GY T 327-2019 有线电视网络光纤到户万兆单向IP广播系统技术规范.pdf

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1、 GY 中 华 人 民 共 和 国 广 播 电 视 行 业 标 准 GY/T 327 2019 有线电视网络光纤到户万兆单向 IP 广播 系统技术规范 Technical specification of 10Gbps IP video broadcast for CATV network 2019 - 10 - 23 发布 2019 - 10 - 23 实施 国家广播电视总局 发布 GY/T 327 2019 I 目 次 前言 . III 引言 . IV 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语、定义、缩略语和约定 . 1 3.1 术语和定义 . 1 3.2 缩略语 . 2 3

2、.3 约定 . 3 4 万兆单向 IP广播系统组成 . 3 4.1 概述 . 3 4.2 IP 广播前端 . 5 4.3 IP 广播传输网 . 5 4.4 IP 广播接收模块 . 5 5 万兆单向 IP广播系统的广播业务通道规划 . 5 5.1 通道划分 . 5 5.2 数字视频广播业务视音频数据流的 IP 封装规范 . 6 6 万兆单向 IP广播系统的数字电视业务信息 . 8 6.1 简介 . 8 6.2 IP 广播数字电视业务信息表（ BSI） . 8 6.3 IP 广播数字电视通道信息表（ MIT） . 8 6.4 IP 广播数 字电视业务名称列表（ SNLT） . 10 6.5 IP

3、广播数字电视区域码表（ ACT） . 11 6.6 描述符 . 12 7 IP广播传输网 . 15 7.1 协议参数要求 . 15 7.2 物理层速率要求 . 15 7.3 IP 广播传输网组成及其设备要求 . 15 7.4 IP 广播传输安全与质量要求 . 18 8 IP广播接收模块 . 18 8.1 概述 . 18 8.2 10Gb光接收器 . 18 8.3 万兆 IP广播选通器 . 19 附录 A（规范性附录） IPv6 组播地址规划方法 . 21 A.1 概述 . 21 A.2 组播地址规划方法 . 21 A.3 组播地址示例 . 24 附录 B（资料性附录） 双向组网（ I-PON）

4、的网络改造方案 . 25 B.1 地市 DVB广播前端改造方案 . 25 GY/T 327 2019 II B.2 与 Cable用户共 存方案 . 26 附录 C（资料性附录） 与 G/EPON双向网络融合应用的示例 . 28 C.1 概述 . 28 C.2 与 G/EPON双向网络融合的一般过程 . 28 C.3 VOD互动点播业务实现流程的策略 . 28 C.4 OTT互联网电视业务实现流程的策略之一 . 30 附录 D（规范性附录） IPv4情况下的描述符 . 33 D.1 概述 . 33 D.2 IPv4情况下的描述符定义 . 33 D.3 IPv4向 IPv6的迁移 . 34 参考

5、文献 . 36 GY/T 327 2019 III 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准由全国广播电影电视标准化技术委员会（ SAC/TC 239）归口。 本标准起草单位： 国家 广播电视 总局广播 电视 科学研究院、吉视传媒股份有限公司、安徽广电信息 网络股份有限公司、广西广播电视信息网络股份有限公司、北京吉视汇通科技有限责任公司。 本标准主要起草人： 施玉海、冯海亮、张翀、王胜杰、张海峰、黄伟、徐洪亮、欧阳捷、张学军、 张立杰 、马自好、费少华、聂克庆。 GY/T 327 2019 IV 引 言 本文件 的发布机构提请注意，声明符合 本文件 时，可能使用涉

6、及 本文件 有关内容的相关授权的和正 在申请的专利如下： 序号 章条 编 号 专利名称 1 4、 8.2 光纤接收装置 2 8.3 集成电路及数据处理方法 3 4 网络数据传输系统中的数据发送前端 4 8 网络数据传输系统中的数据接收终端 5 7、 8 网络数据传输系统 6 4 光传输系统 本文件 的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。 该专利持有人已向 本文件 的发布机构保证，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下， 就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在 本文件 的发布机构备案，相关信息可以通过以下联 系方式获得： 专利权利人 联系地址 联系人 邮政编码 电

7、话 电子邮件 吉视传媒股份有 限公司 吉林省长春市新民大街 1027-1号 吴迪 130021 0431-88789022 北京吉视汇通科 技有限责任公司 北京市丰台区海鹰路 8 号院金伟凯大厦 3号楼 北区 4层 徐志慧 100070 010-63702263 请注意除上述专利外， 本文件 的某些内容仍可能涉及专利。 本文件 的发布机构不承担识别这些专 利的责任。 GY/T 327 2019 1 有线电视网络光纤到户万兆单向 IP 广播系统技术规范 1 范围 本标准规定了有线电视网络 光纤到户 万兆单向 IP广播 系统的组成、通道划分、视音频数据的编码标 准及封装、广播业务信息、 IP广播传

8、输 系统 以及 IP广播 接收模块的技术要求。 本标准适用于有线电视网络光纤到户万兆单向 IP广播系统的开发、研制、 组网 、运行和管理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件 的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅 注日期的版本适用于本文件 。 凡 是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 。 GB/T 17975.1 2010 信息技术 运动图 像 及其伴音信息的通用编码 第 1部分：系统 （ ISO IEC 13818-1： 2007， MOD） GB 18030 2005 信息技术中文编码字符集 GB/T 28161 2011 数字电视广播业务信息规范

9、GB/T 28430 2012 数字电视系统数据广播技术规范 GY/T 306.1 2017 有线电视网络 光纤到户系统技术规范 第 1部分 ：总体技术要求 中国广电 IPv6地址规划方案（ 2018版）（广电 发 201845号） IEEE 802.3ae-2002 信息技术的 IEEE标准 系统间的通信和信息交换 局域网和城域 网 特殊要 求 第 3部分： CSMA/CD的接入方法及物理层规范 10Gb/s以太网 MAC参数、物理层和管理参数（ IEEE Standard for Information Technology- Telecommunications and Informat

10、ion Exchange Between Systems- Local and Metropolitan Area Networks- Specific Requirements Part 3: Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications Amendment: Media Access Control (MAC) Parameters, Physical Layers, and Management Paramet

11、ers for 10 Gb/S Operation） SFF INF-8077i Revision 4.5 10Gb小型可插拔模块 SFP+规范（ 10 Gigabit Small Form Factor Pluggable Module） 3 术语、定义、缩略语和约定 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 3.1.1 光纤到户 fiber to the home 有线电视网络或其他网络中，仅用光纤媒质连接接入网局端和家庭住宅的接入方式。 3.1.2 GY/T 327 2019 2 万兆单向 IP广播 10Gbps IP broadcast 一种在光分配网上实现的基于万兆以太物理

12、层协议的基 带 IP流广播。 3.1.3 IP广 播通道 IP broadcast channel 特指在万兆 IP广播中 ， 由 D类 IP地址和 UDP目的 端口 标识 的 数据 通道， 通常每通道对应一个数字电视 传输流或业务流。 3.1.4 主通道 main channel 用于传输 数字电视 业务索引数据的 广播业务通道 。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件 。 ACT 区域码表（ Area Code Table） BER 比特误码率（ Bit Error Rate） BSI 广播 业务信息（ Broadcast Service Information） bslbf 位 串（

13、bit string,left bit first） DLT 万兆 IP广播分发机 （ Distribution Line Terminal） DTT 时间 日期 表（ Date Time Table） DVB 数字视频广播（ Digital Video Broadcast） EPG 电子节目指南（ Electronic Program Guide） EPON 以太网无源光网络（ Ethernet Passive Optical Network） HTML 超文本标记语言（ Hyper Text Markup Language） HTTP 超文本传输协议（ Hyper Text Transfe

14、r Protocol） ID 标识（ Identity） IEEE 电气和电子工程师协会（ Institute of Electrical and Electronics Engineers） IPv4 互联网 协议第 4版 （ Internet Protocol,version 4） IPv6 互联网 协议第 6版 （ Internet Protocol,version 6） GPON 吉比特的无源光网络（ Gigabit-Capable Passive Optical Network） MIT 通道信息表（ Multicast Information Table） MPEG 运动图像专家组

15、（ Moving Pictures Expert Group） MPTS 多节目 传输 流（ Multi-program Transport Stream） ONU 光网络单元（ Optical Network Unit） OTT 互联网电视（ Over The Top） PID 包标识符（ Packet Identifier） PON 无源光纤网（ Passive Optical Network） rpchof 余数多项式系数，最高阶在先 （ remainder polynomial coefficients,highest order first） SFP 小型光纤模块（ Small Fo

16、rm-factor Pluggable） SI 业务信息（ Service Information） SNLT 业务 名称列 表 （ Service Name List Section Table） SPTS 单节目传 送 流（ Single Program Transport Stream） GY/T 327 2019 3 SVT 业务版本变化表（ Service Version Table） TS 传送流（ Transport Stream） UDP 用户数据包协议（ User Datagram Protocol） uimsbf 无符号整数 （ unsinged integer,most

17、significant bit first） UTC 世界协调时间（ Coordinated Universal Time） VOD 视频点播（ Video On Demand） XML 可扩展标记语言（ Extensible Markup Language） 3.3 约定 下列约定适用于本文件。 3.3.1 版本号 版本号用于标识本标准的版本，以支持系统的兼容性识别。本标准当前版本号为 1.0.0，即大版本 号（ versionMajor）为 1，小版本号（ versionMinor）为 0，微版本号（ versionMicro）为 0。 3.3.2 文本字符编码 若未特殊说明，文本字符编码

18、缺省采用 GB 18030 2005。 3.3.3 保留位 若未特殊说明，本标准中的所有保留位应置为 1。 4 万兆 单向 IP 广播 系统 组成 4.1 概述 有线电视网络光纤到户万兆 单向 IP广播系统利用 1550nm波长 ，通过光功率的分配，实现 万兆 IP数据 流 的广播传输 。 如图 1， 万兆 单向 IP广播 系统 主要由 IP广播 前 端、 IP广播 传输 网和 IP广播接收模块 等 三 部分组成 。 其中， 业务数据由国家级业务平台逐级传送至 地市 业务平台 ， IP广播 前 端 接收 数据报文， 然 后根据需要加入本地业务数据后， 以 UDP组播报文的格式 ， 将 数据 通

19、过 光传输 网络广播到每一个用户终 端，这里的 UDP组播格式的组播地址和 UDP端口号 是 用于区分广播数据中的不同 数字电视 节目 ，具体的组 播地址规划见附录 A。 万兆 单向 IP广播接收模块通常位于 用户 接入 终端系统内，用于接收来自光纤的 广 播 传输的 UDP组播报文，并根据 其 组播地址和端口号对广播节目 流 进行选择。 GY/T 327 2019 4 IP 广播传输网 地市级业务平台 IP 广播前端 IP 广播 接收模块 IP 广播 接收模块 IP 广播 接收模块 国家级业务平台 省级业务平台 万兆单向 IP 广播系统 图 1 万兆单向 IP广播 系统 组成 万兆单向 IP

20、广播光网络可以单独构成一个单向广播系统独立运行开展电视广播业务 ， 如图 2所示。 也可以与双向传输系统（ EPON/GPON等）共同构建一张万兆宽带接入网 ， 即 I-PON方案 ，支持电视直播业 务和双向交互视频与高速数据业务（ VOD视频点播、 OTT TV互联网电视和 Internet上网等 等 ） ，如 图 3 所示 。 双向 组网 的网络 改造方案参见附录 B。 与 G/EPON双向 网络融合 应用 的示例 参 见 附录 C。 I-PON的 典 型 组网方 案 有 单纤三波 组网方案和双纤三波组网方案等 ， 具体 见 GY/T 306.1 2017。 DVB 平台 业务平台 万兆

21、IP 广 播分发机 骨干 网 ODN 光分配网 IP 广播 接收模 块 万兆广播机顶盒 IP BOX / CPE 交换 机 IP 广播传输网IP 广播前端 图 2 万兆单向 IP广播 光网络 单独 构成 单向 广播系统 架构图 GY/T 327 2019 5 DVB 平台 OTT / VOD 业 务平台 Internet 业务平台 业务平台 万兆 IP 广 播分发机 OLT 骨干 网 ODN 光分配 网 IP 广播 接收模 块 ONU 千兆 / 百兆 交换 CPE 直播 、 点播 、 互联网等视频数据 点播 、 互联网等不含视频数据的窄带数据 交换 机 IP 广播前端 IP 广播传输网 融合型

22、网关 图 3 I-PON方案 系统架构图 4.2 IP 广播 前端 IP广播前端以 IP广播方式发送 UDP组播 报文，通常 由编转码设备、 应用 服务器、 EPG播出 设备 和 交换 机 等组成 。 4.3 IP 广播 传输 网 IP广播传输网主要由 万兆 IP广播分发机 、 光放大器 和 ODN无源 光分配网 组成 ， 将 IP流以 广播方式传 送 UDP组播报文 ， 详细描述见第 7章。 4.4 IP 广播接收模块 IP广播接收模块通常位于 接入 终端系统内，用于接收来自光纤的单向传输的 UDP组播报文，并根据 一个或多个用户终端的请求，按照组播地址和端口号对 UDP报文进行选通 分发

23、。详细描述见第 8章。 5 万兆 单向 IP 广播 系统 的 广播业务通道 规划 5.1 通道 划分 在 万兆 单向 IP广播网络中，除视 、 音频节目外的 相关 辅助信息 ，都 需要通过下述特定 广播业务通道 传输，其通道 划分 见表 1。 GY/T 327 2019 6 表 1 通道 划分 规划 通道名称 通道描述 要求 承载内容 应用说明 主通道 传输基本的索引信息 必选 MIT、 SNLT、 ACT 表 主通道包括 用户 终端开机后需 要的一些必要信息，如视音频 节目、 EPG 等所在的 广播业务通 道 和 用户 终端所在区域或行业 分组有关的信息 。 主 通道的优 先级别最高。 授权

24、专用通道 CAT/EMM 等授权信息 必选 CAT/EMM 加扰系统的 CAT/EMM 在一个单独的通道内传输 。 数字视频广播 业务通道 数字视频广播 EPG 的 专用通道 可选 例如：以 TS 包形式传输的 EPG （ 业务信息表 ）信息 来自传统的 DVB EPG 服务器， 采用 TS Over UDP 形式传输 。 节目通道 必选 节目可以采用 SPTS（推荐）或MPTS 形式传输。 主通道详细信息 如下 所述： 主通道是具有特定 IP目的地址和 UDP目的端口号的 IP广播流通道。主通道中传输的 UDP数据描述了整 个 IP广播系统中的数字电视节目等各种业务所在的 广播业务通道 、业

25、务版本号、日期等关键信息。用户 终端（ IP机顶盒、智能手机、智能电视机、 PAD、 PC等）开机后，首先获取和解析主通道的数据，然后 依据这些信息接收其他业务通道的数据。 主通道应包含一个通道信息表（ MIT）， 可 另 选包含一个 业务名称 列 表（ SNLT） 或 一个区域码表（ ACT）。 MIT表：主要用来描述业务所在的组播地址、 UDP端口号、封装格式等。 SNLT表：主要用来描述 各个 节目的名称 、 节目提供商 ，以及其他 信息 。 ACT表：主要用来描述 用户 接入 终端所在的区域。 这些表需循环传送，建议间隔时间不大于 500ms。 用户 接入 终端开机后应首先获取 MIT

26、和 ACT，从 MIT表中获取所有业务所在的组播地址、 UDP端口号、 封装格式等。根据从 ACT获取的本地区域码进行相关的业务筛选。 5.2 数字视频广播业务视音频数据流的 IP 封装规范 5.2.1 概述 万兆 单向 IP广播系统中， 数字视频广播 视音频数据应以 UDP在 IPv6或 IPv4协议之上进行封装，形成 的 IP报文的目的地址应采用组播地址。对于不同的 节目 传输通道，采用不同的 IP目的地址或不同的 UDP 目的端口号加以区分。而在 UDP层以上，其封装采用 GB/T 17975.1 2010中规定的 TS格式或非 TS格式。 5.2.2 TS 封装成 IP 数据包 UDP

27、包 所在以太网报文数据部分 的最大 长度 是 1500字节，可容纳至多 7个 188字节的 TS数据包，实际 的 UDP数据 最大长度 为 1887=1316字节。本标准规定单个 UDP数据包应包含 1个到 7个 188字节的完整 TS数 据包。 TS封装成 IP报文的格式如图 4所示。 GY/T 327 2019 7 音视频数据头部 TS 7TS 1 TS 2 TS 3 TS 4 TS 5 TS 6U D P 首部 U D P 首部 U D P 数据IP 首部 4 字节 1 8 4 字节 TS 数据包 U D P 段 U D P 首部 U D P 数据IP 首部 以太网 首部 以太网 尾部

28、IP 数据报 8 字节 40 字节 （ I P v 6 ） 以太网帧 14 字节 4 字节 以太网数据帧 46 字节 1 5 0 0 字节 TS U D P IP E t h e r n e t 图 4 TS 格式封装 在 IP层 对 UDP报文进行封装时， IPV6组播地址格式详细规划方法见附录 A。 5.2.3 非 TS 数据封装成 IP 数据包 非 TS格式（如 MP4、 AVI、 MOV等流媒体容器格式）的视音频数据可以按照图 5的格式进行 IP封装。 其 IP层 的封装， IPv6的 地址 与 TS封装成 IP数据包 要求一致。 流媒体数据 U D P 首部 U D P 首部 U D

29、 P 数据IP 首部 U D P 段 U D P 首部 U D P 数据IP 首部 以太网 首部 以太网 尾部 IP 数据报 8 字节 40 字节 （ I P v 6 ） 以太网帧 14 字节 4 字节 以太网数据帧 46 字节 1 5 0 0 字节 非 TS U D P IP E t h e r n e t U D P 数据 图 5 非 TS 格式封装 在 IP层对 UDP报文进行封装时， IPv6组播地址格式详细规划方法见附录 A。 GY/T 327 2019 8 6 万兆 单向 IP 广播系统的 数字电视 业务 信息 6.1 简介 本 章 所描述的业务信息以 数字视频广播中文业务信息规范

30、 为基础， 在 兼容 SI（符合 GB/T 28161 2011和 GB/T 28430 2012定义的各种业务信息和应用）的 基础上 ， 规定 了 三 个以 业务信息段（ section） 语法为基础的扩展表，用来描述 万兆 广播业务通道 信息和辅助扩展信息。这些扩展信息被封装成 TS包， 再以 TS Over IP的方式在主通道中传输。 6.2 IP 广播数字电视业务信息 表 （ BSI） IP广播 数字电视业务信息表 由 IP广播数字电视 通道信息表（ MIT）、 IP广播 数字电视 业务名称 列 表 （ SNLT） 和 IP广播 数字电视 区域码表（ ACT） 组成 ， 都 在主通道中

31、传输。 IP广播 数字电视业务信息表 的 PID分配见表 2。 表 2 PID 分配表 表 PID 值 MIT 0 x000A SNLT 0 x000D ACT 0 x000C BSI表的 table_id分配见表 3。 表 3 table_id 分配表 table_id 所在的表段 段最大长度 字节 0 xAE MIT 1024 0 xAF SNLT 1024 0 xED ACT 1024 6.3 IP 广播 数字电视 通道信息表（ MIT） IP广播数字电视通道信息表（ MIT） 用来描述广播传输网中各节目或业务的组播地址和 UDP目的端口 号， 用于终端搜索节目， 该 section数据

32、封装在 TS包中。本标准规定包含该 section数据的 TS包 PID为 0 x000A， table_id为 0 xAE，该 section的最大长度为 1024字节。 MIT表的子表：具有相同 table_id和 version_number的 section的集合为 MIT表的一个子表 （ sub_table）。 MIT section见 表 4。 GY/T 327 2019 9 表 4 MIT section 语法 位数 助记符 multicast_information_section table_id 8 uimsbf section_syntax_indicator 1 bsl

33、bf reserved 1 bslbf reserved 2 bslbf section_length 12 uimsbf reserved 2 bslbf version_number 5 uimsbf current_next_indicator 1 bslbf section_number 8 uimsbf last_section_number 8 uimsbf reserved 4 bslbf descriptors_length 12 uimsbf for(int i=0;iN;i+) descriptor() CRC 32 rpchof MIT section中各字段的语义定义如

34、下： a) 表标识符 table_id 本标准规定为 0 xAE。 b) 段语法指示符 section_syntax_indicator 本标准规定此字段置“ 1”。 c) 段长度 section_length 12位无符号整数，前两位置“ 00”。它表示从该字段的下一个字节开始的本段的字节长度，并 包含 CRC。该字段不能超过 1021，这样整个段的最大长度为 1024字节。 d) 版本号 version_number 5位无符号整数，标识子表的版本号。当子表包含的信息发生变化时， version_number加 1。当 值增至 31时 ,复位为 0。当 current_next_indic

35、ator置“ 1”时，则 version_number为当前使用 的子表的版本号。当 current_next_indicator置 “ 0”时，则 version_number为下一个使用的 子表的版本号。 e) 当前 /后续指示符 current_next_indicator 当被置“ 1”时，表示当前子表正被使用。当其置“ 0”时，表示所传子表尚未被使用，它是下 一个将被使用的子表。 f) 段号 section_number 8位字段，给出了 本 section在所属 子表 中的 段号。子表中的第一个段的 section_number标为 “ 0 x00”。 子表 中 每增加一个段， s

36、ection_number就加 1。 g) 最后段号 last_section_number GY/T 327 2019 10 8位字段，表示所属的子表的最后一个段（即段号最大的段）的段号。 h) 描述符长度 descriptors_length i) 32位的 CRC校验码 CRC 包含了 CRC值，其计算方法 参 见 GB/T 17975.1 2010的 附录 C。 6.4 IP 广播 数字电视 业务名称 列 表 （ SNLT） IP广播数字电视业务名称 列 表（ SNLT） 用以包含各个 视频 节目的名称信息，以及其他信息（比如 节 目提供商信息等 ） ， 用于改进和代替 SI中的 业务

37、 描述表 （ SDT） 。 SNLT表的子表：具有相同的 table_id、 list_id、 version_number的 section的集合为 SNLT表的一个 子表（ sub_table）。 SNLT section见 表 5。 表 5 SNLT section 语法 位数 助记符 service_name_list_section table_id 8 uimsbf section_syntax_indicator 1 bslbf reserved_future_use 1 bslbf reserved 2 bslbf section_length list_id 12 16 ui

38、msbf uimsbf reserved 2 bslbf version_number 5 uimsbf current_next_indicator 1 bslbf section_number 8 uimsbf last_section_number 8 uimsbf reserved_future_use for(int i=0;iN;i+) transport_stream_id service_id reserved 8 16 16 4 bslbf uimsbf uimsbf bslbf descriptors_loop_length 12 uimsbf for(int i=0;iN

39、;i+) descriptor() CRC 32 rpchof SNLT section中各字段的语义定义如下： a) 表标识符 table_id 本标准规定为 0 xAF。 GY/T 327 2019 11 b) 段语法指示符 section_syntax_indicator 本标准规定此字段置“ 1”。 c) 段长度 section_length 12位无符号整数，前两位置“ 00”。它表示从该字段的下一个字节开始的本段的字节长度，并 包含 CRC。该字段不能超过 1021，这样整个段的最大长度为 1024字节。 d) 频道标识符 list_id 从业务层面来标识一批（或一组）特定频道。 e) 版本号 version_number 5位无符号整数，标识子表的版本号。 当子表包含的信息发生变化时， version_number加 1。当 值增至 31时