IPoverDVB封装技术效率分析栗志意1,赵建国2,坚1晏(1.清华大学电子工程系,北京100084;2.新华通讯社,北京100803)摘要:为了提高实际数字视频广播的因特网协议(IPoverDVB)系统的封装效率,详细分析了目前普遍采用的多协议封装(MPE)以及由IETF(theinternetengineeringtaskforce)提出的单向轻简封装(ULE)各自的封装过程,并在此基础上给出了统一的封装效率计算公式。通过对局域网及卫星数据广播网2种实际网络环境中的IP包包长分布进行统计分析,详细比较了2种技术在实际系统中的封装性能,并进一步提出了提高实际系统效率的IP包封装方案。理论分析和实验仿真表明:ULE可提供比MPE较为高效的封装效率,针对实际系统提出的封装方案可最大化系统的封装效率,为优化实际系统设计提供重要的参考依据。数字视频广播的因特网协议(internetprotocoloverdigitalvideobroadcasting,IPoverDVB)技术以其对数据广播、组播业务的良好支持,目前已广泛应用于远程教育、宽带数据广播等领域,使DVB系统真正成为了一种可以实现IPoverEverything的重要载体。IPoverDVB技术中采用MPEG22(movingpictureexpertsgroup22)中定长的基带数据流传输格式TS(transportstream)包来实现对变长IP数据包的定长封装传输,因此必然存在封装效率的问题。欧洲电信标准协会(EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute,ETSI)已定义了一系列的数据封装标准1,其中多协关键词:数字视频广播的因特网协议(IPoverDVB);议封装;单向轻简封装;封装效率多协中图分类号:TP393.04文章编号:100020054(2009)0821126205文献标识码:A并不是最优的。此外,IETF(theinternetengineeringtaskforce)也提出了一种较为简单、高效、对多协议有良好支持的基于数据管道的新的封装协议—单向轻简封装(unidirectionallightweightencapsulation,ULE)2。本文将通过分析MPE和ULE各自的封装过程,给出统一的封装效率计算公式。针对局域网和DVB2S卫星数据广播网2种不同实际网络环境下的IP包包长分布,通过对比实际封装效率与理论极EfficiencyanalysisofIPoverDVBencapsulationprotocol(1.DepartmentofElectronicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;Abstract:TheencapsulationefficiencyofactualIPoverDVB(internetprotocaloverdigitalvideobroadcasting)dependsontheencapsulationprotocols.Theperformancesoftwoencapsulationprotocols:multiprotocolencapsulation(MPE)andunidirectionallightweightencapsulation(ULE)withauniformefficiencyformula,werecomparedinalocalareanetworkandasatellitedatabroadcastingnetworktodevelopanimprovedencapsulation.ThetestsdemonstratethatfortheIPpacketsizedistributioninthetwonetworks,theULEperformancewasbetterthantheMPEperformances.Thenewencapsulationschemeprovidesimportant收稿日期:2008203219基金项目:国家“八六三”高技术项目(2007AA01Z2b6)作者简介:栗志意(1985—),男(汉),山西,硕士研究生。通讯联系人:晏坚,助研,E2mail:yanjian-ee@tsinghua.Keywords:internetprotocaloverdigitalvideobroadcasting(IPoverDVB);multiprotocolencapsulation;unidirec栗志意,等:IPoverDVB封装技术效率分析1127的延时范围内最大限度地提高传输效率。在实际打包封装过程中,一般每个TS包中最多包含2个完整的SNDU,对于较短的SNDU,当2个SNDU仍未能填满一个TS包时,则仍需要在空余载荷部分加以填充。1.2封装效率分析针对1.1节中提到的MPE的2种封装模式,在不考虑打包时限时,可得出统一的封装效率计算1MPE协议及效率分析1.1MPE协议的填充与打包模式MPE封装过程中,首先将IP数据包封装成协议数据单元(protocoldataunit,PDU),其格式符合以太网的数据报分段格式,然后依照DSM2CC式3,进一步封装成子网数据单元(subnetworkdataunit,SNDU)。封装后的SNDU由首部、净荷以及尾部3部分构成。其中首部字段长度为12B,尾Leip为4B的校验字段。SNDU封装完毕后,最终封装为-(1)Γ=.Ltts-TS包。TS包包长为固定的188B,其中TS首部字段为4B,当TS包中包含数据包分段首部时,TS包首部后第一字节为指示(pointer)字段,用于指示一个新的数据包分段起...