CN1345501A - 数字传输系统中的地址分配 - Google Patents

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Abstract

从一个方面来看,本发明包含在数字广播系统中传输数字信息的方法,该数字广播系统包括一个中心传输站(60)以及一个或多个解码器(12),中心站至少发送一个传输数据流,该传输流由在其净荷中封装了数据表或段的分组流所组成,一个或多个被封装好的段含有供一个或多个解码器来控制所述段接收的访问控制地址,其特征在于访问控制地址由中心传输站(60)定义并且利用地址分配消息发送给所述或每个解码器(12)。从另一个方面来看,本发明涉及在数字通信网络中数据报分组的通信的方法,该网络由至少一个中心控制站和多个远程终端组成,其中,数据报分组中至少包括一个与网络一个通信层相关的媒体访问控制地址,以及与网络的第二通信层相关的网际协议地址;而且,媒体访问控制地址是由中心控制站根据远程终端的请求动态地分配的。

Description

数字传输系统中的地址分配
本发明涉及在数字传输系统，特别是数字广播系统，如数字电视系统中地址信息的分配方法。
现有的数字电视系统以离散传输流分组或传输分组的形式来发送数据，每个分组具有预定的长度，并包含标题和净荷。在一个具体的传输系统中，中心传输站将一个或多个分组流“通过空中”发送到解码器的位置，这些解码器接收并重新组装分组流。每一个站可以使用多个分离的频率来发送多个分组流。
流中分组的分组标题包含有关该分组的一般描述数据，净荷则包含要在接收机进行处理的数据。分组标题至少含有一个用来标识该分组的分组ID或PID。分组的净荷可以包含音频、视频或其它数据，如中心传输站从因特网连接中获得的数据。PID分组的净荷中的这类数据本身还可以被划分为多个表或段，由表ID或TID值以及更为精确地用TID扩展值来标识。MPEG2标准是当前本领域中流行的标准并为这种分组确立了预定的格式。
在数字广播系统中，原先只用于条件接入或对MPEG-2编码信号进行解码的解码器，现在却包含许多不断增加的复杂功能。具体地说，已经提出了许多使用解码器的系统，它们独立地工作，或结合个人计算机提供与因特网的连接，使用户能够浏览因特网。通常使用广播/电信混合式的配置，从而，网页由解码器通过连接中心站的通信链路来请求，并由中心站通过连接解码器的广播链路来获取及发送。
因特网数据本身是按照TCP/IP协议来组织的，尤其是，TCP/IP协议中还为这种数据规定了一种预定的格式(称为“数据报”)。为了让数据报信息能够在网络之间自由循环，数据报分组含有许多级别的地址。具体地说，对于各数据报，在网络层通常是用IP地址来寻址的，而在数据链路层则是用媒体访问控制或称MAC地址来寻址的。
向一个给定的网络用户发送消息通常涉及既用其MAC地址也用其IP地址来对该用户寻址，虽然在子网内已经有方法可以只用IP地址来确定MAC地址。与由网络管理员分配的IP地址不同，MAC地址通常在设备出厂时就已经固定在其中。
在广播传输分组中结合具有因特网格式的数据报需要制定许多标准来规定封装过程。在MPEG有关的标准ISO 13818-6中，对这种数据规定了在数据流中采用DSM-CC传送带的格式。
其它小组完成了这项工作，特别是数字视频广播小组或DVB小组，该小组对该标准精心写作、补充。具体地说，DVB建议的ETSI标准EN 301 192规定了适合于承载IP数据报的MPEG-2传输分组内表或段的标准格式。该标准指明了这种根据MAC和IP地址对用户寻址的数据报如何结合到封装在传输流中的传输分组内的表或段中，并且指明在这样的段中通常应该提供其它什么信息。
在第一实施例中，本发明涉及封装在广播传输流中的寻址消息的最佳传输方法，特别是但不是排它地，涉及结合到MPEG-2传输流的段中的IP数据报的最佳传输方法。
本发明提供一种在数字广播系统中传输数字信息的方法，此数字广播系统包括一个中心传输站和至少一个解码器，中心站至少发送一个包含其净荷中封装了数据段的分组流的传输流，以及至少一个被封装的段包含访问控制地址供至少一个解码器用来控制所述段的接收，访问控制地址由中心传输站定义，并用地址分配消息传递给所述至少一个解码器。
根据本发明的第一实施例，提供一种在数字广播系统中传输数字信息的方法，此数字广播系统包括一个中心传输站以及一个或多个解码器，中心站至少发送一个传输流，此传输流包含其净荷中封装了数据表或段的分组流，一个或多个封装段包含访问控制地址供一个或多个解码器控制所述段的接收，其特征在于，访问控制地址由中心传输站定义，并用地址分配消息传递给所述或每一个解码器。
在传统的广播和网络系统中，通常使用固定的媒体访问控制地址。这可能对应于例如在其制造时固定在解码器的调制解调卡上的MAC地址。在这种系统中，中心传输站不对该值进行控制，该值从解码器传送到中心站，或传送给负责对数据报进行路由选择的最近的路由器。
相反，在本发明中，中心传输站负责将访问控制值分配给系统中的解码器，为动态地分配这样的值以及在中心传输站的层面上对系统所处理的地址数目和格式实施更全面的控制开辟了道路。
虽然本应用涉及中心传输站，但是应该清楚，地址消息的分配实际上可以由向负责广播信息的所述传输站报告的物理上独立的路由设备来处理。
最好是，所述段对应于用来包含网际协议数据的数据报段，包含在该段中的数据还包含网际协议地址。但是，将会明白，本发明同样可以应用于封装在分组传输流中的表或段所包含的其它数据类型，这些数据被一个或多个解码器通过访问控制地址来访问。
如上所述，在混合电信/广播系统中，解码器通常会通过电信链路发送例如对网际协议数据的请求，并通过广播链路接收下载的信息，该信息被装载于以访问控制地址标识的并被封装于传输分组流中的数据段中。
然而，在一个实施例中，以一个或多个解码器为目的地并用访问控制地址标识的某些或全部段数据还可以通过电信网络从中心传输站传送到所述或每一个解码器。具体地说，就是因特网数据可以使用访问控制地址通过电信网络来发送。
最好是，解码器还可以通过这样的电信网络向中心站发送对访问控制地址的请求。同样，地址分配消息也可以通过电信网络链路从中心站送回解码器。
使用电信链路来请求并获取被分配的访问控制地址使解码器能够迅速获得访问控制地址以便其后用于在浏览因特网的对话期间获取的通信信息中。
解码器发出的地址请求消息最好是包括用来标识属于所述中心传输站的所述解码器的网际协议号，该IP号通常是由网络管理员或广播运营者分配的，除运营者向其用户分配的ID值之外，此IP号还可以用来标识解码器，又或者可用作所述ID值的替代物。
最好，由解码器发送的地址请求消息还包括该解码器是否希望接收以单点传送或多点传送方式传送的消息的指示。对该请求作出响应，中心发送站然后用地址分配消息发送唯一或共享控制地址。
例如，在因特网浏览对话的情况下，可能需要用唯一的地址，在这种情况中，中心站响应用户的特定请求而向用户提供特定网页；而多点传送地址可以用于以一组用户为目的地的地址信息。
对于单点传送地址的情况，这可以是对从解码器接收的地址请求进行响应而在会话开始时分配的一个动态地址。另一方面，地址可以在用户与中心发送站的第一连接时被分配，然后用于所有后续的通信中。
除了单点传送和多点传送请求信息外，地址请求消息还可以包含表明在地址请求消息通信后解码器是否保持连接以经由电信网络接收数据的指示。
如上所述，中心传输站可以利用多个传输分组流以及通过每个传输分组流中的多个业务来广播数据。最好是，地址分配消息还包含使得该解码器或每一个解码器能够在多个传输分组流中选择包含与访问控制地址有关的数据的分组传输流的信息。
另外，地址分配消息可以还包含使得该解码器或每一个解码器能够从一个传输分组流的多个业务中选择包含与访问控制地址有关的数据的业务的信息。
由于一个业务也可能和不同类型的数据或数据流(音频、可视、IP数据等)相关联，地址分配消息还可以包含有关该业务承载的数据流以及标识包含与被分配的访问控制地址有关的分组化数据的数据流的信息。
中心传输站还可以动态地控制承载有寻址数据的传输分组流和/或业务，以便对一个或多个传输数据流之中的或之间的信息的广播进行最优化。
对于例如有关条件访问系统的数字广播系统的情况，中心控制站发送的某些或全部段数据可以被加密。
通过诸如数字电视系统的数字广播系统对本发明的上述实施例进行了说明。然而，MAC地址的动态分配还可以应用于其它系统，例如只使用固定电信网络的系统。
从另一个方面来看，本发明包括一种在数字通信网络中数据报分组的通信的方法，其中所述网络包括至少一个中心控制站和多个远程终端，其中数据报分组至少包括一个与所述网络的一个通信层相关的媒体访问控制地址以及与所述网络的第二通信层相关的网际协议地址，其中媒体访问控制地址是由中心控制站对来自远程终端的请求作出响应而动态分配的。
本发明还提供用于将包含在其净荷中封装了数据段的分组流的传输流发送给解码器的设备，至少有一个被封装的数据段包含供解码器用来控制所述段的接收的访问控制地址，所述设备包括用于定义访问控制地址的例如服务器的装置以及用于将访问控制地址用地址分配消息的形式传送给解码器的例如发射机的装置来。
上面所讲的涉及本发明方法方面的特点还可以应用到设备方面，反之亦然。
这里所用的术语“接收机/解码器”或“解码器”可以指用作接收已编码或未编码信号的接收机，其中信号包括例如电视和/或无线电信号，这些信号可以通过其它装置来广播或发送。此术语还可以指用作对接收信号进行解码的解码器。这类接收机/解码器的实施例可以包括用作对接收信号进行解码的结合了接收机的解码器，例如，在“机顶盒”中，与物理上独立的接收机协同工作的解码器，或者是包含了附加功能的解码器，诸如网页浏览器，或者能是结合了诸如录象机或电视机等其它设备的解码器。
本文所用的术语“解码器”  或“接收机/解码器”还包括解码器/PC配置，其中涉及本发明的部分或全部功能可以由PC来处理，诸如通过PC等的调制解调器来发送地址请求消息。
这里所用的术语“数字广播系统”包括任何将信息以已知的广播格式从中心站向多个用户广播并包括例如任何卫星、陆地、有线或其它数字电视系统的数字系统。
术语MPEG指的是由国际标准组织工作小组“运动图象专家组”制订的数据传输标准，特指但不是排它地指为数字电视应用而制定的MPEG-2标准，该标准在文件ISO13818-1、ISO13818-2、ISO13818-3和ISO13818-4连同MPEG有关的DSM-CC标准ISO13818-6中确立。在本专利申请的范围内，所述术语包括可用于数字数据传输领域的MPEG格式的所有变种、修改或发展。
关于DVB或ETSI标准，它们包括DVB建议的和/或ETSI接受的涉及数字电视领域的所有标准及其所有变种、修改或发展。在本应用中特别参考ETSI标准EN301 192。
下面将仅通过示例，即本发明的最佳实施例，参考以下附图来进行说明，附图中：
图1表示根据本发明可进行修改的已知数字电视系统的总体结构；
图2表示图1的条件访问系统的结构；
图3表示传输分组流中MPEG-2分组的分层结构；
图4表示用来封装IP数据的DSM-CC数据报段的语法；
图5表示图4所示数据报段的MAC地址的映射；
图6表示根据本发明所述实施例的混合广播和电信网络系统的结构；以及
图7表示根据所述实施例从广播中心向用户发送的服务地址消息的元素。
数字电视系统
在详述本发明实施例之前，作为背景介绍，现在先来描述已知广播系统的概况。
图1所示的是数字电视广播和接收系统1，包括通常传统的数字电视系统2，使用MPEG-2压缩系统来发送经过压缩的数字信号。更详细地讲，在广播中心的MPEG-2压缩器3接收数字信号流(例如音频、视频或一般数据信号流)。压缩器3通过链路5与复用器和加扰器4相连。复用器4接收多个后续输入信号，组合一个或多个传输流，并将经过压缩的数字信号通过链路7发送到广播中心的发射机6。
发射机6通过上行链路8向卫星转发器9发送电磁信号，在卫星转发器9经过电子处理后经由概念上的下行链路10向地面接收机11广播；传统上地面接收机11具有碟形的接收天线并由终端用户所拥有或租用。接收机11所接收的信号被发送到终端用户拥有或租用的组合式接收机/解码器12并接到终端用户的电视机13。接收机/解码器12将压缩的MPEG-2信号解码成电视机13的电视信号。
如下所述，解码器12还可以连接PC，特别是该用户利用解码器访问因特网时。下面还会了解到，虽然在阐述本发明时主要涉及卫星广播系统，但同时也涉及有线电视或基于陆地电视的系统。
条件访问系统20与复用器4和接收机/解码器12相连，它的一部分位于广播中心，另一部分位于解码器，其作用是使终端用户可以从一个或多个广播供应商那里访问数字电视广播系统。一个能够对有关商业节目(commercial offer)(就是广播提供商所出售的一个或几个电视节目)的消息进行解密的智能卡可以被插入接收机/解码器12。使用解码器12和智能卡后，终端用户可用订阅的方式或者用逐次付费的形式来购买电视节目。
交互系统17也和复用器4以及接收机/解码器12相连，也是一部分位于广播中心，另一部分位于解码器，其作用是使终端用户可以通过调制解调后备信道(modemmed back channel)16与各种应用进行交互。特别是使用解码器接入因特网时，解码器与广播中心之间的信息可以通过调制解调信道来传递，也可以通过卫星链路来广播。这种混合广播和通信的系统在本领域是众所周知的。
现将更详尽地阐述条件访问系统20。参看图2，总体上条件访问系统20包含用户授权系统(SAS)21。SAS21通过相应的TCP-IP链路23(虽然可以用其它类型的链路来代替)与一个或多个用户管理系统(SMS)22相连，每个广播供应商一个SMS。另一方面，一个SMS可以由两个广播供应商共享，或一个供应商可以使用两个SMS，等等。
以加密单元24形式出现、使用“母”智能卡25的第一加密单元通过链路26与SAS相连。以加密单元27形式出现、使用“母”智能卡28的第二加密单元通过链路29与复用器4相连。接收机/解码器12使用解码器接收“子”智能卡30来对“母”智能卡所加密的消息进行解密。它由通信服务器31通过调制解调后备信道16直接与SAS21相连。其中，由SAS根据要求将订阅权授予子智能卡。
第一和第二加密单元24和27包含机架、将软件储存于EPROM的电子VME卡、多达20个的电子卡、还分别包含一个智能卡25和28；对于电子卡，一个卡28用来加密ECM，而一个卡25用作加密EMM。
复用器和加扰器
参照图1和图2，在广播中心，数字音频或视频信号首先用MPEG-2压缩器3压缩(或降低比特率)。然后将该经压缩过的信号经由链路5发送到复用器和加扰器4，以便和诸如其它经过压缩的数据的其它数据进行复用。
加扰器产生一个控制字，该控制字用于加扰过程并被纳入复用器的MPEG-2流中。该控制字由内部产生并使终端用户的组合式接收机/解码器12能够对节目进行解扰。
在MPEG-2流中还加入了表示如何将节目商业化的访问准则。可以用多种“订阅”方式其中之一和/或从多种“逐次付费”(PPV)的方式或事件中选取一种对节目进行商业化处理。如果用订阅方式，终端用户通过订阅一个或多个商业节目或称“节目组”来获得观看“节目套餐”内每个频道的权利。在该最佳实施例中，可以从频道的“套餐”中选择多达960个商业节目。权利控制消息
控制字和访问准则一起被用来组成权利控制消息(ECM)。这是与加扰节目有关的发送消息；该消息含有控制字(它允许用作对节目解扰)和广播节目的访问准则。访问准则和控制字通过链路29被发送到第二加密单元27。在此单元中，ECM被产生、加密并发送到复用器和加扰器4。在广播发送的过程中，控制字一般每几秒钟改变一次，且ECM也跟着作周期性地被发送以便使改变中的控制字能够被解扰。为了冗余目的，每一个ECM通常含有两个控制字；即当前控制字和下一个控制字。权利管理消息(EMM)
EMM是专门用于单个终端用户(用户)或一组终端用户的消息。每组可以包含一定数目的终端用户。这种作为组的组织目的在于优化带宽；这就是说，访问一个组就能通达许多用户。有各种特定类型的EMM可供使用。单个EMM专用于单个用户，通常用于提供“逐次付费”服务；内含小组标识和组内用户的位置。其它EMM类型包括小组或听众EMM。用户管理系统(SMS)
用户管理系统(SMS)22含有数据库32，它用来管理所有终端用户文档、商业节目、订阅、PPV详细资料和有关终端用户消费及授权的数据等。SMA可以在物理上远离SAS。每一个SMS22经由各自的链路23向SAS21发送消息，它包含对将要发送给终端用户的权利管理消息(EMM)的修改或创建。
SMS22还可以向SAS21发送消息，它不包含EMM的修改或创建而仅包含某终端用户的状态的变化(与订购产品时向终端用户授权或要向用户收费的金额有关)。
SAS21向SMS22发送消息(通常是请求信息，诸如回叫信息或计帐信息)，因而显然二者之间的通信是双向的。用户授权系统(SAS)
由SMS22产生的消息经由链路23送到用户授权系统(SAS)21，SAS21还产生确认收到了由SMS22所产生消息的消息，并且将这些确认传给SMS22。
综观SAS，它包含订阅链区域来给出订阅方式权利，且按月自动更新这些权利，逐次观看付费链区给出PPV事件权利，而EMM注入器用于将订阅和PPV链区所产生的EMM送给复用器/加扰器4，以便向MPEG流提供EMM。如果要授予其它权利，诸如供用户的个人计算机下载计算机软件情况下的按文档付费(PPF)权，则还可以提供其它类似区域。
SAS21的功能之一是管理电视节目的访问权，电视节目是根据不同的商业化方式(预订方式、即兴购买方式)以订阅方式用作商业节目或售作PPV事件。根据上述权利和自SMS22接收的信息，SAS21结合加密单元24为用户产生EMM。节目传输
复用器4接收来自SAS21的含有加密EMM的电信号、来自第二加密单元27的加密ECM和来自压缩器3的压缩节目。复用器4对节目进行加扰，并将经过加扰的节目、加密了的EMM和加密了的ECM经由链路7发送到广播中心的发射机6。发射机6经由上行链路8向卫星转发器9发送电磁信号。节目的接收
卫星转发器9接收并处理由发射机6发来的电磁信号，并将信号经由下行链路10发送到地面接收机11，地面接收机11通常装备终端用户所拥有或租用的碟形天线。地面接收机11所接收的信号被发送到组合式接收机/解码器12，此设备同样由终端用户所拥有或租用并与终端用户的电视机13连接。接收机/解码器12对信号进行分用从而获得带有加密EMM和加密ECM的被加扰的节目。
如果节目是经过加扰的，则接收机/解码器12就从MPEG-2流中提取相应的ECM，并且将该ECM传给终端用户的“子”智能卡30，该卡放入接收机/解码器12机体。子智能卡30负责控制终端用户是否有权将ECM解密并访问节目。如果没有权，就将否定状态传到接收机/解码器12，表示节目不能被解扰。如果终端用户的确有权，则将ECM解密并提取控制字。然后解码器12就能使用该控制字对节目进行解扰。MPEG-2流被解压缩并转换成视频信号继续输送到电视机13。
将会认识到，用于视听数据的加密和解密的相同条件访问原理可以用于加密其它数据，诸如指定连到接解码器的PC的文档数据、通过因特网连接所收集到的数据和经由卫星链路的广播等。传输流中数据表的组织
如图3所示，广播MPEG-2数据传输流含有许多标准格式的分组，包括节目关联表40(“PAT”)。根据MPEG-2标准，该分组的标题中的PID固定为0x00。节目访问表40提供了访问节目数据的进入点并且含有查询节目映射表(“PMT”)41、42的PID值的表，其中，该表与传输流中给定的业务务或频道有关。每一个节目映射表41、42又包含与该服务有关的音频表43和视频表44的分组流的PID值的参考。
如图所示，节目映射表42还包括其它分组45、46、47的pID值的参考，这些分组含有与被查询服务有关的附加数据，诸如ECM数据45、46。特别是，在通过PAT表40所访问的分组中的服务可以承载网际协议或IP据47。在MPEG-2标准传输流中，这种数据被组织成传输流中特定段中的DSM-CC数据和对象传送带。要想知道关于DSM-CC数据格式的更详细的资料，读者可查阅MPEG有关的标准ISO13818-6。
除了节目访问表PAT40，MPEG传输流还包含条件访问表51(“CAT”)，该表的PID值固定为0x01。任何含此PID值的分组标题就自动地被识别为含有访问控制信息。CAT表51涉及MPEG分组48、49、50的PID值，由此可查到与一个或多个条件访问系统有关的EMM数据。如PMT分组一样，CAT表51所涉及的EMM分组的PID值不固定，可以根据系统运营者的选择来确定。
除上述PAT表值和CAT表值之外，MPEG-2标准很少规定固定的PID值。因此，在一定范围内的大部分PID值可以由运营者来确定。传输分组和私有段数据的格式
众所周知，MPEG传输分组的长度固定为188字节，包括标题。在一个标准的分组中，同步数据之后的三字节标题包括：表I   传输差错指示符  1比特
  净荷单元指示符  1比特
  传输优先权      1比特
  PID             13比特
  传输加扰控制    2比特
  适合字段控制    2比特
  连续计数器      4比特这些字段的特性很大程度是由MPEG标准确定的。
上面介绍了传输分组的标题的格式。根据MPEG-2标准，按照要传输数据的类型，分组净荷所包含的信息以其它结构层为条件。在音频、可视、图文电视、说明字幕或其它如此迅速发展的和同步化的数据的情况下，以称为分组化基本流或PES的形式装配信息。通过装配被传输分组的净荷而形成的这种数据流，其本身包含一系列分组，每一个分组包括分组标题和净荷。与被发送的传输流中的分组不同，PES分组的长度是可变的。
在诸如IP或ECM和EMM数据的其它类型的数据的情况下，不同于PES分组的格式被禁止。特别是，包含在传输分组净荷中的数据被划分为一系列段或表。表或段的标题均含有表ID或TID，用来标识所述的表。
根据数据的尺寸大小，一个表可以被整个地包含在一个分组净荷中，也可以扩展成一系列的段，分布在许多传输分组中。在这种情况下，每一个段都含有TID扩展值。在MPEG-2的范围中，术语“表”用于指单个数据表或通过合并多个具有相同TID值的段而形成的表，而“段”通常是指具有相同ID值的多个表之一。
根据MPEG-2标准，用来查找这些表或段中所承载的信息的实际的TID值是不固定的，通常由某项服务或服务组的操作人员来决定。然而，即如我们将要说到的，对于DSM-CC段，TID值被DVB建议的ETSI标准EN 301192固定为预定值。
对于传输分组数据和PES分组数据，表或段的数据结构或语法也是由MPEG-2标准定义的。为私有表或段提出了两个可能的语法形式：长式或短式。关于表语法的更加详细的资料，读者可以参考MPEG-2标准。传输流中网际协议数据的封装
为了更好地了解不同地址在网际协议数据通信中的使用，考虑一下传统固定电信网络的情况，如在标准的PC/服务器网络环境中看到的情况是有好处的。在这类网络中，根据OSI连网模型，网络被定义为多层，底三层通常包括物理层、数据链路层和网络层。
物理层表示最底层，它对应于负责传输信息的物理的调制解调器/电缆连接等。
数据链路层对应于由网络中的硬件元件施加的数据格式，例如众所周知的以太网和令牌环格式。消息在这一层使用媒体访问控制或MAC地址进行通信。传统上，MAC地址是固定值的6字节地址。这些地址在制造时就被写入设备之内，以永久的形式保存，例如保存在网络硬件设备的以太网卡或令牌环卡中。
网络层对应于数据链路层之上的层。在这一层上工作的消息被封装于上述类型的数据链路层的消息之内。在因特网信息的情况下，该层与网际协议或IP格式有关，在该层的消息目的地由IP地址标识。该IP地址的长度为4个字节，与MAC地址值不同的是，IP地址是由网络管理员分配给给定用户的。
以通过以太网连接发送的IP消息为例，将会看到下面的消息结构：
以太网标题
(带6字节的MAC地址)
IP标题
(带4字节的IP地址)
实际数据
IP尾部
以太网尾部
这类结构还保留在被封装于MPEG广播传输流的表或段中的IP消息或数据报中的情况下。这部分地反映了大多数广播系统的混合性质，其中解码器通过电信网或通过空中发送和接收消息。在这种情况下，对于通过系统的任一分支所发送的IP数据报，明显地需要有一种一致的寻址策略。
DVB建议的ETSI标准EN 301 192为携带IP数据报信息的MPEG段规定了标准的格式。图4给出了这样一种段的语法。
虽然该类段的PID值依赖于PMT表所分配的值，然而IP数据报的TID值实际上由所述标准固定为0x3E，对应于具有私有数据的DSM-CC段。
从图4将会看到，要被该段寻址的特定设备的6字节的MAC地址值分布在段47内。图5表示段47内的MAC52地址的重构。
图4还示出，标准预见到该段所承载的IP数据被加扰的可能性，如“payload_scrambling_control”字段所表示的那样。MAC地址本身也可以如“address_scrambling_control”字段所表示的那样。跟具这些字段的值，接收机/解码器将进行(如有必要的话)该地址或净荷数据的解密，其方式类似于使用条件接入系统对视听节目进行解密。参见图1和图2的说明。
传统地，该字段还指出了由“section_number”字段给出的其扩展号以及构成完整表的段的总数，后者由“last_section_number”字段给出。系统结构和地址管理
参照图6，现将说明适合于处理可变MAC地址的混合广播和电信通信系统的系统结构。
如前所述，广播中心包括发射机6，它将数字电视信号经由卫星9发送到接收机11和解码器12。在本示例中，家用系统还包括与解码器12相连的PC设备55。该PC设备通过调制解调信道与中心发送站60通信，其中，中心发送站60包括服务地址分配服务器57和出现在广播中心的IP广播服务器58。
下面将更详细地阐述服务器57和58在处理可变地址数据和将IP数据插入传输流中的各个功能。虽然两台服务器之间的这些功能划分是处理这类数据的一种便捷方法，但也可以采用其他配置，例如，使用单一的服务器去完成所有功能。
PC55和解码器12的配置特别适合于希望浏览网页的用户，因为PC的较大处理能力使得它能更好地处理大量的IP数据，这些数据可以经由卫星链路或可以通过直接的调制解调器连接来下载。但是，使用PC并不是必须的，特别是如果解码器本身带有调制解调器而且具有足够的处理能力独立运作。
如上所述，图6所示系统使用了混合广播/电信结构。实际上，数据在该系统中主要沿着顺时针方向流动，来自PC/解码器组合12、55的因特网数据请求通过电信链路56传送到广播服务器57和58，这些广播服务器负责处理这些请求并且将因特网数据经由卫星广播链路9下载。系统还可以配置成经由电信网络56将数据下载到PC/解码器组合，例如，在卫星链路9出现数据传输瓶颈或故障时就可使用。如箭头59所示，因特网或IP数据由IP广播服务器59收集，例如从任意数目的外部服务器采集，并准备插入到广播传输流中。
在传统系统中，通常使用制造商定义的位于PC的调制解调卡或解码器中的MAC地址进行从广播中心到PC/解码器的数据链路层通信寻址。这些固定地址从PC/解码器传送到广播中心，然后被插入到打算送给特定PC或解码器的传输流的数据报段中。
在本实施例中，提出了一个相当不同的系统。当对话开始并将PC/解码器接入之后，PC55立即经由电信网络56向广播中心发出MAC地址请求消息。该消息至少包括该用户的IP地址，使广播中心能够识别所述用户。正如我们提到过，该IP地址通常是在为因特网订阅开户时由网络管理员(或广播运营者)所分配的唯一的网络层地址。
除了IP地址之外，请求消息还可以包括对应于用户的一般订阅ID的运营者ID，以便访问广播运营者业务。
请求消息还可以包括所需服务的类型的指示。下面还会谈到，通常可以预见到的服务类型有三种：(1)连线的单点传送业务，其中，在整个对话中，用户始终保持调制解调器连接；(2)非连线的单点传送业务，其中，除了最初的配置消息外，PC/解码器不通过调制解调器连接，以及(3)多点传送服务。不同的业务反映在分配不同的MAC地址上。
采用连线的单点传送方式时，用户可获得全部因特网服务，并且能够通过电信链路56来请求因特网数据，该数据是单独为所述用户发送的。在非连线的单点传送方式，用户能够接收由广播中心自行发送但仍然以该用户为唯一目的地的数据。在多点传送方式中，该用户作为成组用户(可以是网络用户的全部或其中一个子集)的一份子，与其它用户一起接收相同的消息
在收到消息请求之后，服务地址分配服务器准备一个具有如图7所示种类的服务地址消息，然后将它发回给用户。如图所示，该消息包括多个数据单元，它们都是PC/解码器在访问广播数据时要用到的，包括称为DVB三元组，即原网络ID60、传输流ID61和服务ID62。该消息还包括数据列表描述符63，内含由该服务所承载的数据类型的列表以及它们的PID值(PID视频、PID音频、PID IP数据、PID ECM等)。使用网络，传输流和服务标识值以及数据列表描述符中的信息，解码器进一步通过上面提到的PAT和PMT表，得到含有所请求数据的服务。
服务地址消息还包括向解码器/PC寻址的数据段的TID值64。然而，正如上面指出过的那样，在用DSM-CC格式承载IP数据时，该值通常由ETSI标准固定为0x3E。
最后，如65所示，该服务地址消息包括一个所分配的MAC地址。在传统系统中，PC或解码器通常将把它们的由制造厂固定的MAC值发给广播中心，与传统系统不同，这里MAC地址65由服务地址分配服务器57产生，该服务器保存有一个内含被分配的MAC地址值、交叉链接的IP地址和运营者ID值的数据库。
所分配的MAC地址将部分取决于所请求的服务类型；单点传送连接，单点传送非连接或多点传送。单点传送连接地址是为给定的对话而分配的，而且随对话的不同而变化。单点传送非连接地址可以是变量，也可以是在订阅时或者是在用户第一次接通时分配的固定值，且只要用户保持其订阅就保持下去。最后，多点传送地址对应于服务器为特定的IP服务所分配的地址，该地址可以被获得访问该MAC地址权利的一组解码器中的任何一个所接收。这甚至包括不具有调制解调器后备信道或与广播中心的电信连接信道的解码器或PC/解码器组合。
所分配的MAC地址还取决于其它服务因素，例如带宽预留、是否存在条件访问等。
用这种方式分配MAC地址使得中心广播服务器57、58使能够动态地重新分配发送到特定解码器或一组解码器的IP数据，并且将在任何时间要处理和寻址的MAC地址数目减到最少。这样就避免了保留在传输流中大量的睡眠MAC地址的问题，同时使中心服务器可以管理较少数目的变化的用户。
在多点传送方式中使用一组MAC地址使得能够将某集合中的所有解码器感兴趣的IP数据(例如广播运营者的主页)通过单点进入的方式进行访问，避免了使用多个用户特定表时信息的重复。
而且，系统允许动态地将数据分配给同一传输流中的多个MPEG服务。如图7所示，服务地址消息还包括一个可变的DVB三元组地址，使得中心广播服务器能够当传输流中某些原来未用的服务可以利用时，将IP数据分配给它们。可以考虑MPEG服务的选择问题，例如，用户通过适当的条件访问系统确定获得访问传输流中某些或全部服务的权利。因而还可以保证数据的安全传输。
广播服务器58和服务地址分配服务器57所确定的服务和数据的动态重新分配使得可用带宽能够得到最佳利用。虽然上面所述的系统是关于卫星广播系统的，但该原理同样适用于有线电视或数字电视系统，事实上，任何承载诸如MPEG传输流的广播格式分组流数据的系统都适用。
从更广的范围来看，本发明甚至可以应用于任何在数据链路层和网络层含有地址信息的系统，这些系统在传统的情况下，在仅有电信连接的网络的数据链路层使用固定的媒体访问控制地址。

Claims (34)

1.一种在数字广播系统中传输数字信息的方法，所述数字广播系统包括一个中心传输站和至少一个解码器，所述中心传输站至少发送一个传输流，所述传输流包含在其净荷中封装了数据段的分组流，其中至少一个被封装的数据段包含访问控制地址供至少一个解码器用来控制所述段的接收，所述访问控制地址由所述中心传输站规定，并且用地址分配消息传送给所述至少一个解码器。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述至少一个被封装的数据段对应于至少一个用来包含网际协议数据的数据报段，包含在数据报段中的所述数据还包含网际协议地址。
3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其特征在于发送到所述至少一个解码器并由访问控制地址所标识的所述至少一个被封装的数据段经由电信网络从所述中心传输站发送到所述至少一个解码器。
4.根据上述权利要求中任何一项的方法，其特征在于应解码器向所述中心站发出的访问控制地址请求而发出地址分配消息。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于所述地址分配消息是经由电信网络从所述中心传输站发回给所述解码器的。
6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于由解码器所发出的所述地址请求消息包括标识所述解码器对所述中心传输站的网际协议号。
7.根据权利要求4至6中任何一项的方法，其特征在于：所述地址请求消息包括运营者身份值，所述运营者身份值与所述解码器拥有者对由运营者广播信息经由所述中心发送装置而建议的服务的订阅相关联。
8.根据权利要求4至7中任何一项的方法，其特征在于所述地址请求消息包括关于所述解码器是否希望接收单点传送和多点传送方式中的一种方式提供的消息的指示。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于由所述中心传输站发送的所述地址分配消息包含响应单点传送地址请求的唯一访问控制地址和响应多点传送地址请求的共享控制地址。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于所述单点传送地址是响应来自所述解码器的所述地址请求而在对话开始时动态分配的动态地址。
11.根据权利要求4至10中任何一项的方法，其特征在于所述地址请求消息包括关于在所述地址请求消息通信结束后所述解码器是否保持通过电信网络连接来接收数据的指示。
12.根据上述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述地址分配消息还包括使所述至少一个解码器能够在多个传输分组流中选择含有与所述访问控制地址有关的数据的分组传输流的信息。
13.根据上述权利要求中任何一项的的方法，其特征在于所述地址分配消息还包括使所述至少一个解码器能够从一个传输分组流的多个服务中选择包含与所述访问控制地址有关的数据的服务的信息。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于所述地址分配消息还包括关于由所述服务承载的所述数据流并且标识包含与所分配的访问控制地址有关的所述分组化数据的所述数据流的信息。
15.根据上述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述中心传输站动态地控制在多个传输分组流中使用那一个传输分组流来承载以所述至少一个解码器为目的地的经过封装的分组数据。
16.根据上述权利要求中任何一项的方法，其特征在于所述中心传输站动态控制多个服务中用于将以所述至少一个解码器为目的地的经过封装的分组数据广播出去的那个服务。
17.根据上述权利要求中任何一项的方法，其特征在于被封装在分组净荷中的数据中至少一部分被加密。
18.一种基本上象在此描述的数字广播系统中传输数字信息的方法。
19.一种在包含至少一个中心控制站和多个远程终端的数字通信网络中数据报分组的通信方法，其中，所述数据报分组包含至少一个与所述网络的一个通信层相关的媒体访问控制地址以及一个与所述网络的第二通信层相关的网际协议地址，而且其中媒体访问控制地址是由所述中心控制站对来自远程终端的请求进行响应而动态分配的。
20.一种基本上象在此描述的数字通信网络中数据报分组的通信的方法。
21.一种用于将包含有其净荷中封装有数据段的分组流的传输流发送给解码器的设备，其中至少一个被封装的段包含供解码器控制所述段的接收的访问控制地址，所述设备含有用于定义所述访问控制地址的装置，以及用于按地址分配消息将所述访问控制地址传送给所述解码器的装置。
22.根据权利要求21的设备，其特征在于所述至少一个被封装的段对应于至少一个用以包含网际协议数据的数据报段，包容在数据报段中的数据还包含一个网际协议地址。
23.根据权利要求21或22的设备，其特征在于包含用于将至少一个由访问控制地址标识的被封装的段通过电信网络传送给所述解码器的装置。
24.根据权利要求21至23中任何一项的设备，其特征在于包含用于接收来自解码器的访问控制地址请求的装置，所述设备适应于响应所述请求而把所述地址分配消息发送给所述解码器。
25.根据权利要求24的设备，其特征在于适应于把所述地址分配消息经由电信网络发送给所述解码器。
26.根据权利要求24的设备，其特征在于所述地址分配消息包含响应单点传送地址请求的唯一访问控制地址和响应多点传送地址请求共享控制地址。
27.根据权利要求26的设备，其特征在于所述单点传送地址是响应来自解码器的所述地址请求而在对话开始时分配的动态地址。
28.根据权利要求21至27中任何一项的设备，其特征在于所述地址分配消息还包含使所述解码器能够从多个传输分组流中选择包含与所述访问控制地址有关的数据的分组传输流的信息。
29.根据权利要求21至28中任何一项的设备，其特征在于所述地址分配消息还包含使所述解码器能够从传输分组流的多个服务中选择包含与所述访问控制地址有关的数据的服务的信息。
30.根据权利要求29的设备，其特征在于所述地址分配消息还包含关于所述服务承载的所述数据流并且标识包含与所分配的访问控制地址有关的分组化数据的所述数据流的信息。
31.根据权利要求21至30中任何一项的设备，其特征在于包含用于动态控制多个传输分组流中哪一个传输分组流被用来承载以所述解码器为目的地的经过封装的分组数据的装置。
32.根据权利要求21至31中任何一项的设备，其特征在于包含用于动态控制多个服务中用于将以所述解码器为目的地的经过封装的分组数据广播出去的那个服务的装置。
33.根据权利要求21至31中任何一项的设备，其特征在于包含用于对封装在分组净荷中的数据进行加密的装置。
34.一种用于将包含其净荷中封装数据段的分组流的传输流发送到基本上象在此描述的解码器的设备。
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