LLC_SNAP_flag: Cờ 1 bit. Nếu cờ này được đặt bằng 1, phần tải mang một
datagram bao gói LLC/SNAP tiếp ngay sau trường MAC 1. Nếu cờ đặt bằng 0, vùng này sẽ chứa datagram IP không theo LLC/SNAP.
LLC_SNAP: Cấu trúc này chứa một datagram theo chuẩn LLC/SNAP(được
định nghĩa trong ISO/IEC 8802)[16]. Nếu phần tải được mó thỡ cỏc dữ liệu này cũng bị mó.
IP_datagram_data_byte: Byte này chứa dữ liệu của datagram. Nếu phần tải được mó thỡ dữ liệu vựng này cũng được mó.
1.2.4 Chuẩn DSM-CC(ISO/IEC 13818-6):
DSM-CC là chuẩn mới của ISO/IEC phảt triển cho việc phân phối các dịch vụ đa phương tiện băng thông rộng. Trong số đó có dịch vụ truyền tải các gói dữ liệu IP trên đường truyền số DVB. Phần sau sẽ trỡnh bày tổng quan chuẩn DSM-CC và chi tiết cỏc chức năng sử dụng cho việc truyền gói IP.
DSM-CC là giao thức mở cho phép các dịch vụ băng thông rộng truyền tải trên đường truyền số DVB không cần thiết kế các giao diện riêng cho từng dịch vụ.
bẩt cứ chương trỡnh nào được viết sử dụng DSM-CC không cần phải quan tâm tới lớp truyền vận phía dưới.
DSM-CC là tập cỏc giao thức của cỏc ứng dụng sau: + Điều khiển nguồn và phiên mạng.
+ Đặt cấu hỡnh mỏy khỏch. + Tải xuống mỏy khỏch.
+ Điều khiển kiểu VCR dũng video. + Cỏc dịch vụ tương tỏc chung.
+ Cỏc dịch vụ phỏt quảng bỏ chung, như Data Carousel, Object Carousel, chuyển đổi kênh quảng bá.
Điểm mấu chốt của DSM-CC là tính mềm dẻo. Từng giao thức thành phần có thể được sử dụng riờng hay cú thể kết hợp một vài giao thức tựy theo ứng dụng.
1.2.4.1: Mụ hỡnh chức năng của DSM-CC:
Mụ hỡnh chức năng DSM-CC xác định mô hỡnh mạng truyền thụng giữa mỏy trạm và mỏy khỏch sử dụng kờnh truyền DVB.
Máy khách có thể là các đầu thu số(Set top box) để thu các nội dung đa phương tiện và cú thể là cỏc mỏy tớnh cú gắn card thu tớn hiệu truyền hỡnh số DVB. Máy chủ có thể là các thiết bị cung cấp nội dung và dịch vụ đa phương tiện qua kờnh DVB. Mỏy chủ cú thể là các hệ thống tập trung hay phân tán cung cấp các dịch vụ đặc biệt như dịch vụ truyền hỡnh theo yờu cầu(VOD).
Hạ tầng truyền thụng cú thể sử dụng DSM-CC khụng chỉ là kờnh truyền hỡnh số vệ tinh mà cũn cú thể là mạng cỏp số(sử dụng mạng lai cỏp quang-cáp đồng trục HFC và mạng quang FTTC)
Hỡnh 10: Mụ hỡnh mạng DSM-CC
Hỡnh 9, mô tả các kết nối giữa người dùng và mạng(User-to-Network, U-N), người dùng và người dùng(User-to-User, U-U). Các thông điệp U-N được trao đổi qua kênh kết nối U-N, nó được sử dụng để điều khiển các phiên và tài nguyên mạng.
1.3 Tớch hợp Internet trờn hạ tầng truyền hỡnh số
Mụ hỡnh tớch hợp dịch vụ Internet trờn hạ tầng truyền hỡnh số cú thể được mô tả tổng quan như sau:
+ Sử dụng chuẩn DVB cho mó húa kờnh và điều chế số ở giải tần 11-12GHz chúng ta thiết lập được kênh truyền vệ tinh có cơ chế bảo vệ và sửa lỗi cao cho phép các anten thu có đường kính nhỏ(~60cm) dùng cho dịch vụ thu truyền hỡnh vệ tinh DTH của người dân có thể thu được tín hiệu với tỉ lệ lỗi đạt cỡ QEF.
+ Chuẩn MPEG-2 cú cơ chế hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua dũng truyền video MPEG-2 TS.
sử dụng phổ biến trong các dịch vụ Internet qua hạ tầng truyền hỡnh số. Ở chương sau, chúnh tôi sẽ mô tả kỹ hơn kiến trúc của hệ thống truyền hỡnh số tớch hợp dịch vụ Internet. Phõn tớch phương thức bao gói MPE và nêu một số phương thức bao gói tiên tiến khác hiện đang được nghiên cứu thử nghiệm tại một số nước Châu Âu.
Chương II: Kiến trúc hệ thống truyền hỡnh số tớch hợp Internet truyền hỡnh số tớch hợp Internet 2.1 Yờu cầu
Hệ thống truyền hỡnh số DVB được định chuẩn bởi Hiệp hội phỏt thanh, truyền hỡnh Chõu Âu(EBU) dựa trờn hệ thống truyền dẫn gúi hướng tế bào(cell-oriented) định nghĩa bởi chuẩn hệ thống MPEG-2 ISO/IEC 13818- 1[4]. Chuẩn hệ thống MPEG-2 cung cấp phương thức ghép kênh cho các kiểu thông tin đa phương tiện vào trong một dũng truyền(TS) để có thể truyền dẫn qua các phương tiện truyền dẫn khác nhau.
Thông thường dũng truyền MPEG-2 TS chứa cỏc gúi dữ liệu video và audio nộn. Điều này gây ra hiện tượng tỉ lệ bit thay đổi(VBR) cho mỗi chương trỡnh TV vỡ cảnh cú nhiều chuyển động được nén ở tỉ lệ bit cao hơn cảnh ít chuyển động. Đặc tính burst này của dũng video nộn VBR[18,19] đũi hỏi tăng thêm băng thông để đạt được yêu cầu về độ trễ và tỉ lệ lỗi bit(BER) của DVB. Để tỉ lệ bit không đổi cho dũng truyền, cỏc gúi trống được chèn vào dũng TS[4].
Bờn trong dũng MPEG-2 TS, cú thể mang thờm cỏc ngăn chứa dữ liệu ngoài video và audio. Ngăn chứa dữ liệu có thể sử dụng cho các dịch vụ dữ liệu mới hoặc mang datagram của IP. Băng thông dư thừa do sử dụng các gói chèn có thể được dùng cho các dịch vụ phát quảng bá dữ liệu hoặc các dịch vụ gia tăng khác. Hơn nữa, một kênh có thể dành riêng cho phát quảng bá dữ liệu.
Trong chương này chúng ta sẽ khảo sát kiến trúc hệ thống truyền dẫn truyền hỡnh số tớch hợp truyền gúi IP.
2.2 Nguyên tắc hoạt động:
Các ứng dụng đa phương tiện và Web được đặc trưng bởi các mẫu giao vận bất đối xứng cao do dữ liệu được nhận ở người dùng cuối nhiều hơn nhiều so với dữ liệu từ người dùng cuối gửi đi. Do kiểu dịch vụ này, cấu hỡnh hệ thống mà vệ tinh cung cấp mạng truyền băng thông rộng với đường truyền ngược là đường kết nối Internet mặt đất(PSTN) cung cấp một giải phỏp hiệu quả.
Hỡnh 11: Mụ hỡnh hạ tầng truyền hỡnh số tớch hợp dịch vụ Internet
Trong mụ hỡnh này, mỏy trạm của người sử dụng kết nối đến máy chủ uplink qua đường truyền ngược. Khi người dùng được chấp thuận bởi máy chủ, dữ liệu sẽ được truyền qua kênh kết nối tốc độ thấp.
Mỏy chủ uplink trong mụ hỡnh này đóng vai trũ trung tõm, nú cú trỏch nhiệm mó húa/giải mó, định tuyến và điều khiển luồng IP trên kênh vệ tinh và từ đường truyền ngược. Nó kết nối với kênh vệ tinh qua cổng kết nối vệ tinh, nơi dữ liệu Internet được phân đoạn, đóng gói và hợp kờnh với dũng video/audio. Dũng TS đó hợp kờnh sẽ được truyền qua kết nối vệ tinh đến máy trạm của người dùng.
Tại phía người dùng, tín hiệu từ ăng ten và khối khuyếch đại nhiễu thấp(LNB) được đưa vào thiết bị thu/giải mó mà cú thể là bộ STB hay là một card IRD cắm vào mỏy PC của người dùng.
Trường hợp người dùng sử dụng IRD/STB thông dụng chỉ sử dụng để thu video/audio, dũng dữ liệu sẽ bị loại bỏ theo ISO/IEC 13818-1 [4].
Trường hợp người dùng là một thuê bao IP, dũng dữ liệu sẽ được tách kênh riêng. Các gói dữ liệu sẽ được truyền qua hệ điều hành và phần mềm giao thức đến cổng IP(socket) và chuyển cho các chương trỡnh ứng dụng.
2.3 Truyền vận IP trờn MPEG2, chuẩn gúi dữ liệu IP vào dũng DVB:
Chuẩn MPEG2 không chỉ định nghĩa các định dạng nén mà cũn cung cấp cỏc cơ chế và thủ tục để đồng bộ và hợp kênh các loại dữ liệu cho việc truyền trên đường truyền số[20]. Phần 1 của chuẩn MPEG2, cũn gọi là phần hệ thống, cung cấp cơ chế hợp kênh các thông tin đa phương tiện vào một dũng truyền vận TS để có thể truyền trên các phương tiện truyền dẫn số khác nhau. Hợp kênh MPEG-2 được mô tả trong hỡnh 12.
Dữ liệu được nén từ một dũng đơn(có thể là video, audio hay dữ liệu) và dữ liệu phụ cần cho việc đồng bộ, định danh, đặc tả của thông tin nguồn tạo nên dũng truyền sơ cấp(ES). Dũng truyền sơ cấp được đóng gói thành các gói có độ dài cố định hay biến đổi sẽ tạo thành dũng truyền sơ cấp bao gói(PES).
Hỡnh 12: Hợp kờnh hệ thống MPEG-2 TS
Mỗi gúi PES gồm cú một header và tiếp sau là phần tải dữ liệu dũng truyền(Payload). Cỏc gúi PES từ cỏc dũng sơ cấp khác nhau được tổ hợp thành một chương trỡnh(Program).
Một vài chương trỡnh tổ hợp thành dũng truyền TS và một dữ liệu mụ tả được gọi là Thông tin xác định chương trỡnh(PSI). PSI xỏc định chương trỡnh và cỏc thành phần của nú.
Các gói TS có độ dài cố định 188 byte. Mỗi gói TS bao gồm TS header, tiếp theo là thông tin phụ Trường Thích nghi(Adaptation Field), tiếp theo là dữ liệu từ một phần hay trọn một gói PES. Phần TS Header bao gồm byte đồng bộ, các cờ và chỉ thị, định danh gói(PID) và một số thông tin khác cho phát hiện lỗi, thời gian…(hỡnh 13). PID được sử dụng để phân biệt các dũng truyền khỏc nhau và cỏc PSI khỏc nhau.
Cú 5 kiểu dũng PSI chớnh: Bảng liờn kết chương trỡnh(PAT), bảng bản đồ chương trỡnh(PMT), bảng thụng tin mạng(NIT), bảng truy nhập cú điều kiện(CAT) và DSM-CC. Bộ giải mó chọn một chương trỡnh xỏc định bằng việc tách các khối, có chứa PID yêu cầu(các định danh chương trỡnh, PID được mô tả trong bảng PAT và các khối PMT nhúng trong dũng truyền vận). NIT xỏc định các tham số mạng vật lý, CAT mang thông tin về mó khúa.
DSM-CC cung cấp giao thức và giao diện chương trỡnh ứng dụng cho truyền thụng giữa người dùng với mạng và người dùng với người dùng.
Hỡnh 13: Cấu trúc đầu gói và gói dũng truyền vận
Chuẩn DVB cho phát quảng bá dữ liệu xác định 3 cách khác nhau để chèn dữ liệu vào dũng truyền MPEG-2. Hỡnh 14 mô tả các đầu vào có thể cho việc truyền vận IP trờn MPEG-2.
Các gói dữ liệu có thể được nhúng và mang bên trong các gói PES dùng cho dũng video và audio. Phương pháp này được gọi là Data Streaming [2].
Các gói dữ liệu có thể được mang bên trong các gói được xác định cho các bảng nội của hệ thống trong DSM-CC. Phương pháp này gọi là Bao gúi Đa Giao thức(MPE) [2].
Hai phương pháp (i) và (ii) được định nghĩa trong MPEG-2 như là chuẩn. Trong cả hai trường hợp, chức năng phân đoạn được thực hiện tự động. Phương pháp thứ ba cần được phân đoạn và tái ghép tường minh. Các tế bào TS có phần tải là 184 byte, trong trường hợp một chuỗi dữ liệu dài hơn cần truyền, một giao thức thích ứng sẽ đảm nhiệm việc phân đoạn và tái ghép.
Hỡnh 14: Các đầu vào có thể chèn gói IP
Tất cả ba phương pháp đều xảy ra hiện tượng tràn, do các trường header các gói dữ liệu thường không phải là bội của 184 byte. Tổng lượng tràn của một đường truyền phụ thuộc vào độ dài các gói và phương pháp bao gúi dữ liệu được chọn. Lượng tràn quan sát trong phương pháp MPE thông thường nằm trong khoảng 13-15 % [15].
Một bộ IRD phải có khả năng xác định đối với mỗi tế bào xem nó thuộc phần tải nào và chuyển nó tới module tương ứng(cho bước xử lý tiếp theo), mà cú thể là phần điều khiển PES, điều khiển section, hay khối tái ghép do người dùng định nghĩa. Đối với chuẩn MPEG-2, thông tin cho các quyết định này là giá trị của PID, được gói trong bảng PSI, trong các PMT đặc biệt. Hỡnh 15 mụ tả quan hệ của ỏnh xạ PSI.
Phương pháp MPE sẽ được mô tả chi tiết ở phần sau, do các ngăn chứa dữ liệu của nó(được gọi là các phần datagram) được tối ưu cho việc tải dũng IP.
Hỡnh 15: Quan hệ ỏnh xạ PSI
2.3.1 Phương pháp gói đa giao thức(MPE)
Định chuẩn MPE của DVB sử dụng các phần riêng cho việc truyền gói dữ liệu IP và sử dụng một phương pháp bao gúi khỏ gần với chuẩn LAN/MAN của IEEE. Cỏc gúi dữ liệu được bao gúi trong phần datagram, tương thích với khuôn dạng phần DSM-CC cho các dữ liệu riêng [5]. Việc bao gúi này sử dụng địa chỉ thiết bị mức MAC(medium access control). Khuôn dạng địa chỉ theo chuẩn ISO/IEEE cho LAN/MAN.
Cỳ phỏp và ngữ nghĩa của phần datagram được xác định trong bảng 13
Trường table_id được đặt bằng 0x3E để chỉ vùng DSM-CC với dữ liệu riêng. Trường địa chỉ MAC 48 bit chứa địa chỉ MAC của đích, nó được trải vào 6 trường 8 bit , được gán nhón từ MAC_address_1 đến MAC_address_6. trường MAC_address_1 chứa byte cao nhất của địa chỉ MAC, MAC_address_6 chứa byte thấp nhất của địa chỉ MAC. Số lượng byte có nghĩa là tùy chọn và được xác định trong bảng mô tả broadcast.
Dịch vụ quảng bá dữ liệu chỉ định truyền các datagram bằng việc đưa vào một hay một vài bộ mô tả quảng bỏ dữ liệu trong SI [6,7]. Mỗi bộ mô tả được gắn với một dũng truyền qua định danh component_tag.