DVB总论

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概论:

此文档时搜集部分网络资料,综合部门内部文档,及一些标准文档(MPEG2,DVB)整理而成。此文档供大家参考,不是标准,希望对大家理解机顶盒知识有帮助。如果想进一步深入,请参考相关标准文档。

DVB:Digital Video Broadcasting数字视频广播,DVB项目是一个由300多个成员组成的工业组织,由欧洲电信标准化组织European Telecommunications Standards Institute (ETSI)、欧洲电子标准化组织European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC) 和欧洲广播联盟European Broadcasting Union (EBU)联合组成的联合专家组Joint Technical Committee (JTC)发起的。这些标准在注册后可以从ETSI网站

(http://www.etsi.org/services_products/freestandard/home.htm)自由下载。欧洲DVB标准包括:DVB广播传输系统、DVB基带附加信息系统、DVB交互业务系统、DVB条件接收及接口标准。从1995年起,欧洲陆续发布了数字电视地面广播(DVB-T)、数字电视卫星广播(DVB-S)、数字电视有线广播(DVB-C)的标准。DVB系统传输方式有如下几种:卫星 (DVB-S 及 DVB-S2)、有线 (DVB-C)、地面无线 (DVB-T) 、地面移动无线 (DVB-H)。

参考资料:

<1> ISO/IEC 13818-1 13 November 1994

<2> ISO/IEC 13818-6 First edition 1998-09-01 <3> ETSI EN 300 468 v1.6.1

<4> 公司产品线培训方案DVB机顶盒 <5> DVB业务信息PSI/SI综述 <6> 其他网络资料

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目 录

一 机顶盒的概念与分类................................................................................................... 4 二 DVB 机顶盒工作原理................................................................................................. 5

1. 调谐模块(tuner) ............................................................................................... 6

2. 解调与信道解码.................................................................................................... 6 3.MPEG-TS解复用.............................................................................................. 7 4.MPEG-2解码 ................................................................................................... 7 三 DVB机顶盒结构......................................................................................................... 7 四、DVB机顶盒的主要技术 .......................................................................................... 10

1信道解码 ............................................................................................................. 10

2信源解码 ............................................................................................................. 10 3 上行数据的调制编码........................................................................................... 10 4 嵌入式CPU ....................................................................................................... 10 5 MPEG-2解码 .................................................................................................. 10 7 显示技术 .............................................................................................................11 8 加解扰技术 ......................................................................................................... 12 9 电子节目指南 ..................................................................................................... 13 10 准视频点播 ...................................................................................................... 13 11 数据广播 .......................................................................................................... 13 12 软件在线升级 ................................................................................................... 14 13 Internet接入和电子邮件 .............................................................................. 14 14 IP电话 ............................................................................................................ 14 15 视频点播 .......................................................................................................... 14 五 MPEG2数据流知识.................................................................................................. 15

1. DVB标准ISO/IEC-13818介绍 .................................................................. 15 2. MPEG2系统任务 ............................................................................................. 15

3. PES包结构 ....................................................................................................... 15 4. PS包结构 ......................................................................................................... 16 5.TS包结构........................................................................................................... 16 6.小结 .................................................................................................................... 18 六 DVB业务信息PSI/SI ............................................................................................... 22

1 SI信息构成........................................................................................................ 22

1)信息构成.................................................................................................... 22

2) 表的构成 .................................................................................................. 23

⑴ 网络描述表(NIT)的作用 .................................................................. 25 ⑵ 业务描述表(SDT)的作用 ................................................................... 26 ⑶ 事件信息表(EIT)的作用 ................................................................... 29 ⑷ 业务组关联表(BAT)的作用 ............................................................... 32 ⑸ 其他表 ................................................................................................. 32 ⑹ 描述符 ................................................................................................. 33

2 EPG的实现........................................................................................................ 51

1) EPG系统构成 ......................................................................................... 51 2) 机顶盒的工作过程.................................................................................... 53

2

3)EPG的显示技术 ....................................................................................... 53

3、PSI/SI表的其他应用 ..................................................................................... 53

1) NVOD业务 ............................................................................................ 53

七 硬件相关知识 ........................................................................................................... 57

1. 基础知识 ........................................................................................................... 57

1.1 VIDEO简单介绍 .................................................................................... 57

1.1.1 analog VS digital 模拟和数字图像比较 ..................................... 57

1.1.2 VIDEO视频数据............................................................................. 57 1.1.3 数字视频 ........................................................................................ 58 1.1.4 视频时序 ........................................................................................ 58 1.1.5 隔行扫描和逐行扫描 ...................................................................... 58 1.1.6 视频清晰度介绍 ............................................................................. 59 1.1.7 音频和视频图像压缩 ...................................................................... 59 1.1.8 视频应用框图 ................................................................................. 61

1.2 音视频接口介绍 ....................................................................................... 62 2.DVB机顶盒方面知识介绍 ................................................................................ 64

(1)数字电视(DTV) .................................................................................. 64 (2)MPEG-1 ................................................................................................. 64 (3)MPEG-2 ................................................................................................. 64 (4)类(Profile)与级(Level) .................................................................... 65 (5)MPEG-4 ................................................................................................. 65 (6)标准清晰度电视(SDTV) ...................................................................... 65 (7)高清晰度电视(HDTV)......................................................................... 65 (8)标准清晰度机顶盒(SDTV STB) ........................................................... 65 (9)高清晰度机顶盒(HDTV STB).............................................................. 65 (10)条件接收(CA) ................................................................................... 66 (11)机卡分离 ............................................................................................... 66 (12)同密(Simulcrypt) .............................................................................. 66 (13)公共接口(Common Interface)............................................................ 66 3数字电视机顶盒的原理 ........................................................................................ 66 4公司主流方案机顶盒框图..................................................................................... 69

4.1 4.2

NXP VIRGO方案.................................................................................. 69 NXP LIBRA方案:............................................................................... 71

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DVB标准

A、DVB传输系统

DVB传输系统涉及卫星、有线电视、地面、SMATV、MMDS 等所有传输媒体。它们对应的DVB标准为:DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。 (1)DVB-S(ETS 300 421)

为数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。数据流的调制采用四相相移键控调制(QPSK)方式,工作频率为11/12GHz。在使用MPEG-2MP@ML格式时,用户端若达到CCIR 601演播室质量,码率为9Mb/s;达到PAL质量,码率为5Mb/s。一个54MHz转发器传送速率可达68Mb/s,可用于多套节目的复用。DVB-S标准几乎为所有的卫星广播数字电视系统所采用。我国也选用了DVB-S标准。 (2)DVB-C(ETS 300 429)

为数字有线电视广播系统标准。它具有16、32、64QAM(正交调幅)三种调制方式,工作频率在10GHz以下。采用64QAM时,一个PAL通道的传送码率为41.34Mb/s,可用于多套节目的复用。系统前端可从卫星和地面发射获得信号,在终端需要电缆机顶盒。 (3)DVB-T(ETS 300 744)

为数字地面电视广播系统标准。这是最复杂的DVB传输系统。地面数字电视发射的传输容量,理论上与有线电视系统相当,本地区覆盖好。采用编码正交频分复用(COFDM)调制方式,在8MHz带宽内能传送4套电视节目,传输质量高;但其接收费用高。 (4)DVB-SMATV(ETS 300 473)

为数字卫星共用天线电视(SMATV)广播系统标准。它是在DVB-S和DVB-C基础上制定的。 (5)DVB-MS(ETS 300 748)

为高于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。

它基于DVB-S,使携带大量节目的微波信号直接入户。用DVB-S接收机配上一个MMDS频率变换器,就可接收DVB-MS信号。 (6)DVB-MC(ETS 300 749)

为低于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。

它基于DVB-C,使携带大量节目的微波信号直接入户。用DVB-C接收机配上一个MMDS频率变换器,就可接收DVB-MC信号。

一 机顶盒的概念与分类

机顶盒(STB,Set Top Box),是指利用网络(电视网络或信息网络)作为传输平台,以电视机作为用户终端,用来增强或扩展电视机功能的一种信息设备。由于人们通常将它放置在电视机的上面,所以又被成为机顶盒或顶置盒。目前机顶盒有模拟和数字之分,而相比于电

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视的模拟制式来说,数字电视拥有更为旺盛的生命力,所以现在常说的机顶盒一般是指数字电视机顶盒。 数字电视机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备,它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原,产生模拟的视频和声音信号,通过电视显示器和音响设备给观众提供高质量的电视节目。目前的数字电视机顶盒已成为一种嵌入式计算设备,具有完善的实时操作系统,提供强大的CPU计算能力,用来协调控制机顶盒各部分硬件设施,并提供易操作的图形用户界面。它可以支持几乎所有的广播和交互式多媒体应用,包括收看普通电视节目、数字加密电视节目、点播多媒体节目和信息、电子节目指南(EPG)、收发电子邮件、因特网浏览、网上购物、远程教育等。

数字电视机顶盒根据传输媒体的不同,可分为卫星数字机顶盒(DVB-S)、地面数字电视机顶盒(DVB-T)和有线数字电视机顶盒(DVB-C)等,这些机顶盒的硬件结构主要区别在信道的解码和解调部分(传输介质不同),而本文以家用有线数字电视机顶盒为例说明DVB的工作原理。 首先从下图了解一下上行信号(前端)的组织流程,即广播资源服务信道(射频信号)的形成:

二 DVB 机顶盒工作原理

数字电视机顶盒的工作原理其实就是上行处理的逆向还原过程;其基本功能是可接收数字电视信号和处理MPEG-2标准的数字视/音频信号,并将其转换成为模拟电视信号(或电视机可接收的信号)。

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它的工作流程过程为(如图1所示):

数字信道调谐模块A/D转换解调模块解复用模块音频解码模块音频分组PESPCM解码器音频输出

电视扬声器

或业数据处理模务数块据数据输出分组具体业务应电视显像管用

图1 机顶盒工作流程 视PAL/NTSC编频码器分视频输出组PES视频解码模块其他数据处理模块SI1. 调谐模块(tuner)

QPSK/8PSK通过天线接收到射频信号并下行变频为中频信号或QAM通过cable线接收带内信号,高频头是通过I2C总线技术来控制进行选台的(调谐)。

2. 解调与信道解码

中频信号通过经滤波、放大、A/D转换为数字信号后送入QAM解调模块进行解调(这里以DVB-C为例,具体用什么解调就是看原来采用了哪种调制方式,而不同的传输介质决定了采用不同的调制方式),DVB的信道编码是采用RS(reed solomon外编码)+卷积交织(内编码)方式,调制则采用64QAM方式,因此机顶盒必须要完成QAM解调、RS解码和解交织(纠错处理)的过程,并输出MPEG传输流的串行和并行数据。如芯片(DVB-C:L64768 DVB-TH:LGS-8G42) 附:调制方式

1)

DVB-C:利用

VHF/UHF

载波,使用

64-QAM

调制方式

(QAM16-QAM32-QAM64-QAM128等),QAM 正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation)

2) DVB-S:利用SHF载波,使用QPSK调制方式,QPSK四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying)

3) DVB-S2:与DVB-S相比有更多的调制方式,如QPSK、8PSK、16APSK、32APSK; 4) DVB-T(H):利用VHF及UHF载波,使用OFDM(正交频分复用)调制方式

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欧洲:C-OFDM 编码正交频分复用 (coded orthogonal frequency division multiplexing) 中国:TDS-OFDM 时域同步正交频分复用 (Time Domain Synchronous Orthogonal

Frequency-Division Multiplex) 日本:BST-OFDM 频带分段传输正交频分复用(Bandwidth Segmented Transmission OFDM)

3.MPEG-TS解复用

信源在进入有线电视网络前完成两级编码,一是传输用的信道编码,另一级是音、视频信号的信源编码和所有信源封装成传输流。为了提高信道利用率,使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰,称多路复用。目前采用较多的是频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用用于模拟通信,例如载波通信,时分多路复用用于数字通信,例如PCM通信。而这里的MPEG-TS流就是采用了复用技术,MPEG多路复用器将各路节目流、数据流复合在一起,以188字节为一帧的MPEG2数据格式发送到射频调制器并提供电子节目单(EPG)

解复用模块接收MPEG-TS流,并从中抽出一个节目PES(Packetized Elementary Stream,一种MPEG通讯协议)数据,包括视频PES、音频PES、数据PES,并将音频和视频数据直接送给MPEG-2解码器进行解码。解复用模块中包括一个解扰(解密)引擎,可对加扰的数据进行解扰,其输出是已解扰PES。如芯片(SAA7214,L64108)

4.MPEG-2解码

解复用模块送出的数据是压缩的视频PES数据和音频PES数据,必须由MPEG-2解码器对PES数据进行解压缩。该模块输出两组信号,一组解出MPEG2数字视频信号送给视频编码器,另一组将解出的MPEG2音频数据再解码为PCM数字音频信号再送给音频数模变换。如芯片(SAA7215,L64005)

(注:以下两点为目前DVB机顶盒的现状(机顶盒输出以模拟信号为主),如果以后电视都是数字电视了,DVB机顶盒此模块很可能会将数字音视频信号直接丢给电视机处理)

5.视频编码

视频编码器的功能是将已解码的MPEG2数字视频信号转换为模拟电视信号,这些信号经

过一个低通滤波器送到电视机的A/V插口上进行播放。

6.音频DAC

音频DAC的功能是将已解码的数字PCM数据解码成立体声模拟信号。

三 DVB机顶盒结构

数字电视机顶盒硬件部分多采用模块化设计,一般可分为五个模块:分别是接收前端模块、主模块、电缆调制解调器模块、音视频输出模块和外围接口模块。(如图2所示)

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其中,接收前端模块包括调谐器和QAM解调器,该部分可以从射频信号中解调出MPEG-2传输流。主模块是整个数字电视机顶盒的核心部分,解码部分可对传输流进行解码、解复用、解扰等操作,而嵌入式CPU和存储器用来运行和存储软件系统,并对各个模块进行控制。电缆调制解调器模块由一个双向调谐器、下行QAM解调器、上行QPSK/QAM调制器和媒体访问控制(MAC)模块组成,该部分实现电缆调制解调的所有功能。音视频输出模块中对音视频信号进行D/A转换还原出模拟音视频信号,并在常规彩色电视机上输出。外围接口模块则提供了丰富的外部接口,包括高速串行接口1394、通用串行接口USB等等。 音视频的解码由硬件实现,而机顶盒与个人计算机的互联以及和Internet的互联则由软件实现。在广播数字化后,数字电视机顶盒技术中软件技术占有更为重要的位置。数字电视机顶盒软件主要包括以下几个部分:1)硬件设备驱动程序:提供对硬件设备的驱动功能;2)实时操作系统RTOS:嵌入式实时操作系统是机顶盒软件运行的平台,主要为上层软件提供多任务的运行环境,完成任务间的调度、实现任务间的通信;3)系统移植接口:为保证中间件和应用软件能够在不同的硬件平台和操作系统上运行,一般机顶盒都会在硬件驱动层和操作系统之上定义一层系统移植或硬件接口函数,以方便中间件和应用软件的移植;4)中间件:是在应用软件、操作系统和硬件平台之间建立的一个中间层软件,定义一组较为完整的、标准的应用程序接口,是应用程序独立于操作系统和硬件平台;5)应用软件:完成机顶盒功能的上层软件,根据业务功能的不同,可以有不同的应用软件。(如图3,图4所示)

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四、DVB机顶盒的主要技术

信道解码、信源解码、上行数据的调制编码、嵌入式CPU、MPEG-2解压缩、机顶盒软件、显示控制和加解扰技术是数字电视机顶盒的主要技术。

1信道解码

数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。在数字

电视机顶盒中,高频头是必须的,不过调谐范围包含卫星频道、地面电视接收频道、有线电视增补频道。根据DTV目前已有的调制方式,信道解码应包括QPSK、QAM、 OFDM、VSB解调功能。

2信源解码

模拟信号数字化后,信息量激增,必须采用相应的数据压缩标准。数字电视广播采用MPEG-2视频压缩标准,适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC-3和MPEG-2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略,正确还原原始音、视频数据。

3 上行数据的调制编码

开展交互式应用,需要考虑上行数据的调制编码问题。目前普遍采用的有3种方式,采用电话线传送上行数据,采用以太网卡传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。

4 嵌入式CPU

嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏,当数据完成信道解码以后,首先要解复用,把传输流分成视 频、音频,使视频、音频和数据分离开,在数字电视机顶盒专用的CPU中集成了32个以上可编程PID滤波器,其中两个用于视频和音频滤波,其余的用于 PSI、SI和Private数据滤波。CPU是嵌入式操作系统的运行平台,它要和操作系统一起完成网络管理,显示管理、有条件接收管理(IC卡和 Smart卡)、图文电视解码、数据解码、OSD、视频信号的上下变换等功能。为了达到这些功能,必须在普通32~64位CPU上扩展许多新的功能,并不 断提高速度,以适应高速网络和三维游戏的要求。

5 MPEG-2解码

MPEG-2是数字电视中的关键技术之一,目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在 MPEG-2技术基础上,MPEG-2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MP@LL用于VCD,可视电话会议和可视电话用的H.263和 H.261是它的子集。MP@ML用于DVD、SDTV,MP@MH用于HDTV。

MPEG-2图像信号处理方法分运动预测、DCT、量化、可变长编码4步完成,电路是由RISC处理器为核心的ASIC电路组成。

MPEG-2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面、子画面解 码,最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上,这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据,要有很高的速度和处理能 力。OSD是一层单色或伪彩色字幕,主要用于用户操作提示。

在音频方面,由于欧洲DVB采用MPEG-2伴音,美国的ATSC采用杜比AC-3,因而音频解码要具有以上两种功能。

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6 数字电视机顶盒软件

电视数字化后,数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置。除了音视频的解码由硬

件实现外,包括电视内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现,直至机顶盒和个人计算机的互联以及和Internet的互联都需要由软件来实现,具体如下:

A 硬件驱动层软件: 驱动程序驱动硬件功能,如射频解调器、传输解复用器、A/V解码器、OSD、视频编码器等。

B 嵌入式实时多任务操作系统:嵌入式实时操作系统是相对于桌面计算机操作系统而言的,它不装在硬盘中,系统结构紧凑,功能相对简单,资源开资较小,便于固化 在存储器中。嵌入式操作系统的作用与PC机上的DOS和Windows相似,用户通过它进行人机对话,完成用户下达的指定。指定接收采用多种方式如:键 盘、鼠标、语音、触摸屏、红外遥控器等。

C 中间件: 中间件是一种将应用程序与底层的操作系统、硬件细节隔离开来的软件环境,它通常由各种虚拟机来构成,如HTML虚拟机、JavaScript虚拟机、Java虚拟机、MHEG-5虚拟机等等。数字电视机顶盒软件中间件的核心层模块包括GDI模块、SI模块、文件系统模块、AV模块、浏览器模块、系统模块等。它不仅能够为应用层提供与业务无关的应用软件接口,而且能够屏蔽掉上层软件模块对硬件的依赖性,构建一个软件平台适配层。成熟的商用中间件产品有Opentv的EN2、Liberate的TV Navigator for DTV、Enreach的EnreachTV for DTV、Canel+ 的Mediahighway和Intellibyte的IB EPG、IB SI Manager、IB Browser等。这些产品在市场上都占有一席之地,但彼此兼容性并不好。标准组织已经着手建立公开的中间件标准。

D 上层应用软件: 执行服务商提供的各种服务功能,如:电子节目指南、准视频点播、视频点播、数据广播、IP电话和可视电话等。上层应用软件独立于STB的硬件,它可以用于各种STB硬件平台,消除应用软件对硬件的依赖。

7 显示技术

就电视和计算机显示器而言,CRT显示是一种成熟的技术,但是用低分辨率的电视机显示文字,尤其是小于24×24的小字,问题就变得复杂了。电视机的显像管是大节距的低分辨率管,只适合显示720×576或640×480的图像,它的偏转系统是固 定不变的,是为525行60Hz或625行50Hz设计的,而数字电视的显示格式有18种以上。上网则要符合VESA格式,显然,电视机的显示系统无法适 应这么多格式。另外,电视采用低帧频的隔行扫描方式,当显示图形和文字时,亮度信号存在背景闪烁,水平直线存在行间闪烁。如果把逐行扫描的计算机图文转换 到电视机上,水平边沿就会仅出现在奇场或偶场,屏显时间接近人眼的视觉暂留,会产生厉害的边缘闪烁现象,因而要用电视机上网,必须要补救电视机显示的缺 陷。

根据技术难度和成本,目前用两种方法进行改进,一种是抗闪烁滤波器,把相邻三行的图像按比例相 加成一行,使仅出现在单场的图像重现在每场中,这种方式叫三行滤波法。三行滤波法简单易实现。但降低了图像的清晰度,适用于隔行扫描方式的电视机。另一种 方法是把隔行扫描变成逐行扫描,并适当提高帧频,这种方式要成倍地增加扫描的行数和场数,为了使增加的像数不是无中生有,保证活动画面的连续性,必须要作 行、场内插运算和运动补偿,必须用专用的芯片和复杂的技术才能实现,这种方式在电视机上显示计算机图文的质量非常好,但必须在有逐行和倍扫描功能的电视机 上才能实现。另外把分辨率高于模拟电视机的HDTV和VESA信号在电视机上播放,只能显示部分画面,必须进行缩小这就像PIP方式,要丢行和丢场。同样 为保证图像的连续性,也要进行内插运算。

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8 加解扰技术

加解扰技术用于对数字节目进行加密和解密。其基本原理是采用加扰控制字加密传输的

方法,用户端利用IC卡解密。目前,国际上有两种标准:OpenCable定义的POD和DVB定义的SimulCrypt和MultiCrypt标准。OpenCable定义的POD是一个通过PCMCIA接口与机顶盒相连的模块,该模块除了解扰功能外,还要完成与前端的交互功能。DVB的MultiCrypt也是采用PCMCIA接口与机顶盒连接,但它只有解扰功能。DVB的SimulCrypt则只需要机顶盒具有ISO7816的SmartCard接口既可,但需要机顶盒具有硬件解扰引擎。

加解扰技术分为同密和多密技术。同密技术是将两家或两家以上的条件接收(CA)系统应用于同一网络平台之中,从有线电视台角度是实现技术的选择和竞争的环境。多密技术要求机顶盒采用CI技术(通用智能卡接口),实现同一机顶盒可接收不同CA系统加密节目。 其工作原理为节目在播出前,要经过加扰处理,加扰过程是将复用后的传送流(Transport Stream)与一个伪随机加扰序列做模2加,而这个伪随机序列的生成由控制字发生器提供的控制字(Control Word ,简称CW)确定。有条件接入的核心实际上是控制字传输的控制。在MPEG传输流中,与控制字传输相关的有两个数据流:授权控制信息(ECMs)和授权管理信息(EMMs)。由业务密钥(SK)加密处理后的控制字在ECMs中传送,其中还包括节目来源、时间、内容分类和节目价格等节目信息。对控制字加密的业务密钥在授权管理信息中传送,并且业务密钥在传送前要经过用户个人分配密钥(PDK)的加密处理,EMMs中还包括地址、用户授权信息、如用户可以看的节目或时间段、用户付的收视费等。用户个人分配密钥(PDK)存放在用户的智能卡(SmartCard)中。 在用户端,机顶盒为了再生出解扰随机序列,必须获取相关的条件接收控制信息。首先,机顶盒根据PMT和CAT表中CA_descriptor,获得EMM和ECM的PID值。然后,从TS流中过滤出ECMs和EMMs,并送通过SmardCard接口送给SmartCard。SmardCard首先读取用户个人分配密钥(PDK),用PDK对EMM解密,取出SK,然后利用SK对ECM进行解密,取出CW,并将CW通过SmartCard接口送给解扰引擎,解扰引擎利用CW就可以将将已加扰的传输流进行解扰。

图5就很形象的描述了采用三重密钥传输机制的条件接收系统的加解扰过程:

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更详细的CA同密/多密加解扰原理与实现请参考此文:http://www.fydvb.com/article/view.asp?id=665

附:

高低频划分:

极低频 ELF(Extremely low frequency) 3-30HZ 超低频 SLF(Super low frequency) 30–300 Hz 特低频 ULF(Ultra low frequency) 300–3000Hz 甚低频 VLF(Very low frequency) 3-30KHZ 低 频 LF(Low frequency) 30-300KHZ 中 频 MF(Medium frequency) 300-3000HZ 高 频 HF(High frequency) 3-30MHZ 甚高频 VHF(Very high frequency) 30-300MHZ 特高频 UHF(Ultra high frequency) 300-3000MHZ 超高频 SHF(Super high frequency) 3G-30GHZ

极高频 EHF(Extremely high frequency) 30–300 GHz

9 电子节目指南

电子节目指南给用户提供一个容易使用的、界面友好的、可以快速访问想看节目的一种方式,用户还可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的节目。同时,EPG可提供分类功能,可以帮助用户浏览和选择各种类型的节目。

10 准视频点播

也称为增强/先进的PPV,是一个特殊的广播应用。NVOD用户和服务提供者之间没有真正的交互,服务提供者将节目的标题广播下来,用户仅仅选择可给他提供最先开始的频道。该机制是由EPG来支持的。NVOD的功能包括: 预览:在用户购买前,对想购买的节目进行预览; 选择:在EPG中选择一个已购买的节目; 暂停:停止播放该节目; 恢复:在暂停后恢复观看该节目; 快进/快退:对该节目实现快进/快退操作。

11 数据广播

DVB定义了四种数据广播方式:数据管道(data pipe),数据流(data stream),多协议封装(Multiple Protocol Encapsulation)和Data/Object Carousel。在数据管道方式中,数据直接在MPEG传送流的净荷中传送。可以使用该方式在符合DVB标准的广播网络中进行简单的、异步的、端到端的数据传输业务。数据流方式可以在数字电视广播系统中实现面向流的、端到端的数据传输。数据流可以是异步的、同步的、或同步化(synchronized)的数据传输。异步数据流是不需要定时的数据流(例如RS232数据);同步数据流是对定时有要求的数据流,这里定时要求的含义是接收端可以再生发送端的数据和时钟,重新构造出同步数据流(如E1、T1);同步化的数据流也是有定时要求的数据流,这里定时要求的含义是数据流中的数据可以与其他数据流中的数据同步播放(如视频和音频)。数据流中的数据,在MPEG-2系统的PES中传送。多协议封装对需要在数字电视广播系统中传送符合通信协议的数据报(DATAGRAM)的数据业务提供了技术支持。利用这种数据广播方式,可以在有线电视系

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统中实现高速INTERNET数据接入。要传送的数据报被封装在DSM-CC段中。数据/对象轮流传送(Data/Object Carousel)可以支持需要周期性地传送数据模块(Modules)的各种应用。数据模块的大小是已知的,数据模块可以被更新、被加入、被移去。多个模块可以被组成一个组(Group),多个组还可以组成超组(SuperGroup)。Data Carousel所广播的数据在DSM-CC Data Carousel中传输。EN101 192定义了附加的结构和描述符(Descriptor)。Object Carousel是为了在支持DSM-CC U-U对象的周期性广播。DVB的数据广播规范具有很强的数据业务支持能力,机顶盒实现对上述数据广播业务的支持后,其作用类似一个在用户家中的数据通信网关。机顶盒本身可以不对接收数据的有效负载进行处理,只是通过解复用实现数据分流,将相应的数据送给处理终端。

12 软件在线升级

OTA软件在线升级是数据广播(Data Carousel)的应用之一。数据广播服务器按DVB

数据广播标准将升级软件广播下来,机顶盒能识别该软件的版本号,在版本不同时接收该软件,并对保存在存储器中的软件进行更新。 IP loader是双向盒子应用的一个功能,通过IP和前段的TFTP服务器通讯,检测配置信息,验证通过后通过IP获得升级数据进行在线升级,使用TFTP协议。

13 Internet接入和电子邮件

有线电视数字机顶盒可以通过内置的电缆调制解调器方便地实现Internet接入功能,并可以提供以太网接口,用来连接PC。使用电缆调制解调器的速度与电话调制解调器相比,提高了100倍,最高可达到10Mbps,非常具有竞争力。目前市场上最为火爆的电缆调制解调器是MCNS定义的DOCSIS标准。

14 IP电话

通过电缆调制解调器,还可以实现IP电话功能。用户在使用该功能时,只需将普通电话与机顶盒的RJ11接口相连即可。电缆调制解调器可以保证传输语音时的服务质量(QoS)。

15 视频点播

为每个用户提供视频点播功能,让用户能在他所希望的时间和地点看他想看的节目,是服务提供商的终极目标。有线电视数字机顶盒利用交互式的数据信道和广播信道,为实现该功能提供理想的技术基础。广东环网宽带数字技术产业开发有限公司在最新推出的MJH30-50全功能数字机顶盒中已经实现了该功能,并能实现快进、快退、暂停、恢复等VCR操作。当然,该应用需要相应前端设备的支持,目前,广东有线电视台已使用该机顶盒和美国SeaChange公司的视频服务器,实现了商业运营。

14

五 MPEG2数据流知识

1. DVB标准ISO/IEC-13818介绍

ISO/IEC-13818-1: 系统部分; ISO/IEC-13818-2: 视频; ISO/IEC-13818-3: 音频; ISO/IEC-13818-4: 一致性测试; ISO/IEC-13818-5: 软件部分;

ISO/IEC-13818-6: 数字存储媒体命令与控制; ISO/IEC-13818-7: 高级音频编码; ISO/IEC-13818-8: 系统解码实时接口;

2. MPEG2系统任务

MPEG2系统任务包括:

1. 规定以包传输数据的协议;

2. 规定收发两端数据流同步的协议;

3. 提供多个数据流的复用和解复用协议;

4. 提供数据流加密的协议。以包形式存储和传送数据流是MPEG2系统之要点。

3. PES包结构

ES是直接从编码器出来的数据流,可以是编码过的视频数据流,音频数据流,或其他编码数据流的统称。ES流经过PES打包器之后,被转换成PES包。PES包由包头和payload组成,具体格式摘录如下:

可以看到PTS/DTS是打在PES包里面的,这两个parameters是解决视音频同步显示,防止解码器输入缓存上溢或下溢的关键。PTS表示 显示单元出现在系统目标解码器(STD: system target decoder)的时间,DTS表示将存取单元全部字节从STD的ES解码缓存器移走的时刻。每个I、P、B帧的包头都有一个PTS和DTS,但PTS与DTS对B帧都是一样的,无须标

15

出B帧的DTS。对I帧和P帧,显示前一定要存储于视频解码器的重新排序缓存器中,经过延迟(重新排序)后再显示,一定要分别标明PTS和DTS。

上面介绍过,ES首先需打包成PES流包,然后PES根据需要打包成PS或TS包进行存储或传输。其每路ES只包含一路信源的编码数据流,所以每路PES也只包含相对应信源的数据流。

4. PS包结构

对PS流而言,每个PES包头含有PTS和DTS,流识别码,用于区别不同性质ES。然后通过PS复用器将PES包复用成PS包。实际上是将PES 包分解为更细小的PS包。在解码的时候,解复用器将PS分解成一个个PES包,拆包器然后将PES包拆成视频和音频的ES,最后输入至各自解码器进行解 码。一个问题是:各个ES在解码时,如何保证视音频的同步呢?除了PTS和DTS的配合工作外,还有一个重要的参数是SCR(system clock reference)。在编码的时候,PTS,DTS和SCR都是由STC(system time clock)生成的,在解码时,STC会再生,并通过锁相环路(PLL-phase lock loop),用本地SCR相位与输入的瞬时SCR相位锁相比较,以确定解码过程是否同步,若不同步,则用这个瞬时SCR调整27MHz的本地时钟频率。最 后,PTS,DTS和SCR一起配合,解决视音频同步播放的问题。PS格式摘录如下:

PS包的长度比较长且可变,主要用于无误码环境里,因为越长的话,同步越困难,且在丢包的情况下,重组也越困难。所以,PS适合于节目信息的编辑和本地内容应用的application。

5.TS包结构

TS流也是由一个或多个PES组合而来的,他们可以具有相同的时间基准,也可以不同。其基本的复用思想是,对具有相同时间基准的多个PES现进行节目复用,然后再对相互有独立时间基准的各个PS进行传输复用,最终产生出TS。

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TS包由包头和包数据2部分组成,其中包头还可以包括扩展的自适用区。包头长度占4bytes,自使用区和包数据共占184bytes,整个TS包长度相当于4个ATM包长。TS包的包头由如下图摘录所示的同步字节、传输误码指示符、有效载荷单元起始指示符、传输优先、包识别(PID-Packet Identification)、传输加扰控制、自适应区控制和连续计数器8个部分组成。

其中,可用同步字节位串的自动相关特性,检测数据流中的包限制,建立包同步;传输误码指示符,是指有不能消除误码时,采用误码校正解码器可表示1bit 的误码,但无法校正;有效载荷单元起始指示符,表示该数据包是否存在确定的起始信息;传输优先,是给TS包分配优先权;PID值是由用户确定的,解码器根据PID将TS上从不同ES来的TS包区别出来,以重建原来的ES;传输加扰控制,可指示数据包内容是否加扰,但包头和自适应区永远不加扰;自适应区控制,用2 bit表示有否自适应区,即(01)表示有有用信息无自适应区,(10)表示无有用信息有自适应区,(11)表示有有用信息有自适应区,(00)无定义;连续计数器可对PID包传送顺序计数,据计数器读数,接收端可判断是否有包丢失及包传送顺序错误。显然,包头对TS包具有同步、识别、检错及加密功能。 TS包自适应区由自适应区长、各种标志指示符、与插入标志有关的信息和填充数据4部分组成。其中标志部分由间断指示符、随机存取指示符、ES优化指示符、PCR标志、接点标志、传输专用数据标志、原始PCR标志、自适应区扩展标志8个部分组成。重要的是标志部分的PCR字段,可给编解码器的27MHz时钟提供同步资料,进行同步。其过程是,通过PLL,用解码时本地用PCR相位与输入的瞬时PCR相位锁相比较,确定解码过程是否同步,若不同步,则用这个瞬时PCR调整时钟频率。因为,数字图像采用了复杂而不同的压缩编码算法,造成每幅图像的数据各不相同,使直接从压缩编码图像数据的开始部分获取时钟信息成为不可能。为此,选择了某些(而非全部)TS包的自适应区来传送定时信息。于是,被选中的TS包的自适应区,可用于测定包信息的控制bit和重要的控制信息。自适应区无须伴随每个包都发送,发送多少主要由选中的TS包的传输专用时标参数决定。标志中的随机存取指示符和接点标志,在节目变动时,为随机进入I帧压缩的数据流提供随机进入点,也为插入当地节目提供方便。自适应区中的填充数据是由于PES包长不可能正好转

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为TS包的整数倍,最后的TS包保留一小部分有用容量,通过填充字节加以填补,这样可以防止缓存器下溢,保持总码率恒定不变。

6.小结

前面3节总结了MPEG2 TS的基本格式,其中包括PES,PS和TS,以及相关字段的介绍。那么作为一种传输流,TS将内容进行打包/复用,让其媒体内容变成TS传输,并最终在解码端解码。简单来看,TS是一个传输层的协议栈,它可以承载各种内容的传输,比如MPEG,WMV,H264,甚至是IP,那么其中的传输规范是如何定义的呢?这个即是PSI(节目特定信息)要做的事情。

PSI由四张表构成:PAT,PMT,CAT和NIT,这四张表分别描述了一个TS所包括的所有ES流的传输结构。首先的一个概念是,TS是以包形式传播,在编解码端都需要以一定的包ID来标识TS流里承载的内容,比如,PAT表会存在于一个或多个TS包里,所以要用一个特别的包ID来表示,另外,不同的ES流也需要不同的包ID来标识。我们有了PAT和PMT这两种表,解码器就可以根据 PID,将TS上从不同ES来的TS包区分出来进行解码。

TS的解码分两步进行,其一,是从PID为0 的TS包里,解析出PAT表,然后从PAT表里找到各个节目源的PID,一般此类节目源都由若干个ES流组成,并描述在PMT表里面,然后通过节目源的 PID,就可以在PMT表里检索到各个ES的PID。其二,解码器根据PMT表里的ES流的PID,将TS流上的包进行区分,并按不同的ES流进行解码。所以,TS是经过节目复用和传输复用两层完成的,即在节目复用时,加入了PMT,在传输复用时,加入了PAT。同样在节目解复用时,可以得到PMT,在传输解复用时,可以得到PAT。下图很好地概述了其思想。

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TS是支持多路复用的,所以它可用来传输经复用后的多层节目。在复用过程中,要注意的是,解码过程中所需要面对的时间参考和同步问题,因为解复用是需要各种信息同步进行的,所以在复用过程中,就需要插入相关的时间信息:PTS,DTS,PCR。在TS形成过程中,PTS和DTS是在ES打包成PES时,根据STC的参考,将其时钟信息注入PES包中的,而之后在PES切成TS时,再将 PID和PCR信息注入到TS包中,当多路TS再进行复用的时候,各路TS的PCR将会被提取出来,再进行分析,然后再根据统一的STC参考,将新的 PCR生成并注入到TS中去,最后,因为原来PAT表信息不在适用,所以新的PAT表需要再生成,并附加到新的TS流中去。经过这多层的复用之后,新的 TS流即可以进入调制,传输阶段。过程可参见下图:

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解码过程要面对的问题是:解复用,视音频的同步,解码缓存器无上下溢。解复用即是将TS在同一信道里不同时序进行传输的节目分离出来;视音频同步由 DTS, PTS和PCR三者协调完成,并且PCR是重建系统时间基准的绝对时标,而DTS和PTS是解码和重现时刻的相对时标;对解码缓存器无上下溢的问题,必须借助于系统目标解码器(STD)模型来对其进行实现,基本思想如下:

1. TS流进入解码器后,首先由换向器,按照一定的时序关系,将各种ES流分解出来

(其中也包括PSI信息流)。

2. 分解过后的ES流会进入各自的传输缓存器,通过之后,其PES流进入各自的主存

储器,注意的是:PSI信息流会进入系统缓存器,最后也到达主存储器。

3. 最后,解码器根据DTS信息,从各个主存储器分别提取媒体或系统信息,进行解码,

并根据PTS信息,将媒体内容进行显示处理。

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其过程可参见下图:

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六 DVB业务信息PSI/SI

1 SI信息构成

1)信息构成

SI信息内容是按照network(网络)→transport strem(传输流)→service(业务)→event(事件)的分层顺序描述,如图1所示。SI数据信息是按照一定的数据结构进行存储的,这样一来才能达到方便、快捷地进行数据检索和提取。SI数据主要有:网络信息、传输流信息、业务信息、业务的事件信息等,并且大量的信息都是通过描述符来传输的,所以可用树状链表来存储数据,构成从网络、传输流、业务、事件的树状结构。机顶盒接收端的解析主要负责这些SI数据的重建。

在数字电视系统中,为了能有效地从众多的数据包中组织起SI信息,而使用了很多的标识。有Network_id(网络标识)、Original_network_id(原始网络标识)、Transport_stream_id(传输流标识)、Service id(业务标识)、eventid_id(事件标识)、Bouquet_id(业务群组标识)。这些标识是作为信息查找定位用的,例如:要在一个TS里找出一个业务信息,就要知道这个业务信息在那个网络里、在哪个TS里和这个业务信息在这个流里的标识,这样一来,通过层层过滤,就能精确地定位描述这个业务信息的位置,并把它们找出来进行数据组织。图1就非常清楚地表明了这种查找思路。

一个网络信息由network_id来定位。

一个TS由network_id、Original_network_id、Transport_stream_id来定位,标明这个流在那个网络播发,它原属那个网络,并给它加上标识。

一个业务由network_id、Original_network_id、Transport_stream_id、service_id来定位,标明这个业务在那个网络播发,它原属那个网络和那个流,并给它加上标识。这体现在SDT表中。

图1

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一个事件由network_id、Original_network_id、Transport_stream_id、service_id、event_id来定位,标明这个事件在那个网络播发,它原属那个网络和那个流及那个业务,并给它加上标识。这体现在EIT表中。

据此,根据各个SI表的功能,各表的ID结构如下:

NIT:network_id、Original_network_id、Transport_stream_id 、service_id。

SDT:Original_network_id、Transport_stream_id 、service_id。

EIT:Original_network_id、Transport_stream_id 、service_id、event_id。 BAT:bouquet_id 、Original_network_id 、Transport_stream_id 、service_id。 另外,还有一个PID(包标识),它的作用是给每一个数据包打上一个标记,TS承载有视频数据、音频数据、PSI和SI信息数据、图文电视数据、字幕数据、数据广播数据、交互业务数据、CA系统的控制信息数据等等,除了PSI和SI信息数据和CA系统的控制信息数据外,其他的数据的PID都是通过PMT表给出的,CA系统的控制信息数据的PID是由CAT表给出的,而承载了PSI和SI信息的各种表的PID值是固定分配的。如下表 PSI/SI PAT CAT TSDT NIT ST SDT BAT ST EIT ST RST ST TDT TOT ST DIT SIT PID 0x0000 0x0001 0x0002 0x0010 0x0011 0x0012 0x0013 0x0014 0x001E 0x001F 由于这些表是分配了固定的PID值,所以机顶盒就可以根据这些PID值来辨认出是什么表,并读取表中的描述参数来生成EPG信息和完成各种数据的组织、解码出所需要的节目和信息。

2) 表的构成

表是组成SI信息的一种数据结构。在TS中有很多不同节目的数据包,解码器如何确

定哪个数据包属于某个节目?其答案就是在TS中的PSI和SI信息里,这些信息精确地指引出获得某节目与该节目数据包的PID之间的关系。

由MPEG-2定义的TS里面,数据包携带了两类信息:一是音、视频等素材的数据,二是PSI表。具有给定PID的数据包的有序排列就形成了TS流。PSI表里的承载的内容主要是TS(本节目流)的描述参数。由MPEG-2定义的PSI主要包含有三个表:PAT、PMT、CAT。每个表都可作为一个或多个TS包的净荷插入TS中传送。

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图2

一个TS数据包的净荷为188个字节,当一个PSI/SI表的字节长度大于184字节时,就要对这个表进行分割,形成段(section)来传送。分段机制主要是将一个数据表分割成多个数据段。在PSI/SI表到TS包的转换过程中,段起到了中介的作用。由于一个数据包只有188字节,而段的长度是可变的,EIT表的段限长4096字节,其余PSI/SI表的段限长为1024字节。因此,一个段要分成几部分插入到TS包的净荷中。如图2所示。

PSI/SI表的构成是:一个表由一个或多个子表构成,表用table_id来标识;不同的子表由table_id和table_id_extension来区分(具有相同的table_id和不同的

table_id_extension);一个子表由一个或多个段构成(具有相同的table_id和table_id_extension,不同section_number来区分);每个段由多个TS数据包的数据组成。每个段具有一个完整的数据结构,表的重要参数----描述符在段里传送。图3所示是SDT表的结构。

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(1024)时,可把子表分割成两个或更多个段, 并通过section_number来区分,如图

3-1所示。 不同的信息表在TS中通过PID来区分,具有相同PID的不同表由table_id(table_id是表标识)来区分,属于同一个table_id的不同子表由table_id_extension、版本号(version_number)进行区分,属于同一个子表的不同段由section_number区分。表的扩展标识符有:network_id、oringinal_network_id、boquet_id、tansport_stream_id、service_id等。

对于NIT表的子表具有相同的table_id、network_id和version_number。

对于BAT表的子表具有相同的table_id、bouquet_id和version_number。 对于SDT表的子表具有相同的table_id、oringinal_network_id、tansport_stream _id和version_number。

对于EIT表的子表具有相同的table_id、oringinal_network_id、tansport_stream _id、 service_id和version_number。

⑴ 网络描述表(NIT)的作用

在MPEG2中由于并没有对NIT表进行定义,所以在PSI中NIT表内容是私有的,但在

DVB中给NIT表作了明确的定义,所以NIT表是一个全局表,就是一个数字电视系统只对应两个NIT表,分别为当前网络表(table_id=0X40)和其他网络表(table_id=0X041),每个不同的网络视其频点数(1个TS=1个频点)的多少对应一个或多个子表,通过network_id来区分。 NIT表主要是提供有关物理网络的信息,网络信息表传送本网络以及与此有关的其它网络的一些信息。每个网络都有唯一的识别符(network_id)。网络信息表主要携带:网络识别符(Network_ID)、网络名称、传输系统参数(有线传输系统参数包括:频率、调制方式、FEC外码、符号率、FEC内码)、节目业务类型及Service_ID等信息。机顶盒只要调谐到携带NIT表的传送流中,即可提取其它网络的参数,一般解码器便可根据提取出来的信息,自动搜索频道。

这里说一说network_id和oringinal_network_id的分别。每个运营商都需要注册唯一的network_id,假设中央电视台的network_id=0X01,广州电视台的network_id=0X02。当中央电视台直接播发自己的节目时,network_id=oringinal_network_id,如果由广州电视台转播中央电视台的节目时,那么network_id=0X02,oringinal_network_id=0X01。也就是说oringinal_network_id等于节目原发运营商的network_id。

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⑵ 业务描述表(SDT)的作用

SDT表是由DVB定义的,是一个SI表,因此它是一个全局表,一个数字电视系统对应两个SDT表,分别为当前流(actual transport)表(table_id=0X42)和其他流(other transport)表(table_id=0X46)。每一个TS对应一个子表(也有对应多个子表的,如同一个TS但业务来自不同的original_network),通过tansport_stream_id和

original_network_id来区分。图4就是一个SDT表的构成图。从图可看出,这个SDT表由两个表组成,一个是当前流表,只有一个子表;另一个是其他流表,由三个子表组成,每个流对应一个子表。

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SDT表用于描述系统中业务的名称、业务提供者、是否有相应的事件描述表等方面的信息;业务描述表可以描述当前传输流,也可以描述其他传输流,这由表的Table_ID来区分。业务描述表提供了如下的信息:属于哪一个节目业务群;节目业务的类型,如PAL、NTSC、SECAM、调频广播、图文电视、准视频点播等;节目业务的提供者;可以接收该业务的国家和不可以接收该业务的国家;指向特定的链接信息;实现准视频点播的指导信息;实现多画面的控制信息;指示使用的加密系统;给出实现交互式回传信道的电话号码;提供多语种的节目业务名称和广播者以及私有数据。但最常用的是业务列表,即对业务名称的描述,如中央1台、广州新闻台、珠江台等等。

⑶ 事件信息表(EIT)的作用

EIT表是由DVB定义的,是一个SI表,因此它是一个全局表,一个数字电视系统每一

个业务对应两种EIT表。一是EIT present/following表(描述当前事件/后续事件),一个业务对应着一个EIT present/following表,EIT present/following表分为当前流表(table_id=0X4E)和其他流表(table_id=0X4F),每一个流通常对应6个(有6个业务)EIT present/following子表,每个子表由两个段组成,分别是EIT present段和EIT following段,

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section_number= 0x00的段描述当前播放的事件, section_number= 0x01段描述后续播放事件,图5所示。其他流表结构与当前流表相同;二是EIT schedule(时间表)表,一个业务最多可对应16个EIT schedule表,那么每个流通常最多可对应6(业务数)×16=96个子表,每个子表由256个段组成(由于分段号是8个比特,所以最多只能有256个分段)。 对于EIT schedule表,它是用作描述一个业务在一段时间(可以是一天、一周,最大可以是64天,根据冗余带宽来进行设定)内所播放的节目安排,节目的播出安排是以时间和节目简介作为描述的。时间及内容是描述一个事件的最基本元素,例如:把一个业务所播放的每一个节目都看成是一个事件,那么每一个节目开始播放的时间和播放时间的长度及事件的内容就是该事件的基本元素,EIT schedule子表就是用这一基本元素来描述每一个事件并产生某一段时间内要发生的所有事件的列表,因此EIT schedule子表的信息量很大(EIT表的段限长4096字节),由256个section组成,所以又引入了segment(片段)的概念。把256个段分成32个segment;一个segment由8个section(分段)组成,每个segment可以描述3个小时的事件信息,也就是说,一个EIT schedule表由32个片段组成,每个片段由8个分段组成,通过section_number来区分,那么每个子表可描述32*3=96小时(4天)的事件信息,由于一个业务最多可对应着16个EIT schedule表,则对于一个业务来说最多可以描述16(0X50----0X5F)*4=64天的事件信息。这里,segment相当于一个事件组,section是事件组内具体的一个事件。EIT schedule表也分为当前流表(table_id=0X50---0X5F 共16个)和其他流表(table_id=0X60---0X6F 共16个), EIT schedule表是可选的(即系统可以发送此表也可以不发送此表),事件信息按时间顺序排列。

EIT表包含事件或节目的有关数据,如事件的名称、开始时间、持续时间、运行状态等。事件信息表提供如下信息:节目段的标识号、起始时间、持续时间、播放状态、是否加密;指向特定信息的链接信息;节目段多语种的简短介绍;节目段的详细介绍;两段同样节目段的时间偏移;基本码流类型介绍,如视频的幅型比、伴音的类型、字幕的类型等;使用的加密系统介绍;节目类型介绍,如电影/戏剧、新闻、综艺、体育、少儿、音乐、艺术、社会政治、文教等;节目限定年龄的级别介绍;给出实现交互式回传信道的电话号码;为满足各节目段的码率而提供的缓存大小信息及私有数据。事件信息中提供了类似于广播电视报所提供的节目表的内容,根据EIT及其它表所提供的信息,可以做出各种EPG功能,如按节目类型检索、按时间检索及对某类节目的锁定等。可以说EIT表是提供EPG信息的主要表,也是结构最复杂的SI表。 在EIT present/following表中,每一事件都用一个event_id来标识它,每一个事件的顺序关系(当前正在发生的事件/后续发生的事件)就由EIT present/following来描述。 那么如何来识别当前正在发生的事情和后续发生的事情呢?那是通过event_id来标识的,如图5所示。图中event_id=0X49表示当前正在发生的事件;event_id=0X4A表示后续发生的事件。那么在当前事件完成进入后续事件时,此时的后续事件变成当前事件,后续事件将由一个新的事件代替。这一变化是使用version_number来加以描述的。例如: 当前播出 19:00----19:30 新闻联播 event_id=0X49;

后续播出 19:31----20:00 动画片 event_id=0X4A,此时version_number=0 设新的后续 21:01---21:45 曲艺节目。当新闻联播完成后,则变化为:

当前播出 19:31----20:00 动画片 event_id=0X49;

后续播出 21:01----21:45 曲艺节目 event_id=0X4A,此时version_number=1 图6是由SDT表和EIT表所产生的EPG信息,图7是由EIT表所产生的一个节目频道

的节目播出时间表。

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EIT表是SI表中结构最复杂的表,图8是它的结构图。 机顶盒通常都有一个“节目指南”的按钮,按动它就可以读取EIT schedule自表里的信息,显示某一个业务在某段时间内的所有事件列表。

⑷ 业务组关联表(BAT)的作用

BAT表是由DVB定义的,是一个SI表,因此它是一个全局表,一个数字电视系统只

对应一个BAT表,其table_id=0X4A。一个节目类别对应一个段。为了让受众能更方便地在众多的节目中寻找出自己喜欢的节目,往往需要提供一种把众多的节目频道进行分类的方法(一个类相当一个节目组)。例如把电影频道归为“家庭影院”的类别,把电视连续剧归为“电视剧场”的类别等等,BAT表就提供了这一功能,每一个类别都用一个bouquet_id 来标识。它包括了节目业务名称(类别)及节目组所包含的节目清单(节目列表)。BAT表在SI信息中属于可选表。 BAT表还支持一个特别的描述符,称为国家获得性描述符。此描述符的意义是:运营商可能出于运营的需要,把一些业务提供给特定(国家)的人群收看,而不希望给其他(其他国家)的人群收看,那么,就可以利用国家获得性这一描述符,在其他人群收看节目时不显示这些业务。这个描述符同样支持SDT表,不过在SDT 表中指的是某一个业务,而不是一个业务组。所以,BAT表概括地说是提供给不同观众不同组合节目的一种方法。

⑸ 其他表

对于PAT、PMT和CAT表,都是由MPEG-2定义的,是PSI里面的表,所以这三个表

都不是全局表,它们存在在每一个TS中。PSI信息使用这3个表来定义码流的结构,一个TS对应一个PAT表;一个CA系统和一个TS对应一个CAT表,CAT表的PID值总是1,每个CAT都只给出其所在流的EMM(包括携带组密钥的EMM和携带产品密钥的EMM)

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包的PID等信息;一个业务(节目频道)对应一个PMT表,一个TS对应多个PMT(视流中所携带的业务数而定)且只对应本流的业务。 PAT的PID是0,它是PSI信息的根,要查找信息时首先必须从PAT开始,表中列出了传送码流中所有节目所对应的PMT的PID,可根据这些PID找到相应的PMT包。在PMT表中又可以找到与节目有关的所有基本码流,如视频、音频、ECM和数据等有关信息的PID,然后把这些标有这一PID的数据包组织起来通过解码,把节目或数据还原出来。 以上PSI的几个表和NIT表是解码所必需的表,而SDT和EIT是构成业务信息所必需的表。

SI还有其他的表,如:TDT表,称为时间日期表,它给出了当前的时间和日期的信息,有时也可作为机顶盒解码时钟的更新;RST表,称为运行状态表,属于可选表,它用于快速更新某节目或某些节目的运行参数,RST只有在状态或节目变更时才发送一次;ST表,称为填充表,属于可选表,它用来替代不传送的表。

⑹ 描述符

描述符是用来携带节目要素和TS流等的各种参数的信息结构、语法与语义,描述符是

PSI/SI表的构成主体,PSI/SI表的主要意义就是传送这些描述符,为机顶盒提供相关业务描述与运行参数,可以认为SI表是舟而描述符是舟上的货物。描述符的通用结构都是以descriptor_tag (描述符标记)字段与紧跟其后的descriptor_length(描述符长度)字段开始。每个SI表通常都使用特定的描述符,但也不限制这些描述符在其他表中使用。

描述符是随使用它的SI表一起发送的。

描述符以及在它们的PSI/SI表中的位置见下表:

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在PSI/SI表里,我们通常都看到一个循环语句,如:

for(I=0;I

这个循环语句是用来引导机顶盒读取描述参数用的,以SDT子表为例,由于一个SDT子表里面包含了对多个业务的描述,每个业务的都使用了

Multilingual_service_name_descriptor和service_descriptor描述符,也就是说一个SDT子表里同样的描述符被使用了多次(也可以理解为,一个描述符里存有多个描述参数),通过循环语句来对描述符进行重复有序的读取,来提取里面的描述参数,直到读完为止。

网络信息表(NIT)的段数据结构: Netwok_information_section(){ 网络信息段

Table_id 8bit 表标识

Section_syntax_indicator 1bit 段序列指示(标记位),此值=1时,规定从section第43位开始的5位是版本号

Reserved_future_use 1bit 保留将来使用字段 Reserved 2bit 保留字段 Section_length 12bit 段长度 Network_id 16bit 网络标识

Reserved 2bit 保留字段

Version_number 5bit 表版本号,作为表更新机制

Current_next_indicator 1bit 当前/下一个有效指示位(标记位),表示当前表是否有效,如果Current_next_indicator为1,则当前表有效;0表示当前表无效. Section_number 8bit 当前段段号

Last_section_number 8bit 最后段号(反映了这个子表由多少个段组成,如其值为0X01那么表示这个子表由两个段组成)

Reserved_future_use 4bit 保留将来使用字段

Network_description_length 12bit 网络描述符长度 For(I=0;I

Descriptor() 读取网络描述参数(网络名称描述符、连接描述符) }

reserved_future_use 4bit 保留将来使用字段

transport_stream_loop_length 12bit 传输流循环长度 for(I=0;I

transport_descriptors_length 12bit 传输描述符长度

for(j=0;j

}

CRC_32 32bit 循环校验码 }

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下图是一个真实的NIT表,此表由两个段组成

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业务组关联表(BAT)的段数据结构:

bouquet_association_section(){ 业务群组关联段

Table_id 8bit 表标识

Section_syntax_indicator 1bit 段序列指示(标记位),此值=1. Reserved_future_use 1bit 保留将来使用字段 Reserved 2bit 保留字段 Section_length 12bit 段长度 bouquet_id 16bit 业务群组标识 Reserved 2bit 保留字段

Version_number 5bit 表版本号,作为表更新机制

Current_next_indicator 1bit 当前/下一个有效指示位(标记位) Section_number 8bit 当前段段号 Last_section_number 8bit 最后段号

Reserved_future_use 4bit 保留将来使用字段

bouquet_description_length 12bit 业务群组描述符长度

For(I=0;I

36

Descriptor() 读取描述参数

}

reserved_future_use 4bit 保留将来使用字段

transport_stream_loop_length 12bit 传输流循环长度 for(I=0;I

reserved_future_use 4bit 保留将来使用字段

transport_descriptors_length 12bit 传输描述符长度

for(j=0;j

}

CRC_32 32bit 循环校验码 }

BAT表所支持的描述符如下(打※号的是最常用的描述符): ※service_list_descriptor 业务列表描述符 Stuffing_ descriptor 填充描述符

※bouquet_name_descriptor 业务群组名称描述符 Linkage_ descriptor 连接描述符

Private_data_specifier_ descriptor 专用(私有)数据说明符描述符 Country_availability_ descriptor 国家有效性描述符 CA_identifler_ descriptor 条件接收标识描述符

Multilingual_bouquet_name_ descriptor 多语言业务群组名称描述符

BAT表常用的描述符数据结构:

Bouquet_name_descriptor(){ 业务群组名称描述符 Descriptor_tag 8bit 描述符起始标记 Descriptor_length 8bit 描述符长度 For(I=0;I

Char 8bit 业务群组名称字符集 } }

下图是一个真实的BAT表,此表由3个段组成。

37

条件接收表(CAT)的段数据结构: CA_section(){ 条件接收段 Table_id 8bit 表标识

Section_syntax_indicator 1bit 段序列指示(标记位),此值=1. “0” 1bit

reserved 2bit 保留字段 Section_length 12bit 段长度 Reserved 18bit 保留字段

Version_number 5bit 表版本号,作为表更新机制

Current_next_indicator 1bit 当前/下一个有效指示位(标记位) Section_number 8bit 当前段段号

Last_section_number 8bit 最后段号

For(I=0;I

CA_descriptor() 读取描述参数 }

CRC_32 32bit 循环校验码 }

38

CA_descriptor描述符数据结构: CA_descriptor(){ CA描述符

Descriptor_tag 8bit 描述符起始标记 Descriptor_length 8bit 描述符长度

CA_system_id 16bit 条件接收系统标识

Reserved 3bit 保留字段

CA_PID 13bit 该字段表示传送包的PID值,此包中含有由相应CA_system_id指明的CA系统的ECM和EMM信息 For(I=0;I

Private_data_byte 8bit 私有数据字节 } }

下图是一个真实的CAT表。

39

业务描述表(SDT)的段数据结构:

service_descriptor_section(){ 业务描述段 Table_id 8bit 表标识

Section_syntax_indicator 1bit 段序列指示(标记位),此值=1. Reserved_future_use 1bit 保留将来使用字段 Reserved 2bit 保留字段

Section_length 12bit 段长度

Transport_stream_id 16bit 传输流标识 Reserved 2bit 保留字段

Version_number 5bit 表版本号,作为表更新机制

Current_next_indicator 1bit 当前/下一个有效指示位(标记位) Section_number 8bit 当前段段号 Last_section_number 8bit 最后段号

Original_network_id 16bit 原始网络标识 Reserved_future_use 4bit 保留将来使用字段

For(I=0;I

Service_id 16bit 业务标识,通常它等于节目号(program_number),以此来指向需要的节目。 Reserved_future_use 6bit 保留将来使用字段

EIT_schedule_flag 1bit EIT时间表信息标记,为1时表示信息在当前流,为0时则不在当前流。

EIT_present_following_flag 1bit EIT当前/后续事件信息标记,为1时表示信息在当前流,为0时则不在当前流

Running_status 3bit 运行状态标记

Free_CA_mode 1bit 是否加扰标记,1值表示加扰,0值表示不加扰

descriptors_loop_length 12bit 描述符循环长度

for(j=0;j

CRC_32 32bit 循环校验码

}

SDT表所支持的描述符如下(打※号的是最常用的描述符): ※service_descriptor 业务描述符

Stuffing_ descriptor 填充描述符 ※bouquet_name_descriptor 业务群组名称描述符 Linkage_ descriptor 连接描述符

Private_data_specifier_ descriptor 专用(私有)数据说明符描述符 Country_availability_ descriptor 国家有效性描述符

CA_identifler_ descriptor 条件接收标识描述符

Multilingual_service_name_ descriptor 多语言节目名称描述符 NVOD_reference_descriptor 准视频点播参考描述符 Time_shifted_service_descriptor 时间移位业务描述符 ※Mosaic_descriptor 马赛克描述符

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/7qg7.html

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