IP流 TS流 PS流之間的關系及差別

什麼是ts流

我們在網絡上通信都是通過發送或接受資料包來實作的。

       I P資料包有首部和資料兩部分組成的，首部的前一部分是固定長度20位元組，是所有IP資料報必須具有的。首部包括：總長度、辨別、MF、DF、片偏移。

       “TS流”和“PS流”是經過MPEG-2系統壓縮處理後的兩種複合資訊流。    據傳輸媒體的品質不同，MPEG-2中定義了兩種複合資訊流：傳送流（TS）和節目流（PS）。

         在MPEG-2系統中，資訊複合/分離的過程稱為系統複接/分接，由視訊，音頻的ES流和輔助資料複接生成的用于實時傳輸的标準資訊流（比如實時廣播的電視節目）稱為“MPEG-2傳送流”（MPEG2-TS）（TS的全稱：Transport Stream）。

         而“MPEG-2節目流”（MPEG2-PS）主要應用于存儲的具有固定時長的節目，如DVD電影（PS的全稱：Program Stream）。

         TS流與PS流的主要差別在于TS流的包結構是固定長度的，而PS流的包結構是可變長度的。PS包與TS包在結構上的這種差異，導緻了它們對傳輸誤碼具有不同的抵抗能力，因而應用的環境也有所不同。

         TS碼流由于采用了固定長度的包結構，當傳輸誤碼破壞了某一TS包的同步資訊時，接收機可在固定的位置檢測它後面包中的同步資訊，進而恢複同步，避免了資訊丢失。是以，MPEG2-TS格式的特點就是要求從視訊流的任一片段開始都是可以獨立解碼的。

         而PS包由于長度是變化的，一旦某一PS包的同步資訊丢失，接收機無法确定下一包的同步位置，就會造成失步，導緻嚴重的資訊丢失。是以，在信道環境較為惡劣，傳輸誤碼較高時，一般采用TS碼流；而在信道環境較好，傳輸誤碼較低時，一般采用PS碼流。

         由于TS碼流具有較強的抵抗傳輸誤碼的能力，是以目前在傳輸媒體（如有線電視）中進行傳輸的MPEG-2碼流基本上都采用了TS碼流的格式。IP資料包和TS流是什麼，之間有什麼關系

TS流檔案

　　DVD節目中的MPEG2格式，是MPEG2-PS，全稱是Program Stream，TS的全稱則是Transport Stream。MPEG2-PS主要應用于存儲的具有固定時長的節目，如DVD電影，而MPEG-TS則主要應用于實時傳送的節目，比如實時廣播的電視節目。這兩種格式的主要差別是什麼呢？你将DVD上的VOB檔案的前面一截剪掉（或者幹脆就是資料損壞），那麼就會導緻整個檔案無法解碼，而電視節目是你任何時候打開電視機都能解碼（收看）的，是以，MPEG2-TS格式的特點就是要求從視訊流的任一片段開始都是可以獨立解碼的

        IP資料包裡可以包含TS視訊流呢？IP資料包通過UDP/IP協定後是不是可以分解出TS流？搞不清楚到底IP資料包都包括什麼内容.

        IP資料包 很正常的啊

        我們在網絡上通信都是通過發送或接受資料包來實作的。

        IP資料報有首部和資料兩部分組成的，首部的前一部分是固定長度20位元組，是所有IP資料報必須具有的。首部包括：總長度、辨別、MF、DF、片偏移。在MPEG-2系統中，資訊複合/分離的過程稱為系統複接/分接，由視訊，音頻的ES流和輔助資料複接生成的用于實際傳輸的标準資訊流稱為MPEG-2傳送流（TS:TransportStream）。

        據傳輸媒體的品質不同，MPEG-2中定義了兩種複合資訊流：傳送流（TS）和節目流（PS：ProgramStream）TS流與PS流的差別在于TS流的包結構是固定長度的，而PS流的包結構是可變長度的。TS碼流 PS包與TS包在結構上的這種差異，導緻了它們對傳輸誤碼具有不同的抵抗能力，因而應用的環境也有所不同。由于采用了固定長度的包結構，當傳輸誤碼破壞了某一TS包的同步資訊時，接收機可在固定的位置檢測它後面包中的同步資訊，進而恢複同步，避免了資訊丢失。而PS包由于長度是變化的，一旦某一PS包的同步資訊丢失，接收機無法确定下一包的同步位置， 就會造成失步，導緻嚴重的資訊丢失。是以，在信道環境較為惡劣，傳輸誤碼較高時，一般采用TS碼流；而在信道環境較好，傳輸誤碼較低時，一般采用PS碼流。 

      由于TS碼流具有較強的抵抗傳輸誤碼的能力，是以目前在傳輸媒體中進行傳輸的MPEG-2碼流基本上都采用了TS碼流的包格

      TS=Transport Stream

       ASI=Asychoronize Serial Interface二者的關系是不是這樣：TS相當于資料包的編碼方式，而ASI則是資料發送的格式和接口标準，二者通過接口進行連接配接？

       異步串行接口  ASI=Asychoronize Serial Interface　　在目前的DVB-C廣播電視系統的傳輸接口中，有兩種 MPEG-2視訊傳輸接口标準：異步串行接口标準 ASI和同步并行接口SPI。SPI一共有11位有用信号，每位信号差分成兩個信号用來提高傳輸抗幹擾性，在實體連結上用DB25傳輸，是以連線多且複雜，傳輸距離短，容易出現故障。但SPI是并行11位信号，處理簡單且擴充性強，是以目前一般的MPEG-2視訊編碼器的輸出和視訊***的輸入都是标準的并行11位信号。ASI用串行傳輸，隻需一根同軸電纜線傳輸，連線簡單，傳輸距離長。根據SPI和ASI的優缺點，需要傳輸信号的SPI和ASI的互相轉換

      1 SPI信号結構

 　　　并行傳輸系統SPI包括一位時鐘信号、8位資料信号、一位幀同步信号PSYNC和一位資料有效信号DVALID。幀同步信号對應TS包的同步位元組047H，DVALID信号用來區分TS包的長度為188個位元組或204 個位元組。當TS包長為188位元組時，DVALID信号一直為高，同時所有信号都與時鐘信号保持同步

      2 ASI接口

　　　ASI傳輸流可以有不同資料速率，但傳輸速率恒定，為270Mbps，是以ASI可以發送和接收不同速率的MPEG-2資料。 ASI傳輸系統為分層結構。最高層、第2層使用MPEG-2标準ISO/IEC 13818-（Systems），第0層和第1層是基于ISO/IEO CD 14165-1的FC纖維信道。FC支援多種實體傳輸媒介。

　　首先将包同步的MPEG-2傳送包的8－bit碼字轉換成10－bit碼字；接着在并／串轉換時，當要求輸入一個新字、而資料源還沒有準備好時，應插入一個K28.5的同步字，以達到ASI的固定270Mbps傳輸速率。所形成的串行比特流将通過緩沖／驅動電路和耦合網絡，送到同軸電纜連接配接器上。插入同步碼字可以有三種方法：傳輸碼流的單個位元組前後不能都是同步字；傳輸碼流的單個位元組前後必須都是同步字；或者是兩者的組合。

　　到達同軸電纜的接收資料，首先要經過連接配接器和耦合網絡耦合到恢複時鐘和資料的電路上，然後進行串／并變換；為了恢複位元組同步，ASI***必須先搜尋到K28.5同步字，一旦搜尋到該同步字，即為随後接收的資料标定了邊界，進而建立了***輸出位元組的正确位元組排列；最後進行10/8－bit變換，恢複出包同步的MPEG-2 TS碼流資料。但是K28.5同步字不是有效資料，是以解碼時必須删除。

       3 ASI接口實作方案

　　　在本方案中，MPEG-2 TS碼流由單片MPEG-2編碼器MB86390提供，它輸出符合SPI标準的并行11位信号，TS包長度為188個位元組。在SPI／ASI轉換方案中，主要選用CYPRESS公司cyb923／cyb933晶片、異步FIFO和邏輯程式設計器CPLD實作。

　　cyb923主要實作碼字的8/10bit轉換、插入同步字K28.5和并／串變換。ASI的傳輸速率恒定為270MHz，而輸入MPEG-2 TS碼率是不同的，是以要用FIFO實作速率比對，需要對輸入的SPI資料、FIFO和cyb923之間的通信進行邏輯控制。綜合性能、價格和程式複雜度的考慮，本方案采用xilinx公司的CPLD邏輯程式設計器XC95108;用VHDL程式設計實作對它們的邏輯控制。ASI的解碼也是相似的過程，cyb933主要實作10/8bit轉換、去除同步字K28.5和串并變換。

      3.1 ASI編碼

　　　在ASI的編碼過程中，隻需将MPEG-2 TS的八位資料和一位TS碼率傳輸時鐘輸入到CPLD。因為在本方案中，TS格式為188個位元組，是以資料有效信号DVALID一直為高，CPLD忽略這個信号，隻管接收TS碼流資料，而不用關心TS碼流的同步頭。PSYNC幀同步信号也一樣忽略。CPLD将接收到的資料以TS碼率時鐘寫入FIFO。當 FIFO半滿時，CPLD接收到FIFO的半滿信号，然後CPLD給cyb923發FIFO可讀信号，cyb923以27Mbps讀取FIFO中的資料；當CPLD計數到cyb923讀取了一定數量的FIFO資料，CPLD則向cyb923發送FIFO不可讀信号，防止FIFO讀空。MPEG-2傳輸碼率的并行最大速度為27/8＝3.375Mbps，而讀FIFO速率為27Mbps，是以FIFO不會有溢出。考慮到延時，本方案選用較小容量的 FIFO7202。cyb923在FIFO不可讀時，向ASI碼流中填充K28.5以維持270Mbps的固定傳輸速率。最後串行資料經過驅動就可用同軸電纜傳送出去。本方案中，同步字K28.5的插入采用傳輸碼流的單個位元組前後不能都是K28.5同步字的方式。這種方案相對其它兩種方案來說，判斷和處理都相對簡單.

       3.2 ASI解碼

　　　在ASI的接收端，輸入的ASI碼流經過均衡後，輸入到 cyb933晶片。它由内部的時鐘鎖相環首先鎖定ASI碼流時鐘，檢測同步字K28.5；找到後即确定了ASI比特流順序，然後進行串／并轉換。

　　由此可知，檢測到K28.5,即位元組對齊是ASI解碼的重要前提，由此cyb933定義了一套檢測位元組同步的方法。考慮到傳輸誤碼等原因可能造成假K28.5，是以cyb933采用雙位元組确認方法。即連續兩個位元組都是K28.5，才确認位元組同步了，接着進入正常的單位元組解碼狀态。在解碼狀态，如果在64個解碼位元組中,CPLD計數到有16個位元組是錯誤的，則CPLD必須向cyb933發送資訊，要求cyb933重新進行位元組同步。

　　位元組同步後，因為K28.5是cyb923插入的同步位元組，不能作為有效資料輸出，cyb933自動略除這些同步位元組。當cyb933檢測到有效資料時，cyb933将輸出一位目前資料有效的訓示，如果把這個信号當作FIFO的寫有效，則FIFO中的資料一定都是有效資料了。當FIFO半滿時，CPLD接收FIFO的半滿信号後，CPLD讀取FIFO中的資料，并根據讀出的位元組是否是047H來确定TS包的同步位元組；如果找到TS包同步字，将恢複對應的幀同步信号，此時CPLD計數188恢複出完整的TS包，接下來的位元組如果不是 047H，說明輸入資料有誤，CPLD将丢棄這些資料直到找到047H同步字，在此期間CPLD輸出TS空包。重新包同步後，CPLD才又開始計數輸出正确的188位元組的MPEG-2 TS包，進而恢複出SPI正确的11位信号。同樣，當FIFO資料不可讀時，CPLD也輸出TS空包，以維持輸出的MPEG-2碼率恒定。

　　在SPI轉ASI的設計中，直接對SPI資料進行ASI編碼，而不考慮誤碼問題。主要考慮 SPI資料直接從MB390輸出，沒有經過遠距離傳輸，因而降低了ASI編碼邏輯控制的複雜度。在ASI解碼過程中，ASI資料經過遠距離傳輸，要考慮誤碼的因素，是以增加了位元組和包的重同步設計，以增加抗幹擾能力。本方案在實際應用中很好地實作了SPI／ASI的互相轉換。