Меню

Что такое ota синхронизация



Что такое ota синхронизация

Одной из особенностей распространенных в настоящее время цифровых широковещательных каналов является возможность передачи большого объема разнородной и разнообразной информации в рамках одной полосы пропускания. Это достигается за счет пакетизированного характера передачи, использования различных методов сжатия информации и применения техники мультиплексирования с разделением времени. Например, популярный во многих европейских странах стандарт цифрового теле- и радиовещания DVB (Digital Video Broadcasting) регламентирует использование спутниковых транспондеров, обеспечивающих ширину полосы пропускания до 72 МГц, что, при определенных способах канального кодирования, позволяет осуществлять передачу информации со скоростью более 100 Мбит/с.

Основной функцией DVB-совместимых каналов является широковещательная передача цифровых телевизионных и радиопрограмм. Однако после распределения основного контента, в большинстве случаев, остается свободная часть полосы пропускания, размер которой не позволяет использовать ее для передачи аудио- и видеоданных, однако его может быть вполне достаточно для передачи различной служебной информации провайдеров, операторов систем условного доступа или производителей приемопередающего оборудования. В частности, при обнаружении недостатков в работе ПО, при добавлении дополнительной функциональности или при локализации ПО (адаптации его к конкретной географической зоне) может потребоваться полная замена или обновление версии ПО, находящегося в приемнике или в модуле условного доступа.

Естественно, что процедуры обновления ПО могут различаться не только в приемниках различных производителей, но и в различных моделях одного производителя. Отличия могут проявляться в наличии или отсутствии определенных этапов в процедуре или в последовательности этих этапов. Также могут отличаться коммуникационные протоколы, криптографические и компрессионные алгоритмы. В общем случае, процесс апргейда ПО представляет собой последовательность следующих операций.

  • Соединение приемника с внешним источником (PC, STB или спутниковый канал связи) и выявление наличия файлов с обновлением ПО. Файлы могут представлять собой исполняемый код, базы данных, JAVA-приложения, наборы индивидуальных или групповых пользовательских настроек и другую разнородную информацию.
  • Проверка совместимости предлагаемого обновления с текущей версией программного и аппаратного обеспечения.
  • Прием файла и размещение (в некоторых случаях разархивирование или декодирование) его в оперативной памяти приемника.
  • Проверка целостности принятой информации, вычисление контрольных сумм и CRC.
  • Запись принятого файла в энергонезависимую память (FLASH, EEPROM) приемника.

Способ обновления ПО, при котором передача сервисных файлов осуществляется в спутниковом или эфирном широковещательном канале связи, в том же транспортном потоке, что и данные теле- и радиопрограмм получила название OTA (OVER TO AIR). Это достаточно распространенный способ обновления ПО как интегрированных приемников-декодеров (STB) цифровых информационных сервисов, так и модулей декодирования различных систем условного доступа. Популярность данного метода обусловлена рядом его достоинств по сравнению с другими способами обновления программного обеспечения, использующими, в частности, такие интерфейсы, как RS-232, USB, SCART или CI (COMMON INTERFACE). Основным недостатком перечисленных методов является необходимость в дополнительном оборудовании, специализированных кабелях и разъемах, а также сервисном программном обеспечении. В режиме OTA требуется только наличие сигнала с соответствующего спутника и способность приемника обрабатывать этот сигнал. Кроме того, важным преимуществом OTA является возможность осуществлять обновление ПО автоматически и незаметно для конечного пользователя, что особенно актуально для разработчиков и операторов систем условного доступа. Самым существенным недостатком OTA являются дополнительные финансовые затраты, связанные с арендой части полосы пропускания одного или нескольких спутниковых транспондеров. Существенно снизить эти затраты позволяет увеличение эффективности используемых протоколов передачи данных и их реализаций.

Применительно к стандартам DVB и MPEG-2 можно выделить несколько способов передачи сервисных файлов в транспортном потоке, переносящем в основном аудио- и видеоинформацию. Однако прежде, чем перейти к рассмотрению непосредственно этих методов, следует отметить некоторые особенности архитектуры коммуникационных протоколов стандартов DVB и MPEG-2.

На рис. 1 приведены уровни протоколов сетевой архитектуры спутниковой телекоммуникационной системы стандарта DVB-S. Основная коммуникационная функциональность обеспечивается протоколами уровня 1 (физический уровень) и уровня 2 (канальный уровень). На физический уровень возложено выполнение таких задач, как модуляция, синхронизация, кодирование. Так как пользователи, соединенные с широковещательным каналом, принимают данные напрямую от передающих станций, полная реализация уровня 3 (сетевой уровень) не требуется. На приемной стороне декодер, анализируя заголовок транспортного пакета, должен определить, с чем соотносится полезная нагрузка, и передать ее соответствующему модулю (обработчику PES-пакетов или обработчику секций). Информация должна обрабатываться на каждом уровне, и ее формы могут быть изменены. Спецификация протоколов на каждом уровне и связь между смежными уровнями определяется стандартами DVB/MPEG2.

Из рис. 1 видно, что сервисные файлы могут быть переданы либо как PES-пакеты, либо как секции служебных таблиц, либо как непосредственно полезная нагрузка транспортного пакета. На основание этого можно выделить следующие способы организации передачи сервисной информации:

  • Канал данных (Data Piping) — простейший асинхронный способ передачи информации, при котором данные передаются непосредственно в поле полезной нагрузки транспортных пакетов.
  • Поток данных (Data Strea-ming) — способ передачи поточно-ориенированной информации, при котором данные инкапсулируются в поле полезной нагрузки PES-пакетов. Передача может быть асинхронной (без каких либо временных меток и тактирования), синхронной (с использование синхронных тактовых генераторов на передающей и принимающей стороне) и синхронизированной с другими элементарными потоками.
  • Инкапсуляция протоколов верхнего уровня (Multi-Protocol Encapsulation (MPE)) — способ передачи дейтограмм различных коммуникационных протоколов верхнего уровня. Дейтограммы инкапсулируются в так называемые DSM-CC-секции, которые совместимы с форматом частных секций, определенных стандартом MPEG-2.
  • Карусель данных (Data Carousels) — способ передачи информационных сервисов, требующих периодической ретрансляции определенных данных. Вся предаваемая таким образом информация разделяется на модули данных определенного размера, которые могут изменяться, добавляться или удаляться из карусели в любое время.
  • Карусель объектов (Object Carousels) — способ периодической ретрансляции данных, представляющих собой DSM-CC User-User (User-U) объекты, определенные стандартом организации интерактивных сервисов в DVB-системах (SIS).

Как правило, при использовании любого из перечисленных способов данные передаются в пакетизированной форме, то есть в виде дейтограмм, которые могут быть различного размера. Однако иногда требуется передача данных в непакетизированном виде, или способ пакетизации несовместим с требованиями и ограничениями стандарта DVB. В этом случае наиболее адекватным способом передачи является организация канала данных.

Способ «поток данных» обеспечивает передачу дейтограмм переменного размера, но не более 64 Кб. Кроме того, этот метод позволяет осуществлять синхронизацию различных потоков данных так же, как синхронизируются в MPEG-2 потоки аудио- и видеоинформации. Типичным примером синхронизированной передачи данных является трансляция субтитров к фильмам и телепередачам, а также телетекста.

Методы передачи, основанные на MPEG-2 секциях, к которым относятся MPE, карусель данных и карусель объектов, могут быть использованы для асинхронной передачи дейтограмм переменного размера, но не более 4 Кб. Основная причина использования MPEG-2-секций для трансляции данных заключается в том, что большинство представленных в настоящее время на рынке приемников (STB) имеют аппаратную поддержку фильтрации секций, что позволяет существенно уменьшить время приема и обработки данных. Это преимущество обуславливает популярность использования MPEG-2-секций для ретрансляции Интернет-трафика и организации интерактивных сервисов. Вообще, изначально термин «секция» использовался в стандарте MPEG-2 для обозначения механизма передачи частей служебных таблиц (PAT, CAT, PMT и др.). Однако в настоящее время секции широко используются для организации передачи различных данных, не относящихся к аудио- и видеоинформации.

Рис 2. Графическое представление различных методов передачи данных в транспортном потоке MPEG-2

Рис. 2 содержит графическое представление различных способов передачи данных и их взаимосвязь с протоколами верхних уровней.

Для успешной реализации режима OTA требуется наличие соглашения о сотрудничестве между производителем STB и владельцем или арендатором транспондера, сигнал с которого покрывает предполагаемую географическую зону распространения приемников. Очевидно, что для увеличения эффективности режима OTA в приемниках, распространяемых в различных географических зонах, желательно иметь такие соглашения с вещателями, имеющими транспондеры на различных спутниках, сигнал с которых покрывает эти географические зоны. Поэтому практически на каждом телекоммуникационном спутнике присутствуют транспондеры, использующие часть своей полосы пропускания для ретрансляции файлов программного обеспечения STB различных производителей. Например, на спутнике HotBird 13 таких транспондеров несколько десятков. Наиболее интересным из них является транспондер провайдера Belgacom с параметрами 12476 Мгц, H, 27500, ?. Помимо основного контента в виде нескольких телевизионных и радиоканалов этот транспондер ретранслирует файлы с ПО нескольких ведущих производителей STB (табл. 1).

Читайте также:  Вертикальная синхронизация dota 2 что это такое
Табл. 1.
Фирма-
производитель
Stream
type
PID Способ
передачи
Скорость
передачи, Кб/с
HUMAX 0x5 0x7C6 Private section
(ISO 13818-1)
6.5
NOKIA 0xB 0x7BC DSM-CC sections
(ISO 13818-6)
7.1
Opentech 0xB 0x7B2 DSM-CC sections
(ISO 13818-6)
15.4
Jupisat 0x6 0x7CA PES 7.4
Kaon 0x5 0x7C8 Private section
(ISO 13818-1)
12.9
HDT 0xB 0x7CD DSM-CC sections
(ISO 13818-6)
14.8

Простой анализ информации, представленной в таблице, показывает, что большинство ведущих производителей STB предпочитают применять способы передачи, основанные на использовании MPEG-2-секций, в частности на протоколах стандарта DSM-CC.

Спецификация DSM-CC (Digital Storage Media Command and Control) — это существенная часть стандарта ISO/IEC 13818 (MPEG-2), состоящая из набора протоколов, которые могут комбинироваться или использоваться самостоятельно в широком диапазоне мультимедийных и телекоммуникационных приложений: «видео по запросу», доступ в сеть Интернет, передача файлов, организация телеконференций. В основе DSM-CC лежат две сетевых модели:

Модель U-U используется для организации соединения «точка-точка», а модель U-N для организации многоадресных соединений и широковещательных трансляций. Для каждой из этих моделей стандартом DSM-CC определены наборы структур данных и служебной информации, а также коммуникационные протоколы.

Многие из приложений, использующих стандарт DSM-CC, подразумевают наличие обратного канала связи (PSTN, IDSL и др.), позволяющего осуществлять передачу информации от конечных пользователей к провайдерам интерактивных сервисов. Однако во многих случаях организация обратного канала может быть очень затруднена или вообще невозможна, поэтому большинство существующих реализаций OTA используют, в основном, протокол загрузки модели U-N в режиме карусели данных. Этот режим предполагает периодическое повторение данных, которые структурируются в модули, а модули разбиваются на блоки (DownloadDataBlock (DDB)). Все блоки в модуле должны быть одинакового размера, кроме последнего блока, который может быть меньше. Количество блоков зависит от размера модуля и максимального размера полезной нагрузки блока. Модули, логически согласующиеся друг с другом, могут формировать группы, причем один модуль может быть представителем более чем одной группы. Группы, в свою очередь, могут формировать супергруппы. Порядок вставки и частота блоков в карусели данных не устанавливается и может изменяться динамически, если требуется. Блоки, в свою очередь, инкапсулируются в MPEG2-транспортный поток (рис. 2), при этом необходимо использовать синтаксис DSM-CC-секций.

Управляющие сообщения, описывающие модули и логические группы в соответствующей карусели данных, помогают пользователю выбрать для «захвата» соответствующий модуль. Такие сообщения называются информационными индикаторами (DownloadInfoIndication) и содержат сведения о размерах, версиях и типах всех модулей, передаваемых в данной карусели, а также о размере блоков данных. Частота передач этих сообщений зависит от конкретной реализации, но имеет важное значение, так как фильтрация и обработка информационных индикаторов является основным этапом, предшествующим непосредственному приему модулей. На основе информационных индикаторов приемник определяет совместимость модулей со своим аппаратным и программным обеспечением и настраивает алгоритм приема и обработки блоков. Так как в случае карусели данных не предусматривается наличие обратного канала от клиента к серверу, то предполагается, что все параметры передачи заранее согласованы, и пользователь знает, на каком широковещательном канале происходит передача управляющих сообщений и данных.

Доступ к карусели данных может быть достигнут посредством дескрипторов, передаваемых в сервисной информации или в PMT-таблице, что обеспечивает некую гибкость в идентификации сервисов. Для сервисов, использующих карусели данных, дескриптор должен обязательно присутствовать в SDT или EIT-таблицах. Дескрипторы содержат такие данные, как PID, тип потока, идентификаторы информационных индикаторов, идентификаторы производителей и провайдеров.

В общем случае функционирование процесса ОТА на принимающей стороне можно представить в виде диаграммы состояний (рис. 3).

Рассмотрим конкретную реализацию режима OTA на примере спутниковых приемников фирмы HUMAX. В настоящее время программное обеспечение для этих приемников может распространяться через три спутника (табл. 2).

Табл. 2.
Спутник Параметры транспондера Модели приемников*
Astra 12669 V 22000 5/6 F2-FOX
Nilesat 11765 H 27500 3/4 F2-7002 / F2 — finder
Hotbird 12475 H 27500 3/4 PVR-8000
*состояние на октябрь 2004 г.
Рис. 4. Меню «STB Status»
Рис. 5. Меню «STB Upgrade»
Рис. 6. Запрос подтверждения начала процесса обновления ПО
Рис.7. Внешний вид экрана в режиме загрузчика

Несмотря на то, что в сервисных таблицах этих каналов содержится тип потока равный 0x5, что подразумевает использование частных секции стандарта MPEG-2, передача файлов осуществляется в DSM-CC- совместимом формате. Исключением является только отсутствие в потоке информационных индикаторов (DownloadInfoIndication) и использование сервисных дескрипторов в таблицах PMT и SDT для определения типов файлов и совместимого аппаратного и программного обеспечения. Это несколько уменьшает гибкость метода и ограничивает число файлов, мультиплексируемых в транспортный поток под одним PID-ом. Другой особенностью приемников фирмы HUMAX является то, что загрузчики практически всех моделей осуществляют проверку наличия в потоке файлов при каждом включении питания. Причем приемник пытается настроиться на транспондер с заранее предопределенными параметрами (Astra: 12669 V 22000 5/6) вне зависимости от того, сигнал с какого спутника принимается в текущий момент. Эта особенность является попыткой реализации так называемого форсированного апргрейда, то есть апгрейда без согласия пользователя. Более дружественным является инициирование процесса обновления ПО через выполнение команды «STB Upgrade» из меню «STB Status» приемника (рис. 4).

Следующим шагом пользователя является ввод параметров транспондера, на котором передается ПО (рис. 5).

Если сила сигнала, отображаемая внизу экрана, имеет отличное от нуля значение, то после нажатия кнопки «OK» приемник будет пытаться отловить сервисные таблицы и определить наличие в потоке файлов с совместимым типом программного обеспечения. Если такие файлы имеются, то приемник выведет сообщение о текущей версии программного и аппаратного обеспечения, информацию о найденном файле и запросит (в случае нефорсированного режима) подтверждение начала приема файла (рис. 6).

Если пользователь подтверждает желание обновить ПО нажатием на кнопку «OK», то приемник переходит в режим загрузчика (рис. 7) и начинает последовательно отфильтровывать из транспортного потока секции требуемого файла и записывать их во FLASH-память. Во время этого процесса категорически не рекомендуется выключать питание приемника, это может привести к потере одних данных или порче других. В самом худшем случае восстановление работоспособности приемника будет возможно только в специализированном сервисном центре.

Время доставки данных пользователю зависит от размера карусели и скорости передачи. Основная особенность данного метода заключается в организации циклической передачи. Это означает, что передача одних и тех же данных повторяется с определенной периодичностью, которая может варьироваться провайдером информационного сервиса. Отсутствие временных ограничений и жесткой привязки к определенным идентификаторам пакетов позволяет осуществлять подготовку, наполнение и изменение содержимого информационных модулей в режиме OFF-LINE, что является очень важным фактором для таких сервисов, как OTA.

Источник

Adblock
detector