ГОСТ Р 56451-2015 Телевидение вещательное цифровое. Общий протокол инкапсуляции потока. Основные параметры (Переиздание)
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.).