capture); // Set Buffer Size,Voice Recording Format & Input Voice Device
SetBufferEvents(); // Set the events Positions to Send While Recording
int halfBuffer = bufferSize / 2; // Take the half buffer size
captureBuffer.Start(true); // start capturing
bool readFirstBufferPart = true; // to know which part has been filled (the buufer has been divided into tow parts)
int offset = 0; // at point 0
MemoryStream memStream = new MemoryStream(halfBuffer); // set the half buffer size to the memory stream
bStop = false;

while (True)
{

//WaitOne() Blocks the current thread until the current WaitHandle receives a signal
//WaitHandle("Encapsulates operating system–specific objects that wait for exclusive access to shared resources")
autoResetEvent.WaitOne();

memStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin); //Sets the position within the current stream to 0
captureBuffer.Read(offset, memStream, halfBuffer, LockFlag.None); // capturing and set to MemoryStream
readFirstBufferPart = !readFirstBufferPart; // reflecting the boolean value to set the new comming buffer to the other part
offset = readFirstBufferPart ? 0 : halfBuffer; // if readFirstBufferPart set to true then set the offset to 0 else set the offset to the half buffer

byte[] dataToWrite = memStream.GetBuffer;

// Here you can Compress the voice buffer
.
.

// Sending the compressed voice across Network
.
.

}
}
catch (Exception) { }
finally
{captureBuffer.Stop();}
}

2-إدارة الـBuffering وذلك بتجزيء الـBuffer إلى جزأين الأول يستخدم في عملية تخزين الصوت المسجل والثاني لتجهيزه لعملية المعالجة كإرساله أو ضغطه:

كود

protected void SetBufferEvents()
{
// Goal: To Send While Recording
// To Set The Buffer Size to get 200 milliseconds and divide it in half,
// so that when the first half is filled the data can be used to send,
// while the second half of the buffer is being filled with PCM Data

try
{
autoResetEvent = new AutoResetEvent(false); // To wait for notifications
notify = new Notify(captureBuffer); // The number of bytes that can trigger the notification event

// the first half
BufferPositionNotify bufferPositionNotify1 = new BufferPositionNotify(); // to describe the notification position
bufferPositionNotify1.Offset = bufferSize / 2 - 1; // (= At the Half of The Buffer) to know where the notify event will trigger
bufferPositionNotify1.EventNotifyHandle = autoResetEvent.SafeWaitHandle.DangerousGetHandle(); // Set The Event that will trigger after the offset reached

// the last half
BufferPositionNotify bufferPositionNotify2 = new BufferPositionNotify();
bufferPositionNotify2.Offset = bufferSize - 1; // (= At The Last Buffer)
bufferPositionNotify2.EventNotifyHandle = autoResetEvent.SafeWaitHandle.DangerousGetHandle();

notify.SetNotificationPositions(new BufferPositionNotify[] { bufferPositionNotify1, bufferPositionNotify2 }); // The Tow Positions (First & Last)
}
catch (Exception) { }
}

ثالثا: دراسة حجم الـBuffer وتأثره بسرعة الشبكة وعلاقة ذلك بالـJitter Loss And Delay:

سنقدم في هذا الدرس كيفية حساب حجم الـBuffer و التحكم به بناء على عوامل قدرة الشبكة وكذلك الجودة.
بينا سابقا أن الزيادة في حجم الـBuffer يساعد المرسل على تقسيم البيانات المراد إرسالها وبالتالي إمكانية إرسال إحجام اكبر من البيانات على سرعات شبكة أقل لكن كما وذكرنا إذ أن ذلك يساعد على أمرين:
الأول: إمكانية ضياع Frames إثناء الإرسال بسبب زيادة عدد تلك الـFrames.
الثاني: حاجة المرسل إلى وقت أكثر لتقسيم تلك الـFrames وحاجة المستقبل لوقت و Buffer أكبر لإعادة ترتيب تلك الـFrames وبالمحصلة زيادة الـDelay.
في البداية سنقوم بتعريف أهم المصطلحات والتي سنستخدمها في عملية إدارة الـBuffer والتي قمنا بتخصيصها بدرس السابق في الدالة SetVoiceDevices:
Channels : وهو عدد القنوات التي يتم من خلالها تسجيل الصوت وعرضه وكمثال فإن نظام الـStereo يستخدم قناتين ويضاعف عدد القنوات المستخدمة حجم الـBuffer بحيث أنه يضرب بعدد القنوات التي يتم استخدامها.
Sample Peer Second: ويسمى أيضا Sampling rate وهي تعبير عن عدد الـSamples بالثانية الواحدة ومن المعروف أن الـSample هو قيمة لموقع معين من الموجة الصوتية في زمن محدد وأما الـSampling فهو عملية تحويل الـcontinuous signal إلى discrete signal بهدف تحويل تلك الـSignal إلى النظام الثنائي.
Bits Peer Sample : ويعبر عنه بالـ bit depth وهو عدد الـBits التي ستحتاجها لتحويل Wave Sample واحدة من النظام التناظري إلى الرقمي وكلما زاد عدد الـbits كلما زادت جودة الصوت وزاد الاحتياج إلى حجم Buffer أكبر. وبالتالي لحساب حجم الـBuffer الذي سنحتاجه في عمليات الإرسال والاستقبال ومن خلال المعادلة التالية يمكننا معرفة الحد الأدنى لحجم الـBuffer الذي سنحتاجه لإجراء عملية الإرسال:

كود

Bit rate = (bit depth) x (sampling rate) x (number of channels).
The Minimum Size Of The Buffer in Bytes = Channels X (BitsPerSample/.
Example: 2 X (16 bits / = 4 Bytes

The Minimum Size Of The Buffer in One Second = (The Minimum Size Of The Buffer in Bytes) X (Number of Samples Peer One Second)
Example: 4Bytes * 22050 = 88200 Bytes For each Second.

وهذا يعني أننا سنحتاج إلى Buffer لا يقل عن 88200 Bytes لتخزين ثانية واحدة من الصوت قبل عملية الضغط أو الإرسال وبتالي ولحساب السرعة المطلوبة من قناة الاتصال في الثانية الواحدة والذي إذا تحقق فسيكون هنالك مزامنة في عملية التحدث وبالتالي وصول الصوت بشكل مستمر وغير متقطع سنطبق الخطوات التالية:
أولا حساب عدد الـFrames المحتمل والذي سنحتاجها لإرسال 88200 Bytes في الثانية الواحدة:

كود

(88200 the size of the buffer for each second) / (1500 Bytes the minimum size of the frame In Ethernet as example - 40 Bytes The Minimum Size of The Empty RTP Frame) = 61 Frames

ثانيا حساب حجم الـFrames الفارغة:

كود

61 Frames X 40 Bytes = 2440 Bytes

ثالثا جمع كافة القيم وضربها بـ8 لتحويلها إلى Bits وتقسيمها على 1024 لمعرفة السرعة المطلوبة بالـ KB :

كود

(88200 + 2240) ( / 1024 = 706 K bit/Second