일반 스트림 캡슐화

Generic Stream Encapsulation
인터넷 프로토콜 제품군
응용 계층
전송층
인터넷 계층
링크 레이어

Generic Stream Encapsulation(일반 스트림 캡슐화) 또는 줄여서 GSE는 DVB가 정의한 데이터 링크 계층 프로토콜이다. GSE는 DVB-S2, DVB-T2, DVB-C2와 같은 단방향 물리적 계층 위에 IP와 같은 패킷 지향 프로토콜을 전달하는 수단을 제공한다.

GSE는 프로토콜의 유연성과 적용 가능성을 높이는 IP 데이터그램의 순수한 캐리지 이상의 추가 기능을 제공한다. GSE의 주요 기능/특성은 다음과 같다.

프로토콜 개요

Diagram of GSE encapsulation and fragmentation
GSE가 데이터그램을 전송하고 물리적 계층에서 전송되는 방법

프로토콜 사양은 ETSI TS 102 606으로 발표되었다.[2] 동봉된 실행 지침 문서는 ETSI TS 102 771로 발행되었다.[3]

IP 데이터그램, 이더넷 프레임 또는 기타 네트워크 계층 패킷은 하나 이상의 GSE 패킷에 캡슐화된다. 캡슐화 프로세스는 네트워크 프로토콜 유형, 주소 라벨 등의 제어 정보를 추가하며, 필요한 경우 전반적인 무결성 검사를 제공한다.

페이로드 프레임을 단일 GSE 패킷으로 캡슐화하거나 조각으로 잘라 여러 GSE 패킷으로 캡슐화할 수 있다. GSE 패킷은 입력 IP 트래픽을 최소 오버헤드로 일치시키기 위해 일반 가변 길이를 가진다.

GSE 패킷은 반드시 연속적이지 않거나 동일한 전송 매개변수(변조 형식, 코딩 속도)로 서로 다른 베이스 밴드 프레임으로 전송될 수 있다. 베이스 밴드 프레임 내의 GSE 패킷 위치에 대한 제약조건은 가정되지 않는다. 단, GSE 패킷은 캡슐레이터와 디캡슐레이터 사이에서 재주문되지 않을 수 있다. 일반적으로 베이스 밴드 프레임은 단일 GSE 패킷을 둘 이상 포함할 수 있다. 베이스 밴드 프레임의 길이는 고정되거나 가변적일 수 있다.

GSE는 단일 GSE 패킷의 무결성 검사를 위한 메커니즘을 제공하지 않는다. CRC-32는 재조립 작업의 정확성을 확인하기 위해 조각난 페이로드의 마지막 조각에만 추가된다. GSE는 필요한 오류 감지 및/또는 수정 확률을 보장할 수 있는 물리적 계층에 의존한다.[4]

GSE 헤더

GSE 패킷 헤더는 매우 동적이며 많은 옵션을 제공한다. 최소 헤더는 3개의 플래그 필드와 12비트 페이로드 길이 필드로 구성된 2바이트다. 아래 다이어그램은 가능한 모든 필드를 보여준다.

GSE 헤더 롤링 취소
비트 오프셋 0 1 2-3 4–7 8-15 16-23 24-31
0 시작 끝 레이블 유형 GSE 길이 조각 ID 총 길이
32 총 길이 프로토콜 유형 라벨(3바이트)
64 라벨(3바이트) 라벨(6바이트)
96 라벨(6바이트) ULE 확장 헤더(옵션)
... ... 데이터
...
데이터

조각화 및 재조립

GSE 페이로드 조각화의 기본 메커니즘은 시작 플래그와 종료 플래그를 사용하며, 여기서 시작 플래그는 페이로드 프레임의 시작을 나타내고, 종료 플래그는 그 끝을 나타낸다. 이것은 아래 도표에 나와 있다.

단편화 원리
시작 끝 GSE 패킷 컨텐츠
1 0 총 페이로드 크기/프로토콜 유형/페이로드 시작
0 0 페이로드 연속
0 1 페이로드 끝 / CRC-32

DVB-S2, DVB-T2, DVB-C2의 경우 ACM/VCM 모드는 전송 조건에 따라 베이스 밴드 프레임의 크기가 달라질 수 있다. 따라서 페이로드 프레임의 첫 번째 파편이 전송되었을 수 있지만, 캡슐레이터는 어쩔 수 없이 현재의 페이로드 프레임을 따로 떼어놓고 새로운 페이로드 프레임을 작업하기 시작한다. 전송 상태가 양호한 상태에서 대형 파편을 준비했다가 갑자기 상태가 악화돼 소형 베이스밴드 프레임만 사용할 수 있는 경우 등이 이에 해당할 수 있다.

이때 단편 ID 필드가 중요해진다. 페이로드 프레임을 단기적으로 식별하는 것이다. 캡슐레이터가 이전 페이로드 프레임의 전송을 완료하지 않은 상태에서 다음 페이로드 프레임으로 이동할 필요가 있을 때마다 사용 가능한 다음 파편 ID를 사용한다. 그렇게 하면 언제라도 256개의 페이로드 프레임을 "kipt open"할 수 있다. 디캡슐레이터는 파편 ID를 사용하여 파편을 저장할 재조립 버퍼를 선택한다.

GSE 주소

LT(Label Type) 비트는 GSE 패킷 주소가 다음 표에 따라 인코딩되는 방식을 결정한다.

주소 지정 모드
LT 비트 주소 지정 모드
00 6바이트 라벨이 존재하며 필터링을 위해 사용되어야 함을 나타낸다.
01 3바이트 라벨이 존재하며 필터링을 위해 사용되어야 함을 나타낸다.
10 라벨이 없음. 모든 수신기는 이 패킷을 처리해야 한다.
11 라벨 재사용: 라벨이 존재하지 않으며, 라벨은 동일한 기본 대역 프레임의 이전 GSE 패킷과 동일하다. LT=11은 중간 패킷과 끝 패킷(예: 시작 비트 0)에도 사용된다. LT=11은 시작 비트 1이 있는 베이스 밴드 프레임의 첫 번째 GSE 패킷에 사용해서는 안 된다.

CRC-32 트레일러

페이로드 프레임의 마지막 조각을 포함하는 각 GSE 패킷은 페이로드 프레임 위로 CRC-32 체크섬을 전송한다. 체크섬은 중간 조각의 손실을 감지하는 데 사용된다.

체크섬은 0x104C11로 대표되는 제너레이터 다항식에 따라 계산된 32비트 값이다.DB7:

페이로드 프레임의 마지막 파편이 손실되면 디캡슐레이터는 그 사실을 직접 감지할 수 없다. End 플래그가 설정되고 CRC-32가 포함된 GSE 프레임을 결코 볼 수 없다. 이러한 상황에서 디캡슐레이터는 데이터 속도 및 응용 프로그램에 따라 적절한 타임아웃을 선택해야 한다.

GSE 구현

GSE를 지원하는 제품

GSE 패킷은 변조 방식의 기본 대역 프레임에 직접 삽입되기 때문에 GSE 제품은 "GSE 라우터" 또는 "GSE 모뎀"의 형태로 제공되며, 외부로부터는 소비자들이 사용하는 DSL 라우터 또는 DSL 모뎀과 매우 유사하게 작동한다. 보다 일반적으로 이러한 장치를 "GSE 캡슐레이터"라고도 한다. 이 제품들은 다른 쪽 끝의 단방향 링크를 통해 전달될 IP 트래픽을 수집하기 위한 표준 IP 네트워크 인터페이스(대부분 이더넷 또는 유사한 LAN 인터페이스)를 가지고 있다. 기본 대역 프레임으로 포장을 최적화하기 위해 이러한 장치는 일반적으로 GSE 패킷을 페이로드로 하는 완전한 기본 대역 프레임을 생성하고, 이 프레임은 두 번째 인터페이스를 통해 DVB-S2, DVB-T2 또는 DVB-C2 모듈레이터로 전송된다.

GSE en-decapsulator 목록(완전하지 못할 가능성이 매우 높음):

GSE 기반 IP 서비스 오퍼링

예를 들어 SES의 ASTRA2Connect 또는 Eutelsat의 Tooway와 같은 IP-over-satellite 서비스 오퍼링이 있다. 그러나 수신기는 사업자에 의해 서비스의 일부로 제공되고 기술적 세부사항은 거의 공개되지 않기 때문에 사용하는 프로토콜에 대해서는 거의 알려져 있지 않다.

참조

  1. ^ W. 리처드 스티븐스, TCP/IP 일러스트레이티드, 제1권: 프로토콜, 애디슨 웨슬리, 1994, ISBN 0-201-63346-9.
  2. ^ ETSI TS 102 606: "디지털 비디오 방송(DVB); GSE(Generic Stream Encapsulation) 프로토콜"
  3. ^ ETSI TS 102 771: "디지털 비디오 방송(DVB); GSE(Generic Stream Encapsulation) 구현 지침"
  4. ^ IETF RFC3819: "인터넷 하위 네트워크 설계자를 위한 조언"

외부 링크