11.7. Устройства передачи и приема данных пользователя

Передача данных в составе транспортного потока MPEG-2 относится к сравнительно новым видам связи и начала развиваться после принятия стандарта EN 301 192 в на- правлении скоростного Интернета передачи информации из Интернета по скорост- ным каналам систем цифрового вещания. Наиболее подходящим средством ввода IP- дейтаграмм в пакеты транспортного потока оказалась многопротокольная инкапсуляция, этот процесс рассматривался нами в главе 7 Инкапсуляторы, осуществляющие процесс ввода дейтаграмм, характеризуются скоростью выходного потока (обычно в пределах пропускной способности спутникового ствола 38...40 Мбит/с), числом поддерживае- мых потоков (числом различных PID), входными и выходными интерфейсами. Ввод информации обычно осуществляется по высокоскоростной сети Ethernet 100BaseT, в качестве формата выходного потока предпочитают DVB-ASI как наиболее универсаль- ный, хотя в качестве опций могут использоваться и другие интерфейсы. Адресация передаваемой информации осуществляется путем присвоения каждому абоненту уни- кального 48-битного MAC адреса. Специальное программное обеспечение на передаю- щей стороне управляет потоками передаваемой информации, ведет учет трафика и та- рификацию, осуществляет расчеты с абонентами.

Гибкость стандарта MPEG-2 и разработанная DVB концепция контейнера данных по- зволяют передавать в одном транспортном потоке инкапсулированные данные и любые другие сигналы в стандарте MPEG-2/DVB, если выход инкапсулятора подключен к одному из входов мультиплексора. Многие модели инкапсуляторов формируют мини- мально необходимый набор таблиц PAT, PMT, CA и могут работать непосредственно на модулятор, если на данной несущей частоте не предполагается передачи других сигналов.

Инкапсуляторы первого поколения, такие, как упомянутые в табл. А.9 Приложения A DBN24, DBN25, DBN26 компании SkyStream, DVS5010, DVS5015 компании Philips, IP Encapsulator компании NDS, представляли собой сложные и дорогостоящие устрой- ства. Сейчас появились более компактные и недорогие устройства, обеспечивающие более гибкое управление потоками и более эффективное использование емкости ство- ла. Некоторые из этих устройств также описаны в табл. А.9.

В качестве примера рассмотрим подробнее устройство и работу инкапсулятора IGW- 600 компании Tadiran Scopus. Это устройство обеспечивает соединение между сетями с разными стандартами — IP-сетью и широкополосным спутниковым или кабельным DVB каналом — и потому относится к категории шлюзов (см. главу 6). На входной стороне IGW-600 соединяется по интерфейсу 10/100BaseT с двумя независимыми ло- кальными сетями, по одной из которых происходит передача данных (эта сеть может быть незащищенной, например, Интернет), по другой, защищенной, осуществляется контроль и управление работой устройства. По выходу инкапсулятор IGW-600 имеет интерфейс DVB-ASI и может непосредственно подсоединяться к DVB модулятору (в режиме SCPC) или входу мультиплексора (в режиме МСРС).

IGW-600 полностью совместим со спецификацией DVB стандарта передачи данных EN 301 192 и обеспечивает следующие возможности передачи:

1. IP-multicast — возможность посылать одно и то же сообщение одновременно нескольким абонентам.

2. Конвейеризация данных, потоковая передача и многопротокольная инкапсуляция.

3. Взаимодействие со стандартными маршрутизаторами.

4. Обеспечение заданного QoS.

5. Заполнение дейтаграмм для обеспечения прохождения TCP/IP через DVB муль- типлексоры со встроенными буферами.

6. Поддержка до 8192 PID в выходном транспортном потоке.

7. Дистанционная установка новых версий программного обеспечения.

8. Поддержка пользовательских групп.

9. Пакетное кодирование для обеспечения конфиденциальности передаваемой ин- формации.

Инкапсулятор принимает TCP/IP дейтаграммы, адресованные абонентам, и преоб- разует их в DVB-совместимый транспортный поток MPEG-2. Принимаются два типа дейтаграмм — индивидуальные пакеты и групповые (многопользовательские) пакеты. Групповые пакеты обычно служат для распределения файлов или распределения пото- ков аудио или видео. Когда абонент делает запрос на получение данных, пакет запроса направляется к прокси-серверу. Последний действует как посредник между адресатом и абонентом. Прокси-сервер выбирает данные из своей кэш-памяти или Интернета и воз- вращает запрошенные данные абоненту через шлюз.

Инкапсулятор управляется и конфигурируется Центральным Устройством Конфигу- рации CCU (Central Configuration Unit) — так называется программное приложение, работающее на платформе Windows NT. Это приложение подключается к локальной

сети контроля и управления, оно контролирует действия абонентов, выбирает прокси- сервер для каждого сеанса связи, обслуживает таблицу маршрутизации на прокси-сер- вере и взаимодействует с внешними системами тарификации и аутентификации. Каж- дый раз при входе абонента в сеть CCU информирует IGW-600 о классе и качестве предоставляемых абоненту услуг, группе и параметрах кодирования. При выходе або- нента CCU обновляет данные инкапсулятора и забирает накопленную им учетную ин- формацию об абоненте.

Управление качеством предоставляемых услуг осуществляется путем выделения або- ненту ресурса пропускной способности, определяемого его абонентской платой. IGW- 600 позволяет оперировать двумя параметрами QoS для каждого пользователя: согласо- ванной скоростью передачи информации (Committed Information Rate) и максимальной скоростью передачи (Maximum Rate).

Основным средством индивидуального приема данных в системах высокоскоростно- го доступа в Интернет была и пока остается специализированная компьютерная плата, вставляемая в свободный слот на материнской плате компьютера и взаимодействующая с ресурсами компьютера по высокоскоростной шине данных. Такие платы выпускаются многими производителями, и их цена сейчас опустилась ниже цены абонентских циф- ровых приемников.

Корпоративные пользователи офисы компаний, небольшие локальные сети используют для приема данных устройства более высокого класса, соединяющие в себе функции обратного преобразователя данных из формата транспортного потока в IP- дейтаграммы и шлюза локальной сети, распределяющего принятую информацию в соот- ветствии с присвоенными адресами.

Некоторые из имеющихся на рынке устройств приема данных упомянуты в табл. А.9 Приложения А.

В любом случае абоненту для работы необходим обратный кан^л, который чаще всего организуется через модемное соединение или по выделенной линии (см. главу 9). Бот как организуется, например, сеанс передачи данных при использовании описанных выше инкапсулятора IGW-600 и управляющей системы, разработанных компанией Tadiran Scopus. Если абонент использует модемное соединение, он до начала работы должен соединиться с локальным оператором, предоставляющим услуги Internet. После установ- ления модемного соединения абоненту присваивается динамически выделяемый IP-ад- рес. Далее инициализируется приложение, которое обеспечивает установление соедине- ния с центральной станцией, настройку приемного оборудования, контроль соединения. Это приложение отправляет в Центральное Устройство Конфигурации (CCU) следую- щую информацию об абоненте: логин и пароль; текущий IP-адрес; МАС-адрес приемного оборудования. Одновременно осуществляется настройка приемного оборудования.

После получения запроса от абонента CCU посылает запрос с информацией об або- ненте в систему аутентификации. Если абонент зарегистрирован, система аутентифика- ции подтверждает, что абонент имеет право работать в системе. Одновременно с под- тверждением передается и информация о качестве сервиса, если таковой был определен. После получения подтверждения CCU посылает информацию системе тарификации о начале работы абонента и команду прокси-серверу включить данного абонента в список маршрутов. В инкапсулятор посылается команда зарегистрировать динамического або- нента с определенным IP-адресом, определенным MАС-адресом и качеством сервиса. После всех процедур приложению абонента посылается подтверждение о корректности регистрации в системе и возможности работы.

В ходе сеанса CCU осуществляет непрерывный контроль за целостностью обратного