1、有線電視數(shù)字機(jī)頂盒與視頻點(diǎn)播
2、基于DVB-SI的數(shù)字有線電視機(jī)頂盒節(jié)目指南的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3、關(guān)于數(shù)字電視機(jī)頂盒的八個(gè)問(wèn)題
4、構(gòu)建數(shù)字有線機(jī)頂盒軟件應(yīng)用通用平臺(tái)
5、DVB標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻廣播技術(shù)
1、有線電視數(shù)字機(jī)頂盒與視頻點(diǎn)播
本文分為兩部分：第一部分簡(jiǎn)要介紹了數(shù)字機(jī)頂盒的原理級(jí)基本功能；第二部分介紹了數(shù)字機(jī)頂盒的關(guān)鍵技術(shù)和VOD點(diǎn)播系統(tǒng)。
一 有線電視數(shù)字機(jī)頂盒的基本原理
從廣義上說(shuō)，凡是與電視機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備都可稱為機(jī)頂盒(STB)。從狹義上說(shuō)，我們可以將模擬設(shè)備排除在外，按主要功能將機(jī)頂盒分為上網(wǎng)機(jī)頂盒、數(shù)字衛(wèi)星綜合接收解碼器、數(shù)字地面機(jī)頂盒以及有線電視數(shù)字機(jī)頂盒。
上網(wǎng)機(jī)頂盒是利用電話網(wǎng)絡(luò)做為傳輸平臺(tái)，利用電視機(jī)做為顯示平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)Internet接入功能的設(shè)備。因此，可以將其看成是一種非PC類的互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備。數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂盒、數(shù)字地面機(jī)頂盒與數(shù)字有線電視機(jī)頂盒的基本原理相同，只是信號(hào)傳輸平臺(tái)不同。有線電視數(shù)字機(jī)頂盒用于全電纜網(wǎng)絡(luò)或光纖/同軸混合網(wǎng)。
圖1
有線電視數(shù)字機(jī)頂盒的基本功能是接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，如圖1所示，調(diào)諧模塊接收射頻信號(hào)并下變頻為中頻信號(hào)，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再送入QAM解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)，輸出MPEG傳輸流串行或并行數(shù)據(jù)。解復(fù)用模塊接收MPEG傳輸流，從中抽出一個(gè)節(jié)目的PES數(shù)據(jù)，包括視頻PES和音頻PES。視頻PES送入視頻解碼模塊，取出MPEG視頻數(shù)據(jù)，并對(duì)MEPG視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，然后輸出到PAL/NTSC編碼器，編碼成模擬電視信號(hào)，再經(jīng)視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼模塊，取出MPEG音頻數(shù)據(jù)，并對(duì)MPEG音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，輸出PCM音頻數(shù)據(jù)到PCM解碼器，PCM解碼器輸出立體聲模擬音頻信號(hào)，經(jīng)音頻輸出電路輸出。
有線電視數(shù)字機(jī)頂盒可以支持幾乎所有的廣播和交互式多媒體應(yīng)用: 數(shù)字電視廣播接收、EPG、NVOD、PPV、軟件在線升級(jí)、數(shù)據(jù)廣播、Internet接入、電子郵件、IP電話、VOD等。
1. 電子節(jié)目指南
電子節(jié)目指南(EPG)給用戶提供一個(gè)容易使用、界面友好、可以快速訪問(wèn)想看節(jié)目的一種方式，用戶還可以通過(guò)該功能看到一個(gè)或多個(gè)頻道甚至所有頻道上近期將播放的節(jié)目。同時(shí)，EPG可提供分類功能，幫助用戶瀏覽和選擇各種類型的節(jié)目。
2. 數(shù)據(jù)廣播
DVB定義了四種數(shù)據(jù)廣播方式: 數(shù)據(jù)管道(Data Pipe)，數(shù)據(jù)流(Data Stream)，多協(xié)議封裝(Multiple Protocol Encapsulation)和數(shù)據(jù)/對(duì)象輪流傳送(Data/Object Carousel)。數(shù)據(jù)管道支持異步端到端數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)流方式可在數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)面向流的、端到端數(shù)據(jù)傳輸；多協(xié)議封裝對(duì)需要在數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中傳送符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了技術(shù)支持; 數(shù)據(jù)/對(duì)象輪流傳送可以支持需要周期性地傳送數(shù)據(jù)模塊的各種應(yīng)用。通過(guò)這些標(biāo)準(zhǔn)，我們可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用如股票信息廣播、票務(wù)信息廣播等等。
3. 軟件在線升級(jí)
軟件在線升級(jí)可看成是數(shù)據(jù)廣播的應(yīng)用之一。數(shù)據(jù)廣播服務(wù)器按DVB數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)將升級(jí)軟件廣播下來(lái)，機(jī)頂盒能識(shí)別該軟件的版本號(hào)，在版本不同時(shí)接收該軟件，并對(duì)保存在存儲(chǔ)器中的軟件進(jìn)行更新。
4. Internet接入和電子郵件
有線電視數(shù)字機(jī)頂盒可以通過(guò)內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器方便地實(shí)現(xiàn)Internet接入功能，用戶可以通過(guò)機(jī)頂盒內(nèi)置的瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件，同時(shí)機(jī)頂盒也可以提供各種接口與PC相連，用PC與Internet連接。
二 有線電視數(shù)字機(jī)頂盒的關(guān)鍵技術(shù)
有線電視數(shù)字機(jī)頂盒的技術(shù)含量非常高，它集中反映了多媒體、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展水平，我們?cè)诖藘H對(duì)能體現(xiàn)我國(guó)企業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)水平的兩種技術(shù)進(jìn)行論述。
1. 中間件
中間件是一種將應(yīng)用程序與底層的操作系統(tǒng)、硬件細(xì)節(jié)隔離開(kāi)來(lái)的軟件環(huán)境，它通常由各種虛擬機(jī)來(lái)構(gòu)成，如HTML虛擬機(jī)、JavaScript虛擬機(jī)、Java虛擬機(jī)、MHEG-5虛擬機(jī)等等。中間件在機(jī)頂盒中的位置如圖2所示。
圖2
目前成熟的商用中間件產(chǎn)品有Open TV的EN2、Liberate的TV Navigator for DTV、Enreach的EnreachTV for DTV、Canel+的Mediahighway和Intellibyte的IB EPG、IB SI Manager、IB Browser等。這些產(chǎn)品在市場(chǎng)上都占有一席之地，但彼此并不兼容。許多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這個(gè)事實(shí)，并且開(kāi)始著手建立公開(kāi)的中間件標(biāo)準(zhǔn)。DVB提出了基于Java虛擬機(jī)的中間件標(biāo)準(zhǔn)DVB-MHP(多媒體家庭平臺(tái)); ATSC成立T3/S17技術(shù)專家小組委員會(huì)來(lái)為機(jī)頂盒定義軟件環(huán)境，該軟件環(huán)境稱為DTV應(yīng)用軟件環(huán)境(DASE)。ATVEF(先進(jìn)電視發(fā)展論壇)也創(chuàng)建了一種稱為Advanced Television Enhancement Forum Specification for Interactive Television 的規(guī)范。但完全符合某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品還沒(méi)有面市。隨著硬件平臺(tái)的不斷完善，機(jī)頂盒的競(jìng)爭(zhēng)力將完全體現(xiàn)其中的軟件上。我國(guó)的企業(yè)在中間件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)上是有很大潛力的。
2. 電纜調(diào)制解調(diào)器
到目前為止，各種研究機(jī)構(gòu)對(duì)電纜調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行了廣泛的研究，這些研究成果最終形成了兩個(gè)國(guó)際性組織定義的標(biāo)準(zhǔn): CableLabs定義的DOCSIS和EuroDOCSIS，以及Euro-CableLabs定義的EuroMODEM。
DOCSIS是最早商業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)，目前在北美，符合該標(biāo)準(zhǔn)的電纜調(diào)制解調(diào)器已售出了幾百萬(wàn)臺(tái)。由于DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)北美市場(chǎng)定義的，其下行帶寬為6MHz，上行為5～42MHz，對(duì)采用NTSC模擬電視廣播制式的國(guó)家是適用的。為了占領(lǐng)采用PAL制式國(guó)家的市場(chǎng)，CableLabs又定義了EuroDOCSIS標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)采用DVB-C作為下行物理層標(biāo)準(zhǔn)(在EuroDOCSIS標(biāo)準(zhǔn)中下行的碼元速率為6.9652MS/s)，上行頻率范圍為5~65MHz。其余與DOCSIS完全一樣。
EuroMODEM標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在去年底才出現(xiàn)。該標(biāo)準(zhǔn)基本上采用了DAVIC標(biāo)準(zhǔn)中定義的相關(guān)協(xié)議，在物理層與MAC層均與EuroDOCSIS有很大不同。相比之下，EuroDOCSIS標(biāo)準(zhǔn)的目的簡(jiǎn)單明確，就是在有線網(wǎng)絡(luò)上透明地傳輸IP數(shù)據(jù)包，該協(xié)議對(duì)IP的支持最好，隨著DOCSIS1.1中對(duì)QoS的完善，該標(biāo)準(zhǔn)可支持IP電話和可視電話。而Euro MODEM的上下行帶寬都較小，而且在傳輸IP數(shù)據(jù)時(shí)的效率也相對(duì)較低，更重要的是其商業(yè)化進(jìn)程比較緩慢，因此我們認(rèn)為EuroDOCSIS對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)是一種比較好的選擇。事實(shí)上，各個(gè)公司已經(jīng)推出了兼容DOCSIS和Euro DOCSIS的電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)，也推出了符合DOCSIS和EuroDOCSIS的電纜調(diào)制解調(diào)器，為我國(guó)的電纜調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)業(yè)做了有益的嘗試。
三 視頻點(diǎn)播
為每個(gè)用戶提供視頻點(diǎn)播功能，讓用戶能在他所希望的時(shí)間和地點(diǎn)看他想看的節(jié)目，應(yīng)該是服務(wù)提供商最理想的服務(wù)方式。有線電視數(shù)字機(jī)頂盒利用交互式的數(shù)據(jù)信道和廣播信道，為實(shí)現(xiàn)該功能提供理想的技術(shù)基礎(chǔ)。在最新推出的全功能數(shù)字機(jī)頂盒中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了該功能，并能實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、快退、暫停、恢復(fù)等VCR操作。當(dāng)然，該應(yīng)用需要相應(yīng)前端設(shè)備的支持，各個(gè)公司也相應(yīng)推出了視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的完整解決方案。
視頻點(diǎn)播系統(tǒng)服務(wù)器是提供多媒體內(nèi)容和服務(wù)的實(shí)體(對(duì)應(yīng)于視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中的VOD應(yīng)用服務(wù)器、ITV系統(tǒng)和視頻服務(wù)器)，它可以是一個(gè)分布式的系統(tǒng)。
圖3
圖3為視頻點(diǎn)播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，整個(gè)系統(tǒng)由7個(gè)子系統(tǒng)組成。
1. 視頻服務(wù)器
系統(tǒng)中采用的視頻服務(wù)器是美國(guó)SeaChange公司的視頻服務(wù)器。該服務(wù)器是Windows NT集群系統(tǒng)，可以很方便地進(jìn)行容量擴(kuò)充。視頻服務(wù)器的主要功能是存儲(chǔ)MPEG-2節(jié)目文件，并接收ITV系統(tǒng)的命令，在指定的路徑上播放用戶點(diǎn)播的節(jié)目。
2. ITV系統(tǒng)
ITV系統(tǒng)也是SeaChange公司的產(chǎn)品，由節(jié)目管理服務(wù)器、連接管理服務(wù)器、傳播服務(wù)器、流管理服務(wù)器、目錄管理服務(wù)器組成。主要功能有: 節(jié)目的添加、系統(tǒng)資源包括服務(wù)
器資源和網(wǎng)絡(luò)資源的管理、提供流控操作。
3. VOD應(yīng)用服務(wù)器
開(kāi)發(fā)的應(yīng)用服務(wù)器。其VOD應(yīng)用服務(wù)器其主要功能包括:
● 節(jié)目導(dǎo)航: 為機(jī)頂盒提供了視頻點(diǎn)播服務(wù)的節(jié)目列表，當(dāng)用戶選擇其中的節(jié)目時(shí)，給機(jī)頂盒發(fā)送該節(jié)目的標(biāo)識(shí)；
● 用戶驗(yàn)證: 當(dāng)用戶點(diǎn)播某個(gè)節(jié)目時(shí)，對(duì)用戶的合法性進(jìn)行檢查，以確定該用戶是否具有點(diǎn)播該節(jié)目的權(quán)利。
● 用戶記賬: 當(dāng)用戶選擇一個(gè)節(jié)目后，將用戶觀看節(jié)目的記錄存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，供計(jì)費(fèi)系統(tǒng)使用。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是用戶管理系統(tǒng)一個(gè)子系統(tǒng)。
4. 視頻分配子系統(tǒng)
該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻服務(wù)器接口、QAM調(diào)制和上變頻、射頻混合等功能。視頻服務(wù)器接收從視頻服務(wù)器輸出的MPEG傳輸流，并將其中的各個(gè)節(jié)目分配到相應(yīng)頻道上。同時(shí)，在有條件接收系統(tǒng)的控制下，實(shí)現(xiàn)對(duì)MPEG傳輸流加擾。
5. 有條件接收子系統(tǒng)(CAS)
有條件接收系統(tǒng)控制對(duì)用戶所選擇的節(jié)目進(jìn)行加擾，并產(chǎn)生相應(yīng)的EMM (授權(quán)管理消息)和ECM(授權(quán)控制消息)，使機(jī)頂盒能進(jìn)行相應(yīng)的解擾。
6. CMTS與數(shù)字機(jī)頂盒
CMTS為符合DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)的電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)，數(shù)字機(jī)頂盒采用全功能數(shù)字機(jī)頂盒。
四 機(jī)頂盒中視頻點(diǎn)播客戶端軟件的實(shí)現(xiàn)
機(jī)頂盒的視頻點(diǎn)播客戶端軟件包含三個(gè)任務(wù): 節(jié)目選擇任務(wù)、會(huì)晤控制任務(wù)、流控任務(wù)。
1. 節(jié)目選擇
用戶進(jìn)入視頻點(diǎn)播應(yīng)用后，首先運(yùn)行節(jié)目選擇任務(wù)，機(jī)頂盒與VOD應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行通信，獲得VOD應(yīng)用所提供的節(jié)目清單，隨后，機(jī)頂盒等待用戶的選擇。當(dāng)用戶選擇了某個(gè)節(jié)目時(shí)，VOD應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)用戶的操作了解到該用戶選擇了某個(gè)節(jié)目，然后將用戶所選擇的節(jié)目的標(biāo)識(shí)發(fā)送給機(jī)頂盒。
2. 會(huì)晤與資源管理
當(dāng)機(jī)頂盒收到節(jié)目的標(biāo)識(shí)后，會(huì)晤控制任務(wù)開(kāi)始運(yùn)行，機(jī)頂盒將發(fā)送建立會(huì)晤的請(qǐng)求，該請(qǐng)求中包含了機(jī)頂盒的標(biāo)識(shí)、所在的網(wǎng)絡(luò)位置、所選擇的節(jié)目標(biāo)識(shí)和會(huì)晤標(biāo)識(shí)等信息。前端在收到請(qǐng)求后，與連接管理服務(wù)器進(jìn)行通信，在獲得響應(yīng)后，前端向機(jī)頂盒發(fā)送客戶會(huì)晤建立確認(rèn)消息來(lái)確認(rèn)本次會(huì)晤的建立，機(jī)頂盒在收到確認(rèn)后，再向前端發(fā)送客戶連接請(qǐng)求來(lái)進(jìn)行會(huì)晤連接，前端將向用戶端發(fā)送服務(wù)器連接指示。機(jī)頂盒收到的客戶會(huì)晤建立確認(rèn)消息中包含用戶所選擇節(jié)目將要使用的QAM方式、頻率、符號(hào)率、以及MPEG傳輸流的節(jié)目號(hào)。
3. 流控操作
機(jī)頂盒在收到客戶會(huì)晤建立確認(rèn)后，將啟動(dòng)流控任務(wù)。機(jī)頂盒首先做好流控操作的準(zhǔn)備，然后根據(jù)會(huì)晤建立所獲得的頻率、符號(hào)率、QAM模式以及節(jié)目號(hào)來(lái)調(diào)整調(diào)諧器、QAM解調(diào)器、MPEG解碼器的參數(shù)，以正確地接收并解碼所選擇的節(jié)目。
五 結(jié)語(yǔ)
視頻點(diǎn)播是有線電視服務(wù)提供商最理想的服務(wù)方式，有線電視全功能數(shù)字機(jī)頂盒是實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播應(yīng)用最理想的客戶端設(shè)備。我們相信我國(guó)的機(jī)頂盒產(chǎn)業(yè)和視頻點(diǎn)播的應(yīng)用會(huì)蓬勃發(fā)展。
2、基于DVB-SI的數(shù)字有線電視機(jī)頂盒節(jié)目指南的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
摘要 本文介紹了電子節(jié)目指南信息的構(gòu)成以及MPEG-2 PSI和DVB-SI信息規(guī)范，提出了一種EPG信息的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和節(jié)目數(shù)據(jù)庫(kù)的生成方案，并據(jù)此講述了如何在數(shù)字有線電視機(jī)頂盒中生成電子節(jié)目指南EPG。
關(guān)鍵詞 機(jī)頂盒 MPEG-2 PSI節(jié)目專用信息 DVB-SI業(yè)務(wù)信息 電子節(jié)目指南
1 引言
目前數(shù)字電視已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，與數(shù)字電視相關(guān)的業(yè)務(wù)也將大幅度增長(zhǎng)。當(dāng)節(jié)目運(yùn)營(yíng)商將大量的節(jié)目信息通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)提供給用戶，用戶在欣賞高質(zhì)量節(jié)目源的同時(shí)如何才能方便快捷地找到這些業(yè)務(wù)或信息就成了開(kāi)發(fā)者們需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。電子節(jié)目指南（EPG，Electronic Program Guide）正是為了方便用戶對(duì)信息的獲取而制作的運(yùn)行于用戶端綜合接收解碼器（IRD，Integrated Receiver Decoder）的應(yīng)用程序，它通過(guò)電視屏幕向用戶提供由文字、圖形、圖像組成的人機(jī)交互界面，負(fù)責(zé)電視節(jié)目和各種業(yè)務(wù)的導(dǎo)航[1]。用戶通過(guò)電子節(jié)目指南，能夠了解到節(jié)目的相關(guān)信息（包括節(jié)目時(shí)間、播放時(shí)間、內(nèi)容梗概等），并且實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目的快速檢索和訪問(wèn)。
EPG的形成依賴于節(jié)目播出前端將符合DVB（Digital Video Broadcasting）標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)信息（SI，Service Information）插入到承載節(jié)目信息的傳送流（TS，Transport Stream）中，這些SI信息攜帶了EPG所需的全部數(shù)據(jù)。
2 電子節(jié)目指南信息的組成和傳輸
電子節(jié)目指南信息（以下簡(jiǎn)稱EPG信息）由兩部分組成：基本EPG信息和擴(kuò)展EPG信息。
基本EPG信息是指完全可以用《數(shù)字廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范（GY/Z174-2001）》中的網(wǎng)絡(luò)信息表NIT、業(yè)務(wù)群關(guān)聯(lián)表BAT、業(yè)務(wù)描述表SDT、事件信息表EIT等進(jìn)行描述的EPG信息。
擴(kuò)展EPG信息是指在基本EPG信息之外，通過(guò)數(shù)據(jù)輪播傳遞的EPG信息，這些信息的入口采用EPG映射表EMT進(jìn)行描述，信息的內(nèi)容被封裝成具有多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)，稱為擴(kuò)展EPG內(nèi)容信息（XECI）。
一個(gè)EPG系統(tǒng)至少應(yīng)該包括基本EPG信息[ 2 ]。
本文也僅就基本EPG信息進(jìn)行論述。
“數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范”中NIT、BAT、SDT、EIT和EMT表都被分成一個(gè)或若干個(gè)段（section）來(lái)表示，然后插入到TS包中。段是一種用來(lái)把SI信息表和EPG信息表映射為T(mén)S包的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，這些信息符合GB/T 17975.1定義的專用段語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。段可直接映射到TS包中。段可能起始于TS包有效負(fù)載的起始處，但這并不是必須的，因?yàn)門(mén)S包有效負(fù)載的第一個(gè)段的起始位置是由pointer_field字段指定的[ 3 ]。
3 MPEG-2 PSI節(jié)目專用信息與DVB-SI信息簡(jiǎn)介
在數(shù)字電視中，所有的音、視頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信息經(jīng)過(guò)編碼后，在進(jìn)入傳輸系統(tǒng)前，必須按照MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)打包，形成固定長(zhǎng)度的TS包，包長(zhǎng)為188字節(jié)或204字節(jié)。對(duì)于這些長(zhǎng)度相同的包，如果沒(méi)有引導(dǎo)信息，IRD是無(wú)法找到所需要的碼流的。為此在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中專門(mén)定義了節(jié)目專用信息（PSI，Program Specification Information），其作用在于自動(dòng)設(shè)置和引導(dǎo)IRD進(jìn)行解碼[ 4 ]。
PSI信息由以下四種表組成： （1）節(jié)目關(guān)聯(lián)表PAT; （2）節(jié)目映射表PMT; （3）網(wǎng)絡(luò)信息表NIT; （4）條件訪問(wèn)表CAT。
在實(shí)際應(yīng)用中，解碼器IRD要對(duì)某一路特定碼流進(jìn)行解碼時(shí)，首先要找到PAT表，根據(jù)PAT表找到所需的節(jié)目及該節(jié)目對(duì)應(yīng)的PMT表的PID。PMT表中可能包含多個(gè)數(shù)字碼流，每個(gè)碼流都有一個(gè)唯一的PID與之對(duì)應(yīng)。如果要解碼的是視頻碼流，則在PMT表中找到video PID值，再?gòu)腡S流中過(guò)濾出PID值與之匹配的TP包并送到視頻解碼器。
MEPG-2的PSI信息提供了相關(guān)節(jié)目組成和相互關(guān)系的信息，從而使得接收端IRD可以對(duì)多路傳輸流進(jìn)行解析，但是這些信息在實(shí)際應(yīng)用中仍顯得不夠，它不能提供節(jié)目的名稱、節(jié)目的開(kāi)始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間及節(jié)目的附加信息等。為此在DVB中擴(kuò)展定義了SI業(yè)務(wù)信息。PSI信息基本上都是與現(xiàn)行流（AS，Actual Stream）相關(guān)的，而SI信息則可以包括不在現(xiàn)行流中的一些業(yè)務(wù)和事件信息，從而允許用戶進(jìn)行更多的選擇和了解更多的其它業(yè)務(wù)信息。
與PSI定義的四種表不同，SI中定義了9種表，其中構(gòu)成基本EPG信息的最重要的表是網(wǎng)絡(luò)信息表NIT、業(yè)務(wù)描述表SDT和事件信息表EIT。 SI 表傳送的信息都是通過(guò)描述符（descriptor）的形式給出的。
每個(gè)描述符都以descriptor_tag（用于唯一標(biāo)識(shí)descriptor的類型）和descriptor_length開(kāi)始。不同的描述符用于描述不同SI表中承載的信息[ 6 ]。
4 系統(tǒng)介紹
本EPG系統(tǒng)是在STMicroelectronic公司所提供的機(jī)頂盒開(kāi)發(fā)方案上實(shí)施的，其主控制芯片采用STi5518，內(nèi)部集成有32位主CPU、專用DVB傳輸流解復(fù)用和解擾模塊、MEPG-2音、視頻解碼單元、數(shù)字視頻編碼器及各種接口等。與之配套的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)選用的也是該公司開(kāi)發(fā)的STLite/OS20嵌入式操作系統(tǒng)，支持多任務(wù)、存儲(chǔ)器管理、進(jìn)程調(diào)度、定時(shí)器管理等實(shí)時(shí)特性。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)接收用戶通過(guò)遙控按鍵或前面板觸發(fā)的交互信號(hào)，實(shí)現(xiàn)節(jié)目基本信息的瀏覽、節(jié)目列表的生成、節(jié)目之間的跳轉(zhuǎn)以及節(jié)目預(yù)告信息的查詢等。
5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
5.1 EPG信息的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
TS流里攜帶的EPG數(shù)據(jù)信息通過(guò)IRD接收以后都以樹(shù)狀鏈表的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在PROG_INFO_STRUCT和TRANSPONDER_INFO_STRUCT這樣兩個(gè)結(jié)構(gòu)中。
在本機(jī)頂盒有關(guān)節(jié)目操作的各項(xiàng)功能中，絕大部分都與節(jié)目數(shù)據(jù)庫(kù)有關(guān)，比如自動(dòng)節(jié)目搜索時(shí)，需要建立節(jié)目數(shù)據(jù)庫(kù)，并為搜索到的節(jié)目在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)單元，用于存儲(chǔ)該節(jié)目的各種信息；在切換節(jié)目時(shí)，需要根據(jù)不同節(jié)目中音、視頻數(shù)據(jù)的PID值從而選擇不同的碼流進(jìn)行音、視頻解碼等。
節(jié)目數(shù)據(jù)庫(kù)主要來(lái)自PSI表的內(nèi)容。
在具體的軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，節(jié)目數(shù)據(jù)庫(kù)的建立主要通過(guò)ParsePAT（）、ParsePMT（）兩個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。ParsePAT（）函數(shù)調(diào)用的結(jié)果是得到有線傳輸系統(tǒng)中不同的節(jié)目PID，而ParsePMT則獲取各個(gè)節(jié)目中音、視頻碼流的PID值。
5.2 節(jié)目跳轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)響應(yīng)用戶在不同節(jié)目之間的切換時(shí)，需要將用戶選定節(jié)目的音、視頻碼流從復(fù)用的多路節(jié)目碼流中提取出來(lái)并分別送到音、視頻解碼器進(jìn)行解碼。它依賴于硬件可編程傳輸接口（PTI，Programmable Transport Interface）來(lái)實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)生成的節(jié)目數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)中的stProgNo變量存儲(chǔ)有轉(zhuǎn)發(fā)器號(hào)TransponderId及節(jié)目的音、視頻PID值。
5.3 事件信息的獲取
事件信息表EIT按時(shí)間順序提供每個(gè)業(yè)務(wù)中包含的事件的信息。（這里的事件相當(dāng)于傳統(tǒng)意義上的節(jié)目，而業(yè)務(wù)則指的是提供節(jié)目源的某個(gè)電視臺(tái)，如業(yè)務(wù)“中央電視臺(tái)-1”的事件“新聞聯(lián)播”。）EIT包含兩種不同類型的表，分別為EIT present/following（簡(jiǎn)稱EIT p/f）和EIT Schedule（EIT-S）。EIT p/f給出了指定業(yè)務(wù)中當(dāng)前和后一個(gè)事件的信息，而EIT-S則包含一周內(nèi)或更長(zhǎng)時(shí)間的節(jié)目預(yù)告信息。任何構(gòu)成EIT的event information section均在PID為0x0012的TS包中傳輸，它給出了業(yè)務(wù)中事件的名稱、事件開(kāi)始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間及其他一些信息。
以下以EIT p/f為例來(lái)講述事件信息的獲取方式：
在EIT p/f中，每個(gè)業(yè)務(wù)service都用兩個(gè)section分別來(lái)描述當(dāng)前（present）和后續(xù)（following）信息，其中的section number為0 的用來(lái)描述當(dāng)前事件，而section number為1的section則用來(lái)描述后續(xù)事件。
在節(jié)目信息結(jié)構(gòu)PROG_INFO_STRUCT中，定義了EVENT_INFO_BASIC類型的二維數(shù)組event_info_database[2]用來(lái)存放一個(gè)業(yè)務(wù)中的present和following事件的信息。這些信息包括事件的名稱、事件的開(kāi)始時(shí)間、事件的持續(xù)時(shí)間。
事件的日期和時(shí)間在TS流里是按照MJD（Modified Julian Date，修正的儒略日期）+ UTC（Universal Time Co-ordinate，通用時(shí)間坐標(biāo)）的格式并以16進(jìn)制的形式給出的。在MJD+UTC和local MJD+local time之間的轉(zhuǎn)換可參照GY/Z174-2001來(lái)進(jìn)行。如TS流里的數(shù)據(jù)為0xCE1F 0056 0001 0600，則轉(zhuǎn)換以后得到的信息為：該事件的播出時(shí)間為2003年5月8日，星期四，開(kāi)始時(shí)間為00：56：00，持續(xù)時(shí)間為01：06：00。
而事件的名稱則通過(guò)解析描述符short_event_descriptor來(lái)實(shí)現(xiàn)。并將得到的信息存儲(chǔ)在event_info_database結(jié)構(gòu)中。
所有解析得到的信息最終都將存儲(chǔ)在節(jié)目數(shù)據(jù)庫(kù)中，提供給顯示模塊直接調(diào)用。
6 結(jié)束語(yǔ)
真正完整意義上的EPG的功能是十分強(qiáng)大的，它不僅能提供節(jié)目表單和當(dāng)前節(jié)目播放等基本功能，還可提供節(jié)目預(yù)定和家長(zhǎng)分級(jí)控制等高級(jí)功能。本文從實(shí)用的角度給出了一個(gè)基本EPG系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。另外我們也實(shí)現(xiàn)了EPG交互式應(yīng)用中的SI增值業(yè)務(wù)如天氣預(yù)報(bào)、新聞、股票數(shù)據(jù)等的接收，以菜單觸發(fā)的形式提供給用戶一個(gè)由文本和圖形組成的反饋信息。
（作者：王景存 王瑞胡 北京科技大學(xué)信息工程學(xué)院武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院）
3、關(guān)于數(shù)字電視機(jī)頂盒的八個(gè)問(wèn)題
在數(shù)字有線電視廣播DVB-C平臺(tái)中，數(shù)字電視機(jī)頂盒(Set Top Box，STB)是技術(shù)與營(yíng)運(yùn)問(wèn)題最集中的關(guān)鍵，同時(shí)機(jī)頂盒也是系統(tǒng)資金投入量與風(fēng)險(xiǎn)最大的部分。本文將圍繞數(shù)字電視機(jī)頂盒的8個(gè)核心問(wèn)題展開(kāi)討論。
數(shù)字高清晰度電視(Digital High Definition Television，HDTV)是電視的一場(chǎng)革命。其收視質(zhì)量大幅度提高，大屏幕畫(huà)面細(xì)膩逼真，并配以環(huán)繞音響，已接近目前視聽(tīng)娛樂(lè)業(yè)中頂級(jí)質(zhì)量的電影。凡是觀看過(guò)數(shù)字高清晰度電視演示的人們，都會(huì)深信HDTV是每一個(gè)家庭在數(shù)字信息時(shí)代所應(yīng)該擁有的、真正的“家庭影院”。目前，國(guó)內(nèi)數(shù)字電視的發(fā)展還處于起步階段，數(shù)字衛(wèi)星電視廣播已采用DVB-S; 數(shù)字有線電視廣播已采用DVB-C標(biāo)準(zhǔn)(行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)); 數(shù)字地面電視廣播標(biāo)準(zhǔn)制定工作正在進(jìn)行，目前已有高清晰度電視總體組等單位提出的5套備選方案。由于今年將有14個(gè)省市的數(shù)字有線電視網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)播出，數(shù)字有線電視將在國(guó)內(nèi)率先投入商業(yè)營(yíng)運(yùn)。在數(shù)字有線電視廣播DVB-C平臺(tái)中，數(shù)字電視機(jī)頂盒(Set Top Box，STB)是技術(shù)與營(yíng)運(yùn)問(wèn)題最集中的關(guān)鍵，同時(shí)機(jī)頂盒也是系統(tǒng)資金投入量與風(fēng)險(xiǎn)最大的部分。下面將圍繞數(shù)字電視機(jī)頂盒的8個(gè)核心問(wèn)題展開(kāi)討論。
問(wèn)題一: 數(shù)字電視機(jī)頂盒的市場(chǎng)潛力有多大？
中國(guó)正形成一個(gè)寬帶通訊產(chǎn)品的巨大消費(fèi)市場(chǎng)，截至目前:
●中國(guó)已擁有超過(guò)3.4億的電視機(jī)，居世界首位;
●中國(guó)已擁有超過(guò)9000萬(wàn)的有線電視用戶，并且以每年600萬(wàn)的速度在增加;
●中國(guó)已擁有超過(guò)3000萬(wàn)的英特網(wǎng)用戶、并且用戶數(shù)目每年以200%以上的速度在增加，中國(guó)家庭的PC擁有量已超過(guò)200萬(wàn)，年增長(zhǎng)率超過(guò)100%;
鑒于中國(guó)目前VCD和DVD產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，一旦市場(chǎng)啟動(dòng)，Cable Modem、寬帶網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視都將獲得高速發(fā)展。
由于自身市場(chǎng)巨大，中國(guó)無(wú)意采用其它國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)(地面廣播)，這樣可以避免支付高昂的知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的費(fèi)用，并且有助于國(guó)內(nèi)公司爭(zhēng)得盡可能多的市場(chǎng)份額。中國(guó)盡力制定自己的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包括地面HDTV、有條件接收、衛(wèi)星傳輸，所有這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)都需要專用集成電路。由于缺少先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)和高素質(zhì)的芯片設(shè)計(jì)人員，至今這些產(chǎn)品都依賴進(jìn)口。由于國(guó)內(nèi)數(shù)字電視及寬帶產(chǎn)品市場(chǎng)的巨大發(fā)展以及本身芯片供應(yīng)的不足，中國(guó)迫切需要能有國(guó)內(nèi)公司推出符合自己標(biāo)準(zhǔn)的IC產(chǎn)品。
問(wèn)題二: 為什么國(guó)內(nèi)的有線數(shù)字電視廣播還沒(méi)有大規(guī)模投入營(yíng)運(yùn)？
國(guó)內(nèi)的數(shù)字電視廣播大規(guī)模投入營(yíng)運(yùn)必須具備以下條件:
●網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)商完成網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字電視廣播系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建。
●“內(nèi)容為王” ——必須有大量的專業(yè)數(shù)字頻道，比如: VOD，交互式電視節(jié)目，數(shù)據(jù)廣播，信息，交互式網(wǎng)絡(luò)游戲，電子商務(wù)等等。專業(yè)數(shù)字頻道的制作與播出很大程度上取決于國(guó)家的政策及節(jié)目供應(yīng)商的行為。
●國(guó)內(nèi)觀眾對(duì)專業(yè)數(shù)字頻道感興趣的程度。專業(yè)數(shù)字頻道能否真正體現(xiàn)出數(shù)字電視較模擬電視的優(yōu)勢(shì)。
●國(guó)內(nèi)觀眾所能夠接受的收視費(fèi)及機(jī)頂盒的價(jià)格(最終用戶購(gòu)買(mǎi)價(jià)格)。收視費(fèi)的多少又取決于: 國(guó)家的政策、數(shù)字電視系統(tǒng)的成本(其中主要是機(jī)頂盒的成本)、專業(yè)數(shù)字頻道的制作成本、其他營(yíng)運(yùn)相關(guān)成本等等。
●國(guó)家制定出一系列完備的與數(shù)字電視相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，例如: 中間件標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)頂盒標(biāo)準(zhǔn)、條件接收標(biāo)準(zhǔn)、交互式電視節(jié)目規(guī)范、數(shù)據(jù)廣播規(guī)范等等。
現(xiàn)在，因?yàn)橐陨蠗l件還不完全具備，所以國(guó)內(nèi)的有線數(shù)字電視廣播大規(guī)模投入營(yíng)運(yùn)大約還有兩年時(shí)間。
問(wèn)題三: 如何定義三代數(shù)字電視機(jī)頂盒？
數(shù)字電視系統(tǒng)的成功運(yùn)營(yíng)離不開(kāi)機(jī)頂盒。機(jī)頂盒中需要集成 CA和中間件，即CA和中間件廠家不僅通過(guò)收取相關(guān)的軟件費(fèi)用，也會(huì)通過(guò)機(jī)頂盒的使用收取一定的費(fèi)用。而且在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中，機(jī)頂盒費(fèi)用是最大的。
根據(jù)機(jī)頂盒的體系結(jié)構(gòu)——軟件及硬件配置，可以將機(jī)頂盒劃分為三代(種):
(1)第一代機(jī)頂盒: 配置電子節(jié)目指南EPG，簡(jiǎn)單的應(yīng)用，無(wú)中間件，有或無(wú)條件接收系統(tǒng)，一般無(wú)回傳信道。所有應(yīng)用程序都是基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)編制。
(2)第二代機(jī)頂盒: 配置電子節(jié)目指南EPG，交互式的應(yīng)用，中間件，條件接收系統(tǒng)，有或無(wú)回傳信道。應(yīng)用程序都是基于中間件編制。
(3)第三代機(jī)頂盒: 配置電子節(jié)目指南EPG，高級(jí)交互式的應(yīng)用，全開(kāi)放的 MHP中間件，條件接收系統(tǒng)，有或無(wú)回傳信道。應(yīng)用程序都是基于MHP中間件及JAVA語(yǔ)言編制。
問(wèn)題四：如何進(jìn)行有線數(shù)字電視機(jī)頂盒的選型？
在整個(gè)數(shù)字有線電視系統(tǒng)中，機(jī)頂盒作為用戶端產(chǎn)品，數(shù)量多，投資大，因此占有重要地位。以下是在選擇機(jī)頂盒時(shí)的一些考慮。
特殊性
說(shuō)它特殊是因?yàn)殡m然它在整個(gè)數(shù)字有線電視系統(tǒng)的投資中所占比例最大，但在中間件和 CA系統(tǒng)選定以后，機(jī)頂盒的選擇變數(shù)并不大(基本上只有價(jià)格、可靠性和售后服務(wù)的比較)。也就是說(shuō)，它的選擇不像中間件和 CA的選擇那樣具有戰(zhàn)略性意義，也不是一次性的。
另外，機(jī)頂盒不同于像電視機(jī)這樣的普通家電產(chǎn)品。電視機(jī)可以把平面直角、大屏幕或畫(huà)中畫(huà)作為賣(mài)點(diǎn)，而機(jī)頂盒的賣(mài)點(diǎn)是表現(xiàn)出來(lái)的服務(wù)。這就是為什么國(guó)外數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商通常是免費(fèi)向用戶提供機(jī)頂盒的原因。
目前，國(guó)內(nèi)的家電生產(chǎn)商還沒(méi)有大舉進(jìn)入數(shù)字電視領(lǐng)域，這只是因?yàn)閿?shù)字電視市場(chǎng)在中國(guó)還沒(méi)有真正啟動(dòng)。圈內(nèi)活躍的主要是一些國(guó)外產(chǎn)品供應(yīng)商和國(guó)內(nèi)的集成商。從美國(guó)和歐洲數(shù)字電視的營(yíng)運(yùn)經(jīng)驗(yàn)看，機(jī)頂盒供應(yīng)商的最后贏家將是國(guó)內(nèi)的家電生產(chǎn)巨頭們。
項(xiàng)目進(jìn)程與首批機(jī)頂盒的選擇: CA 的集成時(shí)間大約為半年。這就意味著，首先要盡快確定中間件和CA，其次要選擇有足夠的技術(shù)實(shí)力的機(jī)頂盒提供商，以保證集成進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量。另外，由于項(xiàng)目啟動(dòng)所需的機(jī)頂盒數(shù)量并不多，所以價(jià)格不應(yīng)成為選擇這批機(jī)頂盒首先考慮的因素。
價(jià)格
隨著項(xiàng)目的進(jìn)行，機(jī)頂盒需求量的增加，價(jià)格將變得越來(lái)越敏感。我們也采取相應(yīng)措施以獲得最優(yōu)的價(jià)格。
機(jī)頂盒價(jià)格幾乎是數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)成功與失敗的首要原因。 不論是進(jìn)口還是國(guó)產(chǎn)，機(jī)頂盒的價(jià)格取決于硬件設(shè)置及先進(jìn)設(shè)計(jì)。硬件設(shè)置受限于中間件的要求，硬件設(shè)置越低，價(jià)格越低；而先進(jìn)設(shè)計(jì)取決于從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)，設(shè)計(jì)越落后，所以價(jià)格越高。
例如，從對(duì)硬件設(shè)置要求而言，OpenTV支持四個(gè)檔次的方案: (1)基本交互，(2)HTML或網(wǎng)頁(yè)瀏覽，(3)機(jī)頂盒硬盤(pán)，(4)MHP JAVA。四個(gè)檔次在服務(wù)上反向兼容， 其中OpenTV的基本交互平臺(tái)是所有交互電視中間件平臺(tái)中對(duì)硬件要求較低的平臺(tái)。
更多的提供商
引入更多的機(jī)頂盒提供商，以增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)然，如果提供商太多，反而得不到很好的批量?jī)r(jià)格，而且不利于我們對(duì)機(jī)頂盒的管理。因此，最終的機(jī)頂盒提供商的數(shù)目不應(yīng)超過(guò)3家。
廠家的技術(shù)實(shí)力
機(jī)頂盒提供商雄厚的技術(shù)實(shí)力將決定能否保證項(xiàng)目的啟動(dòng)時(shí)間，能否在運(yùn)營(yíng)中和系統(tǒng)升級(jí)時(shí)提供有力的技術(shù)支持。特別是考慮到機(jī)頂盒的發(fā)展方向( PVR，HDD，MHP等)，廠商必須有足夠的技術(shù)儲(chǔ)備，不斷地跟蹤國(guó)際的技術(shù)動(dòng)向，有力地配合我們進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。
問(wèn)題五: 為什么必須采用數(shù)字電視軟件平臺(tái)——中間件？
數(shù)字電視軟件平臺(tái)——中間件(Middleware)尚無(wú)統(tǒng)一的定義和標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)“大聯(lián)盟”ATSC系統(tǒng)提出數(shù)字電視應(yīng)用軟件環(huán)境DASE標(biāo)準(zhǔn); 歐洲D(zhuǎn)VB系統(tǒng)提出多媒體家用平臺(tái)MHP標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)SUN公司正在積極推廣其Java平臺(tái)進(jìn)入電視、機(jī)頂盒、有線電視領(lǐng)域，并提出基于Java 2 Micro Edition(消費(fèi)電子、嵌入式系統(tǒng))的Java TV API標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)HDTV功能樣機(jī)系統(tǒng)的研制成功，使我國(guó)成為繼美國(guó)、歐洲等國(guó)之后世界上第四個(gè)擁有自制數(shù)字高清晰度電視地面廣播傳輸完整系統(tǒng)的國(guó)家; 實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電視系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)上的重大突破。但是，目前軟件平臺(tái)還是采用國(guó)外產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)具有中國(guó)特色的、通用的接收機(jī)軟件平臺(tái)是中國(guó)數(shù)字電視開(kāi)發(fā)的戰(zhàn)略重點(diǎn)！
我國(guó)數(shù)字電視業(yè)務(wù)的開(kāi)展與國(guó)外相比，歷史還很短，我國(guó)的有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該吸取國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，選擇世界上真正先進(jìn)的技術(shù)。作為數(shù)字交互業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)，中間件的選擇至關(guān)重要。
中間件指居于數(shù)字電視機(jī)頂盒內(nèi)部實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序中間的軟件部分，它以應(yīng)用程序接口API的形式存在，整個(gè)API集合被存儲(chǔ)在機(jī)頂盒的閃存Flash中。
節(jié)目服務(wù)商將各種服務(wù)項(xiàng)目以應(yīng)用程序的形式通過(guò)傳輸信道(例如寬帶多媒體數(shù)據(jù)網(wǎng)，有線電視網(wǎng)絡(luò))發(fā)布(例如電子節(jié)目指南EPG)，用戶打開(kāi)電視機(jī)通過(guò)機(jī)頂盒瀏覽。用戶的需求信息(例如視頻點(diǎn)播VOD)通過(guò)上傳信道(例如電話線Modem，或有線電視電纜)傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器，并根據(jù)請(qǐng)求選擇相應(yīng)的服務(wù)項(xiàng)目以應(yīng)用程序的形式通過(guò)傳輸信道下載到用戶終端機(jī)頂盒的閃存Flash中。應(yīng)用程序調(diào)用機(jī)頂盒Flash內(nèi)的中間件所包含的API，執(zhí)行應(yīng)用程序，完成用戶請(qǐng)求的功能。
中間件的目的是使機(jī)頂盒基本的和通用的功能以應(yīng)用程序接口API的形式提供給機(jī)頂盒生產(chǎn)廠
家，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視交互式功能的標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)使服務(wù)項(xiàng)目(以應(yīng)用程序的形式通過(guò)傳輸信道)下載到用戶終端機(jī)頂盒的數(shù)據(jù)量減小到最低限度。中間件產(chǎn)品一般由非節(jié)目提供商和機(jī)頂盒廠家的第三方提供，對(duì)于使節(jié)目提供商制作節(jié)目和廠家生產(chǎn)機(jī)頂盒的進(jìn)一步簡(jiǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化都是非常有利的。這正是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代市場(chǎng)更加細(xì)分的具體表現(xiàn)。
問(wèn)題六: 數(shù)字電視接收機(jī)中間件的發(fā)展?fàn)顩r如何？
隨著數(shù)字電視市場(chǎng)的不斷發(fā)展，節(jié)目開(kāi)發(fā)商正在尋求一種多功能、經(jīng)濟(jì)而且可靠的軟件平臺(tái)，建立新一代的交互電視服務(wù)，使數(shù)字電視交互應(yīng)用也能像Java語(yǔ)言，可在各式各樣不同種機(jī)器、不同種操作平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中開(kāi)發(fā)應(yīng)用節(jié)目軟件——“一次編譯，到處運(yùn)行”。如: 電子節(jié)目導(dǎo)視，視頻點(diǎn)播及高質(zhì)量的廣播服務(wù)。
以SUN微系統(tǒng)公司Java TV API規(guī)范為基礎(chǔ)，歐洲D(zhuǎn)VB組織首先提出家用多媒體數(shù)據(jù)平臺(tái)MHP規(guī)范。MHP 成為世界上第一個(gè)數(shù)字電視接收機(jī)軟件平臺(tái)——中間件規(guī)范。
美國(guó)ATSC的T3/S17專家組正在進(jìn)行向消費(fèi)者遞送數(shù)據(jù)廣播與交互業(yè)務(wù)的DTV接收機(jī)內(nèi)軟件環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化，稱為DTV應(yīng)用軟件環(huán)境(DASE)。在ISBT’99會(huì)議上，飛利浦公司著重介紹了DASE的要點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)的DASE測(cè)試樣版。
高級(jí)電視增強(qiáng)論壇(ATVEF，1988年成立)已有約60家公司參加，以實(shí)施ATVEF的內(nèi)容規(guī)范。創(chuàng)立ATVEF的公司中有一半以上與電視節(jié)目直接有關(guān)，包括NBC、PBS、華納兄弟公司等，主要的傳輸公司包括有線電視研究所(CableLabs)、DirecTV與TCI，以及計(jì)算機(jī)廠商英特爾、微軟與消費(fèi)電子廠商索尼等。ATVEF的目標(biāo)是在實(shí)現(xiàn)交互電視時(shí)有共同的規(guī)范，并能支持所有的電視環(huán)境(模擬或數(shù)字、有線、衛(wèi)星或地面廣播)，這一規(guī)范要盡量利用現(xiàn)有的內(nèi)容格式，主要是因特網(wǎng)與萬(wàn)維網(wǎng)。
2002年1月3日，美國(guó)CableLabs宣布完成有線數(shù)字電視的中間件標(biāo)準(zhǔn): OCAP1.0(OpenCable Application Platform)。OCAP1.0很大程度上基于MHP標(biāo)準(zhǔn)，這為全球性交換應(yīng)用和內(nèi)容交互操作性的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。OCAP的特點(diǎn)是基于Java技術(shù)的驅(qū)動(dòng)引擎(Execution Engine，EE)。OCAP是一個(gè)應(yīng)用界面標(biāo)準(zhǔn)，包括所有應(yīng)用程序接口API、內(nèi)容和數(shù)據(jù)格式、應(yīng)用層面的各種協(xié)議等，在其上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用，可以在符合OpenCable的主機(jī)上運(yùn)行。
目前，世界上流行的數(shù)字電視軟件平臺(tái)主要有: OpenTV；Liberate；Microsoft TV；CANAL+ MediaHighway；NDS和DAVID。
問(wèn)題七: 電視網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)數(shù)字交互業(yè)務(wù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題？
2001年5月24日，國(guó)家廣播電影電視總局發(fā)布了《有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范》GY/T170-2001 equ ITU-TJ.83。今年，中國(guó)的有線數(shù)字電視廣播開(kāi)始啟動(dòng)。
由于對(duì)國(guó)外中間件應(yīng)用狀況的不了解，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在需用中間件的時(shí)候，往往缺乏有效數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)中間件的作用并做出選擇。以下是筆者個(gè)人針對(duì)有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)DVB-C系統(tǒng)集成的一些看法。
對(duì)于數(shù)字付費(fèi)電視項(xiàng)目，中國(guó)網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)商的基本需求應(yīng)該是:
●CA: 符合DVB標(biāo)準(zhǔn)、能夠支持同密和多用戶管理系統(tǒng)、支持機(jī)—卡配對(duì)、支持多運(yùn)營(yíng)商、支持多種尋址方式;
●中間件: 能夠下載升級(jí)、支持中文、有足夠機(jī)頂盒支持、有足夠的系統(tǒng)支持;
●應(yīng)用軟件: 應(yīng)用程序價(jià)格低、能夠下載升級(jí)。
可以從三個(gè)方面來(lái)剖析和對(duì)比中間件主流產(chǎn)品OpenTV和Canal+: 先進(jìn)性、可行性、開(kāi)放性。
圖為中間件與條件接收系統(tǒng)示意圖。
問(wèn)題八: 如何選擇有條件接收系統(tǒng)？
有條件接收系統(tǒng)(Conditional Access systems，CA)是數(shù)
字電視項(xiàng)目中重要的組成部分，它完成了系統(tǒng)用戶的認(rèn)證、授權(quán)和節(jié)目加擾工作。它解決了兩個(gè)問(wèn)題，即如何從用戶處收取費(fèi)用和如何阻止用戶收看那些未經(jīng)授權(quán)的付費(fèi)頻道。條件接收系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)，它集成了多種先進(jìn)的技術(shù)，所涉及的技術(shù)包括: 系統(tǒng)調(diào)度管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、復(fù)用器技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、機(jī)頂盒技術(shù)、智能卡技術(shù)等，同時(shí)也涉及到用戶管理、節(jié)目管理、收費(fèi)管理等數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)。其中， CA系統(tǒng)的性能和安全性是整個(gè)系統(tǒng)尤為關(guān)鍵的問(wèn)題。
幾家的 CA系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本框架是一致的。外部接口也都符合DVB標(biāo)準(zhǔn)。除了 NDS是基于算法的安全，即通過(guò)更換算法來(lái)保證系統(tǒng)的安全性以外，其他幾個(gè)系統(tǒng)都是基于密鑰的安全，也就是依賴密鑰的分級(jí)和分組來(lái)加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。另外幾家也都采用了智能卡技術(shù)，它可容納更先進(jìn)的加密算法和功能更強(qiáng)的微處理器，這使得系統(tǒng)可更靈活地接受加密技術(shù)上的新算法和新成果。
衡量一個(gè)有條件接收系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)在于系統(tǒng)功能的完整性、性能、使用規(guī)模及安全穩(wěn)定。 Canal+ Technologies的算法及密鑰分配、生成、存儲(chǔ)及更換等各步驟的解決方案較好地保障了系統(tǒng)的安全需要。另外， Canal+作為運(yùn)營(yíng)商，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，這些對(duì)于快速解決系統(tǒng)在涉及運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題非常重要。北京歌華有線電視網(wǎng)絡(luò)擬采用Canal+的解決方案。
Nagravision系統(tǒng)目前已有了超過(guò)1600萬(wàn)的用戶; 它所使用的算法在時(shí)間和大規(guī)模系統(tǒng)上均被證明具有良好的安全性。它的智能卡支持對(duì)存儲(chǔ)器的動(dòng)態(tài)尋址，可防止黑客輕易找到密鑰的存儲(chǔ)位置。 Nagra整個(gè)系統(tǒng)的功能完備、靈活，可支持從少量用戶到大量用戶的擴(kuò)展并平滑升級(jí)，而且整體性能優(yōu)良，因此是相當(dāng)不錯(cuò)的系統(tǒng)。Nagra擁有包含Philips、Nokia在內(nèi)的近30家機(jī)頂盒供應(yīng)商，國(guó)內(nèi)也有中科院聲學(xué)所(DSP)支持。上海有線網(wǎng)絡(luò)已采用Nagra的CA。
NDS系統(tǒng)采用的安全技術(shù)比較特別，它為每個(gè)運(yùn)營(yíng)商提供不同的算法，以保證即使某一個(gè)運(yùn)營(yíng)商算法被攻破，也不會(huì)影響其他系統(tǒng)。另外，它用于解擾節(jié)目的控制字并不隨 ECM系統(tǒng)下傳，而是通過(guò)卡內(nèi)的算法在用戶端同步生成控制字用于解擾節(jié)目，而且每一個(gè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包都經(jīng)過(guò)了數(shù)字簽名，確保任何比特不會(huì)被修改。NDS CA系統(tǒng)目前擁有的用戶數(shù)量是最大的。中國(guó)中央電視臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)中心，四川省網(wǎng)絡(luò)的NDS CA及NDS 中間件系統(tǒng)已投入實(shí)際營(yíng)運(yùn)。
由于全國(guó)各地有線網(wǎng)絡(luò)采用不同的CA系統(tǒng)，節(jié)目的交換、機(jī)頂盒的兼容性將成為問(wèn)題。當(dāng)然可以用CA同密技術(shù)解決，但是機(jī)頂盒的成本，前端設(shè)備及營(yíng)運(yùn)費(fèi)用都將提高。另外，也可通過(guò)國(guó)家、省、市多級(jí)加密來(lái)解決，當(dāng)然這需要國(guó)家制定相應(yīng)的政策法規(guī)。有一個(gè)原則是: 一個(gè)用戶家里只能有一個(gè)機(jī)頂盒。
CA系統(tǒng)代表一個(gè)國(guó)家的主權(quán)，研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的的國(guó)產(chǎn)CA系統(tǒng)已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有6家公司推出了自己的CA系統(tǒng)，這是一個(gè)良好的開(kāi)端。
結(jié)論
客觀地說(shuō)，不可能有解不開(kāi)的智能卡，系統(tǒng)安全還依賴于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和保密完整性、系統(tǒng)密鑰管理以及系統(tǒng)前端保密，盜版是否成本低且技術(shù)簡(jiǎn)單，應(yīng)對(duì)措施是否及時(shí)有效。所以在功能和性能滿足的情況下，我們還是應(yīng)該選擇相對(duì)運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)和經(jīng)驗(yàn)豐富的 CA提供商，使得選用的技術(shù)產(chǎn)品能得到長(zhǎng)期的技術(shù)支持和良好的服務(wù)保證。
網(wǎng)絡(luò)選擇的中間件的技術(shù)方案，應(yīng)該既考慮電視的需求和商業(yè)模式，又要把新的數(shù)字電視的基礎(chǔ)設(shè)施和全國(guó)的網(wǎng)絡(luò)體系天衣無(wú)縫地融為一體，即三網(wǎng)融合，要用這種天衣無(wú)縫的融合來(lái)使交互式服務(wù)提供商能夠在現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)中建設(shè)數(shù)字電視所需的前后端體系結(jié)構(gòu)，從而為廣大的電視觀眾提供一套完整的服務(wù)體系，使電視網(wǎng)絡(luò)真正成為城市數(shù)字化信息化建設(shè)的重要組成，使“數(shù)字中國(guó)”的夢(mèng)想得以真正實(shí)現(xiàn)。
需要強(qiáng)調(diào)指出的是，目前，所有中間件供應(yīng)商都不能提供基于MHP的中間件產(chǎn)品。中間件廠家出于對(duì)自身既得利益的考慮，不愿意開(kāi)發(fā)基于開(kāi)放的MHP的中間件產(chǎn)品。另外，支持MHP的機(jī)頂盒的成本大大高于普通機(jī)頂盒。
機(jī)頂盒的選型應(yīng)該以第二代機(jī)頂盒為主，并且充分考慮向第三代機(jī)頂盒平滑過(guò)渡。
最近有一個(gè)好消息，OCAP1.0和DVB-MHP 1.01(9)均已提交國(guó)際電信聯(lián)盟，作為制定機(jī)頂盒中間件標(biāo)準(zhǔn)的提案。希望歐美能共同制定一個(gè)統(tǒng)一的中間件標(biāo)準(zhǔn)。
中國(guó)廣電總局已經(jīng)選用DVB-C 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，但是MHP是否會(huì)成為中國(guó)的中間件規(guī)范還未知。我個(gè)人認(rèn)為，有一點(diǎn)是可以肯定的: 基于Java的開(kāi)放理念一定是未來(lái)數(shù)字電視軟件平臺(tái)——中間件的發(fā)展方向！據(jù)悉，國(guó)內(nèi)已有數(shù)家公司正在組織研究開(kāi)發(fā)基于MHP的中間件產(chǎn)品。我們期待國(guó)產(chǎn)的中間件標(biāo)準(zhǔn)及自主開(kāi)發(fā)的中間件產(chǎn)品早日面世，國(guó)內(nèi)的有線數(shù)字電視廣播大規(guī)模地投入營(yíng)運(yùn)，讓國(guó)人企盼已久的真正意義上的交互式數(shù)字電視終將進(jìn)入千家萬(wàn)戶！
4、構(gòu)建數(shù)字有線機(jī)頂盒軟件應(yīng)用通用平臺(tái)
1 前言
中國(guó)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的加快，無(wú)疑會(huì)催生無(wú)數(shù)巨大的商機(jī)。數(shù)字有線機(jī)頂盒作為數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)，其研發(fā)和應(yīng)用也成了我們關(guān)注的焦點(diǎn)。
通過(guò)分析中國(guó)的數(shù)字有線機(jī)頂盒市場(chǎng)狀況和數(shù)字有線機(jī)頂盒的組成結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)在一個(gè)機(jī)頂盒產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中，軟件的工作量占用了絕大部分的時(shí)間和成本。原因如下：
（1）中國(guó)的市場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，市場(chǎng)細(xì)分成為很多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的運(yùn)營(yíng)商都有自己的特殊要求：比如需求的產(chǎn)品等級(jí)不同，采用的CA不同，提供的增值服務(wù)不同等。
（2）提供數(shù)字有線機(jī)頂盒核心芯片的芯片廠商多：比如ST，LSI，富士通，PHILIPS等。
（3）芯片的系列多：比如ST目前提供的就有標(biāo)清機(jī)頂盒芯片系列STi5518，STi5516以及高清機(jī)頂盒芯片系列ST7020等。
（4）CA提供商多：比如Irdeto，中視聯(lián)，NDS，Nagravision，清華同方等。
（5）中間件提供商多：比如OpenTV，Media Highway，Alticast，中視聯(lián)等。
在以上這些情況當(dāng)中，絕大部分的工作量都集中在軟件的修改之上。
雖然每個(gè)機(jī)頂盒芯片廠商都會(huì)提供一套完整的API和demo軟件給機(jī)頂盒開(kāi)發(fā)廠商，但是這些軟件各不相同，導(dǎo)致機(jī)頂盒開(kāi)發(fā)廠商在開(kāi)發(fā)不同芯片的機(jī)頂盒軟件時(shí)不得不分成多個(gè)項(xiàng)目組，而且各個(gè)項(xiàng)目組的軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)成果大部分都不能互相繼承，造成很大的人力和時(shí)間的浪費(fèi)。那么，有沒(méi)有辦法能夠縮短軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間呢？
我們可以參考一下PC機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)。PC機(jī)的主機(jī)和外部設(shè)備比機(jī)頂盒的硬件多得多也復(fù)雜得多，但PC機(jī)上面的應(yīng)用軟件卻具有廣泛的通用性以及設(shè)備無(wú)關(guān)性。這得益于PC機(jī)基礎(chǔ)軟件（如操作系統(tǒng)）良好的分層和架構(gòu)設(shè)計(jì)。進(jìn)而言之，只要我們能構(gòu)建一個(gè)具有良好分層和架構(gòu)設(shè)計(jì)的機(jī)頂盒基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，那么在這個(gè)基礎(chǔ)軟件之上的應(yīng)用開(kāi)發(fā)就能夠?qū)崿F(xiàn)硬件無(wú)關(guān)性，從而具有廣泛的適用性，同時(shí)也能夠大大減少軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的工作量。
2 數(shù)字有線機(jī)頂盒的硬件結(jié)構(gòu)
無(wú)論是哪家芯片廠商提供的機(jī)頂盒方案，硬件總體上具有大致相同的架構(gòu)，如圖1所示。
一般而言，機(jī)頂盒硬件的各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)程序由芯片廠商提供的API實(shí)現(xiàn)。然而，如果在基礎(chǔ)軟件內(nèi)部直接調(diào)用這些API函數(shù)的話，會(huì)造成一些比較嚴(yán)重的問(wèn)題。例如基礎(chǔ)軟件的移植性會(huì)很差，而且一旦API函數(shù)有變化，基礎(chǔ)軟件的維護(hù)也是很繁瑣的問(wèn)題。
為了避免這些問(wèn)題，一種方法是對(duì)API函數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的封包，但是這種方法還是有許多不便之處。另一種方法就是重新設(shè)計(jì)一個(gè)合理的軟件架構(gòu)，將硬件的驅(qū)動(dòng)程序納入全局的管理范疇。
3 軟件應(yīng)用通用平臺(tái)的架構(gòu)規(guī)劃
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的探索，我們做了一個(gè)初步的架構(gòu)規(guī)劃，如圖2。
3.1 嵌入式操作系統(tǒng)的封裝
不同的機(jī)頂盒芯片方案上運(yùn)行的是不同的嵌入式多線程操作系統(tǒng)，如os20,VxWorks,pSOS等等，而這些操作系統(tǒng)所提供的系統(tǒng)函數(shù)接口都是不相同的。對(duì)這些操作系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)接口可以按照POSIX的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行封裝，包括：
（1）線程操作接口。
（2）信號(hào)量操作接口。
（3）互斥量操作接口。
（4）消息操作接口。
3.2 文件系統(tǒng)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)
在Linux中對(duì)于各種設(shè)備都是由文件系統(tǒng)來(lái)管理，設(shè)備驅(qū)動(dòng)可以通過(guò)模塊加載的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣在應(yīng)用軟件層編寫(xiě)的軟件就可以不用了解具體的設(shè)備信息，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備無(wú)關(guān)性。
同樣，在機(jī)頂盒的軟件中，我們也可以建立一個(gè)文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)向下定義一系列的標(biāo)準(zhǔn)接口給底層的設(shè)備驅(qū)動(dòng)，這一系列標(biāo)準(zhǔn)接口就類似于計(jì)算機(jī)主板上的PCI插槽，具體的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序就通過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)插槽和文件系統(tǒng)相掛接。如果更換機(jī)頂盒芯片類型或者更改了驅(qū)動(dòng)程序，只要重新將文件系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)接口掛接新的驅(qū)動(dòng)程序就可以了。同時(shí)，文件系統(tǒng)也向上層應(yīng)用軟件提供一組標(biāo)準(zhǔn)接口，上層應(yīng)用軟件只能通過(guò)這組接口來(lái)控制底層的設(shè)備。這樣，就實(shí)現(xiàn)了上層軟件和設(shè)備的無(wú)關(guān)性。例如，上層軟件控制機(jī)頂盒中的Video和Audio設(shè)備時(shí)軟件代碼呈現(xiàn)以下的形式：
video_fd = open(VIDEO_DEV, …)；
audio_fd = open(AUDIO_DEV, …)；
write(video_fd, …)；
write(audio_fd, …)；
ioctl(video_fd, …)；
從以上代碼可以看出，各種I/O設(shè)備，通過(guò)納入文件系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，可以具有相同的操作形式。其次，對(duì)于上層的應(yīng)用軟件而言，是不需要關(guān)心Video和Audio設(shè)備的具體型號(hào)的。
3.3 圖形子系統(tǒng)
在通用平臺(tái)開(kāi)發(fā)當(dāng)中，圖形子系統(tǒng)占有非常重要的位置。目前的主流機(jī)頂盒芯片都提供了支持2D和256色的圖形顯示模塊，而且將來(lái)顯然會(huì)有更強(qiáng)大的圖形顯示模塊出現(xiàn)。這就為我們開(kāi)發(fā)多彩和生動(dòng)的圖形用戶界面提供了良好的硬件基礎(chǔ)。在軟件方面，如果構(gòu)造一個(gè)良好的嵌入式圖形子系統(tǒng)，就可以輕松的為客戶提供各種風(fēng)格的用戶界面，也可以按照客戶需求的定制不同的圖形應(yīng)用， 此外，在和第三方軟件（如中間件和CA）的配合上，也能提供穩(wěn)定的接口，使得嵌入第三方軟件的開(kāi)發(fā)進(jìn)度加快。
我們?cè)赟T Ctv100的數(shù)字電視方案上采用PEG圖形子系統(tǒng)，根據(jù)客戶的定制開(kāi)發(fā)出了非常精致的圖形用戶界面，而且開(kāi)發(fā)的速度也是非常迅速的。由于PEG圖形子系統(tǒng)是用C++代碼編寫(xiě)，所以在目前的機(jī)頂盒上執(zhí)行效率并不是很優(yōu)秀。因此，我們用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)了一個(gè)自有的圖形子系統(tǒng)，其架構(gòu)如圖3。
圖形子系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：
（1）圖形子系統(tǒng)采用類似Windows的消息驅(qū)動(dòng)方式工作。
（2）采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，提供可擴(kuò)展的控件類和控件。
（3）提供基于調(diào)色板的256色顏色控制。
（4）支持多窗口以及窗口之間的剪切。
（5）支持多種字符。
（6）支持位圖顯示。
（7）提供類似于Windows SDK的API函數(shù)，開(kāi)發(fā)者可以在PC上用Windows SDK編寫(xiě)用戶界面，稍做修改后就可移植到機(jī)頂盒軟件當(dāng)中。
（8）圖形輸出針對(duì)電視的顯示原理進(jìn)行優(yōu)化。
所有的圖形用戶界面應(yīng)用程序的編寫(xiě)都通過(guò)圖形子系統(tǒng)提供的API函數(shù)來(lái)編寫(xiě)。這樣，當(dāng)我們更換機(jī)頂盒芯片時(shí)，只需要重寫(xiě)底層的圖形驅(qū)動(dòng)程序，而上層應(yīng)用可以直接移植。
4 軟件應(yīng)用通用平臺(tái)和MHP的關(guān)系
MHP（Multimedia Home Platform）是數(shù)字交互電視系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)，它定義了數(shù)字交互應(yīng)用與運(yùn)行這些應(yīng)用的終端（如機(jī)頂盒）之間的通用接口。可以說(shuō)，MHP的出現(xiàn)，主要的目的是為了增強(qiáng)數(shù)字終端產(chǎn)品上軟件應(yīng)用的通用性。因?yàn)榛谒接兄虚g件的交互電視系統(tǒng)是相對(duì)封閉的，這必然會(huì)造成一種壟斷效應(yīng)，其一是使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和消費(fèi)者每年不得不向中間件廠商繳納昂貴的費(fèi)用，更主要的是使數(shù)字交互應(yīng)用的軟件開(kāi)發(fā)不具有廣泛通用性。MHP就是為了解決這種想象而出現(xiàn)的。
既然MHP和我們所規(guī)劃的通用平臺(tái)的目的都是為了軟件應(yīng)用的通用性，那么，兩者之間的關(guān)系是否互相沖突的呢？
我們可以分析一下MHP的機(jī)頂盒軟件結(jié)構(gòu)模型。
簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，MHP可以分成三層：資源層，系統(tǒng)軟件層，應(yīng)用層。
其中資源層包括機(jī)頂盒的硬件（CPU,MPEG解碼,內(nèi)存，I/O輸入輸出設(shè)備，圖形顯示等），驅(qū)動(dòng)程序和操作系統(tǒng)等。上層應(yīng)用通過(guò)調(diào)用這些資源得以實(shí)現(xiàn)，但是MHP標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有規(guī)定如何實(shí)現(xiàn)這些硬件和軟件資源。而我們的通用平臺(tái)所要實(shí)現(xiàn)的正是管理這些硬件和軟件資源。所以通用平臺(tái)是對(duì)MHP的一種補(bǔ)充。
同樣，通用平臺(tái)對(duì)于私有中間件也是一種補(bǔ)充。通用平臺(tái)能夠提供給私有中間件一系列的資源接口，能夠方便的集成各種私有中間件系統(tǒng)。
5 結(jié)束語(yǔ)
作為一個(gè)技術(shù)應(yīng)用方案提供商，我們意識(shí)到，隨著數(shù)字化產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的推進(jìn)，軟件在這個(gè)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中地位會(huì)越來(lái)越重要。因此，對(duì)軟件技術(shù)的研究和應(yīng)用，是我們工作中的重點(diǎn)。通過(guò)構(gòu)建穩(wěn)定的軟件平臺(tái)，提供完整易用的API接口函數(shù)和開(kāi)發(fā)工具，我們也可以讓有一定開(kāi)發(fā)能力的客戶在我們的軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，從而使客戶對(duì)于市場(chǎng)的需求變化有更快的反應(yīng)，開(kāi)發(fā)出更貼近市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。同時(shí)，我們也期望更多的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、內(nèi)容提供商和技術(shù)開(kāi)發(fā)商能和我們交流合作，共同探討機(jī)頂盒軟件的應(yīng)用和發(fā)展。
5、DVB標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻廣播技術(shù)
DVB標(biāo)準(zhǔn)有線傳輸技術(shù)即“數(shù)字視頻廣播有線傳輸技術(shù)”或“數(shù)字電視廣播有線傳輸技術(shù)”，簡(jiǎn)稱“DVB-C傳輸技術(shù)”。數(shù)字視頻廣播或數(shù)字電視廣播的概念是在20世紀(jì)80年代由歐洲率先提出的。之后，歐美國(guó)家的企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)用了近8年的時(shí)間，完成了數(shù)字視頻廣播技術(shù)的研發(fā)以及標(biāo)準(zhǔn)的制訂，并先后于1998年11月和1999年春分別開(kāi)播了數(shù)字電視。
由于我國(guó)目前沒(méi)有發(fā)展衛(wèi)星電視廣播的個(gè)體接收，人們收看電視主要是通過(guò)地面無(wú)線廣播和有線電視廣播兩種方式。在用戶群方面，接收地面電視廣播的用戶，大部分分布在農(nóng)村，這部分電視觀眾已購(gòu)置的模擬電視機(jī)，要全部增加數(shù)字視頻廣播終端設(shè)備變?yōu)閿?shù)字電視接收機(jī)還有一個(gè)過(guò)程，而龐大的有線電視用戶大部分為城市人口，對(duì)數(shù)字視頻廣播的需求較強(qiáng)。在節(jié)目源方面，有線數(shù)字視頻廣播除少量自辦節(jié)目外，大多數(shù)為中央電視臺(tái)和各省(市)電視臺(tái)的衛(wèi)星數(shù)字電視信號(hào)，這是一種采用MPEG-2壓縮編碼技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)清晰度的數(shù)字電視信號(hào)，如果有線電視臺(tái)將前端設(shè)備稍加改造，便可將這種數(shù)字電視信號(hào)直接傳送給用戶。在市場(chǎng)方面，國(guó)際有線數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)基本統(tǒng)—一在DVB-C標(biāo)準(zhǔn)之下，發(fā)展有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)的不確定性要小很多，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)也小。在技術(shù)方面，有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力、頻譜利用率等的要求較低，技術(shù)難度和設(shè)備的復(fù)雜性也相對(duì)較低。在系統(tǒng)投資方面，在已經(jīng)建成的有線電視網(wǎng)上播出數(shù)字節(jié)目增加的系統(tǒng)設(shè)備投資要少于同樣的地面廣播。因此，我國(guó)電視廣播的數(shù)字化將從有線數(shù)字電視廣播開(kāi)始。2001年國(guó)家廣電總局已頒布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《有線數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制規(guī)范》，該標(biāo)準(zhǔn)等同于DVB-C標(biāo)準(zhǔn)。
DVB標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻5-播技術(shù)
DVB標(biāo)準(zhǔn)提供了一套完整的、適用于不同媒介的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)規(guī)范。DVB選定ISO／IEC MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)作為音頻及視頻的編碼壓縮方式，對(duì)信源編碼進(jìn)行了統(tǒng)一，隨后對(duì)MPEG-2碼流進(jìn)行打包形成傳輸流(TS)，進(jìn)行多個(gè)傳輸流復(fù)用，最后通過(guò)衛(wèi)星、有線電視及開(kāi)路電視等不同媒介傳輸方式進(jìn)行傳輸。
1.DVB標(biāo)準(zhǔn)的核心
DVB標(biāo)準(zhǔn)的核心主要包括以下幾方面：
●系統(tǒng)采用MPEG壓縮的音頻、視頻及數(shù)據(jù)格式作為數(shù)據(jù)源。
●系統(tǒng)采用公共MPEG-2傳輸流(TS)復(fù)用方式。
●系統(tǒng)采用公共的用于描述廣播節(jié)目的系統(tǒng)業(yè)務(wù)信息(S1)。
●系統(tǒng)的第一級(jí)信道編碼采用R-S前向糾錯(cuò)編碼保護(hù)。
●調(diào)制與其它附屬的信道編碼方式，由不同的傳輸媒介來(lái)確定。
●使用通用的加擾方式以及有條件接收界面。
2.DVB音頻特點(diǎn)
DVB系統(tǒng)的音頻編碼使用MPEG-1 LayerⅡ(第二層)音頻編碼，也稱做MUSICAM。音頻的MPEG-1LayerⅡ編碼壓縮系統(tǒng)利用了聲音的低聲音頻譜掩蔽效應(yīng)，這一人體生理學(xué)效應(yīng)允許我們對(duì)于人耳不太敏感的頻率進(jìn)行低碼率編碼，這一技術(shù)的采用可以大大地降低音頻編碼速率。MPEG-1LayerⅡ音頻編碼可用于單音、立體聲、環(huán)繞聲和多路多語(yǔ)言聲音的編碼。
3. DVB視頻特點(diǎn)
對(duì)于視頻，國(guó)際上采用標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-2壓縮編碼，MPEG-2視頻編碼系統(tǒng)由一個(gè)大家族構(gòu)成，每一個(gè)系統(tǒng)之間都有兼容性和共同性，根據(jù)圖像清晰度的不同，它分成四種信源格式或稱“級(jí)”(LEVEL)，從錄像帶(VCR)的低圖像清晰度，到高清晰度電視。除了根據(jù)圖像 清晰度定義的“級(jí)”以外，DVB視頻標(biāo)準(zhǔn)還定義了“類”(PROFILE)的概念，每一個(gè)不同的“類”能夠提供構(gòu)成編碼系統(tǒng)的壓縮工具和壓縮算法。
1.1 “類”(Profile)
目前在MPEG-2系統(tǒng)中存在5個(gè)“類”。在“類”中存在兩種圖像取樣方式，即：4：2：2和4：2：0格式。
“類”的最初級(jí)叫做簡(jiǎn)單類(SimpleProfile)、隨后是主類(MainProfile)、信噪比可分級(jí)
類(SnrscalableProfile)、及空間頻譜可分級(jí)類(SpaciallScalableProfile)，最后為高級(jí)“類”(HighProfile)。
2.2 “級(jí)”(Level)
根據(jù)圖像節(jié)目源清晰度由低到高的不同，DVBMPEG-2標(biāo)準(zhǔn)分成4個(gè)“級(jí)”：最初為低級(jí)(LowLevel)，隨后是主級(jí)(MainLevel)、1440高級(jí)(HiZh-1440Level)和高級(jí)(HighLevel)，高級(jí)采用了更高的每行1920的取樣方法。
目前在世界上最常用的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)是MP@ML，即；MAINPROFILE@MAINLEVEL(主類／主級(jí))，它是第一代數(shù)字有線電視和數(shù)字衛(wèi)星電視的基礎(chǔ)，節(jié)目提供者可以提供625線質(zhì)量的節(jié)目，圖像的長(zhǎng)寬比可以是4：3或16：9，至于碼流率，它是由節(jié)目提供者根據(jù)節(jié)目質(zhì)量宋選定的，圖像質(zhì)量越高，所需碼流率越高，反之則越低。
4. MPEG-2碼流復(fù)用及業(yè)務(wù)信息
音視頻及數(shù)字信號(hào)首先經(jīng)過(guò)MPEG-2編碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，通過(guò)節(jié)目復(fù)用器形成基本碼流(ES)，基本碼流經(jīng)過(guò)打包后形成有包頭的基本碼流(PES)。代表不同音頻、視頻信號(hào)的PES碼流被送入傳輸復(fù)用器進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)用，復(fù)用后的碼流叫做傳輸流(TS)，傳輸流中包括多個(gè)節(jié)目源的不同信號(hào)。為了區(qū)分這些信號(hào)，在系統(tǒng)復(fù)用器上需要加入業(yè)務(wù)信息(S1)，使接收端可以識(shí)別不同的節(jié)目。
每個(gè)傳輸碼流數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度定義為188個(gè)字節(jié)長(zhǎng)。每個(gè)傳輸流數(shù)據(jù)包的前4個(gè)字節(jié)為包頭(Header)，包頭后面就是需要傳送的有用信息，包括音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息，通常是184個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度，有時(shí)在有用信息(UsefullData)中插入一段適配區(qū)域(Adaptation Field)，用于補(bǔ)充長(zhǎng)度不完整的傳輸流，放置解碼時(shí)鐘(PCR)。傳輸流的包頭是識(shí)別傳輸流的關(guān)鍵，大小為32位。
在包頭的32位數(shù)據(jù)中，長(zhǎng)度為13位的PID碼特別重要，它是辨別碼流信息性質(zhì)的關(guān)鍵，是節(jié)目信息的“身份證”，不同的電視節(jié)目和業(yè)務(wù)信息(S1)對(duì)應(yīng)有不同的PID碼。對(duì)于一臺(tái)解碼接收機(jī)而言，為了找到它所要接收的電視節(jié)目，它首先會(huì)通過(guò)PID碼找到業(yè)務(wù)信息(S1)所對(duì)應(yīng)的不同表格(Table)，然后通過(guò)這些業(yè)務(wù)信息表格查到所要接收節(jié)目的PID碼和對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘PCR，將節(jié)目進(jìn)行還原。
除PSI(ProgramSpecificlnformation)節(jié)目說(shuō)明信息外，業(yè)務(wù)信息(S1)主要包含：
●節(jié)目業(yè)務(wù)群關(guān)聯(lián)表BAT(Bouquet Association Table)
●網(wǎng)絡(luò)信息表NIT(Networklnformatio Table)
●節(jié)目業(yè)務(wù)描述表SDT(Service Description Table)
●節(jié)目段信息表EIT(Event lnformation Table)
●運(yùn)行狀態(tài)表RST(Running Status Table)
●時(shí)間及日期表TDT(Time and Date Table)
●時(shí)間偏移表TOT(Time Offset Table)
●填充表ST(Stuffing Table)
●節(jié)目關(guān)聯(lián)表PAT(Program Allocation Table)
●有條件接收表CAT(Conditional Access Table)
●節(jié)目映射表PMT(Program Map Table)
