الخلاصة

  • يرتب رقم تسلسل RTP الحزم المرسلة، أما الطابع الزمني فيضع الصوت أو الفيديو على ساعة أخذ عينات أو عرض خاصة بالتنسيق. لا يثبت أي منهما وقت الإرسال المطلق.
  • عند محاذاة تدفقات مختلفة، يقرن تقرير المرسل في RTCP عداد RTP بقيمة مرجعية بصيغة NTP في اللحظة نفسها. هذا الاقتران هو الدليل، لا تشابه الأرقام المجردة.

يبدو اسم الحقل وعداً بأكثر مما يقدمه. يعرّف RFC 3550 الطابع ذا 32 بت بأنه لحظة أخذ عينة أول ثُمانية من الوسيط داخل الحزمة. وإذا كان المصدر دورياً، تأتي القيمة من ساعة أخذ العينات الاسمية، لا من قراءة ساعة النظام عند دفع الحزمة إلى الشبكة.

وقّع معيار RTP كل من Henning Schulzrinne وStephen Casner وRon Frederick وVan Jacobson. صدر RFC 1889 عام 1996 ثم حل محله RFC 3550 عام 2003. ينسب Information Sciences Institute في USC إلى Casner قيادة تطوير RTP وتوحيد معياره. لذلك يدور الملف حوله، من دون تحويل عمل جماعي إلى اختراع فردي.

عداد للإرسال وآخر لموضع الوسيط

يزيد رقم التسلسل ذو 16 بت واحداً مع كل حزمة بيانات تُرسل. يستطيع المستقبل اكتشاف فجوة وإعادة بناء ترتيب الإرسال. لكن بدايته عشوائية، ولذلك ليس رقماً عالمياً يبدأ من واحد، بل موضع داخل فضاء تسلسل مصدر معين.

أما الطابع الزمني فيتحرك وفق ساعة أخرى. يتحدد ترددها بتنسيق الحمولة. في صوت ثابت المعدل، تؤدي كتلة تغطي 160 فترة أخذ عينة إلى زيادة العداد 160. ويحدث ذلك حتى إن كانت الكتلة صمتاً ولم تُرسل. يستمر زمن الوسيط خلال الفترة التي لا تشغل فيها حزمة الشبكة.

يكشف الفيديو وجهاً آخر. قد يتوزع إطار واحد على حزم عدة. تختلف أرقام تسلسلها لأنها خرجت بالتتابع، لكن طوابعها قد تتساوى لانتمائها إلى اللحظة المرئية نفسها. وقد يرسل الترميز البيانات بترتيب يختلف عن ترتيب أخذ العينات، فتظل أرقام التسلسل تصاعدية فيما لا تكون الطوابع المتجاورة كذلك.

لهذا لا يثبت تكرار الطابع وجود حزمة مكررة، ولا يثبت رجوعه أن الشبكة أعادت الترتيب. يمكن أن يكون الأول تقسيم إطار صحيحاً والثاني أثراً لترتيب الترميز. حين تدمج أداة الرصد محور الإرسال بمحور الوسيط، تتحول البنية الطبيعية إلى إنذار زائف.

تبدأ الطوابع أيضاً بقيمة عشوائية. تحويل الفرق إلى ثوان يحتاج إلى معرفة التردد. نسبته إلى مصدر تحتاج إلى SSRC. وضعه بجوار تدفق آخر يحتاج إلى خريطة زمنية. العدد المنفرد لا يحتفظ بأي من هذه الشروط.

الصوت والصورة لا يتعارفان بمقارنة العدادين

يمكن لميكروفون وكاميرا أن يلتقطا اللحظة نفسها ويخرجا قيمتي RTP متباعدتين تماماً. غالباً ما يختلف الترددان، ولكل تدفق إزاحة أولية عشوائية مستقلة. لذلك ينص RFC 3550 على أن المقارنة المباشرة بين طوابع وسائط مختلفة لا تصلح للمزامنة.

هذا حد مقصود. داخل تدفق واحد تكفي ساعة الوسيط لترتيب العرض وقياس تغير الوصول مقابل إيقاع أخذ العينات. ليست هناك حاجة إلى تاريخ مطلق في كل حزمة أو إلى تشغيل NTP لدى كل مرسل.

عند الحاجة إلى جمع التدفقات، يقدم RTCP الجسر. يضع Sender Report قيمة مرجعية بصيغة NTP إلى جانب طابع RTP يوافق اللحظة نفسها. يعرّف الزوج علاقة العداد المحلي بالمرجع. يُسقط كل من الصوت والفيديو عبر خريطته الخاصة على الساعة المشتركة.

لا يسافر الزوج مع كل حزمة بيانات. يصل بوتيرة أقل في تقارير التحكم، ويمد المستقبل العلاقة بين تقريرين باستخدام التردد المعروف. وغالباً لا تساوي قيمة RTP في التقرير طابع حزمة مجاورة، لأنها محسوبة للحظة المرجع التي يمثلها التقرير. البحث عن تطابق حرفي مع الحزمة السابقة أو التالية يرفض خريطة صحيحة.

كما أن صيغة NTP لا تضمن توقيت UTC. يسمح RFC 3550 لنظام لا يعرف الوقت المطلق باستخدام ساعة نسبية مشتركة مثل مدة التشغيل. وإن لم يعرف وقتاً مطلقاً ولا مدة منقضية، يمكنه وضع صفر. التنسيق يحدد شكل التمثيل؛ ولا يشهد على المصدر أو الدقة أو المزامنة.

عاد RFC 7273 فوصف زوج NTP/RTP بأنه خريطة، وأكد أن العرض المتزامن لمصادر متعددة يعتمد على مراجع زمنية متزامنة بدورها. تقرير المرسل إيصال لعلاقة، لا وسيلة لإصلاح ساعة مرجعية ضعيفة.

خبرة الصوت المقطّع صاغت معنى الزمن

بدأ Casner من مشكلة عملية قبل شيوع الفيديو على الإنترنت. تروي ISI عمله على الصوت بالحزم في ARPANET: ضغط إشارة مستمرة، تقسيمها لتلائم سعة ضيقة، ثم تركيبها في الطرف الآخر. عمل لاحقاً على فيديو الحزم وMBONE وقاد تطوير RTP وتوحيده. ويربط تأبين المؤسسة هذا المسار بـ Network Voice Protocol وPacket Video Protocol.

تشرح هذه الخبرة اقتصاد المعيار. لا يحجز RTP موارد ولا يضمن جودة الخدمة. قد تؤخر الشبكة الحزم أو تفقدها أو تغير ترتيب وصولها. يمنح البروتوكول التطبيق هوية المصدر ونوع الحمولة والتسلسل وموضع الوسيط وتقارير التسليم، بحيث يعيد بناء الاستمرارية مع إبقاء حدود الملاحظة واضحة.

لم يغير تنقيح 2003 أشكال الحزم على السلك. ويقول RFC 3550 إن أكبر تغيير كان تحسين خوارزمية توقيت RTCP عندما ينضم مشاركون كثيرون في وقت واحد. لم يُحمّل الطابع الزمني معنى إضافياً؛ بل ضُبط إيقاع إرسال أدلة التحكم كي يتوسع.

يجب أن تسافر ملكية الساعة مع القياس

السجل المفيد لا يخزن طابع RTP وحده. يحفظ SSRC وتنسيق الحمولة وتردد الساعة ورقم التسلسل ووقت الالتقاط وأقرب أزواج RTP/NTP صالحة. وإذا كانت قيمة المرجع نسبية أو صفراً، فهذه حقيقة ينبغي ألا تختفي.

بهذا يمكن فصل المؤشرات. قد تعني فجوة التسلسل فقداً. وقد يرافق انقطاع العداد إعادة تشغيل أو تبديل تنسيق أو قفزة عرض. يزيد تقادم Sender Report من عدم يقين الخريطة. وفقط بعد إسقاط تدفقين على مرجع واحد تصبح الزيادة المستمرة في الفرق دليلاً معقولاً على انجراف.

أما من دون السياق، فتنتج اللوحة يقيناً من الافتراض: تقسم كل القيم على 90000، أو ترتب الإرسال بوقت أخذ العينات، أو تطرح إزاحتين عشوائيتين، أو تعرض قيمة NTP نسبية كتاريخ UTC. الحساب ممكن، لكن الدليل غير موجود.

تبقى من عمل Casner قاعدة تتجاوز RTP: لا توسع معنى الحقل لأنه ملائم. احتفظ بمجاله، واجعل الانتقال إلى معنى أكبر مشروطاً بجسر صريح يمكن فحصه.

المصادر