SK50212007A3

SK50212007A3 - Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov s čiastočne rovnakým obsahom

Info

Publication number: SK50212007A3
Application number: SK5021-2007A
Authority: SK
Inventors: Dušan Statelov; Martin Hurtoň
Original assignee: Maindata, Spol. S R.O.
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-10-07
Also published as: ZA200907114B

Abstract

Vynález rieši spôsob distribúcie viacerých transportných tokov s prevažne rovnakým obsahom TV kanálov s výraznou redukciou potrebnej šírky pásma na distribučných kanáloch.

Description

Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov dát s čiastočne rovnakým obsahom

Oblasť techniky

Vynález sa týka oblasti telekomunikácií, presnejšie oblasti distribúcie signálu digitálnej televízie na vysielače s čiastočne odlišnou skladbou televíznych programov.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti sa začínajú projektovať a budovať rozsiahle siete na poskytovanie digitálnej televízie, pevnej aj mobilnej, s veľkým počtom (aj niekoľko sto) vysielačov. V rámci týchto sietí je potrebné zabezpečiť efektívnu distribúciu viacerých transportných tokov s čiastočne odlišným obsahom na rôzne skupiny vysielačov. Transportný tok je bitový tok „bitstream”, vytváraný na základe pravidiel prenosového protokolu, určený na prenos dát.

Vysielače môžu byt prevázkované ako SFN siete (single frequency network - sieť, v ktorej niekoľko vysielačov vysiela na rovnakej frekvencii) alebo MFN siete (multifrequency network).

Prenos signálu k vysielačom je možné zabezpečiť rôznymi spôsobmi a to satelitným vysielaním, telekomunikačnými pozemnými linkami, rádiovými linkami atď Prenos viacerých samostatných alebo spojených transportných tokov bez redukcie šírky prenosového pásma je relatívne jednoduchou úlohou, avšak prenosová kapacita distribučnej siete je minimálne súčtom šíriek pásma všetkých jednotlivých transportných tokov.

Nakoľko väčšina „globálnych“ televíznych programov je vo viacerých (väčšinou vo všetkých) transportných tokoch rovnaká, je technicky možné, a ekonomicky účelné zredukovať potrebné prenosové pásmo na nevyhnutnú mieru, bez poškodenia a degradácie parametrov a časovej synchronizácie transportných tokov.

V poslednom období bolo predstavené riešenie prinášajúce úsporu prenosovej kapacity. Toto riešenie spočíva vo vysielaní globálnych a lokálnych televíznych programov vo viacmenej pôvodnom formáte, bez generácie transportných tokov na vysielacej strane, ale s generovaním transportných tokov autonómne na každom vysielači. K úspore dochádza tým, že zdrojové dáta televíznych programov sa vysielajú iba raz, t.j. neopakujú sa zvlášť pre každý transportný tok. Prijímač z celého toku vyselektuje iba TV programy určené pre danú oblasť a generuje transportný tok priamo v adaptéri na vysielači, kde do transportného toku zároveň aj vkladá MIP dáta pre vysielače, t.j. obsahuje aj SFN adaptér. Toto riešenie v SFN sieťach je v rozpore s normou pre SFN siete, ktorá požaduje jediný MIP inserter (SFN adaptér) pre všetky vysielače v rámci jednej SFN siete (bunky). Uvedené riešenie so sebou nesie riziko vysielania rozsynchronizovania SFN siete, t.j. vysielania navzájom sa rušiacich signálov (napr. pri strate iných paketov na rôznych vysielačoch v rámci jednej SFN siete, počas satelitného prenosu), ako aj vysokú náročnosť na riadenie takejto siete a vyššiu zraniteľnosť (rozpad presnej synchronizácie, reťazenie chýb) takejto siete.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje spôsob šírenia viacerých transportných tokov dát s čiastočne rovnakým obsahom podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že transportné toky I., vystupujúce zo všetkých generátorov paketov, sú prenášané súbežne do viacerých generátorov transportných tokov, čím sa zabezpečí ich zhodnosť, a pred vstupom do distribučnej siete, sa jednotlivé transportné toky II., v multiplexore zmultiplexujú do jedného transportného toku III. tak, že sa zo všetkých transportných tokov II. rekonštruujú pakety transportných tokov I., a pokiaľ sa paket transportného toku I. vyskytuje v zmultiplexovanom transportnom toku III. viac ako raz, prenesie sa iba raz, a opakujúce sa pakety transportných tokov I. sa nahradia referenčnými paketmi I., a tiež paket transportného toku II., ktorého určitá časť sa vyskutuje v zmultiplexovanom transportnom toku III. viac ako raz, sa prenesie iba raz, a pakety transportných tokov II. s opakujúcimi sa časťami nahradí referenčnými paketmi II., pričom multiplexor do výstupného zmultiplexovaného transportného toku III., vkladá dodatočné riadiace informácie o identifikácii paketov, a v adaptéri, po výstupe z distribučnej siete sa uskutoční demultiplexovanie zvoleného transportného toku II. a prepis referenčných paketov na pôvodné.

Podľa tohto spôsobu prichádza k zmenšeniu veľkosti viacnásobne sa prenášaných paketov z viacerých transportných tokov, so zachovaním všetkých riadiacich častí paketov tak, že je možné rekonštruovať pôvodné synchrónne transportné toky pre vysielanie v SFN a MFN sieťach. Zmenšenie veľkosti rovnakých paketov vo viacerých transportných tokoch (globálne TV vysielanie), sa realizuje najmä porovnávaním obsahu paketov nižšej transportnej vrstvy v zadanom časovom intervale. Dižka časového intervalu zodpovedá použitej veľkosti vyrovnávacích pamätí v adaptéri. Do vysielania výstupného multiplexu (transportný tok obsahujúci viacero vstupných transportných tokov), sa vkladajú v pravidelnom časovom intervale sekvenčné čísla paketov, tak aby adaptér mal potrebné informácie pre poteby spätného prepisu referenčného paketu pôvodným paketom v pôvodnej veľkosti. Spôsoby implementácie tvorby referenčých paketov môžu byť rôzne. Jedna z možností je uvedená na obr. 8.

Rozšírením uvedenej metódy je rekonštrukcia obsahových pakety najnižšej vrstvy, prenášané transportnými tokmi I., a pokiaľ sa obsahový paket vyskytuje v zmultiplexovanom transportnom toku III. viac ako raz, prenesie sa iba raz, a opakujúce sa obsahové pakety sa

Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov s čiastočne rovnakým obsahom.

Strana 2 z 26 nahradia referenčnými obsahovými paketmi. Týmto spôsobom je možné redukovať šírku pásma pri paketizovaní napr. totožných video rámcov do rôznych formátov transpotných tokov I, ako napr. RTP pri DVB-H a MPEG-2 pri DVB-T.

V prípade sietí digitálnej televízie založených na báze MPEG-2 TS formáte, sa v transportných tokoch používajú PID (packet identifier), pričom niektoré sú zadefinované ako pevné hodnoty, napr. PAT tabuľka, MIP údaje. V našom prípade, keď sú viaceré transportné toky zmultiplexované do jedného, sa preto zákonite vyskytujú konflikty v číslach PIDov. Konflikty v PIDoch sa môžu vyskytnúť nielen u defaultných PIDoch ale aj u ostatných, voliteľných PIDoch. Konflikty PIDov sa riešia zmenou na dočasne odlišné hodnoty počas distribúcie zmultiplexovaného transportného toku.

V multiplexore sa rovnaké PIDy z rôznych transportných tokov zmenia na iné, dočasné hodnoty, ktoré sa nevyskytujú ani v žiadnom z ostatných transportných tokov ani sa nepoužili ako dočasné hodnoty. Multiplexor do výstupného zmultiplexovaného transportného toku vkladá dodatočné riadiace informácie o skladbe transportných tokov, asociácii medzi dočasnými a pôvodnými hodnotami PIDov, asociácii medzi komprimovanými a pôvodnými paketmi, a v adaptéri sa po výstupe z distribučnej siete, na základe riadiacich informácií, uskutoční rekonštrukcia zvoleného pôvodného transportného toku a dočasné hodnoty PIDov sa zmenia z dočasných hodnôt na pôvodné hodnoty.

V prípade, že pomocú transportných tokov I. sa prenášajú na živo vysielané TV alebo rozhlasové programy, generátorom paketov môžu byť rôzne zariadenia ako napr. AV Encoder, generátor PSI/SI tabuliek, ESG server (napr. pri DVB-H), EPG server (napr. pri DVB-T), Teletext server (napr. pri DVB-T), MHP Server (napr. pri DVB-T), alebo CAS Server a podobne.

V prípade, že pomocú transportných tokov I. sa prenášajú na TV alebo rozhlasové programy z digitálneho záznamu, generátorom paketov môžu byť rôzne zariadenia ako streaming server, generátor PSI/SI tabuliek, ESG server (napr. pri DVB-H), EPG server (napr. pri DVBT), Teletext server (napr. pri DVB-T), MHP Server (napr. pri DVB-T), alebo CAS Server a podobne.

V prípade, že pomocú transportných tokov I. sa prenášajú súbory, generátorom paketov môže byť Filé Multicast server, FLUTE server (napr. pri DVB-H), alebo CAS Server a podobne.

Riadenie výstupných rýchlostí generátorov paketov môže byť rôzne a to:

1) Výstupné rýchlosti každého transportného toku I. generátorov paketov sú konštantné (CBR)

2) Výstupné rýchlosti každého transportného toku I. generátora paketov sú premenlivé (VBR) a konštanty je súčet rýchlostí transportných tokov I. globálnych programov

Strana 3 z 26 a zároveň je konštantný súčet rýchlostí transportných tokov I. lokálnych programov pre jednu oblasť, pričom riadiaca jednotka globálnych programov riadi generátory paketov globálnych programov, a riadiaca jednotka lokálnych programov riadi riadiace jednotky lokálnych programov, ktoré riadia generátory paketov lokálnych programov pre danú oblasť.

3) Súčet rýchlostí transportných tokov I. generátorov paketov globálnych programov ako aj súčet rýchlostí transportných tokov I. generátorov paketov lokálnych programov je premenlivý (VBR), a konštatný je súčet transportných tokov globálnych a lokálnych programov pre jednu oblasť, pričom hlavná riadiaca jednotka riadi riadiacu jednotku globálnych programov a lokálnych programov, pričom riadiaca jednotka globálnych programov riadi generátory paketov globálnych programov, a riadiaca jednotka lokálnych programov riadi riadiace jednotky lokálnych programov, ktoré riadia generátorov paketov lokálnych programov pre danú oblasť.

V prípade DVB-H transportných tokov sa pred vstupom do distribučnej siete v Multiplexore odstránia FEC dáta z MPE-FEC sekcií pred vstupom do distribučnej siete, a po výstupe z distribučnej siete sa v adaptéri MPE-FEC dáta vypočítajú a vložia do príslušných MPE-FEC sekcií. Takýmto spôsobom sa ďalej zníži potrebná šírka pásma a to vzásislosti od nastavenia sily MPE FEC.

V prípade DVB-H sietí s požadovanou podporou seamless handover, generátory transportných tokov generujú transportné toky s časovo posunutými IP paketami v rámci jednotlivých burstov. Pre každú MFN sieť stačia maximálne 4 rôzne frekvencie na zabránenie vzájomného sa rušenia, preto počet rovnakých transportných tokov s podporou seamless handoveru sa zvýši maximálne 4 násobne. Nakoľko obsahové IP pakety týchto transportných tokov sú totožné, nárast kapacity na prenosy takýchto posunutých transportných tokov je silne redukovaná.

Pre zvýšenie úspor prenosovej kapacity je možné v transportných tokoch II. pred vstupom do distribučnej siete odstániť výplňové pakety tzv. „null packets“ namiesto, ktorých sa do riadiacich paketov vloží informácia o pozícii null paketu, a prípadne aj continuity counter, a prípadne aj vybrané položky hlavičky TS paketu a prípadne celá hlavička, a po výstupe z distribučnej siete sa výplňové pakety v adaptéri spätne vkladajú do transportného toku na základe informácií v riadiacich paketoch.

Zmultiplexovaný transportný tok III. môže byť distribuovaný prostredníctvom rádiových a káblových telekomunikačných sietí alebo prostredníctvom telekomunikačných satelitov alebo prostredníctvom sietí pozemných rádiových sietí napr. WiMAX, WIFI, 3G, 4G alebo prostredníctvom IP Multicastových sietí alebo prostredníctvom pozemných káblových sietí alebo prostredníctvom telekomunikačných vzducholodí a podobne.

Strana 4 z 26

Formátom transportných tokov II. môžu byť formáty transportných tokov podľa štandardov DVB, ATSC, ISDB, IP, DAB, DVB-H, DAB, DAB-IP, DMB, CMMB, MediaFlo, BCAST, DVBSH a podobne.

V prípade, že ide o siete DVB-H alebo IPTV výstupy generátorov paketov, môžu byť ku generátorom transportných tokov prenášané cez paketovú sieť. V prípade, že ide o siete DVB-T, DVB-C, výstupy generátorov paketov, môžu byť ku generátorom transportných tokov prenášané cez DVB-ASI rozhranie.

Generátory paketov s IP výstupami môžu byť umiestnené mimo up-linku a prepojené na veľkú vzdialenosť.

Nakoľko generátory paketov s IP výstupom vo väčšine prípadov generujú multicastové prenosy, a 90 % IP sietí má podporu IP Multicastu vypnutú, na prenos IP paketov od vzdialeného generátora paketov do vysielacieho centra sa použije unicastový prenos, a vo vysielacom centra sa do cesty IP paketov vloží IP brána, ktorá mení unicastové IP prenosy na IP Multicastové prenosy, preto aby boli pakety z daného Generátora paketov súbežne prenášané do viacerých generátorov transportných tokov.Takýto spôsob prenosu má nasledovné výhody:

1) Poskytuje prevádzkovateľom sietí digitálnej televízie distribuovať z jedného centra transportné toky z čiastočne rovnakým obsahom a čiastočne odlišným obsahom predstavujúcim prevažne vysielanie regionálnych a lokálnych televíznych programov, s výraznou úsporou prenosovej kapacity distribučnej siete.

2) Oproti bežnému spôsobu distribúcie dosahuje výraznú úsporu potrebnej šírky pásma. Za predpokladu rovnakej šírky pásma na jeden program, 5 % kapacity na dodatočné riadiace pakety, a 10 % nej šírke pásma na opakujúce sa globálne TV programy, bez prenosu MPE FEC a bez podpory seamless handover sú úspory nasledovné:

Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov s čiastočne rovnakým obsahom,

Strana 5 z 26

Počet	Počet	Počet	Úspora	Normálna Dosiahnutá
transportných	Globálnych	Lokálnych	prenosovej	kapacita	Úspora
tokov - regiónov ★	programov	programov	kapacity	[Mbps]	[Mbps]

10	20 15 10	2 3 5	79% 71 % 54%	55 45 37,5	11,6 13 17,3
	20	2	85%	110	16,8
20	15	3	77%	90	20,9
	10	5	59%	75	30,5
	20	2	87%	165	22
30	15	3	79%	135	28,8
	10	5	61 %	112,5	43,6

* Počet transportných tokov sa rovná počtu regiónov v prípade, že nie je aplikovaný seamless handover u DVB-H, pokiaľ je potrebná podpora seamless handover počet transportných tokov sa zoštvornásobí.

3) V zmysle normy o SFN sieťach, ktorá vyžaduje jeden SFN adaptér/MIP inserter pre celú SFN sieť, spĺňa túto požiadavku, čím zabezpečuje synchrónnosť vysielania SFN vysielačov. To zvyšuje odolnosť takéhoto riešenie proti reťazeniu chýb a rozpadu synchronizácie SFN siete.

4) Vďaka centrálnemu umiestneniu všetkých kľúčových zariadení na vysielacej strane je takáto sieť ľahšie kontrolovateľná a má nižšie prevádzkové náklady.

5) Vďaka generovaniu transportných tokov na vysielacej strane je možné analyzovať validnosť transportných tokov centrálne na vysielacej strane.

6) V prípade DVB-H sietí umožňuje zvýšenie spoľahlivosti distribučnej siete využitím samoopravného kódu MPE-FEC.

7) Umožňuje úspory prenosovej kapacity aj pokiaľ sú rovnaké TV programy formátované v odlišných normách, t.j. napr. rovnaký TV program je enkapsulovaný zároveň do IP-UDP-RTP a zároveň do MPEG-2 TS transportného toku.

8) Umožňuje pripojenie aj vzdialeného AV Enkódera prostredníctvom siete bez podpory multicastu.

9) Umožňuje až 3 úrovňový štatistický multiplex AV Enkóderov.

Strana 6 z 26

10) Umožňuje pripojenie Streaming Serverov a FileCastových Serverov, napr. FLUTE do spoločného štatistického multiplexu s AV Encodermi.

11) Umožňuje obsadenie nevyužitej kapacity FileCastovými Servrami, napr. FLUTE serverom.

12) Vďaka centralizovanej architektúre je možné použiť iba jeden CAS (Conditional Access System), bez distribuovaného kryptovania, čo znižuje investičné náklady a zvyšuje bezpečnosť prevádzky a manipulácie s kryptovacími kľúčmi.

13) Je plne transparentný pre všetky zariadenia, platformy generujúce transportné toky dát.

14) Je použiteľný pre rôzne formáty paketových broadcastových sietí ako DVB, ATSC, ISDB, IP, DAB, DVB-H, DAB, DAB-IP, DMB, CMMB, MediaFlo, BCAST, DVB-SH.

15) Je použiteľný pre distribúciu prostredníctvom distribučných sietí ako rádiových a káblových telekomunikačných sietí alebo prostredníctvom telekomunikačných satelitov alebo prostredníctvom sietí pozemných rádiových sietí napr. WiMAX, WIFI, 3G, 4G alebo prostredníctvom IP Multicastových sietí alebo prostredníctvom pozemných káblových sietí alebo prostredníctvom telekomunikačných vzducholodí.

16) Umožňuje efektívnu distribúciu aj v prípade potreby podpory „seamless handover“ v DVB-H sieťach.

17) Umožňuje rýchlu obojsmernú komunikáciu medzi všetkými zariadeniami na vysielacej strane, čo zlepšuje možnosti riadenia zariadení ako napr. štatistický multiplex, opportunistic data a pod.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 - Schéma Satelitnej distribúcie transportných tokov

Obr. 2 - Schéma Satelitnej distribúcie DVB-H transportných tokov s podporou „Seamless handover“

Obr. 3 - Schéma 3-úrovňového riadenia generátorov paketov

Obr. 4 - Schéma 1-úrovňového riadenia generátorov paketov

Obr. 5 - Znázornenie transportného toku s VBR generátormi paketov pracujúcimi v 2 CBR multiplexoch

Obr. 6 - Znázornenie jedného transportného toku s opakujúcimi sa globálnymi programami po výstupe z Multiplexora s referenčnými paketami Global TV programov.

Obr. 7 - Schématické znázornenie zmultiplexovaného transportného toku.

Strana 7 z 26

Obr. 8 - Schématické znázornenie jedného spôsobu náhrady časti DVB-H MPEG-2 TS paketu s opakujúcim sa paketom transportného toku I. a náhrada transportného paketu II. paketom referenčným.

Obr. 9 - Pripojenie vzdialeného AV Enkódera unicastovou sieťou.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Riešenie pozostáva v tom, že transportné toky I. 2, vystupujúce zo všetkých generátorov paketov 1, sú prenášané súbežne do viacerých generátorov transportných tokov 8, a pred vstupom do distribučnej siete T7, sa jednotlivé transportné toky II. 9, v multiplexore 14 zmultiplexujú do jedného transportného toku III. 16 tak, že sa zo všetkých transportných tokov II. 9 rekonštruujú pakety transportných tokov I. 2 , a pokiaľ sa paket transportného toku I. 2 vyskytuje v zmultiplexovanom transportnom toku III. 16 viac ako raz, prenesie sa iba raz, a opakujúce sa pakety transportných tokov I. 2 sa nahradia referenčnými paketmi I. 2 , a tiež paket transportného toku II. 9, ktorého určitá časť sa vyskutuje v zmultiplexovanom transportnom toku III. 16 viac ako raz, sa prenesie iba raz, a pakety transportných tokov II. 9 s opakujúcimi sa časťami nahradí referenčnými paketmi II. 9 , pričom multiplexor 14 do výstupného zmultiplexovaného transportného toku III. 16, vkladá dodatočné riadiace informácie o identifikácii paketov, a v adaptéri 18, po výstupe z distribučnej siete 17 sa uskutoční demultiplexovanie zvoleného transportného toku II. 9 a prepis referenčných paketov na pôvodné.

Príklad 2

Je obdobou príkladu 1, stým, že je aplikované na DVB-H siete so satelitnou distribúciou. Nekomprimované AV signály Globálnych TV programov vstupujú do AV Encoderov 1 (1G1 až 1Gn) (zariadení vykonávajúcom kompresiu AV signálov) zaradených do jedného štatistického multiplexu (AV Encoderi 1 1G1 až 1Gn) a nekomprimované AudioVideo signálov Lokálnych TV programov do AV Encoderov 1 (1L11 až 1Lmv), v rámci druhého štatistického multiplexu.

Výstupy zo všetkých AV Encoderov 1 sú vo forme IP paketov prenášané prostredníctvom lokálnej siete, najčastejšie Ethernet siete ku všetkým IP Enkapsulátorom 8. Tým sa zabezpečí, že opakujúce sa pakety Globálnych TV programov sú v rôznych transportných tokoch I. 2 identické.

Riešenie je zobrazené na Obr.1 „Schéma Satelitnej distribúcie transportných tokov“.

Strana 8 z 26

IP Enkapsulátory 8 prijímajú iba zvolené TV programy, pričom výstupom IP Enkapsulátorov 8 sú transportné toky II. 9 vo formáte MPEG-2 TS. Za IP Enkapsulátory 8 sú, v prípade, SFN sietí, zaradené MIP inserteri 12 (tiež označované ako SFN Adaptéri). Do Multiplexora 14, vstupujú teda buď transportné toky II. 9 z IP Enkapsulátorov (pokiaľ nejde o SFN sieť), alebo upravené transportné toky II. 9 z MIP Inserterov 12.

Významnou funkciou Multiplexora 14 je rekonštrukcia paketov transportných tokov I. 2 (z transportných tokov II 9), ich porovnávanie a náhrada opakujúcich sa paketov transportných tokov I. 2 referenčnými paketami. Referenčé pakety sa môžu vysielať vo forme napr. Priváte Data.

V multiplexore 14 sa rovnaké PIDy z rôznych transportných tokov zmenia na iné, dočasné hodnoty, ktoré sa nevyskytujú, ani v žiadnom z ostatných transportných tokov II. 9, ani sa nepoužili ako dočasné hodnoty, pričom multiplexor 14 do výstupného zmultiplexovaného transportného toku III. 16 vkladá dodatočné riadiace informácie o skladbe transportných tokov II. 9, asociácii medzi dočasnými a pôvodnými hodnotami PIDov.

K IP Enkapsulátorom 8 sú tiež smerované IP pakety z ESG serverov (Electronic Server Guide) ako aj SPP (Service purchase and protection) subsystému (CAS conditional access systém, DRM digital rights management) vo forme ECM (entitlement control message) a EMM (entitlement managment message) paketov. Konfliktné IP adresy (napr. ESG bootstrap) môžu byť premapované na iné IP adresi na zdroji t.j. ESG Serveri, alebo vedené po oddelenej Ethernet sieti na IP Enkapsulátor.

Výstupom Multiplexora 14 je zmultiplexovaný transportný tok III. 16 vytvorený zmiešaním lokálnych transportných tokov s remapovanými PIDmi, s objemovo silne redukovanými referenčnými paketmi globálnych programov a pridanými riadiacimi signálmi. Schématické znázornenie zmultiplexovaného transportného toku je na obr. 7 a obr. 6.

Zmultiplexovaný transportný tok III. 16 je satelitnou distribučnou sieťou 17 prenášaný ku satelitným prijímačom, z ktorých vstupuje do adaptérov 18. V adaptéroch 18 sa uskutoční demultiplexovanie zvoleného transportného toku II. 9 , dočasné hodnoty PIDov sa zmenia z dočasných hodnôt na pôvodné hodnoty a referenčné pakety sa nahradia paketami pôvodnými a to na základe dodatočne pridaných riadiacich paketov tak, že vznikne transportný tok II. 9 identický s transportným tokom II. 9, ktorý vstupoval do Multiplexora 14.

Príklad 3

Je obdobou príkladu 1 s tým rozdielom, že Multiplexor 14 rekonštruuje obsahové pakety na najnižšej vrstve, prenášaných transportnými tokmi I. 2, a opakujúce sa obsahové pakety nahradí referenčnými. Výhodou tohto riešenia je možnosť redukcie šírky pásma aj v prípade

Strana 9 z 26 multiplexovania rovnakého obsahu (napríklad videa), formátovaného do rôznych formátov transportných tokov t.j. napríklad RTP u DVB-H a MPEG-2 u DVB-T.

Príklad 4

Je obdobou príkladu 1 pričom Generátormi paketov nie sú iba Video Enkóderi ale aj Streming Server, Generátor PSI/SI tabuliek, ESG server (napr. pri DVB-H), EPG server (napr. pri DVB-T), Teletext server (napr, pri DVB-T), MHP Server (napr. pri DVB-T), alebo CAS Server, Filé Multicast server, FLUTE server (napr. pri DVB-H), alebo CAS Server a podobne.

Príklad 5

Je obdobou príkladu 2, s tým rozdielom, že je aplikované na DVB-T siete so satelitnou distribúciou.

Výstupy zo všetkých AV Encoderov 1 sú vo forme MPEG-2 paketov prenášané prostredníctvom DVB-ASI rozhrania ku MPEG-2 Multiplexorom 8.

MPEG-2 Multiplexori 8 prijímajú iba zvolené TV programy, pričom výstupom sú transportné toky II. 9. Za MPEG-2 Multiplexori 8 sú, v prípade, SFN sietí, zaradené MIP inserteri 12 (tiež označované ako SFN Adaptéri).

Významnou funkciou Multiplexora 14 je rekonštrukcia paketov na úrovni PES paketov, ich porovnávanie a náhrada opakujúcich sa PES paketov referenčnými paketami. Referenčné pakety sa môžu vysielať vo forme napr. Priváte Data.

V multiplexore 14 sa rovnaké PIDy z rôznych transportných tokov zmenia na iné, dočasné hodnoty, ktoré sa nevyskytujú, ani v žiadnom z ostatných transportných tokov II., ani sa nepoužili ako dočasné hodnoty, pričom multiplexor 14 do výstupného zmultiplexovaného transportného toku III. (16) vkladá dodatočné riadiace informácie o skladbe transportných tokov II., asociácii medzi dočasnými a pôvodnými hodnotami PIDov.

Zmultiplexovaný transportný tok III. 16 je satelitnou distribučnou sieťou 17 prenášaný ku satelitným prijímačom, z ktorých vstupuje do adaptérov 18. V adaptéroch 18 sa uskutoční demultiplexovanie zvoleného transportného toku II. 9 , dočasné hodnoty PIDov sa zmenia z dočasných hodnôt na pôvodné hodnoty a referenčné pakety sa nahradia paketami pôvodnými a to na základe dodatočne pridaných riadiacich paketov tak, že vznikne transportný tok II. identický s transportným tokom II., ktorý vstupoval do Multiplexora 14.

Príklad 6

Je obdobou príkladu 1 pričom výstupné rýchlosti generátorov 1 paketov sú konštantné.

Strana 10 z 26

Príklad 7

Je obdobou príkladu 1 pričom výstupné rýchlosti každého transportného toku I. 2 generátora paketov 1 sú premenlivé (VBR), a konštantý je súčet rýchlostí transportných tokov I. 2 globálnych programov a zároveň je konštantný súčet rýchlostí transportných tokov I. 2 lokálnych programov pre jednu oblasť, pričom riadiaca jednotka globálnych programov 3G riadi generátory paketov globálnych programov, a riadiaca jednotka lokálnych programov 3L riadi riadiace jednotky lokálnych programov 3L1 až 3Lm, ktoré riadia generátory paketov 1 lokálnych programov pre danú oblasť.

Príklad 8

Je obdobou príkladu 1 pričom súčet rýchlostí transportných tokov I. 2 generátorov paketov globálnych programov 1 ako aj súčet rýchlostí transportných tokov I. 2 generátorov paketov lokálnych programov 1L11 až 1Lm,v je premenlivý (VBR), a konštatný je súčet transportných tokov II. globálnych a lokálnych programov 2G a napr. 2L1 pre jednu oblasť, pričom hlavná riadiaca jednotka 4 riadi riadiacu jednotku globálnych programov 3G a lokálnych programov 3L, pričom riadiaca jednotka globálnych programov 3G riadi generátory paketov globálnych programov 1G až 1Gn. a riadiaca jednotka lokálnych programov 3L riadi riadiace jednotky lokálnych programov 3L1 až 3Lm, ktoré riadia generátory paketov lokálnych programov napr. 1L11 a 1L12 pre danú oblasť.

Príklad 9

Je obdobou riešenia uvedeného v príklade 2, s tým rozdielom, že MPE FEC dáta sa z MPE FEC sekcií vymažú, a to buď v IP Enkapsulátore 8^ alebo v v Multiplexori 14, t.j. pred distribúciou. V adaptéri 18, sa MPE FEC dáta vypočítajú a vložia do MPE FEC sekcií, čo v prípade DVB-H ušetri významnú časť šírky pásma.

Príklad 10

Je obdobou riešenia uvedeného v príklade 2, s tým rozdielom, že MPE FEC dáta sa ponechajú a v adaptéri 18, sa MPE FEC použijú na rekonštrukciu prípadných výpadkov paketov počas distribúcie.

Príklad 11

Je obdobou riešenia uvedeného v príklade 2, s tým rozdielom, že MPE FEC dáta sa z MPE FEC sekcií vymažú, a to buď v IP Enkapsulátore 8^ alebo v v Multiplexori 14, t.j. pred distribúciou. V adaptéri 18, sa MPE FEC dáta vypočítajú a vložia do MPE FEC sekcií, čo v prípade DVB-H ušetrí významnú časť šírky pásma.

Strana 11 z 26

Príklad 12

Je obdobou riešenia uvedeného v príklade 3, s tým rozdielom, že nejde o DVB-T sieť ale o sieť

ATSC, alebo ISDB. Náhrada opakujúcich sa paketov referenčnými sa vykonáva na úrovni PES paketov.

Príklad 13

Je obdobou riešenia uvedeného v príklade 1, 2 a 3, s tým, že v Multiplexori 14 sa nahradia aj výplňové pakety, v zmysle normy MPEG-2 TS označované ako „null packets“, paketami referenčnými a referenčné paketami sa nahradia pôvodnými paketami v adaptéri 18.

Príklad 14

Je obdobou riešenia uvedeného v príklade 2, s tým, že podporuje „seamless handover“. V tomto prípade sa na jeden región generujú 4 transportné toky s časovo posunutými IP paketami v rámci DVB-H burstoch pre rôzne SFN bunky vysielané na rôznych freknvenciách, ktoré sú vysielané na rôznych frekvenciách.

Príklad 15

Je kombináciou riešení v príkladoch 2 a 3 s tým, že DVB-T a DVB-H transportné toky I. generované tými istými AV Enkódermi sú v Multiplexori 14 rekonštruované až na úrovni obsahových paketov, t.j. napr. až na úrovni I, B, P framov, ktoré sú následne v prípade opakovaného výskytu v Multiplexore 14 nahrádzané referenčnými obsahovými paketami pred distribúciou a v adaptéri 18 sú referenčné pakety nahradené pôvodnými.

Príklad 16

Je obdobou príkladu 2 s tým, že generátory paketov 1 s IP výstupami môžu byť naviac jednoducho umiestnené aj mimo up-linku a prepojené na veľkú vzdialenosť. V prípade použitia riadiacej jednotky výstupných tokov 3 a 4 zabezpečíme čím kratšiu odozvu siete (RTT), tak aby bolo možné použiť interaktívne riadenie jednotlivých generátorov paketov t Nakoľko väčšina IP sietí má podporu IP Multicastu vypnutú, na prenos IP paketov od vzdialeného generátora paketov do vysielacieho centra je možné použiť unicastový prenos, a vo vysielacom centra sa do cesty IP paketov vloží IP brána 22, ktorá mení unicastové IP na IP Multicastové prenosy. Tým sa dosiahne potrebný súbežný prenos do viacerých generátorov transportných tokov obr. 9.

Strana 12 z 26

Príklad 17

Je obdobou príkladu 1, stým, že transportný tok III. je šírený prostredníctvom rádiových a káblových telekomunikačných sietí alebo prostredníctvom sietí pozemných rádiových sietí napr. WiMAX, WIFI, 3G, 4G alebo prostredníctvom IP Multicastových sietí

Príklad 18

Je obdobou príkladu 1, stým že transportné toky II. sú generované podlá štandardu DVB, ATSC, ISDB, IP, DAB, DVB-H, DAB, DAB-IP, DMB, CMMB, MediaFlo, BCAST, DVB-SH.

Príklad 19

Je obdobou príkladu 1, stým, že riadiace jednotky 3 na riadenie generátorov i paketov môžu použiť mechanizmus štatistického multiplexovania, zmeny parametrov AV kompresie ako kvantizáciu, vzájomné synchronizovanie generovania I framov v AV Enkoderoch, mechanizmus príležitostného vkladania dát (opportunistic data), prideľovanie šírky pásma jednotlivým generátorom 1 paketov podľa pevne nastavených priorít alebo na základe dynamického prideľovania priorít na základe informácií o potrebnej prenosovej šírke pásma od generátorov I paketov.

Príklad 20

Je obdodbou príkladu 1 s tým, že generátor 1 paketov, ktorý je umiestenený mimo centrálnej platformy, prostredníctvom siete, ktorá neumožňuje súbežný prenos paketov na viacero generátorov 8 transportných tokov, prenáša pakety iba na jednu bránu (22) unicastom, ktorá zmení unicastový prenos paketov na multicastový prenos tak, že rovnaké pakety sú súbežne prenášané na viacero generátorov 8 transportných paketov.

Príklad 21

Je obdodbou príkladu 1 s tým, že súčinnosť generátorov i paketov je riadená riadiacou jednotkou 10 generátorov 8 transportných tokov.

Priemyselná využiteľnosť vynálezu

Typickým príkladom využitia je DVB-H sieť, ktorá obsahuje lokálne TV a rozhlasové stanice v jednotlivých regiónoch (zvyčajne SFN bunkách), pričom globálne TV a rozhlasové programy sú vo väčšine alebo vo všetkých transportných tokoch rovnaké. V prípade, že v rámci celej siete je napríklad 9 oblastí, v ktorej je 10 kanálov rovnakých (global content), a däľšie 2 sú špecifické iba pre danú časť siete (local content), na vysielacej strane sa

Strana 13 z 26 vygeneruje 9 kompletných DVB-H MPEG-2 TS, pričom sa pred vysielaním komprimujú, a na vysielačoch dekomprimujú tak, že sa zachovajú všetky potrebné parametre pre vysielanie aj v SFN sieti.

Uvedený spôsob distribúcie dát je možné využiť nielen v sieťach mobilnej TV založených na štandarde DVB-H ale aj pre siete mobilnej televízie na báze iných štandardov ako napr. DAB, DMB, DAB-IP, CMMB, MediaFlo, WIMAX resp. BCAST v 3G sieťach.

Uvedený spôsob distribúcie dát je možné využiť aj v prípade satelitného šírenia signálu na vysielače nemobilných sietí Digitálnej TV napr. pre DVB-T, ISDB, ATSC a i.

Uvedený spôsob distribúcie dát je možné využiť nielen v pripade satelitnej distribúcie dát, ale aj pri všetkých typoch vysielacích sietí (broadcast networks).

Uvedený spôsob distribúcie dát je možné tiež využiť pri distribúcii prostredníctvom Multicastových IP sietí.

Strana 14 z 26

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, s čiastočne rovnakým obsahom, vyznačujúci sa tým, že transportné toky I. (2), vystupujúce zo všetkých generátorov (1) paketov, sú prenášané súbežne do viacerých generátorov (8) transportných tokov, a pred vstupom do distribučnej siete (17), sa jednotlivé transportné toky II. (9), v multiplexore (14) zmultiplexujú do jedného transportného toku III. (16) tak, že sa zo všetkých transportných tokov II. rekonštruujú pakety transportných tokov I., a pokiaľ sa paket transportného toku I. vyskytuje v zmultiplexovanom transportnom toku III. (16) viac ako raz, prenesie sa iba raz, a opakujúce sa pakety transportných tokov I. sa nahradia referenčnými paketmi I., a tiež paket transportného toku II., ktorého určitá časť sa vyskutuje v zmultiplexovanom transportnom toku III. (16) viac ako raz, sa prenesie iba raz, a pakety transportných tokov II. s opakujúcimi sa časťami nahradí referenčnými paketmi II., pričom multiplexor (14) do výstupného zmultiplexovaného transportného toku III. (16), vkladá dodatočné riadiace informácie o identifikácii paketov, a v adaptéri (18), po výstupe z distribučnej siete (17) sa uskutoční demultiplexovanie zvoleného transportného toku II. (9) a prepis referenčných paketov na pôvodné.
2) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nároku 1., v y z n a č ujúci sa tým, že v multiplexore (14) sa rekonštruujú obsahové pakety nižšej vrstvy, ako transportné toky I., a pokiaľ sa obsahový paket vyskytuje v zmultiplexovanom transportnom toku III. (16) viac ako raz, prenesie sa iba raz, a opakujúce sa obsahové pakety sa nahradia referenčnými obsahovými paketmi.
3) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. a 2., vyznačujúci sa tým, že v multiplexore (14) sa rovnaké PIDy z rôznych transportných tokov zmenia na iné, dočasné hodnoty, ktoré sa nevyskytujú ani v žiadnom z ostatných transportných tokov ani sa nepoužili ako dočasné hodnoty, pričom multiplexor (14) do výstupného zmultiplexovaného transportného toku (16) vkladá dodatočné riadiace informácie o skladbe transportných tokov, asociácii medzi dočasnými a pôvodnými hodnotami PIDov a v adaptéri (18) sa po výstupe z distribučnej siete (17), na základe riadiacich informácií, uskutoční rekonštrukcia zvoleného pôvodného transportného toku II.(9), dočasné hodnoty PIDov sa zmenia z dočasných hodnôt na pôvodné hodnoty.

Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov s čiastočne rovnakým obsahom.

Strana 15 z 26
4) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 3., vyznačujúci sa tým, že Generátorom (1) paketov môže byť AV Encoder, Streaming Server, Filé multicast server, FLUTE server, ESG Server, EPG Server, MHP Server, CAS server, Teletext server, generátor PSI/SI tabuliek.
5) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 4., vyznačujúci sa tým, že rýchlosti transportných tokov I. (2) sú konštantné (CBR).
6) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 4., vyznačujúci sa tým, že súčet výstupných rýchlostí transportných tokov I. (2) globálnych programov (2G) je konštantný (CBR), a súčet výstupných rýchlostí transportných tokov lokálnych programov (2L1 až 2Lm) je tiež konštantný (CBR), pričom riadiaca jednotka globálnych programov (3G) riadi premenlivé rýchlosti (VBR) transportných tokov I. globálnych programov (1G1 až 1Gn), a riadiaca jednotka lokálnych programov (3L1 až 3Lm), riadi premenlivé rýchlosti (VBR) transportných tokov I. lokálnych programov (1Lm).
7) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podlá nárokov 1. až 4., vyznačujúci sa tým, že súčet výstupných rýchlostí transportných tokov I. (2) globálnych programov (2G) je premenlivý (VBR), a súčet výstupných rýchlostí transportných tokov lokálnych programov (2L1 až 2Lm) je tiež premenlivý (VBR), a konštantný je súčet transportných tokov I. globálnych (2G) a lokálnych programov (2L1 až 2Lm), pričom hlavná riadiaca jednotka (4) riadi riadiacu jednotku globálnych programov (3G) ako aj riadiacu jednotku lokálnych programov (3L) a jednotka globálnych programov (3G) riadi premenlivé rýchlosti (VBR) transportných tokov I. globálnych programov (1G1 až 1 Gn), a riadiaca jednotka lokálnych programov (3L1 až 3Lm), riadi premenlivé rýchlosti (VBR) transportných tokov I. lokálnych programov (2L1 až 2Lm).
8) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podá nárokov 1. až 7., vyznačujúci sa tým, že v DVB-H sieti sa FEC dáta odstránia z MPE-FEC sekcií, buď v generátore (8) transportných tokov alebo v multiplexore (14), pred vstupom do distribučnej siete (17), apo výstupe z distribučnej siete (17), sa v adaptéri (18) FEC dáta vypočítajú a vložia do príslušných MPE-FEC sekcií.

Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov s čiastočne rovnakým obsahom.

Strana 16 z 26
9) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 7., vyznačujúci sa tým, že FEC dáta, sa ponechajú v MPE-FEC sekciách a v prípade výpadku paketov v distribučnej sieti sa chýbajúce pakety doplnia využitím paketov samoopravného kódu MPE FEC,
10) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 5. a 7. až 9.,vyznačujúci sa tým, že generátory (8) transportných tokov v DVB-H sieťach s podporou seamless handover generujú transportné toky II.(9) s časovo posunutými IP paketami v rámci jednotlivých burstov.
11) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 5. a 7., až 10., vyznačujúci sa tým, že z transportných tokov II. (9) sa v Multiplexore (16) pred vstupom do distribučnej siete (17) odstránia výplňové pakety tzv. „null packets“ namiesto, ktorých sa do riadiacich paketov vloží informácia o pozícii, a prípadne continuity counter, a pripadne vybrané položky hlavičky TS paketu a prípadne celá hlavička a po výstupe z distribučnej siete (17) sa výplňové pakety v adaptéri (18) spätne vkladajú do transportného toku II. (9) na základe informácií v riadiacich paketoch.
12) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 5. a 7., až 11., v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že zmultiplexovaný transportný tok III. (16) je distribuovaný prostredníctvom rádiových a káblových telekomunikačných sietí alebo prostredníctvom telekomunikačných satelitov alebo prostredníctvom sietí pozemných rádiových sietí napr. WiMAX, WIFI, 3G, 4G alebo prostredníctvom IP Multicastových sietí alebo prostredníctvom pozemných káblových sietí alebo prostredníctvom telekomunikačných vzducholodí.
13) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 5. a 7. až 10. a 12., vyznačujúci sa tým, že formátom transportných tokov II. (9) môžu byť formáty transportných tokov podľa štandardu DVB, ATSC, ISDB, IP, DAB, DVB-H, DAB, DAB-IP, DMB, CMMB, MediaFlo, BCAST, DVB-SH.
14) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 5. a 7. až 13, vyznačujúci sa tým, že výstupy generátorov (1) paketov môžu byť ku generátorom (8) transportných tokov prenášané cez lokálnu sieť, gigabit Ethernet alebo DVB-ASI rozhranie.

Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov s čiastočne rovnakým obsahom.

Strana 17 z 26
15) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 14, v y značujúci sa tým, že riadiace jednotky (3) na riadenie generátorov (1) paketov môžu použiť mechanizmus štatistického multiplexovania, zmeny parametrov A V kompresie ako kvantizáciu, vzájomné synchronizovanie generovania Iframov vAV Enkoderoch, mechanizmus príležitostného vkladania dát (opportunistic data), prideľovanie šírky pásma jednotlivým generátorom (1) paketov podľa pevne nastavených priorít alebo na základe dynamického prideľovania priorít na základe informácií o potrebnej prenosovej šírke pásma od generátorov (1) paketov,
16) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nárokov 1. až 15, v y značujúci sa tým, že generátor (1) paketov, ktorý je umiestenený mimo centrálnej platformy, prostredníctvom siete, ktorá neumožňuje súbežný prenos paketov na viacero generátorov (8) transportných tokov, prenáša pakety iba na jednu bránu (22) unicastom, ktorá zmení unicastový prenos paketov na multicastový prenos tak, že rovnaké pakety sú súbežne prenášané na viacero generátorov (8) transportných paketov.
17) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nároku 1. až 16., v y značujúci sa tým, že súčinnosť generátorov (1) paketov je riadená riadiacou jednotkou (10) generátorov (8) transportných tokov.
18) Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov, podľa nároku 1. až 17, v y značujúci sa tým, že medzi generátor (8) transportných tokov a Multiplexor (14) sa zaradí SFN adaptér (12), ktorý do transportných tokov II. (9) vkladá riadiace informácie pre modulátori (20).

Spôsob úsporného šírenia viacerých transportných tokov s čiastočne rovnakým obsahom.

Strana 18 z 26