CN105554521A - 一种数据封装方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种数据封装方法、装置及系统，方法包括：基于PDU中IP数据包的长度确定数据封装方式，数据封装方式至少包括合并式封装方式；当确定的封装方式为合并式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将多个PDU封装至同一ASE中；其中，高级流封装ASE格式为兼容DSM-CC，能同时传输多个IP数据包的格式，高级流封装ASE格式至少包括负载偏移字段，负载偏移字段用于指示是否在同一个ASE中传输多个IP数据包。本申请提供的数据封装方法、装置及系统，能将多个IP数据包封装至同一个ASE中进行传输，当数据包业务为用户的小数据包业务时，将多个IP数据包封装至同一个ASE中能够大大提高数据的封装和传输效率。

Description

一种数据封装方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及卫星数字视频广播技术领域，尤其涉及一种数据封装方法、装置及系统。
背景技术
因特网上数据传输使用的是IP数据包，而卫星数字视频广播则是以MPEG-2传输流的格式进行传输。若要使IP数据包能够在卫星网络中传输，则须对IP数据包进行协议的封装和解封装。对IP数据包进行协议的封装和解封装的过程为，在数据发送端进行封装，将IP数据包封装到MPEG-2传输流中，在用户接收端进行解封装，恢复出封装前的IP数据包。因此，对卫星数字视频广播系统中多协议封装的研究和技术实现是实现整个DVB数字视频广播系统的重要组成部分，也是实现整个DVB数字视频广播系统的前提条件。
DVB数字视频广播标准定义了一系列将数据封装到MPEG-2传送流中去的方法。目前将IP数据包封装到MPEG-2传送流中的方法包括数据管道、数据流、多协议封装(MPE，Multi-ProtocolEncapsulation)、普通流封装(GSE，GeneralStreamEncapsulation)等。申请人在实现本发明创造的过程中发现：现有的数据封装方式效率较低，尤其是针对用户的小数据包业务。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种数据封装方法、装置及系统，用以解决现有技术中的数据封装方式效率较低(尤其是针对用户的小数据包业务)的问题，其技术方案如下：
一种数据封装方法，包括：
基于PDU中IP数据包的长度确定数据封装方式，所述数据封装方式至少包括合并式封装方式；
当确定的封装方式为合并式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将多个PDU封装至同一ASE中；
其中，所述高级流封装ASE格式为兼容DSM-CC，能同时传输多个IP数据包的格式，所述高级流封装ASE格式至少包括负载偏移字段，所述负载偏移字段用于指示是否在同一个ASE中传输多个IP数据包。
其中，所述ASE格式还包括MAC地址字段，所述MAC地址字段为可选字段。
其中，所述ASE格式还包括协议类型字段，所述协议类型字段用于指示所述PDU所支持的协议。
其中，所述封装方式还包括分段式封装方式；
则所述方法还包括：将所述IP数据包分段封装至多个所述ASE中。
其中，所述ASE格式包括子数据单元SNDU；
则所述将所述PDU分段封装至多个所述ASE中，包括
将所述PDU分段，并将每个分段分别封装至各个所述SNDU中，并在末尾的SNDU尾部封装校验信息。
一种数据封装装置，应用于发送端子系统，包括：第一IP数据包模块、封装模块、第一MPEG-2传输流模块和复用器模块；
所述第一IP数据包模块，用于获取IP数据包，并将所述IP数据包识别成PDU；
所述封装模块，用于基于所述IP数据包的长度确定数据封装方式，所述数据封装方式至少包括合并式封装方式，当确定的封装方式为合并式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将多个PDU封装至同一ASE中，得到ASE数据包；
所述第一MPEG-2传输流模块，用于将所述ASE数据包生成MPEG-2传输流发送往所述复用器；
所述复用器，用于将所述MPEG-2传输流进行复用后发送往接收端子系统。
其中，所述ASE格式还包括MAC地址字段，所述MAC地址字段为可选字段。
其中，所述ASE格式还包括协议类型字段，所述协议类型字段用于指示所述PDU所支持的协议。
其中，所述封装方式还包括分段式封装方式；
则所述发送端子系统，还用于将所述IP数据包分段封装至多个所述ASE中。
一种数据封装系统，包括：发送端子系统和接收端子系统；
所述发送端子系统包括上述的数据封装装置；
所述接收端子系统包括：解复用模块、第二MPEG-2传输流模块、解封装模块和第二IP数据包模块；
所述解复用模块，用于还原出MPEG-2传输流；
所述第二MPEG-2传输流模块，用于从所述MPEG-2传输流还原出ASE数据包；
所述解封装模块，用于将所述ASE数据包解封装，还原出UDP；
所述第二IP数据包模块，用于从所述UDP中还原出IP数据包。
上述技术方案具有如下有益效果：
本发明提供的数据封装方法、装置及系统，应用高级流封装ASE格式能够将多个IP数据包封装至同一个ASE中进行传输，当数据包业务为用户的小数据包业务时，将多个IP数据包封装至同一个ASE中能够大大提高数据的封装和传输效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的数据封装方法的一种流程示意图；
图2为本发明实施例提供的高级流封装ASE格式的示意图；
图3为本发明实施例提供的高级流封装ASE层次关系及封装方式示意图；
图4为本发明实施例提供的数据封装方法的另一种流程示意图；
图5为本发明实施例提供的数据封装方法中，对IP数据包进行封装的具体实现过程示意图；
图6为本发明实施例提供的数据封装装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的数据封装系统的结构示意图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：
AES：AdvancedStreamEncapsulation，高级流封装
DSM-CC：DigitalStorageMedia-CommandandControl，数字存储媒体-命令与控制
PDU:ProtocolDataUnit，协议数据单元
SNDU:SubNetworkDataUnit，子网数据单元
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，示出了本发明实施例提供的数据封装方法的一种流程示意图，该方法可以包括：
步骤S101：基于PDU中IP数据包的长度确定数据封装方式。
其中，数据封装方式至少包括合并式封装方式。
步骤S102：当确定的封装方式为合并式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将多个PDU封装至同一ASE中。
其中，高级流封装ASE格式为兼容DSM-CC，能同时传输多个IP数据包的格式。高级流封装ASE格式至少包括负载偏移字段，负载偏移字段用于指示是否在同一个ASE中传输多个IP数据包。
请参阅图2，示出了ASE格式的示意图，ASE封装格式包括：
表标识：DSM-CC段结构中，0x40～0xFE是可自定义使用的TableID的范围，ASE的表标识定义为0x40。
段校验指示符：1位，当设置为“1”时，表示使用CRC32字段，当设为“0”时，表示使用checksum字段。
私有指示符：1位，设置为段校验指示符的反码，当设置为“0”时，表示使用CRC32字段，当设为“1”时，表示使用checksum字段。
MAC域指示符：1位，设置为“1”时，表示存在MAC地址域，否则表示不存在MAC地址域。
偏移量域指示符：1位，用于指示是否在同一个DVB段中同时传输多个IP数据包，设置为“1”时，表示在同一个DVB段中同时传输多个IP数据包，设置为“0”时，表示不在同一个DVB段中同时传输多个IP数据包。
段长度：12位，表示该字段结束开始包括校验位在内的整个段的总长度，即为整个段长度减3。
协议类型：4位，表示PDU采用何种协议，是IP数据帧、以太网数据帧还是其他网络层数据包。
偏移量1：12位，用于指向第二个IP数据包的起始位置，即第一数据包的起始位置到第二个数据包起始位置的偏移量，单位为偏移量。
负载个数：7位，用于记载一个DVB段中包含的IP数据包的个数，最多同时传输128个IP数据包。
段序号：8位，若数据包需要多个MPEG包(即段)封装，它表示为数据包分段封装时所在段的位置，否则，设置为“0”。
MAC地址域：48位，接收端的MAC地址，支持单播、组播和广播。
偏移量域：16x(n-2)位，在偏移量域指示符为“1”时，存在该域，包含n-2个16位的偏移量字段，其中n表示传输数据包的个数，每个16bit的偏移量字段指向段负载中对应数据包的起始位置，即第一个数据包的起始位置到本数据起始包的起始位置的偏移量，单位为字节。
校验和：32位。可采用CRC32或Checksum进行校验，此字段为每个ASE数据包的最后一个PDU分段。
CRC32：即CRC32纠错编码，由协议ISO/IEC13818-6定义，对整个数据包section结构进行纠错计算。
checksum：即校验和纠错编码，由协议ISO/IEC13818-6定义，对整个数据包Section结构进行checksum纠错计算。即用0xFFFFFFFF除整个Section结构的数据，所得的余式作为32位的checksum。
需要说明的是，在ASE封装格式中，将MAC字段设置为可选字段，能够减少ASE头部开销。另外，由于协议类型字段能够支持多种协议，因此，提高了封装协议的灵活性。
在本实施例中，将多个PDU封装至同一ASE中的方式可结合图2参见图3。多个PDU最终封装成为一个ASE数据包，该ASE包括依据图2示出的ASE格式生成的ASE头部以及ASE数据域。
本发明实施例提供了一种ASE封装格式以及应用该ASE封装格式进行封装的数据封装方法，该数据封装方法能够将多个IP数据包封装至同一个ASE中进行传输，当数据包业务为用户的小数据包业务时，将多个IP数据包封装至同一个ASE中能够大大提高数据的封装和传输效率。
请参阅图4，示出了本发明实施例提供的数据封装方法的另一种流程示意图，该方法可以包括：
步骤S401：基于PDU中IP数据包的长度确定数据封装方式。
其中，数据封装方式至少包括合并式封装方式和分段式封装方式。
步骤S402a：当确定的封装方式为合并式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将多个PDU封装至同一ASE中。
其中，高级流封装ASE格式为兼容DSM-CC，能同时传输多个IP数据包的格式。高级流封装ASE格式至少包括负载偏移字段，负载偏移字段用于指示是否在同一个ASE中传输多个IP数据包。高级流封装ASE格式可参见上述实施例提供的格式，见图2，在此不作赘述。
步骤S402b：当确定的封装方式为分段式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将PDU分段封装至多个ASE中。
在本实施例中，ASE格式包括子数据单元SNDU。则将PDU分段封装至多个ASE中，包括：将PDU分段，并将每个分段分别封装至各个SNDU中，并在末尾的SNDU尾部封装校验信息。
在一种可能的实现方式中，基于PDU中IP数据包的长度确定数据封装方式确定封装方式包括：判断IP数据包的长度是否小于或等于第一预设值，当IP数据包的长度小于或等于第一预设值时，确定数据包业务为用户的小数据包业务，则采用合并式封装方式封装IP数据包。当IP数据包的长度大于第一预设值时，进一步判断IP数据包的长度是否大于第二预设值，如果IP数据包的长度大于或等于第二预设值，则确定数据包业务为用户的大数据包业务，此时可采用分段式封装方式封装IP数据包。其中，第二预设值大于第一预设值。
在另一种可能的实现方式中，可先判断IP数据包的长度是否大于或等于第二预设值，如果IP数据包的长度大于或等于第二预设值，则采用分段式封装方式封装IP数据包，如果IP数据包的长度小于第二预设值，进一步判断IP数据包的长度是否小于或等于第一预设值，如果IP数据包的长度小于或等于第一预设值，则采用合并式封装方式封装IP数据包。
本发明实施例提供的数据封装方法，能够依据数据包的长度确定IP数据包的封装方式，当IP数据包的封装方式为合并时封装方式时，能够将多个IP数据包封装至同一个ASE中进行传输，当IP数据包的封装方式为分段式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将PDU分段封装至多个ASE的SNDU中。本发明实施例提供的数据封装方法能实现，当数据包业务为用户的小数据包业务时，将多个IP数据包封装至同一个ASE中，当数据包业务为用户的大数据包业务时，将能够IP数据分段封装是多个ASE中，这大大提高了数据的封装和传输效率。
请参阅图5，示出了上述任一实施例提供的数据封装方法中，对IP数据包进行封装的具体实现过程示意图，可以包括：
步骤S501：接收IP数据包，并将IP数据包识别成PDU。
步骤S502：为PDU头部加上协议控制信息。
步骤S503：判断该PDU是否为最后一包，如果是，转入步骤S504，否则，转入步骤S505。
步骤S504：在PDU尾部加上数据完整性校验信息。
步骤S505：将PDU分段或合成ASE封装包。
步骤S506：生成ASE包封装头部，从而完成整个封装过程。
另外，请参阅图3，示出了对IP数据包进行ASE封装的层次关系图，包括网络层、封装协议层和物理层，各层的功能如下：
网络层：获取IP数据包，并将IP数据包识别为PDU。
协议封装层：将PDU放入ASE的数据域，并按图2的格式生成相应的ASE头部。如果PDU分段封装至多个ASE的SNDU中，仅在末尾的SNDU尾部封装4B的校验信息，对整个PDU进行CRC32或checksum校验。如果PDU封装至一个ASE中，则不需要在SNDU尾部封装校验信息。如果多个PDU封装至一个ASE的数据域中则不需要在尾部进行CRC32或checksum校验。
物理层：将一个或多个ASE封装放入BBFrame数据域，生成相应的BB头部，组成基带帧。
本发明实施例还提供了一种数据封装装置，请参阅图6，示出了该数据封装装置的结构示意图，可以包括：第一IP数据包模块601、封装模块602、第一MPEG-2传输流模块603和复用器模块604，其中：
第一IP数据包模块601，用于获取IP数据包，并将IP数据包识别成PDU。
封装模块602，用于基于IP数据包的长度确定数据封装方式，其中，数据封装方式至少包括合并式封装方式，当确定的封装方式为合并式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将多个PDU封装至同一ASE中，得到ASE数据包。
第一MPEG-2传输流模块603，用于将ASE数据包生成MPEG-2传输流发送往复用器604。
复用器604，用于将MPEG-2传输流进行复用后发送往接收端子系统。
本发明实施例提供的数据封装装置，能够将多个IP数据包封装至同一个ASE数据包中进行传输，这使得当数据包业务为用户的小数据包业务时，能将多个IP数据包封装至同一个ASE中，从而大大提高了数据的封装和传输效率。
上述实施例提供的封装装置中，ASE格式还包括MAC地址字段，MAC地址字段为可选字段。
上述实施例提供的封装装置中，ASE格式还包括协议类型字段，协议类型字段用于指示PDU所支持的协议。
上述实施例中，封装方式还包括分段式封装方式。则封装模块602，还用于将IP数据包分段封装至多个ASE中。
其中，ASE格式包括子数据单元SNDU，则封装模块602，具体用于将PDU分段，并将每个分段封装至各个SNDU中，并在末尾的SNDU尾部封装校验信息。
需要说明的是，ASE封装格式可参见上述实施例，见图2，在此不作赘述。
本发明实施例还提供了一种数据封装系统，请参阅图7，示出了该数据封装系统的结构示意图，可以包括：发送端子系统701和接收端子系统702。
其中，发送端子系统701包括上述实施例提供的数据封装装置。
接收端子系统702包括：解复用模块7021、第二MPEG-2传输流模块7022、解封装模块7023和第二IP数据包模块7024，其中：
解复用模块7021，用于还原出MPEG-2传输流。
第二MPEG-2传输流模块7022，用于从MPEG-2传输流还原出ASE数据包。
解封装模块7023，用于将ASE数据包解封装，还原出UDP。
第二IP数据包模块7024，用于从UDP中还原出IP数据包。
本发明实施例提供的数据封装系统，能够将多个IP数据包封装至同一个ASE数据包中进行传输，并能从ASE数据包中解封装出多个IP数据包，这使得，当数据包业务为用户的小数据包业务时，能将多个IP数据包封装至同一个ASE中，从而大大提高了数据的封装和传输效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种数据封装方法，其特征在于，所述方法包括：
基于PDU中IP数据包的长度确定数据封装方式，所述数据封装方式至少包括合并式封装方式；
当确定的封装方式为合并式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将多个PDU封装至同一ASE中；
其中，所述高级流封装ASE格式为兼容DSM-CC，能同时传输多个IP数据包的格式，所述高级流封装ASE格式至少包括负载偏移字段，所述负载偏移字段用于指示是否在同一个ASE中传输多个IP数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ASE格式还包括MAC地址字段，所述MAC地址字段为可选字段。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ASE格式还包括协议类型字段，所述协议类型字段用于指示所述PDU所支持的协议。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述封装方式还包括分段式封装方式；
则所述方法还包括：将所述IP数据包分段封装至多个所述ASE中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述ASE格式包括子数据单元SNDU；
则所述将所述PDU分段封装至多个所述ASE中，包括
将所述PDU分段，并将每个分段分别封装至各个所述SNDU中，并在末尾的SNDU尾部封装校验信息。
6.一种数据封装装置，其特征在于，应用于发送端子系统，包括：第一IP数据包模块、封装模块、第一MPEG-2传输流模块和复用器模块；
所述第一IP数据包模块，用于获取IP数据包，并将所述IP数据包识别成PDU；
所述封装模块，用于基于所述IP数据包的长度确定数据封装方式，所述数据封装方式至少包括合并式封装方式，当确定的封装方式为合并式封装方式时，采用高级流封装ASE格式将多个PDU封装至同一ASE中，得到ASE数据包；
所述第一MPEG-2传输流模块，用于将所述ASE数据包生成MPEG-2传输流发送往复用器；
所述复用器，用于将所述MPEG-2传输流进行复用后发送往接收端子系统。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述ASE格式还包括MAC地址字段，所述MAC地址字段为可选字段。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述ASE格式还包括协议类型字段，所述协议类型字段用于指示所述PDU所支持的协议。
9.根据权利要求6～8中任意一项所述的装置，其特征在于，所述封装方式还包括分段式封装方式；
则所述发送端子系统，还用于将所述IP数据包分段封装至多个所述ASE中。
10.一种数据封装系统，其特征在于，包括：发送端子系统和接收端子系统；所述发送端子系统包括如权利要求6～9中任意一项所述的数据封装装置；
所述接收端子系统包括：解复用模块、第二MPEG-2传输流模块、解封装模块和第二IP数据包模块；
所述解复用模块，用于还原出MPEG-2传输流；
所述第二MPEG-2传输流模块，用于从所述MPEG-2传输流还原出ASE数据包；
所述解封装模块，用于将所述ASE数据包解封装，还原出UDP；
所述第二IP数据包模块，用于从所述UDP中还原出所述IP数据包。
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