Общая инкапсуляция потока

Generic Stream Encapsulation , или сокращенно GSE, представляет собой протокол уровня канала передачи данных, определенный DVB . GSE предоставляет средства для передачи пакетно-ориентированных протоколов, таких как IP, поверх однонаправленных физических уровней , таких как DVB-S2 , DVB-T2 и DVB-C2 .

GSE предоставляет дополнительные функции, помимо простой передачи IP-дейтаграмм, которые повышают гибкость и применимость протокола. Некоторые ключевые функции/характеристики GSE:

Поддержка мультипротокольной инкапсуляции ( IPv4 , IPv6 , MPEG , ATM , Ethernet , 802.1pQ VLAN и т. д.)
Прозрачность функций сетевого уровня, включая IP -шифрование и сжатие IP-заголовков .
Поддержка нескольких режимов адресации. В дополнение к 6-байтовому MAC-адресу (включая многоадресную и одноадресную рассылку ) он поддерживает режим без MAC-адреса и дополнительный режим 3-байтового адреса.
Механизм фрагментации IP- дейтаграмм или других сетевого уровня пакетов по кадрам базового диапазона для поддержки ACM / VCM .
Поддержка аппаратной фильтрации .
Расширяемость: дополнительные протоколы связи могут быть включены через определенные значения типа протокола (например, безопасность уровня 2 , сжатие IP-заголовка и т. д.).

Схема протокола

протокола . Спецификация опубликована как ETSI TS 102 606. ^{[ 1 ]} Сопроводительное по внедрению руководство документ был опубликован как ETSI TS 102 771. ^{[ 2 ]}

IP-дейтаграммы, кадры Ethernet или другие пакеты сетевого уровня инкапсулируются в один или несколько пакетов GSE. Процесс инкапсуляции добавляет управляющую информацию, такую как тип сетевого протокола и метку адреса, и при необходимости обеспечивает общую проверку целостности.

Кадр полезной нагрузки может быть инкапсулирован в один пакет GSE или разбит на фрагменты и инкапсулирован в несколько пакетов GSE. Пакеты GSE обычно имеют переменную длину, чтобы соответствовать входному IP-трафику с минимальными издержками.

Пакеты GSE могут отправляться в разных кадрах базовой полосы, не обязательно последовательных или с одинаковыми параметрами передачи (формат модуляции, скорость кодирования). Никаких ограничений на положение пакета GSE в кадре базовой полосы не предполагается. Однако пакеты GSE не могут быть переупорядочены между инкапсулятором и деинкапсулятором. В общем, кадр базового диапазона может содержать более одного пакета GSE. Кадры базовой полосы могут иметь фиксированную или переменную длину.

GSE не предоставляет механизм проверки целостности отдельного пакета GSE. CRC -32 добавляется только к последнему фрагменту фрагментированной полезной нагрузки для проверки правильности операции сборки. GSE полагается на то, что физический уровень способен обеспечить необходимую вероятность обнаружения и/или исправления ошибок. ^{[ 3 ]}

Заголовок GSE

Заголовок пакета GSE очень динамичен и предоставляет множество опций. Минимальный заголовок составляет два байта, включающий три поля флагов и 12-битное поле длины полезной нагрузки. На диаграмме ниже показаны все возможные поля.

Развернутый заголовок GSE
битовое смещение	0	1	2-3	4–7	8-15	16-23	24-31
0	Начинать	Конец	Тип этикетки	Длина GSE		Идентификатор фрагмента	Общая длина
32	Общая длина				Тип протокола		Метка (3 байта)
64	Метка (продолжение, длина 3 байта)					Метка (продолжение, длина 6 байт)
96	Метка (продолжение, длина 6 байт)				Заголовки расширения ULE (дополнительно)
...	...						Данные
...	Данные

Фрагментация и повторная сборка

Базовый механизм фрагментации полезной нагрузки GSE использует флаги начала и окончания, где флаг начала указывает на начало кадра полезной нагрузки, а флаг конца указывает на его конец. Это показано на схеме ниже.

Принцип фрагментации
Начинать	Конец	Содержимое пакета GSE
1	0	Общий размер полезных данных / Тип протокола / Начало полезных данных
0	0	Продолжение полезной нагрузки
0	1	Конец полезной нагрузки / CRC-32

В DVB-S2 , DVB-T2 и DVB-C2 режимы ACM/VCM могут привести к изменению размера кадров основной полосы в зависимости от условий передачи. Следовательно, могут возникнуть ситуации, когда первые фрагменты кадра полезной нагрузки были отправлены, но инкапсулятор вынужден отложить текущий кадр полезной нагрузки и начать работу над новым. Это может, например, произойти, когда были подготовлены большие фрагменты, хотя условия передачи были хорошими, но внезапно условия ухудшаются, и доступны только небольшие кадры основной полосы.

Именно здесь поле Fragment ID становится важным. Это кратковременная идентификация кадра полезной нагрузки. Всякий раз, когда инкапсулятору необходимо перейти к следующему кадру полезной нагрузки, не завершив передачу предыдущего, он использует следующий доступный идентификатор фрагмента. Таким образом, в любое время можно «оставлять открытыми» до 256 кадров полезной нагрузки. Декапсулятор использует идентификатор фрагмента, чтобы выбрать буфер повторной сборки, в котором будет храниться фрагмент.

адреса GSE

Биты «Тип метки» (LT) определяют, как кодируется адрес пакета GSE в соответствии со следующей таблицей:

Режим адресации
Биты LT	Режим адресации
00	Указывает, что метка длиной 6 байт присутствует и должна использоваться для фильтрации.
01	Указывает, что присутствует 3-байтовая метка, которая должна использоваться для фильтрации.
10	Этикетки нет. Все получатели должны обработать этот пакет.
11	Повторное использование этикетки: этикетка отсутствует; метка такая же, как у предыдущего пакета GSE в том же кадре базовой полосы. LT=11 также используется для промежуточных и конечных пакетов ( т. е. стартовый бит 0). LT=11 не должен использоваться для первого пакета GSE в кадре базовой полосы со стартовым битом 1.

CRC-32 Трейлер

Каждый пакет GSE, содержащий последний фрагмент кадра полезной нагрузки, несет контрольную сумму CRC-32 по кадру полезной нагрузки. Контрольная сумма используется для обнаружения потери промежуточных фрагментов.

Контрольная сумма представляет собой 32-битное значение, рассчитанное в соответствии с полиномом генератора, представленным 0x104C11DB7:

$y=x^{32}+x^{26}+x^{23}+x^{22}+x^{16}+x^{12}+x^{11}+x^{10}+x^{8}+x^{7}+x^{5}+x^{4}+x^{2}+x^{1}+x^{0}$

Если последний фрагмент кадра полезной нагрузки потерян, декапсулятор не сможет напрямую обнаружить этот факт. Он никогда не видит кадр GSE с установленным флагом End и содержащий CRC-32. В этой ситуации декапсулятор должен выбрать подходящий тайм-аут в зависимости от скорости передачи данных и приложения.

Реализации GSE

Продукты, поддерживающие GSE

Поскольку пакеты GSE вставляются непосредственно в кадры основной полосы частот схемы модуляции, продукты GSE выпускаются в виде «маршрутизаторов GSE» или «Модемы GSE», которые снаружи действуют очень похоже на DSL. Маршрутизатор или модем DSL, используемый потребителями. В более общем смысле эти устройства также называются «Инкапсуляторами GSE». Эти продукты имеют стандарт IP-сетевой интерфейс (чаще всего Ethernet или аналогичный LAN-интерфейс). интерфейс) для сбора IP-трафика, который должен быть перенаправлен через однонаправленная связь на другом конце. Чтобы оптимизировать упаковку в кадры основной полосы частот, эти устройства обычно генерируют полную кадры с пакетами GSE в качестве полезной нагрузки, которые затем передаются в модулятор DVB -S2 , DVB-T2 или DVB-C2 через секунду интерфейс.

Вот (вероятно, неполный) список эн- и декапсуляторов GSE:

Предложения IP-услуг на базе GSE

Существует множество предложений услуг IP-через спутник, в том числе для экземпляр ASTRA2Connect от SES или Tooway от Ютелсат . Однако об используемых протоколах известно мало подробностей. поскольку приемники предоставляются в рамках услуги операторов и очень мало технических подробностей раскрывается.

Ссылки

^ ETSI TS 102 606: «Цифровое видео вещание (DVB); Общая инкапсуляция потока (GSE) Протокол"
^ ETSI TS 102 771: «Цифровое видеовещание (DVB); Рекомендации по реализации универсальной инкапсуляции потока (GSE)»
^ IETF RFC 3819 : «Советы для проектировщиков подсетей Интернета».

Внешние ссылки

[ts102606-1] ETSI TS 102 606: «Цифровое видео вещание (DVB); Общая инкапсуляция потока (GSE) Протокол"

[ts102771-2] ETSI TS 102 771: «Цифровое видеовещание (DVB); Рекомендации по реализации универсальной инкапсуляции потока (GSE)»

[3] IETF RFC 3819 : «Советы для проектировщиков подсетей Интернета».

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]