Transport des paquets IP par DVB satellitaire 45 

Au départ, le standard DVB-S a été conçu pour transporter les émissions de télévision et des données auxiliaires (télétexte, sous titrage, etc). Ultérieurement il est devenu possible de l’utiliser pour permettre l’envoie des paquets IP.

Tampon MPEG Récupérateur SNDU Traitement PDU Tampon PDU Créateur SNDU Emballage MPEG

A ce propos, deux types d’encapsulation peuvent être utilisés: l’encapsulation MPE (MultiProtocol Encapsulation) et l’encapsulation ULE (Unidirectional Lightweight Encapsulation).

La figure 2.6, montre le mécanisme de transport des paquets IP par DVB satellitaire avec encapsulation MPE ou ULE.

Figure 2.6. Encapsulation ULE ou MPE et transport en trames MPEG-2 des paquets IP

Dans cette figure, nous avons utilisé l’appellation plus générale PDU (Packet Data Unit) pour designer les paquets IP, car les encapsulations présentées peuvent aussi être utilisées pour d’autres protocoles au niveau réseau, et non seulement pour l’IP.

L’encapsulation ajoute à chaque PDU un en-tête et un en-queue pour former les SNDU qui permettent de faciliter le transport des paquets avec des trames MPEG-2 TS. Ensuite, chaque SNDU est transporté avec une ou plusieurs trames MPEG-2 TS de taille fixe égale à 188 octets. A noter que chaque trame MPEG-2 peut transporter au maximum deux SNDU : si après avoir fini l’encapsulation d’un SNDU il reste de l’espace dans la trame MPEG-2, l’encapsulateur peut commencer l’encapsulation d’un nouveau SNDU dans la même trame.

Des études comparatives de deux standards ULE et MPE (G. Fairhurst 2003, Collini-Nocker B. 2004, Hong T.C. 2005) ont montré que l’encapsulation ULE a aux moins trois avantages par rapport à l’encapsulation MPE: support de nouveaux protocoles, meilleure efficacité de transport et coût réduit de traitement. Pour cela, dans notre travaille, nous traitons seulement l’encapsulation ULE.

2.3.3.1. Encapsulation ULE

L’en-tête ULE est composé de: 3 champs obligatoires, un champ facultatif et un certain nombre d’extensions d’en-tête. Les champs obligatoires sont:

¾ Adresse Destination Absent – D : un bit qui indique la présence ou l’absence du

champ facultatif NPA (Network Point of Attachment). Le champ facultatif NPA est représenté sur 6 octets et a une structure et une utilisation similaire avec l’adresse de la couche liaison des données MAC (Media Access Control), utilisée par le protocole Ethernet. Si le champ NPA est absent, la valeur du champ PID (Packet Identifier) de l’en-tête MPEG-2 peut être utilisée comme adresse destination.

47 2.3. Communications IP via DVB-S

¾ Longueur – L1 : un champ sur 15 bits qui indique la longueur de la trame SNDU, plus

précisément, le nombre d’octets qui suivent le champ T1, incluant les 4 octets CRC.

¾ Type – T1 : un champ sur 16 bits qui indique: le type du PDU contenu par le SNDU, si

sa valeur est supérieure à 0x0600 (1536), ou le type d’extension d’en-tête, si sa valeur est inférieure à 0x0600.

La figure 2.7. (a) montre la structure générale d’un SNDU ULE, et la figure 2.7. (b) montre un exemple d’encapsulation ULE d’un paquet IPv4 comme données.

a)

b) Exemple d’encapsulation ULE pour un paquet IPv4

Figure 2.7: Structure d’un SNDU ULE, (a) structure générale, (b) exemple pour un paquet IPv4 comme données

2.3.3.2. Extension de l’en-tête ULE

L’encapsulation ULE a été conçue dans le but de réduire au minimum le nombre des données supplémentaires ajoutées aux PDU. Pour cela, son en-tête contient seulement 3 champs obligatoires. Mais, si on veut ajouter des services supplémentaires, telle que la sécurité, des informations additionnelles sont nécessaires. Pour cela, l’encapsulation ULE permet l’extension de l’en-tête avec des champs supplémentaires. La structure du type d’extension de l’en-tête est présentée dans la figure 2.8.

Figure 2.8: Structure du champ T1 pour l’extension de l’en-tête ULE

Les 5 premiers bits du poids fort sont mis à 0 pour signaler qu’il s’agit du type de l’extension de l’en-tête et non du type du PDU transporté. La partie H-LEN du champ T1 indique, si sa valeur est différente de 0, la longueur de l’extension de l’en-tête. Une valeur entre 1 et 5 indique une longueur entre 2 et 10 octets. Si la valeur du champ H-LEN est supérieure à 5, le champ sera utilisé avec le champ H-TYPE pour indiquer le type EtherType (DIX, 1982). Une valeur égale à 0, indique une extension d’en-tête mandataire. Chaque extension d’en-tête mandataire a une longueur prédéfinie qui est connue a priori par le récepteur.

La partie H-Type indique le type d’extension de l’en-tête. Il peut être un des 256 extensions mandataires ou un des 256 extensions optionnelles. Les valeurs que ce champ peut prendre sont

SNDU En-queue Données En-tête D=1 L1 T1 = 0x08000 Paquet IPv4 CRC SNDU En-queue Données En-tête D L1 T1 NPA@ PDU CRC 0 0 0 0 0 H-LEN H-Type 5 bits 3 bits 8 bits

décrites par un registre IANA (Internet Assigned Number Authority). Ce registre associe à chaque extension mandataire une longueur prédéfinie.

Le format général de l’en-tête ULE avec une extension, est présenté dans la figure 2.9:

Figure 2.9: SNDU avec une extension de l’en-tête ULE

¾ T1 : a une valeur inférieure à 0x0600 spécifiant le type d’extension de l’en-tête.

¾ H1 : est composé d’un ensemble des champs qui définissent l’extension de l’en-tête,

selon le type d’extension utilisé.

¾ T2 : a une utilisation similaire que T1, c'est-à-dire, si sa valeur est inférieure à 0x0600

alors, le champ T2 est suivi par une autre extension d’en-tête et il défini le type de cette extension. Sinon, il est suivi par un PDU et il défini le type du PDU.

Cette manière de structurer l’extension de l’en-tête, permet le chaînage d’un nombre illimité d’extensions de l’en-tête. En effet, si la valeur du champ Tn de l’extension de l’en-tête (n-1) est plus petite que 0x0600, ceci implique une nouvelle extension appliquée à l’en-tête, l’extension de l’en-tête

n. La figure 2.10, montre un exemple de SNDU avec 2 extensions successives de l’en-tête:

Figure 2.10: SNDU avec deux extensions successives de l’en-tête