ドルフィンシステム移転完了しました。

USRPでYoutubeを見る?! Ethernet over SDR技術とは?

USRPなどのSDRで構築した実験系に動画を流したくはありませんか?
BER計測だけではもったいないです。
今計画している実験系にちょっと味付けすればデモ効果抜群のシステムが出来上がるかもしれません。

Ethernet over SDRとは

ドルフィンシステムのEthernet over SDR技術を使用すると、USRPで構築された無線通信システムにイーサネットフレームを流すことで、2つのネットワークを接続します。(SDRはUSRPには限りません)

動作の流れ
  1. USRPが接続されているPCが、接続されているネットワークのイーサネットフレームをキャプチャ
  2. それを相手側のUSRPに転送。
  3. 相手側USRPが接続されたPCがイーサネットフレームを受信し
  4. 受信したイーサネットフレームを接続されたネットワークに流し込む
  5. お互いのUSRPがイーサネットフレームを転送し合うことで、2つのネットワークが接続されます


Ethernet over SDRを使えば

Ethernet over SDRを使えば、

双方向通信可能な通信実験系でIPパケットを流すことが出来ます。
IPが通ればアプリケーションは問わないので、Youtubeなども視聴可能
片方向だけの通信系なら、UDPを通すことが出来ます。
片方向でもWebカメラとVLCメディアプレーヤーを使えば、H.264動画を流すことが出来ます
もちろん一般的なスピードテストアプリやサイトを使用することも可能。
「通信実験系の上でAndroidスマホを使用したセンサーアプリケーションを動かし、双方向にデータ収集と指示を送りたい」というようなややこしい案件もレイヤを分けて開発できるので面倒が起こりません。
・通信実験系の開発
・実験系上でIPレイヤーを通す(Ethernet over SDR)
・Androidアプリの開発
というようにSDRを使用した通信の幅が広がります。

ソフトウェア無線機で無線通信システムを構築しても、最終的に流せるデータはバイナリデータに過ぎません。
自らパケットフォーマットを作成すれば多彩な通信が可能となりますが、パケットの到着順番処理や再送処理など実装が面倒だと思いませんか?

ドルフィンシステムのEthernet over SDR技術で構築されたTapBridgeソフトウェアを使用すれば簡単にUSRPで構築した無線通信にイーサネットを流すことが出来ます。

TapBridgeソフトウェアの動作イメージ

動作原理は下図の通りです。
  1. USRPが接続されているPCが、ローカルネットワーク上に流れているイーサネットフレームをキャプチャします。
  2. これをUSRP制御ソフトに引き渡します。
    (ここで言うUSRP制御ソフトは、USRPの信号処理や制御を行うソフトウェアのことで、お客様の方でご用意もしくは弊社で開発したソフトウェアを指します。(データの引き渡し方法は後述)。
  3. SDRは相手側USRPにイーサネットフレームを渡します。
  4. 相手側USRPが受信したデータを相手側のPCが受信します。これをTapBridgeに引き渡します。
  5. TapBridgeはイーサネットフレームをローカルネットワークに流します。

つまり2台のUSRPがイーサネットフレームを転送し合うので、あたかもネットワークハブで2つのネットワークが接続されているような環境になります。


透過的に接続可能

TapBridgeで接続されたネットワークはIP Reachableになり透過的に接続が可能です。

例)
左の192.168.0.11と右の192.168.0.21間でpingが通りますし、ファイル共有も出来ます。

何故透過的に接続出来るのか?

何故Ethernet over SDR技術を使用すると透過的に接続が可能で様々なアプリケーションに対応することが出来るのでしょうか?

TapBridgeは、L2(イーサネットフレーム)をキャプチャしそのまま転送するため上位レイヤのプロトコルはすべて転送されます。
つまり、
→TCP/IP、ping、iperf、ネットワーク共有も対応可能
→ノードのOSは問いません(Win, MacOS, Linux, Android…)

各個別のアプリケーションやプロトコルに対応するのでは無くL2すべてを転送するため、柔軟な通信環境を提供します。

転送するイーサネットフレーム

まとめ

  • Ethenet over SDRは、USRP等のSDR機器でイーサネットフレームを送受信することで、SDR機器間を接続する技術です。
  • この技術を用いて実装したソフトウェアがドルフィンシステムのTapBridgeです。
  • イーサネットフレームを転送することでIP Reachableで透過的に接続が出来ます。
  • TCP/IP、ping、iperf、ネットワーク共有も対応可能
  • ノードのOSは問いません(Win, MacOS, Linux, Android…)

ドルフィンシステムでは、受託開発が主業務ですが独自に開発したソフトウェアもひっそりと販売しております。
今日ご紹介するのはEthernet over SDR技術を使用したソフトウェアTapBridge3ソフトウェアです。ホームページも作成しているのですが、先にメールニュースの方でご紹介しました。


以上、ドルフィンシステム福島でした。


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