IP over DVB-S2的数据封装研究的数据封装研究
对DVB-S2中IP数据的传输进行了分析，详细讨论了多协议封装，单向轻量封装以及普通流封装各自的封装过
程，并结合DVB-S2系统实际网络环境中的IP数据，比较了这3种封装协议的封装性能。理论分析和实验结果表
明，GSE、ULE的封装效率较MPE更高效，GSE封装更灵活，扩展性更好，为下一代及未来DVB标准中IP封装
协议的选择和优化提供了参考和依据。
摘摘 要：要： 对
关键词：关键词： DVB-S2；MPE；ULE；GSE；封装效率
DVB-S2[1]作为第二代卫星数字视频广播标准，与DVB-S[2]相比，具有更高的数据传输效率，目前正逐步应用于卫星广播通
信系统中。而且利用DVB-S2信道传送的业务种类和数量也越来越多，拓展到了以交互式业务为代表的各个领域。IP over
DVB技术的应用为IP数据在DVB中的传输提供了有效途径。
DVB-S中IP数据的传输，采用MPEG-TS包来实现对变长IP数据包的定长封装传输，其对IP数据的封装方式为多协议封装
MPE（Multiprotocol Encapsulation）[3]或单向轻量封装ULE（Unidirectional Lightweight Encapsulation）[4]。DVB-S2中IP
数据的传输，不仅继承了DVB-S中IP数据的传输方式，还采用了一种新的传输方式，即采用普通流封装GSE（General
Stream Encapsulation）[5-6]对IP数据包进行不定长封装传输。虽然目前的DVB系统中IP数据的传输还主要是以TS为主，GS
的使用还不多，但通过对DVB-S2中IP数据传输方式以及MPE、ULE和GSE各自的封装性能分析，可以为下一代及未来DVB标
准中IP数据封装协议的选择和优化提供借鉴。
1 DVB-S2中中IP数据的传输数据的传输
DVB-S2中IP数据的传输主要通过将其封装至MPEG-TS或GSE包中进行传输。IP数据封装至MPEG-TS或GSE包中，首先将
IP数据包封装成协议数据单元PDU（Protocol Data Unit），其格式符合以太网的数据报文格式[7]，进一步在PDU的前面增加
封装头部，后面增加封装尾部，形成子网数据单元SNDU（Sub Network Data Unit），最终封装为TS包或GSE包。封装头部
主要包含协议控制信息，封装尾部主要包含数据完整性校验信息。
MPEG-TS包的固定长度是188 B。一个TS包中，前4 B是包头信息，其后的184 B为有效负载信息，在一个TS包中，最多包
含184 B的有效负载。但将IP分组封装形成的子网数据单元的长度可能大于184 B，因此可将子网数据单元封装在若干个TS包
中进行传输。当SNDU不能封装在整数个TS包中传输时，对末尾TS包中的剩余字节，封装器会选择“填充（Padding）”或“打包
（Packing）”方式封装。
GSE包没有固定长度。GSE包长度可随协议数据单元长度变化，避免填充[8]，从而使封装开销最小化。如果PDU分段封装至
多个GSE SNDU中，仅在末尾的SNDU尾部封装4 B的校验信息，对整个PDU进行校验。如果PDU封装至一个GSE SNDU
中，则不需要在SNDU尾部封装校验信息。
1.1 IP/MPE/MPEG-TS封装封装
MPE封装协议包含了一整套的IP协议数据封装解决方案，可以实现单播（数据包发给单一接收者）、组播（数据包发给一
组接收者）、广播（数据包发给所有接收者）[9]。目前，MPE应用已十分广泛。IP over MPE封装格式如图1所示。
MPE包头长度最小为12 B，尾部校验信息为4 B。当负载为非IP数据时，头部添加8 B的LLC/SNAP信息，指示数据类型。
MPE包首部一般以0x3E开始，表示一个数据包分段的开始。MPE包长度域为12 bit，因此MPE包最大长度为4 KB。MAC1-6
包含的是目的MAC地址。
1.2 IP/ULE/MPEG-TS封装封装
ULE封装协议遵循ETST定义的数据管道的封装标准，将PDU直接映射到传送包负载，简化了封装过程，仅增加较小的封装
开销[4]。IP over ULE的封装格式如图2所示。
ULE包头长度最小为4 B。ULE包长度域为15 bit，最大长度为32 KB；负载类型域长度为2 B，此字段可以很好地完成对多
种协议（如IPv4、IPv6）的支持；目的地址标识为1 B，可使ULE在不失高效的情况下灵活地选择6 B的网络附着点地址
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