CN101540897A - 一种用于有线电视网络的交互电视节目流时间戳下发机制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于有线电视网络的交互电视节目流时间戳下发机制，其特征在于，在交互电视业务中，服务器抽取实时传输协议节目数据中的时间戳，作为节目私有数据的一部分，和节目数据一起按照MPEG2/DVB标准进行下发，交互终端接受并处理节目数据流和时间戳，最终得到与当前节目流对应的时间信息，所述机制包括以下四个过程：实时传输协议时间戳的抽取；实时传输协议时间戳的TS打包和IP发送；时间戳的TS转发；TS的接受和处理。本发明的优点在于，通过把节目流时间按节目内容的方式进行TS打包和调制，与节目内容本身一起，作为节目完整信息的一部分进行下发，有效的实现了和节目的绑定。

Description

一种用于有线电视网络的交互电视节目流时间戳下发机制

技术领域

本发明涉及一种有线电视网络的交互媒体业务，特别涉及一种用于有线电视网络的交互电视节目流时间戳下发机制。

背景技术

传统的有线电视网络通过光纤同轴电缆混合网(HFC：Hybrid Fiber Coax)进行电视节目的下发，只为网络区域内的用户提供单向广播式的服务。HFC网络具有频带宽、容量大、成本低、抗干扰能力强、覆盖范围广、连接千家万户的优势，为数字电视技术的发展奠定了基础。随着交互电视技术的发展与数字电视技术和IP技术的逐步融合，为用户提供互动性更强的双向交互视频业务将成为有线电视网络发展的方向。双向交互是指诸如机顶盒的用户终端设备和视频服务器之间的数据交互，用户终端不再被动等待视频服务器播放的电视节目，而通过自身的回传信道向服务器要求并选择电视节目，并能够完全控制节目，实现快进快退、跳转等增强服务能力。

交互媒体服务中存在两种时间，一种是实时时间，指当前的墙上时钟(Wall ClockTime)。还有一种是流时间，是指当前终端正在接受或播放的流时间。单向有线电视业务中，正在播放的节目流的时间就是当前的实时时间，二者一致；所以只需要维护实时时间。有线电视交互媒体服务中，用户会对当前播出的节目流进行后退和跳转等时间上的操作，这样当前的节目流和实时时间就存在了不一致。终端系统需要实时时间以支持用户按实时时间的跳转，比如看北京时间2008年3月19日19时的CCTV1的节目。同时，终端系统需要当前播出流的时间以支持用户按当前流的时间进行跳转，比如看当前节目流的前30分钟时的节目。这样终端系统需要同时维护实时时间和节目流的时间两种时间值。

目前，有线电视网络中，实时时间的下发主要通过数字视频广播DVB(DigitalVideo Broadcasting)的时间与日期表TDT(Time Date Table)或时间偏移表TOT(TimeOffset Table)进行下发；而节目流的时间戳下发还没有一个有效的机制。基于互联网的交互视频业务中，实时时间的下发主要通过网络时间协议NTP(Network TimeProtocol)来完成，而节目流的时间信息主要通过实时传输协议RTP(Real TimeTransport Protocol)来完成；但该协议依赖于实际IP网络的RTP数据包传送，并不适用于有线电视网络的TS流传输方式。

发明内容

本发明的目的在于，解决有线交互电视网络上节目时间信息的有效下发问题，通过结合有线网运动影像专家组MEPG(Motion Picture Expert Group)协议和IP网RTP协议，使得节目流时间信息能和节目一起无缝下发，并完全兼容现有终端的数据接受和处理方式。

为实现上述目的，本发明提供的一种用于有线电视网络的交互电视节目流时间戳下发机制，其特征在于，在交互电视业务中，如图1，服务器抽取实时传输协议节目数据中的时间戳，作为节目私有数据的一部分，和节目数据一起按照MPEG2/DVB标准进行下发，交互终端接受并处理节目数据流和时间戳，最终得到与当前节目流对应的时间信息，其流程如图2所示。

所述机制包括以下四个过程：

(1)实时传输协议时间戳的抽取，节目本身的音视频数据在RTP协议单元负载中传递，节目相应的时间信息在RTP头部中标识；由于网络传输设备边缘调制解调器并不单独处理头部时间信息，因此服务器抽取实时传输协议节目数据中的时间戳，作为节目私有数据的一部分；

(2)实时传输协议时间戳的TS打包和IP发送，

具体包含以下步骤：

2a)服务器把抽取的实时传输协议节目数据中的时间戳，软件封装成TS包格式，如图3，作为节目的一路私有数据流，然后再IP封装，如图4所示；

2b)服务器在节目映射表中插入节目时间信息的包标识符，同时插入流类型标识0x05，表示该基本流为节目私有数据，生成新的节目映射表，用于描述包括节目时间戳的完整节目流；

2c)服务器把新的节目映射表、节目时间戳的私有数据IP包、节目内容本身一起作为一路单节目码流，通过IP网络发送给边缘正交调幅调制器；

(3)时间戳的TS转发，边缘正交调幅调制器把接受到的TS包通过混合光纤同轴电缆网络发送给交互终端；

(4)TS的接受和处理，交互终端接受TS包，通过指定的物理解复用通道获取节目数据和时间戳，最终得到与当前节目流对应的时间信息。

所述的步骤(1)实时传输协议时间戳的抽取之后还可以进一步包括时间戳的扩展的步骤，如图5，服务器采用实时传输协议中规定的扩展位，扩展位长度指定为1(即4字节)，名称为“ht”，将扩展位的标识指定为1，表示存在扩展位，将扩展后的时间头部信息储存在扩展位中。

所述时间戳的扩展的方式为：

服务器对抽取的实时传输协议时间头部信息进行扩展，从32位扩展为64位，以保证连续的TV流长时间播放的需求，在服务器扩展后的实时传输协议头部，原有的32位时间戳存放节目时间信息的低32位，时间戳的高32位放入扩展位1中，位于贡献源标识之后。

因为节目流的时间戳采用协调世界时UTC(Universal Time Coordinated)表示，在RTP协议中，定义的流媒体时间戳为32位，精度要求是1/90000秒，这样32位时间戳能够表示的时间长度为13.25小时。对于一般的影片媒体内容是足够的，但对于电视节目流中连续不断的服务，尤其在广播电视中需要显示播放的绝对时间，32位时间戳显然是不够的，因此，使用RTP的扩展位将时间戳扩展为64位。

所述步骤(3)时间戳的TS转发，具体包含：

3a)边缘正交调幅调制器根据服务器发送的节目映射表，得到节目内容和节目时间戳；

3b)边缘正交调幅调制器按照MPEG2标准，把相应的IP包复用为多节目传送流，同时边缘正交调幅调制器针对多节目传送流自动生成新的节目关联表和节目映射表，各节目的节目映射表中包含了该节目时间戳的描述，并在各自节目的节目映射表中指定的私有数据流包标识符上，下发节目时间戳；

3c)边缘正交调幅调制器通过混合光纤同轴电缆网络，将复用、调制后的多节目传送流发送给交互终端。

所述步骤(4)TS的接受和处理，如图6所示，具体包含：

4a)交互终端接受边缘正交调幅调制器发送的多节目传送流，通过前端的调谐和解调得到TS流的内容；

4b)交互终端通过物理解复用通道，获得TS流中的边缘正交调幅调制器生成的节目关联表，并分析节目关联表，得到对应的节目映射表的信息；

4c)交互终端在节目映射表指定的包标识符物理解复用通道上，接受节目的音视频数据；同时在该节目映射表指定的私有数据包标识符物理解复用通道上，接受和音视频同步的当前正播出节目流的时间戳；

4d)交互终端把接受到的协调世界时格式的节目时间软件转化为本地时区的时间，在显示设备显示为当前正在播放的节目流的时间；

4e)交互终端进行节目流跳转时，由于节目本身发生时间尺度上的跳转，节目流的内容发生实时性改变，相应的服务端中实时传输协议时间戳也发生跳转，交互终端接受到和节目流对应的节目时间信息。

本发明的优点在于，提出了一种基于音视频压缩标准MEPG2的私有表结构的节目流时间信息的下发方式，提供交互终端对节目流进行交互时移操作；在交互媒体服务中，当前节目流的时间是和节目内容绑定的；如果采用带外信道如IP进行下发，会存在当前的节目内容和节目时间不一致和抖动；通过把节目流时间按节目内容的方式进行TS打包和调制，与节目内容本身一起，作为节目完整信息的一部分进行下发，有效的实现了和节目的绑定。

本发明还兼有以下优点：

(1)由于保存了原有网络流媒体协议中的RTP头部的时间戳格式，节省了重写生成节目时间信息的时间，加速了时间信息的处理和下发；

(2)在不同的回传信道中，节目时间信息的下发方式不一样，采用节目绑定的时间信息下发，提供各种交互系统的兼容性；

(3)采用节目绑定的时间信息下发，最大化节目内容的内聚，保证了节目时间和节目本身的一致性；

(4)该下发方式，完全符合数字电视终端的接受标准，和MEPG2/DVB融为一体，方便终端接收和处理并兼容现有终端。

附图说明

图1是现有技术有线电视网络交互业务图；

图2是本发明节目流时间戳下发流程图；

图3是现有技术数字视频广播时间与日期表的包格式；

图4是本发明时间信息私有TS包格式；

图5是本发明实时传输协议扩展后的包格式；

图6是现有技术交互终端机顶盒的数据处理流程。

具体实施方式

本发明提供的一种用于有线电视网络的交互电视节目流时间戳下发机制，其特征在于，在交互电视业务中，如图1所示，服务器抽取实时传输协议节目数据中的时间戳，作为节目私有数据的一部分，和节目数据一起按照MPEG2/DVB标准进行下发，交互终端接受并处理节目数据流和时间戳，最终得到与当前节目流对应的时间信息，其流程如图2所示。

所述机制包括以下四个过程：

(1)实时传输协议时间戳的抽取，节目本身的音视频数据在RTP协议单元负载中传递，节目相应的时间信息在RTP头部中标识；由于网络传输设备边缘调制解调器并不单独处理头部时间信息，因此服务器抽取实时传输协议节目数据中的时间戳，作为节目私有数据的一部分；

(2)实时传输协议时间戳的TS打包和IP发送，具体包含以下步骤：

2a)服务器把抽取的实时传输协议节目数据中的时间戳，软件封装成TS包格式，如图3，作为节目的一路私有数据流，然后再IP封装，如图4；

2b)服务器在节目映射表中插入节目时间信息的包标识符，同时插入流类型标识0x05，表示该基本流为节目私有数据，生成新的节目映射表，用于描述包括节目时间戳的完整节目流；

2c)服务器把新的节目映射表、节目时间戳的私有数据IP包、节目内容本身一起作为一路单节目码流，通过IP网络发送给边缘正交调幅调制器；

(3)时间戳的TS转发，边缘正交调幅调制器把接受到的TS包通过混合光纤同轴电缆网络发送给交互终端；

(4)TS的接受和处理，交互终端接受TS包，通过指定的物理解复用通道获取节目数据和时间戳，最终得到与当前节目流对应的时间信息。

所述的步骤(1)实时传输协议时间戳的抽取之后还可以进一步包括时间戳的扩展的步骤，如图5所示，服务器采用实时传输协议中规定的扩展位，扩展位长度指定为1(即4字节)，名称为“ht”，将扩展位的标识指定为1，表示存在扩展位，将扩展后的时间头部信息储存在扩展位中。

所述时间戳的扩展的方式为：

服务器对抽取的实时传输协议时间头部信息进行扩展，从32位扩展为64位，以保证连续的TV流长时间播放的需求，在服务器扩展后的实时传输协议头部，原有的32位时间戳存放节目时间信息的低32位，时间戳的高32位放入扩展位1中，位于贡献源标识之后。

因为节目流的时间戳采用协调世界时UTC(Universal Time Coordinated)表示，在RTP协议中，定义的流媒体时间戳为32位，精度要求是1/90000秒，这样32位时间戳能够表示的时间长度为13.25小时。对于一般的影片媒体内容是足够的，但对于电视节目流中连续不断的服务，尤其在广播电视中需要显示播放的绝对时间，32位时间戳显然是不够的，因此，使用RTP的扩展位将时间戳扩展为64位。

所述步骤(3)时间戳的TS转发，具体包含：

3a)边缘正交调幅调制器根据服务器发送的节目映射表，得到节目内容和节目时间戳；

3b)边缘正交调幅调制器按照MPEG2标准，把相应的IP包复用为多节目传送流，同时边缘正交调幅调制器针对多节目传送流自动生成新的节目关联表和节目映射表，各节目的节目映射表中包含了该节目时间戳的描述，并在各自节目的节目映射表中指定的私有数据流包标识符上，下发节目时间戳；

3c)边缘正交调幅调制器通过混合光纤同轴电缆网络，将复用、调制后的多节目传送流发送给交互终端。

所述步骤(4)TS的接受和处理，如图6所示，具体包含：

4a)交互终端接受边缘正交调幅调制器发送的多节目传送流，通过前端的调谐和解调得到TS流的内容；

4b)交互终端通过物理解复用通道，获得TS流中的边缘正交调幅调制器生成的节目关联表，并分析节目关联表，得到对应的节目映射表的信息；

4c)交互终端在节目映射表指定的包标识符物理解复用通道上，接受节目的音视频数据；同时在该节目映射表指定的私有数据包标识符物理解复用通道上，接受和音视频同步的当前正播出节目流的时间戳；

4d)交互终端把接受到的协调世界时格式的节目时间软件转化为本地时区的时间，在显示设备显示为当前正在播放的节目流的时间；

4e)交互终端进行节目流跳转时，由于节目本身发生时间尺度上的跳转，节目流的内容发生实时性改变，相应的服务端中实时传输协议时间戳也发生跳转，交互终端接受到和节目流对应的节目时间信息。

Claims (6)

1、一种用于有线电视网络的交互电视节目流时间戳下发机制，其特征在于，在交互电视业务中，服务器抽取实时传输协议节目数据中的时间戳，作为节目私有数据的一部分，和节目数据一起按照MPEG2/DVB标准进行下发，交互终端接受并处理节目数据流和时间戳，最终得到与当前节目流对应的时间信息。

2、根据权利要求1所述的节目流时间戳下发机制，其特征在于，所述机制包括以下四个过程：

(1)实时传输协议时间戳的抽取，服务器抽取实时传输协议节目数据中的时间戳，作为节目私有数据的一部分；

(2)实时传输协议时间戳的TS打包和IP发送，具体包含以下步骤：

2a)服务器把抽取的实时传输协议节目数据中的时间戳，软件封装成TS包格式，作为节目的一路私有数据流，然后再IP封装；

2b)服务器在节目映射表中插入节目时间信息的包标识符，同时插入流类型标识0x05，表示该基本流为节目私有数据，生成新的节目映射表，用于描述包括节目时间戳的完整节目流；

2c)服务器把新的节目映射表、节目时间戳的私有数据IP包、节目内容本身一起作为一路单节目码流，通过IP网络发送给边缘正交调幅调制器；

(3)时间戳的TS转发，边缘正交调幅调制器把接受到的TS包通过混合光纤同轴电缆网络发送给交互终端；

(4)TS的接受和处理，交互终端接受TS包，通过指定的物理解复用通道获取节目数据和时间戳，最终得到与当前节目流对应的时间信息。

3、根据权利要求1所述的节目流时间戳下发机制，其特征在于，所述的步骤(1)实时传输协议时间戳的抽取之后还可以进一步包括时间戳的扩展的步骤，服务器采用实时传输协议中规定的扩展位，将扩展位的标识指定为1，表示存在扩展位，将扩展后的时间头部信息储存在扩展位中。

4、根据权利要求3所述的节目流时间戳下发机制，其特征在于，所述时间戳的扩展的方式为：

服务器对抽取的实时传输协议时间头部信息进行扩展，从32位扩展为64位，以保证连续的TV流长时间播放的需求，在服务器扩展后的实时传输协议头部，原有的32位时间戳存放节目时间信息的低32位，时间戳的高32位放入扩展位1中，位于贡献源标识之后。

5、根据权利要求1所述的节目流时间戳下发机制，其特征在于，所述步骤(3)时间戳的TS转发，具体包含：

3a)边缘正交调幅调制器根据服务器发送的节目映射表，得到节目内容和节目时间戳；

3b)边缘正交调幅调制器按照MPEG2标准，把相应的IP包复用为多节目传送流，同时边缘正交调幅调制器针对多节目传送流自动生成新的节目关联表和节目映射表，各节目的节目映射表中包含了该节目时间戳的描述，并在各自节目的节目映射表中指定的私有数据流包标识符上，下发节目时间戳；

3c)边缘正交调幅调制器通过混合光纤同轴电缆网络，将复用、调制后的多节目传送流发送给交互终端。

6、根据权利要求1所述的节目流时间戳下发机制，其特征在于，所述步骤(4)TS的接受和处理，具体包含：

4a)交互终端接受边缘正交调幅调制器发送的多节目传送流，通过前端的调谐和解调得到TS流的内容；

4b)交互终端通过物理解复用通道，获得TS流中的边缘正交调幅调制器生成的节目关联表，并分析节目关联表，得到对应的节目映射表的信息；

4c)交互终端在节目映射表指定的包标识符物理解复用通道上，接受节目的音视频数据；同时在该节目映射表指定的私有数据包标识符物理解复用通道上，接受和音视频同步的当前正播出节目流的时间戳；

4d)交互终端把接受到的协调世界时格式的节目时间软件转化为本地时区的时间，在显示设备显示为当前正在播放的节目流的时间；

4e)交互终端进行节目流跳转时，由于节目本身发生时间尺度上的跳转，节目流的内容发生实时性改变，相应的服务端中实时传输协议时间戳也发生跳转，交互终端接受到和节目流对应的节目时间信息。

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