DVBC数据广播系统概述Word下载.docx
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DVB主要有三种传输标准
――DVB-S,DVB-T,DVB-C。
在这里我们主要介绍基于DVB-C的数据广播。
2DVB数据广播标准
图1给岀了DVB数据广播规范的协议结构：
数据的传输是基于MPEG-2TS流的，针对不同的应用类型，DVB定义了以下六种方式:
数据管道
数据流
多协议封装
数据传送带
对象传送带
用户自定义的服务
图1DVB数据广播协议结构
如图1所示，数据广播标准针对不同的应用类型规定了不同的服务级别。
数据管道标准对如
何从MPEG-2TS流中恢复数据并没有给岀具体的细节，它只是简要描述了如何将数据放入MPEG-2
TS流的分组中去。
数据流标准增加了更多的功能，特别是定时。
这使得进行异步的数据广播、
是建立在使用MPEG-2的DSM-CO帧结构的基础上。
它是基于MPEG-2ISO/IEC13818-1中定义的
MPEG-2中的私有部分。
DVB增加的一些特定的信息以使该帧结构在DVB环境中工作，特别是同业
务信息（SI）的结合。
下面我们将简要介绍这几种数据广播的方式：
（1）数据管道
数据广播规范中规定数据管道方式支持在DVB兼容的广播网络中传送简单的、异步的、端到
端的数据。
数据管道规定直接将需要广播的数据插入MPEG2-TS流的净荷中。
数据管道没有规定数据报分割和重组的方式。
如果需要可以在应用部分规定，例如payload_unit_start_indicator可用于标志数据报的开始，而transport_priority可用于标志
数据报结束，同时continuity_counter字段应符合MPEG-2标准。
（2）数据流
数据广播规范中规定数据流方式支持在DVB兼容的广播网络中传送面向流的、端到端的、
异步的或同步的数据。
需要广播的数据插入MPEG中的PES分组中。
对于异步数据流，如RS-232
数据，没有任何定时的要求。
同步数据流和被同步的数据流均是要求定时的数据流。
同步数据流
在接收端可以恢复其时钟和数据，如E1,T1；
被同步的数据流可以实现与其他数据流的同步回放，如视频流、音频流。
（3）多协议封装
多协议封装方式支持使用通信协议传输数据报的数据广播业务。
传输的数据报要按照
DSM-CC方式封装。
多协议封装提供了在MPEG-2TS流之上传送使用其他通信协议数据的一种机制。
对传送IP
协议的数据做了优化，但是也可以通过LLC/SNAP（LogicalLinkControl/Sub-Network
AttachmentPoint逻辑链路控制层/子网附着点）封装方式传送使用其他协议的数据。
它包括单
址分配给接收机。
由于DVB网络的广播性质，数据的安全是十分重要的。
封装协议支持对数据包的加密以及动态变换MAC地址以确保传送数据的安全。
（4）数据传送带
数据传送带方式支持周期性的传输数据模块的数据广播业务。
数据模块的长度已知并且可
以从数据传送带中及时的更新、添加或者删除内容。
模块可以分割为一组更小的模块，也可将多
个模块组成一个超级模块。
在接收端，如果想要获得特定模块中的内容，仅仅只需要等待该模块
再次被广播。
图2数据传送带实例
数据被装入称作模块的结构中。
这些数据可能仅仅只是一系列文件的内容，如图2中的“文
件1”，“文件2”，“文件3”。
每个模块被分为一个或者多个按照DSM-CCDownloadDataBlock
语法定义的downloaddatamessage净荷。
图2中，每个下载信息仅被插入一次，且同一模块的
但是并没有限制一个特定的信息是
多个下载数据块是按照顺序依次插入数据传送带的循环中的
因此可以按照某一应用的最佳方式
如何插入的，对插入的先后顺序以及插入的位置也未作规定创建数据传送带，插入的次数和顺序也不是固定的，可以动态的变化。
数据要按照MPEG-2DSM-CC中定义的DSM-CC数据传送带的方式进行传送。
（5）对象传送带
对象传送带方式支持需要周期性广播DSM-CC用户到用户数据对象的数据广播业务。
DSM-CC寸象
传送带使用目录对象、文件对象和流对象。
对象传送带方式将一组结构化的对象进行广播。
实际的目录和内容都存放在服务器中。
服务器只需要周期性的将需要广播的对象放入DVB兼容的
MPEG-2TS流中即可。
发送的目录对象和文件对象包含对象的内容，发送的流对象参考广播中的其他流对象。
流对象中也可以包含在特定流中广播的DSM-CC事件的信息。
DSM-CC事件可以广播规范的流数据也可以用于DSM-CC勺申请触发。
多个客户端可以通过周期的读取传送的循环数据恢复对象实现，从而在客户端模拟服务器端。
循环对象提供客户端获取应用及这些应用内容的方式，从而好像与服务器端有交互式的连接。
3IPOVERDVB
3.1系统结构
IPOVERDVB系统融合了DVB和IP两种技术的优势，其系统结构如图3所示：
图3IPOVERDVB—C系统结构
前端各种信源服务器与DVB网关通过局域网的方式（例如以太网）相连，DVB网关的源可以
是磁盘中的文件，也可以是动态的IP数据包和动态的证券信息。
DVB网关的基本流程是侦听网
上的IP数据报，根据设置滤岀需要发送到用户端的IP数据包；
按照DVB的标准将IP数据包封
装成MPEG-2传输流，接着通过复用器同其他TS流（包括从编码器或者卫星转发器等得到的TS
流）进行复用。
再将复用后的TS流调制到某个模拟频道并同其他模拟节目混合在一起通过有线
网络进行传输。
在接收端，用户通过安装在个人电脑上的DVB数据接收卡将从有线电视网中传来的符合
DVB-C标准的有线电视信号并进行解调、纠错、解扰、解复用等处理，最后将数据存储到PC上
用户可以根据自己的需要定制不同的节目，让DVB数据接收卡有选择的进行接收。
在系统中，还可以加入CA模块，实现有条件接收。
传统的模拟的电视节目采用的是广播的
方式，只要用户端有接收设备就可以收看，对用户的管理和收费都比较困难。
而数据广播系统中
而且还拥有分级控制的能
加入了用户管理系统和CA,在前端就可以方便的实现对接收端的控制,
力，让普通的用户只能看到一般的节目，只有付费用户才能收到相应的信息。
这种方式满足了用
户个性化的需求，也为提供增值服务提供了必要的条件。
3.2在MPEG-2TS流上传送IP数据业务
MPEG-2标准的系统部分描述了如何将视频、音频和数据流复用成一个或者多个适用于存储或传输的流。
其中，传输流作为一种流，是专门针对在那些可能会出现显著错误的环境进行节目存储和传输而定义的。
V、
?
TS头
0=4-7
\
\\A\\\自趨应城■搜剧
\'
——pin'
传输忧笹挖制
\\y传输代先顷
\y再右蚪婚棉示
\\'
传聃強煲措丽
传输流的包长为固定的188个字节，包含TS头、适配域和净荷数据。
TS头是由同步字节、
标志比特、指示比特、PID加上其他诸如纠错的定时的信息组成的。
其中PID用于区别不同的流
和不同的节目特定信息（PSI）。
一共有五种不同的PSI:
节目关联表（PAT,节目映射表（PMT,网络信息表（NIT）,条件接收表（CAT,数字存储媒体命令与控制（DSM-CC
DVB规范中有三种基本的方法将IP数据插入MPEG-2的TS流中。
图5说明IP数据的几种可
能的接入方式。
（1）数据经过封装后在PES中传输，这种方式称为数据流。
（2）数据可以在DSM-CC中定义的段中传输，称为多协议封装（MPE。
（3）可以使用一个自适应层协议将数据直接插入TS流中。
这种方式称为数据管道。
MPEG-2为第一种和第二种方式提供了具体的实现方法，分割是自动实现的。
而使用第三种方式则需要一个单独的层来实现分割与重组的机制。
这是因为一个TS信元携带的净荷为184个
字节。
当需要传输更长的数据报时，就必需有一个自适应层的协议来实现数据报的重组和封装。
在接收端，接收机要对收到的信元进行识别，以确定数据究竟是按照哪一种方式进行传输的，然后才能送入相应的模块进行处理。
通过读取PID值可以完成识别的工作，PID位于PSI表的特定的PMT中。
图5PSI结构和TS流的关系实例图
3.3多协议圭寸装MPE（MultiprotocolEncapsulation）
由于MPE方式专门为携带IP数据报进行了优化，因此我们将对它作详细的介绍。
Multiprotocolencapsulation多协议封装方式包含了一整套IP协议数据封装的解决方案，包
括数据链路层的纠错校验以及TS包封装时的优化实现。
MPE方式使用私有段传送IP数据报，并
专门根据IEEELAN/MAN标准制定了封装的方法。
数据包被封装在datagram_section中，并与
DSM-CC勺私有数据的段格式兼容。
datagram_section（）结构可以有效地被映射到TS包的负载中进行传送。
这种封装使用了MAC级的设备地址。
地址格式遵循ISO/IEEE的LAN/MAN^准。
图6明确直观地表示岀IP数据包是如何被封装入DVBMPEdatagram_section（）中，之后再被分割，加上MPEG专输包头信息最终形成188字节的MPEG专输包的整个流程。
图6IP数据进行DVB多协议封装的流程图
通过图6我们可以看岀，IP数据多协议封装的整个过程大致分为下面几个步骤：
（1对IP数据包进行分割
由于受用户端机顶盒硬件资源的限制，网络的最大传输单元MTU为1K字节。
因此，
datagram_section（）中的有效负载长度最大只能为1008字节。
IP数据包大小可以达到65,536
要在datagram_section（）中来传送IP数据包，必须将IP数据包分割成为不大于1008字节的片段再送到数据链路层。
在数据链路层IP数据包片断被封装成为DVB多协议封装
datagram_section（）。
同样的，当DVBMPEdatagram_section（）传送到接收端，解圭寸装后的IP
数据包片断将被重组形成一个完整的IP数据包。
（2）对分割好的IP数据包进行多协议封装
将分割好的IP数据包封装入DVB多协议封装的datagram_section（）中去，就要按照DVB
标准规定的datagram_section（）语法格式进行填充。
datagram_section（）的语法格式可以参照
DVB标准相关部分，在这里不多作介绍。
（3）对圭寸装后的DVBMPEdatagram_section（）进行分割
由于最终要将DVBMPEdatagram_section（）封装到MPEG-2TS包中传输，而MPEG-2TS包
的大小是固定188个字节的，所以要对DVBMPEdatagram_section（）进行碎片化。
MPEG-2TS
包的包头固定4个字节，所以DVBMPEdatagram_section（）的碎片最大为184个字节。
当DVBMPE
datagram_section（）的最后一个碎片的长度不足184字节时，按照TS包的定义，将在后面加入
填充比特使其负载达到184字节，但这样的同时就造成资源浪费。
因此，我们利用剩余的空间装
下一个DVBMPEdatagram_section（）。
当MPEG-2TS包中存在新的DVBMPEdatagram_section（）时，需要重新定义TS头中的PUSI字段，并且加入一个NMP（NextMessagePointer）字段（1字节），用于指岀下一个信息包在当前TS包中的开始位置。
图7给岀了具体的示例。
图7NMP的作用
图7
PUSI=1表明有NMP存在；
PUSI=0表明没有NMP存在。
也就是当前TS包中如果有新的DVB
MPEdatagram_section（），则PUSI为1。
但若DVBMPEdatagram_section（）的起始是紧跟NMP的，贝UNMP=0。
在插入NMP（NextMessagePointer）的TS包中，TS包有效载荷为183个字节，碎片的大小也就要相应的置为183字节。
（4）分割好的DVBMPEdatagram_section（）映射到TS包的负载中
按照MPEG-2标准规定的格式进行填充。
包括：
获取该数据流的PID；
continuity_counter
值的递增；
对于有DVBMPEdatagram_section（）在当前的MPEG-2TS包中开始的，要设置PUSI
域为’T,插入NMP字节，并对NMF字节进行合适的填充使其指向新的DVBMPEdatagram_section（）
的开始字节。
最后将已经碎片化的DVBMPEdatagram_section（）装入MPEG-2TS包的有效载荷
中。
（5）填充PSI和SI信息
节目专用信息PSI是在接收端用于MPEG-2对节目进行解码所需设置参数的信息，它包括有
关视频、音频、数据的PID的规定，以及有关节目PID之间的关系（MPEG-2的PID总数为8191
个）。
MPEG-2规定了PSI信息有4个；
节目相关表PAT（PAT表包的PID始终为0），节目映射表PMT条件接收表CAT（CAT表包的PID值为1），网络信息表NIT。
有着特定PID值的MPEG专输包组成了一个PID流，它将与视频流、音频流和其它数据PID流进行复用最终形成MPEGlk务流。
MPEG业务流将包含一个PMTPID流，这个PMTPID流包含了PMTPMT用于识别组成MPEG业务的各种视频、音频、数据成分的PID值。
通过多播MAC地址的映射，在PMT中将引入一个新的
PMTB述符来识别每个数据PID流所装载的数据。
多种业务流，连同一个包含PAT的PID为0的
PID流，将被复用在一起形成MPEGTS流。
PMT中stream_type值为OxOD的传送IP数据的MPEG服务流可以在PMT内包含一个专用的描述字符。
这个描述字符帮助接收端解码器判断某个PID
流包是否包含接收机感兴趣的IP数据。
MAC地址的数量被限制在150个以内。
这一数字对于一
般PMTB述字符来说已经足够了（如语言，有条件接收等）。
如果在特定PID流中包含着多于
150个的MAC地址，或是有多个数据PID流，每个装载多个不同的IP数据包流，则可以定义一
个MAC地址范围。
通过这个MAC地址描述字符就可以快速、高效的解码，判断某一数据PID流是
否装载所需要的IP数据，而不用将其解码为DVBMPE包后再进行软件的MAC过滤。
利用硬件快
速MAC过滤，比使用软件过滤简便，而且效率高。
MAC地址描述字符可参看DVB标准有关部分。
仅有MPEG-2的PSI信息，接收解码器并不能自动接收某一业务并提供相应的节目信息。
因
此在标准中还提供了额外的服务信息（ServiceInformation：
SI）作为PSI的补充，SI信息主要
提供接收解码的设置信息，如节目的种类、节目的时间，节目的来源等。
数据广播业务应该在
SI信息中包含一个或多个数据广播描述字符data_broadcast_descriptor（见EN300468[2]）。
数据广播描述符语法结构可参看有关标准。
4我国数据广播的现状和展望
当前在我国，广播电视传输覆盖网络已有相当大的规模，拥有很大的发展潜力。
国家广播电视光缆传输干线网几乎覆盖全国，这为我国数据广播的发展带来极好的机遇，使得在广播电视宽带传输网络上建立中国数据广播平台，开展多媒体数据广播信息服务业务成为可能。
我国有线电视正在从模拟到数字，从窄带到宽带，从单向到双向产生质的飞跃。
由于有线电视网络频带宽，用户数量大，数据广播市场的潜力极为巨大。
多年来，国内许多厂家投入巨大的人力、物力，致力于基于DVB-C的数据广播技术的开发，已经取得十分可喜的成绩，许多厂家相继开发出多种实用的数据广播系统，分别在不同的地方有线电视网络上获得应用
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