1、有線(xiàn)電視數字機頂盒與視頻點(diǎn)播
2、基于DVB-SI的數字有線(xiàn)電視機頂盒節目指南的設計實(shí)現
3、關(guān)于數字電視機頂盒的八個(gè)問(wèn)題
4、構建數字有線(xiàn)機頂盒軟件應用通用平臺
5、DVB標準數字視頻廣播技術(shù)
1、有線(xiàn)電視數字機頂盒與視頻點(diǎn)播
本文分為兩部分：第一部分簡(jiǎn)要介紹了數字機頂盒的原理級基本功能；第二部分介紹了數字機頂盒的關(guān)鍵技術(shù)和VOD點(diǎn)播系統。
一 有線(xiàn)電視數字機頂盒的基本原理
從廣義上說(shuō)，凡是與電視機連接的網(wǎng)絡(luò )終端設備都可稱(chēng)為機頂盒(STB)。從狹義上說(shuō)，我們可以將模擬設備排除在外，按主要功能將機頂盒分為上網(wǎng)機頂盒、數字衛星綜合接收解碼器、數字地面機頂盒以及有線(xiàn)電視數字機頂盒。
上網(wǎng)機頂盒是利用電話(huà)網(wǎng)絡(luò )做為傳輸平臺，利用電視機做為顯示平臺，實(shí)現Internet接入功能的設備。因此，可以將其看成是一種非PC類(lèi)的互聯(lián)網(wǎng)接入設備。數字衛星機頂盒、數字地面機頂盒與數字有線(xiàn)電視機頂盒的基本原理相同，只是信號傳輸平臺不同。有線(xiàn)電視數字機頂盒用于全電纜網(wǎng)絡(luò )或光纖/同軸混合網(wǎng)。
2、基于DVB-SI的數字有線(xiàn)電視機頂盒節目指南的設計實(shí)現
摘要 本文介紹了電子節目指南信息的構成以及MPEG-2 PSI和DVB-SI信息規范，提出了一種EPG信息的存儲結構和節目數據庫的生成方案，并據此講述了如何在數字有線(xiàn)電視機頂盒中生成電子節目指南EPG。
關(guān)鍵詞 機頂盒 MPEG-2 PSI節目專(zhuān)用信息 DVB-SI業(yè)務(wù)信息 電子節目指南
1 引言
目前數字電視已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，與數字電視相關(guān)的業(yè)務(wù)也將大幅度增長(cháng)。當節目運營(yíng)商將大量的節目信息通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )提供給用戶(hù)，用戶(hù)在欣賞高質(zhì)量節目源的同時(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。電子節目指南（EPG，Electronic Program Guide）正是為了方便用戶(hù)對信息的獲取而制作的運行于用戶(hù)端綜合接收解碼器（IRD，Integrated Receiver Decoder）的應用程序，它通過(guò)電視屏幕向用戶(hù)提供由文字、圖形、圖像組成的人機交互界面，負責電視節目和各種業(yè)務(wù)的導航[1]。用戶(hù)通過(guò)電子節目指南，能夠了解到節目的相關(guān)信息（包括節目時(shí)間、播放時(shí)間、內容梗概等），并且實(shí)現對節目的快速檢索和訪(fǎng)問(wèn)。
EPG的形成依賴(lài)于節目播出前端將符合DVB（Digital Video Broadcasting）標準的業(yè)務(wù)信息（SI，Service Information）插入到承載節目信息的傳送流（TS，Transport Stream）中，這些SI信息攜帶了EPG所需的全部數據。
2 電子節目指南信息的組成和傳輸
電子節目指南信息（以下簡(jiǎn)稱(chēng)EPG信息）由兩部分組成：基本EPG信息和擴展EPG信息。
基本EPG信息是指完全可以用《數字廣播業(yè)務(wù)信息規范（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。
擴展EPG信息是指在基本EPG信息之外，通過(guò)數據輪播傳遞的EPG信息，這些信息的入口采用EPG映射表EMT進(jìn)行描述，信息的內容被封裝成具有多級目錄結構的文件系統，稱(chēng)為擴展EPG內容信息（XECI）。
一個(gè)EPG系統至少應該包括基本EPG信息[ 2 ]。
本文也僅就基本EPG信息進(jìn)行論述。
“數據廣播業(yè)務(wù)信息規范”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)法結構，這些信息符合GB/T 17975.1定義的專(zhuān)用段語(yǔ)法結構。段可直接映射到TS包中。段可能起始于TS包有效負載的起始處，但這并不是必須的，因為T(mén)S包有效負載的第一個(gè)段的起始位置是由pointer_field字段指定的[ 3 ]。
3 MPEG-2 PSI節目專(zhuān)用信息與DVB-SI信息簡(jiǎn)介
在數字電視中，所有的音、視頻信號和數據信息經(jīng)過(guò)編碼后，在進(jìn)入傳輸系統前，必須按照MPEG-2標準打包，形成固定長(cháng)度的TS包，包長(cháng)為188字節或204字節。對于這些長(cháng)度相同的包，如果沒(méi)有引導信息，IRD是無(wú)法找到所需要的碼流的。為此在MPEG-2標準中專(zhuān)門(mén)定義了節目專(zhuān)用信息（PSI，Program Specification Information），其作用在于自動(dòng)設置和引導IRD進(jìn)行解碼[ 4 ]。
PSI信息由以下四種表組成： （1）節目關(guān)聯(lián)表PAT; （2）節目映射表PMT; （3）網(wǎng)絡(luò )信息表NIT; （4）條件訪(fǎng)問(wèn)表CAT。
在實(shí)際應用中，解碼器IRD要對某一路特定碼流進(jìn)行解碼時(shí)，首先要找到PAT表，根據PAT表找到所需的節目及該節目對應的PMT表的PID。PMT表中可能包含多個(gè)數字碼流，每個(gè)碼流都有一個(gè)唯一的PID與之對應。如果要解碼的是視頻碼流，則在PMT表中找到video PID值，再從TS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)節目組成和相互關(guān)系的信息，從而使得接收端IRD可以對多路傳輸流進(jìn)行解析，但是這些信息在實(shí)際應用中仍顯得不夠，它不能提供節目的名稱(chēng)、節目的開(kāi)始時(shí)間、持續時(shí)間及節目的附加信息等。為此在DVB中擴展定義了SI業(yè)務(wù)信息。PSI信息基本上都是與現行流（AS，Actual Stream）相關(guān)的，而SI信息則可以包括不在現行流中的一些業(yè)務(wù)和事件信息，從而允許用戶(hù)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（用于唯一標識descriptor的類(lèi)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 系統介紹
本EPG系統是在STMicroelectronic公司所提供的機頂盒開(kāi)發(fā)方案上實(shí)施的，其主控制芯片采用STi5518，內部集成有32位主CPU、專(zhuān)用DVB傳輸流解復用和解擾模塊、MEPG-2音、視頻解碼單元、數字視頻編碼器及各種接口等。與之配套的軟件開(kāi)發(fā)平臺選用的也是該公司開(kāi)發(fā)的STLite/OS20嵌入式操作系統，支持多任務(wù)、存儲器管理、進(jìn)程調度、定時(shí)器管理等實(shí)時(shí)特性。該系統能實(shí)時(shí)接收用戶(hù)通過(guò)遙控按鍵或前面板觸發(fā)的交互信號，實(shí)現節目基本信息的瀏覽、節目列表的生成、節目之間的跳轉以及節目預告信息的查詢(xún)等。
5 系統設計及實(shí)現
5.1 EPG信息的存儲結構
TS流里攜帶的EPG數據信息通過(guò)IRD接收以后都以樹(shù)狀鏈表的結構存儲在PROG_INFO_STRUCT和TRANSPONDER_INFO_STRUCT這樣兩個(gè)結構中。
在本機頂盒有關(guān)節目操作的各項功能中，絕大部分都與節目數據庫有關(guān)，比如自動(dòng)節目搜索時(shí)，需要建立節目數據庫，并為搜索到的節目在數據庫中建立相應的數據單元，用于存儲該節目的各種信息；在切換節目時(shí)，需要根據不同節目中音、視頻數據的PID值從而選擇不同的碼流進(jìn)行音、視頻解碼等。
節目數據庫主要來(lái)自PSI表的內容。
在具體的軟件實(shí)現過(guò)程中，節目數據庫的建立主要通過(guò)ParsePAT（）、ParsePMT（）兩個(gè)函數來(lái)實(shí)現。ParsePAT（）函數調用的結果是得到有線(xiàn)傳輸系統中不同的節目PID，而ParsePMT則獲取各個(gè)節目中音、視頻碼流的PID值。
5.2 節目跳轉的實(shí)現
系統響應用戶(hù)在不同節目之間的切換時(shí)，需要將用戶(hù)選定節目的音、視頻碼流從復用的多路節目碼流中提取出來(lái)并分別送到音、視頻解碼器進(jìn)行解碼。它依賴(lài)于硬件可編程傳輸接口（PTI，Programmable Transport Interface）來(lái)實(shí)現。在系統生成的節目數據庫結構中的stProgNo變量存儲有轉發(fā)器號TransponderId及節目的音、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。（這里的事件相當于傳統意義上的節目，而業(yè)務(wù)則指的是提供節目源的某個(gè)電視臺，如業(yè)務(wù)“中央電視臺-1”的事件“新聞聯(lián)播”。）EIT包含兩種不同類(lèi)型的表，分別為EIT present/following（簡(jiǎn)稱(chēng)EIT p/f）和EIT Schedule（EIT-S）。EIT p/f給出了指定業(yè)務(wù)中當前和后一個(gè)事件的信息，而EIT-S則包含一周內或更長(cháng)時(shí)間的節目預告信息。任何構成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(chēng)、事件開(kāi)始時(shí)間、持續時(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)描述當前（present）和后續（following）信息，其中的section number為0 的用來(lái)描述當前事件，而section number為1的section則用來(lái)描述后續事件。
在節目信息結構PROG_INFO_STRUCT中，定義了EVENT_INFO_BASIC類(lèi)型的二維數組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(chēng)、事件的開(kāi)始時(shí)間、事件的持續時(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）的格式并以16進(jìn)制的形式給出的。在MJD+UTC和local MJD+local time之間的轉換可參照GY/Z174-2001來(lái)進(jìn)行。如TS流里的數據為0xCE1F 0056 0001 0600，則轉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，持續時(shí)間為01：06：00。
而事件的名稱(chēng)則通過(guò)解析描述符short_event_descriptor來(lái)實(shí)現。并將得到的信息存儲在event_info_database結構中。
所有解析得到的信息最終都將存儲在節目數據庫中，提供給顯示模塊直接調用。
6 結束語(yǔ)
真正完整意義上的EPG的功能是十分強大的，它不僅能提供節目表單和當前節目播放等基本功能，還可提供節目預定和家長(cháng)分級控制等高級功能。本文從實(shí)用的角度給出了一個(gè)基本EPG系統的實(shí)現方案。另外我們也實(shí)現了EPG交互式應用中的SI增值業(yè)務(wù)如天氣預報、新聞、股票數據等的接收，以菜單觸發(fā)的形式提供給用戶(hù)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)于數字電視機頂盒的八個(gè)問(wèn)題
在數字有線(xiàn)電視廣播DVB-C平臺中，數字電視機頂盒(Set Top Box，STB)是技術(shù)與營(yíng)運問(wèn)題最集中的關(guān)鍵，同時(shí)機頂盒也是系統資金投入量與風(fēng)險最大的部分。本文將圍繞數字電視機頂盒的8個(gè)核心問(wèn)題展開(kāi)討論。
數字高清晰度電視(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)中頂級質(zhì)量的電影。凡是觀(guān)看過(guò)數字高清晰度電視演示的人們，都會(huì )深信HDTV是每一個(gè)家庭在數字信息時(shí)代所應該擁有的、真正的“家庭影院”。目前，國內數字電視的發(fā)展還處于起步階段，數字衛星電視廣播已采用DVB-S; 數字有線(xiàn)電視廣播已采用DVB-C標準(行業(yè)標準); 數字地面電視廣播標準制定工作正在進(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)省市的數字有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )試驗播出，數字有線(xiàn)電視將在國內率先投入商業(yè)營(yíng)運。在數字有線(xiàn)電視廣播DVB-C平臺中，數字電視機頂盒(Set Top Box，STB)是技術(shù)與營(yíng)運問(wèn)題最集中的關(guān)鍵，同時(shí)機頂盒也是系統資金投入量與風(fēng)險最大的部分。下面將圍繞數字電視機頂盒的8個(gè)核心問(wèn)題展開(kāi)討論。
問(wèn)題一: 數字電視機頂盒的市場(chǎng)潛力有多大？
中國正形成一個(gè)寬帶通訊產(chǎn)品的巨大消費市場(chǎng)，截至目前:
●中國已擁有超過(guò)3.4億的電視機，居世界首位;
●中國已擁有超過(guò)9000萬(wàn)的有線(xiàn)電視用戶(hù)，并且以每年600萬(wàn)的速度在增加;
●中國已擁有超過(guò)3000萬(wàn)的英特網(wǎng)用戶(hù)、并且用戶(hù)數目每年以200%以上的速度在增加，中國家庭的PC擁有量已超過(guò)200萬(wàn)，年增長(cháng)率超過(guò)100%;
鑒于中國目前VCD和DVD產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展，可以預見(jiàn)，一旦市場(chǎng)啟動(dòng)，Cable Modem、寬帶網(wǎng)絡(luò )、數字電視都將獲得高速發(fā)展。
由于自身市場(chǎng)巨大，中國無(wú)意采用其它國家的標準(地面廣播)，這樣可以避免支付高昂的知識產(chǎn)權方面的費用，并且有助于國內公司爭得盡可能多的市場(chǎng)份額。中國盡力制定自己的標準，這些標準包括地面HDTV、有條件接收、衛星傳輸，所有這些標準的實(shí)現都需要專(zhuān)用集成電路。由于缺少先進(jìn)的信號處理技術(shù)和高素質(zhì)的芯片設計人員，至今這些產(chǎn)品都依賴(lài)進(jìn)口。由于國內數字電視及寬帶產(chǎn)品市場(chǎng)的巨大發(fā)展以及本身芯片供應的不足，中國迫切需要能有國內公司推出符合自己標準的IC產(chǎn)品。
問(wèn)題二: 為什么國內的有線(xiàn)數字電視廣播還沒(méi)有大規模投入營(yíng)運？
國內的數字電視廣播大規模投入營(yíng)運必須具備以下條件:
●網(wǎng)絡(luò )營(yíng)運商完成網(wǎng)絡(luò )基礎設施和數字電視廣播系統平臺的構建。
●“內容為王” ——必須有大量的專(zhuān)業(yè)數字頻道，比如: VOD，交互式電視節目，數據廣播，信息，交互式網(wǎng)絡(luò )游戲，電子商務(wù)等等。專(zhuān)業(yè)數字頻道的制作與播出很大程度上取決于國家的政策及節目供應商的行為。
●國內觀(guān)眾對專(zhuān)業(yè)數字頻道感興趣的程度。專(zhuān)業(yè)數字頻道能否真正體現出數字電視較模擬電視的優(yōu)勢。
●國內觀(guān)眾所能夠接受的收視費及機頂盒的價(jià)格(最終用戶(hù)購買(mǎi)價(jià)格)。收視費的多少又取決于: 國家的政策、數字電視系統的成本(其中主要是機頂盒的成本)、專(zhuān)業(yè)數字頻道的制作成本、其他營(yíng)運相關(guān)成本等等。
●國家制定出一系列完備的與數字電視相關(guān)的技術(shù)標準與規范，例如: 中間件標準、機頂盒標準、條件接收標準、交互式電視節目規范、數據廣播規范等等。
現在，因為以上條件還不完全具備，所以國內的有線(xiàn)數字電視廣播大規模投入營(yíng)運大約還有兩年時(shí)間。
問(wèn)題三: 如何定義三代數字電視機頂盒？
數字電視系統的成功運營(yíng)離不開(kāi)機頂盒。機頂盒中需要集成 CA和中間件，即CA和中間件廠(chǎng)家不僅通過(guò)收取相關(guān)的軟件費用，也會(huì )通過(guò)機頂盒的使用收取一定的費用。而且在整個(gè)系統運營(yíng)中，機頂盒費用是最大的。
根據機頂盒的體系結構——軟件及硬件配置，可以將機頂盒劃分為三代(種):
(1)第一代機頂盒: 配置電子節目指南EPG，簡(jiǎn)單的應用，無(wú)中間件，有或無(wú)條件接收系統，一般無(wú)回傳信道。所有應用程序都是基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統編制。
(2)第二代機頂盒: 配置電子節目指南EPG，交互式的應用，中間件，條件接收系統，有或無(wú)回傳信道。應用程序都是基于中間件編制。
(3)第三代機頂盒: 配置電子節目指南EPG，高級交互式的應用，全開(kāi)放的 MHP中間件，條件接收系統，有或無(wú)回傳信道。應用程序都是基于MHP中間件及JAVA語(yǔ)言編制。
問(wèn)題四：如何進(jìn)行有線(xiàn)數字電視機頂盒的選型？
在整個(gè)數字有線(xiàn)電視系統中，機頂盒作為用戶(hù)端產(chǎn)品，數量多，投資大，因此占有重要地位。以下是在選擇機頂盒時(shí)的一些考慮。
特殊性
說(shuō)它特殊是因為雖然它在整個(gè)數字有線(xiàn)電視系統的投資中所占比例最大，但在中間件和 CA系統選定以后，機頂盒的選擇變數并不大(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的選擇那樣具有戰略性意義，也不是一次性的。
另外，機頂盒不同于像電視機這樣的普通家電產(chǎn)品。電視機可以把平面直角、大屏幕或畫(huà)中畫(huà)作為賣(mài)點(diǎn)，而機頂盒的賣(mài)點(diǎn)是表現出來(lái)的服務(wù)。這就是為什么國外數字電視網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商通常是免費向用戶(hù)提供機頂盒的原因。
目前，國內的家電生產(chǎn)商還沒(méi)有大舉進(jìn)入數字電視領(lǐng)域，這只是因為數字電視市場(chǎng)在中國還沒(méi)有真正啟動(dòng)。圈內活躍的主要是一些國外產(chǎn)品供應商和國內的集成商。從美國和歐洲數字電視的營(yíng)運經(jīng)驗看，機頂盒供應商的最后贏(yíng)家將是國內的家電生產(chǎn)巨頭們。
項目進(jìn)程與首批機頂盒的選擇: CA 的集成時(shí)間大約為半年。這就意味著(zhù)，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，由于項目啟動(dòng)所需的機頂盒數量并不多，所以?xún)r(jià)格不應成為選擇這批機頂盒首先考慮的因素。
價(jià)格
隨著(zhù)項目的進(jìn)行，機頂盒需求量的增加，價(jià)格將變得越來(lái)越敏感。我們也采取相應措施以獲得最優(yōu)的價(jià)格。
機頂盒價(jià)格幾乎是數字電視運營(yíng)成功與失敗的首要原因。 不論是進(jìn)口還是國產(chǎn)，機頂盒的價(jià)格取決于硬件設置及先進(jìn)設計。硬件設置受限于中間件的要求，硬件設置越低，價(jià)格越低；而先進(jìn)設計取決于從設計到生產(chǎn)的時(shí)間，時(shí)間越長(cháng)，設計越落后，所以?xún)r(jià)格越高。
例如，從對硬件設置要求而言，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的基本交互平臺是所有交互電視中間件平臺中對硬件要求較低的平臺。
更多的提供商
引入更多的機頂盒提供商，以增強競爭。當然，如果提供商太多，反而得不到很好的批量?jì)r(jià)格，而且不利于我們對機頂盒的管理。因此，最終的機頂盒提供商的數目不應超過(guò)3家。
廠(chǎng)家的技術(shù)實(shí)力
機頂盒提供商雄厚的技術(shù)實(shí)力將決定能否保證項目的啟動(dòng)時(shí)間，能否在運營(yíng)中和系統升級時(shí)提供有力的技術(shù)支持。特別是考慮到機頂盒的發(fā)展方向( PVR，HDD，MHP等)，廠(chǎng)商必須有足夠的技術(shù)儲備，不斷地跟蹤國際的技術(shù)動(dòng)向，有力地配合我們進(jìn)行技術(shù)升級。
問(wèn)題五: 為什么必須采用數字電視軟件平臺——中間件？
數字電視軟件平臺——中間件(Middleware)尚無(wú)統一的定義和標準。美國“大聯(lián)盟”ATSC系統提出數字電視應用軟件環(huán)境DASE標準; 歐洲DVB系統提出多媒體家用平臺MHP標準。美國SUN公司正在積極推廣其Java平臺進(jìn)入電視、機頂盒、有線(xiàn)電視領(lǐng)域，并提出基于Java 2 Micro Edition(消費電子、嵌入式系統)的Java TV API標準。中國HDTV功能樣機系統的研制成功，使我國成為繼美國、歐洲等國之后世界上第四個(gè)擁有自制數字高清晰度電視地面廣播傳輸完整系統的國家; 實(shí)現了數字電視系統關(guān)鍵技術(shù)上的重大突破。但是，目前軟件平臺還是采用國外產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)具有中國特色的、通用的接收機軟件平臺是中國數字電視開(kāi)發(fā)的戰略重點(diǎn)！
我國數字電視業(yè)務(wù)的開(kāi)展與國外相比，歷史還很短，我國的有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商應該吸取國外的經(jīng)驗和教訓，選擇世界上真正先進(jìn)的技術(shù)。作為數字交互業(yè)務(wù)的基礎平臺，中間件的選擇至關(guān)重要。
中間件指居于數字電視機頂盒內部實(shí)時(shí)操作系統與應用程序中間的軟件部分，它以應用程序接口A(yíng)PI的形式存在，整個(gè)API集合被存儲在機頂盒的閃存Flash中。
節目服務(wù)商將各種服務(wù)項目以應用程序的形式通過(guò)傳輸信道(例如寬帶多媒體數據網(wǎng)，有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò ))發(fā)布(例如電子節目指南EPG)，用戶(hù)打開(kāi)電視機通過(guò)機頂盒瀏覽。用戶(hù)的需求信息(例如視頻點(diǎn)播VOD)通過(guò)上傳信道(例如電話(huà)線(xiàn)Modem，或有線(xiàn)電視電纜)傳輸到視頻服務(wù)器，并根據請求選擇相應的服務(wù)項目以應用程序的形式通過(guò)傳輸信道下載到用戶(hù)終端機頂盒的閃存Flash中。應用程序調用機頂盒Flash內的中間件所包含的API，執行應用程序，完成用戶(hù)請求的功能。
中間件的目的是使機頂盒基本的和通用的功能以應用程序接口A(yíng)PI的形式提供給機頂盒生產(chǎn)廠(chǎng)
家，以實(shí)現數字電視交互式功能的標準化，同時(shí)使服務(wù)項目(以應用程序的形式通過(guò)傳輸信道)下載到用戶(hù)終端機頂盒的數據量減小到最低限度。中間件產(chǎn)品一般由非節目提供商和機頂盒廠(chǎng)家的第三方提供，對于使節目提供商制作節目和廠(chǎng)家生產(chǎn)機頂盒的進(jìn)一步簡(jiǎn)化和標準化都是非常有利的。這正是知識經(jīng)濟時(shí)代市場(chǎng)更加細分的具體表現。
問(wèn)題六: 數字電視接收機中間件的發(fā)展狀況如何？
隨著(zhù)數字電視市場(chǎng)的不斷發(fā)展，節目開(kāi)發(fā)商正在尋求一種多功能、經(jīng)濟而且可靠的軟件平臺，建立新一代的交互電視服務(wù)，使數字電視交互應用也能像Java語(yǔ)言，可在各式各樣不同種機器、不同種操作平臺的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中開(kāi)發(fā)應用節目軟件——“一次編譯，到處運行”。如: 電子節目導視，視頻點(diǎn)播及高質(zhì)量的廣播服務(wù)。
以SUN微系統公司Java TV API規范為基礎，歐洲DVB組織首先提出家用多媒體數據平臺MHP規范。MHP 成為世界上第一個(gè)數字電視接收機軟件平臺——中間件規范。
美國ATSC的T3/S17專(zhuān)家組正在進(jìn)行向消費者遞送數據廣播與交互業(yè)務(wù)的DTV接收機內軟件環(huán)境的標準化，稱(chēng)為DTV應用軟件環(huán)境(DASE)。在ISBT’99會(huì )議上，飛利浦公司著(zhù)重介紹了DASE的要點(diǎn)及實(shí)現的DASE測試樣版。
高級電視增強論壇(ATVEF，1988年成立)已有約60家公司參加，以實(shí)施ATVEF的內容規范。創(chuàng )立ATVEF的公司中有一半以上與電視節目直接有關(guān)，包括NBC、PBS、華納兄弟公司等，主要的傳輸公司包括有線(xiàn)電視研究所(CableLabs)、DirecTV與TCI，以及計算機廠(chǎng)商英特爾、微軟與消費電子廠(chǎng)商索尼等。ATVEF的目標是在實(shí)現交互電視時(shí)有共同的規范，并能支持所有的電視環(huán)境(模擬或數字、有線(xiàn)、衛星或地面廣播)，這一規范要盡量利用現有的內容格式，主要是因特網(wǎng)與萬(wàn)維網(wǎng)。
2002年1月3日，美國CableLabs宣布完成有線(xiàn)數字電視的中間件標準: OCAP1.0(OpenCable Application Platform)。OCAP1.0很大程度上基于MHP標準，這為全球性交換應用和內容交互操作性的實(shí)現提供了基礎。OCAP的特點(diǎn)是基于Java技術(shù)的驅動(dòng)引擎(Execution Engine，EE)。OCAP是一個(gè)應用界面標準，包括所有應用程序接口A(yíng)PI、內容和數據格式、應用層面的各種協(xié)議等，在其上開(kāi)發(fā)的應用，可以在符合OpenCable的主機上運行。
目前，世界上流行的數字電視軟件平臺主要有: OpenTV；Liberate；Microsoft TV；CANAL+ MediaHighway；NDS和DAVID。
問(wèn)題七: 電視網(wǎng)絡(luò )在設計數字交互業(yè)務(wù)時(shí)應注意的問(wèn)題？
2001年5月24日，國家廣播電影電視總局發(fā)布了《有線(xiàn)數字電視廣播信道編碼與調制規范》GY/T170-2001 equ ITU-TJ.83。今年，中國的有線(xiàn)數字電視廣播開(kāi)始啟動(dòng)。
由于對國外中間件應用狀況的不了解，我國的網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商在需用中間件的時(shí)候，往往缺乏有效數據來(lái)評價(jià)中間件的作用并做出選擇。以下是筆者個(gè)人針對有線(xiàn)數字電視網(wǎng)絡(luò )DVB-C系統集成的一些看法。
對于數字付費電視項目，中國網(wǎng)絡(luò )營(yíng)運商的基本需求應該是:
●CA: 符合DVB標準、能夠支持同密和多用戶(hù)管理系統、支持機—卡配對、支持多運營(yíng)商、支持多種尋址方式;
●中間件: 能夠下載升級、支持中文、有足夠機頂盒支持、有足夠的系統支持;
●應用軟件: 應用程序價(jià)格低、能夠下載升級。
可以從三個(gè)方面來(lái)剖析和對比中間件主流產(chǎn)品OpenTV和Canal+: 先進(jìn)性、可行性、開(kāi)放性。
4、構建數字有線(xiàn)機頂盒軟件應用通用平臺
1 前言
中國數字電視產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的加快，無(wú)疑會(huì )催生無(wú)數巨大的商機。數字有線(xiàn)機頂盒作為數字電視產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)，其研發(fā)和應用也成了我們關(guān)注的焦點(diǎn)。
通過(guò)分析中國的數字有線(xiàn)機頂盒市場(chǎng)狀況和數字有線(xiàn)機頂盒的組成結構，我們發(fā)現在一個(gè)機頂盒產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程當中，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）中國的市場(chǎng)環(huán)境復雜，市場(chǎng)細分成為很多個(gè)區域，每個(gè)區域的運營(yíng)商都有自己的特殊要求：比如需求的產(chǎn)品等級不同，采用的CA不同，提供的增值服務(wù)不同等。
（2）提供數字有線(xiàn)機頂盒核心芯片的芯片廠(chǎng)商多：比如ST，LSI，富士通，PHILIPS等。
（3）芯片的系列多：比如ST目前提供的就有標清機頂盒芯片系列STi5518，STi5516以及高清機頂盒芯片系列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)機頂盒芯片廠(chǎng)商都會(huì )提供一套完整的API和demo軟件給機頂盒開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商，但是這些軟件各不相同，導致機頂盒開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商在開(kāi)發(fā)不同芯片的機頂盒軟件時(shí)不得不分成多個(gè)項目組，而且各個(gè)項目組的軟件應用開(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。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機的軟件開(kāi)發(fā)。PC機的主機和外部設備比機頂盒的硬件多得多也復雜得多，但PC機上面的應用軟件卻具有廣泛的通用性以及設備無(wú)關(guān)性。這得益于PC機基礎軟件（如操作系統）良好的分層和架構設計。進(jìn)而言之，只要我們能構建一個(gè)具有良好分層和架構設計的機頂盒基礎軟件平臺，那么在這個(gè)基礎軟件之上的應用開(kāi)發(fā)就能夠實(shí)現硬件無(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)和維護的工作量。
2 數字有線(xiàn)機頂盒的硬件結構
無(wú)論是哪家芯片廠(chǎng)商提供的機頂盒方案，硬件總體上具有大致相同的架構，如圖1所示。
5、DVB標準數字視頻廣播技術(shù)
DVB標準有線(xiàn)傳輸技術(shù)即“數字視頻廣播有線(xiàn)傳輸技術(shù)”或“數字電視廣播有線(xiàn)傳輸技術(shù)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“DVB-C傳輸技術(shù)”。數字視頻廣播或數字電視廣播的概念是在20世紀80年代由歐洲率先提出的。之后，歐美國家的企業(yè)和研發(fā)機構用了近8年的時(shí)間，完成了數字視頻廣播技術(shù)的研發(fā)以及標準的制訂，并先后于1998年11月和1999年春分別開(kāi)播了數字電視。
由于我國目前沒(méi)有發(fā)展衛星電視廣播的個(gè)體接收，人們收看電視主要是通過(guò)地面無(wú)線(xiàn)廣播和有線(xiàn)電視廣播兩種方式。在用戶(hù)群方面，接收地面電視廣播的用戶(hù)，大部分分布在農村，這部分電視觀(guān)眾已購置的模擬電視機，要全部增加數字視頻廣播終端設備變?yōu)閿底蛛娨暯邮諜C還有一個(gè)過(guò)程，而龐大的有線(xiàn)電視用戶(hù)大部分為城市人口，對數字視頻廣播的需求較強。在節目源方面，有線(xiàn)數字視頻廣播除少量自辦節目外，大多數為中央電視臺和各省(市)電視臺的衛星數字電視信號，這是一種采用MPEG-2壓縮編碼技術(shù)的標準清晰度的數字電視信號，如果有線(xiàn)電視臺將前端設備稍加改造，便可將這種數字電視信號直接傳送給用戶(hù)。在市場(chǎng)方面，國際有線(xiàn)數字視頻廣播標準基本統—一在DVB-C標準之下，發(fā)展有線(xiàn)數字視頻廣播系統的不確定性要小很多，市場(chǎng)風(fēng)險也小。在技術(shù)方面，有線(xiàn)數字視頻廣播系統對網(wǎng)絡(luò )的抗干擾能力、頻譜利用率等的要求較低，技術(shù)難度和設備的復雜性也相對較低。在系統投資方面，在已經(jīng)建成的有線(xiàn)電視網(wǎng)上播出數字節目增加的系統設備投資要少于同樣的地面廣播。因此，我國電視廣播的數字化將從有線(xiàn)數字電視廣播開(kāi)始。2001年國家廣電總局已頒布行業(yè)標準《有線(xiàn)數字電視廣播信道編碼和調制規范》，該標準等同于DVB-C標準。
DVB標準數字視頻5-播技術(shù)
DVB標準提供了一套完整的、適用于不同媒介的數字電視廣播系統規范。DVB選定ISO／IEC MPEG-2標準作為音頻及視頻的編碼壓縮方式，對信源編碼進(jìn)行了統一，隨后對MPEG-2碼流進(jìn)行打包形成傳輸流(TS)，進(jìn)行多個(gè)傳輸流復用，最后通過(guò)衛星、有線(xiàn)電視及開(kāi)路電視等不同媒介傳輸方式進(jìn)行傳輸。
1.DVB標準的核心
DVB標準的核心主要包括以下幾方面：
●系統采用MPEG壓縮的音頻、視頻及數據格式作為數據源。
●系統采用公共MPEG-2傳輸流(TS)復用方式。
●系統采用公共的用于描述廣播節目的系統業(yè)務(wù)信息(S1)。
●系統的第一級信道編碼采用R-S前向糾錯編碼保護。
●調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系統的音頻編碼使用MPEG-1 LayerⅡ(第二層)音頻編碼，也稱(chēng)做MUSICAM。音頻的MPEG-1LayerⅡ編碼壓縮系統利用了聲音的低聲音頻譜掩蔽效應，這一人體生理學(xué)效應允許我們對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)
對于視頻，國際上采用標準的MPEG-2壓縮編碼，MPEG-2視頻編碼系統由一個(gè)大家族構成，每一個(gè)系統之間都有兼容性和共同性，根據圖像清晰度的不同，它分成四種信源格式或稱(chēng)“級”(LEVEL)，從錄像帶(VCR)的低圖像清晰度，到高清晰度電視。除了根據圖像 清晰度定義的“級”以外，DVB視頻標準還定義了“類(lèi)”(PROFILE)的概念，每一個(gè)不同的“類(lèi)”能夠提供構成編碼系統的壓縮工具和壓縮算法。
1.1 “類(lèi)”(Profile)
目前在MPEG-2系統中存在5個(gè)“類(lèi)”。在“類(lèi)”中存在兩種圖像取樣方式，即：4：2：2和4：2：0格式。
“類(lèi)”的最初級叫做簡(jiǎn)單類(lèi)(SimpleProfile)、隨后是主類(lèi)(MainProfile)、信噪比可分級
類(lèi)(SnrscalableProfile)、及空間頻譜可分級類(lèi)(SpaciallScalableProfile)，最后為高級“類(lèi)”(HighProfile)。
2.2 “級”(Level)
根據圖像節目源清晰度由低到高的不同，DVBMPEG-2標準分成4個(gè)“級”：最初為低級(LowLevel)，隨后是主級(MainLevel)、1440高級(HiZh-1440Level)和高級(HighLevel)，高級采用了更高的每行1920的取樣方法。
目前在世界上最常用的MPEG-2標準是MP@ML，即；MAINPROFILE@MAINLEVEL(主類(lèi)／主級)，它是第一代數字有線(xiàn)電視和數字衛星電視的基礎，節目提供者可以提供625線(xiàn)質(zhì)量的節目，圖像的長(cháng)寬比可以是4：3或16：9，至于碼流率，它是由節目提供者根據節目質(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碼流復用及業(yè)務(wù)信息
音視頻及數字信號首先經(jīng)過(guò)MPEG-2編碼器進(jìn)行數據壓縮，通過(guò)節目復用器形成基本碼流(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、視頻信號的PES碼流被送入傳輸復用器進(jìn)行系統復用，復用后的碼流叫做傳輸流(TS)，傳輸流中包括多個(gè)節目源的不同信號。為了區分這些信號，在系統復用器上需要加入業(yè)務(wù)信息(S1)，使接收端可以識別不同的節目。
每個(gè)傳輸碼流數據包的長(cháng)度定義為188個(gè)字節長(cháng)。每個(gè)傳輸流數據包的前4個(gè)字節為包頭(Header)，包頭后面就是需要傳送的有用信息，包括音頻、視頻或數據信息，通常是184個(gè)字節長(cháng)度，有時(shí)在有用信息(UsefullData)中插入一段適配區域(Adaptation Field)，用于補充長(cháng)度不完整的傳輸流，放置解碼時(shí)鐘(PCR)。傳輸流的包頭是識別傳輸流的關(guān)鍵，大小為32位。
在包頭的32位數據中，長(cháng)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，是節目信息的“身份證”，不同的電視節目和業(yè)務(wù)信息(S1)對應有不同的PID碼。對于一臺解碼接收機而言，為了找到它所要接收的電視節目，它首先會(huì )通過(guò)PID碼找到業(yè)務(wù)信息(S1)所對應的不同表格(Table)，然后通過(guò)這些業(yè)務(wù)信息表格查到所要接收節目的PID碼和對應的時(shí)鐘PCR，將節目進(jìn)行還原。
除PSI(ProgramSpecificlnformation)節目說(shuō)明信息外，業(yè)務(wù)信息(S1)主要包含：
●節目業(yè)務(wù)群關(guān)聯(lián)表BAT(Bouquet Association Table)
●網(wǎng)絡(luò )信息表NIT(Networklnformatio Table)
●節目業(yè)務(wù)描述表SDT(Service Description Table)
●節目段信息表EIT(Event lnformation Table)
●運行狀態(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)
●節目關(guān)聯(lián)表PAT(Program Allocation Table)
●有條件接收表CAT(Conditional Access Table)
●節目映射表PMT(Program Map Table)
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