自從采用IP技術進入廣播業以來, 移動和復用技術在編碼方面,消除了必要限制,適于集中編解碼,有利于分發。在一個分布式編碼器里的解決方案是用邏輯編碼“一次編碼可分布于許多地方!北4骖~外的編碼,在內容提供商與終端間保持需要的帶寬,并減少廣播網需求,降低分發的成本,達到擴容的目的。觀注終端,有代表性的運行統計復用技術,達到最佳的質量并通過分發線路將內容傳遞給用戶。
集中架構
重要的終端需通過四個不同階段:
1.內容獲取
2.編碼
3.復用技術
4.調制
內容獲得和調制常常發生在遠處編碼和復用技術的位置,特點就是連接Telco網絡。編碼和復用技術階段,一般在同一層。編碼的效率是重要的——每個服務器都有較低編碼率,更多的服務器在傳遞中是能以同樣的成本通過分發線路。推動本地終端來管理統計復用技術。視頻內容被編碼,使用的不是連續比特率,就是變化的比特率。統計復用技術控制過程,用變化的比特率,把擁擠的編碼視頻,分成比特率組。由統計復用控制器控制比特率越過所有結構。
內容獲取
內容獲取是收集內容的過程,適合編碼及傳送分發,既把不同的事給不同的人。將想要的內容收集下載到接收器,適合復用/編碼或采取從遠處編碼集中流入高質量、高比特率的內容形式,在終端解碼。所以重要的是集中獲取內容,即在終端管理和控制遠處的編碼器。
集中流入主要是單一的節目傳輸流,編碼用連續比特率。這個傳輸流編碼比最終分發比特率有一個更高的比特率限制,第二個低質量的編碼通過。選擇多路傳輸流結合統計復用來減少分發成本到終端。 多路傳輸碼流比單路傳輸碼流提供較大的效能,但在遠處增加了復雜性。
編碼階段
編碼階段將內容傳送給用戶。假如內容在編碼前,這比特率或格式可不適合發送給本地。集中傳輸流通常是被編的碼比最終用戶有較高比特率來維持畫面質量,當增加輸出效率時,使額外內容傳輸時,沒有增加帶寬。
利用異步串行接口,在編碼器和復用器之間進行理想的MPTE傳輸,統計復用技術系統在那個統計復用控制器(常常在多路復用器內)控制動態比特率一組的編碼率的編碼器,基于集中請求。這是采取閉環統計復用技術系統,增加輸出效能要通過開環解決辦法,在那個復用器里沒有通過編碼器控制。當維持質量時,開環統計多路復用技術限于功能改變這個比特率。
統計復用的放置,迫切要求交互作用,在編碼器和復用器及統計復用控制器之間,文件查尋可用IP網絡的方法,象一個互相聯絡的技術在統計復用技術集錦上發行,提供高性能統計復用技術的IP網絡。
多路復用技術階段
多路復用技術階段信包的內容進入服務器傳遞給用戶。
多路復用技術通常聯合衛星和以太網平臺,多路傳輸流用以傳遞內容到本地,再通過分配分發路徑,分發在一個廣播模式上。在IPTV終端,內容分發,用的連續比特率或計算機輔助工藝編制的動態比特率單路傳輸流,限制最后距離帶寬到本地。
多路復用器常常整合安全應用,DVB-CSA(都有不規則運算)使內容安全傳遞到本地。這個多路復用階段發生一個MPEG-2傳輸流適應調制并發送。
調制階段
調制階段應用有關的調制(DVB-S/S2 或QAM)分發給用戶。那麼提供的調制信號分配系統適合于傳遞。這個調制階段通常與分配系統在一個層,與復用器沒有相互層。
異步串行接口傳送
在產業內異步串行接口不履行連接廣播壓縮設備標準被普遍采用。它提供下列特性,給MPEG內容壓縮裝置:
低(幾乎為零)延時.
確定寬帶.
控制差錯率.
這些理想的特性適合于內容壓縮,它的寬帶容量是確定的,有明確的連續傳播延遲和最小限度的錯誤率糾正,利用Reed.Solomon錯誤糾正技術。會附加很小的延時傳送并且全程延時是透明的。這不驚奇,因為異步串聯接口發展MPEG-2狀態的傳輸流信包,適合于互相連接廣播設備。異步串聯接口也發展了最初的低電壓差動信號/串并接口(LVDS/SPI)。
傳送通過ASI提供足夠的帶寬,適合于內容壓縮分配最大的比特率216Mbit/sec可與低糾錯率結合,用Reed Solomon糾錯,延時幾乎為零,它被稱為理想的傳送MPEG-壓縮,內容限制在200米的連接內并有昂貴的路由設備。它影響限制今天的商業模式,演變要求通過靜態解決, 在幾年前就是這個標準。把異步串行接口加已限制,由于設計設備成本高并且規定在同一位置之間的裝置限制在200米內連接和昂貴的路由設備使這些限制影響今天的商業模式發展,要求動態超過靜態解決的標準已有幾年。異步串聯接口用的限制設計在高設備成本和基本原理的同一層,要求裝置彼此在200米內。
IP進入主要終端
目前的制造業從ASI變化,到IP終端。在最后12個多月內, 一個替換來自標準的Telco網絡象ATM(異步傳輸模式)一樣,使DS3到IP發生了集中。具有能在廣播內接受IP ,移動IP使終端象原始一樣。
切換IP,使終端靈活,減少設備成本,使IP通過ASI。用ASI路由器和信號分配放大器增大了終端的成本,當鏈接時交換受到限制。IP提供靈活的交換和路由內容。IP網絡設備的成本經常下降,與ASI設備相比,適合市場。IP提供下列益處:
增強能力GigE和10Gig通過216Mbit/sec限制ASI的功能
沒有距離限制
靈活的路由
利用冗余解決方案
目前壓縮媒體在它們設備的接口上,有IP地址,連接ASI,再與IP連接。
IP端移動單信道轉換器失敗。特點:引進安放一個異步串行接口路由器在編碼器與多路復用器之間冗余交換。這對多路復用器選擇媒體流,分離任何編碼器,在IP網,利用標準多點來傳送IP協議。
這是媒體選擇允許轉移單獨編碼流,將單傳輸流/多復用器用于一個單編碼器階段產生的媒體。
高清驅動力
播放高清內容要想包括郊區,就要比標清帶寬。高清大壓縮要1.44Gbits/sec 與270Mbits/sec的標清相比,用光壓縮標準如JPEG2000減少比特率到100 Mbit/sec范圍,提供大量的縮小的1.44Gbit/sec。非壓縮1080i HD, 100Mbit/sec JPEG 2000 壓縮HD,80到85Mbit/sec MPGE-2 4:2:2 HD.
MPGE-2 標清要求大約18Mbit/s,使用4:2:2編碼, 在編解碼上預防色度損失。
MPGE-4 AVC是選擇格式傳遞到家,應該給予低比特率,目前沒有執行MPGE-4。
樹型MPEG-2 高清集中編碼,需要改進80到85Mb/s,高清4:2:2播送費用,將不合意的高清內容集中分布到遠方的主要終端。
高清廣播已經近乎動態比特率,編碼擁擠,檢修滲入帶寬。3M或4M高清業務是廣播在38Mb/s,均衡6Mb/s主要服務在歐洲和亞洲;4M或5M高清業務,在美國也有同樣帶寬。一個吸引人的事例,集中連接將要求,帶寬340Mb/s(4*85Mb/s)。這將要求一個STM-4(622Mb/s)隧道,那個成本很高,不易接受。被迫播送到位,微小的壓縮轉發離初始內容近,最低集中連接寬帶。這需要追加設備成本,危害錄象編碼效率和質量, 在同樣的比特率里是編碼內容的兩倍。
用分布式編碼可免遭損失
用分布式編碼通過IP網絡可以使播送設備編譯高清內容。假如它糾錯編排格式(MPEG-4 AVC)傳送到主要終端,應使多路技術分布到用戶。
分布編碼得益于單獨編碼階段,較低帶寬,設置簡化遠方位置。維持編碼效率,簡化遠方的設備,減少網絡成本。
分布結構
IP可使終端移走要求在同一處的編碼,在多路技術時期,使編碼分布式,這是內容提供商允許向傳播的地方安放編碼器,消除需要多倍編碼,減少傳播設置必需的帶寬。
IP網的特點
在基礎網絡上嚴格要求真實內容。一個真實的播放需要連續的帶寬,符合反應時間和一個低的錯誤比率。傳統的傳輸中如異步串行接口和異步傳輸模式提供一定的特點,即理想的廣播傳送。而以太網天生有不確定性。比較得出的結論成功的用在ATM(異步傳輸模式)技術上,因為在移動IP前首選的Telco網,是適用于集中/分布的網絡.
IP是一個信包交換技術與ASI不同,不含架構系統并完全的支持兩點之間的內容(點到點)。他們的差別:ATM是一個電路交換技術,既傳播期間需要專線調整(連接兩個接點之間)。IP用打包線路到他們的終點,確定由網絡線路運算法,不規定預先確定線路。
傳輸特點必需適用于實際內容,含100%網絡有效性,保證帶寬,符合網絡的反應時間,確定錯誤率,允許實現復原。假如沒遇到任何情況,服務不中斷。適用于傳輸,對于連續的傳輸,有穩定的帶寬非常重要。假如網絡不能維持帶寬,服務中斷將發生,象信包被丟棄一樣。隨著網絡放入信包的丟失或變化的反應時間,接收裝置將不能把失掉的信包放回原位或延時的信包沒有人性化的服務。
ASI適合于MPEG-2傳輸信包的狀態,與IP網絡不同,是有計劃的適合于多方面的交易,是目前最成功的途徑。IP確定適于可變的路由;這是鑰匙力,它采用在廣播業內,沿著可變通的帶寬配給。
計劃播放IP的網絡,適于播放分布式內容,帶有明確的特點和相同的可用帶寬。隨著需要在IP網絡提供質量的服務比上了傳統網絡。協議書提供必需的質量服務(QoS)。
播送損害
播送過程IP信包從網絡一邊到另一邊出現損傷,當MPEG-2流變化時.信包損害:
信包會隨機的丟失或突發錯誤。
在網絡內排隊技術產生抖動。
一連串的錯誤(順序使信包離去)。
可變的時延坐落在TX與RX之間。
MPEG-2傳輸信包首選MPEG內容在播放裝置之間壓縮。一個選擇電子流的封裝含磁帶,收音機等,直接進入IP信包,傳送給用戶的裝置,像傳遞給用戶的機頂盒和手機裝置一樣。
MPEG-2傳輸信包必須在一個IP結構里囊括,適用在網絡上傳輸。一個標準IPv4結構是1500字節,而一個MPEG-2傳輸信包是188字節。這允許7個MPEG-2傳輸信包裝入單獨的IPv4構架。IPv6構架不適用,除非它能保證整個網絡都使用IPv6,否則大的IPv6構架成碎片,結果在MPEG流上抖動。RFC 2250確定用時實協議(RTP)適合于MPEG內容的傳輸,因為允許查明排序失誤還可以校正。
除非校正了,否則損傷的結果導致服務中斷。依據損傷的程度,糾錯技術適用于恢復和提供穩定的傳輸。這樣的技術應用于前向糾錯,是允許接受設計恢復缺少的信包。另外,網絡協議交易分層優先次序,適用于端到端的服務質量,基于交易工程,保證帶寬和抖動最小化及順序錯誤率。
MPEG-2傳輸流的恢復
接收裝置必須恢復原始傳輸流,不需要重發。損傷提出的時候,傳遞將立刻在這IP網絡上檢查。
信包的抖動
被認為標準的MPEG-2傳輸流將抖動傳入的時候,是傳輸在這個IP網絡之上。MPEG-2傳輸流信包以IP格式傳輸,即含最大極限為7個MPEG-2傳輸流信包。
這個封裝過程提出一個小的抖動的數,運行在網上提出多量的抖動成份。IP 抖動(埋信息包到達時間不一致)導致MPEG PCR 抖動,依抖動的程度,可能影響維護。MPEG指定輸入信號將在正負500ns內的PCR 抖動。多路復用器通常是移動一個很小的抖動(毫秒),MPEG-2傳輸流符合的標準。
IP信包在連續比率時不發射信號。信包發送,在脈沖到達網絡設備之間,被看作它們橫向的廣播網。假如這個網絡經過高頻率使用,它將抑制信包在磁盤緩存塊的數,增加可變化的反映時間,導致光電繼電器的抖動。多路復用器必須消除傳入的抖動。用一個不抖動來完成是個特點,由緩存輸入抖動被認為標準的IP信包流,倒空的緩存連續率適合于最初的傳輸率。
這需要多路復用器撞壞引入的輸入流并確定引入比率,為了糾正倒空比率,移動抖動。一個可靠的方法決定TX IP流比率使用27 MHz PCR(光電導) 時鐘內部含MPEG-2傳輸流的信包。取得成功的例子,來自節目時鐘基準的評價,輸出比率能很快精確的被確定?晒┻x擇的辦法接近起源的TX比率,利用實時位置90KHz時鐘,具有比率27MHz PCR時鐘較低,不過信號越來越多傾向堵塞了。
緩存器的大小,依賴離開抖動數。增加不抖動緩存器,要附加時延傳輸路徑,也不能令人滿意。網絡提供極小抖動,減少端到端的時延,通過傳輸系統。
延遲
延遲加在編碼器和復用器之間,因為傳播時,IP流在廣播網上。額外的延遲全面組成窗體部分端到端的系統之間的延遲。這個延遲部件一旦放入就不能離開。它是有能力把網絡減至最低數量。延遲保持端到端,延遲一段時間和減少到最低交換時間,編碼器要坐落偏遠處。
在連續比特率中編碼,延遲加在編碼器和多路復用器之間不做細致的解答。無論如何,在一個動態的比特率的統計復用中,這個延遲的設計必須存在補償,否則,統計復用技術的性能將被損害,是由于延遲的數量的插入造成。
信包的損失
當在IP網絡傳輸時,信息包的丟失可能發生。導致IP信包失掉,檢驗MPEG-2傳輸流信包中斷。記得單獨的IP信包能包含7個MPEG-2傳輸流信包。一個單獨失去的IP信包引起一個檢修損耗。理由,糾錯數據的申請是必不可少的,以恢復原失掉的信包。
MPEG的理由,實際代碼FEC/SMPTE 2022-1策劃確定一個額外申請的FEC數據流,分離發射IP流的內容, 在接收設備上能實時復原。
這個MPEG的理由,實際代碼的FEC規定一個靈活執行,由哪個誤差防護程度調整滿足網絡的性質。FEC供給突發和隨機的信包丟失復原和可變的防護程度。這是用FEC引進另一個考慮,例如增加TX帶寬和增加傳輸的延時給予解碼的過程。
在連續比特率執行, 加在FEC編碼器和復用器之間,與其他FEC處理相比不增加復雜性。動態比特率統計多路技術解決辦法,使延遲加在編碼器與復用器之間在設計統計多路技術系統上具有暗指另外的延遲引進FEC的策劃。在統計復用器上物質延遲將使檢查更遲后。
順序錯誤
另一方面在IP傳送中主要錯誤是接受信包可能發生的事,是在他們的傳送不同的次序里。當網絡發送不同IP信包,從不同路由器通過網絡時,產生順序錯誤。
RFC 2250詳細說明實時協議(RTP)適合于傳輸,那個在IP報頭,含一個順序數,允許接收裝置測定輸出的順序信包,與緩沖器不抖動結合,這是允許接收器重新排列信包。附加的沒序的信包不能恢復。因為在信號報一個信包失掉之前,接收器的等待是限制時間。
統計多路技術
統計多路技術是動態比特率的過程,在多元里編輯多視頻成份,從參與比特率池,分配動態比特率每一個視頻成分。公開兩個基礎概念開環和閉環系統。在開環里,下游的裝置沒有相互作用,編碼器不能調整編碼比特率。在閉環系統里,多路復用器與編碼器相互作用控制編碼器比特率,建立在編碼比特率要求通過所有編碼器的基礎上。
閉環統計多路技術將被訪問,因為它是最普通的格式,適合于編碼器多路復用器的解決辦法。統計多路技術是精華,因為它使廣播設備在同樣的傳送流內瞄準額外服務器,寬帶與連續比特率編碼的條件相比。每個服務器減少成本大約30%。
以異步串聯接口(ASI)為基礎的統計多路技術
統計多路技術已有許多年了。所有的界面解決手段出自美國,在編碼器與多路復用器之間,象透明的異步收發器接口,因為這是高速雙向,與數據工具一樣,控制分配同樣界面。
統計多路技術傳統上需要連續低的延遲MPEG的相互連接和可靠的高速度,像低的延遲信道一樣在編碼器與多路復用器之間控制。這些性質實質是在轉變編碼器的比特率,在各種編碼器之間,給予精確同步的變更的比特率。
隨著引進ASI互相連接在編碼器與多路復用器之間,在MPEG-2 TS信包發送在異步串聯接口上的解決方案,是統計多路技術信息另一個界面,如IP/光纖/高速RS 232。
延遲均衡
在統計多路終端里,這個延遲連接所有編碼器,均分一個公用比特率池須是一樣的。
假如這個編碼器不參與一般的延遲,所有編碼比特率的總和將達到多路復用器,這個組分配的比特率不是上溢就是下溢。一個上溢消耗比特率減少效率,反之一個上溢突變傳送線的延遲導致服務器中斷。
不同的延遲效果在比特率池里連接編碼器,需要看到公值的補償延遲。終端里的協作層有編碼和多路技術,延遲均衡不需要,因為連續延遲可跨越所有編碼器(呈現同樣的層)。大多數的多路復用能夠利用不抖動緩存消除少量延遲變化。
在執行廣域網中,要是所有的編碼器在同樣層,類似的延遲將跨越所有的編碼器。假如編碼器層到達比一層多并在同樣統計多路技術池之間,延遲基本是均等的。
延遲不一致連接所有編碼器應當適中,然后確保與內容到達時機無關,決定多路復用器內的多元機。一旦有適當的長的延遲,補償全部的編碼器,重視直通附加的緩存。它將沒有增加附加的延遲給端到端系統。
統計多路技術運算法則
用可變的延遲路徑,在編碼器與多路復用器之間適合于傳輸壓縮內容,并增大編碼器與多路復用器通訊之間的延遲,這是統計多路復用運算法則,為了維護統計多路技術性能,聯合當前異步串聯接口解決。
結論
IP網絡進入廣播終端在商業和技術兩方面具有挑戰。播送設備不得不再在MPEG傳輸,通過IP網方面更有信心,IP使終端通過傳統的異步串聯接口。
這主要趨向,采用IP提供新的終端架構,比異步串聯接口有更靈活的解決辦法,消除個別點的故障,簡化的處理,集中編碼與放置分布式編碼。引入分布式編碼具有簡化消除遠方需要兩級編碼和多路技術,減少終端成本并降低網絡傳送帶寬及設備。這能夠使一個“編碼一次分布多模式”被采用。
IP網絡能夠提供QoS服務實用性,需要的廣播環境。利用工程,IP網絡與技術結合,如SMPTE 2022-1 FEC允許可靠傳送,通過廣域網。
IP進入終端引起許多的技術挑戰,與 IP聯合倘能靈活,由ASI維持傳統動作特性。這些技術的挑戰帶來機遇,能夠使廣播設備優化;IP提供,這個最大的挑戰就是延遲的引入和信息包的丟失和影響它們的統計多路技術和服務交付。
IP終端可替代異步串聯接口。IP的采用,最后導致異步串聯接口消失。