Карякин В.Л. Цифровое телевидение (2-е издание, 2013) (2) (1143040), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Последствием возникновения очередей является ухудшение качества обслуживания графика. Для поддержки гарантированного уровня ДзБ„применяются различные модели обработки очередей пакетов, с использованием следующих методоя: 174 Цнфровзе тепевваевиМ В.Л. Караева. — Лй СОЛОК-Пресс Глава 6. Технология цифрового ТВ немалая в мультлссрвнсних сетях псрелачи данных предварительное резервирование полосы пропускання для графика с извеепгыми параметрами (например. значениями средней интенсивности и величины пульсации); принудительное профилирование вхолного графика, что подлерживает коэффициент нагрузки устройства на нужном уровне; алгоритмы управления очередямн.
Обеспечение требуемого качества обслуживания является важнейшим условием работы в мультисервнсных сетях. Высокая готовность предоставлаемого сервиса, фиксированная задержка и лжигшр, высокая пропускная способность и низкий уровень потери пакетов — важнейшие составляющие стабильной работы услуг 1РТУ. Управление ДоВ яшыетчя сложной задачей. где для достижения оптимальной работы сети зачастую приходили использовать комбинации различных протоколов н алгоритмов управления очередями. Гибкость методов настройки ДоЗ обеспечивает требуемые показатели качества обслуживанив при эффскшвном использовании ресурсов сети дл» различного вила графика, включая, наиболее критичный — график реального времени. Сетевые решения по обеспечению качества сервиса ыогут сильно разливаться в зависимости от задач, ио все они сводятся к цели 1арантмровапной доставки данных в рамках определбнных фиксированных параметров передачи, на всбм пропгжснии сети, независимо от сб размеров и нсполшуеммх протоколов.
6.2 Методы передачи трафика н !Р-сети Понимание различий между мсгодамн передачи сетевого графика является ключевым аспектом а изучении работы сетей 1РТР()бг)) Существует трн основных типа перслачи графика в 1Р-сетях: ()н)саят, луи)пселг и ВгоаВсааг. Каждый из них служит для выполнения опрелеленных задач, задействует разлишые классы 1Р-адресов назначения и по-разному использует пропускную способность сати.
К ()н)свзг — режим одпоадресной рассылки, подразумевает под собой передачу пакетов елинственпому ацресату (рнс. 6.3). Прежде всего, используется лля сервисов «шрсолальлого хорах~веров (например, Ряр), когда абонент может запросить ТВ-программу в произвольное, удобное ему аремл. Цифровое тслевилсяле/ В Л. Карякин. — Мй СОЛОН-Пресс 175 Глава 6. Технологии цифрового ТВ вещания а мультессрвисиых сетях передачи даицых 80НГСЕ О„ЫЫ 0ВВМИЯОП Рисунок 6.3 — (/л/сатг-передача (/н/сея/ график посылается из одного источника к одному /Р-алресу назначения.
Этот адрес принадлежит одному устройству (компьютеру или абонентской приставке) в сети. Число абонентов, которые могут одновременно получать ип/слег-трвфик, ограничено доступной полосой лропускания, вылелснной для вещания программ /РТУ. Так, в канале бфаЬ/г луйегпсг (ширина полосы 1 Гбнт/с) теоретически моаэо организовать ло 200 ггв/сею-истоков со скоростью 5 Мбит/с.
2. Ьял/г/гам — режим многоадресной рассылки, прн которой пакеты ст одного источника передаются определенному множеству алресов (рис. 6.4). Множество получателей опрелелящся принадлежностью их к группе. Рассьпву для коикрщзгой группы получают только члены атой группы. Ьгвй/слм-данные достащщкися мстодоы негарантнроааииой доставки. т.е. нс гарантируется, Что дашгыс придут в правильном порядке или все члены группы назначения их получат. Даищяй тип персиачи ианболес часто используется в /РТУ сетях ввиду ряда преимуществ: доставка видеоконтеита неограниченному числу абонентов.
не перегружая сезтн добавление новых абонентов, ие влечет за собой необходимое увеличение пропускной способности сепг; сокращение нагрузки на сервер, который болыце не должен поддерживать множество лвухс горонних соелииеиий. Пб Цифровое телевидение! ВЛ. Кархкив. — Ии СОЛОН-Пресс Глава 6. Технологии цифрового ТВ вещаивя а ыуаьтисервнсных сетях передачи азиных Зон гсе 0евйтпайпп Оепйпабоп Рисунок 6,4 — МиИсазг-передача Стоит отмстить. что прн рассылке по технологии Мнугказг — сервер не создаст соединения с каждым клиснэзтьк а всегда направляет мультимедийные потоки в сеть, вне зависимости от количества аьтивных пользователей в настоящий момент времени.
Для глпИгезг-рассылки используется блок !Р-адресов назначения, принадлежащих классу 7З [831. В отличие от впказ(, тв1йгааг адреса нс мокнут быть назначены индивидуальным устройствам в сети. Дла реалггнщии групповой рассылки в гР-ости лолжен поддерживаться праюкол управления групповой передачей!СМР ттттгегттег Ставр Мавайеглепг Р 'еб. 3. Втелттсаяг - ракнм широковещательной рассылки, тзспользуезся дла отправки одьюго и того жс поюка данных всем устройствам в локальной септ (рис. 6.5).
Важно знать, что вговАим-эрафик прннимаспш всеми вкаоченльтми компьютерами а сстн независимо от желания польювателя. По этой причине этот вид псрелачи используется в основном для служебной информации сетевого уровня нян двя передачи другой нсютючитсльно узкополосной информапин, Разумеется, для передачи видеоданных ьгепт7сазг-график не исполгпуспж. При построении сети, необходимо тщательным обраюм производить расчет величину пропусююй способности эранспорпюй сети и параметров вещания, с учетом различного влияния кажлого из типов передачи на обьбм создаваемого графика. Цифровое гсяевилеииет ВЛ.
Карякин. - Мй СОЛОН-Пресс 177 Глава 6. Технология цифрового ТВ вешания в мультнссрвпсаых сетях передача данных Зон гса Оепйпабоп Оаайпа()оп Оея(ала!Иэп Рисунок 6.5 — Вгоп<усаяг-передача Олним нз решений этой проблемы является децентрализация в сстн видеосерверов. В этом случае центральный видео-сервср заменяется па несколько локальных серверов, разнесенных между собой и приближенных к периферийным сегментам )Р-сети. 6.3 Инкапсуляции и декансуляцин видеоиетоков в сетях! РТ'зг Вещание в ос<эх /РТУ в подаваяннцсм большинстве случаев осущсствляегсл в форматах МРЕС-2 н МРЕС-4.
Данные форматы кодирования видеоинформации нанболес распространены н явля<отея основнымн в системах цифрового телевлзнонного вещания в настоящее время. Длл осуществления вс<цапня в сстн, видеоматериал необходимо подготовить к передаче по 2Р-сап<. представив его в нужной <[юрме. Рассмотрим подробно сп<нларп<ый поток МРЕС, чтобы определить возмохаые механизмы его взаимодействия с сетью передачи данных.
Основной структурной единицей <[юрмата МРЕС является элементарный поток ЕЯ (Е)ел<ел<лгу,<<<гент) - поток, в котором может содержюъся только один из типов данных: аудио, вцасо, управяяю<цис даннью, прочие лвпныс (субтитры н т.п.). Злемептарныс потоки ЕХ состоят из последовательности ннднвидуальпо доступных порциИ данных (рис.
6.6), называемых блоками д<кзупа АС (А<скат <<и<та). Блок доступа является навмсныцнм информационным обьсктом, к которому может опюснться времепнал информация [89). Так, для видео это может быль кадр изображения, а для аудио — аудиофрейм (часть аудиоданных со своим заголовком). При этом существуют некоторые разщщнл в формировании самих элементарных потоков по стзидвргам МРЕС-2 н МРЕС-4.
Репи в МРЕС-2 слуя<ебиая информация о конфигурации СРС (Сеюфаигаг<оп) заключена !78 Цифровое зелевнлы<па<' В.Л. Карякин. — йп СОЛОН-Пресс Глава 6. Технология ллфроал о ТВ асщаллл а мультнсераиокых семя серела ы данных внутри каждого элементарного потока и периодически повторяется (рнс. 6.7а), то в МРЕС4 опа вынесена в отдельный заемензарный поток.
Рисунок 6.6 — Формирование транспортного потока (ЫРЕО МРЕС-4 использует обьекпзо-ориентированную аудиовизуальную модель, ксторал позволяет собрать на приамной стороне нз отдельных обьектов данных единую полостную картину — мультимедийную «презентацию». Даа етого в МРЕС 4 вводитса ряд злемснтарных потоков [9Щ (рис. 6.76): поток описания об»с~пол ЕК ОО (ОЩ«сг Юсвсмргог,Ргеат), в котором заключается необходимая информация СРС для получения доступа н обработки медиапотоков (например, ЕЗ ЕО, ЕУ 1.
БУ 3 и тп.); поток описания сцены Ез ЯЗ Го«ела Утегсйртог Етгелю), который ляат описание того, как будут использоваться объекты мсднапотоков в прозе нтаинн. а) МРЕС-"2 6) МРЕС-4 Рисунок 6.7- Формироваз|не злементариых потоков Цлфрсмп тслемопиип ВЛ. Караки~. - йп СОЛОН-ПРесс [79 Глава б. Технологии цифрового ТВ вещания в мультассрвисных сетях перелачи данных При этом периодическое повторение конфигурационной информации СРС в обоих случаях позволяет организовать случайный доступ для польювателя (в любой момент вешания) к сессии МРЕ62 Использование для этого в МРЕС-4 обособленного потока позволяет легко осуществлать взаимодействие с отлельными элементарными потоками: установка (уеЯ, масппябирование, группировка и разделение потоков н др.
Кодировщнк МРЕП осуществляет разбиение ЕЯ на пакеты РЕЯ (РлгйелУлг) 4Б) и последующее их упорядочивание. Совокупность РЕЯ формирует законченпу!о программу. которая состоит нз одного или нескольких видов РЕЯ и служебной информации. Все элементарные потоки одной программы привязаны к единому таймеру синхронизации для обеспечения синхронного отображения вилеоданных и звукового сопровождения. Набор таких программ помщцастсх в транспортный потох МРЕП-ТЯ (Тгеларвм Явей), специально разработанный лля послелукицсй передачи по телекоммуникационным сетям [9![.
Кроме того, в отличие от программного потока, ТЯ может переносить несколько про~рамы [92). Именно в виде таких ТЯ-потоков (в частности, от спутниковых и кабельных источников). поступает вицеокоитент на вхо» снсземы 1РТУ, который необходимо обработать. Рассмотрим струкгуру ТЬ'-пакета (рис. 6.8). Пакет имеет заголовок 4 байта и !84 байзз полезной нагрузки. Кроме того, среда коммуникации может добавить поле упреждающей коррекции ошибок РЕС (Релееге! Еггег Соггегбеи), иа оснояе кода Рида-Соломона шшиой !6 (сисюмы 1)УЕ-Т1СгЯ) или 20 байт (системы АТЯС). нозволяклцсе восстановить до 8 н 10 искаженных байт в пакете соозветсгвеиио [93). Рисунок 6.8- Струк~ура ТЯчгакел! Дяя идентификации прпиадясжиосги ТЯ-г!ахе!ов к ецюлелйниому потоку в залиовок 7Я Неегуег вводизса !3-битовый идентификатор пакета РП) (иалриыер, иа рнс.б.!0 РЮ = Ох !24).