【GY广播电视行业标准】 基于IP传输的地面数字电视广播单频网组网技术规范

中华人民共和国广播电视和网络视听行业标准GY/T341—2020
基于IP传输的地面数字电视广播单频网组网技术规范
Technical specification for single frequency network of digital terrestrial televisionbroadcastingoverIPnetwork
2020-12-31发布
国家广播电视总局
2020-12-31实施
-nrKaeerKAca-
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
3.2缩略语
4系统描述.·
5技术要求
5.1总体
5.2单频网适配器
5.3地面数字电视广播发射机
5.4基准时钟信号源
5.5IP/ASI网关
IP传输网络
测量方法
单频网适配器
地面数字电视广播发射机
基准时钟信号源
IP/ASI网关
IP传输网络，
附录A（资料性）
附录B（资料性）
参考文献
TS流速率与适配后IP信号速率关系IP网络单向传输与往返传输性能指标的转换rKaeerKAca-
GY/T341—2020
GY/T341—2020
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由全国广播电影电视标准化技术委员会（SAC/TC239）归口。本文件起草单位：国家广播电视总局广播电视规划院、青海省广播电视监测中心、北京邮电大学、江苏省广播电视总台。
本文件主要起草人：高杨、刘骏、常江、曹志、代明、周兴伟、高力、向东、姜竹青。II
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1范围
GY/T341—2020
基于IP传输的地面数字电视广播单频网组网技术规范本文件规定了基于IP传输的符合GB20600一2006的地面数字电视广播单频网组网技术规范本文件适用于基于IP传输的符合GB20600一2006的地面数字电视广播系统单频网建设，作为基于IP传输的地面数字电视广播单频网工程的方案设计、项目验收等技术依据。规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T28433一2012地面数字电视广播单频网技术要求GB/T28434一2012地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法GB/T28435一2012地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法GB/T34995—2017单频网授时接收设备技术要求和测量方法GD/J121一2020节目分配网络中IP/ASI网关技术要求和测量方法3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
单频网singlefrequencynetwork由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的地面数字电视覆盖网络，网络中的各个发射机以相同的频率、在相同的时刻发射相同的已调射频信号，以实现对特定服务区的可靠覆盖。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ASI异步串行接口（AsynchronousSerialInterface）FEC前向纠错（ForwardErrorCorrection）IP互联网协议（InternetProtocol）IPDVIP包延迟变化（InternetProtocolpacketDelayVariation）IPERIP包误差率（InternetProtocolpacketErrorRatio）IPLRIP包丢失率（InternetProtocolpacketLossRatio）IPTDIP包传输延迟（InternetProtocolpacketTransferDelay）RF射频（RadioFrequency）
RTP实时传输协议（Real-timeTransportProtocol）-rrKaeerKAca-
GY/T341—2020
SIp秒帧初始化包（SecondFrameInitializationPacket）TS传送流（TransportStream）
UDP用户数据报协议（UserDatagramProtocol）系统描述
根据单频网的技术原理，基于IP传输的地面数字电视厂广播单频网组网方式示意图如图1所示，系统主要包括单频网适配器、地面数字电视广播发射机、基准时钟信号源、ASI-IP适配器、IP-ASI适配器和IP传输网络。
单频网
适配器
基准时钟信号
ASI-IP
适配器
IP传输网络
IP-ASI
适配器1
IP-ASI
适配器2
IP-ASI
适配器N
地面数字电视
广播发射机1
基准时钟
信号源1
地面数字电视
广播发射机2
基准时钟
信号源2
地面数字电视
广播发射机NbZxz.net
基准时钟
信号源N
图1基于IP传输的地面数字电视广播单频网组网方式示意图5技术要求
5.1总体
地面数字电视广播单频网的同步、信号分配网络、时钟基准、电波极化和台站间距应符合GB/T28433—2012中的技术要求。
5.2单频网适配器
实现SIP包插入和码率适配功能，完成从输入TS流到单频网适配TS流的转换，应符合GB/T28434-2012中的技术要求。
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5.3地面数字电视广播发射机
GY/T3412020
实现信道编码、同步调制、上变频、功率放大和信号发射，应符合GB/T28435一2012中的技术要求，5.4基准时钟信号源
为单频网系统各个节点设备提供统一的10MHz基准频率和1pps的基准时间，应符合GB/T34995+2017中的技术要求。
5.5IP/ASI网关
包含ASI-IP适配器和IP-ASI适配器，实现TS流在IP网络上的传输，应符合GD/J121一2020中的技术要求。
IP传输网络
IP传输网络实现节目源到各发射台站的节目分配。IP传输网络技术要求应符合表1的规定。表1IP传输网络技术要求
性能指标
IPTD的均值
IPDV的1-10\分位数
*参考ITU-TY.1541-2011，公网和专网均适用。定义IPDV=IPTD-IPTDmin，IPTDmin为评估时间中IPTD的最小值技术要求
≤50ms
≤10ms
≤1×10
≤1X10
当随机变量x的分布函数为F(x)=P(X<入)，实数a满足0测量方法
6.1单频网适配器
应符合GB/T28434—2012中的测量方法。2地面数字电视广播发射机
应符合GB/T28435—2012中的测量方法。6.3基准时钟信号源
应符合GB/T34995—2017中的测量方法。6.4IP/ASI网关
应符合GD/J121—2020中的测量方法。6.5IP传输网络
6.5.1标准测量方法
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测量框图
IP传输网络性能指标的标准测量方法需要的仪器包括2台IP传输测试仪和2台基准时钟信号源，分别接于待测IP传输网络的入口和出口，测量框图如图2所示。基准时钟信号源
IP传输
测试仪A
6.5.1.2测量步骤
标准测量步骤如下：
IP传输网络
图2IP传输网络性能标准测量框图出口
基准时钟信号源
IP传输
测试仪B
按图2准确连接测量系统，确保各设备正常工作，IP传输网络与实际业务承载状态一致。a
待基准时钟信号源进入锁定状态，输出稳定的时间基准信号，使2台IP传输测试仪保持同步。分别启动IP传输测试仪的IPTD、IPDV、IPLR和IPER测试功能。IP包长度设置为1500字节。数据速率Rip设置为考虑TS流码率和网络协议开销后的实际传输所需速率，见附录A中公式（A.1）～公式（A.4)。IPTD和IPDV的测量时长应保证5min以上，IPLR和IPER的测量时长350
-h以上，Rp单位为兆比特每秒（Mbps）。应保证
6.5.2简化测量方法
6.5.2.1测量框图
在不便进行端到端测试时，可采用简化测量方法。需要的仪器包括1台IP传输测试仪和1个网络环回器，分别接于待测IP传输网络的入口和出口，测量框图如图3所示。IP传输
测试仪
IP传输网络
图3IP传输网络性能简化测量框图rrKaerAca
环回器
6.5.2.2测量步骤
简化测量步骤如下：
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按图3准确连接测量系统，确保各设备正常工作，IP传输网络与实际业务承载状态一致。a)
分别启动IP传输测试仪的IPTD、IPDV、IPLR和IPER测试功能。IP包长度设置为1500字节。数据速率Rip设置为考虑TS流码率和网络协议开销后的实际传输所需速率，见公式（A.1）35%h
公式（A.4）。IPTD和IPDV的测量时长应保证5min以上，IPLR和IPER的测量时长应保证Rip
以上，Rp单位为兆比特每秒（Mbps）。将b）中测得的网络往返传输性能指标IPTD、IPDV、IPLR和IPER根据附录B中公式（B.1）~公式（B.4）转换为网络单向传输性能指标。5
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附录A
（资料性）
TS流速率与适配后IP信号速率关系TS包使用UDP/IP协议进行适配后格式如图A.1所示，其中IP包头占据20字节，UDP包头占据8字节，TS包个数K≤7，包长188字节或204字节。IP包头
UDP包头
20字节
8字节
TS包1188字节或204字节
TS包2188字节或204字节
TS包K188字节或204字节
图A.1TS包使用UDP/IP协议的适配格式网络协议开销共20+8=28字节，TS包共（P×K）字节，P为188或204，故使用UDP/IP协议时的IP信号速率RIp与原始TS流速率Rrs的关系见公式（A.1）。Rp=Rrs
P×K+28
TS包使用RTP/UDP/IP协议进行适配后格式如图A.2所示，其中增加的RTP包头占据12字节。IP包头
UDP包头
20字节
8字节
RTP包头
12字节
TS包1188字节或204字节
TS包2188字节或204字节
TS包K188字节或204字节
图A.2TS包使用RTP/UDP/IP协议的适配格式(A.1)
网络协议开销共28+12=40字节，故使用RTP/UDP/IP协议且未开启FEC时的IP信号速率Rr与原始TS流速率Rrs的关系见公式（A.2）。Rp=Rrs
P×K+40
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TS包使用RTP/UDP/IP协议进行适配且开启FEC后的FEC包格式如图A.3所示，其中增加的FEC包头占据16字节。FEC包的网络协议开销共40+16=56字节，单个FEC包与RTP包大小比为IP包
UDP包头
RTP包头
FEC包头
20字节
8字节
12字节
16字节
FEC包1188字节或204字节
FEC包2188字节或204字节
FEC包K188字节或204字节
图A.3FEC包的适配格式
P×K+56
P×K+40
FEC采用块对齐方式（L列、D行）的编码结构如图A.4所示，采用一维FEC时，FEC流为FECO～FEC（L-1）采用二维FEC时，两个FEC流分别为FECO～FEC(L-1)和FEC”0～FEC（D-1）。RTP包0
RTP包L
RTP包2L
RTP包(D-1)L
RTP包1
RTP包L+1
RTP包2L+1
RTP包(D-1)L+1
RTP包L-1
RTP包2L-1
RTP包3L-1
RTP包DL-1
FEC (L-1)
图A.4FEC块对齐方式的编码结构采用一维FEC时，FEC包与RTP包个数比为L+D
FEC’0
FEC(D-1)
采用二维FEC时，FEC包个数与RTP包个数比故采用一维FEC和二维FEC时，IP信号速率Rip与原始TS流速率Rrs的关系分别见公式（A.3）和公式（A.4）。
Rp=Rrs
Rp=Rrs
P×K+40
P×K+40
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P×K+56
Px×K+40
P×K+56
P×K+40
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B.1概述
附录B
（资料性）
IP网络单向传输与往返传输性能指标的转换ITU-TY.1541-2011中8.2和附录X中给出了使用各子网段性能参数评估级联网络性能参数的方法和数学原理。在使用6.2简化测量方法时，IP数据包顺序通过正向通路和反向通路，可看作通过两个性能近似的子网段，故单向传输与往返传输性能指标可按照一定的关系式进行转换。B.2IPTD
依据ITU-TY.1541-2011中8.2.1，对于K个子网段的级联网络（Mean为算数平均值）：Mean(IPTDuNI-UN)=Mean(IPTDNsi)+Mean(IPTDns2)+...+Mean(IPTDsx)对于K个性能相同子网段的级联网络：Mean(IPTDuNT-UN)=K·Mean(IPTDns)Mean(IPTDuNI -UNr)
Mean(IPTDns)=-
对于单向通路和往返通路：
Mean(IPTDoneway)
Mean(IPTDreturn）
其中，IPTDretum为往返IPTD，IPTDomeway为单向IPTD。B.3IPLR
依据ITU-TY.1541-2011中8.2.2，对于K个子网段的级联网络：IPLRuNI-UNI=1-(1-IPLRNst)×(1-IPLRNs2)×..×(1-IPLRNsk)对于K个性能相同子网段的级联网络：IPLRUNI-UN =1-(1- IPLRNs)K
IPLRNs=1-(1-IPLRUNI-UNT)
对于单向通路和往返通路：
，0IPLRoneway=1-/1-IPLRretum
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