MPEG2-TS

MPEG2-TS 傳輸流（MPEG-2 Transport Stream；又稱MPEG-TS、MTS、TS）是一種傳輸和存儲包含視頻、音頻與通信協議各種數據的標準格式，用於數字電視廣播系統，如DVB、ATSC、ISDB、IPTV等等。

MPEG2-TS定義於MPEG-2第一部分：系統（即ISO/IEC標準13818-1或ITU-TRec. H.222.0）。

MPEG2-TS面向的傳輸介質是地面和衞星等可靠性較低的傳輸介質，這一點與面向較可靠介質如DVD等的MPEG PS不同。

1個TS承載多個子TS，通常子TS是分組化基本流（PES, Packetized elementary stream）；分組化基本流上承載基本流（ES，Elementary Stream），或者非MPEG的編碼流，例如AC-3、DTS音頻流，MJPEG、JPEG 2000視頻流、字幕所需要的文本和圖像、用於定義基本流的表、乃至電視台定義的電子節目表（EPG）等。

一些相互獨立的流可以被複用在一個TS裏，例如幾個不同的電視頻道或者同一個電影的多個拍攝角度。

TS分組（TS Packet）大小最大為188字節，它是多路複用的基本單位。多個不同的ES的內容會分別被封裝到TSP中通過同一個TS傳輸。由於分組（分組）尺寸較小，複用對各個ES造成的時延也較低，對傳輸誤碼的耐受性也強於那些將一幀畫面封裝到一整個包裏的容器格式，如MPEG PS和AVI、MOV/MP4、MKV等。這對於視頻會議等對實時性要求高的場景特別有意義：單個分組損壞不會造成很大的語音延遲。

TS通常以固定碼率傳輸。固定碼率傳輸時，如果上層待傳輸內容不足，會發送空分組以佔位。藍光光盤中使用的MPEG-2 TS也使用了固定碼率。

TS分組（TS packet）是TS的基本傳輸單位。在TS範圍以外並不存在描述一個TS的屬性的全局性的描述體。TS自身的全部信息僅由其自身描述，TS僅由一系列的TS分組構成。

每個TS分組以固定的同步字節起始，這個同步字節的值為0x47，它也是TS分組頭的一部分。TS分組的必選頭長度為4字節，其後為可選部分，為載荷或適配域。TS分組的頭部固定以大端序讀寫。TS分組長度為188字節。

如同所有的傳輸協議一樣，雖然TS分組本身長度為188字節，其底層傳輸機制可以為每個TS分組附加一些信息以便傳輸，例如前向糾錯用的校驗部分。DVB和ISDB數字電視制式的前向糾錯信息有16個字節，而ATSC制式有20個字節。

TS分組包括頭部和載荷兩部分。頭部包括固定長度部分和可選部分，可選部分中包括適配域。適配域有可選的擴展部分。

每一種PSI表和每個ES都對應一個PID值，它是將TS解複用為ES和PSI表的依據。常見的實現中，多個PES在TS中以時分複用方式存在，故而各ES的PID會輪流出現。

節目（Program）這個概念存在於TS中。每個節目在TS中對應一個節目映射表（PMT），不同的節目的PMT具有不同的PID。PMT中會指定與這個節目相關的所有ES的PID。

數字電視的一個TS中可能包含3個或更多的節目。假設每個節目包含1個視頻ES，1到2個音頻ES，以及一些對應的PSI、數據服務等，播放電視節目的設備並不需要解析所有節目的視頻、音頻流，只需要根據PID，選擇相應的ES，解析並播放即可，與節目無關的PID對應的TS分組可以全部丟棄。

包含多個節目的TS稱為多節目TS（MPTS），只包含1個節目的TS成為單節目TS（SPTS）。

主條目：節目專用信息

節目專用信息（PSI，Program Specific Information），描述特定節目相關的屬性。MPEG-2標準規定了4種PSI：節目關聯表（PAT，Program Association Table）、節目映射表（PMT，Program Map Table）、條件訪問表（CAT，Conditional Access Table）以及網絡信息表（NIT，Network Information Table）。其中MPEG-2標準規定了PAT和PMT的具體結構。

在基於MPEG-2 TS的一些系統，如地面數字電視DVB、ATSC、ISDB-T等擴展了MPEG2-TS，引入了服務信息（SI，Service Information）這一概念。SI是PSI的補充，在協議層次上與PSI相同。

節目時鐘參考（PCR，Program Clock Reference）使得解碼後的內容可以正確地同步播放。最多每100ms，接收方會從TS分組的適配域中得到特定節目的PCR值，PCR的PID由該節目的PMT中的PCR_PID域指定。解碼系統應當基於PCR生成高精度的系統校時時鐘（System Timing Clock，STC），用於同步聲音ES和視頻ES的內容。STC是MPEG-2系統裏校時的基準。例如，表示時間戳（Presentation timestamp，PTS）的值即是以PCR值為基準的偏移量。

PCR包括一個33比特的低精度部分（90kHz）和一個9比特的高精度部分（27MHz，取值為0-299）。PCR容許的最大抖動為+/-500ns。

空分組（null packet）存在於某些使用MPEG2-TS的系統中，例如地面數字電視系統ATSC和DVB，用於保證固定碼率。在從ES複用到TS的過程中，如果ES的數據量不足用盡TS的比特率，則複用器模塊會插入空分組。空分組使用保留的PID值0x1FFF。空分組的載荷沒有意義，接收者應當丟棄。

MPEG-2 TS原本的設計用途是數字電視廣播，不過後來用在數字攝像機、錄像機、播放機上。用於非廣播類用途時，其TS分組格式有所不同：在分組上增加了4個字節長的時間碼（Time Code），使分組長度變為192字節。時間碼使得播放系統可以在允許隨機讀取的存儲介質中快速找到特定時間點的視頻內容。藉助時間碼也可以用來同步多個攝像機拍攝的內容。

JVC在基於硬盤存儲的數字攝像機產品中將這種流稱為TOD。

以前述格式構成的流被藍光光盤聯盟稱為“BDAV MPEG-2 transport stream”（字面意思為BDAV版本的MPEG2-TS），其文件擴展名為.m2ts，俗稱M2TS流。藍光的影碟以BDAV（Blu-ray Disc Movie）格式的BDMV容器存儲音頻、視頻以及其他內容，用於BD-R和BD-RE等格式的錄製中。由於藍光的M2TS和標準的MPEG TS格式基本相同，其設備能夠以非常小的延遲轉錄數字電視內容。由於MPEG-2 TS原本就是面向實時播放的格式，使得藍光的內容可以簡單地從流中截取任意一段，降低了視頻剪輯的處理成本。此外，這種流格式也使得存儲介質的物理損壞對內容的影響降到最小。 ^[1]