JP4439564B2 - IP broadcasting system and multiplexing apparatus and receiving apparatus and method used in the IP broadcasting system - Google Patents
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Description
この発明は、放送局から放送受信装置に対しIP(Internet Protocol)網上の放送ネットワークを介して複数番組のTS(Transport Stream)を放送するIP放送システム及びこのIP放送システムで使用される多重化装置及び受信装置及び方法に関する。 The present invention relates to an IP broadcast system for broadcasting TS (Transport Stream) of a plurality of programs from a broadcast station to a broadcast receiving apparatus via a broadcast network on an IP (Internet Protocol) network, and multiplexing used in the IP broadcast system The present invention relates to an apparatus, a receiving apparatus, and a method.
近年、放送局から放送受信装置に対し放送波による放送コンテンツの送信の他に、IP網を介して放送受信装置のユーザへ放送コンテンツの送信を行うIP放送システムが普及している。また、IP網においては、CDN(コンテンツ配信ネットワーク)や、NGN(次世代ネットワーク)と呼ばれる大容量で、品質管理された広域の放送ネットワークが整備されつつある。このようなネットワークにおいては、高精細映像の符号化データ等が伝送されており、アプリケーションとしてはVOD(ビデオオンデマンド)や、IP放送番組がある。 2. Description of the Related Art In recent years, IP broadcast systems that transmit broadcast contents to users of broadcast reception apparatuses via an IP network in addition to transmission of broadcast contents by broadcast waves from broadcast stations to broadcast reception apparatuses have become widespread. In addition, in the IP network, a large-capacity, quality-controlled wide-area broadcasting network called CDN (content distribution network) or NGN (next generation network) is being developed. In such a network, encoded data of high-definition video is transmitted, and applications include VOD (video on demand) and IP broadcast programs.
通常は、プログラム毎の独立したUDP(User Datagram Protocol)ストリームとして伝送されていて多重化されていない。このような場合、特にIP放送のセットトップボックス(再生装置)で複数同時プログラムの受信を行う場合には、複数UDPストリームの同時受信処理に対応させる必要があり、その分セットトップボックスが複雑化してコストが上昇する。 Normally, it is transmitted as an independent UDP (User Datagram Protocol) stream for each program and is not multiplexed. In such a case, particularly when a plurality of simultaneous programs are received by an IP broadcast set-top box (playback device), it is necessary to support simultaneous reception processing of a plurality of UDP streams, and the set-top box becomes complicated accordingly. Cost.
また、MPEG2(Moving Picture Experts Group 2)−TS(Transport Stream)による複数プログラム多重化方式があるが、プログラム間の同期処理が複雑となり遅延が生じる。 In addition, there is a multiple program multiplexing method based on MPEG2 (Moving Picture Experts Group 2) -TS (Transport Stream), but the synchronization process between the programs is complicated and a delay occurs.
一方、通常ネットワークでは、パケット長の制約があったが、CDNや、NGNでは、ある程度の長さのパケットをそのまま伝送できるようになってきた。長いパケットはスループット(伝送効率)を向上させることができる。しかし、従来の1500バイト程度のパケット長では、ネットワークの性能を十分に生かす事ができていない。 On the other hand, although there is a restriction on the packet length in the normal network, a CDN or NGN can transmit a packet having a certain length as it is. Long packets can improve throughput (transmission efficiency). However, the conventional packet length of about 1500 bytes cannot fully utilize the performance of the network.
なお、従来では、複数のパケットを1つのフレームに多重化して送出することで、ネットワーク負荷を軽減する通信端末装置や(例えば、特許文献1)、ネットワーク中継装置(例えば、特許文献2)がある。
しかしながら、上記した通信端末装置やネットワーク中継装置は、通信を行なう際に複数のパケットを1つのフレームに多重化するものであり、上記IP放送システムのように複数プログラムのTSを多重化するものではない。 However, the communication terminal device and the network relay device described above multiplex a plurality of packets into one frame when performing communication, and do not multiplex a TS of a plurality of programs as in the IP broadcast system. Absent.
そこで、この発明の目的は、複数プログラムのTSをIPネットワークを介して放送する場合において、ネットワークのスループットを向上させると共に、受信側における処理の複雑化を抑制し得るIP放送システム及びこのIP放送システムで使用される多重化装置及び受信装置及び方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an IP broadcasting system capable of improving network throughput and suppressing processing complexity on the receiving side when broadcasting a plurality of program TSs over an IP network, and the IP broadcasting system. It is to provide a multiplexing apparatus, a receiving apparatus and a method used in the above.
この発明に係るIP放送システムは、互いにプログラム及び再生クロックが異なるパケット構造の複数のTS(Transport Stream)をそれぞれIP(Internet Protocol)ネットワーク伝送用のRTP(Real-time Transport Protocol)パケットに変換してIPネットワーク上の放送ネットワークへ送出する送信側と、放送ネットワークからの複数のRTPパケットを受信し、各RTPパケットから再生クロックを抽出し当該再生クロックに基づいて各RTPパケット中のTSからプログラムを再生する受信側とを備え、送信側は、複数のRTPパケットを多重化して少なくともヘッダ領域及び情報領域を備える規格化された多重化フレームを生成する多重化部を備え、受信側は、放送ネットワークからの多重化フレームを一時保持するバッファと、このバッファから多重化フレームを取り込み解析し、複数のプログラムで共用される再生クロックを抽出すると共に、当該多重化フレームからプログラムごとに複数のTSを分離し、当該再生クロックに基づいて各TSからプログラムを再生するプログラム再生手段とを備えるようにしたものである。 The IP broadcasting system according to the present invention converts a plurality of TSs (Transport Streams) having packet structures with different programs and reproduction clocks into RTP (Real-time Transport Protocol) packets for IP (Internet Protocol) network transmission. Receives a plurality of RTP packets from the broadcast side on the IP network and the broadcast network, extracts a reproduction clock from each RTP packet, and reproduces a program from the TS in each RTP packet based on the reproduction clock A transmission side, and a transmission side includes a multiplexing unit that multiplexes a plurality of RTP packets to generate a standardized multiplexed frame including at least a header area and an information area. A buffer that temporarily holds multiple multiplexed frames, and multiplexed from this buffer Program reproduction that captures and analyzes frames, extracts a reproduction clock shared by a plurality of programs, separates a plurality of TSs for each program from the multiplexed frame, and reproduces a program from each TS based on the reproduction clock Means.
なお、多重化部は、複数のRTPパケットをプログラム毎に一時保持する複数の入力バッファと、複数の入力バッファそれぞれのバッファ占有量から遅延量を求め、これら遅延量に基づいて多重化フレームに多重化すべく複数のRTPパケットを該当する複数の入力バッファから読み出して出力する演算部と、これら複数のRTPパケットに基づいて多重化フレームのヘッダ領域のデータを生成するヘッダ生成部と、この演算部により出力された複数のRTPパケットを格納するとともに多重化フレームのヘッダ領域のデータを格納し出力する出力バッファとを備えるようにしたものである。 The multiplexing unit obtains a delay amount from a plurality of input buffers that temporarily hold a plurality of RTP packets for each program and the buffer occupancy of each of the plurality of input buffers, and multiplexes them into a multiplexed frame based on these delay amounts. A calculation unit that reads out and outputs a plurality of RTP packets from a corresponding plurality of input buffers, a header generation unit that generates data of the header area of the multiplexed frame based on the plurality of RTP packets, and a calculation unit An output buffer is provided for storing a plurality of output RTP packets and for storing and outputting data in the header area of the multiplexed frame.
この構成によれば、送信側で単に複数プログラムのTSをRTPパケットに変換して各プログラムごとに入力バッファに保持し、これら複数プログラムのRTPパケットを対応する入力バッファから読み出して出力バッファに格納することで多重化フレームの情報領域に結合し、これらRTPパケットから多重化フレームのヘッダ領域のデータを生成して出力バッファに格納することで多重化フレームを生成して受信側へ送出するようにしている。すなわち、送信側で複数のプログラム間の遅延を最低限に抑えられることになり、これにより受信側では、バッファ及びクロック再生回路を各プログラム間で共用することができるようになる。 According to this configuration, the transmission side simply converts a TS of a plurality of programs into RTP packets, holds each program in the input buffer, reads the RTP packets of the plurality of programs from the corresponding input buffer, and stores them in the output buffer. In this way, it is combined with the information area of the multiplexed frame, and the data of the header area of the multiplexed frame is generated from these RTP packets and stored in the output buffer so that the multiplexed frame is generated and sent to the receiving side. Yes. That is, the delay between a plurality of programs can be suppressed to the minimum on the transmission side, so that the buffer and the clock recovery circuit can be shared between the programs on the reception side.
従って、複数プログラムのTSを放送する場合において、ネットワークのスループットを向上させると共に、受信側でプログラムごとの再生装置を用意する必要がなく、これにより多重化装置の単純化、受信側の再生装置の受信処理部分の単一化が可能となる。 Therefore, when broadcasting TSs of a plurality of programs, the throughput of the network is improved, and it is not necessary to prepare a playback device for each program on the receiving side, thereby simplifying the multiplexing device and the playback device on the receiving side. The reception processing part can be unified.
多重化部は、複数のRTPパケットそれぞれの送出レートを検出するレート検出手段をさらに備え、演算部は、レート検出手段による検出結果に基づいて、多重化フレームに多重化すべく複数プログラムのうち最大送出レートのプログラムをマスタープログラムとし、当該マスタープログラムの伝送速度×プログラム数のレートで該当する複数のRTPパケットを多重化することを特徴とする。また、受信側のプログラム再生手段は、マスタープログラムの再生クロックを抽出して再生処理を行うことを特徴とする。 The multiplexing unit further includes rate detection means for detecting a transmission rate of each of the plurality of RTP packets, and the arithmetic unit is configured to transmit the maximum number of programs out of the plurality of programs to be multiplexed into the multiplexed frame based on the detection result by the rate detection means. A rate program is a master program, and a plurality of corresponding RTP packets are multiplexed at a rate of the transmission rate of the master program times the number of programs. The program reproduction means on the receiving side extracts the reproduction clock of the master program and performs reproduction processing.
この構成によれば、送信側において、送出レートが最大のマスタープログラムに合わせて多重化フレームに複数のRTPパケットを多重化しているので、受信側ではマスタープログラムのタイムスタンプを参照するだけでよくなる。 According to this configuration, since a plurality of RTP packets are multiplexed in the multiplexed frame in accordance with the master program having the maximum transmission rate on the transmission side, it is only necessary to refer to the time stamp of the master program on the reception side.
多重化部は、多重化する複数プログラムの組み合わせを受信エリアに応じて変更することを特徴とする。 The multiplexing unit is characterized in that a combination of a plurality of programs to be multiplexed is changed according to a reception area.
この構成によれば、受信エリアごとに、複数プログラムの組み合わせを変更して多重送信するようにしているので、各受信エリアに最適な放送サービスを実現できるとともに、各受信エリアごとに視聴制限を行うことができる。 According to this configuration, since a combination of a plurality of programs is changed for each reception area and multiplexed transmission is performed, an optimal broadcast service can be realized for each reception area, and viewing is restricted for each reception area. be able to.
以上詳述したようにこの発明によれば、複数プログラムのTSをIPネットワークを介して放送する場合において、ネットワークのスループットを向上させると共に、受信側における処理の複雑化を抑制し得るIP放送システム及びこのIP放送システムで使用される多重化装置及び受信装置及び方法を提供することができる。 As described above in detail, according to the present invention, when broadcasting a TS of a plurality of programs via an IP network, an IP broadcasting system capable of improving the throughput of the network and suppressing the processing complexity on the receiving side, and It is possible to provide a multiplexing apparatus, a receiving apparatus and a method used in this IP broadcast system.
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明に係わるIP放送システムの一実施形態を示す概略構成図であり、BS1〜BSn(nは自然数)は各放送局または各サービスプロバイダごとに設置される送信器、TV1〜TVm(mは自然数)はテレビジョン受像機をそれぞれ示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an IP broadcast system according to the present invention. BS1 to BSn (n is a natural number) are transmitters TV1 to TVm installed for each broadcast station or each service provider. (M is a natural number) indicates a television receiver.
先ず、送信器BS1〜BSnは、互いに独立した放送プログラムをTSからネットワーク(CDN)伝送用のRTPパケットに変換して送出する。これらRTPパケットは、多重化装置10に供給される。多重化装置10は、複数のRTPパケットを多重化してIP網伝送用に規定されるイーサネット(登録商標)フレームを生成し、このイーサネット(登録商標)フレームをネットワークNWへ送出する。
First, the transmitters BS1 to BSn convert broadcast programs that are independent of each other from TS to RTP packets for network (CDN) transmission and send them out. These RTP packets are supplied to the
上記イーサネット(登録商標)フレームは、受信器(STB(Set Top Box)+既存のテレビジョン受信機の組み合わせを含む)20に送られる。受信器20には、有線または無線による回線を介してテレビジョン受像機TV1〜TVmが敷設される。受信器20は、ネットワークNWからイーサネット(登録商標)フレームを受信し、例えばリモートコントローラ(図示せず)による選択操作に応じて、選択されたプログラムのTSパケットを分離し、各テレビジョン受像機TV1〜TVmに出力する。そして、各テレビジョン受像機TV1〜TVmではTSパケットを復調し、再生出力することができる。
The Ethernet (registered trademark) frame is sent to a receiver (including a combination of STB (Set Top Box) + existing television receiver) 20. The
図2は、上記多重化装置10の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the
すなわち、上記多重化装置10は、プログラムセレクタ101と、レート検出器102と、入力バッファメモリ103と、パケットセレクタ104と、出力バッファメモリ105と、多重化スケジューラ106と、イーサネットフレームヘッダ生成部107とを備えている。
That is, the
送信器BS1〜BSnから出力されたRTPパケットは、プログラムセレクタ101により任意に選択された後、レート検出器102によりプログラムごとにレートが検出されて入力バッファメモリ103に供給され一時保持される。
The RTP packets output from the transmitters BS1 to BSn are arbitrarily selected by the
多重化スケジューラ106は、レート検出器102によるプログラムごとのレート情報及び入力バッファメモリ103のプログラムごとのバッファ占有量に基づいて、各RTPパケットの解析処理を行って、パケットセレクタ104を切替制御して該当するRTPパケットを出力バッファメモリ105に転送する。イーサネットフレームヘッダ生成部107は、出力バッファ105中の各RTPパケットに基づいて、イーサネット(登録商標)フレームのヘッダ部の内容算出を行って、出力バッファメモリ105にイーサネット(登録商標)フレームのヘッダ部の内容を書き込む。
The
出力バッファメモリ105は、イーサネット(登録商標)フレームヘッダ生成部107からのイーサネット(登録商標)フレームのヘッダ部とパケットセレクタ104を通じて入力バッファメモリ103から転送される複数のRTPパケットを格納することでイーサネット(登録商標)フレームを生成し、適宜出力する。このとき、最大送出レートのプログラムをマスタープログラムとし、当該マスタープログラムの伝送速度×プログラム数のレートで該当する複数のRTPパケットをイーサネット(登録商標)フレームに多重化するようにしている。
The
図3は、上記受信器20の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
受信器20において、ネットワークNWから到来したイーサネット(登録商標)フレームは、受信バッファ201に一時保持される。この受信バッファ201に保持されたイーサネット(登録商標)フレームは、パケット解析部202に取り込まれる。パケット解析部202は、RTPパケットの解析処理、イーサネット(登録商標)フレームのヘッダ内容算出を行って、TS分離部203にRTPパケットを転送するとともに、クロック抽出部204に対しヘッダ内容となるタイムスタンプ情報を出力する。
In the
TS分離部203は、入力されたRTPパケットから複数のTSパケットを分離して各テレビジョン受像機TV1〜TVmへ出力する。
The
一方、クロック抽出部204において、オフセット加算部2041は、過去のマスタープログラムのクロックと、現在のマスタープログラムのクロック差分を保持しており、新らしいタイムスタンプにクロック差分をオフセットとして加える。以後、オフセット加算部2041の出力は、LPF2042を通過した後、クロック発振器(OSC)2043に供給され、プログラムの再生クロックとして各テレビジョン受像機TV1〜TVmへ供給される。
On the other hand, in the
次に、上記構成における動作について説明する。
図4は、以前に考えられていたIP放送システムの構成図である。なお、図4において、上記図1と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Next, the operation in the above configuration will be described.
FIG. 4 is a configuration diagram of an IP broadcasting system that has been considered before. In FIG. 4, the same parts as those in FIG.
各送信器BS1〜BSnからのデータはネットワークNW上で複数の独立したストリームとして受信器30へ到達する。受信器30は、複数のプログラムを同時再生させるために、ネットワーク受信部を並列して動作させる。そのためにハードウェア構成ならば回路規模が増大し、ソフトウェア構成ならば処理負荷が上がるためにより高速なCPUが必要となる。
Data from each of the transmitters BS1 to BSn reaches the
複数のプログラムを同時に受信させるメリットとして、プログラム切り替えの高速化、ネットワーク帯域の一定化がある。視聴するプログラムのみを受信させようとしても、プログラム切り替え時に、前のプログラムのストリームが即時に停止しないことがあるために、一時的に複数プログラムのストリームが受信器30まで到達して、ネットワーク帯域が安定しない。
Advantages of receiving multiple programs simultaneously include faster program switching and constant network bandwidth. Even if only the program to be viewed is received, when the program is switched, the stream of the previous program may not stop immediately. Therefore, the stream of a plurality of programs temporarily reaches the
そこで、本実施形態では、送信器BS1〜BSnからのデータを多重化装置10により単一のストリームに多重化してそのまま受信器20へ送出する。
Therefore, in the present embodiment, the data from the transmitters BS1 to BSn are multiplexed into a single stream by the
多重化装置10において、各プログラム入力形式は、188バイトまたは204バイトのMPEG2−TSパケットを複数個まとめたRTPパケットであり、1パケットは、ネットワークNWの最大フレーム長である1518バイトを超えないように最大7個のTSパケットで構成されている。
In the
ネットワークNWの最大フレーム長を超えると、1518バイト以下に分断化されて伝送効率が悪化する。CDNにおいて、イーサネット(登録商標)フレームと呼ばれる1518バイトを超えるフレーム長の伝送がそのまま行われることが許容されている場合は、最大長までネットワークNW上でのフレームを長くしたほうが伝送効率がよい。そのような特性から、多重化装置10の手前までは通常のフレーム長で伝送して、CDN内のみイーサネット(登録商標)フレームで伝送することを可能としている。
When the maximum frame length of the network NW is exceeded, it is divided into 1518 bytes or less and transmission efficiency deteriorates. In the CDN, when transmission of a frame length exceeding 1518 bytes called an Ethernet (registered trademark) frame is allowed to be performed as it is, transmission efficiency is better when the frame on the network NW is lengthened to the maximum length. Due to such characteristics, transmission up to the front of the
例えばCDNで許容される最大フレーム長が9600バイトならば、元の6フレームを1つのイーサネット(登録商標)フレームに収めることが可能である。ネットワークNW上での衝突によって伝送効率が低下するので、送信元が少なければ衝突の発生頻度が低くなり効率が向上し、待ちによるSTBへの到着時間のジッタも低下する。 For example, if the maximum frame length allowed by the CDN is 9600 bytes, the original 6 frames can be stored in one Ethernet (registered trademark) frame. Since the transmission efficiency is reduced due to the collision on the network NW, if the number of transmission sources is small, the frequency of occurrence of the collision is lowered and the efficiency is improved, and the jitter of arrival time at the STB due to waiting is also reduced.
プログラムセレクタ101は、サービスプロバイダが決めたプログラム構成に基づいて変更される。地域によって放送内容を変更する場合は、地域ごとに選択するプログラムを変更して、CDN内ルーターのアクセスリストによって、多重指定されたストリーム単位で視聴制限を行うことができる。
The
アクセスリストは、ルーターの設定リストで、どのエリアにどのストリームを配信するかを決める。パケットセレクタ104は、入力バッファメモリ103にもっとも長時間あるパケットから優先的に出力されるようにパケット単位で制御する。こうすることで、遅延を最低限に抑えて多重化処理を行う。出力バッファメモリ105は、受信器20側の受信バッファ201がオーバーフローしないように、バースト(短い間隔で固まっての)出力を抑えるためにある。
The access list is a setting list of the router and determines which stream is distributed to which area. The packet selector 104 controls in units of packets so that the packet having the longest time in the
図5は、多重化前後のフレーム構成例である。 FIG. 5 is a frame configuration example before and after multiplexing.
イーサネット(登録商標)フレームは、一般的にIEEE802.3で標準化されており、先頭から、ヘッダ部と、データ部と、FCS(Frame Check Sequence)という構成をとる。ヘッダ部は、プリアンブル、宛先アドレス、送信元アドレス、長さによって構成される。データ部は、RTPパケットによって構成される。RTPパケットのペイロード部にTSパケットが複数個格納される。RTPパケットのヘッダ部には、Payload TypeとSSRCというフィールドがあり、これをプログラムごとに設定することで、RTPパケットがどのプログラムのものかどうかを判別する。各プログラムの入力レートが一致している場合は、RTPパケット先頭から順番にプログラムを配置して多重化していくことが可能である。なお、複数のRTPパケットの先頭には、マスタープログラム・インデックスが付加される。 The Ethernet (registered trademark) frame is generally standardized by IEEE802.3, and has a configuration of a header portion, a data portion, and an FCS (Frame Check Sequence) from the top. The header part is composed of a preamble, a destination address, a source address, and a length. The data part is composed of RTP packets. A plurality of TS packets are stored in the payload portion of the RTP packet. The header part of the RTP packet includes fields called Payload Type and SSRC, and by setting these for each program, it is determined which program the RTP packet belongs to. When the input rates of the programs match, the programs can be arranged and multiplexed in order from the top of the RTP packet. A master program index is added to the head of the plurality of RTP packets.
しかし、長期的に見て入力レートの誤差が蓄積していくのでその対策が必要である。そこで、多重化の速度は、最も入力レートの高いプログラムにあわせて、不足しているプログラム部分には、ダミーのデータを出力することで対応する。出力レートを決めているプログラムをマスタープログラムとして、データ部の先頭で示すことで、受信側がどのタイムスタンプを参考にすればよいか判断できるようにする。 However, since the input rate error accumulates in the long run, countermeasures are necessary. Therefore, the multiplexing speed is dealt with by outputting dummy data to the missing program portion in accordance with the program having the highest input rate. The program that determines the output rate is indicated as the master program at the head of the data part, so that the receiving side can determine which time stamp should be referred to.
図6は、多重化スケジューラ106の処理動作を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing operation of the
多重化スケジューラ106は、レート検出器102によるプログラムごとのレート情報から最大レートのプログラムのインデックスを、マスタープログラム・インデックスとし(ステップST6a)、続いて未チェックのプログラムを選択し(ステップST6b)、この選択プログラムが保持される入力バッファメモリ103のバッファ占有量/レート情報を計算して遅延量を求める(ステップST6c)。
The
そして、多重化スケジューラ106は求めた選択プログラムの遅延量が目標とする遅延量より大きいか否かの判断を行う(ステップST6d)。ここで、選択プログラムの遅延量が目標とする遅延量、各プログラム入力のジッタ量から求めた遅延量より大きい場合(Yes)、多重化スケジューラ106はパケットセレクタ104を切替制御して該当するRTPパケットを出力バッファメモリ105に転送して書き込む(ステップST6e)。
Then, the multiplexing
一方、選択プログラムの遅延量が目標とする遅延量以下の場合(No)、多重化スケジューラ106は出力バッファメモリ105に対し不足している部分にダミーデータを書き込む(ステップST6f)。しかる後に、多重化スケジューラ106は選択プログラムをチェック済みにし(ステップST6g)、入力バッファメモリ103に保持される全プログラムについてチェックが完了したか否かの判断を行う(ステップST6h)。ここで、完了しない場合(No)、多重化スケジューラ106は全プログラムについてチェックが完了するまでステップST6b乃至ステップST6hの処理を繰り返し実行する。そして、完了した場合(Yes)、多重化スケジューラ106は全チェックをクリアし(ステップST6i)、上記ステップST6aの処理に移行する。以後、イーサネットフレームヘッダ生成部107により出力バッファメモリ105にイーサネット(登録商標)フレームのヘッダ部の内容が書き込まれる。
On the other hand, when the delay amount of the selected program is equal to or less than the target delay amount (No), the multiplexing
受信器20は、多重化されたストリームから、プログラム単位でTSを抽出して再生する。多重化装置10側で、プログラムの多重化順序を固定とした場合は、決まった位置から読み出すだけとなるので処理が簡単である。しかし、再生のためには、RTPヘッダのタイムスタンプからクロックを抽出しなければならない。そこで、多重化装置10側で決めたマスタープログラムが変更された場合に、受信器20側では参照するタイムスタンプを変更する。
The
なお、クロックを再抽出すると受信動作の一時停止につながるために、オフセット加算部2041にて過去のマスタープログラムのクロックと、現在のマスタープログラムのクロック差分を保持していて、新しいタイムスタンプにそれをオフセットとして加える事で、クロックの再抽出なしに受信動作を継続させる。LPF2042はクロックジッタ吸収用で、ネットワークの揺らぎの他にマスタープログラム変更のショックも吸収させることができる。多重化装置10側で挿入されたダミーデータは、受信時に破棄される。
Note that the re-extraction of the clock leads to a temporary suspension of the reception operation. Therefore, the offset
以上のように上記実施形態では、多重化装置10において、複数プログラムのTSを含むRTPパケットを各プログラムごとに入力バッファメモリ103に保持し、多重化スケジューラ106にてパケットセレクタ104を切替制御して任意のプログラムのRTPパケットを対応する入力バッファメモリ103から読み出して出力バッファメモリ105に格納することでイーサネット(登録商標)フレームのデータ部に結合し、さらにイーサネット(登録商標)フレームヘッダ生成部107にてこれらRTPパケットからイーサネット(登録商標)フレームのヘッダ部のデータを生成して出力バッファメモリ105に格納することでイーサネット(登録商標)フレームを生成して受信側へ送出するようにしている。すなわち、送信側で複数のプログラム間の遅延を最低限に抑えられることになり、これにより受信器20では、受信バッファ201及びクロック抽出部204を各プログラム間で共用することができるようになる。
As described above, in the above-described embodiment, the multiplexing
従って、複数プログラムのTSをネットワークNWを介して放送する場合において、ネットワークNWのスループットを向上させると共に、受信側でプログラムごとに別々の再生装置を用意する必要がなく、これにより多重化装置10の単純化、受信側の受信器20の受信処理部分の単一化が可能となる。
Therefore, when broadcasting TSs of a plurality of programs via the network NW, the throughput of the network NW is improved, and it is not necessary to prepare a separate playback device for each program on the receiving side. Simplification and unification of the reception processing part of the
また、上記実施形態では、送信側において、送出レートが最大となるマスタープログラムに合わせてイーサネット(登録商標)フレームに複数のRTPパケットを多重化しているので、受信器20のクロック抽出部204ではマスタープログラムのタイムスタンプを参照するだけでよくなる。 Further, in the above embodiment, on the transmission side, a plurality of RTP packets are multiplexed in the Ethernet (registered trademark) frame in accordance with the master program that maximizes the transmission rate. You only need to refer to the program time stamp.
さらに、上記実施形態では、多重化装置10において、受信エリアごとに、複数プログラムの組み合わせを変更して多重送信することもできるので、各受信エリアに最適な放送サービスを実現できるとともに、各受信エリアごとに視聴制限を行うことができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the multiplexing
なお、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Although the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
10…多重化装置、20…受信器、101…プログラムセレクタ、102…レート検出器、103…入力バッファメモリ、104…パケットセレクタ、105…出力バッファメモリ、106…多重化スケジューラ、107…イーサネット(登録商標)フレームヘッダ生成部、201…受信バッファ、202…パケット解析部、203…TS分離部、204…クロック抽出部、2041…オフセット加算部、2042…LPF、2043…クロック発振器、BS1〜BSn…送信器、NW…ネットワーク、TV1〜TVm…テレビジョン受像機。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記放送ネットワークからの複数のRTPパケットを受信し、各RTPパケットから再生クロックを抽出し当該再生クロックに基づいて各RTPパケット中のTSからプログラムを再生する受信側とを備え、
前記送信側は、
前記複数のRTPパケットを多重化して少なくともヘッダ領域及び情報領域を備える規格化された多重化フレームを生成する多重化部を備え、
前記受信側は、
前記放送ネットワークからの多重化フレームを一時保持するバッファと、
このバッファから前記多重化フレームを取り込み解析し、前記複数のプログラムで共用される再生クロックを抽出すると共に、当該多重化フレームからプログラムごとに複数のTSを分離し、当該再生クロックに基づいて各TSからプログラムを再生するプログラム再生手段とを備え、
前記多重化部は、
前記複数のRTPパケットをプログラム毎に一時保持する複数の入力バッファと、
前記複数の入力バッファそれぞれのバッファ占有量から遅延量を求め、これら遅延量に基づいて前記多重化フレームに多重化すべく複数のRTPパケットを該当する複数の入力バッファから読み出して出力する演算部と、
これら複数のRTPパケットに基づいて前記多重化フレームのヘッダ領域のデータを生成するヘッダ生成部と、
この演算部により出力された複数のRTPパケットを格納するとともに前記多重化フレームのヘッダ領域のデータを格納し出力する出力バッファとを備えたことを特徴とするIP放送システム。 A plurality of TSs (Transport Streams) having packet structures with different programs and reproduction clocks are converted into RTP (Real-time Transport Protocol) packets for IP (Internet Protocol) network transmission, respectively, and transmitted to a broadcast network on the IP network. With the sender,
Receiving a plurality of RTP packets from the broadcast network, extracting a reproduction clock from each RTP packet, and reproducing a program from a TS in each RTP packet based on the reproduction clock,
The sender side
A multiplexing unit that multiplexes the plurality of RTP packets to generate a standardized multiplexed frame including at least a header area and an information area;
The receiving side
A buffer that temporarily holds multiplexed frames from the broadcast network;
The multiplexed frame is fetched from the buffer and analyzed, and a reproduction clock shared by the plurality of programs is extracted. A plurality of TSs are separated from the multiplexed frame for each program, and each TS is based on the reproduction clock. And a program reproducing means for reproducing the program from
The multiplexing unit includes:
A plurality of input buffers for temporarily holding the plurality of RTP packets for each program;
An arithmetic unit that obtains a delay amount from the buffer occupancy amount of each of the plurality of input buffers, reads out and outputs a plurality of RTP packets from the corresponding input buffers to be multiplexed into the multiplexed frame based on these delay amounts, and
A header generation unit that generates data of a header region of the multiplexed frame based on the plurality of RTP packets;
An IP broadcast system comprising: an output buffer that stores a plurality of RTP packets output by the arithmetic unit and stores and outputs data in a header area of the multiplexed frame .
前記演算部は、前記レート検出手段による検出結果に基づいて、前記多重化フレームに多重化すべく複数プログラムのうち最大送出レートのプログラムをマスタープログラムとし、当該マスタープログラムの伝送速度×プログラム数のレートで該当する複数のRTPパケットを多重化することを特徴とする請求項1記載のIP放送システム。 The multiplexing unit further includes rate detection means for detecting a transmission rate of each of the plurality of RTP packets,
Based on the detection result by the rate detection means, the arithmetic unit sets a program having a maximum transmission rate among a plurality of programs to be multiplexed in the multiplexed frame as a master program, and a transmission rate of the master program × a rate of the number of programs. IP broadcasting system of claim 1, wherein multiplexing the corresponding plurality of RTP packets.
前記複数のRTPパケットを多重化して少なくともヘッダ領域及び情報領域を備える規格化された多重化フレームを生成するフレーム生成手段を備え、
前記フレーム生成手段は、
前記複数のRTPパケットをプログラム毎に一時保持する複数の入力バッファと、
前記複数の入力バッファそれぞれのバッファ占有量から遅延量を求め、これら遅延量に基づいて前記多重化フレームに多重化すべく複数のRTPパケットを該当する複数の入力バッファから読み出して出力する演算部と、
これら複数のRTPパケットに基づいて前記多重化フレームのヘッダ領域のデータを生成するヘッダ生成部と、
この演算部により出力された複数のRTPパケットを格納するとともに前記多重化フレームのヘッダ領域のデータを格納し出力する出力バッファとを備えたことを特徴とする多重化装置。 In the multiplexing apparatus used by the transmission side of the IP broadcast system of Claim 1,
Frame generating means for multiplexing the plurality of RTP packets and generating a standardized multiplexed frame including at least a header area and an information area;
The frame generation means includes
A plurality of input buffers for temporarily holding the plurality of RTP packets for each program;
An arithmetic unit that obtains a delay amount from the buffer occupancy amount of each of the plurality of input buffers, reads out and outputs a plurality of RTP packets from the corresponding input buffers to be multiplexed into the multiplexed frame based on these delay amounts, and
A header generation unit that generates data of a header area of the multiplexed frame based on the plurality of RTP packets;
A multiplexing apparatus comprising: an output buffer that stores a plurality of RTP packets output by the arithmetic unit and stores and outputs data in a header area of the multiplexed frame .
前記演算部は、前記レート検出手段による検出結果に基づいて、前記多重化フレームに多重化すべく複数プログラムのうち最大送出レートのプログラムをマスタープログラムとし、当該マスタープログラムの伝送速度×プログラム数のレートで該当する複数のRTPパケットを多重化することを特徴とする請求項5記載の多重化装置。 The frame generation means further comprises rate detection means for detecting a transmission rate of each of the plurality of RTP packets,
Based on the detection result by the rate detection means, the arithmetic unit sets a program having a maximum transmission rate among a plurality of programs to be multiplexed in the multiplexed frame as a master program, and a transmission rate of the master program × a rate of the number of programs. 6. The multiplexing apparatus according to claim 5, wherein a plurality of corresponding RTP packets are multiplexed.
前記IP放送システムの送信側で前記複数のRTPパケットを多重化され少なくともヘッダ領域及び情報領域を備える多重化フレームを前記放送ネットワークから受信する受信手段と、
前記多重化フレームを一時保持するバッファと、
このバッファから前記多重化フレームを取り込み解析し、前記複数のプログラムで共用される再生クロックを抽出すると共に、当該多重化フレームからプログラムごとに複数のTSを分離し、当該再生クロックに基づいて各TSからプログラムを再生するプログラム再生手段とを備えたことを特徴とする受信装置。 In the receiving apparatus used on the receiving side of the IP broadcast system according to claim 1,
Receiving means for receiving, from the broadcast network, a multiplexed frame that is multiplexed with the plurality of RTP packets on the transmission side of the IP broadcast system and includes at least a header area and an information area;
A buffer for temporarily holding the multiplexed frame;
The multiplexed frame is fetched from the buffer and analyzed to extract a reproduction clock shared by the plurality of programs, and a plurality of TSs are separated from the multiplexed frame for each program, and each TS is based on the reproduction clock. And a program reproducing means for reproducing the program from the receiver.
前記放送ネットワークへ送出すべく複数のプログラムのうち最大送出レートのプログラムをマスタープログラムとし、
このマスタープログラム及び当該マスタープログラムに続く複数のプログラムそれぞれについての遅延量を求め、
この遅延量が目標とする遅延量より大きいか否かを判定し、
目標遅延量より大きい遅延量を有するプログラムについて、対応する複数のRTPパケットを出力バッファに格納し、
目標遅延量以下の遅延量を有するプログラムについて、対応する複数のRTPパケット及び不足部分に対するダミーデータを出力バッファに格納し、
前記出力バッファに格納された複数のRTPパケットに基づいて少なくともヘッダ領域及び情報領域を備える規格化された多重化フレームを生成し出力することを特徴とする方法。 A plurality of TSs (Transport Streams) having packet structures with different programs and reproduction clocks are converted into RTP (Real-time Transport Protocol) packets for IP (Internet Protocol) network transmission, respectively, and transmitted to a broadcast network on the IP network. In the method
A program having a maximum transmission rate among a plurality of programs to be transmitted to the broadcast network is set as a master program,
Obtain the delay amount for each of the master program and the plurality of programs following the master program,
Determine whether this delay amount is larger than the target delay amount,
For a program having a delay amount larger than the target delay amount, a plurality of corresponding RTP packets are stored in the output buffer,
For a program having a delay amount equal to or less than the target delay amount, a plurality of corresponding RTP packets and dummy data for the deficient portion are stored in the output buffer,
A method for generating and outputting a standardized multiplexed frame including at least a header area and an information area based on a plurality of RTP packets stored in the output buffer.
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