加入收藏
 免费注册
 用户登陆
首页 展示 供求 职场 技术 智造 职业 活动 视点 品牌 镨社区
今天是:2024年5月16日 星期四   您现在位于: 首页 →  技术 → 家庭电子(技术聚焦)
数据广播及其标准
2007/2/10 11:25:30    产通学院,365PR

对数字电视传输来说,可以传数字电视信号,也可以传数字声音信号,也可以传数据。数据传输的格式繁多,大多与计算机有关,或与机顶盒有关。有许多组织织制定了与数字电视传输有关的标准,如DVB-DAVIC,ATSC,互联网有关组织等。

DVB对数据广播定义了6种协议,数据管道(Data piping)、非同部数据报(Asynchronous Datagram)、同步数据流(Synchronous Streaming Data)、被同步的数据流(Synchronized Streaming Data)、多协议包装(Multi-protocol Encapsulation)、循环数据(Data Carousel)和循环对象(Object Carousel)。

数据管道通过DVB广播通道提供非同步端到端数据业务,它将数据直接插入传送流包的净菏中,数据的重组和表述由用户自行定义。

非同部数据报、同步数据流、被同步的数据流支持基于码流的非同步、同步或被同步的端到端数据业务。数据流方式将数据包装在PES流的包中,这三种码流的不同之处在于,非同步数据流定义为既不需要码流内也不需要码流间定时需求的只有数据的码流,即RS232数据。同步数据流定义为有定时需要的码流,前后包的数具有间隔周期。也就是说,包之间的最大和最小到达时间是有限制的,同步数据流与其他数据流之间没有很强的同步关系,但数据和时钟可在接收机中由码流再生。如E1,T1。被同步数据流定义为有定时需要的码流,与同步数据流相同,有流内定时需求,但同时与其他PES流,如音视频码流有很强的定时关系。主要是用PES结构中的PTS和/或DTS的定时能力与相应的数据相连,其数据能由其他数据流同步重放。

多协议包专装、循环数据和循环对象方式使用DSM-CC格式将数据包装进MPEG-2的相应部分。多协议包专装支持在MPEG-2传送包中传输任意协议的业务,如IP业务,其编址可以是单播 (unicast) 、多播 (multicast) 和广播 (broadcast)。循环数据支持在DVB广播通道中支持周期性数据传输模式的业务,服务器周期循环发送一组不同内容的数据到用户,如果接收者想要选择自己相要得数据,只要等到该发送时刻就可以得到。循环对象支持在DVB网络独立协议所定义的对象的循环播放业务,广播服务器向用户播出有一定结构的对象组,对象可以是目录对象,文件对象或码流对象。

为了能处理目前已经利用DVB通道进行的专用数据广播,DVB数据广播方案还包括有注册机制,类似于目前用于SI码的注册方法,并形成一系列交互业务规范和一系列网络独立和与网络有关的协议规范以满足各方面的需要。DAVIC与DVB 互为补充,规定了端到端从内容提供到业务提供到业务消费及其间的传递系统从物理层到应用层的低中高层互操作性协议到所涉及对象的类都作了详细规定。在接收端DAVIC定义了一个参考解码器模块,不需要规定机顶盒内部的设计就可以规定机顶盒的存储器需求及其表现。DAVIC同时定义了几顶盒中用于实现应用的虚拟机、表述的标准(MHEG-5)和一系列执行应用程序可用的API。同时DAVIC还规定了用于安全、付费、系统控制、系统确认和兼容/互操作性测试所用的接口、协议和工具。

ATSC的数据广播标准由技术之委员会T3/S13负责,也是为了提供一系列将数据包装进下行MPEG-2传送包的方法。T3/S17主要工作是为数字电视接收机规定一个软件环境,称为数字电视应用软件环境(DASE:DTV Application Software Environment)。T3/S16则负责规定上行交互业务协议,规定从用户数字电视接收机到服务器双向业务所用的标准。

T3/S13定义的协议有:数据管道;DSM-CC可编址段 (Addressable Sectors) 用于包装非同步可编址数据报;非同步数据模式、非同步码流数据、被同步的非码流数据和循环数据的DSM-CC用户到网络下载协议(User-to-network Data Download Protocol);同步和被同步码流数据;一种或多种数据业务类型的集合。

这些协议在许多方面类似于竞争对手DVB的规定有很多相似之处,如数据管道、同步和被同步码流。而其他的协议则有一些差别。DVB使用DSM-CC数据下载协议用作循环数据环境,但ATSC/S13并不明确规定在非同步数据模式和非同步码流数据的情况下使用什么协议。DVB规定被同步数据由PES流携带,而ATSC允许这些数据使用特殊情况的DSM-CC数据下载协议。ATSC不提供循环对象模式而代以较简单的方法并与不同的业务公告结合在一起。S13引入了一些使用DSM-CC用户到网络数据下载协议的新的环境,包括非同步数据模式、非同步数据流河北同步的非码流数据。比较有意思的新环境是被同步的非码流数据,它容许用于时间上与视音频流相关的偶发性数据的传输。S13也提供一种新的列表结构的简单方法处理与应用数据有关的相关应用。S13还建立了完整的用于被同步数据流的缓存模式和依赖于接收机缓存大小的多重数据业务级别的概念。

T3/S17负责的标准是DASE,定义了ATSC兼容接收机合计顶盒的部件和接口。规定开放部件和接口的目的是使接收机的设计能独立于任何专用硬件结构和操作系统。DASE定义了软件参考结构用于DASE兼容的接收机合计顶盒的设计。它规定了机顶盒所需的软件部件和模块及与之有关的应用程序接口(API) ,这些软件部件包括执行引擎、表述引擎、内容解码和启动应用。T3/S16规定传送设备和低层的特性和最低性能以及交互业务的会晤协议。会晤协议应是可分级的并与媒体独立。


DVB-MHP

数据业务和增强电视业务需要软件平台的的支持。一般机顶盒由硬件、嵌入式操作系统、表述引擎和执行虚拟机、中间件及应用程序组成。各种CPU的功能有可能会有很大的区别,如有可能将MPEG/图形、视音频控制甚至解码、传送控制和条件接收控制置于CPU内,并使用甚至Pentium II,这将会使IRD具有很强的计算功能,但计算功能越强价格也越贵。

嵌入式操作系统则关系到与什么芯片配合和最终会有多么广泛的应用,从最早的OS9到PISOS、VXWorks、WinCE到开放的Linux。同时还有不同厂家提出的中间件(Middleware) 和条件接收系统 (Conditional Access) ,如中间件有OpenTV和MediaHighway等。加密厂家更多,如DigiCipher、Cryptwork、Irdeto Access、Nagra Vision、NDS、Viaccess、PowerTV、MediaGuard、Conax等。各种不同的应用与上述部同步件之间又有不同的接口,这些应用程序接口(API: Application Program Interface) 也会使机顶盒能有各种不同的性能。

机顶盒和多功能电视机都是涉及到千家万户的问题,没有一个统一标准是不行的,这就是DVB提出的多媒体家用平台(MHP:Multimedia Home Platform)的概念。MHP主要定义机顶盒的整体结构、传送协议、内容格式、Java虚拟机和DVB-J APIs、安全性和各层的细节定义。

为了有广泛的互操作性,选择一个能用于多种不同内容的格式时非常重要的。MHP能满足多种形式的格式,如图形格式包括PNG、GIF、JPEG、MPEG-2 I (P)、帧、MPEG-1/2音频、DVB字幕、UTF-8;码流格式包括MPEG-2 I 视频、MPEG-1/2音频、DVB字幕、DVB图文电视;驻留字符;下载字符;HTML、XML。MHP的目标是许多不同厂家能使用同一平台(称为水平市场);同时对系统不同层次的运营商(称为垂直市场)能单独操纵整个运作。在这种情况下对应用环境有不同需求。MHP定义了应用状态和表现,如应用状态有“已下载”“暂停的”“正运行”“被破坏”。系统也支持应用的自动启动。水平市场的一个特殊情况是处理同时运行的应用,这些应用必须共享MHP的资源。有些资源只能用于一个应用,如屏幕;有些资源可以被共享,如存储器;因此要区分互相协作的应用和有冲突的应用。

除SI规范以外,MHP还要定义专用的应用信令。它能提供应用的位置、相关数据、所需的MHP层次、所需的资源、自动启动特性和与之有关的协作应用。MHP使用虚拟机概念,为不同的硬软件提供公共接口。虚拟机基于Java规范,因此DVB的专用平台命名为DVB-J。DVB-JAPI可以分为3组:由Sun定义和控制的Java APIs,有基本的Java APIs、表述APIs和业务选择APIs (Java TV) ;由其他组织定义和控制的APIs,表述/GUI APIs (HAVi) 和非CA智能卡APIs (Open Card Forum) 及由DVB定义和控制的APIs,对Java APIs的扩展和限制,数据存取APIs,业务信息和选择APIs,I/O器件APIs,公共基础结构APIs和其它APIs (定时,用户设置)。对已经存在的许多有不同APIs的DVB系统,DVB-J提供即插接口来实现继承的APIs。即插功能可以在制造过程中完成,也可以在销售过程中完成,或者通过智能卡、DVB公共接口或多媒体卡在以后升级,或由广播业者或网络业者通过网络下载。载安全性方面,在下载和开始下载应用时,必须对内容提供者提供的源进行授权并检查应用的真实性。有一种技术可以使用存储在MHP确认信息检查附加的电子签名。这样的确认信息只包括公共密钥,在MHP中不需要保密信息。

MHP规定了不同的应用领域和层次,基层是增强广播层1 (EB1:Enhanced Broadcasting Profile1) ,仅支持单向广播业务和本地交互业务。包括Java VM、DVB-J APIs和广播传送协议,HTML子集作为既插件。交互广播层1(IB1:Interactive Broadcast Profile1) 支持交互业务,这意味着有相应的硬软件支持。对EB1的扩展有用于交互应用的 DVB-J API和交互传送协议,HTML子集作为选件。仍在完善中的是互联网接入1(IA1:Internet Access 1),增加的API有互联网介入APIs、IP广播传送协议和HTML,ECMA script等描述协议。其各层次的关系如图2,DVB有关的协议与业务的联系如图3。


OpenCable、DOCSIS和PacketCable

美国CableLabs的道路有所不同,是一种非常实际的做法。他们首先定义了一个开放系统,确保与有线网连接的器件和设备有互操作性并确保新一代的能提供数字视频、数据和交互业务的机顶盒能有多个厂家提供并可由零售得到。这就是OpenCable系统,它定义新一代的先进数字设备包括机顶终端和有线前端设备,规划如何通过混合模拟数字有线网给用户电视机提供视频、数据和交互业务,定义一系列有线数字设备并作为一种商标。OpenCable将所有业务和应用化分为两类, OpenCable核心业务和OpenCable扩展业务。OpenCable的核心业务有基本的OpenCable系统提供,而扩展的业务由DOCSIS前端来提供。DOCSIS是有线传输数据业务接口规范(DOCSIS:Data Over Cable Service Interface Specification),定义了如何通过有线调制解调器提供双向数据业务。而进一步的扩展,IP电话和视频会议则通过PacktCable来完成。

OpenCable核心业务有模拟电视、数字电视、清晰度电视、数字音频广播、EPG、遥控、电视互联网接入、有线信息服务和e-mail等交互业务。DOCSIS前端的扩展业务有VOD、到PC的高速互联网接入和联网游戏。PacketCable的业务由普通电话、IP电话和电视电话。DOCSIS1.0有12个标准,DOCSIS的最主要的特点是能选用现有标准的就选用现有的标准。如物理层下行选用现有MPEG时分复用,数据链路层选用IEEE802.2,网络层选用IP、传输层选用TCP/UDP;上行选用时分复用接入并使用小型时隙,媒体接入控制和控制信息是自己的DOCSIS MAC和DOCSIS 控制信息。DOCSIS 采用了14比特SID业务类型识别,可以对单个用户设置带宽和设置不同组别的业务。 

DOCSIS 1.0也支持Multicast。其主要的有关标准有:CM到用户室内设备的接口,CMTS-网络侧接口,RF接口规范,电话回传接口,安全规范(基本),运行支持系统接口(OSSI)。试验表明单个上行码流可支持1万户的1500个10种不同的有线调制解调器,在载噪比为17dB仍可可靠工作。

DOCSIS1.0的后续版本是DOCSIS1.1,原本为提供IP电话和其他对时间要求苛刻的业务,并对DOCSIS1.0中QoS的功能进行了扩展。对1.0的扩展为主要有对CBR、VBR、ABR的所有QoS功能,对IP Multicast标准化,增加CMTS对上行码流的有控制的划分,通过使用净荷头压缩(PHS)更有效地利用上行和下行码流,附加的安全特性-提供数字认证,充分考虑了有先调制解调器被非法占用的风险。对有线调制解调器终端系统(CMTS)来说,从DOCSIS1.0到1.1只是软件升级,而对有线调制解调器(CM)和机顶盒(STB)来说,升级到DOCSIS1.1时,90%是软件升级,但对分割的新的支持要修改硬件。进一步的工作是IEEE802.14的先进物理层(Advanced Physical Layer)工作组,研究用于更大带宽的对称业务和使用S-CDMA更抗干扰的上行数据传输系统,有人称为DOCSIS1.2,但未得到CableLabs的承认。


POD和OpenCAS

OpenCable项目的另一个目标是使消费者能在市场上购买到能接收数字电视业务的电视机或机顶盒。考虑到有线网不同的信令协议和要有足够的安全性,主机需要由有线运营商提供的配置点(POD:point of deployment)安全模块。CableLabs要确保在商店买的任何OpenCable的机顶盒或数字电视机可以用在任何有线运营商的网络,而且任何POD模块也能与任何机顶盒或数字电视机一起工作。要做到这一点,首先就要规定相应的标准接口。

OpenCable定义了三种不同的接口,OpenCable网络接口(OCI-N:OpenCable Interface-Network)是有线网与主机的接口;OpenCable用户接口1(OCI-C1:OpenCable Interface-Consumer 1)是主机与用户设备的接口。OpenCable用户接口2(OpenCable Interface-Consumer 2)是主机与POD模块的接口。除这三个接口外,机顶盒还有标准的模拟接口。POD接口如图6,它包括4个逻辑接口:带内通道(INB:In-Band)是双向接口,在主机盒POD模块之间传送MPEG2 TS流;带外通道(OOB:Out-Of-Band) 用来联接主机的OOB RF前端和模块的OOB PHY和MAC层;数据(DAT) 通道支持主机和模块之间的所有本地处理,允许POD应用可以利用主机的资源,同时支持版权保护授权、密钥恢复,DAT通道也用作扩展通道的初始化并与PCMCIA标准兼容;扩展通道通过OOB通道的宽带或窄带广播为主机提供网络信息,数据由模块恢复并解复用,主机也可以通过同一通道按照SCTE-DVS216R2(Proposal for MPEG Section in POD API)标准由模块向有线前端发送信息。当主机使用DOCSIS调制解调器时,主机通过EXT通道向调制解调器发送和接收网络信息。DAT和EXT通道使用同一信号接口,通过两个使能信号CE1#和CE2#来控制。

POD接口将安全部件从接收端主机分离出去,而OpenCAS的目标是使有线电视前端的条件接收系统和内容合成,即节目单的安排、编码、加扰分开并有互操作性。系统设计还提供多个条件接收系统密钥的共享。在密钥共享系统中,内容合成子系统给每个条件接收系统相同的密钥。每个条件接收系统由这个密钥产生一个加密控制信息流并插入到包括加扰节目的多节目传送流中去。同一系统的POD模块用该条件接收系统的加密控制信息解密送来的节目并通过版权保护接口提供给主机。另外,每个条件接收系统还由内容合成子系统通过OOB通道向POD模块提供加密管理信息。加密信息对每个POD/主机都进行编址。这样的安排有很多好处:将保密处理和内容处理分开;为新出现的业务如视频点播和电子商务提供交互接口;简化POD的初始安装,特别是在有多个厂家不同的POD是尤为重要;适应多种CA系统变化情况,如有线前端特许安装,CA系统为新业务的更新,用新CA系统取代老系统等。OpenCAS加密方面使用了DVB标准ETS103 197有线电视前端DVB同密的实现(Head-End Implementation of DVB Simulcrypt),并作了部分修改。

→ 『关闭窗口』
 dav
 [ → 我要发表 ]
上篇文章:能源之星省能规范:计算机设备规格标准
下篇文章:WHQL、WHQL的含义
→ 主题所属分类:  家庭电子 → 技术聚焦
 热门文章
 如何申请EtherCAT技术协会(ETG)会员资格 (167031)
 台北国际计算机展(COMPUTEX 2015)参展商名… (104325)
 上海市集成电路行业协会(SICA) (90734)
 USB-IF Members Company List (82657)
 第十七届中国专利优秀奖项目名单(507项) (74302)
 台北国际计算机展(COMPUTEX 2015)参展商名… (67891)
 苹果授权MFi制造商名单-Authorized MFi Lic… (67219)
 中国130家太阳能光伏组件企业介绍(3) (55226)
 PLC论坛 (52160)
 中国130家太阳能光伏组件企业介绍(2) (48504)
 最近更新
 英特尔用于下一代先进封装的玻璃基板(Glass Subs… (4月29日)
 EUV光刻技术回眸:Trumpf、Zeiss和ASML的… (4月3日)
 为Al设计的NPU与其他处理器共同加速生成式AI体验 (3月9日)
 英特尔为未来数据中心开发的处理器芯片新技术 (2月23日)
 压电技术使手机屏幕直接变成高质量话筒 (2月14日)
 PCB基础知识及设计软件概述 (2月2日)
 国家文化和科技融合示范基地名单(含第五批) (1月24日)
 国家文化和科技融合示范基地认定管理办法(试行) (1月24日)
 隐身衣逐步走进现实:光学隐身衣、电磁波隐身衣 (10月30日)
 电子电路常用电子元件名称缩写及中英文对照 (10月17日)
 文章搜索
搜索选项:            
  → 评论内容 (点击查看)
您是否还没有 注册 或还没有 登陆 本站?!
关于我们 ┋ 免责声明 ┋ 产品与服务 ┋ 联系我们 ┋ About 365PR ┋ Join 365PR
Copyright @ 2005-2008 365pr.net Ltd. All Rights Reserved. 深圳市产通互联网有限公司 版权所有
E-mail:postmaster@365pr.net 不良信息举报 备案号:粤ICP备06070889号