50 webcams USB em um único computador. Isso é realmente possível?

Question

Teoricamente, uma webcam HD USB trabalhando a 15 FPS consome uma largura de banda de 18MB / s - 1280 (largura) x 960 (altura) x 3 (canais RGB) x 15 (FPS) - sem compressão. Um controlador USB 2.0 tem uma taxa de transferência efetiva de 35MB / s , sendo capaz de lidar com duas câmeras confirmado na prática). Um controlador USB 3.0 possui uma velocidade máxima de transmissão de 625MB / s , que é capaz de lidar com 34 câmeras ( 625/18 = 34.72), por conveniência, vamos supor que ele pode suportar no máximo 8 câmeras (ainda não confirmadas). Usando ambas as suposições, é possível estimar que a placa-mãe P8B75-V pode lidar com pelo menos 50 webcams:

• 3 slots PCIe (um PCIe x4 e dois PCIe x1, excluindo o PCIe x16 da placa gráfica): converta-os para o USB 3.0 usando um adapter +
• 2 controladores USB 3.0 (ouvir e frente): USB 3.0 HUBS para atingir 16 webcams
• 3 slots PCI : converta cada um deles em USB 2.0 usando um adaptador , resultando em 6 webcams
• 2 controladores USB 2.0 : 4 webcams

Então, minha pergunta é:

Essa configuração é realmente possível? Alguém tentou sobrecarregar o sistema com tantas webcams USB?

Problemas:

• É possível que o processador fique sobrecarregado. A utilização de captura de imagem não compactada pode resolver isso.
• O SO pode ter muitos problemas ao lidar com tantos dispositivos.

Comentários:

• O barramento da CPU para dispositivos externos - Quick Path Interconnect (QPI) para Intel e Hyper-transport for AMD - não parece ser um problema, já que 50MB / s * 18MB / s = 900MB / s. Isso está muito longe da taxa de dados de barramento de 25,6 GB / s para QPI e 51,2 GB / s para Hyper-transport .
• Estou implementando o software desse aplicativo usando o OpenCV que envolve a captura em torno de DirectShow .

EDIT 12/11/12:

Então, eu fiz alguns testes e há alguns pontos para esclarecer.

O streaming de imagens HD a 30 FPS representa uma banda de 106MB / s (53MB / s a 15 FPS), minha matemática estava completamente errada. Isso significa que as webcams HD que trabalham com USB 2.0 precisam compactar o arquivo para não consumir toda a largura de banda. Então, mesmo se eu conseguisse conectar 50 webcams em um único PC, provavelmente a CPU teria muitos problemas para descomprimir essa quantidade de dados em tempo real.

O verdadeiro problema surge quando vemos o Especificação do USB 3.0 :

Comopodemosvernaimagem,oUSB2.0HUBestácompletamenteseparadodoUSB3.0HUB(SuperSpeed),oquesignificaque Dispositivos USB 2.0 não podem usar a largura de banda SuperSpeed . É uma grande desvantagem supor que eu poderia usar mais dispositivos USB 2.0 com um controlador USB 3.0.

Como essa especificação é meio antiga (cerca de 2 anos), alguém pode confirmar se há alguma nova implementação da especificação USB 3.0 que compartilha a largura de banda SuperSpeed entre dispositivos USB 2.0?

    

Answer 1

Nunca haverá uma mudança neste design de um dispositivo USB-2-Hub adicional dentro do USB-3, porque é a única maneira de fornecer uma compatibilidade razoável para baixo. Se você quiser usar a Velocidade USB-3, precisará usar Webcams USB-3.

Deixe-me dar um exemplo para mais explicações. Vamos dizer:

Ok, we build a high speed railway. Because the railway is high speed we can put more slow trains onto it than on our slow railway. Hurray!

Tecnicamente, é o mesmo para o USB. Só porque você pode dirigir mais rápido na ferrovia não significa que haja mais espaço (largura de banda) para trens lentos (USB2). Os trens lentos dirigirão lentos na via rápida, impossibilitando que os trens rápidos (USB3) usem a ferrovia a toda velocidade. Para lidar com isso, alguns engenheiros decidiram não substituir a ferrovia lenta pela mais rápida, mas sim a construí-la bem próxima a ela. Com esta configuração, é possível que os trens rápidos conduzam alta velocidade na via rápida e os lentos, na lenta. O mesmo para compatibilidade com USB3.

    

Answer 2

A analogia ferroviária é falha, embora o problema permaneça para muitos hubs. É possível ter 10 dispositivos USB-2 atualizados para USB-3, mas isso depende do hub. Foi o mesmo para dispositivos USB-1 em hubs USB-2. A maioria dos atalhos de hubs fornece apenas um controlador, que é um padrão específico, mas alguns fornecem controladores separados para cada porta, de modo que qualquer um pode ser qualquer padrão sem afetar os outros - eles são mais caros. Uma solução intermediária é um hub que fornece (para um produto comercial) três portas USB-3 e quatro portas USB-4. O padrão permite especificamente que os dispositivos USB-3 e USB-2 funcionem simultaneamente, com os dispositivos USB-3 tendo a vantagem da largura de banda adicional.

Eu tenho executado duas webcams Logitech em USB-2 por anos a uma taxa apropriada (por exemplo, 15fps x 640x480) e usando várias CPUs baratas para processar e ethernet para agregar 6 câmeras e outros dispositivos USB. Com o USB-3, posso usar uma cascata dos hubs acima para conseguir isso, com duas câmeras USB-2 (ou outros dispositivos) por hub 3 + 4, supondo que eu use um controlador de hub que converta entre USB-3 e USB -2 em vez de um que apenas atua como um hub USB-2 separado para os dispositivos USB-2.

As câmeras USB3 estão disponíveis, mas são caras e desnecessárias - é necessário apenas aperfeiçoar uma câmera USB2 para USB3 para poder usá-las, mas não consigo encontrar um hub ou conversor que alega fazer isso (havia / são dispositivos análogos para USB1 a USB2).

    

Answer 3

Se alguns de vocês gostariam de usar 8 ou 12 webcams em um desktop, tenho certeza, vocês gostariam de usar essas webcams como um sistema de vigilância. Muitas, se não todas as soluções discutidas aqui eu já tentei, ou seja, usando USB 2.0 vice 1.1, usando hub de porta USB alimentado, usando usb PCI ... acredite, eu, você só poderia carregar um desktop (eu não tenho um i7 sistema) até 4 webcams, mesmo assim você teria que por tentativa e erro com as portas.

SOLUÇÃO? Eu usei 3 desktops, barato o suficiente hoje em dia, (você não precisa de monitor / mouse / teclados), exceto ao carregar o sistema, então você pode acessar remotamente as 4 webcams cada (estou usando 3 desktops para um total de 12 webcams) . Eu monito-os remotamente em um computador com monitores externos.

SOFTWARE: Eu recomendo o IP CAMERA VIEWER (gratuito) ou o PRO, se você quiser, e o TEAMVIEWER - Gratuito para uso pessoal, mas você tem que pagar pelo uso comercial. Ambos os programas são impressionantes. Economize tempo pesquisando ... Esses programas são maduros e aparecem no design.

O QUE É PRÓXIMO? Mesmo que a velocidade da internet seja lenta, as câmeras e os monitores são indulgentes. VANTAGEM DE USAR 3 DESKTOPS? Você pode obter clossers onde você precisa que suas câmeras estejam em 3 locais diferentes, como todos sabem, você só pode ter até 5 metros com o cabo USB e, se tiver sorte, até 8, com um hub USB.

CÂMERAS DE CCTV IP - que poderiam usar CABOS MUITO MUITO MUITO LONGOS podem ser usadas com BNC para ADAPTADORES USB COM CARTÃO GRÁFICO INCORPORADO. Eu pedi um 4, um 8 e um 16 CCTV CAMERAS para 1 USB, ainda não estão aqui. Eu vou deixar você saber quando eles vierem ...

Eu fui forçado a usar webcams como o roteador de provedores de serviço de internet em que estou, não permite ou não consigo acessar o encaminhamento de porta ... então, nenhum IP ADDRESSING para mim.

BOA SORTE / GALS ...