浅论对韩国KBS数据广播系统详细研究

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　KBS成功地开发了能提供增强型数据服务和非节目相关数据服务的数据广播系统。该系统的传输部分能很好地配合数据轮询和可寻址部分的DSM-CC部分，其创作工具既可以创作发布类的应用，也可以创作程序类应用。整个系统选用了三星和LG的机顶盒进行了测试。

　　一 概述

　　在韩国，有关数字电视(DTV)数据广播的标准是由韩国信息通信部于2001年3月制订的。包括用于地面电视的ATSC DASE标准和用于卫星电视的DVB-MHP标准。根据这些标准，韩国最大的广播机构KBS(韩国广播公司)在2001年底推出了一项地面DTV广播服务。

　　KBS的这项数据广播服务主要包括创作工具、传输系统和一套非节目相关数据服务系统。所谓的创作工具用于创作节目增强型数据内容，其功能简便易用。该工具采用xHTML、XDML和Java API，支持ATSC DASE和DVB-MHP。传输系统包括节目与系统信息协议(PSIP)生成器/数据管理器和数据注入器。该系统将内容转换成为PSIP表单和DSM-CC(Digital Storage Media Command and Control)部分，一并传送至复用系统。而非节目相关数据服务系统可以通过一个独立的虚拟通道提供各种实时数据，它不同于视听节目的交通、天气预报、股票和新闻应用等方面的信息。

　　二 数据广播系统

　　作为一个完整的系统，数据广播系统可以为观众提供多媒体数据。该系统可以创建数据内容，并可根据数据广播协议将已创建的内容传送给复用系统。它包含一个创作工具、一个PSIP生成器/数据管理器和一个数据插入器。

　　图1示出一个非节目相关服务系统。

　　系统中的创作工具可以创建与依循DASE的数据内容，并能很容易地转换成依循MHP的形式，因为韩国的地面电视和卫星电视两个领域采用了不同的数据广播标准。地面DTV节目要进入卫星和有线电视系统，要进行转换以符合MHP的要求。这样的话，就要求创作工具所创建的内容既能符合ATSC DASE标准，又符合DVB MHP标准。但问题是，传输系统是按ATSC数据广播标准和ARM(Application Reference Model)第5次修订版而开发的。事实上，该系统的传输部分能满足ATSC A/90迄今有关单向应用所描述对数据轮询的DSM-CC部分和可寻址部分的要求;但仍要根据标准化程序进行升级。

　　要依照ATSC A/90标准进行数据广播服务，就需要这样的PSIP生成器/数据管理器和数据注入系统。PSIP生成器/数据管理器可生成PSIP，包括电子节目指南(EPG)和整个数据广播系统的播出时间表。用于DTV甚至数据广播的PSIP表单都是自动生成的，并经由连接到KBS节目编排数据库网络的PSIP生成器发送。数据注入器的作用是将数据转换成依循ATSC A/90的传输流，并传送至复用系统。

　　此外，有两个不同的数据库。一个是KBS播出时间表数据库，存储所有的播出时间表信息;另一个是内容数据库，对播出的内容进行管理。该广播系统还有一个连接非节目相关数据服务系统的接口，以进行实时数据广播。系统通过异步串行接口(ASI)将编好日程的PSIP信息和数据传输流送信息和数据内容传输流与A/V传输流进行混合。我们用三星和LG公司生产的机顶盒(STB)对该系统生成的若干个内容样本进行了测试，同时也对与2002世界杯相关的足球等类型的电视节目进行了测试。对非节目相关的内容，如交通信息、天气报告、股票信息和新闻应用等的测试，是在加载于一个6MHz的实有频道上的一个独立虚拟频道和载送A/V电视的主虚拟频道上进行的。

　　三 创作工具

　　与一般的多媒体内容创作相比，数据广播的内容创作需要更大的工作量，这是因为，从规划到制作，有比较多的变数和限制。硬编码方式作为一种专业化创作工具，可使数据广播的内容创作变得简单，因为它使创作和测试两步合一。利用该工具可创建依循DASE的数据广播内容，并可以方便地转换为依循MHP的格式。

　　KBS采用的创作工具包括一个基本图形编辑器、一个通常用于所创作内容存储库管理的对象编辑器、一个实现所创作文件链接的浏览器、一个可减少重复性编辑工作的页面管理器和一种标准的DASE码生成功能，如图2。

　　对各部分的功能简介如下：

　　(1)矢量对象编辑器：是该创作工具的核心部分，负责内容的创建、修饰、编辑和存储。

　　(2)页面浏览器：便于对页面的整体布局进行管理。

　　(3)内容库浏览器：便于对所创作内容的再利用。

　　(4)小型生成器：提高创作的产出，支持菜单、内容显示区、电视显示区模板和卷帘按钮的管理。

　　(5)代码生成：将图形类对象数据转换为依循协议的代码。

　　(6)A/V节目同步编辑器和预览模拟器：用于所创作节目在传输之前的检验。

　　(7)内容数据库：具有存储、检索、输入和压缩等功能。

　　四 数据注入器

　　根据ATSC A/90标准，数据注入器借助PSIP生成器/数据管理器输出的播出时间表信息，要对存储在内容数据库中的应用程序进行编码，同时输出数据轮询或源自实时数据的可寻址部分的数据流。同时，也生成承载数据输出和加载信息的数据服务表单(DST)，并同样通过ASI接口送至复用系统。这项传送的执行必须与给定的周期同步;数据轮询和可寻址部分也要按给定的码率进行传输。

　　PSIP生成器/数据管理器与数据注入器之间的通信协议是TCP/IP。具体来说，数据注入器的作用像服务器，而PSIP生成器/数据管理器则像用户机。前者从内容数据库中取出内容文件，解压后存储于其内置的内容文件系统。同时，它还从后者获取并设定包标识符(PID)和应用数据流的码率。此外，后者也要向前者提供PSIP表单信息，由前者负责PSIP表和数据轮询的相关性。图3是数据生成器的内部结构。

　　数据生成器可根据ATSC A/90和实时数据服务可寻址部分的规定提供第一层和第二层的下载。

　　数据发送器的作用是依据每个发送周期和传输码率将MPEG-2格式的数据发送给客户机。这个发送器内含一个传输流生成器和一个周期性发送器。前者可以将DSM-CC、DST和可寻址部分都转换为MPEG-2格式，并在最后生成MPEG-2传输流。后者按照每一部分给定的周期和码率，将已登录的MPEG-2传输流通过ASI接口传送。

　　在这里，实时应用和数据注入器之间的通信协议仍是TCP/IP，而且实时应用的代理机成为这项通信的服务器，数据注入器则成为客户机。插在可寻址部分的IP数据报是依照用户数据报协议(UDP)进行传输的。PSIP生成器/数据管理器负责检查是否有需传输的实时应用程序。如果有，数据注入器就会对这项特别应用程序的实时数据进行编码，成为可寻址部分，并进行传送。

　　五 PSIP生成器/数据管理器

　　PSIP生成器/数据管理器主要由两大部分组成：一部分是数据管理器，它通过时间表信息和用户界面对整个数据广播系统进行控制;另一部分是PSIP生成器，它可以生成所有的ATSC PSIP表单，以及用于数据广播恢复和组合的数据广播表单(见图4)。

　　这个PSIP生成器/数据管理器是独立设置的，在没有数据广播的时候，可以作为独立的数字电视PSIP生成器使用。

　　六 非节目相关电视服务

　　非节目相关数据服务是指非A/V节目相关的电视服务。目前，第一个投入使用的以6MHz物理频道承载的虚拟频道可以传输A/V节目和增强型数据。而同一个物理频道上的第二个虚拟频道设计为只传输数据。根据ATSC A/90标准，虚拟频道至少可以有100个。这种虚拟频道都属于非节目相关服务。

　　图中连接了4个不同的非节目相关电视服务，如果需要，还可以很容易地增多。这4个非节目相关电视服务是天气报告、交通信息、股票信息和新闻服务。

　　由于这些服务含有许多实时数据需要更新，所以选用了Java语言编制的软件和ATSC DASE规定的API接口。而且每项应用都是用独立的Xlet开发的，以获得更高的灵活性，因而不同应用之间既可以相互独立也可以变换组合。非节目相关数据服务都具有周期性内容更新的特点，其内容更新的方式有两种：一种是轮询模式;另一种是采用MSE(多协议封装)的可寻址部分。这些应用都在主页上设置了每项应用的入口，以及分类编排的数据服务信息。

　　这类应用系统中包含应用登录客户机、数据代理机和非节目相关电视服务的服务器。应用登录客户机是内容服务器中面向所创建应用的一种登录工具，它将压缩成ZIP格式的应用与附加信息登录在一起。内容数据库包含一个Oracle数据库和下面列出的一些表单。

　　(1)AT(应用表单)：其中含有应用本身的信息。在增加新的应用时，这个表单中也要相应地增加一个新的入口。

　　(2)ET(事件表单)：每项应用都会有一个对应的事件表单，这是由内容数据库的结构所决定的。在增加新的应用时，也要在这个表单中增加相应事件的信息。

　　(3)SDT(数据流表单)：如果某项应用使用的是流式实时数据，就要在这个表单内添加相应数量的入口。要特别指出的是，这个表单含有对数据流进行UDP/IP数据包编码所必需的信息。

　　(4)MDT(模块化数据表单)：如果一项应用采用了模块化实时数据，就要在这个表单内添加相应数量的入口。要特别指出的是，这个表单含有模块名、相关的说明，以及非常重要的模块更新周期的信息。

　　每项服务的数据代理机都是独立的，它能将实时的原始数据从一个外部数据库转换成为格式化数据，以便用于该项应用程序。非节目相关服务器将根据每项应用的特点把格式化的数据从各个数据代理机那里选送到内容数据库或数据注入器。换句话说，如果实时数据是模块化的，该服务器将把它传送到内容数据库;如果是MPE类型的数据，服务器就把它送到数据注入器。

　　结语

　　该系统符合ATSC A/90和DASE-1标准，所以只提供单向服务。ATSC正在筹备双向服务和多内容混合制作、触发器、TSFS等方面的技术标准。随着这些新功能的逐步开发完成，KBS的数据广播系统也将依次采用。这套最新开发的数据广播系统按计划用于2002韩日世界杯报道。