50 USB веб-камер в одном компьютере. Это действительно возможно?

Question

Теоретически веб-камера USB HD, работающая со скоростью 15 кадров в секунду, потребляет полосу пропускания около 18 МБ / с - 1280 (ширина) x 960 (высота) x 3 (каналы RGB) x 15 (FPS) - без сжатия. Контроллер USB 2.0 имеет эффективную пропускную способность 35 МБ / с и способен работать с двумя камерами (что я и подтвердил на практике). Контроллер USB 3.0 имеет теоретическую максимальную скорость передачи 625 МБ / с, которая способна обрабатывать 34 камеры (625/18 = 34,72), для удобства предположим, что он может обрабатывать максимум 8 камер (пока не подтверждено). Используя оба предположения, можно оценить, что материнская плата P8B75-V может обрабатывать не менее 50 одновременных веб-камер:

• 3 слота PCIe (один PCIe x4 и два PCIe x1, исключая PCIe x16 для графической карты): преобразуйте их в USB 3.0 с помощью адаптера + концентраторы USB 3.0, в результате чего получится 24 веб-камеры
• 2 контроллера USB 3.0 (на передней и передней панели): концентраторы USB 3.0 для 16 веб-камер
• 3 слота PCI: конвертируйте каждый в USB 2.0 с помощью адаптера, в результате чего получается 6 веб-камер
• 2 контроллера USB 2.0: 4 веб-камеры

Итак, мой вопрос:

Эта конфигурация действительно возможна? Кто-нибудь пытался перегружать систему таким количеством USB-камер?

Проблемы:

• Возможно, процессор перегружен. Использование несжатого захвата изображения может решить эту проблему.
• У SO может быть много проблем с обработкой такого количества устройств.

Comentaries:

• Шина ЦП для внешних устройств - Quick Path Interconnect (QPI) для Intel и Hyper-transport for AMD - не рассматривается как проблема, поскольку 50 МБ / с * 18 МБ / с = 900 МБ / с. Это очень далеко от скорости передачи данных по шине 25,6 ГБ / с для QPI и 51,2 ГБ / с для Hyper-Transport.
• Я реализую программное обеспечение этого приложения, используя OpenCV, который оборачивает захват вокруг DirectShow.

РЕДАКТИРОВАТЬ 12/11/12:

Итак, я сделал несколько тестов, и есть некоторые моменты, которые нужно уточнить.

Потоковая передача HD-изображений со скоростью 30 кадров в секунду представляет полосу пропускания 106 МБ / с (53 МБ / с при 15 кадрах в секунду), моя математика была совершенно неверной. Это означает, что веб-камеры HD, работающие с USB 2.0, должны сжимать файл, чтобы не использовать всю полосу пропускания. Таким образом, даже если бы мне удалось подключить 50 веб-камер на одном ПК, вероятно, у ЦП было бы много проблем с распаковкой этого объема данных в режиме реального времени.

Настоящая проблема возникает, когда мы видим спецификацию USB 3.0:

Как видно на рисунке, USB 2.0 HUB полностью отделен от USB 3.0 HUB (SuperSpeed), что означает, что устройства USB 2.0 не могут использовать пропускную способность SuperSpeed. Это главный недостаток моего предположения, что я мог бы использовать больше устройств USB 2.0 с контроллером USB 3.0.

Поскольку данная спецификация устарела (около 2 лет), может ли кто-нибудь подтвердить, существует ли какая-либо новая реализация спецификации USB 3.0, которая разделяет полосу пропускания SuperSpeed между устройствами USB 2.0?

Answer 1

Эта конструкция дополнительного USB-2-Hub-Device внутри USB-3 никогда не изменится, потому что это единственный способ обеспечить разумную совместимость с нисходящим потоком. Если вы хотите использовать USB-3 Speed, вам нужно использовать USB-3 веб-камеры.

Позвольте мне привести вам пример для дальнейшего объяснения. Скажем так:

Хорошо, мы строим скоростную железную дорогу. Поскольку железная дорога высокоскоростная, мы можем поставить на нее более медленные поезда, чем на нашей медленной железной дороге. Ура!

Технически это то же самое для USB. То, что по железной дороге можно ехать быстрее, не означает, что для медленных поездов больше места (пропускная способность) (USB2). Медленные поезда будут двигаться медленно на скоростной трассе, что сделает невозможным использование железной дороги на полной скорости для скоростных поездов (USB3). Чтобы справиться с этим, некоторые инженеры решили не заменять медленную железную дорогу на более быструю, а построить ее прямо рядом с ней. При такой настройке скоростные поезда могут двигаться с высокой скоростью на скоростной железной дороге, а медленные - на медленной. То же самое для обратной совместимости USB3.

Answer 2

Железнодорожная аналогия ошибочна, хотя проблема остается для многих узлов. Можно настроить 10 устройств USB-2 на USB-3, но это зависит от концентратора. То же самое было и для устройств USB-1 в концентраторах USB-2. В большинстве концентраторов используется только один контроллер, который является одним конкретным стандартом, но некоторые предоставляют отдельные контроллеры для каждого порта, поэтому любой может быть любым стандартом, не влияя на другие, - это дороже. Промежуточным решением является концентратор, который предоставляет (для одного коммерческого продукта) три порта USB-3 и четыре порта USB-4. Стандарт специально предусматривает одновременную работу устройств USB-3 и USB-2, при этом устройства USB-3 обладают преимуществом дополнительной полосы пропускания.

Я годами запускаю две веб-камеры Logitech по USB-2 с соответствующей скоростью (например, насколько я помню, 15 к / с x 640x480) и использую несколько дешевых ЦП для обработки и Ethernet для объединения 6 камер плюс другие USB-устройства. С помощью USB-3, я надеюсь, можно использовать последовательную цепь из указанных выше концентраторов для достижения этой цели, с двумя камерами USB-2 (или другими устройствами) на концентратор 3+4, при условии, что я использую контроллер концентратора, который преобразует между USB-3 и USB -2, а не тот, который просто выступает в качестве отдельного концентратора USB-2 для устройств USB-2.

Камеры USB3 доступны, но стоят дорого и не нужны - просто необходимо обновить камеру USB2 до USB3, чтобы иметь возможность их использовать, но я не могу найти концентратор или конвертер, который утверждает, что делает это (были / есть аналогичные устройства для USB1 к USB2).

Answer 3

Если некоторые из вас хотели бы использовать 8 или 12 веб-камер на одном рабочем столе, я уверен, что вы хотели бы использовать эти веб-камеры в качестве системы наблюдения. Многие, если не все решения, обсуждаемые здесь, я уже попробовал, то есть, используя USB 2.0 Vice 1.1, используя концентратор USB с питанием, используя PCI USB ... поверьте, вы могли бы загрузить только рабочий стол (у меня нет i7 система) до 4 веб-камер, даже тогда вам придется проб и ошибок с портами.

РЕШЕНИЕ? Я использовал 3 настольных компьютера, достаточно дешево в настоящее время (вам не нужны монитор / мышь / клавиатура), кроме как при загрузке системы, тогда вы можете получить удаленный доступ к 4 веб-камерам каждый (я использую 3 рабочих стола для 12 веб-камер) , Я контролирую их удаленно на одном компьютере с внешними мониторами.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: Я рекомендую IP CAMERA VIEWER (бесплатно) или PRO, если хотите, и TEAMVIEWER - бесплатно для личного использования, но вы должны платить за использование в бизнесе. ОБА ЭТИХ ПРОГРАММ УДИВИТЕЛЬНЫ. Сэкономьте время на исследованиях ..Эти программы зрелые и это видно по дизайну.

ЧТО ДАЛЬШЕ? Даже если у вас медленная скорость интернета, камеры, мониторы прощают. ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 3 DESKTOPS? Вы можете быть ближе к месту, где вам нужно, чтобы ваши камеры находились в 3 разных местах, как все знают, у вас может быть до 5 метров с вашим кабелем USB и, если повезет, как у меня до 8, с концентратором с питанием от USB.

КАМЕРЫ IP CCTV - которые могут использовать ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ ДЛИННЫЕ КАБЕЛИ, могут использоваться с BNC для USB-АДАПТЕРОВ С ВСТРОЕННОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ КАРТОЙ. Я заказал 4, 8 и 16 камер видеонаблюдения для 1 USB, здесь еще нет. Я дам вам знать, когда они придут ...

Я был вынужден использовать веб-камеры в качестве маршрутизатора для интернет-провайдеров, где я не могу или не могу переадресовать порты доступа ... поэтому для меня нет IP-адреса.

УДАЧИ, ПАРНИ / ГАЛЛЫ ...