GD∕J 121-2021 节目分配网络IP∕ASI网关技术要求和测量方法.pdf
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1、 GD 中华人民共和国广播电视和网络视听行业技术文件 GD/J 1212020 节目分配网络 IP/ASI 网关技术要求和 测量方法 Technical requirements and measurement methods of the IP/ASI gateway in program distribution network 2020 - 12 - 17 发布 2020 - 12 - 17 实施 国家广播电视总局科技司 发 布 GD/J 1212020 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语、定义和缩略语 . 1 3.1 术语和定义 . 1
2、3.2 缩略语 . 1 4 功能概述 . 2 5 技术要求 . 2 5.1 一般要求 . 2 5.2 功能要求 . 2 5.3 性能要求 . 4 6 测量方法 . 5 6.1 测量条件 . 5 6.2 ASI-IP 适配器 . 5 6.3 IP-ASI 适配器 . 9 参考文献 . 13 GD/J 1212020 II 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由国家广播电视总局科技司归口。 本文件起草单位:国家广播电视总局广播电视规划院、青海省
3、广播电视监测中心、北京邮电大学。 本文件主要起草人:常江、刘骏、高杨、曹志、代明、周兴伟、高力、向东、姜竹青。 GD/J 1212020 1 节目分配网络 IP/ASI 网关技术要求和测量方法 1 范围 本文件规定了节目分配网络中IP/ASI网关的技术要求与测量方法。 本文件适用于节目分配网络中IP/ASI网关的开发、生产、应用、测量及验收。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 17975.12010 信息技术
4、运动图像及其伴音信息的通用编码 第1部分:系统 GB 206002006 数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制 GY/T 1702001 有线数字电视广播信道编码与调制规范 IETF RFC 2250 MPEG1/MPEG2视频用户性能要求的RTP有效载荷格式(RTP Payload Format for MPEG1/MPEG2 Video User Performance Requirements) SMPTE 2022-1:2007 通过IP网络进行实时视音频传输的前向纠错(Forward Error Correction for Real-Time Video/Audio Tr
5、ansport Over IP Networks) SMPTE 2022-2:2007 IP网络上恒定比特率MPEG-2传送流的单向传输(Unidirectional Transport of Constant Bit Rate MPEG-2 Transport Streams on IP Networks) 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 ASI-IP适配器 ASI to IP adapter 用于实现ASI信号向IP网络信号协议转换的设备。 3.1.2 IP-ASI适配器 IP to ASI adapter 用于实现IP网络信号向ASI
6、信号协议转换的设备。 3.1.3 IP/ASI网关 IP/ASI gateway ASI-IP适配器和IP-ASI适配器的统称。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 ASI 异步串行接口(Asynchronous Serial Interface) GD/J 1212020 2 BNC 尼尔-康塞曼卡口(Bayonet Neill-Concelman) DHCP 动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol) FEC 前向纠错(Forward Error Correction) IP 互联网协议(Internet Protocol) IPDV
7、IP包延迟变化(Internet Protocol packet Delay Variation) IPTD IP包传输延迟(Internet Protocol packet Transfer Delay) MTU 最大传输单元(Maximum Transmission Unit) PCR 节目时钟基准(Program Clock Reference) RTP 实时传输协议(Real-time Transport Protocol) TS 传送流(Transport Stream) UDP 用户数据报协议(User Datagram Protocol) 4 功能概述 IP/ASI网关包括ASI
8、-IP适配器和IP-ASI适配器,在节目分配网络中配合使用,完成ASI信号和IP网络信号的双向协议转换,实现TS流在IP网络中的远程传输。IP/ASI网关功能框图见图1。 ASI-IP适配器IP传输网络IP(TS)ASI(TS)IP-ASI适配器IP(TS)ASI(TS) 图1 IP/ASI 网关功能框图 5 技术要求 5.1 接口要求 5.1.1 ASI-IP 适配器 ASI-IP适配器的接口要求如下: a) 应至少具备 1 个 ASI 输入接口和 1 个以太网接口; b) ASI 输入接口用于连接同轴电缆,物理接口为 BNC,阴型,阻抗为 75; c) 以太网接口用于连接双绞线,物理接口为
9、 RJ45; d) 可选择配置网管接口,物理接口为 RJ45。 5.1.2 IP-ASI 适配器 IP-ASI适配器的接口要求如下: a) 应至少具备 1 个 ASI 输出接口和 1 个以太网接口; b) ASI 输出接口用于连接同轴电缆,物理接口为 BNC,阴型,阻抗为 75; c) 以太网接口用于连接双绞线,物理接口为 RJ45; d) 可选择配置网管接口,物理接口为 RJ45。 5.2 功能要求 5.2.1 ASI-IP 适配器 GD/J 1212020 3 5.2.1.1 ASI 输入 ASI-IP适配器的ASI输入功能要求如下: a) 支持接收符合 GY/T 1702001 的异步串
10、行信号; b) 接收时序支持包模式和突发模式; c) TS 包长度支持 188 字节和 204 字节。 5.2.1.2 协议适配 ASI-IP适配器的协议适配功能要求如下: a) 应符合SMPTE 2022-2:2007,ASI-IP适配器与IP-ASI适配器配合,支持TS流透明传输; b) 支持UDP/IP协议,单个IP包中TS包个数K可设置,且满足1K7; c) 支持RTP(符合IETF RFC 2250)(可选); d) 支持FEC(符合SMPTE 2022-1:2007),其中列(L)与行(D)可设置,且满足LD100,1L20,4D20,二维FEC中满足L4。音视频流端口号设置为N时
11、,采用一维FEC时,FEC流端口号应为N+2。采用二维FEC时,两个FEC流端口号应分别为N+2和N+4(可选)。 5.2.1.3 IP 输出 ASI-IP适配器的IP输出功能要求如下: a) 目的IP地址和端口号可设置; b) 支持静态分配方式和DHCP方式设置本机IP地址; c) 支持单播和组播,组播地址可设置; d) 具备多个ASI输入接口时,每个接口对应一个可设置的端口号(可选)。 5.2.2 IP-ASI 适配器 5.2.2.1 IP 输入 IP-ASI适配器的IP输入功能要求如下: a) 本机端口号可设置; b) 支持静态分配方式和DHCP方式设置本机IP地址; c) 支持单播和组
12、播,组播地址可设置; d) 具备多个ASI输出接口时,每个接口对应一个可设置的端口号(可选)。 5.2.2.2 协议适配 IP-ASI适配器的协议适配功能要求如下: a) 符合SMPTE 2022-2:2007,IP-ASI适配器与ASI-IP适配器配合,支持TS流透明传输; b) 支持UDP/IP协议,单个IP包中TS包个数K(1K7)自适应; c) 支持RTP(符合IETF RFC 2250)(可选); d) 支持FEC(符合SMPTE 2022-1:2007),其中列(L)与行(D)(满足LD100,1L20,4D20,二维FEC中满足L4)自适应;音视频流端口号设置为N时,接收一维FE
13、C流端口号为N+2,接收二维FEC流的两个端口号分别为N+2和N+4(可选)。 5.2.2.3 ASI 输出 IP-ASI适配器的ASI输出功能要求如下: a) 支持发送符合GY/T 1702001的异步串行信号; GD/J 1212020 4 b) 发送时序支持包模式或突发模式; c) TS包长度支持188字节和204字节。 5.3 性能要求 5.3.1 ASI-IP 适配器 5.3.1.1 单路最大适配码率 当且仅当 1 路 ASI-IP 工作,采用 UDP/IP 协议,且单个 IP 包中 TS 包个数为 7 时,单路最大适配码率应大于等于 85Mbps。 注:在地面数字电视广播单频网的节
14、目分配网络中,所选ASI-IP适配器的各路最大适配码率之和应大于各路地面数字电视广播净荷数据率之和,不同模式下地面数字电视广播净荷数据率见GB 206002006中的4.11。 5.3.1.2 ASI 输入接口 ASI输入接口应满足表1的技术要求。 表1 ASI 输入接口技术要求 序号 项目 技术指标 1 接收灵敏度 200mV 2 最大输入电压 880mV 3 反射损耗(5MHz270MHz) 15dB 5.3.1.3 基础适配延迟 采用UDP/IP协议,单个IP包中TS包个数为7,且适配码率为50Mbps时,ASI-IP最大基础适配延迟不超过5ms。 5.3.2 IP-ASI 适配器 5.
15、3.2.1 单路最大适配码率 当且仅当1路IP-ASI工作,采用UDP/IP协议,且单个IP包中TS包个数为7时,单路最大适配码率应大于等于85Mbps。 注:在地面数字电视广播单频网的节目分配网络中,所选IP-ASI适配器的各路最大适配码率之和应大于各路地面数字电视广播净荷数据率之和,不同模式下地面数字电视广播净荷数据率见GB 206002006中的4.11。 5.3.2.2 ASI 输出接口 ASI输出接口应满足表2的技术要求。 表2 ASI 输出接口技术要求 序号 项目 技术指标 1 信号幅度 800mV80mV 2 信号上升时间(20%80%) 1200ps 3 信号下降时间(20%8
16、0%) 1200ps GD/J 1212020 5 5.3.2.3 网络抖动抑制 在IPTD均值为50ms,IPDV的1-10-5分位数为10ms的IP传输网络性能下,采用UDP/IP协议,单个IP包中TS包个数为7,且适配码率为50Mbps时,开启网络抖动抑制功能,应避免因IP包抖动造成TS流丢包,且TS流的PCR抖动在500ns之间。 注:定义IPDV=IPTD-IPTDmin,IPTDmin为评估时间中IPTD的最小值,IPDV的1-10-5分位数为10ms表示在评估时间中测得的IPDV值中有99.999%不超过10ms。 5.3.2.4 基础适配延迟和抖动抑制适配延迟 采用UDP/IP
17、协议, 单个IP包中TS包个数为7, 且适配码率为50Mbps时, 关闭网络抖动抑制功能, IP-ASI最大基础适配延迟不超过5ms。开启网络抖动抑制功能,IP-ASI最大抖动抑制适配延迟不超过20ms。 6 测量方法 6.1 测量条件 所有ASI接口之间使用75同轴电缆连接,长度应小于1m。 所有以太网接口之间使用六类双绞线连接,长度应小于1m。 千兆交换机的MTU值设置为1500。 ASI-IP适配器默认配置:使用UDP/IP协议,关闭RTP和FEC,单个IP包中TS包个数设置为7,本机IP地址设置为192.168.0.100,使用单播模式,目的IP地址设置为192.168.0.200,端
18、口号设置为12345。 IP-ASI适配器默认配置: 关闭网络抖动抑制功能, 使用单播模式, 本机IP地址设置为192.168.0.200,端口号设置为12345。 误码分析仪和码流发生器默认配置:发送和接收符合GY/T 1702001的异步串行信号,TS包长度设置为188字节,发送时序设置为包模式,输出码率设置为50Mbps。误码分析仪有效载荷选用伪随机序列,码流发生器有效载荷应选用符合GB/T 17975.12010的节目流。 6.2 ASI-IP 适配器 6.2.1 ASI 输入功能 6.2.1.1 测量框图 ASI输入功能测量需要的仪器包括误码分析仪、参考IP-ASI适配器和千兆交换机
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