MPEG-2TS流ETR290测试浅谈

一引言随着广播电视数字化的逐步深入，全国各地的省、市广电局和广电网络公司都在积极的构建自己的数字电视平台，数字电视的迅速普及为我国有线电视行业的发展提供了广阔的前景，同时也对传统的电视编播体制提出了挑战，特别是有线电视播出和监测部门，处于体制变革和技术更新的最前沿，能否顺利完成模拟播出到数字播出的转换，是关系到数字电视健康发展的关键所在，那么，如何对数字电视信号进行有效的监测和可量化的管理就成为各个有线电视播出和监测部门普遍关心的问题。数字电视信号的监测主要是对数字电视码流的监测，数字码流根据来源分为：编码器输出的TS流、数字卫星接收机输出TS流、多洗衣适配器输出的TS流、复用器输出的TS流、独立加扰器输出的TS流、其他TS流、QAM调制解调后TS流。对于数字的码流分析，主要有码流协议、结构、表格信息分析、ETR290分析测试，下面就常用的ETR290三级错误指标含义进行分步表述.二测试标准MPEG-2传输流（TransportStream）是对所有的基本系统规定的输入和输出信号，包含卫星、电缆、微波与地面分配等系统。已调信号可通过解调环节输出TS作为进一步测量。测试主要在运用环境中对MPEG-2传输码流进行监测。测试的目的是对传输码流的最重要组成部分进行错误分析。测试符合ISO/IEC13818—4中规定的MPEG-2一致性测试。符合DVB-SI文件（SI-ETR211,ETS-300468中的SI技术范围）。测试在结果的一致性上不依赖于任何的商业解码器，满足ISO/IEC13818-1中规定的MPEG-2T-STD模型的约束条件。三测试模型测试过程中，码流的来源有如下大致几种，根据不同的网络接入均还原出TS进入码流测试仪器进行相关指标测试：测试连接示意图a.按测试示意框图连接好设备，注意信号线的可靠性和负载匹配；b.码流发生设备可以是如图中生成TS流的设备c.对码流分析仪设置必要的参数；d.在码流分析仪中选择相应的测试项目；四测试参数（ETR290）在实际的测试结果中，体现为三个测试参数等级，用以区分对设计出的数字系统带来的不同影响，下面就三级错误分别描述：Ⅰ、第一级错误包括同步丢失、同步字节错误、PAT错误、连续计数错误、PMT错误及PID错误等。第一级别错误是解码必须有的条件。TS-sync-loss(传输流同步丢失)对于MPEG-2TS的数据评价来说，主要功能是获取同步数据。取决于能否获得同步所必须的同步字节数和无法同步失去的同步字节数。连续检测到连续5个正常同步视为同步，连续检测到2个以上不正确同步则为同步丢失错误。只有同步达到一定的要求后才可以进行其他参数的测试。Sycn-byte-error（同步字节错误）在188或204字节后若不出现正确的同步字0x47，则同步字节错误指示符置位。同步字节错误传输数据仍是188或204包长，但同步字头的0X47被其他数字代替。有些编码器在并行接口上使用了同步字节标示，但不检查相关的字节是否为有效同步字节而以此去控制随机函数发生器的重新赋值和字节的翻转。PAT-error（PAT错误）PAT只出现在PID为0x0000包中，用以表示编码在TS流里有什么具体的内容，与节目映射表相对应，只是出组成传输流中视频、音频和数据流的各个部分。若PAT丢失，则解码器无法正常的工作，不能对传输流中的内容进行相关的解码操作，PAT错误包括标识PAT的PID没有至少0.5s（规定的重复间隔）出现一次，PID为0x0000的包中无内容，PID为0x0000的包的包头中的加密控制段不为0，PAT丢失或被加密。Continuity-count-error（连续计数错误）在这个指示符中有数据包顺序、数据包丢失等步骤的检查。TS包头中的连续计数器是为了随着每个具有相同PID的TS包的增加而增加，为解码器确定正确的解码顺序。TS包头连续计数不正确，表明当前传输流有丢包、包重叠、包顺序错现象，会促使没有附加缓存和智能化的综合解码器带来问题，数据包丢失也包括ATM链中数据丢失，单个ATM包丢失会导致整个MPEG-2数据包丢失，造成终端解码错误。PMT-error（PMT错误）（节目映射表）PMT标识并指示了组成每路业务的流的位置，及每路业务的节目时钟参考（PCR）字段的位置。定义传输流中包含的视音频及任一素材数据内容。节目映射表同PAT，在系统规范中规定有重复的间隔（0.5s），错误大致可划分为重复间隔错误与PMTPID包头中的加密控制字段不为零错误，PMT被加密。PID-error（PID错误）确认每一个出现的PID，检测每一个PID中是否有码流存在，在每一个具体的PID中，都携带有实时的数据信息，涉及到传输流被复用时，特别是多路复用和解多路复用进程中，此类错误比较常见，出现此错误在具体的分析仪器显示设置错误，造成解码不完全错误。Ⅱ、第二级别错误包含传输错误、CRC循环校验错误、PCR错误、PCR精度错误、PTS错误与CAT条件接收表错误等。第二级错误主要是连续的和定期的监测错误。Transport-error（传输错误）Transporterror指示符是布尔逻辑，具有应可复位的二进制计数器，对应的出错的TS包进行计数。传输错误指示为1时，表明在相应的传输流中有一个不可矫正传输错误，重新置位后错误恢复，传输指示为0。对出错的错误进行统计估计，出现一个错误，就不进一步对误差包中得到进一步的出错指示。CRC-error（CRC循环冗余校验错误）CRC错误主要发生在PAT、PMT、NIT、EIT、BAT、SDT或TOT中，用来指示相关表中的内容有没有被污染，循环冗余校验错误指示无法矫正的错误，在进一步的分析中不再给出提示。PCR-error（PCR错误）PCR是节目时钟参考的英文缩写。从其字面上我们可以看出，该参量应该和解码有关，因为在解码的时候才涉及到节目的概念。在解码以前的传输阶段中，出现的都是离散的数字信号，因此我们在分析PCR的时候，可以建立在一个比较单一、理想的环境中，即编码和解码端的时钟配对问题和定时问题。PCR-Base是对编码器的27MHz系统时钟的300分频后的时钟计数值抽样，它的作用是在解码器切换节目时，提供对解码器PCR计数器的初始值，以让该PCR值与PTS、DTS最大可能地达到相同的时间起点。PCR用来再生前述的本地27MHz系统时钟。MPEG-2与DVB都对PCR时钟有相应的规定，在ISO/IEC13818-1规范中规定系统时钟不得大于100Ms，DVB系统中规范系统时钟不得超过40Ms，一般情况下系统时钟不超过DVB规范，若是测试结果超过这个规定范畴，则在接收端时钟恢复出现抖动或时钟漂移，接收机解码器就会超出这个锁定的范围。PCR-accuracy-error（PCR精度错误）接收PCR中所含的不准的27MHz时钟精度，但不包含任何传输定时损伤，测量时传输码流中PCR字节位置作为起点，计算PCR到达时间。正负500ns的精度范围足够从系统时钟中恢复合成色度负载波。精度必须高于500ns但抖动量不得大于正负500ns，若是抖动量过大，则会影响到系统时钟恢复以至于时钟失锁。PTS-error（PTS错误）PTS（显示时间标记）在PES包头中出现的区，它指示表示单元出现在系统目标解码器中的时间。至少间隔700ms出现一次，PTS只有在TS不加扰的时候才能正确的得出，错误影响到帧图像的恢复。CAT-error（CAT条件接收表错误）CAT是一个指针，可以使综合解码器找到关于CAS系统相关联的EMM信息，若不出现CAT表，接收端无法正确接收管理控制信息。错误的CAT中TS包头中的加密控制段不为0，但带有table-id=0x01的部分不出现在PID0x001上出现带有table-id不等于0x01的部分，也就是说相应的PID为0x0001的条件接收表CAT，或在PID为0x0001的包中发现非CAT表。Ⅲ、第三级错误包含NIT错误、SI重复错误、缓冲器错误、非基准PID错误、SDT错误、EIT错误、RST错误、TDT错误、空缓冲器错误与数据延迟错误等。第三级错误为应用级别的实际运行告警，在TS流传输中不属于致命性的错误，但会影响到系统中业务的正确实施。NIT-error(NIT错误)网络信息表NIT传递了与通过一个给定的网络传输的复用流/TS流的物理结构相关的信息，以及与网络自身特性相关的信息（解码器可使用的各种频率、码率、调制、极化等方面的信息）。在本标准应用的范围内，original_network_id和transport_stream_id两个标识符相结合唯一确定了网络中的TS流。各网络被分配独立的network_id值作为网络的唯一识别码。当NIT表在生成TS流的网络上传输时，network_id和original_network_id将取同一值。此项错误中主要检查NIT在TS传输中有没有出现，是否有正确的PID信息。主要表现在PID0x0010中有table-id不等于0x40或0x41或0x72的部分，既不是一个NIT或ST。在PID中或者没有出现等错误信息均可导致NIT错误的发生。SI-repetition-error（SI重复错误）该指示符中，对传输的SI来说，规定了最大和最小的重复周期，SI表的重复率在设定的界限以外均可导致SI重复错误发生。接收端若在规定的周期中接收不到该信息，则在业务实现中出现停止以至于失效等错误。Buffer-error（缓冲器错误）该类错误主要针对以下错误分析：TB缓冲错误、传输缓冲器TBn溢出、MB缓冲错误、多路复用缓冲MBn溢出或抽空、主缓冲器Bn溢出或抽空（Bsys-Buffering-error）、基本缓冲器抽空错误（Ebn）、PSI输入缓冲器（Bsys）溢出错误。可以对MPEG-2解码器的一些缓存进行检查，判断是否发生溢出或者抽空。Unerferenced-PID（非基准PID）此项主要检查是否每个非个人数据码流都在PMT中列出自己的PID信息。主要错误体现在在一个PMT中固定间隔0.5s内不涉及到PID，PID非PAT、CATPMTNITSDTTDTEITRST等PID.SDT-error（SDT错误）SDT主要作用是在传输流中得到服务项目描述，大致分为两个部分。一部分包含当前传输流内容中的细节，另外部分是包含其他传输流。得不到SDT就无法给解码终端提供服务表。在同一个PID上也可以传送一个BAT表，将服务组合成组。错误类型大致体现在2s以上在PID0x0011中不出现带有table-id-0x42的部分或带有不等于0x42、0x46、0x4A或0x72的部分。此描述符传输错误或超时时，终端解码无法正确显示信道节目的信息。EIT-error（EIT错误）EIT为每个服务表明正在进行和将要进行的内容描述，并可以随意的是整个节目表更加的详细。只有当前传输码流中目前进行的和下一个将要进行的信息，EIT分为几个表，EIT表的信息只有在TS不加扰时候才能得到。主要错误体现在2s以上在PID0x0012中不出现带有table-id=0x42的部分或在PID0x0012上出现带有table-id不等与0x4E、0x6F范围内或0x72的部分，造成终端解码事件信息描述失效。传输错误或超时时，解码无法正确显示每套节目的相关服务信息。标识错误或传输超时，会导致解码器无法正确显示每套节目的相关服务信息。EIT标识错误或传输超时，会导致解码器无法正确显示每套节目的相关服务信息。EIT标识错误或传输超时，会导致解码器无法正确显示每套节目的相关服务信息。EIT标识错误或传输超时，会导致解码器无法正确显示每套节目的相关服务信息。RST-error（RST错误）RST（运行状态表）对于EIT携带的状态信息来说，RST具有一个快速更新的结果。主要错误在PID0x0013上出现带有table-id不等于0x71或72的部分。五结束语在数字电视码流测量环节中，还有其他参数的测量指标，比如PCR时钟测量，此项参数虽然放置在了第二级的指标系统中，其重要性和第一级测量