V12CMMB复用协议.docx
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V12CMMB复用协议
移动多媒体广播第二部分：
复用
实施指南
CMMB工作组
2008年3月
修订记录（版本V1.2）
修订章节号
修订内容
2
增加对ESG、紧急广播标准的引用
3.3.1
增加版本号为1.2
4.4
表4-5增加XPE/XPE-FEC的数据单元类型
8
数据广播复用封装
10
前端设备接口要求
目录
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
3.3.约定3
4复用系统3
4.1概述3
4.2封装模式说明4
4.3音视频参数规定7
4.4数据单元的数据单元类型说明8
5音视频流复用封装9
5.1H.264视频流复用封装9
5.2AAC音频流复用封装10
6ESG复用封装11
7紧急广播复用封装12
8数据广播复用封装13
9加密授权信息的复用封装14
9.1复用帧结构的加密授权指示14
9.2EMM信息封装说明16
9.3ECM信息封装说明17
《移动多媒体广播第2部分：
复用》
实施指南
1范围
本文档作为GY/T220.2-2006《移动多媒体广播第2部分：
复用》在实施过程中的指导性建议。
2规范性引用文件
本实施指南引用下列文件中的条款。
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部分，然而，鼓励根据本部分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部分。
GY/Z174-2001数字电视广播业务信息规范
GY/T220.1-2006移动多媒体广播第1部分：
广播信道帧结构、信道编码和调制
GY/T220.2-2006移动多媒体广播第2部分：
复用
GY/T220.3-2007移动多媒体广播第3部分：
电子业务指南
GY/T220.4-2007移动多媒体广播第4部分：
紧急广播
GY/T220.5-2008移动多媒体广播第5部分：
数据广播
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规范
3.1.1
复用帧multiplexframe
封装了业务或控制信息的数据帧，不同标识的复用帧使用不同的物理层逻辑信道来发送。
3.1.2
复用子帧multiplexsub-frame
复用帧的基本组成单元，承载一个业务或者一个控制信息表的数据。
3.1.3
视频段videosection
复用子帧中的一个段，用于承载视频信息。
视频单元videounit
视频段的基本组成单元。
3.1.4
音频段audiosection
复用子帧中的一个段，用于承载音频信息。
3.1.5
音频单元audiounit
音频段的基本组成单元。
3.1.6
数据段datasection
复用子帧中的一个段，用于承载除视频、音频以外的信息。
3.1.7
数据单元dataunit
数据段的基本组成单元。
3.2.缩略语
下列缩略语适用于本标准：
CMMB（ChinaMobileMultimediaBroadcasting）中国移动多媒体广播
CRC（CyclicRedundancyCheck）循环冗余校验
ES（ElementaryStream）基本流
ESG（ElectronicServiceGuide）电子业务指南
LSB（LeastSignificantBit）最低有效位
MF_ID（MultiplexFrameIdentifier）复用帧标识
MFS（MultiplexFrameStructure）复用帧结构
MJD（ModifiedJulianDate）修正的儒略日期
MSF（MultiplexSubFrame）复用子帧
MSF_ID（MultiplexSubFrameIdentifier）复用子帧标识
MSB（MostSignificantBit）最高有效位
MUX（Multiplex）复用
NIT（NetworkInformationTable）网络信息表
ServiceID（ServiceIdentifier）业务标识
UTC（UniversalTime，Co-ordinated）世界协调时
bslbf（bitstring,leftbitfirst）比特串，左位在先
uimsbf（unsignedinteger，mostsignificantbitfirst）无符号整数，高位在
先
PMS（PacketizedMutiplexingStream）打包的复用流
3.3.约定
下列约定适用于本标准。
3.3.1版本号
用于标识本标准的版本，以支持系统的兼容性识别。
当前版本号为1.2，后续版本号递增。
3.3.2保留
如未加特殊说明，本标准中的所有保留位应置为‘1’。
3.3.3关系运算符
<小于
>大于
==等于
!
=不等于
4复用系统
4.1概述
本实施指南给出了移动多媒体广播复用标准的使用方法和应用实例，遵循标准GY220.2-2006《移动多媒体广播第2部分：
复用》。
复用处于移动多媒体广播系统的前端，高效实时地封装和发送多媒体业务，复用在移动多媒体广播前端系统的位置如图4-1所示。
图4-1复用在移动多媒体广播前端系统中的位置
一个典型的移动多媒体广播复用器功能框图如图4-2所示。
图4-2复用器功能框图
4.2封装模式说明
遵循标准GY/T220.2-2006《移动多媒体广播第2部分：
复用》对输入的业务进行解析，然后将具有相同时戳的视频业务数据封装在同一个视频单元中，将具有相同时戳的音频业务数据封装在同一个音频单元中，数据业务被封装在数据单元中。
封装有两种模式供选择：
模式1和模式2，同一复用子帧内数据必须采用相同模式封装。
为了指示复用子帧所采用的封装模式，利用复用子帧头中的一个保留比特做为封装模式指示，取值方法见表4-1，在复用子帧头的位置见图4-3。
表4-1封装模式
封装模式指示（1位）
模式
1
模式1
0
模式2
图4-3封装模式指示在复用子帧头中的位置
当使用模式1封装时，对输入的音频流/视频流进行解析得到ES流，并将具有相同时戳的ES流封装在同一个音频单元/视频单元中；对输入的数据流，直接将有效数据净荷按类型封装在数据单元中。
当使用模式2封装时，每个单元被分为一个或者多个复用块，如图4-4所示。
每个复用块的净荷最大长度为4095字节。
图4-4模式2复用块结构
复用块由复用块头和复用块净荷组成，其中复用块头由起始码、起始标记、结束标记、净荷长度和CRC组成。
起始码
8位字段，标识复用块的首字节，取值固定为0x55。
起始标记
1位字段，标识当前复用块是否是视频单元/音频单元/数据单元的开始，如果是视频单元/音频单元/数据单元的第一个复用块则为标记位为1，如果不是视频单元/音频单元/数据单元的第一个复用块则为标记位为0。
结束标记
1位字段，标识当前复用块是否是视频单元/音频单元/数据单元的结尾，如果是视频单元/音频单元/数据单元的最后一个复用块则为标记位为1，如果不是视频单元/音频单元/数据单元的最后一个复用块则为标记位为0。
类型
2位字段，定义见表4-2。
表4-2复用块类型
00
承载视频的复用块
01
承载音频的复用块
10
承载数据的复用块
11
保留
净荷长度
12位字段，标识净荷长度，单位是字节。
数据单元类型
8位可选字段，仅当复用块类型为‘10’时有效，数据单元类型定义见表4-3。
CRC
8位字段，对不包含CRC的复用块头的CRC计算值，CRC计算的多项式为x8+x5+x4+1。
4.3音视频参数规定
复用子帧头中的“视频算法类型”字段规定如表4-3所示。
当视频算法类型为0时，表示该子帧的视频段封装了符合AVS标准的视频压缩数据；当视频算法类型为1时，表示该子帧的视频段封装了符合H.264标准的视频压缩数据。
表4-3视频算法类型
值
视频算法类型
0
AVS
1
H.264
2~15
保留
复用子帧头中的“音频算法类型”字段规定如表4-4所示。
当音频算法类型为0时，表示该子帧的音频段封装了符合DRA标准的音频压缩数据；当音频算法类型为1时，表示该子帧的音频段封装了符合AAC标准的音频压缩数据，限制为HE-AAC类（Profile）；当音频算法类型为2时，表示该子帧的音频段封装了符合AAC标准的音频压缩数据，限制为AAC类。
这里的HE-AAC类，采用级别2（Level2），对象（Object）为AAC-LC+SBR；AAC类时，对象为AAC-LC。
表4-4音频算法类型
值
音频算法类型
0
DRA
1
HE-AAC
2
AAC
3~15
保留
当音频压缩数据为AAC标准时，默认为LATM封装格式，StreamMuxConfig（流复用配置）采用带外传输，StreamMuxConfig中的若干参数采用默认方式，具体如下：
audioMuxVersion：
0，标志流语法版本号为0。
allStreamSameTimeFraming：
1，标志复用到PayLoadMux（）中的所有负载共享一个共同的时基。
numSubFrames：
0，表示只有一个音频子帧。
numProgram：
0，表示只有一个节目。
numLayer：
0，表示只有一个层。
audioObjectType：
2，表示对象类型为AAC_LC。
frameLengthType：
0，表示帧长度是变长的。
latmBufferFullness：
0xFF，表示码流为可变码率的码流。
StreamMuxConfig的参数可以通过ESG的基本业务参数表传输，如果没有传输，则默认为以上参数规定。
AAC数据的封装格式可以通过ESG的基本业务参数表传输，如果没有传输，则默认为LATM封装。
复用子帧中的“音频采样率”字段，表示了音频数据的实际采样率，采用HE-AAC算法时，压缩的采样率为实际采样率的一半，这是因为HE-AAC压缩技术采用SBR技术，可进行高频数据的预测。
例如，“音频采样率”字段为48kHz，HE-AAC压缩数据的采样率为24kHz。
视频与音频压缩编码的参数，可以通过ESG的基本业务参数表传输，如果没有传输，则根据复用子帧中的视频与音频参数，以及视频与音频压缩数据中的信息来进行解码。
4.4数据单元的数据单元类型说明
复用子帧的数据段由一个或者多个数据单元组成，不同类型的数据封装在不同的数据单元中，使用数据单元类型来区分，对标准GY/T220.2-2006定义的表20进行补充分配，见表4-5。
表4-5数据单元类型
值
数据单元类型
0
ESG数据
1
节目提示信息
2～127
保留
128～129
ECM（128）/EMM（129）第一个CAS系统使用
130～131
ECM（130）/EMM（131）第二个CAS系统使用
132～133
ECM（132）/EMM（133）第三个CAS系统使用
134～159
保留
160
数据广播XPE包
161
数据广播XPE-FEC包
162～169
数据广播保留
170～254
保留
255
测试用数据单元类型
5音视频流复用封装
5.1H.264视频流复用封装
模式1：
要求输入的H.264视频流格式符合《RFC3984：
RTPPayloadFormatforH.264Video》规范，封装流程如下，并见图5-1。
✓从输入的视频RTP包中解析出的H.264的NAL单元；
✓在每个NAL的前面插入3字节的起始码（startcode：
0x000001）后封装在视频单元中；
✓每个视频单元包含具有相同时戳的一个或多个完整的NAL单元。
图5-1H.264视频流封装（模式1）
模式2：
从接收的视频RTP包取出RTP包净荷直接映射在复用块的净荷中，复用块的净荷与RTP包净荷存在一一对应关系，见图5-2。
要求输入的RTP包长度不能超过4096字节。
Perhaps
图5-2H.264视频流封装（模式2）
5.2AAC音频流复用封装
模式1：
输入的AAC音频流格式符合《RFC3016：
RTPPayloadFormatforMPEG-4Audio/VisualStreams》，封装流程如下，并见图5-3。
✓从输入的音频RTP包中解析出的RFC3016格式音频复用元素audioMuxElement；
✓将音频复用元素audioMuxElement封装在复用帧结构的音频单元中。
图5-3AAC音频流复用封装（模式1）
模式2：
从输入的音频RTP包中取出RTP包净荷，并封装在音频单元的复用块净荷中，见图5-4。
要求输入的RTP包长度不能超过4096字节。
图5-4AAC音频流复用封装（模式2）
6ESG复用封装
ESG数据由基本描述信息、数据信息和节目提示信息构成，它们的复用方法如下：
✓ESG基本描述信息：
作为一种控制信息表被复用在复用帧0中，该控制信息表的表序号为0x06；
✓ESG数据信息：
复用为一个独立的只有数据段的复用子帧（业务标识为0x0040～0x00ff中的一个）中，一个数据节被复用在一个数据单元中，使用的数据单元类型为0；
✓节目提示信息：
随业务一同传送，做为一个数据单元被复用在相应（业务）复用子帧中的数据段中，使用的数据单元类型为1。
复用的示意过程见图6-1。
图6-1ESG数据的复用位置
当采用模式1时，ESG数据封装为数据单元的方法见图6-2。
图6-2ESG数据封装为数据单元的方法（模式1）
当采用模式2时，ESG数据封装为数据单元的方法见图6-3，数据节长度不能超过4095字节。
图6-3ESG数据封装为数据单元的方法（模式2）
7紧急广播复用封装
紧急广播使用复用帧0的一个控制信息表来传输，紧急广播使用控制信息表的表标识号为0x10，见图7-1。
图7-1紧急广播复用封装示意图
8数据广播复用封装
数据广播在复用中的处理流程，数据广播按照流模式/文件模式对业务数据进行XPE/XPE-FEC封装后适配到复用帧，见图8-1。
图8-1数据广播业务数据在复用中的位置
数据广播的XPE/XPE-FEC数据封装到复用子帧的数据单元，单元类型的定义如表8-1。
详细的单元类型见表4-5。
表8-1数据广播使用的单元类型
单元类型
说明
160
数据广播XPE包
161
数据广播XPE-FEC包
数据广播在复用封装中使用复用的模式2进行复用处理。
9加密授权信息的复用封装
9.1复用帧结构的加密授权指示
当CMMB系统中应用加密授权系统时，《移动多媒体广播第2部分：
复用》（GY/T220.2-2006）中复用帧头的结构扩展为图9-1所示结构。
图9-1复用帧头的扩展结构
扩展控制信息表更新序号
4位字段，表示除GY/T220.2-2006中标准中定义外的扩展控制信息表是否更新。
当扩展信息表发生变化时，扩展控制信息表更新序号需要改变，在0～15范围内循环取值，每次更新加1。
当CMMB系统中应用加密授权系统时，《移动多媒体广播第2部分：
复用》（GY/T220.2-2006）中图7复用子帧的结构扩展为本文的图4-3所示结构。
加密指示（2比特）：
2位字段，指示本子帧中音视频数据是否加扰。
‘00’表示本子帧中音视频或数据广播数据没有加扰；
‘01’表示本子帧中音视频或数据广播数据已解扰；
‘10’表示本子帧中音视频或数据广播数据进行了加扰；
‘11’保留。
ECM指示（1比特）：
0：
本子帧中没有ECM数据
1：
本子帧中包含ECM数据
9.2EMM信息封装说明
每个加密授权系统的EMM数据流独立占用一个复用子帧，需要分配一个ServiceId。
传送EMM复用子帧的复用帧示意图如图9-2所示：
图9-2传送EMM复用子帧的复用帧
EMM复用子帧只有数据段，如图9-3所示：
图9-3EMM复用子帧结构
EMM数据使用模式2封装。
9.3ECM信息封装说明
ECM与对应的业务共同使用一个复用子帧，ECM在该复用子帧的数据段中传送：
✓每一种ECM占用一个数据单元，使用模式2封装；
✓同一个数据段中允许包含一个或者多个ECM数据单元，不同CA系统的ECM采用不同类型的数据单元加以区分；
✓该数据段中允许有其它类型的数据单元，例如承载P/F信息的数据单元。
ECM在复用子帧数据段中的承载如图9-4所示。
图9-4ECM数据段结构
10前端设备和复用器接口要求
在CMMB前端网络中复用器需要和前端设备进行连接，接收前端的业务数据，进行复用处理，本节规定前端设备和复用器间的接口技术要求。
基本的要求是使用基于以太网的IP网络进行业务数据的传输。
10.1接口消息
CMMB复用器和各种前端设备连接，接入各种不同的业务数据，包括数据广播、ESG、紧急广播等。
这些数据，各自有不同的封装格式和特性，统一使用UDP协议进行传输。
接口上的业务数据包括ESG数据、数据广播源数据包、紧急广播消息包、ESG基本描述表等等。
使用统一的接口消息各式进行UDP传输。
各前端设备将业务数据按照接口消息封装，通过UDP接口发给复用器。
消息内容可以是ESG的数据节、数据广播的XPE/XPE-FEC包、紧急广播表、ESG基本描述表、节目提示信息包等。
消息内容加上消息头组成完整的接口消息放在UDP的净荷部分来传输，见图10-1，建议尽量实现该UDP包加上IP头后，IP包大小不超过网络MTU大小，以免在再次分割。
图10-1前端设备消息封装
数据源包括ESG数据节、ESG节目提示信息包、数据广播XPE/XPE-FEC包、紧急广播表、ESG基本描述表等。
复用器对收到的接口消息进行处理，对于ESG数据节、ESG节目提示信息包、数据广播XPE/XPE-FEC包等复用到数据单元中，见图10-2。
对于紧急广播表、ESG基本描述表等复用到时隙0的控制信息表中，见图10-3。
图10-2解封装处理1
图10-3解封装处理2
消息内容放在消息体内。
可以是ESG的数据节、ESG节目提示信息包、数据广播的XPE/XPE-FEC包、或者紧急广播表、ESG基本描述表等，见表10-1。
表10-1消息内容
数据源
消息内容
ESG数据信息
ESG数据节
节目提示信息
节目提示信息数据包
数据广播
XPE/XPE-FEC包
ESG基本描述信息
ESG基本描述表
紧急广播
紧急广播表
复用器从接口消息中解出消息内容后，将其放在一个数据单元，按照复用模式2封装到复用子帧。
消息头携带消息信息，见图10-4。
图10-4消息头格式
消息头说明见表10-2
表10-2UDP接口消息头参数说明
元素
长度
说明
版本
4bit
消息的版本，文档对应的当前版本为‘0000’，后续版本变更递增加1。
头长度
4bit
消息头的长度，单位为字节
保留
4bit
保留位
消息类型
4bit
消息的类型，取值见表10.3
数据类型
8bit
数据类型，每类消息类型的数据类型有不同的规定，见表10.3
包序号
16bit
消息传送的包序号，每个ServiceID的业务维护各自的包序号
业务标识
16bit
消息内容为ESG基本描述表或紧急广播控制信息表，取值0xffff；其它情况下为业务标识ServiceID，取值范围参见CMMB相关标准。
消息类型用于区分不同的消息内容。
表10-3消息类型
值
消息类型
数据类型
0
保留
1
源数据包，包括ESG数据节、ESG节目提示信息、数据广播XPE/XPE-FEC包
见表10.4
2~9
保留
10
紧急广播控制信息表
见表10.5
11
ESG基本描述表
保留
12~15
保留
数据类型规定如下。
消息类型为源数据包，如ESG数据节、数据广播XPE/XPE-FEC包等时，源数据包将被复用器封装到数据单元里，数据类型取值（表10-4）与复用的数据单元类型值（表4-5）相同。
表10-4消息的数据类型
值
消息的数据类型
数据单元类型（表4-5）
0
ESG数据
ESG数据
1
节目提示信息
节目提示信息
2～127
保留
保留
128～129
ECM（128）/EMM（129）第一个CAS系统使用
ECM（128）/EMM（129）第一个CAS系统使用
130～131
ECM（130）/EMM（131）第二个CAS系统使用
ECM（130）/EMM（131）第二个CAS系统使用
132～133
ECM（132）/EMM（133）第三个CAS系统使用
ECM（132）/EMM（133）第三个CAS系统使用
134～159
保留
保留
160
数据广播XPE包
数据广播XPE包
161
数据广播XPE-FEC包
数据广播XPE-FEC包
162～169
数据广播保留
数据广播保留
170～254
保留
保留
255
测试用数据单元类型
测试用数据单元类型
消息类型为紧急广播时，数据类型规定如表10-5。
表10-5紧急广播数据类型
语法
位数
标识符
并发消息数量
b7~b4
bslbf
保留
b3~b2
bslbf
紧急广播序号
b1~b0
bslbf
并发消息数量
4位表示紧急广播前端设备发送队列里面当前待发的消息数量，复用器可以根据此字段判断是否还有待接收的紧急广播消息。
保留
2位保留位。
紧急广播序号
2位字段。
取值参见紧急广播标准。
复用帧头中的紧急广播指示标志取值与此一致。
复用器接收前端的紧急广播时，当并发消息数量和紧急广播序号同时取值为0时，标志紧急广播消息结束，复用器停止发送紧急广播表。
否则复用器重复发送当前接收到的最新的紧急广播消息和紧急广播指示标志。
为保证一定的可靠性，建议紧急广播前端将表示结束的消息重发至少3次。
10.2UDP端口
对于每种业务的输入数据，复用器使用分配的UDP端口接收数据，前端设备向该端口以UDP方式发送数据。
ESG业务、数据广播业务、紧急广播，分别使用不同的UDP端口，注意该端口在复用器或前端设备中不得与其它应用所用的端口冲突。
10.3传输控制
UDP协议传输，没有网络拥塞控制协议的配合，难以实现可靠的传输。
这就要进行网络带宽的规划和分配，前端设备必须按照分配的输出带宽独立控制各自的输出码流，保证每路流码率正常，码流平滑，避免突发导致网络丢包；传输网络上分配宽裕的带宽，保证聚合流不发生拥塞，发生丢包和乱序等异常
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