Generic Stream Encapsulation

редактировать

Generic Stream Encapsulation, или сокращенно GSE, - это протокол уровня канала передачи данных, определяемый DVB. GSE предоставляет средства для переноса протоколов с пакетной ориентацией, таких как IP, поверх однонаправленных физических уровней, таких как DVB-S2, DVB-T2 и DVB-C2.

GSE предоставляет дополнительные функции помимо простой передачи IP-дейтаграмм, которые увеличивают гибкость и применимость протокола. Некоторые ключевые функции / характеристики GSE:

Поддержка многопротокольной инкапсуляции (IPv4, IPv6, MPEG, ATM, Ethernet, 802.1pQ VLAN и т. Д.)
Прозрачность для функций сетевого уровня, включая IP шифрование и IP сжатие заголовка.
Поддержка нескольких режимов адресации. Помимо 6-байтового MAC-адреса (включая многоадресную и одноадресную ), он поддерживает режим без MAC-адреса и дополнительный 3-байтовый адрес режим.
Механизм для фрагментации IP дейтаграмм или других пакетов сетевого уровня в кадрах Base Band для поддержки ACM / VCM.
Поддержка аппаратной фильтрации.
Расширяемость: дополнительные канальные протоколы могут быть включены через определенные значения типа протокола (например, Layer 2 безопасность, сжатие IP-заголовка и т. Д.).

Содержание

1 Описание протокола
- 1.1 Заголовок GSE
- 1.2 Фрагментация и повторная сборка
- 1.3 Адреса GSE
- 1.4 Трейлер CRC-32
2 Реализации GSE
- 2.1 Продукты, поддерживающие GSE
- 2.2 Предложения IP-услуг на основе GSE
3 Ссылки
4 Внешние ссылки

Описание протокола

Как GSE передает дейтаграммы и передается в физический уровень

Спецификация протокола была опубликована как ETSI TS 102 606. Сопроводительный документ реализации руководящих принципов был опубликован как ETSI TS 102 771.

IP-дейтаграммы, кадры Ethernet или другие пакеты сетевого уровня инкапсулированы в один или несколько пакетов GSE. В процессе инкапсуляции добавляется управляющая информация, такая как тип сетевого протокола и адресная метка, и при необходимости обеспечивается общая проверка целостности.

Кадр полезной нагрузки может быть инкапсулирован в один пакет GSE или разделен на фрагменты и инкапсулирован в несколько пакетов GSE. Пакеты GSE обычно имеют переменную длину, чтобы соответствовать входящему IP-трафику с минимальными издержками.

Пакеты GSE могут отправляться в разных кадрах базовой полосы, не обязательно подряд или с одинаковыми параметрами передачи (формат модуляции, скорость кодирования). Никаких ограничений на положение пакета GSE в кадре базовой полосы не предполагается. Однако нельзя переупорядочивать пакеты GSE между инкапсулятором и деинкапсулятором. В общем, кадр базовой полосы может содержать более одного пакета GSE. Кадры базовой полосы могут иметь фиксированную или переменную длину.

GSE не предоставляет механизма проверки целостности отдельного пакета GSE. CRC-32 добавляется только к последнему фрагменту фрагментированной полезной нагрузки для проверки правильности операции повторной сборки. GSE полагается на то, что физический уровень способен гарантировать требуемую вероятность обнаружения и / или исправления ошибок.

Заголовок GSE

Заголовок пакета GSE очень динамичен и предоставляет множество вариантов. Минимальный заголовок составляет два байта, включая три поля флагов и 12-битное поле длины полезной нагрузки. На диаграмме ниже показаны все возможные поля.

Развернутый заголовок GSE
смещение бит	0	1	2-3	4–7	8-15	16-23	24-31
0	Начало	Конец	Тип метки	Длина GSE		Идентификатор фрагмента	Общая длина
32	Общая длина				Тип протокола		Метка (3 байта)
64	Метка (3 байта)					Метка ( 6 байт)
96	Метка (6 байт)				ULE Заголовки расширения (необязательно)
...	...						Данные
...	. Данные.

Фрагментация и повторная сборка

Основной механизм фрагментации полезной нагрузки GSE использует флаги начала и конца, где флаг начала указывает начало кадра полезной нагрузки, а флаг Конец указывает на его конец. Это показано на диаграмме ниже.

Принцип фрагментации
Начало	Конец	Содержимое пакета GSE
1	0	Общий размер полезной нагрузки / Тип протокола / начало полезной нагрузки
0	0	Продолжение полезной нагрузки
0	1	Конец полезной нагрузки / CRC- 32

На DVB-S2, DVB-T2 и DVB-C2 режимы ACM / VCM могут привести к изменению размера кадров базовой полосы в зависимости от условий передачи. Следовательно, могут быть ситуации, когда первые фрагменты кадра полезной нагрузки были отправлены, но инкапсулятор вынужден отложить текущий кадр полезной нагрузки и начать работу над новым. Это может, например, возникают, когда большие фрагменты были подготовлены при хороших условиях передачи, но внезапно условия ухудшаются, и доступны только небольшие кадры базовой полосы.

Это когда становится важным поле ID фрагмента . Это кратковременная идентификация кадра полезной нагрузки. Всякий раз, когда инкапсулятору необходимо перейти к следующему кадру полезной нагрузки, не закончив передачу предыдущего, он использует следующий доступный идентификатор фрагмента. Таким образом, до 256 кадров полезной нагрузки могут быть «открыты» в любое время. Декапсулятор использует идентификатор фрагмента, чтобы выбрать буфер повторной сборки, в котором будет сохранен фрагмент.

Адреса GSE

Биты «Типа метки» (LT) определяют способ кодирования адреса пакета GSE в соответствии со следующей таблицей:

Режим адресации
Биты LT	Режим адресации
00	Указывает, что имеется 6-байтовая метка, которая должна использоваться для фильтрации.
01	Указывает, что имеется 3-байтовая метка, которая должна использоваться для фильтрации.
10	Метка отсутствует. Все получатели должны обработать этот пакет.
11	Повторное использование этикетки: этикетка отсутствует; метка такая же, как у предыдущего пакета GSE в том же кадре основной полосы частот. LT = 11 не должен использоваться для первого пакета GSE в кадре основной полосы частот.

Трейлер CRC-32

Каждый GSE-пакет, содержащий последний фрагмент для кадра полезной нагрузки, переносит контрольную сумму CRC-32 по кадру полезной нагрузки. Контрольная сумма используется для обнаружения потери промежуточных фрагментов.

Контрольная сумма - это 32-битное значение, вычисленное в соответствии с полиномом генератора, представленным 0x104C11DB7:

$y = x 32 + x 26 + x 23 + x 22 + x 16 + x 12 + x 11 + x 10 + x 8 + x 7 + x 5 + x 4 + x 2 + x 1 + x 0 {\ displaystyle y = x ^ {32} + x ^ {26} + x ^ {23} + x ^ {22} + x ^ {16} + x ^ {12} + x ^ {11} + x ^ {10} + x ^ {8} + x ^ {7} + x ^ {5} + x ^ {4} + x ^ {2} + x ^ {1} + x ^ {0}}$ $y = x ^ {{ 32}} + x ^ {{26}} + x ^ {{23}} + x ^ {{22}} + x ^ {{16}} + x ^ {{12}} + x ^ {{11}) } + x ^ {{10}} + x ^ {{8}} + x ^ {{7}} + x ^ {{5}} + x ^ {{4}} + x ^ {{2}} + x ^ {{1}} + x ^ {{0}}$

Если последний фрагмент кадра полезной нагрузки потерян, декапсулятор не может напрямую обнаружить этот факт. Он никогда не видит кадр GSE с установленным флагом End и содержащий CRC-32. В этой ситуации декапсулятор должен выбрать подходящий тайм-аут в зависимости от скорости передачи данных и приложения.

Реализации GSE

Продукты, поддерживающие GSE

Поскольку пакеты GSE вставляются непосредственно в кадры основной полосы частот схемы модуляции, продукты GSE имеют форму «Маршрутизаторов GSE» или «модемы GSE», которые - снаружи - действуют очень похоже на маршрутизатор DSL или модем DSL, используемый потребителями. В более общем смысле эти устройства также называются «инкапсуляторами GSE». Эти продукты имеют стандартный сетевой IP-интерфейс (чаще всего Ethernet или аналогичный LAN интерфейс) для сбора IP-трафика, который должен пересылаться по однонаправленному каналу на другом конце. Для оптимизации упаковки в кадры основной полосы эти устройства обычно генерируют полные кадры основной полосы частот с пакетами GSE в качестве полезной нагрузки, которые затем передаются в DVB-S2, DVB-T2 <147.>или DVB-C2 модулятор через второй интерфейс.

Вот (скорее всего, неполный) список эн- и декапсуляторов GSE:

Предложения IP-услуг на основе GSE

Есть много предложений IP-услуг по спутниковой связи, включая fo r экземпляр ASTRA2Connect из SES или Tooway из Eutelsat. Однако об используемых протоколах известно мало, поскольку приемники предоставляются операторами как часть услуги, и раскрывается очень мало технических деталей.

Ссылки

Внешние ссылки