基于MPEG_2 TS流的有线传输方式的研究与实现
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摘要
本课题主要研究的是如何通过现有的有线通信网来传输MPEG_2 TS流。本文首先介绍了MPEG_2 标准及其MPEG_2 传输流语法结构，接着阐述了数字通信中的同步和复接理论，同步包括载波同步、位同步、群同步和网同步，复接包括按位复接、按字复接、按帧复接。介绍了两种传输MPEG_2 TS流的传输方式——利用反向复用技术通过电信的E1口传输和光纤传输。对于反向复用，先介绍了反向复用的基本原理及其复用的几种类型，编写了用FPGA实现将一路传输率为4.096Mbps的MPEG_2 TS流分接为两路传输率为2.048Mbps的数据流的分装程序，和将两路传输率为2.048Mbps的数据流组装为一路传输率为4.096Mbps的数据流的组装程序，并进行计算机仿真。对于光纤传输，文中介绍了通过光纤传输的两种方式：串行传输和并行传输，并对光纤传输硬件调试中遇到的问题进行分析。
我所做的工作主要有：
1：查阅资料，了解反向复用和光纤传输的基本知识。
2：设计了利用反向复用技术通过电信的E1口传输MPEG_2 TS流的方案，并用FPGA编写了反向复用的程序和进行计算机仿真。
3：设计了通过光纤传输的串行传输方式和并行传输方式的电路并完成了硬件调试。
4：完成了将串行传输系统和并行传输系统同MPEG_2复用/解复用器所组成的系统的联合调试。
This paper mainly focuses on the research on how to transmit the MPEG-2 TS by cable communication network. It first introduces the MPEG-2 standard and the grammar structure of the TS. Then it describes the principle of synchronization and multiplexing in digital communication . The synchronization comprises the carrier synchronization, bit synchronization, group synchronization and network synchronization while the multiplexing includes bit multiplexing, word multiplexing and frame multiplexing. Then, two approaches of how to transmit MPEG_2 TS are introduced-transmission using the inverse multiplexing technology through the interface of E1 telecommunication and fiber transmission. As for the inverse multiplexing, its principle and some multiplexing types are introduced. Then, a disassembly program is designed using the FPGA. It divides one MPEG_2 TS whose data rate is 4.096Mbps into two E1 data streams whose data rate are 2.048Mbps. A re-assembly program is also designed which assembles two data streams at 2.048Mbps into one data stream at 4.096Mbps. Both of the programs are simulated on computer. As for the fiber transmission, this paper introduces two ways of fibre transmission which are serial transmission and parallel transmission. The problems met in the hardware debug of fibre transmission are also analyzed.
Such work are done by the author:
1. consulting the reference books , getting the basic knowledge of inverse multiplexing and fiber transmission .
2. accomplishing the design which transmits MPEG_2 TS through the E1 telecommunication interface with the inverse multiplexing technology; completing the inverse multiplexing program using FPGA and simulating it.
3. completing the circuit design based on the serial fiber transmission and the parallel fiber transmission and theirs hardware debug.
4．completing the joint-debug on the system which is made up of the serial transmission system or the parallel transmission system with the MPEG-2 multiplexing/de-multiplexing equipments.
我所做的工作主要有：
1：查阅资料，了解反向复用和光纤传输的基本知识。
2：设计了利用反向复用技术通过电信的E1口传输MPEG_2 TS流的方案，并用FPGA编写了反向复用的程序和进行计算机仿真。
3：设计了通过光纤传输的串行传输方式和并行传输方式的电路并完成了硬件调试。
4：完成了将串行传输系统和并行传输系统同MPEG_2复用/解复用器所组成的系统的联合调试。
This paper mainly focuses on the research on how to transmit the MPEG-2 TS by cable communication network. It first introduces the MPEG-2 standard and the grammar structure of the TS. Then it describes the principle of synchronization and multiplexing in digital communication . The synchronization comprises the carrier synchronization, bit synchronization, group synchronization and network synchronization while the multiplexing includes bit multiplexing, word multiplexing and frame multiplexing. Then, two approaches of how to transmit MPEG_2 TS are introduced-transmission using the inverse multiplexing technology through the interface of E1 telecommunication and fiber transmission. As for the inverse multiplexing, its principle and some multiplexing types are introduced. Then, a disassembly program is designed using the FPGA. It divides one MPEG_2 TS whose data rate is 4.096Mbps into two E1 data streams whose data rate are 2.048Mbps. A re-assembly program is also designed which assembles two data streams at 2.048Mbps into one data stream at 4.096Mbps. Both of the programs are simulated on computer. As for the fiber transmission, this paper introduces two ways of fibre transmission which are serial transmission and parallel transmission. The problems met in the hardware debug of fibre transmission are also analyzed.
Such work are done by the author:
1. consulting the reference books , getting the basic knowledge of inverse multiplexing and fiber transmission .
2. accomplishing the design which transmits MPEG_2 TS through the E1 telecommunication interface with the inverse multiplexing technology; completing the inverse multiplexing program using FPGA and simulating it.
3. completing the circuit design based on the serial fiber transmission and the parallel fiber transmission and theirs hardware debug.
4．completing the joint-debug on the system which is made up of the serial transmission system or the parallel transmission system with the MPEG-2 multiplexing/de-multiplexing equipments.
引文
1． Richard C. Walker ,Chery L. Stout,Jieh-Tsorng Wu, Benny Lai, Chu-Sun Yen, Tom Hornak and Patrick T.Petruno . A Two-Chip 1.5-GBd Serial Link Iterface . IEEE . December . 1992
2． Si J.Kim,Jong-Seog Koh . An Implementation of MPEG_2 Transport Stream Multiplexer . IEEE . 1999
3． Sung-Hoon,Seong-Dae Kim . Joint Video Coding of MPEG_2 Video Programs for Digital Broadcasting Services . IEEE . 1998
4． Seamus O'Leary . Field Trials of an MPEG2 Distributed Single Frequency Network . IEEE . 1998
5． Jerry Whitaker著 . DTV：The Revolution in Electronic Imaging . 电子工业出版社 . 2000
6． 吴资玉，甘育裕，彭刚编著 . 数字通信原理 . 中国物质出版社 . 1999
7． 刘颖,王春悦 ,赵蓉编著 . 数字通信原理与技术 . 北京邮电大学出版社 .1998
8． 谭扬林，程京等编著 . 数字通信原理 . 电子工业出版社 . 2001
9． 肖定中,肖萍萍编著 . 数字通信终端及复接设备 . 北京邮电学院出版社 . 1991
10. 陈国通主编 . 数字通信 . 哈尔滨工业大学出版社 . 2002
11. 申普兵，何集体，李荣，何渊编著 . 数字通信 . 国防科技大学出版社 . 2001
12. 樊昌信等编 . 通信原理 . 国防工业出版社 . 1984
13. 张树京主编 . 通信系统原理 . 中国铁道出版社 . 1981
14. 刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽编著 . 光纤通信 . 西安电子科技大学出版社 . 2001
15. 顾畹仪，李国瑞编著 . 光纤通信系统 . 北京邮电大学出版社 . 1999
16. 赵梓森等编著 . 光纤通信工程 . 人民邮电出版社 . 2001
17. 黎洪松编著 . 数字视频技术及其应用 . 清华大学出版社 . 1998
18. 钟玉琢，乔秉新，祁卫译 . 运动图象及其伴音通用编码国际标准—MPEG-2 . 清华大学出版社
19. 杜百川编 . 数字电视 . 中国电子学会广播电视技术分会 . 1998
20.邵军力，杨心强，钱水春编著 . 数据通信技术基础 . 电子科技大学出版社 . 1991
21. 李广军,孟宪元 . 可编程ASIC设计及应用 . 电子科技大学出版社 . 2000
22. 清源计算机工作室 . Protel99仿真与PLD设计.机械工业出版社 . 2000
23.李广军，王厚军编著 . 实用接口技术 . 电子科技大学出版社 . 1998
24.王春锋，刘增基，闻懋生 ．多信道传输技术与ATM反向复用协议 ．无线电工程 ．Nol.29 No.3 ．1999 .
25.赵洪军，张海涛 ．ATM网络中的反向复用技术 ．现代电信科技 ．June,1999
26.常晓东，张晓红 ．经济的ATM接入手段---IMA反向复用 ．现代电信科技 ．November . 1998 .
27. 徐景，薛祥川.双E1接口的MPEG_2码流传输卡的设计与实现 . 电子产品世界 . 2002 .11
28. 潘运科，李建华，侯自强 . MPEG_2传送流复用的软件实现方案 . 电视技术 . 1999 .3
29. 陈维强，高文 . MPEG_2多路编码流系统复用器 . 哈尔滨工业大学学报 . 2000 .4
30. 魏险峰 . MPEG_2传输流复用去复用机制分析 . 数字视频 . 2001
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