標準介紹

2.1.1. MPEG2 系統編碼

由於DVB 標準採用 MPEG2 系統編碼 [6] 作為傳輸格式，所以我們在介紹 DVB 標 準前先稍微介紹MPEG2 系統編碼。MPEG-2 是於 1994 年由 MPEG 工作團隊所發佈的 視頻及音頻壓縮的國際標準。而MPEG-2 通常用來為廣播信號提供視頻及音頻編碼，其 應用包括了數位衛星電視、有線電視等。MPEG-2 系統編碼並非是對影音編碼進行標準 化，而是為經過影音編碼的位元流以及其他未經過影音標碼的位元流提供了一種標準格 式。MPEG-2 系統編碼的主要功能是將多條資料串流（整合前的串流稱為「基本串流」）

整合成單一條資料串流，使其適合儲存或傳輸介面。MPEG-2 系統編碼為不同的需求提 供兩組編碼格式：Transport Stream (TS)以及 Program Stream (PS)，TS 主要應用在不可靠 的傳輸媒介，而PS 主要應用在可靠的傳輸媒介上。

DVB 標準採用 MPEG-TS 格式，在 DVB 系統中，資料經由 MPEG2-TS 系統編碼後 形成一個個封包，這些封包稱為MPEG2-TS 封包（MPEG2-TS Packet），而連續的 MPEG2-TS 封包被稱為 MPEG2-TS 串流（MPEG2-TS Steam）。

2.1.2. DVB 標準

DVB 是由歐洲電信標準協會、歐洲電子標準化組織（CENELEC, European Committee for Electrotechnical Standardization）及歐洲廣播聯盟（EBU, European Broadcasting Union）

聯合組成的「聯合專家組」（JTC, Joint Technical Committee）所發起的一系列國際承認 的數位電視廣播標準，這套標準在歐洲使用的相當普及。DVB 提供服務供應商將資料 傳送至客戶端的功能，以下我們將服務供應商至客戶端的傳輸通道稱為正向通道

（Forward Link）。

DVB 標準針對不同的需求提供了以下幾種資料廣播的模式：

z 資料管道（Data Piping）

z 資料流（Data Streaming）

z 多協定封裝（MPE, Multi-protocol Encapsulation）

z 資料傳送帶（Data Carousels）

資料管道：

資料管道模式提供簡單的、非同步的（Asynchronous）的資料傳送方式。資料 管道模式並沒有定義封裝及切割的動作，所需廣播的資料作為MPEG2-TS 封包的負 載（Payload）直接插入到 MPEG2-TS，如何由 MPEG2-TS 解析出資料是由應用層 所負責。

資料流：

資料流模式定義了一種封裝方式，用以滿足同步（Synchronous）與同步化

（Synchronized）資料串流的需求。同步資料串流適用在收端具有穩定播放速率的 服務類型。為了達到同步資料串需求，送端在送出的封包的標頭（Header）中置入 時脈（Clock）資訊，可讓收端實現校時動作。同步化資料流適用在多個資料流之 間必須達到同步回放（Play Back in Synchronization），比如一個服務可將電影的聲 音以及影像資料分成兩個串流傳送，收端收到兩個串流可藉由標頭中的時脈資訊將 聲音及影像同步回放。

多協定封裝：

多協定封裝提供了在MPEG2-TS 之上支援通訊資料網路協定（Transporting Data Network Protocol）的一種機制。多協定封裝將通訊資料網路協定的協定資料單 元（PDU, Protocol Data Unit）封裝成一種稱為 MPE section 的封包格式。如果通訊 資料網路協定的協定資料單元大於4080 位元組（Byte），多協定封裝會將通訊資料 網路協定的協定資料單元切割成多個Section。多協定封裝採納 LLC／SNAP 協定來 封裝其他協定的資料，而為了對傳送IP 協定做最佳化，允許在不接受 LLC／SNAP 封裝之下傳遞IP 封包，但在這種封裝模式下，IP 封包的大小必須限制在 4080 位元 組以下。

資料傳送帶：

資料傳送帶提供一套機制讓服務提供者循環式廣播一群資料模組。服務提供者 可從資料傳送帶中及時的更新、添加或刪除內容；而接收端如果想要獲得特定資料 模組中的內容，僅僅只需再等待該模再次被廣播就可以了。

在本論文中，我們將著重於「多協定封裝」的討論。這是因為我們希望能夠觀察IP 網路協定在這樣的系統下所得到的效能，而不是著重於視訊傳輸及音訊傳輸。

2.1.3. DVB-S 以及 DVB-S2 標準

DVB 系統傳輸方式有以下幾種：

z 衛星（DVB-S 及 DVB-S2）

z 有線電纜（DVB-C）

z 地面無線（DVB-T）

z 手持地面無線（DVB-H）

Satellite

Gateway 1 Feeder 1

Service Provider 2 Network

Control Center

Κإٻຏሐ Κ֘ٻຏሐ RCST RCST

Network 1

Gateway 2 Feeder 2

RCST RCST

Network 2 Service

Provider 1

圖1 DVB-RCS 系統架構圖

DVB-S 是使用空氣作為傳輸媒介並使用衛星作為轉送器（Transponder）的一套 DVB 系統。在近十年中，DVB-S 已經成為最受喜好的數位電視廣播系統，尤其是在地域廣大 的歐洲。用來取代DVB-S 的新標準，稱為 DVB-S2，已經在 2005 年制訂出。DVB-S2 標準引進了適應編碼調製（ACM, Adaptive Coding and Modulation），使得衛星系統的利 用更為有效率。

2.1.4. DVB-RCS 標準

在介紹完了MPEG-2 及 DVB 後，我們可以發現 DVB 只有支援單向服務，也就是 說資料只透過正向通道經由服務供應商到客戶端。而在這一節我們會引進反向通道

（Return Link）的概念，也就是這節要介紹的 DVB-RCS（DVB-Return Channel via Satellite）標準。

圖1 為 ETSI 的 DVB-RCS 標準中互動式衛星網路的示意圖，我們列出在 DVB-RCS 中幾個重要的節點：

z 衛星（SAT, Satellite）

z 饋送者（FD, Feeder）

z 閘道（GW, Gateway）

z 網路控制中心（NCC, Network Central Control）

z 服務提供商（SP, Service Provider）

z 衛星地面接收站（RCST, Return Channel Satellite Terminal）

DVB-RCS 的網路系統中，所有送給客戶端的封包都是透過正向通道來傳送，反之 由客戶端傳回的封包都是透過反向通道來傳送。一個DVB-RCS 的網路系統是由一個或 FD 將 DVB-RCS 網路中的封包轉出到 Internet 網路或是將 Internet 網路中的封包轉入到 DVB-RCS 網路。RCST 是一個具有 IP 路由能力的客戶端設備，其後端可連接個人電腦

Forward LAN Link Return-Link PHY

Return LAN Link

圖2 正向通道及反向通道的協定堆

表1 列出正向通道及反向通道在實體層（PHY, Physical Layer）所使用的調變（Modulation）

及通道編碼（Channel Coding）、在媒體存取控制層（MAC, Media Access Control Layer）

所使用的存取機制（Multiple Access Scheme）。

正向通道 反向通道 調變模式 QPSK、8PSK、

16APSK、32APSK

QPSK Turbo code 通道編碼 BCH code 搭配

LDPC code Convolution code 搭配 Reed-Solomon（RS）code

存取機制 TDM MF-TDMA

表1 正向通道及反向通道的比較