GDJ 024-2008 移动多媒体广播数据广播文件发生器和XPE封装机技术要求和测量方法.pdf

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1、 GD/ J 024 - 2008 国家广播电影电视总局科技司发 布移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE封装机技术要求和测量方法 中华人民共和国广播电影电视行业 暂行技术文件 I 目 次 前言 .II 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 术语、定义和缩略语 .1 3.1 术语和定义.1 3.2 缩略语.2 4 概述 .2 4.1 数据广播文件发生器.2 4.2 数据广播 XPE 封装机 .3 5 数据广播文件发生器技术要求 .3 5.1 一般要求.3 5.2 接口要求.4 5.3 功能要求.4 5.4 性能要求.5 6 数据广播文件发生器测量方法 .5 6.1 数据广播符合性.

2、5 6.2 组播.6 6.3 码率波动.6 6.4 纠删编码.6 7 数据广播 XPE 封装机技术要求.7 7.1 一般要求.7 7.2 接口要求.7 7.3 功能要求.7 7.4 性能要求.8 8 数据广播 XPE 封装机测量方法.8 8.1 数据广播符合性.8 8.2 组播输入功能.9 8.3 组播输出功能.9 8.4 数据包延时.9 8.5 输入码率.10 参考文献 .11 II 前 言 2008年2月1日起GY/T 220.5-2008移动多媒体广播 第5部分：数据广播正式实施。为规范移动多媒体广播数据广播文件发生器与数据广播XPE封装机的各项技术要求和测量方法，特制定本技术文件。 本

3、技术文件由国家广播电影电视总局科技司归口。 本技术文件起草单位：国家广播电影电视总局广播科学研究院。 本技术文件主要起草人：陈德林、张定京、胡军、王颖、金鑫。 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 1 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机 技术要求和测量方法 1 范围 本技术文件规定了移动多媒体广播数据广播文件发生器与XPE封装机的技术要求与测量方法。对于能够确保同样测量不确定度的任何等效测量方法也可采用。有争议时，应以本技术文件为准。 本技术文件适用于移动多媒体广播数据广播文件发生器与XPE封装机的设计、生产、验收、运行和维护。 2 规范性引用文

4、件 下列文件中的条款通过本技术文件的引用而成为本技术文件的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本技术文件，然而，鼓励根据本技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术文件。 GY/T 220.2-2006 移动多媒体广播 第2部分：复用 GY/T 220.5-2008 移动多媒体广播 第5部分：数据广播 GY/Z 234-2008 移动多媒体广播复用实施指南 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本技术文件。 3.1.1 纠删编码 erasure correcti

5、on encoding 针对数据传输的擦除特性，采用纠删算法对数据进行保护的一种编码方式。 3.1.2 数据文件 data file 文件模式数据业务的组成文件。 3.1.3 文件片 file slice 数据文件分割的最小单元。 3.1.4 文件片传输包 file slice transport packet 用以传输文件片的数据包。 3.1.5 文件块 file block 文件片的集合，若数据文件进行纠删编码，则纠删编码以文件块为单位进行。 3.1.6 纠删校验块 erasure correction block 文件块经过纠删编码后得到的校验数据。 3.1.7 纠删校验片 erasur

6、e correction slice 纠删校验块分割的最小单元，与文件片等长。 3.1.8 纠删校验片传输包 erasure correction slice transport packet 用以传输纠删校验片的数据包。 3.1.9 FAT 文件 FAT file 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 2 文件模式数据业务的属性描述文件。 3.1.10 FAT 片 FAT slice FAT文件分割的最小单元。 3.1.11 FAT 片传输包 FAT slice transport packet 用以传输FAT片的数据包。 3.1.12 文件模式传输包 fil

7、e mode transport packet 文件片传输包、纠删校验片传输包和FAT片传输包的统称。 3.1.13 XPE 包 XPE packet 经过XPE语法封装后形成的数据包。 3.1.14 纠错编码 error correction encoding 针对数据传输的随机或突发错误特性，采用纠错算法对数据进行保护的一种编码方式。 3.1.15 纠错校验数据 error correction data 具有相同传输序号的XPE包的净荷经过前向纠错编码后得到的校验数据。 3.1.16 XPE-FEC 包 XPE-FEC packet 纠错校验数据经过XPE-FEC语法封装后形成的数据包。

8、 3.1.17 业务数据包 service data packet 文件模式或流模式数据广播业务前端输出的数据包。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于GY/T 220的本部分。 CRC (Cyclic Redundancy Check) 循环冗余校验 FAT (File Attribute Table) 文件属性表 FEC (Forward Error Correction) 前向纠错 IP (Internet Protocol) 互联网信息 LDGC (Low Density Generator-matrix Code) 低密度生成矩阵码 NTP （Network Time Protocol）

9、 网络时间协议 RS (Reed-Solomon) 里德-所罗门 ServiceID （Service Identifier） 业务标识 UDP （User Datagram Protocol） 用户数据包协议 XPE (eXtensible Protocol Encapsulation) 可扩展协议封装 XPE-FEC (eXtensible Protocol Encapsulation Forward Error Correction) 可扩展协议封装-前向纠错 4 概述 移动多媒体广播数据广播文件发生器是移动多媒体广播文件模式数据广播业务的信号源，实现数据文件的分割和封装；数据广播XPE

10、封装机是一种可扩展的、支持多种协议、多个业务的数据封装设备。 GY/T 220.5-2008规定了文件模式数据广播业务数据文件的分割、封装和传输方法，其中数据文件分割封装语法和XPE/XPE-FEC封装语法处于不同的协议层次，可使用独立的设备完成数据文件发生和XPE封装，因此本技术文件分别规定数据广播文件发生器和数据广播XPE封装机的技术要求和测量方法。对于将数据广播文件发生器和数据广播XPE封装机集成在一起的设备，本技术文件同样适用。 4.1 数据广播文件发生器 移动多媒体广播数据广播文件发生器主要功能包括输入、文件分割封装、输出等，逻辑框图见图1。 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XP

11、E 封装机技术要求和测量方法 3 图1 数据广播文件发生器的功能框图 4.2 数据广播 XPE 封装机 移动多媒体广播数据广播XPE封装机主要功能包括输入、封装、输出等，逻辑框图见图2。 图2 XPE 封装机的功能框图 5 数据广播文件发生器技术要求 5.1 一般要求 5.1.1 环境条件 5.1.1.1 环境温度 工作环境温度：050； 运输和储存环境温度：-2060。 5.1.1.2 相对湿度 正常工作：=90%（20）； 允许工作：=95%（无结露）。 5.1.1.3 大气压力 正常工作：86kPa106kPa。 5.1.2 工作电压 电压幅度：198V242V AC； 移动多媒体广播数

12、据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 4 电压频率：50Hz 3Hz。 5.2 接口要求 移动多媒体广播数据广播文件发生器至少应具备以下接口。 5.2.1 输入接口 采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45。主要用于： a）数据文件输入； b）获取网络时钟信息； c）与配置管理平台的远程通信。 5.2.2 输出接口 采用100Mbps或1000Mbps以太网口以太网口，物理接口为RJ45，用于输出文件模式传输包。 5.2.3 辅助接口 采用USB 2.0接口。 5.3 功能要求 5.3.1 文件管理 文件管理功能要求包括： a) 应能添加、删除单个或多个

13、数据文件； b) 应能添加、删除单个或多个文件目录及其中所有数据文件； c) 可显示数据文件的相关信息，包括：文件名、文件路径、文件大小和文件类型等； 5.3.2 压缩编码 压缩编码功能要求包括： a) 支持对FAT文件和数据文件进行压缩编码传输，文件是否压缩以及文件压缩算法应可设置； b) 压缩编码算法至少应支持GZIP； c) 若FAT文件未设置成压缩传输，当生成的FAT文件超出FAT文件片传输包所能承载的最大容量时，应提示FAT文件需要压缩或自动进行压缩编码处理。 5.3.3 纠删编码 纠删编码功能要求包括： a) 支持对数据文件进行纠删编码，是否进行纠删编码以及纠删编码算法可设置； b

14、) 纠删编码算法至少应支持LDGC算法； c) 纠删编码校验数据的冗余度可设置。 5.3.4 FAT 文件生成 FAT文件生成功能要求包括： a) 应能自动生成FAT文件； b) FAT文件应遵循GY/T 220.5-2008第6章的规定； c) FAT文件中的部分元素可进行设置，包括：文件片的大小、数据文件编码、纠删编码算法等； d) 当文件模式数据广播业务进行添加、删除或修改数据文件操作时，FAT文件应能重新自动生成， FAT文件的大版本号属性、小版本号属性和更新序号属性应相应变更。 5.3.5 文件分割 文件分割功能要求包括： a) 数据文件或压缩后的数据文件应按照GY/T 220.5-

15、2008附录A中的规定分割为文件片； b) 文件的分割参数可设置，包括：文件片长度、纠删编码所允许的最大码长（不应超过8192字节）； c) FAT文件或压缩后的FAT文件应按照GY/T 220.5-2008第6.2条的规定分割为FAT片； d) FAT片的长度可设置。 5.3.6 数据封装 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 5 数据封装功能要求包括： a) 文件片封装成文件片传输包， 纠删校验片封装成纠删校验片传输包 ， 封装语法遵循GY/T 220.5-2008第6章的规定； b) FAT片封装成FAT片传输包，封装语法遵循GY/T 220.5-2008

16、第6章的规定。 5.3.7 输出 输出功能要求包括： a) 数据广播文件发生器向后级设备发送文件模式传输包，通信协议采用UDP，文件模式传输包为UDP包的净荷； b) 提供对文件发送的控制功能，包括开始发送和停止发送； c) 网络目的地址和端口号可配置，支持组播； d) 发送码率可配置； e) FAT文件发送周期可配置； 5.3.8 状态指示 可通过本地监控或网管实现数据广播文件发生器的工作状态指示，发生异常情况时应能通过图、文、声音等方式及时报警。 5.3.9 数据存储 数据存储功能要求包括： a) 存储数据文件和FAT文件； b) 存储数据广播文件发生器的配置信息； c) 存储数据广播文件

17、发生器的日志信息。 5.3.10 时钟 通过NTP协议，与网络时钟服务器建立通信连接，获取时钟信息，并同步调整本机的时钟，使数据广播文件发生器的各模块参照网络时钟协同工作。可选。 5.4 性能要求 5.4.1 最大码率 移动多媒体广播数据广播文件发生器输出的最大码率要求不低于500kbps。 5.4.2 码率波动 数据广播文件发生器实际输出码率应不大于设定的输出码率，最大可容许的码率波动值为20kbps。 6 数据广播文件发生器测量方法 6.1 数据广播符合性 6.1.1 测量框图 数据广播文件发生器标准符合性测量框图见图3。 图3 数据广播符合性、组播和码率波动测量框图 6.1.2 测量步骤

18、 测量步骤如下： a) 按照图3所示连接测量系统； b) 在数据广播文件发生器中编辑文件发送用例，文件数量在3个以上； c) 配置数据广播文件发生器的输出地址和端口号，启动数据广播文件发生器的发送功能； 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 6 d) 使用数据广播 分析仪 ，接收数据广播文件发生器 输出的文件 模式传输包， 检验是否符合 GY/T 220.5-2008第6章中的规定； e) 拼接FAT片生成FAT文件，检验FAT文件的内容和格式是否符合GY/T 220.5-2008第6章中的规定，与发送端的FAT文件进行比较，检验是否一致； f) 根据FAT文件

19、，拼接文件片生成数据文件，与发端的数据文件进行比较，检验是否一致； g) 设置FAT文件以GZIP压缩格式发送； h) 拼接接收到的FAT片，生成压缩后的FAT文件，对该文件进行GZIP解压，检验解压后的FAT文件是否与发送端生成的FAT文件一致。 6.2 组播 6.2.1 测量框图 数据广播文件发生器组播功能测量框图见图3。 6.2.2 测量步骤 测量步骤如下： a) 按照图3所示连接测量系统； b) 在数据广播文件发生器中编辑文件发送用例； c) 配置数据广播文件发生器的输出组播地址和端口号，启动数据广播文件发生器的发送功能； d) 使用数据广播分析仪，配置输入组播地址和端口号，接收数据广

20、播文件发生器发送的文件； e) 拼接、生成FAT文件和数据文件，检验FAT文件和数据文件，是否与发送端生成的FAT文件和原始数据文件一致。 6.3 码率波动 6.3.1 测量框图 数据广播文件发生器码率波动测量框图见图3。 6.3.2 测量步骤 测量步骤如下： a) 按照图3所示连接测量系统； b) 启动数据广播文件发生器，分别以100kbps、300kbps和500kbps码率发送测试用例； c) 使用数据广播分析仪，以1秒为单位测量数据广播文件发生器输出的码率，计算并记录测量的码率与设定码率的差值，每种码率至少记录100个数据，取最大值作为测量结果。 6.4 纠删编码 6.4.1 测量框图

21、 数据广播文件发生器纠删编码测量框图见图4。 图4 纠删编码测量框图 6.4.2 测量步骤 测量步骤如下： a) 按照图4所示连接测量系统； b) 启动数据广播文件发生器，启用LDGC纠删编码并设置冗余度为40%，发送测试用例； c) 启动丢包模拟器，丢包率分别设置为5%、10%和20%，每种丢包率条件下均丢失固定序号的文件片传输包和纠删校验片传输包； d) 使用数据广播分析仪，接收文件模式传输包，每种丢包率条件下均应能正确恢复出数据文件。 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 7 7 数据广播 XPE 封装机技术要求 7.1 一般要求 7.1.1 环境条件 7

22、.1.1.1 环境温度 工作环境温度：050； 运输和储存环境温度：-2060。 7.1.1.2 相对湿度 正常工作：90%（20）； 允许工作：95%（无结露）。 7.1.1.3 大气压力 正常工作：86kPa106kPa。 7.1.2 工作电压 电压幅度：198V242V AC； 电压频率：50Hz3Hz。 7.2 接口要求 移动多媒体广播数据广播XPE封装机至少应具备以下接口。 7.2.1 输入接口 采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45。主要用于： a）文件模式和流模式数据广播业务数据输入； b）与配置管理平台的远程通信。 7.2.2 输出接口 采用100Mb

23、ps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45，用于输出XPE/XPE-FEC码流。 7.2.3 辅助接口 采用USB 2.0接口。 7.3 功能要求 7.3.1 输入 输入功能要求包括： a) 支持GY/T 220.5-2008规定的文件模式和流模式的数据业务的输入； b) 文件模式数据业务的输入接口采用UDP通信协议，文件模式传输包为UDP的净荷； c) 支持对流模式数据业务的IP包数据、UDP净荷（可选）的输入； d) 支持对数据业务源网络地址和端口号的配置，支持组播； e) 支持多路数据业务同时输入。 7.3.2 纠错编码 纠错编码功能要求包括： a) 提供是否发送纠错校验数据（即

24、XPE-FEC数据包）的设置，以及纠错校验算法的设置，纠错校验编码至少能实现RS(255,207)编码； b) RS(255,207)编码应符合GY/T 220.5-2008附录B中的规定； 7.3.3 封装 封装功能要求包括： a) 数据流直接进行 XPE封装，生成XPE包， 数据流的纠错校验数据经过 XPE-FEC 语法封装 ， 生成XPE-FEC包，封装应遵循GY/T 220.5-2008第7章的规定； b) 文件模式传输包进行XPE语法封装，生成 XPE包， 文件模式传输包的纠错校验数据经过XPE-FEC语法封装，生成XPE-FEC包，封装应遵循GY/T 220.5-2008第7章的规

25、定； 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 8 c) 提供对XPE/XPE-FEC包中各字段的设置，可设置的字段包括： 1) 业务模式指示； 2) CRC指示； 3) 纠错指示、FEC算法标识。 7.3.4 输出 输出功能要求包括： a) XPE/XPE-FEC码流符合GY/Z 234-2008第7.1条的规定； b) 网络目的地址和端口号可配置，支持组播； c) 数据广播业务的ServiceID可设置； d) 至少支持10路数据广播业务的XPE/XPE-FEC封装； e) 能对全部和单个数据广播业务进行播出控制，包括启动、停止等。 7.3.5 状态指示 可通过

26、本地监控或网管实现数据广播XPE封装机的工作状态指示，发生异常情况时应能通过图、文、声音等方式及时报警。 7.3.6 数据存储 数据存储功能要求包括： a) 存储数据广播XPE封装机数据业务输入的相关配置和设置信息； b) 存储数据广播XPE封装机对XPE/XPE-FEC包的设置信息； c) 存储数据广播XPE封装机的播控信息，包括播控配置、日志信息等。 7.4 性能要求 7.4.1 数据包延时 移动多媒体广播数据广播XPE封装机的延时应小于20ms。 7.4.2 输入码率 移动多媒体广播数据广播XPE封装机支持的最大输入码率不低于10Mbps。 8 数据广播 XPE 封装机测量方法 8.1

27、数据广播符合性 8.1.1 测量框图 数据广播符合性测量框图见图5。 图5 数据广播符合性、组播输入、组播输出测量框图 8.1.2 测量步骤 测量步骤如下： a) 按照图5所示连接测量系统； b) 启动数据广播文件发生器，发送数据文件测试用例； c) 配置XPE封装机的业务封装模式为文件模式，启动XPE封装机； 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 9 d) 使用数据广播分析仪，对 数据广播XPE 封装机输出的数据包进行分析， 检验是否符合GY/T 220.5-2008第7章中的规定和GY/Z 234-2008中第7.1条的规定，并能正确恢复出数据文件； e)

28、启动流模式数据广播业务前端，发送音视频测试用例； f) 配置XPE封装机的业务封装模式为流模式，启动XPE封装机； g) 使用数据广播分析仪， 对数据广播XPE 封装机输出的数据包进行分析， 检验是否符合GY/T 220.5-2008第7章中的规定和GY/Z 234-2008中第7.1条的规定，并能正确解析视音频流。 8.2 组播输入功能 8.2.1 测量框图 组播输入功能测量框图见图5。 8.2.2 测量步骤 测量步骤如下： a) 按照图5所示连接测量系统； b) 将数据广播文件发生器输出设置成组播模式，启动数据广播文件发生器，发送业务数据； c) 将XPE封装机设置成组播地址接收模式，启动

29、XPE封装机，接收业务数据； d) 使用数据广播分析仪，检验XPE封装机是否正确输出XPE/XPE-FEC包。 8.3 组播输出功能 8.3.1 测量框图 组播输出功能测量框图见图5。 8.3.2 测量步骤 测量步骤如下： a) 按照图5所示连接测量系统； b) 启动数据广播文件发生器，发送业务数据； c) 将XPE封装机的输出设置成组播输出模式； d) 启动XPE封装机,接收业务数据； e) 将数据广播分析仪 设置成组播接收模式 ，启动数据广播分析仪，检验XPE封装机是否正确输出XPE/XPE-FEC包。 8.4 数据包延时 8.4.1 测量框图 数据包延时测量框图见图6。 图6 数据包延时

30、测量框图 8.4.2 测量步骤 测量步骤如下： a) 按照图6所示连接测量系统； b) 启动数据广播文件发生器，设定输出码率为500kbps，发送测试用例； c) 数据广播文件发生器采用组播方式发送业务数据包，数据广播XPE封装机和数据广播分析仪采用组播接收方式以便可以同时收到业务数据包，数据广播分析仪自动记录业务数据包到达的时间。 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 10 d) 数据广播分析仪同时接收数据广播XPE封装机输出的XPE/XPE-FEC包，当收到业务数据包所对应的最后一个XPE/XPE-FEC包，记录此XPE/XPE-FEC包到达的时间，与源业务

31、数据包到达时间进行比较，计算差值，至少记录100个数据，取最大值作为测量结果。 8.5 输入码率 8.5.1 测量框图 输入码率测量框图见图7。 图7 输入码率测量框图 8.5.2 测量步骤 测量步骤如下： a) 按照图7所示连接测量系统； b) 发送数据广播业务样本给数据广播XPE封装机； c) 数据广播分析仪接收数据广播XPE封装机输出的XPE/XPE-FEC包，并解析； d) 数据广播分析仪可根据XPE/XPE-FEC语法和特殊构造的业务数据包，判断数据广播XPE封装机是否丢包； e) 增加数据广播业务测试源的输出码率，重复步骤b)c)，直到数据广播分析仪检测出丢包；记录最大不丢包码率作为数据广播数据广播XPE封装机最大输入码率的测量值。 移动多媒体广播数据广播文件发生器与 XPE 封装机技术要求和测量方法 11 参考文献 1 Universal Serial Bus Specification Revision 2.0, April 27, 2000 2 XML Schema, W3C Recommendation, 2nd May 2001 3 IETF RFC 1952 GZIP file format specification version 4.3，P.Deutsch, May 1996