IV. Tính toán đường truyền tuyến xuống:
b.Thông tin đặc tả chương trình (PSI)
Trong một dòng truyền tải, mỗi gói TS được liên kết với một giá trị PID chỉ
rõ phần payload của gói TS này thuộc về dòng gói sơ cấp nào. Có thể có nhiều
dòng gói sơ cấp khác nhau được tổ hợp lại thành nhiều chương trình khác nhau.
Để bộ giải mã biết được dòng gói sơ cấp nào thuộc về chương trình nào, cần thêm trong dòng truyền tải các thông tin đặc tả chương trình (PSI – Program Specific Information) nhằm xác định mối liên hệ giữa các chương trình và các dòng gói sơ
cấp thành phần.
Thông tin đặc tả chương trình PSI bao gồm 4 loại bảng sau:
Bảng ánh xạ chương trình (PMT – Program Map Table).
Bảng tổ chức chương trình (PAT – Program Association Table).
Bảng thông tin mạng (NIT – Network Information Table).
Bảng truy cập có điều kiện (CAT – Conditional Access Table).
Đặc tính của các thông tin đặc tả chương trình PSI này được tóm tắt trong
bảng sau:
Loại PSI Giá trị PID (13 bit) Table ID (8 bit) Chức năng
PAT 0x0000 0x00 Gán số chương trình va PID của PMT
NIT Được gán trong
PAT
0x40 đến 0xFE Chỉ định các thông số của mạng
vật lý
PMT Được gán trong
PAT
0x02 Chỉ định các giá trị PID cho các
thành phần của chương trình
(các gói sơ cấp)
để xáo trộn (Scarambling)
Để thuận tiện cũng như để giới hạn độ dài, một số PSI có thể được truyền đi
theo từng phần. Nếu gói TS có chứa phần đầu của bất kỳ phần nào thì trường payload được mở đầu bằng trưỡng con trỏ chỉ rõ vị trí của phần mới đó.
* Bảng ánh xạ chương trình (PMT)
Mỗi chương trình trên dòng truyền tải đều có một PTM tương ứng. Bảng này mô tả chi tiết về chương trình và các dòng gói sơ cấp tạo nên chương trình đó. Có
thể ghi thêm các bộ mô tả vào PMT. Bộ mô tả mang các thông tin chi tiết về chương trình cũng như về các dòng gói sơ cấp thành phần như: các thông số mã hóa video, các thông số mã hóa audio, nhận dạng ngôn ngữ, thông tiin về dịch
chuyển hình ảnh sang trái, phải, trên, dưới và quét, chi tiết về truy cập có điều
kiện, thông tin về bản quyền.
* Bảng tổ chức chương trình (PAT)
Danh sách tất cả các chương trình chứa trong dòng truyền tải sẽ được ghi
trên PAT. Ta dễ dàng tìm thấy bảng này vì nó có giá trị PID = 0. Mỗi chương trình
được liệt kê cùng với giá trị của gói TS có chứa PMT của chương trình đó. Một
PMT cũng có thể chứa chi tiết của nhiều chương trình, thay vì chỉ một chương
trình, khi các chi tiết của các chương trình này đủ ngắn.
+Bảng thông tin mạng (NIT)
Trong PAT, chương trình số 0 được dành riêng để chỉ đến NIT. Bảng NIT là tùy chọn và nội dung của bảng cũng mang tính riêng tư (nghĩa là được định nghĩa
bởi đài truyền hình hay người sử dụng, chứ không phải bởi MPEG-2). Nếu bảng
NIT hiện diện sẽ cung cấp các thông tin về mạng vật lý dùng để truyền dòng truyền tải như: tần số kênh truyền, chi tiết về bộ phát đáp vệ tinh, đặc tính điều chế
.v.v…
+ Bảng truy cập có điều kiện (CAT)
Nếu có dòng sơ cấp đóng gói nào trong dòng truyền tải được xáo trộn, thì bảng CAT phải hiện diện để cung cấp thông tin chi tiết về hệ thống xáo trộn được
sử dụng và cung cấp giá trị của PID của gói T S chứa thông tin về quản lý việc
truy cập có điều kiện. Định dạng của loại thông tin này không được quy định bởi
MPEG-2, mà phụ thuộc vào hệ thống xáo trộn được sử dụng.
c.Hệ thống ghép các dòng truyền tải
Hình 3.25 mới chỉ ra quá trình ghép các gói PES audio, video, data … tạo
thành gói truyền tải (TS). Để tăng tính hiệu quả, các dòng truyền tải có thể ghép
lại với nhau tạo thành dòng truyền tải ghép kênh cấp hệ thống (System Level
Hệ thống ghép kênh hình 3.27 được định nghĩa là quá trình ghép các dòng truyền tải khác nhau. Trong quá trình cộng các dòng bit truyền tải (với các PIDs tương ứng) sẽ tương ứng với việc cộng các chương trình riêng biệt và dòng bit
điều khiển cấp hệ thống – được địng nghĩa với PID = 0. Dòng bit này mang các thông tin trong một bảng tổ chức chương trình, sắp xếp các chỉ số nhận diện chương trình, tương ứng trên mỗi dòng truyền tải của chúng; quá trình nhận diện chương trình dựa vào các chỉ số trong bảng như đã miêu tả. Một “chương trình” phù hợp trong ngữ ảnh này, theo quan niệm truyền thông, được gọi là “một kênh” (ví dụ như các kênh: PBS, C-SPAN, CNN).
Bảng tổ chức chương trình cho phép nhận biết chỉ số PID của dòng bit, chứa
bảng ánh xạ chương trình của các chương trình đặc trưng. Theo đó, quá trình nhận
diện một chương trình và nội dung của nó mang thông tin trong hai phạm vi sau:
Thứ nhất, bảng tổ chức chương trình trong dòng bit PID = 0 dùng để nhận diện
chỉ số PID của dòng bit mang nội dung bảng ánh xạ chương trình cho chương
trình.
Thứ hai, các PIDs của dòng bit cơ sở, mà chúng tạo ra chương trình, thu được
từ bảng ánh xạ chương trình thích hợp.
Hình 3.27: Ghép kênh dòng bit truyền tải cấp hệ thống.
Sau khi các bước trên hoàn thành, các bộ lọc tại bộ tách kênh có thể thiết lập
các bit dòng truyền tải tại bên thu phù hợp cho từng chương trình cần quan tâm.
Lớp hệ thống của bộ ghép kênh như đã chỉ ra trong hình 3.27. Trong thời
gian tiến hành ghép kênh cấp hệ thống, khả năng nhận diện các chương trình khác nhau của các PIDs phải chính xác như tại đầu vào. Điều này nảy sinh một vấn đề
là PIDs cho các dòng bit chương trình khác nhau phải là duy nhất. Để giải quyết
vấn đề này, đối với từng phạm vi ứng dụng của bộ ghép, các PIDs được sửa đổi ngay trước khi đưa vào bộ ghép. Sự thay đổi phải được ghi lại trong cả hai bảng tổ
hiện chia lại nhiệm vụ của PID trong thời gian thực với sự trợ giúp của tín hiệu đồng bộ tại tốc độ xung đồng bộ gói.
Việc xây dựng dòng bit truyền tải có thể phân cấp. Dòng bit sau bộ ghép hệ
thống có thể ghép lại với nhau, trên một con có dải thông rộng hơn, bằng cách
trích các bảng tổ chức chương trình từ mỗi dòng bit ghép kênh hệ thống và tổ chức
lại một dòng bit PID = 0 mới. Các PID có thể phải được ấn định lại trong trường
hợp này.
Hình 3.28minh họa toàn bộ quá trình trích các dòng bit cơ sở từ môt chương
trình tại bên thu. Trong thực tế ta chỉ cần dùng một bộ tách kênh thì có thể sử dụng để trích cả hai bảng tổ chức chương trình và bảng ánh xạ chương trình điều khiển
dòng bit. Điều này cũng đưa ra một yêu cầu chức năng tối thiểu tại lớp truyền tải
có thể trích mọi ứng dụng trong dòng bit.
Hình 3.28: Khái quat hệ thống tách một chương
trình từ dòng bit truyền tải.
II. GHÉP KÊNH AUDIO SỐ:
Dữ liệu bao gồm audio, mã thời gian, dữ liệu kiểm tra và dữ liệu của người sử
dụng (trong tương lai). Dữ liệu phụ được biến đổi thành các gói dữ liệu phụ, được
ghép kênh với dòng dữ liệu. Các gói dữ liệu được cấy vào không gian theo tiêu chuẩn SMPTE 125M quy định, hình 3.29 abc (4fsc-PAL) biễu diễn không gian dữ
Hình 3.30 (625/50) cho biết không gian dữ liệu phụ cho giao diện tín hiệu số
coponent bit-nối tiếp. Hình 3.31 là cấu trúc gói dữ liệu phụ cho giao diện số
Mỗi gói chứa tối đa 262 từ song song 10-bit, bao gồm:
Một cờ dữ liệu phụ 3 từ ADF: các giá trị của nó là 000, 3FF, 3FF và đánh dấu
sự bắt đầu của gói dữ liệu phụ.
Một từ nhận dạng dữ liệu tối ưu DID: từ này nhận dạng nội dung dữ liệu của
mỗi gói cho người sử dụng. Nếu nội dung là dữ liệu audio, thì nhiều từ DID khác nhau được dùng để xác định 4 nhóm kênh audio.
Một từ về số dữ liệu audio tối ưu DBN: từ này cho phép máy thu thay đổi tổ
hợp truyền bằng cách đếm số gói dữ liệu phụ có một DID chung. Trong trường
hợp chuyển mạch dòng dữ liệu, mạch đếm có thể truyền một cờ đến hệ thống
xử lý video để bỏ nhất thời (“ấn” hoặc “đẩy ra”) bằng một mạch cắt.
Một từ đếm dữ liệu DC: từ này chỉ tị số dữ liệu của người sử dụng trong từng
gói.
Một số thay đổi các từ dữ liệu cho người sử dụng UDW: cho phép cực đại 255
từ.
Từ kiểm tra tổng quát CS: máy thu dùng từ CS để xác định giá trị của gói.
Các gói dữ liệu phụ đa loại gần nhau có thể được cấy vào bất kỳ một không
gian dữ liệu phụ nào. Nó bắt đầu ngay sau EAV (đối với HANC) hoặc SAV (đối với VANC) để chỉ thị sự hiện diện của dữ liệu phụ và bắt đầu bằng một
gói. Nếu không có ADF trong 3 từ đầu tiên của một không gian dữ liệu phụ, thì giả thiết là không có các gói dữ liệu phụ.
Tiêu chuẩn SMPTE 272M đề xuất 2 mode hoạt động cơ bản là thực hiện tối
thiểu và thực hiện đầy đủ bằng AES.
Thực hiện tối thiểu AES với mức A có các đặc điểm sau:
Các từ audio có độ phân giải 20 bit.
Tần số lấy mẫu 48kHz.
Đồng bộ dữ liệu audio bằng dữ liệu video.
Chỉ một nhóm 4 kênh audio.
Bộ nhớ đệm máy thu cỡ 48 mẫu audio.
Các gói dữ liệu audio được dịnh dạng từ thông tin của dòng dữ liệu
AES/EBU, hình 3.31. 20 bit dữ liệu audio và các bit V, U, C (tổng cộng 23 bit) được tính từ subframe 1 (subframe – ảnh nhỏ), kênh 1, của frame 0 của dòng dữ
liệu AES/EBU nối tiếp và ánh xạ thành 3 từ dữ liệu audio 10 bit và X, X+1, X+2.
Bảng 3.1là cấu trúc dữ liệu audio biễu diễn 3 từ dữ liệu 10 bit. Số kênh được
chỉ thị bằng 2 bit và tính tương đương trên 26 bit (trừ ra các bit địa chỉ 9b). Ba từ này được cấy tức thời ngay sau header dữ liệu phụ (hình 3). Thông tin kênh audio thứ 2 (kênh 2) từ dòng dữ liệu nối tiếp AES/EBU được cấy bằng cách tương tự.
Frame 0 từ dòng dữ liệu nối tiếp AES/EBU thứ 2 được cấy thêm để hoàn chỉnh
một nhóm audio (4 kênh). Tiêu chuẩn AES/EBU đặc trưng cho một chuỗi 192 frames (đánh số từ 0 đến 191) để tạo ra một khối. Mỗi frame có 2 frame con
(subframe 1 và subframe 2) hoặc 2 kênh (kênh 1 và kênh 2).
Nếu tạo thành định dạng một dòng audio phụ, thì 2 frames (4 subframe hoặc 4
kênh) sẽ tạo thành một nhóm. Mỗi nhóm gồm 2 đôi mẫu xuất phát từ 2 dòng dữ
liệu nối tiếp AES/EBU gốc. Mỗi đôi mẫu có thể nhận dạng theo 3 cách sau đây:
AES 1 (kênh 1/kênh 2) và AES 2 (kênh 1/kênh 2).
Kênh 1/kênh 2 và kênh 3/kênh 4.
Kênh 00, kênh 01, kênh 10 / kênh 11. Thực hiện AES đầy đủ
AES đầy đủ được liên kết với nhiều khả năng hoạt động, được nhận dạng
bằng mức B đến J. chúng được đặc trưng qua:
Các từ audio có độ phân giải 24 bit.
Tần số lấy mẫu 32, 44,1 hoặc 48 kHz.
Dữ liệu audio đồng bộ hoặc không đồng bộ với dữ liệu video.
Cho đến 4 nhóm kênh audio.
Dung lượng bộ nhớ máy là 64 mẫu audio.
Hai gói cộng với nhau sẽ tải thêm thông tin. Với mode 24 bit, 4 bit audio của 2 subframe AES1 được nhóm lại thành 1 từ 8 bit (gọi là AUX), có liên quan với
tín hiệu AES1. Tất cả các từ AUX từ các tín hiệu AES được nhóm thành một gói
dữ liệu mở rộng, hình 3.32. Gói này có cấu trúc header giống nhau và một số đặc trưng DID. Nó được cấy vào không gian dữ liệu phụ ngay sau gói dữ liệu audio có
Gói kiểm tra audio được xác định cho việc truyền thông tin là số frame audio,
tần số lấy mẫu, kênh audio tích cực và độ trễ tương đối giữa audio – và – video của mỗi kênh audio. Gói này là tối ưu với AES đầy đủ. Gói này được truyền một
lần/mành như là gói thứ nhất của không gian dữ liệu phụ (hình 3.32) sau dòng 11.
Hầu hết dữ liệu audio được cấy vào không gian dữ liệu phụ trống ở khoản xóa
dòng. Chuyển mạch dòng dữ liệu bit – nối tiếp xảy ra tại dòng 10 và trong không gian dữ liệu phụ dòng tiếp theo không khuyến cáo cho việc cấy dữ liệu audio.
Mạch tách kênh ở máy thu chứa bộ nhớ đệm 64 mẫu, cho phép khôi phục tín hiệu
audio số một cách hoàn mỹ.
Máy ghi hình số DVTR, frame synchronizer (đồng bộ ảnh), codec (coder – decoder) không ghi hoặc cho đi qua toàn bộ tín hiệu video số một cách “trong suốt” (không tổn hao). Khoản xóa dòng và mành được tách ra trước khi xử lý để
giảm tốc độ bit và được cộng vào tại đầu ra của thiết bị. Điều này dẫn đến làm mất
thông tin dữ liệu phụ. Trong một số thiết bị, dữ liệu phụ được tách ra tại đầu vào,
được lưu trữ không tổn hao và được cấy trở lại tại đầu ra.
Ghép kênh audio (audio multiplexer)
Hình 3.33 là sơ đồ khối mạch ghép kênh audio. Mỗi dòng dữ liệu audio số
của 2 dòng dữ liệu vào (AES/EBU 1 và AES/EBU 2) được truyền đến mạch
deserializer. Mạch deserializer giải mã tín hiệu theo đánh dấu 2 pha BPM (biphase maek) và đưa vào bộ nhớ đệm. Bộ nhớ đệm có mạch FIFO (first in first out). Đầu
ra của hai mạch FIFO được truyền đến mạch tạo định dạng. Tín hiệu AES/EBU 32
bit gồm phần mở đầu (4 bit của X, Y, Z), dữ liệu audio (4 bit), cặp subframe 1 – bit (P). 23 bit còn lại (23 bit audio và 1 bit cho V (validity), U (user bit)) và quy
định kênh audio C được tạo định dạng thành 3 dữ liệu phụ 10-bit X, X+1, X+2. Mạch ghép kênh cộng audio đã được tạo định dạng vào video để làm trễ. Độ trễ video bù độ trễ do xử lý audio số. Tín hiệu audio được ghép kênh vào không gian dữ liệu phụ. Video và audio đã ghép kênh được xếp nối tiếp bằng mạch serializer. Ghép kênh audio không làm tăng tốc độ bit vì audio được cấy vào các vị trí mẫu
không sử dụng. Vai trò của bộ nhớ đệm FIFO là giữ cố định tốc độ dữ liệu audio. Trong trường hợp bộ nhớ đệm audio (buffer) tràn, thì các mẫu AES/EBU được
xóa cho đến khi bộ nhớ đệm hết tràn. Nếu bộ nhớ đệm trống, thì tăng gấp đôi các