СПОСОБ ЭФФЕКТИВНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОСЫ ЧАСТОТ МНОЖЕСТВА ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ С ЧАСТИЧНО ОДИНАКОВЫМ КОНТЕНТОМ
METHOD FOR EFFICIENT ALLOCATION OF FREQUENCY BAND OF PLURALITY OF TRAFFIC STREAMS WITH PARTIALLY IDENTICAL CONTENT

Область техники
Настоящее изобретение в области телекоммуникаций направлено на распределение цифрового телевизионного сигнала, а также на решение, основанное на параллельной передаче вносящих вклад региональных телевизионных каналов к передающему центру, на передатчики, а также на решение, относящееся к передаче заранее записанного контента, такого как реклама, и на применение адаптивного кодирования и модуляции при использовании DVB-32 на пути распределения, а также на решение для устранения временной задержки, вызванной, например, квантованием времени в сетях DVB-H;
Уровень техники
В настоящее время проектируются и строятся цифровые телевизионные сети для предоставления услуг стационарного и мобильного телевидения и радио. Эти сети состоят из различного числа передатчиков (иногда даже из нескольких сотен), чтобы покрыть сигналом данную географическую территорию. Иногда необходимо обеспечить эффективное распределение цифрового сигнала, множество транспортных потоков с частично различающимся контентом для различных групп передатчиков, расположенных в определенных регионах. Транспортные потоки представляют собой поток двоичных данных, создаваемый в соответствии с правилами протокола передачи, для передачи данных. В рамках цифровых телевизионных и радиосетей существуют транспортные потоки, создаваемые на различных уровнях.
Передатчики принимают цифровой сигнал от передающего центра в виде транспортного потока, который мы для ясности определяем как транспортный поток II. В большинстве стандартов для немобильных стационарных цифровых телевизионных сетей, будь то стандарт DVB (европейский стандарт), ATSC (американский стандарт) или ISDV (японский стандарт), транспортный поток II. генерируется в формате MPEG-2 TS в соответствии с международным стандартом ISO-13818-1.
Передатчики могут работать как одночастотные (SFN) сети (одночастотная сеть - это сеть, где несколько передатчиков осуществляют передачу на одинаковой частоте), или как многочастотные сети (MFN). В случае сетей SFN, соответствующих стандарту ETSI TS 101191, транспортные потоки II. адаптируются перед распределительной сетью SFN, что означает, что так называемое средство вставки MIP, через которое они проходят, вставляет дополнительную информацию о времени, которая используется передатчиками SFN (после того как транспортный поток II. пройдет через распределительную сеть) параллельно с приемом сигнала GPS для точной временной синхронизации передачи множеством передатчиков. Требуемая временная точность в сетях SFN находится в диапазоне десятков наносекунд.
Транспортные потоки II. служат для передачи транспортного потока I. Пакеты транспортного потока I. обычно длиннее пакетов транспортного потока II., так что они сегментируются на более мелкие части, которые соответствуют правилам данного транспортного протокола, отображенного на пакеты транспортного потока II. В случае цифрового телевидения транспортные потоки I. являются так называемыми элементарными потоками программы (PES), которые служат для передачи I, В, Р видеокадров, сгенерированных AV-кодировщиком, сжимающим AV-сигналы.
В случае сигнала DVB-H транспортный поток I. образуется IP-пакетами, которые виде RTP/UDP-пакетов несут сформированные в пакет I, В, Р AV-кадры, сгенерированные AV-кодировщиком.
С целью дифференцировать транспортный поток, передать больше мультиплексированных регионализированных транспортных потоков II, мы введет термин "транспортный поток III".
Передачу сигнала из передающего центра передатчикам можно реализовать различными средствами, такими как спутниковая передача, наземные линии связи, линии радиосвязи и т.д.
Передающий центр - это место, в котором транспортные потоки II. генерируются, мультиплексируются и обрабатываются. Передающий центр всегда расположен до распределительной сети. Адаптеры всегда расположены в передатчиках после распределительной сети.
Распределительная сеть выполняет передачу транспортного потока III. передающему центру для передачи.
Передача множественного транспортного потока II. с частично различным контентом без уменьшения полосы пропускания является относительно простой задачей, однако полоса пропускания передачи в распределительной сети очень велика и равна полосе пропускания суммы всех частных регионализированных транспортных потоков II.
Поскольку большинство глобальных (национальных) телевизионных программ являются одинаковыми в большинстве случаев (обычно во всех) транспортных потоков II., технически возможно и экономически рекомендуемо уменьшить необходимую полосу пропускания распределительной сети без нарушения или ухудшения параметров и временной синхронизации транспортных потоков II.
В 2006 г. и 2007 г. две компании представили решение по уменьшению полосы пропускания распределительной сети. Эти решения касаются распределения сигнала в сетях DVB-H. Компания UDCAST, Франция, представила решения под коммерческим наименованием "iSplicer", а компания Thomson, Франция, представила решение под коммерческим наименованием "EyeGate". Общая характеристика этих решений состоит в том, что транспортные потоки II, а также их адаптация к SFN выполняются на каждом передатчике автономно после распределительной сети, а не в передающем центре до входа в распределительную сеть. Уменьшение полосы пропускания обеспечивается благодаря тому, что транспортные потоки I, иными словами, исходные данные телевизионных программ в случае IP-пакетов DVB-H, передаются по распределительной сети только один раз и не должны отдельно множиться для каждого регионального транспортного потока II. Все транспортные потоки I. мультиплексируются в транспортные потоки III. Адаптер в данном регионе выбирает из транспортных потоков III. только одну телевизионную программу (PID), относящуюся к данному региону. Транспортный поток II., включающий в себя адаптацию к SFN, генерируется непосредственно в адаптере на передатчике.
Эти решения имеют несколько недостатков.
Они ограничены только сетями DVB-H.
Стандартизованная согласно ETSI TS 101191 передача транспортных потоков II. в сети SFN определяет адаптер SFN (средство вставки MIP) для всех передатчиков в одной соте SFN. Оба вышеуказанных решения, основанные на генерировании транспортных потоков II. и адаптации SFN на передатчиках, противоречат этому стандарту.
Эти решения создают риск десинхронизации сети SFN, передачи сигналов-помех (например, в случае потерь различных пакетов на различных передатчиках в пределах одной соты SFN, во время спутниковый передачи), а также предъявляют высокие требования к управлению такой сетью, а также такие решения являются более неустойчивыми (потеря точной синхронизации, накапливающаяся ошибка) и т.д.
Недостаток вышеуказанных решений состоит в невозможности контролировать транспортные потоки, входя в модуляторы передатчика на передающем центре.
В случае, когда оператор передающей сети отличен от оператора передающего центра, невозможно точно определить момент для переключения сигнала и ответственности.
Недостатком является зависимость этих решений от оборудования передающего центра, что, помимо прочего, исключает применение адаптеров SFN сторонних производителей.
Еще один недостаток состоит в том, что не поддерживается архитектура сетевого адаптера.
Недостатком также является необходимость модификации или замены адаптера в случае изменений стандарта.
Кроме того, недостаток заключается в неспособности к интерактивному обмену данными между генераторами транспортных потоков II. и другим оборудованием на передающем центре, таком как AV кодировщики, EPG, генераторы ESG, серверы FLUTE и другое.
Краткое описание изобретения
Вышеуказанные недостатки устраняются настоящим решением для передачи множества транспортных потоков II. с частично одинаковым контентом согласно настоящему изобретению, характер которого заключается в том, что транспортные потоки I. от генераторов транспортных потоков I. передаются параллельно множеству генераторов транспортных потоков II, где генерируются частично различные транспортные потоки. Они поступают в мультиплексор, где пакеты транспортного потока I. извлекаются из пакетов транспортных потоков II, либо транспортные потоки I. поступают в мультиплексор параллельно транспортным потокам II, чтобы исключить возможную задержку, созданную генераторами транспортных потоков II.
В случае, когда пакет транспортного потока I. или пакет, являющийся лишь частью пакета транспортного потока II., в данный промежуток времени присутствуют в мультиплексоре более чем в одном экземпляре, такие пакеты или их часть, передаются в полном объеме по распределительной сети только один раз. Мультиплексор, в который повторно поступают пакеты транспортного потока I., заменяет их на эталонные пакеты из пакетов транспортного потока I., служащих для однозначной идентификации пакетов транспортного потока I/, a также для определения положений сегментов пакетов в пакетах транспортного потока II. и (или) части транспортного потока II., которую мультиплексор заменяет на эталонные пакеты, в конечном счете на часть пакетов транспортного потока II., служащих для однозначной идентификации. Мультиплексор после пакетов транспортного потока I. в полном объеме и пакетов или частей пакетов транспортного потока II. в полном объеме вставляет в выходной транспортный поток III. также эталонные пакеты пакетов транспортного потока I., эталонные пакеты полных пакетов, являющихся в конечном счете частями пакетов транспортного потока II, дополнительную управляющую информацию и (или) дополнительную информацию об идентификации пакетов. После передачи транспортного потока III. по распределительной сети адаптер демультиплексирует данный транспортный поток II. из транспортного потока III и выполняет замену эталонных пакетов транспортного потока I. полноразмерными пакетами транспортного потока I. и помещение этих пакетов или их сегментов в первоначальное положение в пакетах и в транспортном потоке II, и в конечном счете заменяет эталонные пакеты транспортного потока II. пакетами или их сегментами первоначальными полноразмерными пакетами транспортного потока II. таким образом, что адаптер выдает транспортный поток II, побитно идентичный поступившему в мультиплексор.
Развитием вышеупомянутого способа является передача вносящих вклад региональных транспортных потоков I. из транспортных потоков I., которые передаются параллельно находящимся в передающем центре генераторам (8) транспортных потоков II. (9), а также адаптерам (18) от одного удаленного общего источника - генератора (1.1.) вносящих вклад региональных транспортных потоков I. (2.1.) - параллельно генераторам транспортных потоков II. в передающем центре, а также адаптерам.
Мультиплексор заменяет первоначальные пакеты вносящих вклад региональных транспортных потоков I. эталонными пакетами, служащими для однозначной идентификации первоначальных пакетов или сегментов пакетов вносящих вклад региональных транспортных потоков, в пакетах транспортных потоков II., и после передачи через распределительную сеть адаптер заменяет эталонные пакеты первоначальными пакетами вносящих вклад региональных транспортных потоков I., принятых им параллельно или немного раньше от общего источника - генератора вносящих вклад региональных транспортных потоков I.
Развитием вышеупомянутого способа является то, что вносящие вклад региональные транспортные потоки I. из транспортных потоков I. передаются генератору транспортных потоков II. и от него единственному удаленному общему источнику, причем вносящие вклад региональные транспортные потоки II. передаются параллельно генератору транспортных потоков II, находящемуся в передающем центре, а также адпатерам, находящимся на передатчиках. Мультиплексор восстанавливает пакеты вносящих вклад региональных транспортных потоков I из вносящих вклад региональных транспортных потоков I. и заменяет первоначальные пакеты вносящих вклад региональных транспортных потоков I эталонными пакетами, служащими для однозначной идентификации первоначальных пакетов вносящих вклад региональных транспортных потоков I. и для указания положений пакетов или сегментов пакетов транспортного потока I. среди пакетов транспортных потоков II.
Адаптер заменяет эталонные пакеты от транспортного потока III первоначальными пакетами вносящих вклад региональных транспортных потоков I., принятых им параллельно или немного раньше от единого общего источника-генератора вносящих вклад региональных транспортных потоков II/
Развитием вышеупомянутого способа является то, что пакеты транспортных потоков I., содержащие записанный, передаваемый не в реальном времени контент, заменяются мультиплексором на эталонные пакеты транспортных потоков I., служащих для однозначной идентификации первоначальных пакетов транспортных потоков I. Первоначальные пакеты транспортных потоков I передаются адаптерам заранее. Адаптер заменяет эталонные пакеты транспортных потоков I. на первоначальные пакеты транспортных потоков I, хранящихся в памяти адаптера, куда они были переданы заранее.
Развитием вышеупомянутого способа является то, что приемники или адаптеры DVB-S2 по обратному каналу посылают блоку управления в передающем центре информацию в режиме реального времени о качестве текущего канала спутниковой связи. Блок управления на основе этой информации периодически вычисляет оптимальные параметры спутниковой передачи DVB-S2, что снижает требования, предъявляемые к полосе пропускания спутниковой распределительной сети. Блок управления периодически посылает информацию о вычисленных установках параметров спутниковой передачи DVB-S2 для данного пакета транспортного потока III отдельно по конкретному региону и по контенту в целом модулятору DVB-S2, который адаптивно выставляет оптимальные установки параметров, таких как кодирование и модуляция.
Развитием вышеупомянутого способа является восстановление пакетов с контентом на самом низком уровне, которые встроены в пакеты транспортных потоков I. В случае появления пакета с контентом в большем количестве транспортных потоков I. более одного раза он передается в первоначальном виде только один раз, а повторные пакеты с контентом заменяются опорными пакетами. Таким образом, можно уменьшить полосу пропускания, когда в различные форматы транспортных потоков I. встроены идентичные видеокадры, например, RTP в случае DVB-H и MPEG-2 PES для DVB-T.
В случае цифровых телевизионных сетей на основе форматов MPEG-2, в которых используется PID, некоторые PID используют стандартные значения, такие как РАТ-таблица и т.д. В случае, когда множество MPEG-2 транспортных потоков II. мультиплексируются в единый транспортный поток III, посредством квантования MPEG-2 TS, могут в принципе происходить конфликты между значениями PID. Эти конфликты между значениями PID всегда имеют место в случае таблиц PSI/SI с установленными по умолчанию значениями, но могут также изредка происходить также для других PID со свободно конфигурируемыми значениями. Конфликты между значениями PID можно разрешить посредством временных других значений PID, применяемых во время распределения мультиплексированного транспортного потока III. Этот процесс известен под названием перераспределения PID. В мультиплексоре одинаковые, конфликтующие PID от различных транспортных потоков II. заменяются на временные другие значения, которые не используются никаким другим транспортным потоком и не назначены в качестве временных значений. Мультиплексор вставляет в транспортный поток III. информацию о связи между временным и первоначальным PID. Адаптер возвращает временное значение PID в первоначальное.
В случае, когда через транспортные потоки II. передаются телевизионные или радиопрограммы в прямом эфире, генератор транспортных потоков II. может быть различными устройствами, такими как AV-кодировщик, генератор таблиц PSI/SI, сервер ESG (для DVB-H), сервер EPG (для DVB-T), сервер телетекста (например, для DVB-T), сервер МНР (для DVB-T) или сервер CAS и т.д.
В случае, когда через транспортные потоки II. передаются записанные телевизионные или радиопрограммы, генератор транспортных потоков II. может быть различными устройствами, такими как потоковый сервер, генератор таблиц PSI/SI, сервер ESG (для DVB-H), сервер EPG (DVB-T), сервер телетекста (DVB-Т), сервер МНР (DVB-T) или сервер CAS и т.д.
В случае, когда через транспортные потоки II. передаются файлы, генератор транспортных потоков II может быть файловым многоканальным сервером, сервером FLUTE (для DVB-H) или сервером CAS и т.д.
Управление выходом генератора транспортных потоков I может изменяться следующим образом:
1) Выходные скорости передачи данных для всех генераторов транспортных потоков I. являются постоянными (CBR)
2) Выходные скорости передачи данных каждого транспортного потока I. меняются, а постоянной является сумма выходных скоростей передачи данных для генератора транспортных потоков I. для глобальных программ, а также сумма выходных скоростей передачи данных для генератора транспортных потоков I. для региональных программ по каждому конкретному региону, тогда как блок управления глобальными программами управляет глобальным транспортным потоком I., а региональные блоки управления управляют несколькими подчиненными блоками управления для региональных программ определенного региона.
3) Сумма выходных скоростей передачи данных для генератора транспортных потоков I. глобальных и региональных программ является переменной (VBR), а постоянной является сумма переменных скоростей передачи данных для глобальных и региональных программ по одному региону. Главный блок управления управляет блоком управления глобальными программами и блоком управления региональными программами. Блок управления глобальными программами управляет генераторами транспортных потоков I для глобальных программ, а блок управления региональными программами управляет подчиненными блоками управления региональными программами, относящимися к определенным регионам, которые в свою очередь управляют выходными скоростями передачи данных генераторов региональных транспортных потоков I в каждом регионе.
В случае сетей DVB-H мультиплексор может, перед входом в распределительную сеть, удалять данные FEC из секции MPE-FEC, и после передачи через распределительную сеть адаптер вычисляет данные FEC и делает вставки в определенные секции MPE-FEC. Таким образом, можно уменьшить полосу частот относительно устойчивой конфигурации MPE-FEC.
В случае сетей DVB-H с запрашиваемой поддержкой плавной передачи обслуживания генераторы транспортных потоков II. генерируют внутри всплесков множество транспортных потоков со смещенным во времени IP-пакетом. Чтобы избежать помех для каждой сети, необходимо максимум 4 различных частоты. Максимальное число транспортных потоков II. для поддержки плавной передачи обслуживания составляет максимум 4 на регион. Поскольку даже смещенные во времени IP-пакеты транспортных потоков I являются идентичными, увеличение полосы пропускания для передачи таких смещенных во времени транспортных потоков II значительно сокращается.
Для увеличения пропускной способности передачи можно излучить пустые пакеты из транспортных потоков II. перед входом распределительную сеть. Вместо нулевых пакетов может быть вставлена информация о положении нулевых пакетов, например, счетчик непрерывности, а также факультативно выбранные элементы из заголовка TS-пакета или весь заголовок. На основе этой дополнительной информации пустые пакеты повторно вставляются в транспортный поток II. В случае сети SFN необходимо), чтобы все адаптеры в одной соте SFN вставляли побитно идентичные пустые пакеты, поскольку полезный контент для пустых пакетов не определен.
Мультиплексированный транспортный поток III. может распределяться по кабельным и беспроводным телекоммуникационным наземным сетям, или через телекоммуникационные спутники, или по наземным радиосетям, таким как WiMax, WiFi, 3G, 4G, или через многоканальные IP-сети, через наземные кабельные сети или через телекоммуникационные дирижабли/аэростаты и т.д.
Форматы транспортного потока II. могут соответствовать таким стандартам, как DVB, ATSC, ISDB, IP, DAB DVB-H, DAB, DAB-IP, DMB, CMMB, MediaFlo, BCAST, DVB-SH, DVB-T2, GSE и т.д.
В случае сетей DVB-H или IPTV выходные данные генераторов транспортных потоков I. могут передаваться генераторам транспортных потоков II. через IP-сеть. В случае сетей выходные данные генераторов DVB-T, DVB-C могут передаваться по линии связи DVA-ASI.
Генераторы транспортных потоков I. с IP-выходами могут быть расположены удаленно от передающего центра на восходящей линии связи. Поскольку генераторы транспортных потоков I. с IP-выходами в большинстве своем генерируют многоканальную передачу, а у большинства IP-сетей отключена многоканальная поддержка или она является платной, можно использовать одноканальный туннель между удаленным генератором транспортного потока I. и передающим центром. Передающий центр оснащен IP-шлюзом, который преобразует одноканальную IP-передачу в многоканальную IP-передачу. Это позволяет доставлять пакеты транспортного потока I. от удаленного генератора к множеству генераторов транспортных потоков II.
Вышеуказанный способ передачи множества транспортных потоков II. с частично одинаковым контентом обладает следующими преимуществами:
Он позволяет операторам сетей телевизионного вещания распределять из одного центра транспортные потоки с частично одинаковым и частично различным контентом, представляющим передачу глобальных и региональных программ, при значительном уменьшении полосы пропускания распределительной сети.
По сравнению с обычным способом распределения обеспечивается значительное уменьшение полосы пропускания. Если предположить, что каждая программа требует одинаковой полосы пропускания, и добавить 5% ширины полосы пропускания на управляющие пакеты и 10% ширины полосы пропускания на распространение повторяющихся глобальных телевизионных программ по регионам, то при отсутствии передачи данных с FEC и поддержки плавной передачи обслуживания экономия на полосе пропускания составляет:
Число транспортных потоков (регионов)*
Число глобальных программ
Число региональных программ
Экономия на полосе пропускания при распределении
SD разрешение цифрового ТВ
CIF разрешение мобильного цифрового ТВ
Нормальная полоса пропускания (Мбит/с)
Достигнутая полоса пропускания (Мбит/с)
Нормальная полоса пропускания (Мбит/с)
Достигнутая полоса пропускания (Мбит/с)
20
2
79%
55,0
11,6
660
135
10
15
3
71%
45,0
13,0
540
156
10
5
54%
37,5
17,3
450
208
20
2
85%
110,0
16,8
1320
202
20
15
3
77%
90,0
20,9
1080
250
10
5
59%
75,0
30,5
900
365
20
2
87%
165,0
22,0
1980
265
30
15
3
79%
135,0
28,8
1620
345
10
5
61%
112,5
43,6
1350
523
*Число транспортных потоков равно числу регионов в случае, если в сетях DVB-Н отсутствует поддержка плавной передачи обслуживания; в случае необходимости поддержки плавной передачи обслуживания число транспортных потоков возрастает в четыре раза.
Согласно стандарту ETSI TR 101191 в отношении синхронизации передатчиков SFN требуется использовать один адаптер SFN (средство вставки MIP) для всех передатчиков в одной соте SNF. Настоящий способ удовлетворяет вышеуказанному требованию, благодаря чему гарантируется синхронизация передачи передатчиков SNF. Эта повышенная стойкость к накапливающимся ошибкам и потере синхронизации SNF обеспечивает соответственно более быстрое восстановление синхронизации передатчиков в случае потери различных пакетов во время передачи различным передатчикам в одной соте SNF.
Архитектура сетевого адаптера согласно этому способу прозрачна для всех устройств на стороне передающего центра, а также для всех устройств на стороне передатчика, что обеспечивает защиту инвестиций. Нет необходимости заменять адаптеры в сети в случае изменения стандартов на различных уровнях, поэтому это решение является решением с "защитой на будущее".
Преимущество этого способа заключается в возможности выбирать адаптер SNF любого стороннего производителя.
Благодаря концентрации всех ключевых устройств в передающем центре, такую сеть легче контролировать, а ее техническое обслуживание обходится дешевле.
Благодаря генерированию всех транспортных потоков II. в передающем центре можно централизованно анализировать действительность всех транспортных потоков в передающем центре.
В случае сети DVB-H способ позволяет улучшить надежность распределительной сети посредством использования механизма упреждающей коррекции ошибок MPE-FEC.
Данный способ позволяет подключать удаленно расположенный AV-кодировщик через сеть без поддержки многоканального режима.
Данный способ поддерживает 3-уровневый статический мультиплекс AV-кодировщиков.
Данный способ позволяет подключать потоковые серверы, файловые серверы, например, сервер FLUTE в тот же статистический мультиплекс, что и AV-кодировщики.
Данный способ позволяет использовать неиспользуемые емкости файловых серверов, например, сервера FLUTE.
Благодаря централизованной архитектуре можно использовать только одну CAS (систему условного доступа) без распределения шифрования (распределения ключей), что обеспечивает снижение инвестиционных расходов, повышает безопасность работы и улучшает распределение ключей шифрования.
Данный способ полностью прозрачен для всех устройств, платформ, генерирующих транспортные потоки.
Данный способ обеспечивает эффективное распределение также в том случае, когда требуется поддержка "плавной передачи обслуживания" в сетях DVB-H.
Способ обеспечивает быструю двустороннюю связь между всеми устройствами передающего центра, что расширяет возможность управления устройствами, например, статистический мультиплекс, адаптируемые данные и т.д.
Способ наполовину уменьшает полосу пропускания для передачи телевизионных каналов с региональным вкладом, которые передаются параллельно адаптерам, а также передающему центру при сохранении централизованного генерирования управляющих пакетов транспортных потоков с одним адаптером SNF, установленным до распределительной сети, даже когда данные вставляются непосредственно на телевизионном передатчике.
Способ обеспечивает эффективное распределение множества транспортных потоков с частично одинаковым контентом в случае, когда требуется вставить региональный записанный контент, например, региональный рекламный ролик, в глобальные телевизионные каналы. Поскольку большинство рекламных роликов часто повторяются, можно повторяющуюся рекламу, как в глобальной, так и в региональной телевизионной программе, передавать только один раз, что еще больше позволяет уменьшить полосу пропускания распределительной сети. Степень уменьшения зависит от числа повторений данного рекламного ролика и от доли его продолжительности в общем времени передачи телевизионной программы.
Применение адаптивного кодирования и модуляции оптимизирует использование полосы пропускания спутниковой сети DVB-S2 в соответствии с фактическими условиями передачи в каждом регионе, это означает улучшение отношения бит/герц, что сокращает эксплуатационные расходы на спутниковую распределительную линию связи.
Этот способ уменьшения пропускной способности распределительной сети и сохранения прозрачности можно применять в сочетании с параллельным подключением транспортных потоков I. и транспортных потоков II. к мультиплексору, что позволяет устранить задержку продолжительностью несколько секунд на обработку регионализированных транспортных потоков DVB-H, организованных посредством квантования времени.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схема спутниковой передачи транспортных потоков.
Фиг.2 - схема спутникового распределения транспортных потоков II. DVB-H с поддержкой "плавной передачи обслуживания".
Фиг.3 - схема 3-уровневого управления скоростью передачи генераторов транспортных потоков I.
Фиг.4 - схема 1-уровневого управления скоростью передачи генераторов транспортных потоков I.
Фиг.5 - описание транспортного потока II. с AV-кодировщиками VBR, действующими в 2 мультиплексах.
Фиг.6 - схематическое описание обработанного транспортного потока II. с эталонными пакетами глобальных телевизионных программ в выходном сигнале мультиплексора.
Фиг.7 - схематическое описание мультиплексированного транспортного потока III.
Фиг.8 - схематическое описание одного возможного способа замены части пакета транспортного потока I. DVB-H на эталонный пакет.
Фиг.9 - подключение удаленного AV-кодировщика через одноканальную IP-сеть.
Фиг.10 - схема спутниковой передачи удаленных вносящих вклад региональных транспортных потоков II.
Фиг.11 - схема спутниковой передачи удаленных вносящих вклад региональных транспортных потоков I.
Фиг.12 - схема спутникового распределения глобальных телевизионных программ со встроенной региональной рекламой.
Фиг.13 - схема использования АСМ в спутниковой передаче DVB-S2.
Фиг.14 - схема параллельного подключения к мультиплексору входов DVB-ASI и IP.
Фиг.15 - схематическое описание перераспределения PID во время распределения через транспортный поток III.
Фиг.16 - замена повторяющихся пакетов транспортного потока I. эталонными пакетами 2R посредством мультиплексора.
Фиг.17 - иллюстрация уменьшения пропускной способности посредством мультиплексора.
Примеры вариантов выполнения Пример 1
Пример заключается в том, что транспортные потоки I. 2 от генераторов 1 транспортных потоков I. 2 передаются параллельно множеству генераторов 8 транспортных потоков II. 9, где генерируются частично совпадающие (регионализированные) пакеты транспортных потоков I. 2, которые передаются в мультиплексор 14, где пакеты транспортных потоков I. 2 восстанавливаются из транспортных потоков II. 9; или множество транспортных потоков I. 2 передается мультиплексору 14 параллельно с транспортными потоками II. 9, например, для исключения временной задержки, создаваемой генераторами 8 транспортных потоков II. 9. Временная задержка возникает, например, в случае квантования времени в DVB-H.
Для восстановления пакетов транспортного потока I. 2 из транспортных потоков II. 9 посредством мультиплексора 14 можно определить максимальное время ожидания выполнения одного пакета транспортного потока I. 2. Это важно для управления максимальным временем задержки в случае секционного уплотнения в MPEG-2 TS.
В обоих случаях, когда пакет транспортного потока I. 2 и (или) пакет или только часть пакета транспортного потока II. 9 встречается в данный промежуток времени более одного раза, он передается в первоначальном виде только один раз через транспортный поток III. 16. Мультиплексор 14 заменяет неоднократно встречающиеся пакеты транспортного потока I. 2 на эталонные пакеты 2R транспортного потока I. 2, служащие для однозначной идентификации первоначальных пакетов транспортного потока I. 2 и для указания положений пакетов или сегментов пакетов транспортного потока I. 2 среди пакетов транспортного потока II. 9, и (или) неоднократно встречающиеся пакеты или части пакетов транспортного потока II. 9 мультиплексор 14 заменяет на эталонные пакеты 9R транспортного потока II. 9, служащие для однозначной идентификации пакетов или частей пакетов транспортного потока II. 9. Мультиплексор 14 сохраняет 1 копию первоначального транспортного потока в так называемом словаре.
Мультиплексор 14 вставляет в выходной мультиплексированный транспортный поток III. 156, помимо первоначальных пакетов транспортного потока I. 2 и (или) первоначальных пакетов или частей пакетов транспортного потока II. 9 также эталонные пакеты 2R транспортного потока I. 2, эталонные пакеты 9R пакетов или частей пакетов транспортного потока II. 9, а также дополнительную управляющую информацию и (или) дополнительную идентификационную информацию.
Транспортный поток III. 16 передается передатчикам, где расположены адаптеры 18, через распределительную сеть 17.
Адаптер 18 демультиплексирует выбранный(ые) транспортный(ые) поток(и) II. 9 из транспортного потока III. 17 и заменяет эталонные пакеты 2R транспортного потока I. на первоначальные пакеты транспортного потока I. 2, и помещает эти пакеты или их сегменты на их первоначальное положение среди пакетов транспортного потока II. 9, и (или) заменяет эталонные пакеты 9R на первоначальные пакеты или часть пакетов транспортного потока II. 9 таким образом, что адаптер 18 выдает транспортные потоки II. 9, побитно идентичные транспортным потокам II. 9 на входе мультиплексора 14 для данного региона.
Это решение приведено на фиг.1 "Схема спутниковой передачи транспортных потоков", на фиг.2 "Описание транспортного потока II. с AV-кодировщиками VBR, действующим в 2 мультиплексах", фиг.6 "Схематическое описание обработанного транспортного потока II. с эталонными пакетами глобальных телевизионных программ в выходном сигнале мультиплексора", фиг.7 "Схематическое описание мультиплексированного транспортного потока III", Фиг.8. схематическое описание одного возможного способа замены части пакета транспортного потока I. DVB-H на эталонный пакет", фиг.16 "замена повторяющихся пакетов транспортного потока I. эталонным пакетом 2R посредством мультиплексора", фиг.17 "Иллюстрация уменьшения пропускной способности посредством мультиплексора".
Пример 2
Аналогичен примеру 1, но применяется в отношении сетей DVB-H с распределением по спутниковым каналам. Несжатые AV-сигналы глобальных телевизионных программ поступают в AV-кодировщики (1G1-1Gn) (устройства, выполняющие сжатие AV-сигнала), являющиеся частью одного статистического мультиплекса (AV кодировщики 1G1-1Gn). В AV-кодировщики (1L11-1Lmv) поступают несжатые AV-сигналы региональных телевизионных программ.
Все выходные сигналы AV-кодировщика 1 имеют вид IP-пакетов, передаваемых по локальной сети, чаще всего по сети Ethernet, всем формирователям 8 IP-пакетов. Это обеспечивает идентичность всех повторяющихся пакетов транспортных потоков I. 2 глобальных телевизионных программ.
Формирователи 8 IP-пакетов принимают выбранные телевизионные программы, транспортные потоки I. 2 для данного региона по многоканальной IP-связи. Выходным сигналом формирователя 8 IP-пакетов является транспортный поток II. 9 в формате MPEG-2 TS. В случае сетей SFN выходной сигнал формирователя 8 IP-пакетов дополнительно повергается SFN-адаптации посредством средства вставки MIP. Таким образом, мультиплексор 14 принимает либо транспортные потоки II. 9 от формирователей 8 IP-пакетов (в случае, если сеть не является сетью SFN), или SFN-адаптированные транспортные потоки от средств 12 вставки MIP.
Важной функцией мультиплексора 14 является восстановление пакетов транспортного потока I. 2 из транспортных потоков II. 9, их сравнение и замена повторяющихся пакетов эталонными пакетами. Эталонные пакеты 2R, 9R могут распространяться, например, в виде "частных данных".
В мультиплексоре 14 идентичные (конфликтующие) PID в различных транспортных потоках II. 9 временно заменяются различными значениями, которые отсутствуют в других транспортных потоках II. 9 и не используются в качестве временных значений. Мультиплексор 14 вставляет в мультиплексированный выходной транспортный поток III. 16 дополнительную управляющую информацию, относящуюся к структуре транспортного потока II. 9, к связи между временными и первоначальными значениями PID.
К формирователю 8 IP-пакетов также маршрутизируются IP-пакеты 2 от серверов ESG (электронного гида по услугам), а также IP-пакеты 2 от подсистемы (SPP) (приобретения и защиты услуг) (система условного доступа CAS, управление цифровыми правами DRM) в виде сообщений КММ, KSM. Конфликтующие IP-адреса (например, самозагрузки ESG) могут быть перераспределены к другим IP-адресам на источнике, это означает, что сервер 1 ESG возвращается формирователем 8 IP-пакетов, или может иметься сервер ESG для данного региона, соединенный по отдельной сети Ethernet с соответствующим формирователем 8 IP-пакетов.
Выходной сигнал мультиплексора 14, представляющий собой мультиплексированный транспортный поток III, приведен на фиг.6 "Схематическое описание обработанного транспортного потока II. с эталонными пакетами глобальных телевизионных программ в выходном сигнале мультиплексора" и на фиг.7 "схематическое описание мультиплексированного транспортного потока III".
Мультиплексированный транспортный поток III. 16 передается через спутниковую распределительную сеть 17 к спутниковым приемникам, от которых он поступает к адаптерам 18. В адаптерах 18 происходит демультиплексирование выбранного транспортного потока II. 9, временные значения PID возвращаются к первоначальным, и эталонные пакеты 2R, 9R заменяются первоначальными пакетами на основе дополнительных управляющих пакетов, так что адаптер 18 выдает транспортный поток II. 9, побитно идентичный транспортному потоку II. 9 на входе мультиплексора 14 для данного региона.
Это решение описано на фиг.1 "Схема спутниковой передачи транспортных потоков".
Пример 3
Аналогичен примеру 1 с той разницей, что мультиплексор 14 восстанавливает пакеты с контентом на низшем уровне, сформированные в транспортном потоке I. 2, и повторяющиеся пакеты с контентом заменяются эталонными пакетами пакетов с контентом. Преимущество такого решения состоит в экономии полосы пропускания (например, для видеосигнала), даже если одинаковый контент сформатирован под разные форматы пакетов транспортного потока I., например, RTP в случае DVB-H и MPEG-2 для DVB-T.
Пример 4
Аналогичен примеру 1, но генераторы 1 транспортного потока I. являются не только кодировщиками видеосигнала, но также потоковым сервером, генератором таблиц PSI/SI. сервером ESG (для DVB-H), EPG (для DVB-T), сервером телетекста (для DVB-T), сервером МНР (для DVB-T) или сервером CAS, многоканальным файловым сервером, сервером FLUTE (для DVB-H) или севером CAS и т.д.
Пример 5
Аналогичен примеру 1 с той разницей, что применяется к сетям DVB-T со спутниковым распределением сигнала. Все выходные сигналы 1 AV-кодировщиков передаются в виде пакетов MPEG-2 PES на мультиплексоры 8 MPEG-2. Мультиплексоры 8 MPEG-2 являются транспортными потоками II. 9 в виде пакетов MPEG-2 TS. В случае сетей SFN адаптеры 12 SFN (средства вставки MIP) подключаются после мультиплексоров MPEG-2.
Важной функцией мультиплексора 14 является восстановление пакетов транспортного потока I. 2 в случае пакетов DVB-T PES, их сравнение и замена повторяющихся пакетов PES эталонными пакетами 2R. Эталонные пакеты могут передаваться в качестве "частных данных".
8 мультиплексоре 14 идентичные (конфликтующие) PID в различных транспортных потоках II. 9 временно заменяются различными значениями, которые не встречаются в других транспортных потоках II. 9 и не используются в качестве временных значений. Мультиплексор 14 вставляет в мультиплексированный выходной транспортный поток III. 16 дополнительную управляющую информацию о структуре транспортного потока II. 9, о связи между временными и первоначальными значениями PID.
Мультиплексированный транспортный поток III. 16 передается по спутниковой распределительной сети 17 к спутниковым приемникам, из которых он поступает к адаптерам 18. В адаптерах 18 происходит демультиплексирование выбранного транспортного потока II. 9, временные значения PID возвращаются к первоначальным, а эталонные пакеты 2R, 9R заменяются первоначальными пакетами на основе дополнительных управляющих пакетов, так чтобы адаптер 18 выдавал транспортный поток II. 9 побитно идентичный транспортному потоку II.
9 на входе мультиплексора 14 для данного региона.
Это решение описано на фиг.1 "Схема спутниковой передачи транспортных потоков".
Пример 6
Аналогичен примеру 1 с той разницей, что выходные скорости передачи данных генераторов транспортных потоков I. 2 являются постоянными (CBR).
Пример 7
Аналогичен примеру 1, но сумма скоростей передачи данных в транспортных потоках I. 2 глобальных программ является постоянной (CBR), а также сумма скоростей передачи данных в транспортных потоках I. 2 региональных программ (например, 2L1-2Lm) является постоянной (CBR) и одинаковой для каждого региона, при этом блок 3G управления глобальными программами управляет переменной скоростью передачи данных (VRG) в отдельном глобальном транспортном потоке I. 2 среди глобальных программ (1G1-1Gn), а блоки (3L1-3Lm) управления региональными программами управляют переменными скоростями передачи данных (VBR) в транспортных потоках I. 2 среди региональных программ (например, 3L1-3Lm).
Это решение описано на фиг.4 "Схема 1-уровневого управления скоростью передачи генераторов транспортных потоков I"
Пример 8
Аналогичен примеру 1, но сумма скоростей передачи данных в транспортных потоках I. 2 глобальных программ также является переменной (VBR), а также сумма скоростей передачи данных в транспортных потоках I. 2 региональных программ является переменной (VBR), при этом постоянной (CBR) является только сумма всех глобальных и региональных скоростей передачи в транспортных потоках I. 2 и является одинаковой для каждого региона, при этом основной блок 4 управления управляет блоком 3G управления глобальными программами, а также блоком 3L управления региональными программами, при этом блок 3G управления глобальными программами управляет переменными скоростями передачи (VBR) в транспортных потоках I. 2 глобальных программ (1G1-1Gn), а блоки (например, 3L1-3Lm) управления региональными программами управляют переменной скоростью передачи данных (VBR) в транспортных потоках I. 2 региональных программ (например, 2L1-2Lm).
Это решение описано на фиг.3 "Схема 3-уровневого управления скоростью передачи генераторов транспортных потоков I".
Пример 9
Подобен примеру 2 с той разницей, что данные FEC удаляются из секций МРЕ-FEC либо в формирователе 8 IP-пакетов, либо в мультиплексоре, то есть распределение через распределительную сеть 17. Данные FEC, вычисленные в адаптере 18, вставляются в секции MPE-FEC. Этот подход в случае DVB-H позволяет сэкономить значительную часть полосы пропускания распределительной сети 17.
Пример 10
Подобен примеру 2 с той разницей, что данные FEC сохраняются в транспортном потоке II. 9 и используются для исправления потенциальных потерь и искажений в пакетах при передаче.
Пример 11
Подобен примеру 3 с той разницей, что вместо сетей DVB-T это решение применяется в сетях ATSC или ISDB. Замена повторяющихся пакетов осуществляется на уровне PES 2, то есть на уровне транспортного потока I. 2.
Пример 12
Подобен примерам 1, 2 и 3, но мультиплексор 14 заменяет все "пустые пакеты" согласно стандартам MPEG-2 TS эталонными пакетами 9R, и стирает их. Эталонные пакеты 9R заменяются одинаковыми пустыми пакетами во всех адаптерах 18 в одной сети.
Пример 13
Подобен примеру 3 с той разницей, что дополнительно поддерживается "плавная передача обслуживания". В этом случае имеется 3 транспортных потока II. 9, сгенерированных для каждого региона, при этом имеется временное смещение IP-пакетов в пределах всплесков DVH-B для различных сот SFN, передаваемых на различных частотах.
Это решение описано на фиг.2 "Схема спутникового распределения транспортных потоков II. DVB-H с поддержкой "плавной передачи обслуживания".
Пример 14
Представляет собой сочетание решений, описанных в примерах 2 и 3, при этом транспортные потоки I. 2 DVH-B и DVB-T генерируются одинаковыми AV-кодировщиками 1, применяющими масштабируемое кодирование. Мультиплексор восстанавливает эти потоки на уровне пакетов с контентом, восстанавливая из транспортного потока I. 2 пакеты, например, кадры I, В, Р, которые в случае повторяющегося появления заменяются эталонными пакетами мультиплексором 14 до их поступления в распределительную сеть. Адаптеры 18 заменяют эталонные пакеты первоначальными пакетами с контентом.
Пример 15
Подобен примеру 2 с той разницей, что генератор 1 транспортного потока I. 2 расположен удаленно относительно передающего центра. В случае использования блоков 3 и 4 управления необходимо использовать сети с наименьшим временем отклика (RTT), чтобы обеспечить интерактивный обмен данными с удаленными генераторами 1 транспортных потоков I. 2. Поскольку в большинстве IP-сетей поддержка многоканальной IP-адресации отключена, пакеты к множеству генераторов 8 транспортных потоков II. 9 передаются через "одноканальную" связь через единственный шлюз 22, который изменяет одноканальную IP-адресацию на многоканальную IP-адресацию, что обеспечивает параллельную передачу пакетов транспортного потока I. 2 от удаленного генератора 1 транспортного потока I. 2 к генераторам 8 транспортных потоков II. 9.
Это решение описано на фиг.9 "Подключение удаленного AV-кодировщика через одноканальную IP-сеть".
Пример 16
Аналогичен примеру 1, в котором транспортный поток III. 16 передается по сетям радио- и кабельной связи или по наземных радиосетям, таким кК WIMAX, WIFI, 3G, 4G или через многоканальные IP-сети.
Пример 17
Аналогичен примеру 1, но транспортные потоки II. 9 генерируются согласно стандартам DVB, ATSC, ISDB, IP, DAB, DVB-H, DAB, DAB-IP, DMB, CMMB, MediaFlo, BCAST, DVB-SH.
Пример 18
Аналогичен примеру 1, но блоки 3 управления для управления генераторами 1 транспортных потоков I. 2 используют механизм статического мультиплексирования, например, изменения параметров AV-сжатия, таких как дискретизация, синхронизация генерации 1-кадров в AV-кодировщиках 1, механизм вставки конъюнктурных данных или выделение фиксированной полосы пропускания согласно установленным правилам для генераторов 1 отдельных транспортных потоков I.2.
Пример 19
Аналогичен примеру 1, но согласование между генераторами 1 отдельных транспортных потоков I. 2 находится под управлением блока 10 управления генераторами 1.
Пример 20
Вносящие вклад региональные транспортные потоки I. 2.1. передаются через спутник генератору 8.1. транспортных потоков II. 9.1., и от него, единственного удаленного общего источника" вносящие вклад региональные транспортные потоки II. 9.1. передаются параллельно генератору транспортных потоков II. 9 в передающем центре, обладающему функцией повторного мультиплексирования транспортных потоков II. 9, а также адаптерам 18. Мультиплексор 14 заменяет первоначальные вносящие вклад региональные транспортные потоки I. 2.1., восстановленные из транспортных потоков II. 2, эталонными пакетами 2.1.R., служащими для однозначной идентификации первоначальных пакетов вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1. и для указания положения пакетов или сегментов пакетов транспортных потоков I. 2.1. в пакетах транспортных потоков II. 9. Адаптер 18 заменяет эталонные пакеты 2.1. первоначальными пакетами вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1., принятыми им параллельно или немного заранее в результате параллельной передачи во вносящем вклад региональном транспортном потоке II. 9.1. от генератора 8.1. вносящих вклад региональных транспортных потоков и восстановления пакетов вносящего вклад регионального транспортного потока I. 2.1., и помещает эти пакеты или их сегменты в первоначальное положение среди пакетов транспортного потока II. 9, переданных через телевизионные или радиопередатчики в сетях SFN или MFN.
Это решение описано на фиг.10 "Схема спутниковой передачи удаленных вносящих вклад региональных транспортных потоков II".
Пример 21
Вносящие вклад региональные транспортные потоки I. 2.1. из транспортных потоков I. 2 передаются параллельно через спутник генераторам 8 транспортных потоков II. 9 в передающем центре, а также адаптерам 18 от единственного удаленного общего источника - генератора вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1. Мультиплексор 14 заменяет первоначальные пакеты вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1. эталонными пакетами 2.1. R., служащими для однозначной идентификации первоначальных пакетов вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1. и для указания положения пакетов или сегментов пакетов вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1., среди пакетов транспортного потока II. 9. Адаптер 18 заменяет эталонные пакеты 2.1. первоначальными пакетами вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1., принятыми им параллельно или немного заранее в результате параллельной передачи вносящего вклад регионального транспортного потока I. 2.1. от генератора 1.1. вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1., и помещает первоначальные пакеты, или их сегменты, вносящих вклад региональных транспортных потоков I. 2.1. в первоначальные положения внутри пакетов транспортного потока II. 9.
Это решение описано на фиг.11 "схема спутниковой передачи удаленных вносящих вклад региональных транспортных потоков I".
Пример 22
Пакеты транспортного потока I. 2, содержащие записанный контент, мультиплексор 14 заменяет эталонными пакетами 2R транспортного потока I. 2, служащими для идентификации первоначальных пакетов транспортного потока I. 2 и для указания положения пакетов, или сегментов пакетов, транспортного потока I. 2, среди пакетов транспортного потока II. 9, при этом первоначальные пакеты транспортного потока I. 2 передаются адаптерам 18 заранее. Адаптер 18 заменяет эталонные пакеты 2R транспортного потока I. 2 первоначальными пакетами транспортного потока I. 2, находящимися в памяти адаптера 18 в результате выполненной заранее передачи записанного контента, и помещает эти первоначальные пакеты или их сегменты в их первоначальное положение среди пакетов транспортного потока II. 9.
Пример 23
Аналогичен примеру 22 с тем отличием, что пакеты транспортного потока I. 2 с записанным, не передаваемым в прямом эфире, контентом, который передается через транспортный поток III. 16, передается с использованием кода упреждающей коррекции ошибок, что позволяет вычислять пропущенные пакеты и исправлять поврежденные пакеты.
Пример 24
Аналогичен примеру 23 с той разницей, что пакеты транспортного потока I. 2 с записанным, не передаваемым в прямом эфире, контентом, которые передаются через транспортный поток III. 16, передаются в неиспользуемой полосе пропускания путем замены пустых пакетов транспортных потоков III. 16 или транспортных потоков II.
Пример 25
Аналогичен примеру 23 с той разницей, что адаптеры 18 посылают время от времени передающему центру информацию о неуспешно переданных пакетах транспортного потока I. 2 с записанным контентом. На основе этой информации мультиплексор 14 повторно передает адаптерам 18 пропущенные пакеты или дополнительные код упреждающей коррекции ошибок, позволяющий заполнить данный диапазон пропущенных пакетов.
Пример 26
Спутниковые приемники 42 DVB-S2 или адаптеры 18 посылают блоку 45 управления по обратному каналу 41, такому как DVB-RCS, SCPC, или по наземным линиям связи информацию в режиме реального времени о качестве спутниковой распределительной линии 17 связи. Блок 45 управления на основе это информации периодически вычисляет такие параметры спутниковой модуляции и кодирования для каждого региона и для глобальной зоны охвата, при которых он достигает наименьшей полосы пропускания распределительной линии 17 связи DVB-S2, то есть наибольшего отношения бит/Гц. Для вычисления оптимальных параметров передачи пакетов, передающих региональный контент для каждого региона, блок 45 управления учитывает всю информацию, собранную от всех спутниковых приемников 45 или адаптеров 18 в данном регионе, и устанавливает параметры, которые гарантируют заданное качество передачи, например, BER за время Т или PER за время Т, для спутниковых приемников 42 при худших условиях спутникового приема в данном регионе.
Такие вычисленные параметры спутниковой передачи для различных регионов и глобальной зоны охвата блок 45 управления периодически передает модулятору 40 DVB-S2, который на основе этой информации отдельно устанавливает параметры модуляции и кодирования для отдельного транспортного потока III. 16. В области DVB-S2 это способ называется АСМ - адаптивное кодирование и модуляция.
Пример применения АСМ при спутниковом распределении DVB-S2 описан на фиг.13 "Схема использования АСМ в спутниковой передаче DVB-S2".
Пример 27
Подобен примеру 2 с той разницей, что аудио-видео IP-пакеты транспортного потока I. 2 от генераторов 1 аудио-видео-пакетов в транспортном потоке I. 2 передаются через IP-сеть, например, через сеть Ethernet, и поступают в мультиплексор 14.
Параллельно передается транспортный поток II. 9 MPEG-2 DVB-H от генераторов 8 DVB-H транспортных потоков II. 9, например, по линии связи DVB-ASI, которая может быть в одном из вариантов SFN-адаптирована посредством средства 12 вставки MIP (также называемом адаптерами SFN).
Мультиплексор 14 таким образом мультиплексирует IP-пакеты от IP Ethernet входа аудио-видео транспортных потоков I. 2, заранее поступивших в мультиплексор 14, сравнивая пакеты транспортного потока II. 9 MPEG-2 DVB-H, в один распределяемый транспортных поток III. 16, что аудио-видео IP-пакеты транспортных потоков I. 2, возникающие в данном временном кадре более одного раза, заменяются эталонными пакетами 2R транспортного потока I. 2, служащими для однозначной идентификации первоначальных пакетов транспортного потока I. 2 и для указания положения пакетов или сегментов пакетов транспортного потока I. 2 среди пакетов транспортного потока II. 9.
При этом мультиплексор 14 сохраняет один экземпляр аудио-видео IP-пакета транспортного потока I. 2 в памяти словаря сжатия в мультиплексоре 14.
С некоторой задержкой, создаваемой генераторами 8 транспортных потоков II. 9 DVB-H, выполняющими квантование времени, аудио-видео IP-пакеты транспортного потока I. 2 последовательно восстанавливаются и заменяются эталонными пакетами 2R транспортного потока I. 2 в случае, если данные аудио-видео IP-пакета транспортного потока I. 2 уже имеются в памяти словаря сжатия в мультиплексоре 14.
Перед поступлением в распределительную сеть 17 эталонные пакеты 2R мультиплексируются с другими аудио-видео пакетами транспортного потока I. 2 и последовательно формируются в единственном транспортном потоке III. 16, предназначенном для распределения.
Адаптер 18 демультиплексирует транспортный(ые) поток(и) II. 9 из транспортного потока III. 17, заменяет эталонные пакеты 2R транспортного потока I. 2 первоначальными пакетами транспортного потока I. 2 и помещает эти пакеты или их сегменты в первоначальное положение среди пакетов транспортного потока II. 9 таким образом, что адаптер 18 выдает транспортный поток II. 9, побитно идентичный с транспортным потоком II. 9 для данного региона на входе мультиплексора 14.
После окончания распределения адаптеры 18 сети 17 заменяют эталонные пакеты 2R транспортного потока I. 2 на первоначальные IP-пакеты аудио-видео транспортных потоков I. 2 и демультиплексируют транспортный поток II. 9 MPEG-2 DVB-H распределенного транспортного потока III. 16.
Демультиплексированный восстановленный транспортный поток II. 9 MPEG-2 DVB-H является одновременно адаптированным к SFN, организованный в мегакадры, содержащие временные метки для синхронизации множества передатчиков и готовых к широковещательной передаче в соте SFN.
Это решение описано на фиг.14 "Схема параллельного подключения к мультиплексору входов DVB-ASI и IP".
Пример 28
Аналогичен примеру 1 с той разницей, то мультиплексор 14 знает, какие транспортные потоки I. 2 являются частью множества транспортных потоков II. 9, то есть какие транспортные потоки I. 2 являются глобальными и какие являются лишь частью одного регионализированного транспортного потока II. 9. Эта информация повышает эффективность обработки и сокращает объем дополнительной информации, одновременно сокращая время обработки транспортного потока II. 9 в мультиплексоре благодаря исключению генерации эталонных пакетов 2 для региональных транспортных потоков I. 2.
Пример 29
Аналогичен примеру 28 с той разницей, что мультиплексор 14 имеет собственный механизм, позволяющий определять, какой транспортный поток I. 2 глобальный, а какой - региональный. Этот механизм основан на наблюдении множества появлений пакетов транспортного потока I. 2 во множестве транспортных потоков II. 9. Этот механизм периодически обновляет классификацию транспортных потоков I.2.
Используемые в приведенных выше примерах стандарты представляют собой:
Стандарты DVB (цифровое телевещание):
ETSI EN 300744 V1.5.1 (2004) - Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television (Цифровое телевещание (DVB); структура кадрирования, канальное кодирование и модуляция цифрового наземного телевидения);
ETSI TS 101191 V1.4.1 (2004-06) Digital Video Broadcasting (DVB); DVB mega-frame for Single Frequency Network (SFN) synchronization (Стандарт по структуре мегафрейма, необходимого для синхронизации одночастотных сетей);
ETSI EN 300468 V.1.7.1 (2006-07) - Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for Service Information (SI) in DVB systems (Цифровое телевещание (DVB); Спецификация для SI в транспортных потоках системах цифрового телевидения);
ETSI TS 101154 V.1.7.1( 2005-06) - Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for the use of Video and Audio Coding in Broadcasting Applications based on the MPEG-2 Transport Stream (Цифровое телевещание (DVB); Спецификация по использованию стандартов MPEG2 в цифровом телевидении (транспортных потоков, видео и ау декодирования));
ETSI EN 302307 V1.1.2, Июнь 2006 - Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2) (Цифровое телевещание (DVB); Структура кадрирования «второго поколения»: канальное кодирование и модуляция для систем вещания, интерактивных сервисов, сбора новостей и иных спутниковых сервисов (DVB-S2));
Стандарты DVB-H (цифровое телевидение для мобильных устройств):
ETSI EN 302304 V1.1.1 (2-4-11) - Digital Video Broadcasting (DVB); Transmission System for Handheld Terminals (DVB-H) (Цифровое телевещание (DVB);
Расширение DVB-H для мобильного телевидения);
ETSI TR 102469 V1.1.1 (2006-05) - Technical Report Digital Video Broadcasting (DVB); IP Datacast over DVB-H: Architecture (Цифровое телевещание (DVB);
Архитектура IPDC (IPDC - передача данных по сетям DVB при помощи IP));
ETSI TS 102471 V1.2.1 (2006-11) - Digital Video Broadcasting (DVB); IP Datacast over DVB-H: Electronic Service Guide (ESG) (Цифровое телевещание (DVB);
Электронный гид сервисов (ESG) для IPDC (IPDC - передача данных по сетям DVB при помощи IP));
ETSI TS 102472 V1.2.1 (2006-12) - Digital Video Broadcasting (DVB); IP Datacast over DVB-H: Content Delivery Protocols (Цифровое телевещание (DVB); Протокол CDP (протокол доставки контента) для IPDC (IPDC - передача данных по сетям DVB при помощи IP)).
DVB-SH (цифровое телевидение на мобильные устройства через спутник):
ETSI TS 102585 V1.1.1 (2007) - Digital Video Broadcasting (DVB);
System Specifications for Satellite services to Handheld devices (SH) below 3 GHz (Цифровое телевещание (DVB); Спецификации системы спутниковых сервисов для портативных устройств (SH) диапазонов частот ниже 3 ГГц);
ATSC (Американский стандарт цифрового телевидения):
ATSC Digital Television Standard: Part 1 - Digital Television System Document A/53 Part 1:2009, 3 January 2007 (Стандарт цифрового телевидения: Часть 1 - система цифрового телевидения, документ A/53 Часть 1: 2009, 3 Января 2007 г.;
ATSC Digital Television Standard: Part 3 - Service Multiplex and Transport Subsystem Characteristics, Document A/53 Part 3: 3 January 2007 (Стандарт цифрового телевидения: Часть 3 - характеристики мультиплексирования (уплотнения) сигналов и транспортных подсистем, документ A/53, Часть 3, 3 Января 2007 г.);
ATSC: "Program and System Information Protocol for Terrestrial Broadcast and Cable, Revision C, with Amendment No. 1," Doc. A/65C, Advanced Television Systems Committee, Washington, D.C., 2 January 2006 (Amendment No. 1 dated 9 May 2006)
(Протокол программы и системной информации для наземного телевизионного и кабельного вещания с изменениями №1, Документ А/65С)
ISDB (Японский стандарт телевещания)
STD-B10 - Service information for digital broadcasting system Version 4.6, 2008.06.06 (Служебная информация для системы широковещательной передачи данных (вере.4.6)
STD-B21 Receiver for digital broadcasting (Desirable Specification) Version 4.6 2007.03.14 (Приемник для цифрового вещания, вере.4.6)
STD-B23 Application execution engine platform for digital broadcasting Version 1.1 2004.02.05 (Выполнение приложения двигателя платформы для цифрового вещания, вере. 1.1)
STD-B24 Data coding and transmission specification for digital broadcasting, Version 5.2 2008.06.06 (Система кодирования широковещательной передачи данных и система передачи)
STD-B25 Conditional access system specifications for digital broadcasting, Version 5.0 2007.03.14 (Спецификации системы условного доступа для цифрового вещания, вере. 5.0)
STD-B31 Transmission system for digital terrestrial television broadcasting. Version 1.6 2005.11.30 (Система передачи сигнала для цифрового наземного телевещания)
STD-B32 Video coding, audio coding and multiplexing specifications for digital broadcasting Version 2.1 2007.03.14 (Спецификации видео кодирования, аудиокодирования и мультиплексирования для цифрового вещания, вере. 2.1)
СММВ (Китайский стандарт мобильного цифрового телевещания)
Broadcasting GY/T220.1-2006 Distributing
Multiplexing GY/T220.2-2006
ESG GY/T220.3-2007
Emergency broadcasting GY/T220.4-2007s
DAB (Цифровое радиовещание)
TS 102427 Ver. 1.1.1 Digital Audio Broadcasting (DAB); Data Broadcasting - MPEG-2 TS streaming, ver/ 1.1.1 2005-07
TS 102563 Ver. 1.1.1 Digital Audio Broadcasting (DAB); Transport of Advanced Audio Coding (AAC) audio ver. 1.1.1 2007-02
TS 101756 Ver. 1.3.1 Digital Audio Broadcasting (DAB); Registered Tables, ver. 1.3.1 2006-02
TS 102428 Ver. 1.1.1 2005-06 Digital Audio Broadcasting (DAB); DMB video service;
User Application Specification
DMB (мобильное цифровое телевещание)
TS 102428 Ver. 1.1.1 Digital Audio Broadcasting (DAB);
DMB video service; User Application Specification 2005-06
ОМА BCAST (Стандарты мобильного телевидения открытого мобильного альянса)
Enabler Test Specification for Presence SIMPLE Conformance test cases
Historic Version 1.0 - 30 May 2006 Open Mobile Alliance OMA-ETS-
Presence_SIMPLE_Conf-V1_0-20060530-H
Enabler Test Specification for Presence SIMPLE Interoperability Historic Version 1.0 - 06 Jun 2006 Open Mobile Alliance OMA-ETS-Presence_SIMPLE_INT-V1_0-20060606-H
Enabler Test Specification for Presence XDM Interoperability Historic Version 1.0 - 20 Dec 2005 Open Mobile Alliance OMA-ETS-Presence_XDM_INT-V1_0-20051220-H
Enabler Test Specification for RLS XDM Interoperability Historic Version 1.0 - 20 Dec 2005 Open Mobile Alliance OMA-ETS-RLS_XDM_INT-V1_0-20051220-H
Enabler Test Specification for XML Document Management Interoperability Historic Version 1.0 - 30 May 2006 Open Mobile Alliance OMA-ETS-XDM_INT-V1_0-20060530-H
Промышленная применимость изобретения Типичным примером применения изобретения является сеть DVB-H, содержащая региональные телевизионные и радиоканалы в определенных регионах (как правило, в сотах сети SFN), при этом глобальные телевизионные и радиоканалы идентичны в большинстве или во всех транспортных потоках. В случае, когда имеется, например, 9 регионов, в которых 10 телевизионных каналов одинаковые (глобальный контент), а другие 2 являются специфическими для каждого региона (региональный контент), в передающем центре генерируется 9 полных транспортных потоков DVH-B MPEG-2. Перед распределением эти 9 транспортных потоков сжимаются и распаковываются в передатчиках таким образом, чтобы транспортные потоки поддерживали все необходимые параметры для вещания в сети SFN.
Данное изобретение можно применять не только в мобильных телевизионных сетях, работающих на основе стандартов DVB-H, но также в мобильных телевизионных сетях, работающих на основе других стандартов, таких как DAB, DMB, CMMB, MediaFlo, WIMAX, соответственно, BCAST в сетях 3G.
Данный способ распределения транспортных потоков можно применять для распределения спутникового сигнала для обычных (немобильных) наземных цифровых телевизионных сетей, например, для сетей DVB-T, ISDB, ATSC.
Данный способ распределения транспортных потоков можно применять не только для распределения посредством спутников, но и для других типов передающих сетей.
Данный способ распределения транспортных потоков можно применять также в многоканальных распределительных IP-сетях.
Данный способ распределения транспортных потоков можно применять при распределении вносящих вклад цифровых телевизионных и радиосетей с параллельной спутниковой передачей из региональной студии в передающий центр, а также к адаптерам. Полоса пропускания спутникового канала уменьшается в этом случае примерно наполовину.
Данный способ распределения транспортных потоков можно применять в цифровых телевизионных сетях, требующих вставки региональной рекламы в глобальные телевизионные программы, так что в эти промежутки времени единый глобальный канал преобразуется в множество региональных. Условием применения этого способа является предварительная запись рекламы.
Данный способ распределения транспортных потоков можно применять в спутниковых распределительных сетях DVB-S2, в которых имеется обратный канал от передатчиков к передающему центру.
Данный способ распределения транспортных потоков можно применять в цифровых распределительных сетях телевизионных и радиосигналов для распределения множества регионализированных потоков DVB-H непосредственно телевизионным передатчикам.