DVB-GSE: Инкапсуляция общего потокаТехнология, позволяющая передавать IP-пакеты непосредственно через сети DVB-вещания.
ЧТО ЖЕ ТАКОЕ DVB-GSE?Технология DVB-GSE (DVB с инкапсуляцией общего потока) позволяет передавать IP-контент через физические сети вещания DVB. Концептуально она находится в DVB-системах на том же уровне, на котором находится Транспортный поток, предоставляя вещательной компании альтернативный вариант передачи аудио, видео и данных.
Все стандарты DVB второго поколения (DVB-S2, DVB-T2 и так далее) являются на физическом уровне «мульти-режимными», предлагая на выбор возможность использования как традиционной Транспортной системы MPEG, так и DVB-GSE.
Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) официально утвердил DVB-GSE в качестве стандарта (TS 102 606) в октябре 2007, а в июне 2009 было опубликовано официальное руководство по имплементации стандарта (TS 102 771).
В 2013 году была принята новая версия DVB-GSE, в которой была реализована поддержка Профиля пониженной сложности и Надёжного сжатия заголовков (ROHC) для вещательных потоков.
ОБЩИЙ ФОНВ последние несколько лет тема конвергенции стала ключевой идеей в секторе телерадиовещания, связи и смежных областей, и именно IP, или же «Интернет-протокол», стал ключевым «уровнем конвергенции».
В первом поколении стандартов DVB поддерживалась исключительно передача данных при помощи Транспортного потока MPEG (MPEG-TS). Технология MPE, или же мульти-протокольная инкапсуляция, предложила средства для инкапсуляции в MPEG-TS пакеты IP-датаграмм, несущих в себе аудио, видео и другие данные, позволив тем самым создание системы DVB-IPDC (IP Datacast) в рамках DVB-H, дающей возможность передавать программы мобильного ТВ. Этот метод, впрочем, не располагает необходимой гибкостью для передачи IP «изначально» через DVB-носители.
Данная возможность впервые появилась в системе DVB-S2, втором поколении систем передачи данных через спутник, которая представила DVB-GSE, позволяя изначально передавать IP-пакеты при значительной экономии ресурсов в сравнении с MPE. DVB-GSE теперь будет опцией для всех систем модуляции второго поколения DVB.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ?В общей архитектуре системы DVB технология GSE концептуально находится на том же уровне, на котором находится технология MPEG-2 TS. Фактически все носители DVB-вещания второго поколения предлагают «совместимый вещательный режим» для передачи MPEG-2 TS и «общий режим» для передачи в основной полосе общих данных с переменным размером. Таким образом, GSE не заменяет собой MPEG-2 TS, а скорее дополняет его (см. рисунок 1). Термин «Входящие потоки» на рисунке 1 указывает на различные потоки пользовательских данных, служащие в качестве входящего сигнала для модулятора, который выстраивает рамки согласно QoS и, возможно, других установок.
Протокол GSE был разработан в качестве уровня адаптации для обеспечения функций инкапсуляции и фрагментации пакетов сетевого уровня в общих потоках. GSE обеспечивает эффективную инкапсуляцию IP-датаграмм в пакетах второго уровня переменной длины, которые затем непосредственно направляются в физический уровень основной полосы. GSE максимально повышает эффективность передачи IP-датаграмм, снижая затраты в 2-3 раза по отношению MPE к MPEG-TS. Это достигается без каких-либо компромиссов функциональности, предлагаемых протоколом, благодаря переменной длине пакетов Уровня 2, подходящей к характеристикам IP-трафика.
Благодаря использованию GSE все вещатели, использующие стандарт DVB второго поколения, превращаются в «трубопроводы» для IP-уровня. Таким образом, приложения можно разрабатывать таким образом, словно спутниковые, эфирные или кабельные маршруты являются местными или широкими сетевыми трубами. Кроме того GSE в числе требований к вещателю предусматривает минимальную вероятность нахождения ошибок и максимальный уровень ошибок. Соответственно, на уровне приложений могут быть разработаны любые схемы FEC в соответствии с этими минимальными требованиями, делая уровень приложений независимым от вещателя.
Такой же подход применяется в DVB-IPTV и DVB-IPDC, и поэтому GSE позволяет рассматривать IP в качестве точки совместимости вещательных компаний, телекоммуникационных сетей и мобильных приложений. Таким образом, данная технология становится краеугольным камнем для DVB на пути к конвергенции и моделью, позволяющей объединить все эти сектора.
Технология GSE обеспечивает дополнительные функции, повышающие гибкость и подстраиваемость протокола. Среди ключевых характеристик GSE следует выделить, в частности, такие:
- Поддержка мультипротокольной инкапсуляции (IPv4, IPv6, MPEG, ATM, Ethernet, 802.1pQ VLANs и т.д.).
- Поддержка нескольких режимов адресации: помимо 6-байтового MAC-адреса (включающего много- и однонаправленную передачу), технология также поддерживает режим без MAC-адресов, а также опциональный 3-байтовый адресный режим.
- Механизм фрагментации IP-датаграмм или других сетевых пакетов в основной полосе для поддержки режимов управления ACM/VCM.
Поддержка аппаратной фильтрации.
Расширяемость: дополнительные протоколы связи могут включаться через специальные значения типов протокола (к примеру, безопасность Уровня 2, Компрессия IP-заголовков и т.п.).
Низкая сложность аппаратной реализации.
IP-датаграммы, рамки Эзернета, а также прочие пакеты сетевого уровня, предназначенные для передачи, инкапсулируются в один или более GSE-пакетов (см. рисунок 2). Процесс инкапсуляции очерчивает начало и конец каждого сетевого уровня единицы данных протокола (PDU), добавляет контрольную информацию – такую, как тип протокола и указатель адреса, а также, при необходимости обеспечивает общую проверку целостности.
Фрагментация при переходе к слою соединения вызвала много проблем в протоколе и структуре приложений, поэтому Инженерный совет интернета (IETF) настойчиво рекомендует избегать фрагментации на IP-уровне. GSE соответствует этому ключевому требованию, гарантируя отсутствие фрагментации на IP-уровне. Если фрагментация необходима для адаптации к рамкам основной полосы DVB-вещателя, то она происходит исключительно на GSE-уровне и поэтому скрыта от IP-уровня. Процесс перекомпоновки устойчив к потерям в рамках основной полосы.
ПОЗИЦИИ НА РЫНКЕРазличные продукты, в которых используется технология DVB-GSE, были разработаны и предложены для использования в различных профессиональных спутниковых приложениях. На момент написания этой статьи ещё ничего не было слышно о появлении на рынке бытовых продуктов, в которых бы использовалась технология GSE. Помимо этого, GSE входит в число рекомендаций SatLabs для DVB-RCS терминалов (по прямой линии DVB-RCS) в «Рекомендациях систем SatLabs» v1.3 и v2.3 (www.satlabs.org).
GSE-LITEВ ноябре 2013 года был разработан профиль GSE-Lite, в котором снижены требования к памяти и обработке данных для передатчиков и приёмных устройств. Профиль предлагает упрощённый, но вполне функциональный набор возможностей GSE, позволяющий производить недорогие бытовые приёмные устройства.
Ключевые различия его от основного профиля GSE таковы:Максимальная память 7,2 кБт против 16 Мб.
Максимальная задержка 64 против 256 рамок основной полосы.
Источник:
mediasat
Автор