ГОСТ Р 56451-2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Телевидение вещательное цифровое

ОБЩИЙ ПРОТОКОЛ ИНКАПСУЛЯЦИИ ПОТОКА

Основные параметры

Digital video broadcasting. Generic stream encapsulation protocol. Basic parameters

     

ОКС 33.170

Дата введения 2015-09-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио" - Самарский филиал "Самарское отделение Научно-исследовательского института радио" (Филиал ФГУП НИИР - СОНИИР)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 480 "Связь"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 июня 2015 г. N 672-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений стандарта Европейского института по стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI) ETS/TS 102 606 V1.1.1 (2007-10)* "Телевидение вещательное цифровое (ТВЦ). Протокол инкапсуляции общего потока" [ETSI TS 102 606 V1.1.1 (2007-10) "Digital Video Broadcasting (DVB); Generic Stream Encapsulation (GSE) Protocol", NEQ]

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2020 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт содержит определение и основные параметры общего протокола инкапсуляции потока (протокола инкапсуляции общего потока), который выполняет инкапсуляцию IP и других пакетов сетевого уровня на "общем" физическом уровне.

"Общий" физический уровень обеспечивает транспортировку последовательности битов или пакетов данных при размещении их в кадрах без конкретных ограничений синхронизации.

Первое поколение стандартов DVB поддерживало только транспорт данных при использовании формата MPEG ([1]) с мультиплексированием пакетов транспортного потока (MPEG-TS). Многопротокольная инкапсуляция является стандартом DVB ([2]) для инкапсуляции аудио/видео и контента других видов в пакетах транспортного потока MPEG.

Второе поколение стандартов DVB для переноса транспортных потоков MPEG предусматривает режим обратной совместимости и общие режимы переноса произвольных пакетов переменной длины. Общие режимы обозначаются как общие потоки GS (Generic Stream; GS).

Протокол инкапсуляции GS (Generic Stream Encapsulation; GSE) был разработан для применения на уровне адаптации, обеспечивающем представление функций инкапсуляции пакетов и фрагментации общего потока на сетевом уровне. Протокол GSE обеспечивает эффективную инкапсуляцию дейтаграмм IP в пакеты переменной длины уровня 2, которые предназначены для применения непосредственно на физическом уровне в кадрах основной полосы.

Протокол GSE повышает эффективность транспортировки дейтаграмм IP при сокращении издержек в 2-3 раза относительно варианта многопротокольной инкапсуляции (Multi Protocol Encapsulation; MPE) в транспортных потоках MPEG. Этот эффект достигается без потерь функциональности, предоставляемой протоколом, из-за переменной длины размера пакета уровня 2, характерной для трафика IP. Например, в интерактивной системе DVB-S2 издержки уменьшаются в среднем приблизительно от 10 % для MPE/MPEG-TS до 2 % - 3 % для протокола GSE. При этом полное увеличение пропускной способности приблизительно от 5 % до 15 %. Показатели фактической эффективности будут определяться характеристиками конкретной системы и трафика.

В дополнение к сокращению накладных расходов GSE обеспечивает более эффективную работу интерактивных систем, которые используют на физическом уровне усовершенствованные методы с адаптивным кодированием и модуляцией (Adaptive Coding and Modulation; ACM). Присущая системе АСМ изменчивость скорости передачи делает формат общего потока более удобным, чем формат транспортного потока. Протокол GSE обеспечивает гибкую фрагментацию и инкапсуляцию и позволяет использовать возможности интеллектуального планировщика для оптимизации производительности любой системы увеличением полной пропускной способности и/или улучшением средней задержки пакета от начала до окончания канала вещания. Кроме того, гибкость протокола GSE приводит к сокращению потери пакетов при замираниях, позволяя интеллектуальному планировщику изменять параметры передачи (например, формата модуляции, скорости кодирования) для конкретного пакета сетевого уровня.

К основным функциям и характеристикам протокола GSE относятся:

- поддержка многопротокольной инкапсуляции (IPv4, IPv6, MPEG, ATM, Ethernet, 802.1pQ VLANs и т.д.);

- прозрачность к функциям сетевого уровня, включая шифрование IP и сжатие заголовка IP;

- поддержка нескольких способов адресации: в дополнение к 6-байтовому адресу MAC (включая многоадресную передачу и одноадресную передачу), поддержка MAC безадресного режима и дополнительного режима 3-байтового адреса;

- механизм фрагментации дейтаграммы IP или других пакетов сетевого уровня кадра основной полосы для поддержки адаптивного кодирования и модуляции или кодирования и модуляции с переменными параметрами (ACM/VCM);

- расширяемость, позволяющая включать дополнительные протоколы канального уровня, устанавливая конкретные значения типа протокола (например, безопасность уровень 2, сжатие заголовка IP и т.д.).

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52210 Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения

ГОСТ Р 52591 Система передачи данных пользователя в цифровом телевизионном формате. Основные параметры

ГОСТ Р 53528 Телевидение вещательное цифровое. Требования к реализации протокола высокоскоростной передачи информации DSM-CC. Основные параметры

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52210, ГОСТ Р 52591, ГОСТ Р 53528, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 идентификатор типа пакета (packet identifier): Уникальное 13-разрядное значение, идентифицирующее тип данных, хранящихся в полезной нагрузке пакета ([3]).

3.1.2 метка времени воспроизведения (presentation time st PTS): Число, указывающее время, когда данный видеокадр должен появиться на выходе декодера ([3]).

3.1.3 основная полоса (Base Band; BB): Полоса частот исходного немодулированного сигнала, частотные составляющие которого находятся в интервале между нулевой и верхней частотой спектра.

3.1.4 синтаксис (syntax): Часть языка программирования, которая описывает структуру программ как наборы символов.

3.1.5 транспортный поток (transport stream; TS): Набор из нескольких программных потоков данных цифрового вещательного телевидения, сформированный из программных пакетов постоянной длины с коррекцией ошибок и независимым тактированием от своих источников синхронизации. Параметры транспортного потока определяются [3] (2.4).

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ТВЦ - телевидение вещательное цифровое;

ACM - адаптивное кодирование и модуляция (Adaptive Coding and Modulation);

ARP - протокол разрешения адресов (Address Resolution Protocol);

ATM - асинхронный режим передачи (Asynchronous Transfer Mode);

BB - основная полоса (Base Band);

bslbf - мнемоническое обозначение: последовательность битов, левый бит первый (bit string left bit first);

CRC - метод обнаружения ошибок циклическим контролем по четности (Cyclic Redundancy Check);

DSM-CC - система команд и управления для средств цифровой записи (Digital Storage Media - Command and Control);

DVB - цифровое телевизионное вещание (Digital Video Broadcasting);

DVB-RCS - цифровое телевизионное вещание - система обратного канала (Digital Video Broadcasting-DVB-Return Channel via Satellite);

DVB-S2 (Digital Video Broadcasting-Satellite 2) - стандарт спутникого цифрового телевизионного вещания второго поколения;

ETSI - Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций (European Telecommunications Standards Institute);

GS - общий поток (Generic Stream);

GSE - инкапсуляция общего потока (Generic Stream Encapsulation);

ID - идентификатор (Identifier);

ID Frag - идентификатор фрагмента (Fragment Identifier);

IEC - Международная электротехническая комиссия; МЭК (International Electrotechnical Commission);

IEEE - Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers);

IP - интернет протокол (Internet Protocol);

ISO - Международная организация по стандартизации (International Standards Organizations);

ITU - Международный союз электросвязи; МСЭ (International Telecommunications Union);

ITU-T - Сектор стандартизации электросвязи МСЭ (International Telecommunications Union - Telecommunication Standardization Sector);

LAN - локально-вычислительная сеть (Local Area Network);

LT - индикатор типа метки (Label Type Indicator);

MAC - управление доступом к среде передачи данных (Media Access Control);

MPE - многопротокольная инкапсуляция (Multi Protocol Encapsulation);

MPEG - группа экспертов по движущимся изображениям, являющаяся автором разработки группы стандартов MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7, MPEG-21 (Motion Pictures Expert Group);

MPLS - многопротокольная коммутация по меткам (Multiprotocol Label Switching);

NIT - таблица сетевой информации (Network Information Table);

NPA - поле точка присоединения к сети (Network Point of Attachment);

PDU - блоки данных протокола (Protocol Data Units);

PID - идентификатор типа пакета (Packet Identifier);

PTS - метка времени воспроизведения (Presentation Time Stamp);

QoS - качество обслуживания (Quality of Service);

rpchof - коэффициенты остаточного многочлена, самый старший коэффициент обрабатывается первым (remainder polynomial coefficients, highest order first);

SCTP - транспортный протокол управления потоком (Stream Control Transmission Protocol);

TS - транспортный поток (цифрового вещательного телевидения); ТП (Transport Stream);

uimsbf - мнемоническое обозначение последовательности битов "целое число без знака, старший бит следует первым" (unsigned integer, most significant bit first);

ULE - протокол однонаправленной облегченной инкапсуляции (Unidirectional Lightweight Encapsulation);

VCI - идентификатор виртуального канала (Virtual Channel Identifier);

VCM - кодрование и модуляции с переменными параметрами (Variable Coding and Modulation);

VLAN - виртуальная LAN (Virtual LAN);