Способ трансляции телевизионных сигналов

Изобретение относится к сфере обеспечения надежности функционирования сетей связи и может быть применено при передаче цифровых телевизионных сигналов. Технический результат изобретения заключается в равномерном вещании в IP-сеть UDP потока, не требующего компенсации, а также в увеличении пропускной способности системы, уменьшении задержек системы и снижении отрицательных влияний на передаваемый поток. Предложен способ трансляции телевизионных сигналов, заключающийся в том, то сигнал ASI MPEG-TS MPTS преобразуют в IP MPEG-TS MPTS, инкапсулируют транспортные потоки в UDP пакеты, которые далее транслируют в IP сеть. При этом расстояние между UDP пакетами поддерживают постоянным путем изменения размера вещающего буфера, а требуемый размер буфера определяют путем расчета трафика, который необходимо передать в данный момент времени. Расчет осуществляют на основании рекомендованных значений параметров потока DVB MPEG-TS.

 

Область техники

Изобретение относится к сфере обеспечения надежности функционирования сетей связи и может быть использовано при передаче цифровых телевизионных сигналов.

Уровень техники

Деградация качества сигнала при вещании UDP пакетов в IP-сеть может быть вызвана потерей пакетов данных, а также джиттером-разбросом величины задержки, приводящим к тому, что пакеты отправляются и принимаются с разной скоростью. Из уровня техники известен ряд способов, позволяющих компенсировать потерянные пакеты данных, а также разброс задержки.

Так из документа US 2006146815 А1 известен способ восстановления синхронизации при передаче транспортных потоков MPEG-2 по IP-сети. При реализации данного способа джиттер компенсируется с помощью фильтра, устраняющего разброс времени прибытия принятых пакетов.

Известен способ компенсации джиттера, описанный в документе US 2010135325 А1. При реализации данного способа из передаваемого UDP-пакета извлекается информация о метке времени. Извлеченная информация PCR используется для компенсации джиттера и синхронизации между передающей и принимающей сторонами.

Наиболее близким аналогом является способ передачи видео данных по IP-сети, известный из патентного документа СА 2411991 А1. Данный способ был разработан для передачи мультиплексированных компрессированных видео данных MPEG TS и позволяет получить постоянную задержку синхронизации за счет буферизации на принимающем узле сети, что, в свою очередь, позволяет добиться компенсации джиттера, компенсировать потерянные пакеты данных, а также контролировать скорость исходящего потока. Буферизация реализуется с помощью буфера, предназначенного для хранения заранее определенного количества данных. Эффективный размер буфера изменяется в зависимости от битрейта, а скорость передачи данных на выходе регулируется путем изменения количества сохраняемых данных. Входные данные могут иметь формат ASI. А сам способ может быть применен для передачи UDP пакетов.

Преимуществом заявленного способа по сравнению с известным является контроль расстояния между UDP пакетами, что позволяет осуществлять равномерное вещание в IP-сеть UDP потока, не требующего компенсации.

Такой способ вещания позволит строить более высоконагруженные системы, увеличить пропускную способность системы, а также уменьшить задержки системы и снизить отрицательные влияния на поток.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка способа трансляции телевизионных сигналов, позволяющего осуществлять вещание в IP-сеть UDP потока, не требующего компенсации.

Раскрытие изобретения

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что способ трансляции телевизионных сигналов, заключающийся в том, что сигнал ASI MPEG-TS MPTS преобразуют в IP MPEG-TS MPTS, осуществляют упаковку транспортных потоков IP MPEG-TS MPTS в UDP пакеты и осуществляют вещание UDP-пакетов в IP-сеть, расстояние между UDP пакетами при этом поддерживают постоянным за счет изменения размера вещающего буфера, а требуемый размер буфера определяют путем расчета трафика, который необходимо передать в данный момент времени, по следующей формуле:

Здесь N_UDP - число UDP пакетов, которое нужно передать при требуемой скорости потока V, выраженной в битах в секунду. L_MPEG-TS - размер одного MPEG-TS пакета, N_MPEG-TS - число MPEG-TS пакетов, упакованных в один UDP пакет, Δt - расстояние между MPEG-TS пакетами в секундах.

Осуществление изобретения

В стандартах, регламентирующих деятельность сетей связи цифрового телевидения, не описан допустимый для непрерывных потоков UDP джиттер, а так же расстояние между UDP пакетами. Существующая практика показывает, пренебрежение контролем за данными параметрами в высоконагруженных системах, работающих с телевизионными потоками, может приводить к переполнению (или опустошению) буферов приемных интерфейсов, что в свою очередь приведет к браку.

Предложенный способ трансляции телевизионных сигналов, учитывающий влияние этих параметров, заключается в преобразовании ASI MPEG-TS MPTS сигнала в IP MPEG-TS MPTS, упаковке (инкапсуляции) транспортных потоков UDP пакетов и последующем равномерном вещании UDP пакетов в IP-сеть. Фиксированное расстояние между UDP пакетами при этом достигается за счет применения плавающего размера вещающего буфера в зависимости от скорости исходящего потока. Перед отправкой пакетов производится расчет трафика, который необходимо передать (исходящий битрейт) в данный момент времени для исходящего потока. Расчет производится, исходя из рекомендованных значений параметров потока DVB MPEG-TS, согласно которым размер пакета должен составлять 188 байт, а расстояние между пакетами MPEG-TS при упаковке 7 MPEG-TS пакетов в один UDP пакет не должно превышать 50 мс.

Формула для расчета выглядит следующим образом:

Здесь N_UDP - число UDP пакетов, которое нужно передать при требуемой скорости потока V, выраженной в битах в секунду. L_MPEG-TS - размер одного MPEG-TS пакета, N_MPEG-TS - число MPEG-TS пакетов, упакованных в один UDP пакет, Δt - расстояние между MPEG-TS пакетами в секундах.

Учитывая, что, согласно сказанному выше, L_MPEG-TS=188 байт, N_MPEG-TS=7, a Δt=50 мс, чтобы передать поток со скоростью, например, 10 Мбит\с исходящий буфер должен подстроиться под 10000000* 0.050 / 8 * 188 * 7=48 пакетов.

Как следует из описания заявленного изобретения, предложенный способ трансляции телевизионных сигналов обеспечивает достижение заявленного технического результата, а именно равномерное вещание в IP-сеть UDP потока, не требующего компенсации.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленных изобретательских' задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленное изобретение удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.

Способ трансляции телевизионных сигналов, заключающийся в том, что сигнал ASI MPEG-TS MPTS преобразуют в IP MPEG-TS MPTS, осуществляют упаковку транспортных потоков IP MPEG-TS MPTS в UDP пакеты и осуществляют вещание UDP пакетов в IP-сеть, расстояние между UDP пакетами при этом поддерживают постоянным за счет изменения размера вещающего буфера, а требуемый размер буфера определяют путем расчета трафика, который необходимо передать в данный момент времени, по следующей формуле:

где N_UDP - число UDP пакетов, которое нужно передать при требуемой скорости потока V, выраженной в битах в секунду, L_MPEG-TS - размер одного MPEG-TS пакета, N_MPEG-TS - число MPEG-TS пакетов, упакованных в один UDP пакет, Δt - расстояние между MPEG-TS пакетами в секундах.