Структура транспортного потока MPEG

См. также:
Базовые принципы MPEG-кодирования
Стандарт MPEG4
Формат Windows Media VC-1 (VC-9)
Эволюция стандартов цифровой видеокомпрессии

Что такое формат MPEG?. В состав чипсета MPEG энкодера в действительности входит аудио-энкодер и видео-энкодер. Видео-энкодер производит поток MPEG видеоданных, аудио-энкодер производит поток MPEG аудио данных. Эти потоки называются «элементарные MPEG потоки» (MPEG Elementary Streams или кратко ES). Оба аудио и видео элементарные (ES) потоки разбиты на пакеты (например, для видео-декодера пакетом может быть кадр изображения). Результирующие потоки называются MPEG-пакетизированные элементарные потоки (MPEG Packetized Elementary Streams или кратко PES), которые, в свою очередь, мультиплексирует входящий в состав энкодера мультиплексер транспортного потока (Transport Stream Multiplexer). Мультиплексер производит транспортный поток (Transport Stream, TS), который содержит аудио и видео PES потоки вместе с данными синхронизации.

Аудио-данные, видео-данные и данные синхронизации на выходе энкодера вместе уже являются «программой». Данные синхронизации определяют скорость передачи данных и необходимы впоследствии для точного декодирования аудио- и видео-данных программы.

Транспортный поток состоит из TS пакетов длиной 188 байт. Каждый из TS пакетов содержит заголовок и полезную нагрузку данных, например, аудио-, видео-данные, телетекст. Заголовок каждого пакета содержит информацию о содержании этого пакета и является важным для демультиплексера TS. Заголовок начинается со слова синхронизации (47 в hex формате), используемого для распознавания начала пакета. Далее следуют два байта, которые содержат некоторые необходимые флаги (flags) и идентификатор пакета (PID).

PID-код содержит важнейшую информацию о пакете и может быть в диапазоне от 0 до 8191 и используется для идентификации содержания пакета. Например, транспортный поток может содержать пакетизированные элементарные видео-потоки (PES) в пакетах с PID 100, аудио-PES в пакетах с PID 101 и данные синхронизации, принадлежащие к этим потокам в пакетах с PID 102. Но для вторых видео-PES данные синхронизации могут быть в пакетах с PID 200. Итак, в одном транспортном потоке может передаваться много элементарных потоков PES. Но как декодер узнает, какие пакеты (PID-коды) принадлежат определенной программе? Именно для этой цели транспортный поток содержит сервисную информацию (Service Information, SI).

Сервисная информация содержится в нескольких специальных таблицах. Эти таблицы передаются как отдельные потоки, подобно видео- и аудио-потокам. Большинство потоков таблиц сервисной информации имеют фиксированный известный ID, так что декодер всегда может найти их. Ниже приведены наиболее важные SI таблицы с их PID – кодами.

Наиболее важными являются PAT и PMT таблицы. Таблица PAT содержит названия всех программ в данном потоке и пакетные идентификаторы (PID-коды) для PMT этих программ (таблиц структуры программ). Если ресивером принимается неизвестный транспортный поток, то он вначале дожидается TS пакетов с PID=0, содержащих таблицу PAT, затем, в свою очередь, PAT таблица сообщает ресиверу коды PID таблицы структуры программ PMT в этом потоке.

Таблицы PAT и PMT используются для привязки определенными пакетных идентификаторов, «пидов» к конкретным программам и к компонентам программ, т.е. к видео, аудио и данным. PMT таблицы включаются в поток для каждой телепрограммы и содержат пакетные идентификаторы (PID-коды) компонентов телепрограммы - видео, звука, данных синхронизации. Каждая программа имеет собственную таблицу PMT. Если мы желаем, к примеру, принимать 3-ю программу в транспортном потоке, приемник будет использовать информацию 3-ей PMT таблицы, которая, в свою очередь, сообщает ресиверу о типе программы и PID-кодах аудио-, видео-данных, телетекста, информации условного доступа и подобной информации, принадлежащей этой программе.

Другие таблицы сервисной информации SI дают дополнительную информацию о вещателе, транспортном потоке, программах и о событиях в программах.

Кроме таблиц PAT и РМТ, существует еще одна чрезвычайно важная таблица – таблица условного доступа (Conditional Access Table, CAT), которая передается при PID = 0001, когда одна или более программ уплотненного потока скремблируются (шифруются).

Таблица CAT не передает информацию о праве доступа, а содержит только данные относительно управления этой информацией. Таблица условного доступа CAT, которая? несет PID - идентификаторы всех так называемых сообщений условного доступа EMM (Entitlement Management Message) для кодированных программ. В абонентском приемнике (STB) cообщение EMM передается CAM - модулю условного доступа, который уже «знает» что с ним делать.

Дополнительно с PID=0010 hex передается NIT (Network Information Table) - таблица сетевой информации, которая содержит параметры системы передачи данных - Идентификатор сети, частоту транспондера, орбитальную позицию и т.п.

С PID=0010 hex в поток включается BAT (Bouquet Association Table) - таблица групп программ с информацией о группировке программ по определенной тематике - c порт, фильмы, музыка, новости.

Существует также EIT (Event Information Table) - таблица Событий ТВ с PID=0012 hex, которая содержит информацию о событиях в программе - начале фильма, продолжительности и TDT - Таблица Дата/Время с PID=0014 hex позволяют компьютеру ресивера построить EPG (Electronic Programme Guides) - электронное расписание программ.

Для мониторинга содержания транспортного потока используются так называемые анализаторы транспортного потока, которые позволяют оператору в процессе настройки мультиплексоров фильтровать ненужные сервисы. Для инжекции в транспортный поток необходимой оператору сервисной информации используются PSI/SI генераторы. Поскольку сервисная информация передается в TS как последовательная серия иерархических таблиц, PSI/SI генераторы называют ещё «карусельными» генераторами.

Если у Вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь по E-mail: или по тел.: (495) 221-81-88. Наши специалисты дадут Вам полную исчерпывающую информацию по любому из интересующих Вас вопросов.