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[圖表]關(guān)于數(shù)字機(jī)頂盒的技術(shù)概述

來源：中國論壇網(wǎng)　更新日期：2006-06-01 作者：佚名

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有線廣播電視網(wǎng)正在向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，最終建成為寬帶綜合信息網(wǎng)。依托有線廣播電視網(wǎng)提供綜合信息業(yè)務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備這一是用戶終端設(shè)備數(shù)字機(jī)頂盒（STB），本文在介紹數(shù)字機(jī)頂盒定義、功能及分類后，著重介紹了目前數(shù)字機(jī)頂盒的關(guān)鍵技術(shù)。

1、機(jī)頂盒的定義

對于機(jī)頂盒，目前沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義，傳統(tǒng)的說法是："置于電視機(jī)頂上的盒子"。它是利用有線電視網(wǎng)絡(luò)作為傳輸平臺，利用電視機(jī)作為用戶終端，提高現(xiàn)有電視機(jī)的性能或增加其功能。由于功能和用途不同，這就使"機(jī)頂盒"這個概念有些含糊不清，如早期的增補(bǔ)頻道機(jī)頂盒，
圖文電視機(jī)頂盒，付費(fèi)電視機(jī)頂盒等。

數(shù)字電視機(jī)頂盒是信息家電之一，它是一種能夠讓用戶在現(xiàn)有模擬電視上，觀看數(shù)字電視節(jié)目，進(jìn)行交互式數(shù)字化娛樂、教育和商業(yè)化活動的消費(fèi)業(yè)電子產(chǎn)品。

2、數(shù)字機(jī)頂盒的功能

    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，同時具有所有廣播和交互式多媒體應(yīng)用功能，如：
    （1）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電視節(jié)目；
    （2）高速數(shù)據(jù)廣播。能給用戶提供股市行情、票務(wù)信息、電子報紙、熱門網(wǎng)站等各種消息；
    （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(biāo)準(zhǔn)將升級軟件廣播下來，機(jī)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(jìn)行更新；
    （4）因特網(wǎng)接入和電子郵件。數(shù)字機(jī)頂盒可通過內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器方便地實現(xiàn)因特網(wǎng)接入功能。用戶可以通過機(jī)頂盒內(nèi)置的瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件。同時機(jī)頂盒也可以提供各種接口與PC相連，用PC與因特網(wǎng)連接；
    （5）有條件接收。有條件接收的核心是加擾和加密，數(shù)字機(jī)頂盒應(yīng)具有解擾和解密功能�？傊�，到目前為止，圍繞數(shù)字機(jī)頂盒的數(shù)字視頻、數(shù)字信息與交互式應(yīng)用三大核心功能開發(fā)了多種增值業(yè)務(wù)。具體見下表：

項目	內(nèi)容
基本業(yè)務(wù)	模擬電視廣播、FM廣播，模擬付費(fèi)（加擾）電視
數(shù)字視頻	衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播（DVB-S）；地面數(shù)字視頻廣播（DVB-T）；有線數(shù)字視頻廣播（DVB-C）；MMDS數(shù)字視頻廣播；數(shù)字付費(fèi)（加擾）電視
數(shù)字音頻	IP電話/傳真；音樂（MOD）；實時音頻卡拉OK點(diǎn)播（KOD）
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)	信息點(diǎn)播（IOD）；數(shù)據(jù)廣播（BIS）；股市證券信息廣播（SIS）；VBI圖文電視；應(yīng)用程序下載；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫流向；電子商務(wù)；家居銀行
交互式多媒體	互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)（IAS）；遠(yuǎn)程教育；遠(yuǎn)程醫(yī)療；網(wǎng)上購物；網(wǎng)上收費(fèi)；電子廣告；股市證券服務(wù)（SES）；網(wǎng)上（音、視頻）廣播業(yè)務(wù)；可視電話與電視會議；社區(qū)多功能服務(wù)

3、數(shù)字機(jī)頂盒的分類

目前，已出現(xiàn)在市場上的機(jī)頂盒基本上可劃分為數(shù)字電視機(jī)頂盒、網(wǎng)絡(luò)電視（WebTV）機(jī)頂盒和多媒體（Multimedia）機(jī)頂盒三類。

其中，數(shù)字電視機(jī)頂盒的主要功能就是將接收下來的數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換為模擬電視信號，使用戶不用更換電視機(jī)就能收看數(shù)字電視節(jié)目，圖像質(zhì)量接近500線水平，但無上網(wǎng)功能。根據(jù)傳輸媒體的不同，數(shù)字電視機(jī)頂盒又分為數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂盒（DVB-S）、地面數(shù)字電視機(jī)頂盒（DVB-T）和有線電視數(shù)字機(jī)頂盒（DVB-C）三種。目前應(yīng)用較為廣泛的是數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂盒。

網(wǎng)絡(luò)電視機(jī)頂盒是在微軟公司"維納斯計劃"和凱思公司的"女媧計劃"的催化下產(chǎn)生的，主要功能是使我國現(xiàn)有3.2億臺模擬電視機(jī)用戶通過PSTN（公眾電話交換網(wǎng)）和雙向CATV網(wǎng)實現(xiàn)上因特網(wǎng)，收發(fā)電子郵件、游戲娛樂、網(wǎng)上學(xué)習(xí)等。

多媒體機(jī)頂盒是對前兩種機(jī)頂盒功能的綜合下產(chǎn)生的，有也稱綜合業(yè)務(wù)機(jī)頂盒或全功能數(shù)字機(jī)頂盒。它可以支持幾乎所有的廣播和交互式多媒體應(yīng)用，包括收看普通電視節(jié)目、數(shù)字加密電視節(jié)目、點(diǎn)播多媒體節(jié)目和信息、電子節(jié)目指南（EPG）、收發(fā)電子郵件、因特網(wǎng)瀏覽、網(wǎng)上購物、遠(yuǎn)程教育等，需要的條件是雙向CATV網(wǎng)。

4、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、計算機(jī)、數(shù)字壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展水平。目前數(shù)字機(jī)頂盒的關(guān)鍵技術(shù)主要有：

（1）實時操作系統(tǒng)（RTOS）

實時操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)本地資源和網(wǎng)絡(luò)資源的管理，提供基本的操作功能和設(shè)備的訪問控制。在啟動機(jī)頂盒時，由引導(dǎo)程序通過網(wǎng)絡(luò)從中心控制系統(tǒng)下載，深圳迪科網(wǎng)視通數(shù)字機(jī)頂盒的RTOS在設(shè)計上采用從FLASH ROM引導(dǎo)，其引導(dǎo)程序功能包括：a系統(tǒng)自檢。對系統(tǒng)部分硬件進(jìn)行檢測，如DRAM等；b系統(tǒng)設(shè)置。用戶可通過遙控器對系統(tǒng)必要的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如基本頻率、輔助頻率、符號率、DTV節(jié)目信息表等；cDTV功能。用戶在無點(diǎn)播服務(wù)的情況下，可看數(shù)字電視節(jié)目；d系統(tǒng)升級。通過判別系統(tǒng)或臺標(biāo)的名稱和版本號，下載升級FLASH ROM中的系統(tǒng)或臺標(biāo)數(shù)據(jù)。

（2）中間件（Middle Ware）

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)隔離開來的軟件環(huán)境，它通常由各種虛擬機(jī)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。一個完整的數(shù)字機(jī)頂盒由硬件平臺和軟件系統(tǒng)組成，可以分為4層，從底層向上分別為：硬件、底層軟件、中
間件、應(yīng)用軟件。硬件提供機(jī)頂盒的硬件平臺；底層軟件提供操作系統(tǒng)以及各種硬件驅(qū)動程序；應(yīng)用軟件包括本機(jī)存儲的應(yīng)用和可下載的應(yīng)用；中間件將應(yīng)用軟件與依賴硬件的底層軟件分隔開來，使應(yīng)用不依賴于具體的硬件平臺。

（3）加解擾技術(shù)

加解擾技術(shù)用于對數(shù)字節(jié)目進(jìn)行加密解密，其基本原理是采用加擾控制字加密傳輸?shù)姆椒�，用戶端利�?FONT color=#000066>IC卡解密。在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關(guān)的有兩個數(shù)據(jù)流：授權(quán)控制信息（ECMs）和授權(quán)管理信息（EMMs），由業(yè)務(wù)密鑰（SK）加密處理后的控制字在ECMs中傳送，其中還包括節(jié)目來源、時間、內(nèi)容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息。對控制字加密的業(yè)務(wù)密鑰在授權(quán)管理中傳送，并且業(yè)務(wù)密鑰在傳送前要經(jīng)過用戶個人分配密鑰（PDK）的加密處理，EMMs中還包括地址、用戶授權(quán)信息，如用戶可以看的節(jié)目或時間段，用戶付的收視費(fèi)等。用戶個人分配密鑰（PDK）存放在用戶的智能卡（Smart Card）中。

在用戶端，機(jī)頂盒根據(jù)PMT和CAT表中的CA-descriptor，獲得EMM和ECM的PID值，然后從TS流中過濾出ECMs和EMMs，并通過Smard Card接口送給Smart Card。Smart Card首先讀取用戶個人分配密鑰（PDK），用PDK對EMM解密，取出SK，然后利用SK對ECM進(jìn)行解密，取出CW，并將CW通過Smart Card接口送給解擾引擎，解擾引擎利用CW就可以將擾的傳輸流進(jìn)行解擾。

加解擾技術(shù)分為同密和多密技術(shù)。

同密技術(shù)是將兩家或兩家以上的條件接收（CA）系統(tǒng)應(yīng)用于同一網(wǎng)絡(luò)平臺之中，從有線電視臺角度是實現(xiàn)技術(shù)的選擇和競爭的環(huán)境。多密技術(shù)要求機(jī)頂盒采用CI技術(shù)，實現(xiàn)同一機(jī)頂盒可接收不同CA系統(tǒng)加密節(jié)目。從用戶角度來講，不會因購買是一家CA的機(jī)頂盒而受到限制，用戶還有選擇其CA服務(wù)的可能性。

（4）電纜調(diào)制解調(diào)器

到目前為止，各種研究機(jī)構(gòu)對電纜調(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幾個國際性組織定義的標(biāo)準(zhǔn)，IEEE定義的IEEE802.14協(xié)議、DAVIC定義的DAVIC協(xié)議和MCNS定義的DOCSIS及EuroDOCSIS協(xié)議。

國家廣電總局科技司周毅副司長在2000年（第八屆）國際有線電視技術(shù)研討會中外專家有線電視論壇上指出：對于CA系統(tǒng)，我國已經(jīng)確定采用同密技術(shù)，盼望有線電視能早日應(yīng)用有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的CA系統(tǒng)。對于我國電纜調(diào)解調(diào)器（CM）的標(biāo)準(zhǔn)的制定，傾向于EuroDOCSIS，在此基
礎(chǔ)上加入我國自己的東西。EuroDOCSOS標(biāo)準(zhǔn)中下行碼元速率為6.9652mb/s，上行頻率范圍為5-65MHz。

5、結(jié)束語

數(shù)字機(jī)頂盒不僅是用戶終端，還是網(wǎng)絡(luò)終端，它能使模擬電視機(jī)從被動接收模擬電視轉(zhuǎn)向交互式數(shù)字電視（如視頻點(diǎn)播等），并能接入因特網(wǎng)，使用戶享受電視、數(shù)據(jù)、語言等全方位的信息服務(wù)。目前，有些人認(rèn)為機(jī)頂盒就是用來使電視機(jī)上網(wǎng)，這是一種認(rèn)識上的誤區(qū)。實際上，數(shù)字機(jī)頂盒是在走普及數(shù)字電視機(jī)之前寬帶綜合信息網(wǎng)的組成成員這一。隨著數(shù)字技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，將促使數(shù)字機(jī)頂盒內(nèi)置和整個成本下降，讓大多數(shù)用戶在普通模擬電視機(jī)上實現(xiàn)既能娛樂，又能上網(wǎng)等多種服務(wù)。

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