2.2.        Lo standard MPEG-2

 

 

Lo standard MPEG-2, realizzato dal gruppo di lavoro dell’ISO/IEC Motion Picture Experts Group (MPEG), che sviluppa standard per la codifica ed il trasporto di audio e video digitali, è lo standard MPEG per la codifica e la compressione di video e audio digitali utilizzato nelle trasmissioni via satellite delle TV digitali e per la codifica dei DVD. E' stato definito nel 1994 con la denominazione di standard ISO/IEC 13818.

 

Nell’MPEG-2 i principi di codifica audio e video sono sostanzialmente gli stessi adottati da MPEG-1, con qualche differenza relativa alle risoluzioni e ai rate massimi supportati, infatti MPEG-2 lavora tipicamente a risoluzioni intorno a 720x576 pixel, con bit rate compresi tra 4 e 8 Mbps.

Questo sistema digitale di compressione dell'informazione è basato sull'eliminazione degli elementi di ridondanza e su alcuni potenti algoritmi in grado di ridurre sensibilmente la dimensione del dato finale.

 

Lo standard MPEG-2 definisce due tipi di multiplexing per le informazioni: 

 

Il Program Stream (PS) è simile al MPEG-1 Stream, però utilizza una nuova sintassi in modo da fornire nuove funzionalità mantenendo comunque la compatibilità con il precedente. Contiene l’equivalente di un solo programma TV e può multiplexare uno o più Elementary Streams con una base di tempo comune. È stato pensato per applicazioni basate su software e con basso livello d'errore, come le applicazioni multimediali su CD-ROM. Ciò permette di utilizzare pacchetti lunghi e di lunghezza variabile nel processo di multiplexaggio, i PS packs. La lunghezza dei pacchetti va normalmente da 1 a 2 Kbytes per poter essere contenuta nei settori dei dischi (tipicamente 2Kbytes). I pacchetti possono avere una lunghezza massima di 64 Kbytes.

Il Transport Stream (TS) differisce significativamente dal PS. Il TS può contenere uno o più programmi TV e ognuno con la propria base di tempo independente. L’MPEG-2 transport stream (MPEG-2 TS) nasce dall’esigenza di creare uno strato di trasporto dati per un ambiente tollerante agli errori. La protezione dagli errori viene offerta attraverso l'utilizzo di pacchetti di piccole dimensioni.

 

Il flusso di trasporto è composto da pacchetti multiplati a divisione di tempo appartenenti a differenti flussi informativi. Ogni pacchetto è di 188 bytes: i primi 4 bytes servono per l’intestazione (header) e i restanti 184 bytes vengono lasciati al carico utile dei dati (payload) (figura 2).

 

 

Figura 2:  MPEG-2 TS 188 bytes

 

 

L’header contiene 4 bytes di sincronizzazione ed identificazione (PID) del pacchetto. Il PID (Packet Identifier)  è un valore memorizzato su 13 bit che serve per l’identificazione del tipo di flusso di informazioni.

 

Esempio:

 

PID

Trasmissione

234

Video 1

324

Audio 3

512

Dati 1

 

 

Il campo payload (184 bytes) contiene i dati che devono essere trasmessi, per esempio dati audio e video in formato di piccoli pacchetti elementari (Packet  Elementary Stream – PES). Ogni PES (figura 2) è di lunghezza variabile e contiene un’intestazione e un corpo dati chiamato PES Data.

L’intestazione dei PES include un prefisso di inizio codice, un identificatore di flusso, un campo lunghezza opzionale, un PES-Header opzionale e una quantità di bytes di riempimento. I rimanenti bytes sono per i dati.

 

Il Transport Stream è il tipo di multiplexing adottato nelle trasmissioni satellitari.

Nonostante fosse indirizzato originariamente per la diffusione del video e dell’audio codificati in MPEG-2 per la televisione digitale, l’MPEG-2 TS si rende particolarmente idoneo per il trasporto di datagrammi IP, utilizzati per la trasmissione di dati.