Generic Stream Encapsulation , или сокращенно GSE, — это протокол канального уровня, определенный DVB . GSE предоставляет средства для передачи пакетно-ориентированных протоколов, таких как IP, поверх однонаправленных физических уровней , таких как DVB-S2 , DVB-T2 и DVB-C2 .
GSE предоставляет дополнительные функции, выходящие за рамки чистой передачи IP-датаграмм, которые повышают гибкость и применимость протокола. Некоторые ключевые функции/характеристики GSE:
Спецификация протокола была опубликована как ETSI TS 102 606. [1] Сопутствующий документ с рекомендациями по внедрению был опубликован как ETSI TS 102 771. [2]
IP-датаграммы, кадры Ethernet или другие пакеты сетевого уровня инкапсулируются в один или несколько пакетов GSE. Процесс инкапсуляции добавляет контрольную информацию, такую как тип сетевого протокола и метка адреса, и обеспечивает общую проверку целостности при необходимости.
Кадр полезной нагрузки может быть инкапсулирован в один пакет GSE или разделен на фрагменты и инкапсулирован в несколько пакетов GSE. Пакеты GSE имеют, как правило, переменную длину, чтобы соответствовать входному трафику IP с минимальными накладными расходами.
Пакеты GSE могут быть отправлены в разных кадрах Base Band, не обязательно последовательных или с одинаковыми параметрами передачи (формат модуляции, скорость кодирования). Ограничений на положение пакета GSE в кадре Base Band не предполагается. Однако пакеты GSE не могут быть переупорядочены между инкапсулятором и деинкапсулятором. В общем случае кадр Base Band может содержать более одного пакета GSE. Кадры Base Band могут иметь фиксированную или переменную длину.
GSE не предоставляет механизм для проверки целостности отдельного пакета GSE. CRC-32 добавляется только к последнему фрагменту фрагментированной полезной нагрузки для проверки правильности операции повторной сборки. GSE полагается на физический уровень, способный обеспечить требуемую вероятность обнаружения и/или исправления ошибок. [3]
Заголовок пакета GSE очень динамичен и предоставляет множество опций. Минимальный заголовок составляет два байта, включая три поля флагов и 12-битное поле длины полезной нагрузки. На схеме ниже показаны все возможные поля.
Базовый механизм фрагментации полезной нагрузки GSE использует флаги начала и конца, где флаг начала указывает на начало кадра полезной нагрузки, а флаг конца указывает на его конец. Это показано на схеме ниже.
В DVB-S2 , DVB-T2 и DVB-C2 режимы ACM/VCM могут привести к тому, что кадры Base Band будут различаться по размеру в зависимости от условий передачи. Следовательно, могут быть ситуации, когда первые фрагменты кадра полезной нагрузки были отправлены, но инкапсулятор вынужден отложить текущий кадр полезной нагрузки и начать работу над новым. Это может произойти, например, когда большие фрагменты были подготовлены, когда условия передачи были хорошими, но внезапно условия ухудшились, и доступны только небольшие кадры Base Band.
Вот когда поле Fragment ID становится важным. Это краткосрочная идентификация кадра полезной нагрузки. Всякий раз, когда инкапсулятору нужно перейти к следующему кадру полезной нагрузки, не закончив передачу предыдущего, он использует следующий доступный Fragment ID. Таким образом, до 256 кадров полезной нагрузки могут быть «оставлены открытыми» в любой момент времени. Декапсулятор использует Fragment ID для выбора буфера повторной сборки, в котором будет храниться фрагмент.
Биты «Тип метки» (LT) определяют, как кодируется адрес пакета GSE в соответствии со следующей таблицей:
Каждый пакет GSE, содержащий последний фрагмент для кадра полезной нагрузки, несет контрольную сумму CRC-32 по кадру полезной нагрузки. Контрольная сумма используется для обнаружения потери промежуточных фрагментов.
Контрольная сумма представляет собой 32-битное значение, вычисляемое в соответствии с полиномом генератора, представленным как 0x104C11DB7:
Если последний фрагмент кадра полезной нагрузки потерян, декапсулятор не может напрямую обнаружить этот факт. Он никогда не видит кадр GSE с установленным флагом End и содержащий CRC-32. Для этой ситуации декапсулятор должен выбрать подходящий тайм-аут на основе скорости передачи данных и приложения.
Поскольку пакеты GSE напрямую вставляются в кадры основной полосы модуляционной схемы, продукты GSE выпускаются в форме «маршрутизаторов GSE» или «модемов GSE», которые — снаружи — действуют очень похоже на маршрутизатор DSL или модем DSL, используемые потребителями. В более общем смысле эти устройства также называются «инкапсуляторами GSE». Эти продукты имеют стандартный сетевой интерфейс IP (чаще всего Ethernet или аналогичный интерфейс LAN ) для сбора трафика IP, который должен быть передан по однонаправленному каналу на другом конце. Для оптимизации упаковки в кадры основной полосы эти устройства обычно генерируют полные кадры основной полосы с пакетами GSE в качестве полезной нагрузки, которые затем передаются на модулятор DVB-S2 , DVB-T2 или DVB-C2 через второй интерфейс.
Вот (скорее всего, неполный) список инкапсуляторов и декапсуляторов GSE:
Существует множество предложений услуг IP-over-satellite, включая, например, ASTRA2Connect от SES или Tooway от Eutelsat . Однако мало что известно об используемых протоколах, поскольку приемники предоставляются операторами как часть услуги, и очень мало технических подробностей раскрывается.
