1、有線電視數(shù)字機頂盒與視頻點播
2,、基于DVB-SI的數(shù)字有線電視機頂盒節(jié)目指南的設(shè)計實現(xiàn)
3,、關(guān)于數(shù)字電視機頂盒的八個問題
4、構(gòu)建數(shù)字有線機頂盒軟件應(yīng)用通用平臺
5,、DVB標準數(shù)字視頻廣播技術(shù)
1,、有線電視數(shù)字機頂盒與視頻點播
本文分為兩部分：第一部分簡要介紹了數(shù)字機頂盒的原理級基本功能；第二部分介紹了數(shù)字機頂盒的關(guān)鍵技術(shù)和VOD點播系統(tǒng),。
一 有線電視數(shù)字機頂盒的基本原理
從廣義上說,，凡是與電視機連接的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備都可稱為機頂盒(STB)。從狹義上說,，我們可以將模擬設(shè)備排除在外,，按主要功能將機頂盒分為上網(wǎng)機頂盒、數(shù)字衛(wèi)星綜合接收解碼器,、數(shù)字地面機頂盒以及有線電視數(shù)字機頂盒,。
上網(wǎng)機頂盒是利用電話網(wǎng)絡(luò)做為傳輸平臺，利用電視機做為顯示平臺,，實現(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)星機頂盒、數(shù)字地面機頂盒與數(shù)字有線電視機頂盒的基本原理相同,，只是信號傳輸平臺不同,。有線電視數(shù)字機頂盒用于全電纜網(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并下變頻為中頻信號，然后進行轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號,，再送入QAM解調(diào)模塊進行解調(diào),，輸出MPEG傳輸流串行或并行數(shù)據(jù)。解復用模塊接收MPEG傳輸流,，從中抽出一個節(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MEPG視頻數(shù)據(jù)進行解碼，然后輸出到PAL/NTSC編碼器,，編碼成模擬電視信號,，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MPEG音頻數(shù)據(jù)進行解碼,，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,，經(jīng)音頻輸出電路輸出,。
有線電視數(shù)字機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,、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)給用戶提供一個容易使用,、界面友好,、可以快速訪問想看節(jié)目的一種方式，用戶還可以通過該功能看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的節(jié)目,。同時,，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)中實現(xiàn)面向流的、端到端數(shù)據(jù)傳輸,；多協(xié)議封裝對需要在數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中傳送符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了技術(shù)支持; 數(shù)據(jù)/對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,。通過這些標準，我們可以實現(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
軟件在線升級可看成是數(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)廣播標準將升級軟件廣播下來,，機頂盒能識別該軟件的版本號,，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新。
4. Internet接入和電子郵件
有線電視數(shù)字機頂盒可以通過內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器方便地實現(xiàn)Internet接入功能,，用戶可以通過機頂盒內(nèi)置的瀏覽器上網(wǎng),，發(fā)送電子郵件，同時機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)字機頂盒的關(guān)鍵技術(shù)
有線電視數(shù)字機頂盒的技術(shù)含量非常高，它集中反映了多媒體,、計算機和通信技術(shù)的發(fā)展水平,，我們在此僅對能體現(xiàn)我國企業(yè)設(shè)計開發(fā)水平的兩種技術(shù)進行論述。
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),、硬件細節(jié)隔離開來的軟件環(huán)境,，它通常由各種虛擬機來構(gòu)成，如HTML虛擬機,、JavaScript虛擬機,、Java虛擬機、MHEG-5虛擬機等等,。中間件在機頂盒中的位置如圖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)品在市場上都占有一席之地，但彼此并不兼容,。許多國際標準組織已經(jīng)認識到這個事實，并且開始著手建立公開的中間件標準,。DVB提出了基于Java虛擬機的中間件標準DVB-MHP(多媒體家庭平臺); ATSC成立T3/S17技術(shù)專家小組委員會來為機頂盒定義軟件環(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,。但完全符合某個標準的產(chǎn)品還沒有面市,。隨著硬件平臺的不斷完善，機頂盒的競爭力將完全體現(xiàn)其中的軟件上,。我國的企業(yè)在中間件的設(shè)計開發(fā)上是有很大潛力的,。
2. 電纜調(diào)制解調(diào)器
到目前為止，各種研究機構(gòu)對電纜調(diào)制解調(diào)器進行了廣泛的研究,，這些研究成果最終形成了兩個國際性組織定義的標準: CableLabs定義的DOCSIS和EuroDOCSIS,，以及Euro-CableLabs定義的EuroMODEM。
DOCSIS是最早商業(yè)化的標準，目前在北美,，符合該標準的電纜調(diào)制解調(diào)器已售出了幾百萬臺,。由于DOCSIS標準主要是針對北美市場定義的，其下行帶寬為6MHz,，上行為5～42MHz,，對采用NTSC模擬電視廣播制式的國家是適用的。為了占領(lǐng)采用PAL制式國家的市場,，CableLabs又定義了EuroDOCSIS標準,。該標準采用DVB-C作為下行物理層標準(在EuroDOCSIS標準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標準產(chǎn)品在去年底才出現(xiàn)。該標準基本上采用了DAVIC標準中定義的相關(guān)協(xié)議,，在物理層與MAC層均與EuroDOCSIS有很大不同,。相比之下，EuroDOCSIS標準的目的簡單明確,，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IP的支持最好，隨著DOCSIS1.1中對QoS的完善,，該標準可支持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)時的效率也相對較低,，更重要的是其商業(yè)化進程比較緩慢,，因此我們認為EuroDOCSIS對我國來說是一種比較好的選擇。事實上,，各個公司已經(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 視頻點播
為每個用戶提供視頻點播功能,，讓用戶能在他所希望的時間和地點看他想看的節(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)字機頂盒利用交互式的數(shù)據(jù)信道和廣播信道,，為實現(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)字機頂盒中已經(jīng)實現(xiàn)了該功能,，并能實現(xiàn)快進,、快退、暫停,、恢復等VCR操作,。當然,，該應(yīng)用需要相應(yīng)前端設(shè)備的支持，各個公司也相應(yīng)推出了視頻點播系統(tǒng)的完整解決方案,。
視頻點播系統(tǒng)服務(wù)器是提供多媒體內(nèi)容和服務(wù)的實體(對應(yīng)于視頻點播系統(tǒng)中的VOD應(yīng)用服務(wù)器,、ITV系統(tǒng)和視頻服務(wù)器)，它可以是一個分布式的系統(tǒng),。
圖3
圖3為視頻點播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,，整個系統(tǒng)由7個子系統(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),，可以很方便地進行容量擴充。視頻服務(wù)器的主要功能是存儲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)目導航: 為機頂盒提供了視頻點播服務(wù)的節(jié)目列表,，當用戶選擇其中的節(jié)目時，給機頂盒發(fā)送該節(jié)目的標識,；
● 用戶驗證: 當用戶點播某個節(jié)目時,，對用戶的合法性進行檢查，以確定該用戶是否具有點播該節(jié)目的權(quán)利,。
● 用戶記賬: 當用戶選擇一個節(jié)目后,，將用戶觀看節(jié)目的記錄存入到數(shù)據(jù)庫中，供計費系統(tǒng)使用,。計費系統(tǒng)是用戶管理系統(tǒng)一個子系統(tǒng)。
4. 視頻分配子系統(tǒng)
該系統(tǒng)實現(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,，并將其中的各個節(jié)目分配到相應(yīng)頻道上,。同時，在有條件接收系統(tǒng)的控制下，實現(xiàn)對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)控制對用戶所選擇的節(jié)目進行加擾,，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)，使機頂盒能進行相應(yīng)的解擾,。
6. CMTS與數(shù)字機頂盒
CMTS為符合DOCSIS標準的電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng),，數(shù)字機頂盒采用全功能數(shù)字機頂盒。
四 機頂盒中視頻點播客戶端軟件的實現(xiàn)
機頂盒的視頻點播客戶端軟件包含三個任務(wù): 節(jié)目選擇任務(wù),、會晤控制任務(wù),、流控任務(wù)。
1. 節(jié)目選擇
用戶進入視頻點播應(yīng)用后,，首先運行節(jié)目選擇任務(wù),，機頂盒與VOD應(yīng)用服務(wù)器進行通信，獲得VOD應(yīng)用所提供的節(jié)目清單,，隨后,，機頂盒等待用戶的選擇。當用戶選擇了某個節(jié)目時,，VOD應(yīng)用服務(wù)器通過用戶的操作了解到該用戶選擇了某個節(jié)目,，然后將用戶所選擇的節(jié)目的標識發(fā)送給機頂盒。
2. 會晤與資源管理
當機頂盒收到節(jié)目的標識后,，會晤控制任務(wù)開始運行,，機頂盒將發(fā)送建立會晤的請求，該請求中包含了機頂盒的標識,、所在的網(wǎng)絡(luò)位置,、所選擇的節(jié)目標識和會晤標識等信息。前端在收到請求后,，與連接管理服務(wù)器進行通信,，在獲得響應(yīng)后，前端向機頂盒發(fā)送客戶會晤建立確認消息來確認本次會晤的建立,，機頂盒在收到確認后,，再向前端發(fā)送客戶連接請求來進行會晤連接，前端將向用戶端發(fā)送服務(wù)器連接指示,。機頂盒收到的客戶會晤建立確認消息中包含用戶所選擇節(jié)目將要使用的QAM方式,、頻率、符號率,、以及MPEG傳輸流的節(jié)目號,。
3. 流控操作
機頂盒在收到客戶會晤建立確認后，將啟動流控任務(wù),。機頂盒首先做好流控操作的準備,，然后根據(jù)會晤建立所獲得的頻率,、符號率、QAM模式以及節(jié)目號來調(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
視頻點播是有線電視服務(wù)提供商最理想的服務(wù)方式,，有線電視全功能數(shù)字機頂盒是實現(xiàn)視頻點播應(yīng)用最理想的客戶端設(shè)備。我們相信我國的機頂盒產(chǎn)業(yè)和視頻點播的應(yīng)用會蓬勃發(fā)展,?！?
2、基于DVB-SI的數(shù)字有線電視機頂盒節(jié)目指南的設(shè)計實現(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信息的存儲結(jié)構(gòu)和節(jié)目數(shù)據(jù)庫的生成方案,，并據(jù)此講述了如何在數(shù)字有線電視機頂盒中生成電子節(jié)目指南EPG。
關(guān)鍵詞 機頂盒 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,。當節(jié)目運營商將大量的節(jié)目信息通過有線網(wǎng)絡(luò)提供給用戶，用戶在欣賞高質(zhì)量節(jié)目源的同時如何才能方便快捷地找到這些業(yè)務(wù)或信息就成了開發(fā)者們需要解決的一個關(guān)鍵問題,。電子節(jié)目指南（EPG,，Electronic Program Guide）正是為了方便用戶對信息的獲取而制作的運行于用戶端綜合接收解碼器（IRD，Integrated Receiver Decoder）的應(yīng)用程序,，它通過電視屏幕向用戶提供由文字,、圖形、圖像組成的人機交互界面,，負責電視節(jié)目和各種業(yè)務(wù)的導航[1],。用戶通過電子節(jié)目指南，能夠了解到節(jié)目的相關(guān)信息（包括節(jié)目時間,、播放時間,、內(nèi)容梗概等），并且實現(xiàn)對節(jié)目的快速檢索和訪問,。
EPG的形成依賴于節(jié)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(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（以下簡稱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(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等進行描述的EPG信息,。
擴展EPG信息是指在基本EPG信息之外,，通過數(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進行描述,，信息的內(nèi)容被封裝成具有多級目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng),，稱為擴展EPG內(nèi)容信息（XECI）。
一個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表都被分成一個或若干個段（section）來表示，然后插入到TS包中,。段是一種用來把SI信息表和EPG信息表映射為TS包的語法結(jié)構(gòu),，這些信息符合GB/T 17975.1定義的專用段語法結(jié)構(gòu)。段可直接映射到TS包中,。段可能起始于TS包有效負載的起始處,，但這并不是必須的，因為TS包有效負載的第一個段的起始位置是由pointer_field字段指定的[ 3 ],。
3 MPEG-2 PSI節(jié)目專用信息與DVB-SI信息簡介
在數(shù)字電視中,，所有的音、視頻信號和數(shù)據(jù)信息經(jīng)過編碼后,，在進入傳輸系統(tǒng)前,，必須按照MPEG-2標準打包，形成固定長度的TS包,，包長為188字節(jié)或204字節(jié),。對于這些長度相同的包，如果沒有引導信息,，IRD是無法找到所需要的碼流的,。為此在MPEG-2標準中專門定義了節(jié)目專用信息（PSI，Program Specification Information）,，其作用在于自動設(shè)置和引導IRD進行解碼[ 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）條件訪問表CAT。
在實際應(yīng)用中,，解碼器IRD要對某一路特定碼流進行解碼時,，首先要找到PAT表，根據(jù)PAT表找到所需的節(jié)目及該節(jié)目對應(yīng)的PMT表的PID,。PMT表中可能包含多個數(shù)字碼流,，每個碼流都有一個唯一的PID與之對應(yīng)。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可以對多路傳輸流進行解析,，但是這些信息在實際應(yīng)用中仍顯得不夠,，它不能提供節(jié)目的名稱、節(jié)目的開始時間,、持續(xù)時間及節(jié)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(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描述符（descriptor）的形式給出的。
每個描述符都以descriptor_tag（用于唯一標識descriptor的類型）和descriptor_length開始,。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公司所提供的機頂盒開發(fā)方案上實施的，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。與之配套的軟件開發(fā)平臺選用的也是該公司開發(fā)的STLite/OS20嵌入式操作系統(tǒng),，支持多任務(wù),、存儲器管理、進程調(diào)度,、定時器管理等實時特性,。該系統(tǒng)能實時接收用戶通過遙控按鍵或前面板觸發(fā)的交互信號，實現(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)計及實現(xiàn)
5.1 EPG信息的存儲結(jié)構(gòu)
TS流里攜帶的EPG數(shù)據(jù)信息通過IRD接收以后都以樹狀鏈表的結(jié)構(gòu)存儲在PROG_INFO_STRUCT和TRANSPONDER_INFO_STRUCT這樣兩個結(jié)構(gòu)中,。
在本機頂盒有關(guān)節(jié)目操作的各項功能中,，絕大部分都與節(jié)目數(shù)據(jù)庫有關(guān)，比如自動節(jié)目搜索時，需要建立節(jié)目數(shù)據(jù)庫,，并為搜索到的節(jié)目在數(shù)據(jù)庫中建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)單元,，用于存儲該節(jié)目的各種信息；在切換節(jié)目時,，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行音、視頻解碼等,。
節(jié)目數(shù)據(jù)庫主要來自PSI表的內(nèi)容。
在具體的軟件實現(xiàn)過程中,，節(jié)目數(shù)據(jù)庫的建立主要通過ParsePAT（）,、ParsePMT（）兩個函數(shù)來實現(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則獲取各個節(jié)目中音,、視頻碼流的PID值。
5.2 節(jié)目跳轉(zhuǎn)的實現(xiàn)
系統(tǒng)響應(yīng)用戶在不同節(jié)目之間的切換時,，需要將用戶選定節(jié)目的音,、視頻碼流從復用的多路節(jié)目碼流中提取出來并分別送到音、視頻解碼器進行解碼,。它依賴于硬件可編程傳輸接口（PTI,，Programmable Transport Interface）來實現(xiàn)。在系統(tǒng)生成的節(jié)目數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中的stProgNo變量存儲有轉(zhuǎn)發(fā)器號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按時間順序提供每個業(yè)務(wù)中包含的事件的信息。（這里的事件相當于傳統(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包含兩種不同類型的表,，分別為EIT present/following（簡稱EIT p/f）和EIT Schedule（EIT-S）,。EIT p/f給出了指定業(yè)務(wù)中當前和后一個事件的信息，而EIT-S則包含一周內(nèi)或更長時間的節(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、事件開始時間,、持續(xù)時間及其他一些信息,。
以下以EIT p/f為例來講述事件信息的獲取方式：
在EIT p/f中，每個業(yè)務(wù)service都用兩個section分別來描述當前（present）和后續(xù)（following）信息,，其中的section number為0 的用來描述當前事件,，而section number為1的section則用來描述后續(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]用來存放一個業(yè)務(wù)中的present和following事件的信息,。這些信息包括事件的名稱,、事件的開始時間、事件的持續(xù)時間,。
事件的日期和時間在TS流里是按照MJD（Modified Julian Date,，修正的儒略日期）+ UTC（Universal Time Co-ordinate，通用時間坐標）的格式并以16進制的形式給出的,。在MJD+UTC和local MJD+local time之間的轉(zhuǎn)換可參照GY/Z174-2001來進行,。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：該事件的播出時間為2003年5月8日,，星期四,，開始時間為00：56：00，持續(xù)時間為01：06：00,。
而事件的名稱則通過解析描述符short_event_descriptor來實現(xiàn),。并將得到的信息存儲在event_info_database結(jié)構(gòu)中。
所有解析得到的信息最終都將存儲在節(jié)目數(shù)據(jù)庫中,，提供給顯示模塊直接調(diào)用,。
6 結(jié)束語
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(jié)目表單和當前節(jié)目播放等基本功能,，還可提供節(jié)目預(yù)定和家長分級控制等高級功能,。本文從實用的角度給出了一個基本EPG系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。另外我們也實現(xiàn)了EPG交互式應(yīng)用中的SI增值業(yè)務(wù)如天氣預(yù)報,、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 北京科技大學信息工程學院武漢科技大學信息科學與工程學院）
3,、關(guān)于數(shù)字電視機頂盒的八個問題
在數(shù)字有線電視廣播DVB-C平臺中，數(shù)字電視機頂盒(Set Top Box,，STB)是技術(shù)與營運問題最集中的關(guān)鍵,，同時機頂盒也是系統(tǒng)資金投入量與風險最大的部分。本文將圍繞數(shù)字電視機頂盒的8個核心問題展開討論,。
數(shù)字高清晰度電視(Digital High Definition Television,，HDTV)是電視的一場革命。其收視質(zhì)量大幅度提高,，大屏幕畫面細膩逼真,，并配以環(huán)繞音響，已接近目前視聽娛樂業(yè)中頂級質(zhì)量的電影,。凡是觀看過數(shù)字高清晰度電視演示的人們,，都會深信HDTV是每一個家庭在數(shù)字信息時代所應(yīng)該擁有的、真正的“家庭影院”。目前,，國內(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標準(行業(yè)標準); 數(shù)字地面電視廣播標準制定工作正在進行，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個省市的數(shù)字有線電視網(wǎng)絡(luò)試驗播出,，數(shù)字有線電視將在國內(nèi)率先投入商業(yè)營運。在數(shù)字有線電視廣播DVB-C平臺中,，數(shù)字電視機頂盒(Set Top Box,，STB)是技術(shù)與營運問題最集中的關(guān)鍵，同時機頂盒也是系統(tǒng)資金投入量與風險最大的部分,。下面將圍繞數(shù)字電視機頂盒的8個核心問題展開討論,。
問題一: 數(shù)字電視機頂盒的市場潛力有多大？
中國正形成一個寬帶通訊產(chǎn)品的巨大消費市場,，截至目前:
●中國已擁有超過3.4億的電視機，居世界首位;
●中國已擁有超過9000萬的有線電視用戶,，并且以每年600萬的速度在增加;
●中國已擁有超過3000萬的英特網(wǎng)用戶,、并且用戶數(shù)目每年以200%以上的速度在增加，中國家庭的PC擁有量已超過200萬,，年增長率超過100%;
鑒于中國目前VCD和DVD產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展,，可以預(yù)見，一旦市場啟動,，Cable Modem,、寬帶網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視都將獲得高速發(fā)展,。
由于自身市場巨大,，中國無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(quán)方面的費用,，并且有助于國內(nèi)公司爭得盡可能多的市場份額,。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(wèi)星傳輸，所有這些標準的實現(xiàn)都需要專用集成電路,。由于缺少先進的信號處理技術(shù)和高素質(zhì)的芯片設(shè)計人員,，至今這些產(chǎn)品都依賴進口。由于國內(nèi)數(shù)字電視及寬帶產(chǎn)品市場的巨大發(fā)展以及本身芯片供應(yīng)的不足,，中國迫切需要能有國內(nèi)公司推出符合自己標準的IC產(chǎn)品,。
問題二: 為什么國內(nèi)的有線數(shù)字電視廣播還沒有大規(guī)模投入營運？
國內(nèi)的數(shù)字電視廣播大規(guī)模投入營運必須具備以下條件:
●網(wǎng)絡(luò)營運商完成網(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家的政策及節(jié)目供應(yīng)商的行為,。
●國內(nèi)觀眾對專業(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,。
●國內(nèi)觀眾所能夠接受的收視費及機頂盒的價格(最終用戶購買價格),。收視費的多少又取決于: 國家的政策、數(shù)字電視系統(tǒng)的成本(其中主要是機頂盒的成本),、專業(yè)數(shù)字頻道的制作成本,、其他營運相關(guān)成本等等。
●國家制定出一系列完備的與數(shù)字電視相關(guān)的技術(shù)標準與規(guī)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(jié)目規(guī)范,、數(shù)據(jù)廣播規(guī)范等等。
現(xiàn)在,，因為以上條件還不完全具備,，所以國內(nèi)的有線數(shù)字電視廣播大規(guī)模投入營運大約還有兩年時間。
問題三: 如何定義三代數(shù)字電視機頂盒,？
數(shù)字電視系統(tǒng)的成功運營離不開機頂盒,。機頂盒中需要集成 CA和中間件，即CA和中間件廠家不僅通過收取相關(guān)的軟件費用,，也會通過機頂盒的使用收取一定的費用,。而且在整個系統(tǒng)運營中，機頂盒費用是最大的,。
根據(jù)機頂盒的體系結(jié)構(gòu)——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(jié)目指南EPG，簡單的應(yīng)用,，無中間件,，有或無條件接收系統(tǒng)，一般無回傳信道,。所有應(yīng)用程序都是基于嵌入式實時操作系統(tǒng)編制,。
(2)第二代機頂盒: 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),，有或無回傳信道。應(yīng)用程序都是基于中間件編制,。
(3)第三代機頂盒: 配置電子節(jié)目指南EPG,，高級交互式的應(yīng)用，全開放的 MHP中間件,，條件接收系統(tǒng),，有或無回傳信道。應(yīng)用程序都是基于MHP中間件及JAVA語言編制,。
問題四：如何進行有線數(shù)字電視機頂盒的選型,？
在整個數(shù)字有線電視系統(tǒng)中，機頂盒作為用戶端產(chǎn)品,，數(shù)量多,，投資大，因此占有重要地位,。以下是在選擇機頂盒時的一些考慮,。
特殊性
說它特殊是因為雖然它在整個數(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,，機頂盒的選擇變數(shù)并不大(基本上只有價格、可靠性和售后服務(wù)的比較),。也就是說,，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,、大屏幕或畫中畫作為賣點,，而機頂盒的賣點是表現(xiàn)出來的服務(wù)。這就是為什么國外數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)運營商通常是免費向用戶提供機頂盒的原因,。
目前,，國內(nèi)的家電生產(chǎn)商還沒有大舉進入數(shù)字電視領(lǐng)域，這只是因為數(shù)字電視市場在中國還沒有真正啟動,。圈內(nèi)活躍的主要是一些國外產(chǎn)品供應(yīng)商和國內(nèi)的集成商,。從美國和歐洲數(shù)字電視的營運經(jīng)驗看，機頂盒供應(yīng)商的最后贏家將是國內(nèi)的家電生產(chǎn)巨頭們,。
項目進程與首批機頂盒的選擇: CA 的集成時間大約為半年,。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)實力的機頂盒提供商,，以保證集成進度和產(chǎn)品質(zhì)量,。另外，由于項目啟動所需的機頂盒數(shù)量并不多,，所以價格不應(yīng)成為選擇這批機頂盒首先考慮的因素,。
價格
隨著項目的進行，機頂盒需求量的增加,，價格將變得越來越敏感,。我們也采取相應(yīng)措施以獲得最優(yōu)的價格。
機頂盒價格幾乎是數(shù)字電視運營成功與失敗的首要原因,。 不論是進口還是國產(chǎn),，機頂盒的價格取決于硬件設(shè)置及先進設(shè)計。硬件設(shè)置受限于中間件的要求,，硬件設(shè)置越低,，價格越低；而先進設(shè)計取決于從設(shè)計到生產(chǎn)的時間,，時間越長,，設(shè)計越落后，所以價格越高,。
例如,，從對硬件設(shè)置要求而言，OpenTV支持四個檔次的方案: (1)基本交互,，(2)HTML或網(wǎng)頁瀏覽,，(3)機頂盒硬盤，(4)MHP JAVA,。四個檔次在服務(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價格,，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(shù)目不應(yīng)超過3家,。
廠家的技術(shù)實力
機頂盒提供商雄厚的技術(shù)實力將決定能否保證項目的啟動時間，能否在運營中和系統(tǒng)升級時提供有力的技術(shù)支持,。特別是考慮到機頂盒的發(fā)展方向( PVR,，HDD,，MHP等)，廠商必須有足夠的技術(shù)儲備,，不斷地跟蹤國際的技術(shù)動向,，有力地配合我們進行技術(shù)升級。
問題五: 為什么必須采用數(shù)字電視軟件平臺——中間件,？
數(shù)字電視軟件平臺——中間件(Middleware)尚無統(tǒng)一的定義和標準,。美國“大聯(lián)盟”ATSC系統(tǒng)提出數(shù)字電視應(yīng)用軟件環(huán)境DASE標準; 歐洲D(zhuǎn)VB系統(tǒng)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平臺進入電視,、機頂盒,、有線電視領(lǐng)域，并提出基于Java 2 Micro Edition(消費電子,、嵌入式系統(tǒng))的Java TV API標準,。中國HDTV功能樣機系統(tǒng)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)的國家; 實現(xiàn)了數(shù)字電視系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)上的重大突破,。但是，目前軟件平臺還是采用國外產(chǎn)品,，開發(fā)具有中國特色的,、通用的接收機軟件平臺是中國數(shù)字電視開發(fā)的戰(zhàn)略重點！
我國數(shù)字電視業(yè)務(wù)的開展與國外相比,，歷史還很短,，我國的有線電視網(wǎng)絡(luò)運營商應(yīng)該吸取國外的經(jīng)驗和教訓，選擇世界上真正先進的技術(shù),。作為數(shù)字交互業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)平臺,，中間件的選擇至關(guān)重要。
中間件指居于數(shù)字電視機頂盒內(nèi)部實時操作系統(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API集合被存儲在機頂盒的閃存Flash中,。
節(jié)目服務(wù)商將各種服務(wù)項目以應(yīng)用程序的形式通過傳輸信道(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)，用戶打開電視機通過機頂盒瀏覽,。用戶的需求信息(例如視頻點播VOD)通過上傳信道(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)請求選擇相應(yīng)的服務(wù)項目以應(yīng)用程序的形式通過傳輸信道下載到用戶終端機頂盒的閃存Flash中,。應(yīng)用程序調(diào)用機頂盒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(yīng)用程序接口API的形式提供給機頂盒生產(chǎn)廠
家,，以實現(xiàn)數(shù)字電視交互式功能的標準化,，同時使服務(wù)項目(以應(yīng)用程序的形式通過傳輸信道)下載到用戶終端機頂盒的數(shù)據(jù)量減小到最低限度。中間件產(chǎn)品一般由非節(jié)目提供商和機頂盒廠家的第三方提供,，對于使節(jié)目提供商制作節(jié)目和廠家生產(chǎn)機頂盒的進一步簡化和標準化都是非常有利的,。這正是知識經(jīng)濟時代市場更加細分的具體表現(xiàn)。
問題六: 數(shù)字電視接收機中間件的發(fā)展狀況如何,？
隨著數(shù)字電視市場的不斷發(fā)展,，節(jié)目開發(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(shù)字電視交互應(yīng)用也能像Java語言，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)境中開發(fā)應(yīng)用節(jié)目軟件——“一次編譯,，到處運行”。如: 電子節(jié)目導視,，視頻點播及高質(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MHP規(guī)范,。MHP 成為世界上第一個數(shù)字電視接收機軟件平臺——中間件規(guī)范,。
美國ATSC的T3/S17專家組正在進行向消費者遞送數(shù)據(jù)廣播與交互業(yè)務(wù)的DTV接收機內(nèi)軟件環(huán)境的標準化，稱為DTV應(yīng)用軟件環(huán)境(DASE),。在ISBT’99會議上,，飛利浦公司著重介紹了DASE的要點及實現(xiàn)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，以及計算機廠商英特爾,、微軟與消費電子廠商索尼等,。ATVEF的目標是在實現(xiàn)交互電視時有共同的規(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)與萬維網(wǎng),。
2002年1月3日,，美國CableLabs宣布完成有線數(shù)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(yīng)用和內(nèi)容交互操作性的實現(xiàn)提供了基礎(chǔ),。OCAP的特點是基于Java技術(shù)的驅(qū)動引擎(Execution Engine，EE),。OCAP是一個應(yīng)用界面標準,，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,，在其上開發(fā)的應(yīng)用，可以在符合OpenCable的主機上運行,。
目前,，世界上流行的數(shù)字電視軟件平臺主要有: OpenTV；Liberate,；Microsoft TV,；CANAL+ MediaHighway；NDS和DAVID,。
問題七: 電視網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計數(shù)字交互業(yè)務(wù)時應(yīng)注意的問題,？
2001年5月24日，國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,，中國的有線數(shù)字電視廣播開始啟動。
由于對國外中間件應(yīng)用狀況的不了解,，我國的網(wǎng)絡(luò)運營商在需用中間件的時候,，往往缺乏有效數(shù)據(jù)來評價中間件的作用并做出選擇。以下是筆者個人針對有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)DVB-C系統(tǒng)集成的一些看法,。
對于數(shù)字付費電視項目,，中國網(wǎng)絡(luò)營運商的基本需求應(yīng)該是:
●CA: 符合DVB標準、能夠支持同密和多用戶管理系統(tǒng),、支持機—卡配對,、支持多運營商、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(tǒng)支持;
●應(yīng)用軟件: 應(yīng)用程序價格低,、能夠下載升級。
可以從三個方面來剖析和對比中間件主流產(chǎn)品OpenTV和Canal+: 先進性,、可行性,、開放性,。
圖為中間件與條件接收系統(tǒng)示意圖。
問題八: 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)
字電視項目中重要的組成部分，它完成了系統(tǒng)用戶的認證,、授權(quán)和節(jié)目加擾工作,。它解決了兩個問題，即如何從用戶處收取費用和如何阻止用戶收看那些未經(jīng)授權(quán)的付費頻道,。條件接收系統(tǒng)是一個綜合性的系統(tǒng),，它集成了多種先進的技術(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,、復用器技術(shù),、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、機頂盒技術(shù),、智能卡技術(shù)等,，同時也涉及到用戶管理、節(jié)目管理,、收費管理等數(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系統(tǒng)尤為關(guān)鍵的問題,。
幾家的 CA系統(tǒng)設(shè)計基本框架是一致的,。外部接口也都符合DVB標準。除了 NDS是基于算法的安全,，即通過更換算法來保證系統(tǒng)的安全性以外,，其他幾個系統(tǒng)都是基于密鑰的安全，也就是依賴密鑰的分級和分組來加強系統(tǒng)的安全性,。另外幾家也都采用了智能卡技術(shù),，它可容納更先進的加密算法和功能更強的微處理器，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,。
衡量一個有條件接收系統(tǒng)好壞的重要指標在于系統(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+作為運營商,，積累了大量的經(jīng)驗，這些對于快速解決系統(tǒng)在涉及運行中出現(xiàn)的問題非常重要,。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1600萬的用戶; 它所使用的算法在時間和大規(guī)模系統(tǒng)上均被證明具有良好的安全性。它的智能卡支持對存儲器的動態(tài)尋址,，可防止黑客輕易找到密鑰的存儲位置,。 Nagra整個系統(tǒng)的功能完備、靈活,，可支持從少量用戶到大量用戶的擴展并平滑升級,，而且整體性能優(yōu)良，因此是相當不錯的系統(tǒng),。Nagra擁有包含Philips,、Nokia在內(nèi)的近30家機頂盒供應(yīng)商，國內(nèi)也有中科院聲學所(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，它為每個運營商提供不同的算法,，以保證即使某一個運營商算法被攻破,，也不會影響其他系統(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，而且每一個傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包都經(jīng)過了數(shù)字簽名,，確保任何比特不會被修改,。NDS CA系統(tǒng)目前擁有的用戶數(shù)量是最大的。中國中央電視臺,，網(wǎng)絡(luò)中心,，四川省網(wǎng)絡(luò)的NDS CA及NDS 中間件系統(tǒng)已投入實際營運。
由于全國各地有線網(wǎng)絡(luò)采用不同的CA系統(tǒng),，節(jié)目的交換,、機頂盒的兼容性將成為問題。當然可以用CA同密技術(shù)解決,，但是機頂盒的成本,，前端設(shè)備及營運費用都將提高。另外,，也可通過國家,、省、市多級加密來解決，當然這需要國家制定相應(yīng)的政策法規(guī),。有一個原則是: 一個用戶家里只能有一個機頂盒。
CA系統(tǒng)代表一個國家的主權(quán),，研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的的國產(chǎn)CA系統(tǒng)已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識,。目前，國內(nèi)已經(jīng)有6家公司推出了自己的CA系統(tǒng),，這是一個良好的開端,。
結(jié)論
客觀地說，不可能有解不開的智能卡,，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)簡單,，應(yīng)對措施是否及時有效,。所以在功能和性能滿足的情況下，我們還是應(yīng)該選擇相對運營時間長和經(jīng)驗豐富的 CA提供商,，使得選用的技術(shù)產(chǎn)品能得到長期的技術(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)施和全國的網(wǎng)絡(luò)體系天衣無縫地融為一體,，即三網(wǎng)融合，要用這種天衣無縫的融合來使交互式服務(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”的夢想得以真正實現(xiàn),。
需要強調(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,。中間件廠家出于對自身既得利益的考慮,，不愿意開發(fā)基于開放的MHP的中間件產(chǎn)品。另外,，支持MHP的機頂盒的成本大大高于普通機頂盒,。
機頂盒的選型應(yīng)該以第二代機頂盒為主,，并且充分考慮向第三代機頂盒平滑過渡。
最近有一個好消息，OCAP1.0和DVB-MHP 1.01(9)均已提交國際電信聯(lián)盟,，作為制定機頂盒中間件標準的提案。希望歐美能共同制定一個統(tǒng)一的中間件標準,。
中國廣電總局已經(jīng)選用DVB-C 系統(tǒng)標準,，但是MHP是否會成為中國的中間件規(guī)范還未知。我個人認為，有一點是可以肯定的: 基于Java的開放理念一定是未來數(shù)字電視軟件平臺——中間件的發(fā)展方向,！據(jù)悉,，國內(nèi)已有數(shù)家公司正在組織研究開發(fā)基于MHP的中間件產(chǎn)品。我們期待國產(chǎn)的中間件標準及自主開發(fā)的中間件產(chǎn)品早日面世,，國內(nèi)的有線數(shù)字電視廣播大規(guī)模地投入營運,，讓國人企盼已久的真正意義上的交互式數(shù)字電視終將進入千家萬戶！
4,、構(gòu)建數(shù)字有線機頂盒軟件應(yīng)用通用平臺
1 前言
中國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)進程的加快,，無疑會催生無數(shù)巨大的商機。數(shù)字有線機頂盒作為數(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,。
通過分析中國的數(shù)字有線機頂盒市場狀況和數(shù)字有線機頂盒的組成結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)在一個機頂盒產(chǎn)品的開發(fā)過程當中,，軟件的工作量占用了絕大部分的時間和成本,。原因如下：
（1）中國的市場環(huán)境復雜，市場細分成為很多個區(qū)域,，每個區(qū)域的運營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(shù)字有線機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。
雖然每個機頂盒芯片廠商都會提供一套完整的API和demo軟件給機頂盒開發(fā)廠商,，但是這些軟件各不相同,，導致機頂盒開發(fā)廠商在開發(fā)不同芯片的機頂盒軟件時不得不分成多個項目組,，而且各個項目組的軟件應(yīng)用開發(fā)成果大部分都不能互相繼承，造成很大的人力和時間的浪費,。那么,，有沒有辦法能夠縮短軟件開發(fā)時間呢？
我們可以參考一下PC機的軟件開發(fā),。PC機的主機和外部設(shè)備比機頂盒的硬件多得多也復雜得多,，但PC機上面的應(yīng)用軟件卻具有廣泛的通用性以及設(shè)備無關(guān)性。這得益于PC機基礎(chǔ)軟件（如操作系統(tǒng)）良好的分層和架構(gòu)設(shè)計,。進而言之,，只要我們能構(gòu)建一個具有良好分層和架構(gòu)設(shè)計的機頂盒基礎(chǔ)軟件平臺,，那么在這個基礎(chǔ)軟件之上的應(yīng)用開發(fā)就能夠?qū)崿F(xiàn)硬件無關(guān)性,，從而具有廣泛的適用性，同時也能夠大大減少軟件開發(fā)和維護的工作量,。
2 數(shù)字有線機頂盒的硬件結(jié)構(gòu)
無論是哪家芯片廠商提供的機頂盒方案,，硬件總體上具有大致相同的架構(gòu)，如圖1所示,。
一般而言,，機頂盒硬件的各個模塊的驅(qū)動程序由芯片廠商提供的API實現(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,，會造成一些比較嚴重的問題。例如基礎(chǔ)軟件的移植性會很差,，而且一旦API函數(shù)有變化,，基礎(chǔ)軟件的維護也是很繁瑣的問題。
為了避免這些問題,，一種方法是對API函數(shù)進行簡單的封包,，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)計一個合理的軟件架構(gòu),，將硬件的驅(qū)動程序納入全局的管理范疇,。
3 軟件應(yīng)用通用平臺的架構(gòu)規(guī)劃
經(jīng)過一段時間的探索，我們做了一個初步的架構(gòu)規(guī)劃,，如圖2,。
3.1 嵌入式操作系統(tǒng)的封裝
不同的機頂盒芯片方案上運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,。對這些操作系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)接口可以按照POSIX的標準進行封裝，包括：
（1）線程操作接口,。
（2）信號量操作接口,。
（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
在Linux中對于各種設(shè)備都是由文件系統(tǒng)來管理,，設(shè)備驅(qū)動可以通過模塊加載的方法來實現(xiàn),。這樣在應(yīng)用軟件層編寫的軟件就可以不用了解具體的設(shè)備信息，從而實現(xiàn)設(shè)備無關(guān)性,。
同樣,，在機頂盒的軟件中，我們也可以建立一個文件系統(tǒng),。文件系統(tǒng)向下定義一系列的標準接口給底層的設(shè)備驅(qū)動,，這一系列標準接口就類似于計算機主板上的PCI插槽，具體的設(shè)備驅(qū)動程序就通過這個標準插槽和文件系統(tǒng)相掛接,。如果更換機頂盒芯片類型或者更改了驅(qū)動程序,，只要重新將文件系統(tǒng)中的標準接口掛接新的驅(qū)動程序就可以了。同時,，文件系統(tǒng)也向上層應(yīng)用軟件提供一組標準接口,，上層應(yīng)用軟件只能通過這組接口來控制底層的設(shè)備。這樣,，就實現(xiàn)了上層軟件和設(shè)備的無關(guān)性,。例如，上層軟件控制機頂盒中的Video和Audio設(shè)備時軟件代碼呈現(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)備的具體型號的。
3.3 圖形子系統(tǒng)
在通用平臺開發(fā)當中,，圖形子系統(tǒng)占有非常重要的位置,。目前的主流機頂盒芯片都提供了支持2D和256色的圖形顯示模塊，而且將來顯然會有更強大的圖形顯示模塊出現(xiàn),。這就為我們開發(fā)多彩和生動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發(fā)進度加快。
我們在ST Ctv100的數(shù)字電視方案上采用PEG圖形子系統(tǒng),，根據(jù)客戶的定制開發(fā)出了非常精致的圖形用戶界面,，而且開發(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,，所以在目前的機頂盒上執(zhí)行效率并不是很優(yōu)秀,。因此，我們用C語言設(shè)計了一個自有的圖形子系統(tǒng),，其架構(gòu)如圖3,。
圖形子系統(tǒng)的特點如下：
（1）圖形子系統(tǒng)采用類似Windows的消息驅(qū)動方式工作。
（2）采用面向?qū)ο蠹夹g(shù),，提供可擴展的控件類和控件,。
（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),，開發(fā)者可以在PC上用Windows SDK編寫用戶界面，稍做修改后就可移植到機頂盒軟件當中,。
（8）圖形輸出針對電視的顯示原理進行優(yōu)化,。
所有的圖形用戶界面應(yīng)用程序的編寫都通過圖形子系統(tǒng)提供的API函數(shù)來編寫。這樣,，當我們更換機頂盒芯片時,，只需要重寫底層的圖形驅(qū)動程序，而上層應(yīng)用可以直接移植,。
4 軟件應(yīng)用通用平臺和MHP的關(guān)系
MHP（Multimedia Home Platform）是數(shù)字交互電視系統(tǒng)的新標準,，它定義了數(shù)字交互應(yīng)用與運行這些應(yīng)用的終端（如機頂盒）之間的通用接口?？梢哉f,，MHP的出現(xiàn)，主要的目的是為了增強數(shù)字終端產(chǎn)品上軟件應(yīng)用的通用性,。因為基于私有中間件的交互電視系統(tǒng)是相對封閉的,，這必然會造成一種壟斷效應(yīng)，其一是使網(wǎng)絡(luò)運營商和消費者每年不得不向中間件廠商繳納昂貴的費用,，更主要的是使數(shù)字交互應(yīng)用的軟件開發(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的機頂盒軟件結(jié)構(gòu)模型。
簡單說來,，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)動程序和操作系統(tǒng)等,。上層應(yīng)用通過調(diào)用這些資源得以實現(xiàn)，但是MHP標準并沒有規(guī)定如何實現(xiàn)這些硬件和軟件資源,。而我們的通用平臺所要實現(xiàn)的正是管理這些硬件和軟件資源,。所以通用平臺是對MHP的一種補充。
同樣,，通用平臺對于私有中間件也是一種補充,。通用平臺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
作為一個技術(shù)應(yīng)用方案提供商,，我們意識到，隨著數(shù)字化產(chǎn)業(yè)進程的推進,，軟件在這個產(chǎn)業(yè)當中地位會越來越重要,。因此，對軟件技術(shù)的研究和應(yīng)用,，是我們工作中的重點,。通過構(gòu)建穩(wěn)定的軟件平臺，提供完整易用的API接口函數(shù)和開發(fā)工具,，我們也可以讓有一定開發(fā)能力的客戶在我們的軟件基礎(chǔ)上進行二次開發(fā),，從而使客戶對于市場的需求變化有更快的反應(yīng)，開發(fā)出更貼近市場需求的產(chǎn)品,。同時,，我們也期望更多的網(wǎng)絡(luò)運營商、內(nèi)容提供商和技術(shù)開發(fā)商能和我們交流合作,，共同探討機頂盒軟件的應(yīng)用和發(fā)展,。
5、DVB標準數(shù)字視頻廣播技術(shù)
DVB標準有線傳輸技術(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(gòu)用了近8年的時間,，完成了數(shù)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年春分別開播了數(shù)字電視。
由于我國目前沒有發(fā)展衛(wèi)星電視廣播的個體接收,，人們收看電視主要是通過地面無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置的模擬電視機，要全部增加數(shù)字視頻廣播終端設(shè)備變?yōu)閿?shù)字電視接收機還有一個過程,，而龐大的有線電視用戶大部分為城市人口,，對數(shù)字視頻廣播的需求較強。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)為中央電視臺和各省(市)電視臺的衛(wèi)星數(shù)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(shù)字電視信號,，如果有線電視臺將前端設(shè)備稍加改造,，便可將這種數(shù)字電視信號直接傳送給用戶。在市場方面,，國際有線數(shù)字視頻廣播標準基本統(tǒng)—一在DVB-C標準之下,，發(fā)展有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)的不確定性要小很多,，市場風險也小,。在技術(shù)方面，有線數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)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(shè)備的復雜性也相對較低。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，我國電視廣播的數(shù)字化將從有線數(shù)字電視廣播開始,。2001年國家廣電總局已頒布行業(yè)標準《有線數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制規(guī)范》,，該標準等同于DVB-C標準。
DVB標準數(shù)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(shù)字電視廣播系統(tǒng)規(guī)范,。DVB選定ISO／IEC MPEG-2標準作為音頻及視頻的編碼壓縮方式，對信源編碼進行了統(tǒng)一,，隨后對MPEG-2碼流進行打包形成傳輸流(TS),，進行多個傳輸流復用,，最后通過衛(wèi)星、有線電視及開路電視等不同媒介傳輸方式進行傳輸,。
1.DVB標準的核心
DVB標準的核心主要包括以下幾方面：
●系統(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)的第一級信道編碼采用R-S前向糾錯編碼保護。
●調(diào)制與其它附屬的信道編碼方式,，由不同的傳輸媒介來確定,。
●使用通用的加擾方式以及有條件接收界面。
2.DVB音頻特點
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)，這一人體生理學效應(yīng)允許我們對于人耳不太敏感的頻率進行低碼率編碼,，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)繞聲和多路多語言聲音的編碼,。
3. DVB視頻特點
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(tǒng)由一個大家族構(gòu)成,，每一個系統(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”(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”以外,，DVB視頻標準還定義了“類”(PROFILE)的概念，每一個不同的“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“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”的最初級叫做簡單類(SimpleProfile),、隨后是主類(MainProfile)、信噪比可分級
類(SnrscalableProfile),、及空間頻譜可分級類(SpaciallScalableProfile),，最后為高級“類”(HighProfile)。
2.2 “級”(Level)
根據(jù)圖像節(jié)目源清晰度由低到高的不同，DVBMPEG-2標準分成4個“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／主級),，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碼流復用及業(yè)務(wù)信息
音視頻及數(shù)字信號首先經(jīng)過MPEG-2編碼器進行數(shù)據(jù)壓縮,，通過節(jié)目復用器形成基本碼流(ES),，基本碼流經(jīng)過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行系統(tǒng)復用,，復用后的碼流叫做傳輸流(TS)，傳輸流中包括多個節(jié)目源的不同信號,。為了區(qū)分這些信號,，在系統(tǒng)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(jié)目,。
每個傳輸碼流數(shù)據(jù)包的長度定義為188個字節(jié)長,。每個傳輸流數(shù)據(jù)包的前4個字節(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個字節(jié)長度,，有時在有用信息(UsefullData)中插入一段適配區(qū)域(Adaptation Field)，用于補充長度不完整的傳輸流,，放置解碼時鐘(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(shù)據(jù)中,，長度為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)對應(yīng)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(jié)目,，它首先會通過PID碼找到業(yè)務(wù)信息(S1)所對應(yīng)的不同表格(Table),，然后通過這些業(yè)務(wù)信息表格查到所要接收節(jié)目的PID碼和對應(yīng)的時鐘PCR，將節(jié)目進行還原,。
除PSI(ProgramSpecificlnformation)節(jié)目說明信息外,，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)
●運行狀態(tài)表RST(Running Status Table)
●時間及日期表TDT(Time and Date Table)
●時間偏移表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)
