DVB-C数据广播系统概述

DVB－C 数据广播系统概述 提 要： 本文介绍 DVB 中有关数据广播的标准，讨论了如何通过 IP OVER DVB 的方式将丰富

的互联网资源通过 DVB －C 信道广播到用户家中， 并对多协议封装 MPE 的实现方式进 行了讨论和研究。 关键词： DVB－C DATA BROADCASTING（ 数据广播 ） IP OVER DVB MPE（ 多协议封装 ）

1 数据广播简介 广播电视节目的数字化以及压缩技术、 传输技术的发展使得现有的有线电视网络在传送原有 的模拟节目之外， 还有较大的余力传送数据业务， 这就为基于有线网络的数据广播的发展提供了 空间。数据广播是一种能够以很高的速度将文本、图形、视频、音频、数据等传输到诸如 PC、 机顶盒等智能设备的一项技术。 数据广播服务商可以从因特网或其他途径获取大量的信息， 通过 数字广播信道，将丰富的多媒体信息送到用户家中，通过镜像存储，由用户按照需求取用。 这种 数据传播方式不仅信源丰富，传播广泛，而且还避免了信道拥堵， 不能保存等短处， 继广播电视 和互联网之后称为第五媒体。

现在利用HFC网络开展数据业务一般有两种解决方案。 一种是通过Cable Modem接入实现双 向业务。另一种是通过数据广播提供单向业务，当然也可以利用其他回传信道（例如电话线等） 实现准双向的接入。目前我国大多数有线网是单向的，如果采用 Cable Modem接入则需要对有线 网进行双向改造。而采用数据广播的方式则可以直接利用现有的 HFC网络，有较大的可行性。

MPEG-2是的对运动图像及其伴音进行压缩的通用标准，在此基础上美国和欧洲都提岀了自 己的数字电视的标准，即 ATSC和DVB在ATSC和DVB中都有各自的关于数据广播的标准。由于 DVB具有价格低廉、节约频率资源等优点， 在我国受到了广泛的应用。 DVB主要有三种传输标准 ――DVB-S,DVB-T,DVB-C。在这里我们主要介绍基于 DVB-C的数据广播。 2 DVB数据广播标准 图1给岀了 DVB数据广播规范的协议结构： 数据的传输是基于 MPEG-2 TS流的，针对不同的应用类型， DVB定义了以下六种方式: 数据管道 数据流 多协议封装 数据传送带 对象传送带 用户自定义的服务

图1 DVB数据广播协议结构 如图1所示，数据广播标准针对不同的应用类型规定了不同的服务级别。 数据管道标准对如 何从MPEG-2TS流中恢复数据并没有给岀具体的细节 ，它只是简要描述了如何将数据放入 MPEG-2 TS流的分组中去。数据流标准增加了更多的功能，特别是定时。这使得进行异步的数据广播、 被同步的数据广播以及同步的数据广播变得可能。 多协议圭寸装、数据传送带、对象传送带标准都

应曲层 _ 是建立在使用 MPEG-2的DSM-CO帧结构的基础上。它是基于 MPEG-2 ISO/IEC 13818-1 中定义的 MPEG-2中的私有部分。DVB增加的一些特定的信息以使该帧结构在 DVB环境中工作，特别是同业 务信息（ SI ）的结合。

下面我们将简要介绍这几种数据广播的方式： （ 1 ）数据管道

数据广播规范中规定数据管道方式支持在 DVB兼容的广播网络中传送简单的、 异步的、端到 端的数据。数据管道规定直接将需要广播的数据插入 MPEG2-TS流的净荷中。 数据管道没有规定数据报分割和重组的方式。如果需要可以在应用部分规定，例如 payload_unit_start_indicator 可用于标志数据报的开始， 而 transport_priority 可用于标志 数据报结束，同时 contin uity_cou nter 字段应符合MPEG-2标准。

（2）数据流 数据广播规范中规定数据流方式支持在 DVB兼容的广播网络中传送面向流的、端到端的、 异步的或同步的数据。 需要广播的数据插入 MPEG中的PES分组中。对于异步数据流，如RS-232 数据， 没有任何定时的要求。 同步数据流和被同步的数据流均是要求定时的数据流。 同步数据流 在接收端可以恢复其时钟和数据， 如 E1,T1 ；被同步的数据流可以实现与其他数据流的同步回放， 如视频流、音频流。

（ 3）多协议封装 多协议封装方式支持使用通信协议传输数据报的数据广播业务。传输的数据报要按照 DSM-CC方式封装。

多协议封装提供了在 MPEG-2 TS流之上传送使用其他通信协议数据的一种机制。对传送 IP 协议的数据做了优化，但是也可以通过 LLC/SNAP（Logical Link Control/Sub-Network Attachment Point 逻辑链路控制层 /子网附着点）封装方式传送使用其他协议的数据。它包括单 址分配给接收机。由于DVB网络的广播性质，数据的安全是十分重要的。封装协议支持对数据包 的加密以及动态变换 MAC地址以确保传送数据的安全。

（4）数据传送带

数据传送带方式支持周期性的传输数据模块的数据广播业务。数据模块的长度已知并且可 以从数据传送带中及时的更新、 添加或者删除内容。 模块可以分割为一组更小的模块， 也可将多 个模块组成一个超级模块。 在接收端，如果想要获得特定模块中的内容， 仅仅只需要等待该模块 再次被广播。

数据被装入称作模块的结构中。 这些数据可能仅仅只是一系列文件的内容， 如图2中的“文 件1”， “文件2”，“文件3 ”。每个模块被分为一个或者多个按照 DSM-CCDownload Data Block 语法定义的download data message净荷。图2中，每个下载信息仅被插入一次，且同一模块的 多个下载数据块是按照顺序依次插入数据传送带的循环中的 但是并没有限制一个特定的信息是

图2数据传送带实例 如何插入的， 对插入的先后顺序以及插入的位置也未作规定 创建数据传送带，插入的次数和顺序也不是固定的，可以动态的变化。

数据要按照MPEG-2 DSM-CC中定义的DSM-CC数据传送带的方式进行传送。 （ 5）对象传送带 对象传送带方式支持需要周期性广播 DSM-CC用户到用户数据对象的数据广播业务。 DSM-CC寸象 传送带使用目录对象、 文件对象和流对象。 对象传送带方式将一组结构化的对象进行广播。 实际 的目录和内容都存放在服务器中。服务器只需要周期性的将需要广播的对象放入 DVB兼容的 MPEG-2 TS流中即可。

发送的目录对象和文件对象包含对象的内容，发送的流对象参考广播中的其他流对象。流对 象中也可以包含在特定流中广播的 DSM-CC事件的信息。DSM-CC事件可以广播规范的流数据也可 以用于DSM-CC勺申请触发。

多个客户端可以通过周期的读取传送的循环数据恢复对象实现， 从而在客户端模拟服务器端。 循环对象提供客户端获取应用及这些应用内容的方式，从而好像与服务器端有交互式的连接。

3 IP OVER DVB 3.1 系统结构 IP OVER DVB系统融合了 DVB和IP两种技术的优势，其系统结构如图 3所示：

因此可以按照某一应用的最佳方式 图3 IP OVER DVB — C系统结构 前端各种信源服务器与 DVB网关通过局域网的方式（例如以太网）相连， DVB网关的源可以 是磁盘中的文件，也可以是动态的 IP数据包和动态的证券信息。 DVB网关的基本流程是侦听网 上的IP数据报，根据设置滤岀需要发送到用户端的 IP数据包；按照 DVB的标准将IP数据包封 装成MPEG-2传输流，接着通过复用器同其他 TS流（包括从编码器或者卫星转发器等得到的 TS 流）进行复用。再将复用后的 TS流调制到某个模拟频道并同其他模拟节目混合在一起通过有线 网络进行传输。

在接收端，用户通过安装在个人电脑上的 DVB数据接收卡将从有线电视网中传来的符合 DVB-C标准的有线电视信号并进行解调、纠错、解扰、解复用等处理，最后将数据存储到 PC上 用户可以根据自己的需要定制不同的节目，让 DVB数据接收卡有选择的进行接收。

在系统中，还可以加入 CA模块，实现有条件接收。传统的模拟的电视节目采用的是广播的 方式，只要用户端有接收设备就可以收看， 对用户的管理和收费都比较困难。 而数据广播系统中 加入了用户管理系统和 CA,在前端就可以方便的实现对接收端的控制, 而且还拥有分级控制的能 力，让普通的用户只能看到一般的节目， 只有付费用户才能收到相应的信息。 这种方式满足了用 户个性化的需求，也为提供增值服务提供了必要的条件。

3.2在MPEG-2 TS流上传送IP数据业务 MPEG-2标准的系统部分描述了如何将视频、音频和数据流复用成一个或者多个适用于存储 或传输的流。其中，传输流作为一种流， 是专门针对在那些可能会出现显著错误的环境进行节目 存储和传输而定义的。

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TS头

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传输流的包长为固定的 188个字节，包含TS头、适配域和净荷数据。 TS头是由同步字节、 标志比特、指示比特、 PID加上其他诸如纠错的定时的信息组成的。其中 PID用于区别不同的流 和不同的节目特定信息 （PSI）。一共有五种不同的 PSI :节目关联表（PAT,节目映射表（PMT , 网络信息表（NIT）,条件接收表（CAT ,数字存储媒体命令与控制（ DSM-CC

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