- Khung sau + Vecto chuyển
8 byte header
3.4.3.4. Thông tin đặc tả ch−ơng trình PSI (Program Specific_Information)
Specific_Information)
Nh− đã đề cập, một dòng truyền tải đa ch−ơng trình gồm một số các ch−ơng trình, mỗi ch−ơng trình lại gồm một số dòng sơ cấp. Do đó, hệ thống cần theo dõi tất cả các dòng số liệu khác nhau và các PID liên hệ. Bởi vậy, bên cạnh dòng thông tin audio và video, hệ thống truyền tải MPEG-2 cũng mang thông tin điều khiển và quản lý. Các thông tin này đ−ợc sử dụng để nhóm các dòng audio và video riêng rẽ trong một ch−ơng trình.
Tất cả các cấu trúc thông tin điều khiển và quản lý ch−ơng trình đ−ợc nhóm họp trong “ thông tin đặc tả ch−ơng trình” “Program specific information_PSI ”. Về cơ bản, PSI là một tập hợp các bảng kết nối với nhau. Bao gồm:
♦ Program Association Table (PAT): Bảng liên kết ch−ơng trình.
♦ Program Map Table (PMT): Bảng bản đồ ch−ơng trình.
♦ Network Information Table (NIT): Bảng thông tin mạng.
♦ Conditional Access Table (CAT): Bảng truy xuất có điều kiện.
Các thông tin đặc tả ch−ơng trình PSI bao gồm các loại thông tin là : PAT, PMT, NIT và CAT. Thông tin bảng liên kết ch−ơng trình PAT là điểm bắt đầu của dòng truyền tải đa ch−ơng trình và đ−ợc tìm thâý trong các gói truyền tải có số PID = 0.
Thông tin PAT bao gồm số thứ tự ch−ơng trình và một số PID t−ơng ứng với mỗi ch−ơng trình. Giá trị PID này xác định các gói truyền tải mang một thông tin đặc tả khác là MAP (bảng bản đồ ch−ơng trình).
Ví dụ trong hình II.3.17 , bảng PAT xác định đối với ch−ơng trình số 15 thì thông tin bản đồ ch−ơng trình (MAP) nằm trong các gói có số PID là 200.
Thông tin MAP có một tr−ờng gọi là PID_ sơ cấp (elementary PID). Tr−ờng này xác định số PID của các gói truyền tải mang dữ liệu PES (packet elementary stream) của một ch−ơng trình xác định. Ví dụ trong hình II.3.17, gói PES video cho ch−ơng trình số 15 đ−ợc tìm thấy trong các gói truyền tải có số PID = 500. Các gói audio t−ơng ứng của ch−ơng trình này nằm trong các gói truyền tải có số PID 510 và 520.
Tr−ờng còn lại trong thông tin BMT là tr−ờng “đặc tính dòng” (stream_type) xác định loại dòng PES (video, audio hay dữ liệu khác) của gói truyền tải ứng với giá trị tr−ờng PID_ sơ cấp xác định.
Ví dụ: Giá trị stream_type là: 0x01 xác định dòng video MPEG-1 0x02 sử dụng cho dòng video MPEG-2
0x06 chỉ định thông tin riêng.
Thông tin MAP còn có một tr−ờng gọi là “mô phỏng dòng” (stream _ descriptor) đ−ợc sử dụng để mang thông tin bổ trợ cho dòng bít thuộc ch−ơng trình. Ví dụ “video descriptor” (mô phỏng video) cung cấp thông tin về tỉ số lấy mẫu tín hiệu màu, profile @ level hoặc tốc độ khung sử dụng cho dòng video sơ cấp.
Trong bảng PAT, ch−ơng trình số 0 mang một ý nghĩa đặc biệt. Các gói chứa số PID t−ơng ứng ch−ơng trình số 0 trong bảng PAT mang thông tin NIT (bảng
Hình II.3.17: Mối quan hệ giữa các bảng PSI
Số thứ tự ch−ơng trình Số PID 0 123 1 65 2 37 ... ... 10 100 15 200 Dòng PES PID Video 500 PCR 500 Audio 1 510 Audio 2 520
Bảng liên kết ch−ơng trình PAT
(Thuộc các gói TS có số PID = 0 )
Bảng thông tin mạng NIT
Bảng truy xuất có điều kiện CAT (Thuộc các gói truyền tải có số PID = 1 )
Bảng sơ đồ ch−ơng trình PMT
( cho ch−ơng trình số 15 )
(Thuộc các gói truyền tải có số PID = 1 ) Thông tin về mạng
cung cấp
Thông tin điều khiển trộn
thông tin mạng). Thông tin NIT mang dữ liệu về mạng cung cấp. MPEG-2 không xác định nội dung bảng thông tin mạng. Nó thuộc về nhà phân phối mạng.
Cấu trúc PSI cuối cùng là bảng truy xuất có điều kiện CAT mang thông tin về số PID của các gói truyền tải (TS) chứa dữ liệu về hệ thống trộn, xen. Thông tin CAT đ−ợc truyền tải trong các gói TS có số PID = 1.
3.4.4. Định thời và đồng bộ sử dụng dòng truyền tải MPEG-2
Trong hệ thống MPEG-2, việc định thời hỗ trợ giải mã cũng nh− kiểm tra đồng bộ thu phát (Encoder _ to _ Decoder) đ−ợc thực hiện nhờ ba dạng thông tin gọi là “tem thời gian” (Time Stamp). Đó là:
♦ Tem thời gian mã hoá DTS (Decode Time Stamp).
♦ Tem thời gian trình diễn PTS (Presentation Time Stamp).
♦ Tem thời gian tham chiếu ch−ơng trình PCS (Program Clock Reference)
Trong quá trình giải mã, bộ giải mã MPEG-2 tập hợp các gói truyền tải có cùng số PID và khôi phục lại các đơn vị truy cập. Tại điểm này, có thể ch−a phải thời điểm giải mã các dữ liệu audio và video nhận đ−ợc, bởi vì nh− ta đã biết: thứ tự truyền dẫn ảnh khác với thứ tự hiển thị ảnh (ví dụ: nhóm ảnh đ−ợc truyền dẫn theo thứ tự IPBB sẽ có thứ tự hiển thị là IBBP).
Để hỗ trợ cho việc giải mã, MPEG-2 sử dụng hai dạng tem thời gian PTS và DTS. Các thông tin này nằm trong phần header của gói PES (Packetized Elementary Stream). Chúng xác định khi nào dữ liệu đ−ợc giải mã và trình diễn. DTS chỉ đ−ợc sử dụng nếu thời gian giải mã đơn vị truy cập khác so với thời gian trình diễn. DTS không kết hợp với các ảnh B bởi vì các ảnh dự báo hai chiều này luôn đ−ợc hiển thị ngay khi bên thu nhận đ−ợc dữ liệu ảnh.
Để kiểm tra đồng bộ giữa thu và phát (kiểm tra tính đồng bộ giữa đồng hồ bộ giải mã và đồng hồ sử dụng cho bộ mã hoá và ghép kênh), MPEG-2 sử dụng tem thời gian PCR đ−ợc truyền đi một cách tuần hoàn.
CCIR_601 qui định tần số lấy mẫu tín hiệu chói là 13,5 MHz và 6,75MHz cho hai tín hiệu hiệu màu với cấu trúc lấy mẫu 4:2:2. Nên đồng hồ 27 MHz là đồng hồ tham chiếu cho toàn bộ hệ thống MPEG-2 .
Thông tin PCR đ−ợc truyền tải trong hai phần thuộc tr−ờng thích nghi (Adaption_ Field) thuộc phần header của gói truyền tải TS (Transport Packet Header). Hai phần này đ−ợc gọi là: “tham chiếu đồng hồ cơ bản” (Program_ Clock_ Reference _ Base) và “tham chiếu đồng hồ ch−ơng trình mở rộng (Program_Clock_Reference_Extention).
Hai phần này t−ơng ứng với hai bộ đếm làm việc với tần số 90 KHz và 27 MHz. Khi dung l−ợng bộ đếm 27 MHz đạt tới giá tri 300 thì nó Reset về 0 và dung l−ợng bộ đếm 90KHz tăng lên 1.
Lý do của việc chia đôi thông tin PCR là do thời gian gốc của dòng dữ liệu MPEG-1 chỉ là 90 KHz . 27 MHz là phần mở rộng t−ơng ứng đ−ờng đi thứ hai trong hình II.3.9.
Thông tin PCR có độ dài 33 bít cho phần cơ bản và 9 bít cho phần mở rộng tạo ra bộ đếm 42 bít đủ để đáp ứng cho dòng dữ liệu ch−ơng trình kéo dài 24 tiếng.
MPEG-2 quy định thông tin PCR đ−ợc truyền ít nhất 10 lần/s. Nội dung thông tin PCR chứa giá trị đồng hồ chính xác của bên phát. Với quy −ớc thời gian trễ truyền dẫn là không thay đổi, bên thu so sánh giá trị PCR nhận đ−ợc với giá trị đồng hồ 27 MHz địa ph−ơng của nó. Nếu có sai số, sai số này sẽ đ−ợc sử dụng để điều chỉnh đồng hồ thu đồng bộ theo đồng hồ phát. Quá trình điều khiển này đ−ợc thực hiện bằng phần mềm điều khiển PLL.
Hình vẽ sau đây minh họa quá trình đồng bộ hóa thu-phát trong tiêu chuẩn MPEG-2 :
Program_clock_reference_base
90 KHz
33 Bít
Hình II.3.18 : thông tin đồng hồ hệ thống PCR
Program_clock_reference_extention
9 Bít 27 MHz
Hình II.3.19 : Sự đồng bộ hoá thu phát Mã hoá Video Bộ giải mã dòng truyền tải Lọc thông thấp So sánh Định dạng dòng truyền tải 27 MHz VCO Bộ thu đồng hồ chuẩn 27 MHz chuẩn PCR = X Đúng n bít PCR = X + thời gian của n
bít Gói 188 byte PCR đ−ợc truyền tải PCR địa ph−ơng Đồng hồ 27 MHz Dòng Video R_601