机顶盒
称作机顶盒或机上盒
全程数字视频变换盒(set-top box)简称STB,俗称机顶盒。是连接电视机与外部信号源的设备,它可以将压缩的数字信号转成电视内容,并在电视机上显示出来,信号可以来自有线电缆 ,卫星天线,宽带网络以及地面广播 。机顶盒接收的内容除了模拟电视可以提供的图像、声音之外,更在于能够接收数字内容,包括电子节目指南、因特网网页、字幕等等。使用户能在现有电视机上观看数字电视节目,并可通过网络进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动。
发展历程
机顶盒(STB芯片,STB)起源于20世纪90年代初,当时主要是欧美国家有线电视台为解决有线电视收视费问题而设计的一个解扰设备。机顶盒作为数字电视(DTV)辅助设备是从20世纪90年代后期欧美国家试播数字电视和高清数字电视(HDTV)开始的。它的主要作用是使用户能够用原有的模拟电视机收看数字电视节目和高清数字电视节目,即提供数/模信号转换功能,通常把这类机顶盒称为数字电视机顶盒。数字电视机顶盒具有网络环境特征和条件接收功能。所谓网络环境特征是指在不同的电视广播网中使用的机顶盒不同,根据ETSI定义的三种数字电视传输制式可有:用于接收有线电视的数字电视机顶盒DVB-C、接收数字卫星电视的数字电视机顶盒DVB-S、接收地面广播电视的数字电视机顶盒DVB-T三种类型。
近年来,随着宽带网络的发展,互联网应用越来越广泛,人们萌发了利用互联网收看电视的想法。特别是IPTV如火如荼的发展带动了终端市场的活跃,电信设备制造商纷纷投入机顶盒的研发生产,原有数字电视机顶盒厂商也在试水双向IP机顶盒。机顶盒由原来单一的解扰或数/模转换专用机顶盒,发展到支持多种接入方式和IP,有多种编解码能力和图形浏览器功能,可以支持包括数字电视在内的视频点播、时移电视、网络浏览、信息服务、远程教学和医疗、互动游戏等业务功能的IPTV机顶盒。未来IPTV机顶盒将作为一种家用数字平台被广泛用于不断扩大的交互式多媒体数字内容服务领域。
2024年11月,江苏有线率先完成10000台插入式微型机顶盒采购项目的公开招标,这是中国首次插入式微型机顶盒批量采购招标,标志着插入式微型机顶盒试点推广和批量部署工作已经起步。
构成
机顶盒的硬件结构       
从数字电视机顶盒的构成上看,主要包括硬件和软件两大部分。从结构上看,机顶盒一般由主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、CA(ConditionalAccess)接口、外部存储控制器以及视音频输出等几大部分构成。
主芯片        
随着芯片技术的发展,越来越多的厂家将机顶盒的功能更多地集成在一个主芯片里,例如现在大部分厂商都将CPU、解码器、解复用器、图形处理器与视音频处理器集成在芯片中,甚至一些以Philips为代表的芯片厂商将调谐解调器也集成在芯片中,形成一体化的芯片解决方案,有效地降低了器件成本并提高了可靠性。在主芯片中,首先根据传输流所传递的标志信息对接收到的传输流进行解复用,然后根据CA智能卡所传递的解扰信息对节目流进行解扰,解扰后的TS流送到视音频解码器中分别对其进行解码,还原成AV信号进行输出,同时,也分离出复用在TS流中的各类系统数据表,送给机顶盒处理器分别输出。        另外,由于在主芯片中集成了CPU和图形管理器,使机顶盒可以完成更多的功能,它可以运行各种软件完成诸多任务,例如股票接收、网页浏览等,也可以通过图形管理器实现2D甚至3D的图形处理,为用户提供更美观的界面,实现交互式游戏等各种高画质应用。由于CPU是主芯片的核心,因此通常情况下CPU的性能就决定了主芯片的性能。CPU的性能一般是由主频决定的,主频越高则CPU的性能也越高。目前最快的CPU主频已经超过了400MIPS,即使是目前市场上流行、最基本的机顶盒中CPU的主频也超过了50MIPS。CPU速度同运行其上的业务系统有着必然的联系,如果需要在一个STB中运行一个HTML浏览器,100MIPS可能就是对CPU的最低要求,当然这还需要内存的配合。
内存       
在某些方面,机顶盒同PC机有很多相似之处,甚至可以说是一台简化了的PC机,两者最相似之处就是内存。对机顶盒而言,内存主要分为Flash内存和SDRAM内存。Flash用来存贮机顶盒的系统软件、驱动软件、应用程序以及一些用户信息,在系统断电时内容还可保留,同时Flash可以通过在线的方式对其上所载的软件进行更新,达到机顶盒软件升级的目的。SDRAM主要是用来存储应用数据。机顶盒的许多功能都需要内存来实现,例如图形处理、视音频解码和解复用等,不同的应用需求,内存的大小配置也各不相同。容量大的Flash和SDRAM的配置虽然可以为将来的业务系统预留足够的内存空间,但内存并不是决定软件能否运行的因素,它需要配合CPU来工作,不切合实际的高配置只会造成资源浪费,而无助于STB性能的提高。
调谐解调器       
调谐解调器部分的作用是将传输过来的调制数字信号解调还原成传输流,调谐解调器的不同就构成了不同的数字机顶盒,例如用于QPSK解调的卫星机顶盒(DVB-S),用于QAM解调的有线数字机顶盒(DVB-C)以及用于OFDM解调的地面传输数字机顶盒(DVB-T)。目前市场上比较流行的调谐解调器的生产厂商有Thomson、Sharp等,国内虽然也有一些厂商生产调谐解调器,但市场份额很小。
外部存储设备       
外部存储设备一般指外挂式HDD,大容量的硬盘可以用于存储节目流以满足用户的个性化需求。一个STB中能否插件硬盘一般都是由主芯片所决定的,只有CPU的处理能力达到一定程度时才有可能支持硬盘的读写,而硬盘的读写也需要更多的内存空间。
智能卡接口         
通过读卡器读取CA智能卡中的数据用于数字电视节目的解扰,特别是在付费电视发展的今天,这是大多数STB必不可少的部件。除了标准的读卡器外,在有些STB中也采用通用接口CI(CommonInterface)来完成对CA智能卡的读取。CI是一个由DVB组织为机顶盒和分离的硬件模块之间定义的标准接口。这种起源于PCMCIA的技术应用,使机顶盒可以批量生产,也为机顶盒带来了变化,有着广泛的应用前景。
回传通信接口       
随着机顶盒应用的扩展,使用户对机顶盒的需求已经不单单停留在简单地收看视音频节目上了,交互式的需求使机顶盒中内嵌了回传设备,这些设备可以包括网卡、调制解调器等通信接口,用于满足用户将信息回传到前端。
其他设备接口       
  新技术的发展使机顶盒的物理接口也不断地增加,如RS232接口、红外遥控器接口、无线键盘接口、Wi-Fi接口等等,使STB可以同摄像机、DVD、PDA等众多设备进行连接。
电源变压器
机顶盒中开关电源变压器被视做机顶盒电源的心脏,主要功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离。变压器功率一般在30W左右,工作原理是基于电磁感应原理,既强调功率传送大,又强调绝缘隔离电压高。变压器的使用条件包括两方面内容:可靠性和电磁兼容性。以前只注意可靠性,现在由于环境保护意识增强,必须注意电磁兼容性。屏蔽是防止电磁干扰,增加高频电源变压器电磁兼容性的好办法。为了阻止高频电源变压器的电磁干扰,在设计磁芯结构和设计绕组结构也应当采取相应的措施,例如在变压器的绕组内加屏蔽铜箔或在变压器外边加屏蔽罩等。
机顶盒的软件系统        
机顶盒作为一个客户端系统,除了要具有良好的硬件平台外还需要配备不同的软件系统才能使其完成各种任务。机顶盒中的软件可以分成三个主要的层:应用层、中间解释层和驱动层,每一层都包含了诸多的程序或接口等。
驱动层         
驱动层包括机顶盒硬件的驱动程序和API接口,它主要用于完成对硬件设备的操作。
中间解释层        
中间解释层将STB的应用程序指令翻译成CPU能识别的指令,从而通过驱动层去调动硬件设备完成相应的操作。该层包括嵌入式操作系统、中间件、CA驻留软件等。虽然中间件的使用可以给STB软件的设计和应用带来极大好处,但高昂的使用费用,对硬件需求的增加以及技术上的不成熟使中间件在国内鲜有应用。目前许多软件设计者采用直接调用驱动层的软件来编写应用程序,这虽然可以满足一时的需求,但随着应用需求的增加,在STB中使用中间件才是一个很好的解决方案。
应用层         
应用层可以分成驻留应用程序和可下载应用程序两部分,不同的STB软件设计理念使这两个部分包含的应用程序也不尽相同,合理规划这两部分的组成将有助于提高STB的可靠性和相应时间。目前国内机顶盒中的应用较少,主要以EPG、数据广播、股票、简单的下载游戏等为主,而数字电视的魅力并不在于看电视,而在于这种基于数字电视平台的业务应用,这些应用将会改善人们的一些日常生活习俗。随着双向网络的建设,交互式应用的普及,基于交互式的应用软件也将越来越多,这也会给运营商带来难以预料的增值收入。
参考
工作原理
机顶盒各个模块在Internet的高速接入中,协同工作。用户首先通过发送命令请求一个URL。在使用PPP点对点协议的一次交易过程中,该命令最终到达Internet业务提供者的调制解调器共用机架上。然后通过动态分配法,该用户获得本次交易中使用的IP地址,并把请求送往Internet。当Internet的内容被找到之后,接着把它送到Internet业务提供者(ISP)那里,再由ISP的路由器负责把它送到电缆电视网络,最后回到用户的机顶盒。在有线电视的机顶盒,信息内容被截获。机顶盒在电视机与电缆网络之间完成一个网关的任务。它的任务是管理IP的通信流量,具有控制用户进出网络的能力一旦IP包到达机顶盒,把视频信号从该包中分离下来,对其中的数据进行译码,然后把它送到浏览器里准备在电视机上显示。
由于CableModem要求用户要配置一部电脑才能上网,影响了用户层的扩展,而使用机顶盒则不需电脑,一部电视机足矣,因而机顶盒的市场前景可能看好。信息使用者从企业向家庭过渡,网络带宽从窄带向宽带过渡,用户入网设备从PC机向带机顶盒(STB)的电视过渡,使用界面从Windows向电视遥控键界面过渡,信息内容从为企业服务向为人民生活服务过渡,是network service发展的大方向,机顶盒(STB)显然是这个大方向上的一个阶段。
数字电视机顶盒接收数字电视节目,处理数据业务和完成多种应用的解析。各类信源在进入有线电视网络之前经过两级编码,第一级是视音频信号的信源编码,并将所有信源封装成传输流,第二级是传输用的信道编码。与前端相应,数字电视机顶盒首先从传输层提取信道编码信号,完成信道解调,接着还原压缩的信源编码信号,恢复原始视音频流,同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。
数字电视机顶盒的工作过程:数字电视机顶盒通过网络接口模块选择频道,并进行解调和信道解码处理,输出MPEG-2多节目传输流数据,送给解复用器,解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流(PES)数据,包括机顶盒视频PES,音频PES和辅助数据PES,解复用器中包含一个解扰引擎,可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰,解复用器输出的是已解扰的视音频PES。视频PES送入视频解码器,取出MPEG-2视频数据并对其解码后,输出到模拟编码器,编码成模拟视频信号,再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码器,取出MPEG-2音频数据并对其解码,输出PCM音频数据到音频D/A变换器,音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号,经音频输出电路输出。
参考
区别
网络接入不同
简单的说,“网络机顶盒”可以看成是一个通过INTERNET互联网获得视频节目的“机顶盒”。也就是说普通的机顶盒接的是同轴线缆,走的是有线电视网络;而网络机顶盒接的是网线,走的是互联网。
主要功能不同
传统电视所收看的节目都是固定的,不能接入互联网,也不能随消费者自己的喜好支配电视节目,不具有可以加载的内容和应用。而连接上网络机顶盒,通过网线或无线WIFI接入互联网,在电视机上实现网页浏览、视频影片播放、在线聊天、游戏娱乐、在线电影电视等可依据自己喜好支配电视节目,也可随意安装应用程序。
网络连接:网络电视机顶盒之所以带有“网络”这个词就是因为它能够连接到互联网,重复利用网络上的资源(视频、图片、文字信息等),所以网络电视盒一般都配有有线接口和网线WIFI网卡,是用户能够方便的链接到互联网。
电视机显示:名称中的“电视”一词是指电视盒主要通过电视机显示,Tacadia网络电视机顶盒T10不仅可以链接高清的HDMI数据线,还可以链接传统的三色AV线,兼容性比较强大。
外接设备:丰富的外部设备扩展接口,可以链接鼠标键盘、摄像头、游戏机、外部存储(U盘、SD卡和HDD)等。
节目内容不同
而从节目内容上看,普通机顶盒接收的是各个电视频道,而网络机顶盒是通过互联网实现各种与电脑同样的功能,如:在线观看电影电视、游戏娱乐、网页浏览、微博、博客、收发邮件、在线聊天等内容。
新华区工商局联合河北广电网络集团石家庄分公司,对石市部分非法销售网络机顶盒商户进行了依法查处。记者跟随执法人员来到太和电子城,发现一些商户的摊位上,都在显著的位置挂着“网络机顶盒” “网络播放器”等招牌,有的则贴出“用网络机顶盒,免费看电视”的宣传语,而在摊位上,则摆放着很多网络机顶盒,涉及炽天使、映美讯等多个品牌,价钱从200多元到400多元不等。但经执法人员检查,发现大多都没有国家强制性产品认证标识(3C认证)。对此,执法人员对4家商铺6个品牌上百件无3C认证的网络机顶盒进行了查处。
分类与应用
不同的运营商和不同的机顶盒厂商按照不同的应用习惯将STB分成基本型、增强型、交互型等几种,运营商对数字电视理解和应用水平的不同对STB的划分也有所不同。大多数的运营商将基本型定义成仅支持视音频服务和接收EPG信息,不支持数据浏览和其他应用,而将这些应用放在所谓的增强型中;把具有双向功能的STB定义为交互型。实际上从功能上很难区分什么是基本型什么是交互型,不同的商业目的就会有不同的划分,所谓的基本型和增强型往往都是使用同一个硬件平台,不同的只是软件而已,虽然也有厂商宣称他们的STB是交互型的或者可以开展交互式服务,但由于网络上的原因,在国内还没有一种成熟的交互式应用,目前所谓的交互式应用基本上都还停留在本地交互的基础上。         选用的芯片不同,构成的硬件平台就不同,配备的其他设备和接口也不同,这就组成了多种多样的STB。例如,在STB中加上调制解调器或网卡,就构成了一个具有双向功能的机顶盒;加上HDD就构成了个人视频录制器(PVR:PersonalVideoRecorder),当然这些都需要软件的配合。在同一个硬件平台上通过驻留不同的软件也可以构成不同应用的机顶盒,而多样化的STB满足了不同层次的需求。
STB的发展趋势        
  庞大的市场空间,数百亿的产值吸引了众多的商家从事STB的生产制造,据估计国内大约有300余家企业都在从事STB的生产,而截至到2004年底,全国有线数字用户大约在80万户左右,除去以前累计发展的30多万户,实际去年一年新增用户不会超过50万户,市场竞争的残酷性使全行业处于一种亏损状态。虽然目前运营商在大规模推广数字电视,搞全网的整体平移,向用户免费发放STB,为此也创立了诸如青岛模式、佛山经验以及杭州模式等,但这一切并没有带来STB行业的繁荣,也没有促进STB技术的发展,反而给数字电视行业造成了很多的困惑。如何顺应技术的发展,把握技术发展的方向,可能不再仅仅是制造商需要关注的问题,也许更应当引起行业主管部门和运营商的关注,需要各方协同努力尽快为数字电视创造一个良好的可持续发展的空间。
数字电视一体机       
目前国内使用的机顶盒大多都属于基本型的范畴,它们可以接收数字电视节目,也可以提供一些诸如电子政务服务类的应用。随着数字电视机技术的发展,带数字解码功能的新型电视机已经面世,目前正在处于投产前的大规模测试阶段。这种将最基本的STB和电视机的功能结合在一起的新型一体化电视机,将对STB的制造业和数字电视的运营产生重大影响,面对家电巨头们庞大的生产能力和新的技术产品,大多数STB生产商将面临重新洗牌的风险。         对运营商而言,一体机的出现也使运营发生了改变。过去运营商不仅要为节目传输操心,也要为用户的STB投入大量的精力,甚至为此背上沉重的包袱,特别是在整体平移的过程中,由于发送STB而背负了庞大的债务,而这一切都可能因为一体机的出现而得到很好的解决。在未来的2~3年内,按照国家产业的规划,国内生产的35%以上的电视机将带有STB功能,这意味着每年将有1500台以上的一体机投放市场,以后这个数字还将会不断攀升。
机卡分离        
 机卡分离和一体机几乎是天生的一对。电视机的大规模制造不仅提高了产品的可靠性,也降低生产的成本,而大规模制造的基础就是所生产的产品具有一致性,这不仅表现在硬件上也表现在软件上。由于软件的差异性使得制造商无法像生产电视机一样大规模地生产机顶盒。所以实现规模制造,CA是首先要解决的问题。         机卡分离技术的含义在于让数字电视的接收设备(机)和CA智能卡及其软件(卡)无关,两者通过一个接口产品(大卡或CAM卡)来连接,电视机和STB预留这个通用的接口。在插入CA智能卡之前,所有的电视机和STB的软硬件都是相同的,而智能卡首先要插到一个与之适应的CAM卡中才能插到电视机或机顶盒上,解出相应的节目。虽然从表面上看由于使用了CAM卡增加了用户的接入成本,但由于脱离了CA的束缚给运营商和制造商都带来了使用和制造成本的降低,最终也带来了用户接入成本的降低。诸多的优点使机卡分离成为一种产业发展的趋势,美国已经把机卡分离作为数字电视机的标准,并为此定义了强制性的时间表。对中国这样一个电视机生产大国而言,机卡分离也将成为中国产业发展的趋势和标准。随着产品的批量投放市场,数字电视机的普及将有助于带动数字电视用户的发展。
交互式STB        
虽然一体机可能代替普及型STB,但在数字电视发展中,由于业务的不断扩展,STB的软件也将不断完善,特别是在交互式领域,随着中间件的完善和应用,STB就成为一个价格低廉的硬件平台,可以通过更换不同的软件来实现多种应用。对运营商而言,交互式应用有着庞大的商业利益,是未来最重要的利润来源,而交互式STB的使用可以帮助实现这一目标。交互式STB也代表着机顶盒技术发展的最高水平,有着发展空间。         在STB中加上存储设备就可以将自己喜欢的节目存储起来,这种STB就是PVR。虽然目前PVRSTB在国内还没有形成一定的市场,但国外每年几百万台销量的强劲增长就预示着国内未来市场的庞大,随着时间的推移,这种需求将会越来越大。
双解码或多解码STB        
  对国内的运营商而言,特别是在整体平移的过程中,如何解决用户两台以上的电视机收看数字电视节目是一个令开发人员十分头疼的问题,虽然可以通过强制性的行政行为达到一机一卡,提高收视费,但无法让用户理解这种运营模式,也使数字电视的推广面临很大的阻力。双解码STB是在一个STB中采用双解码芯片或在一个芯片中嵌入两个以上的解码电路,并配以两个解调器,进而使一个STB输出两路不同的节目,而STB的成本仅仅增加了30%~50%。这种新产品的出现,无疑对那些拥有两台以上电视机的用户是一个福音,当然对那些寄希望于用户购买两台以上的STB以及交两份以上的节目费的运营商而言,这并不是一个好消息。
DVB和IP合二为一        
IP技术的飞速发展给数字电视带来了巨大威胁,但在短期内由于网络成本的原因使两者只能共存而无法替代。虽然目前国内市场上有所谓的带IP功能的STB,但这些机顶盒只是集成了网卡或带回传通道,由于它们无法满足流媒体等服务,因此还不完全是一个将DVB和IP合二为一的STB。随着具有MPEG-II和MPEG-IV双解码功能芯片的推出和完善,国外已经有此类STB投放市场,它可适应于不同的网络环境,有着广阔的发展前景。另外,这种技术的发展和整合可能会给人们带来一些意想不到的变化,也许在不久的将来,随着网络技术的发展,一个集DVB和IP于一体的终端产品将会成为家庭的一员,它连接着家庭的显示设备、计算机甚至其他的智能化设备,满足家庭信息化的需求。
小结       
总之,机顶盒作为数字电视标志性的产品,有着广阔的发展空间。随着数字电视应用、芯片技术和软件技术的发展,STB的功能也必将越来越强大,可以为运营商和用户开展更多的服务,满足不同层次的需求。如今市场竞争越来越激烈,如何在有限的时间内完成项目,满足客户的需求成为企业决策者所需要面对的现实。AnyChat SDK可以让企业越过复杂的底层技术实现,而把主要精力投入项目的业务逻辑处理上,加快项目开发进展,从而为企业赢得市场先机。
参考
功能要求
媒体处理要求
需支持基本业务和扩展业务所需要的媒体处理功能。对于基本业务,可在AVS视频、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4Part10/H.264、SMPTEVC-1中选择一种或多种作为视频解码标准;音频解码可采用MPEG-2/4AAC、MPEG-2音频、杜比AC3/5.1、MPEG-1Layer2和MP3等。当技术和业务都比较成熟后,最终会确定一两项作为IPTV的音视频编解码标准。对于扩展业务,需支持CIF或QCIF等图像显示格式和H.261或H.263视频编解码标准,必须支持G.711音频编解码标准,也可采用G.723、G.728、G.729音频编解码标准。之所以采用多选项方式,主要是考虑各种音视频编解码标准的专利收费情况等没有确定标准。
此外,机顶盒需支持分辨率为640×480、720×576、352×288图形显示方式,每像素至少支持16位彩色;支持可同时显示多个平面的内容,可采用平铺或叠加图像方式;支持显示字符和汉字的能力,汉字编码应符合GB18030要求。
交互要求
机顶盒需提供交互内容选择和内容交互控制两类交互功能。交互内容选择功能支持利用门户导航菜单选择内容、进行节目检索、与业务平台的认证系统交互认证信息等交互过程。内容控制功能主要针对在实现点播业务时,机顶盒与IPTV业务平台之间应具有交互控制命令以控制内容信息的功能。
管理要求
软件升级功能。机顶盒可以提供应用软件接口,通过在线或本地软件升级获得支持新业务的能力,必须能够通过网络或外围存储设备获取最新软件版本号并判断是否需要升级,也可以通过HTTP(S)或FTP获取最新版本文件。如果升级失败,机顶盒必须仍能正常工作,并在开机时进行软件版本检查。
日志功能。机顶盒必须实现对本机版本信息和系统信息的管理及错误信息的诊断,并形成双备份日志文件。状态发生变化时填写日志;当机顶盒开机时上传日志文件,并每隔24h上传一次日志文件。
远程配置功能。机顶盒必须能够实现重启动、下载、设置参数值、恢复出厂设置、设置参数属性、删除设备注册、最小内核恢复等功能。
本地配置功能。包括通过局域网对机顶盒信息进行配置(机顶盒提供Web方式配置界面)以及用户通过遥控器对机顶盒进行配置,配置信息包括IPTV业务管理系统域名、网络接入方式、网络接入账号/密码、静态IP、网关、DNS服务器、DHCP和用户业务编号/密码等。
硬件接口要求
机顶盒硬件基本配置应具有3类物理接口,即上行网络接口、下行音视频接口和红外遥控接口,根据需要还可以配置多种辅助接口。
通信协议要求
IPTV机顶盒作为IP网络接入的终端设备,必须支持一系列与业务相关的IP。可以将机顶盒所涉及的IP归纳为:接入过程中涉及的相关协议,包括PPPoE、DHCP、IEEE802.1x;文件/文本传送协议,包括TFTP、FTP、HTTP;媒体传送协议,包括实时传输协议(RTP)和符合ISO/IEC13818-12000规定的传输协议;Internet组管理协议,包括支持组播的IGMP(应符合RFC2236的规定);媒体播放控制协议,包括实时流RTSP(应符合RFC2326的规定);管理协议,包括由DSL论坛定义的用户终端广域网管理协议TR069和简单网络管理协议SNMPv2;网络时间同步协议,可选择网络时间协议(NTP)或简单网络时间协议(SNTP)。
安全要求
机顶盒应支持AAA认证方式,接入IP网络时应提供必要的信息,包括用户识别码或用户名和密码,经认证授权后才可以使用IPTV业务平台提供的各类业务;同时支持机卡分离,利用智能卡技术以硬件加密方式存储用户信息。数字版权管理安全要求:对于网络的数字版权保护由内容提供商或业务提供商实现,传送到用户端的信息应是具有DRM的信息。在STB中需具有针对业务平台DRM的相应版本,提供内容版权的保护。
特色功能
数字机顶盒的基本功能是接收数字电视
如:(1)电子节目指南(EPG)。给用户提供一个容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的一种方式,电视节目
(2)高速数据广播。能给用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网站等各种消息
(3)软件在线升级。软件在线升级可看成是数据广播的应用之一。数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来,机顶盒能识别该软件的版本号,在版本不同时接收该软件,并对保存在存储器中的软件进行更新
(4)因特网接入和电子邮件。数字机顶盒可通过内置的电缆调制解调器方便地实现因特网接入功能。用户可以通过机顶盒内置的浏览器上网,发送电子邮件。同时机顶盒也可以提供各种接口与PC相连,用PC与因特网连接
(5)有条件接收。有条件接收的核心是机顶盒加扰和加密,数字机顶盒应具有解扰和解密功能。
新一代机顶盒的功用应包括:①接收广播方式的模拟电视和数字电视节目,②高速访问Internet,收发e-mail,③视频点播(VOD)和音乐点播功能,④电话、可视电话、会议电视,⑤连接VCR、VCD等消费电子产品的功能,⑥电子购物,⑦电子游戏等。
参考
发展趋势
硬件平台发展趋势
    从机顶盒发展趋势看,Tuner和解调芯片合二为一,物理上减小体积,降低成本,提高性能;或者采用芯片实现Tuner 的功能。
    由于CPU与TS流解复用器,MPEG-2 A/V解码器,视频编码器集成,形成STB 的核心芯片,它的发展速度将决定机顶盒未来的方向。必然的趋势是CPU处理速度越来越快,存储器容量越来越大,MPEG解码器将同时支持多路节目的解码;并支援更多解码格式,如可以解码更高压缩率的H.264。同时用户可以直接看到的图形显示界面将从简单的OSD,发展到强大的2D、3D图形引擎。
    由于数字电视传输网络的建设和改进,以及internet网络技术的成熟,可以实现各种交互式应用。通过网络通道和机顶盒,观众坐在家中就能享受到视频点播(VOD)、网上冲浪、远程购物、交互游戏等增值业务。这种交互性将极大地改变人们看电视的方式。因此,双向传输方案将成为机顶盒发展的主流。
    外部接口将更加丰富,通过USB口可以实现和数码相机的连接,通过IDE接口可以挂接HDD实现节目存储等等。
    机顶盒是网络的终端产品,现实中存在着通信网、计算机网和广播电视网。虽说三网合一是必然趋势,而且三网在骨干网的传输技术上已经融合。最终将数字机顶盒发展成为家庭网关,将机顶盒与PC、打印机、DVD机等数字设备连接起来,并通过双向模块与Internet相连,真正地成为信息家电。
    软件平台发展趋势
    电视网络数字化改造的不断深入,开放式业务系统的广泛使用,运营商的利润增长点将从以前靠收视费和广告费转向靠多种应用去支撑。因此,机顶盒将支持越来越多的应用,如电子节目指南、PPV节目、IPPV节目、准视频点播、数据广播、Internet接入、电子邮件、视频点播以及IP电话和可视电话等。而上述应用的发展,必须依靠机顶盒的软件平台,也就是中间件。因此,机顶盒的发展趋势在很大程度上依靠中间件技术的发展方向。
    机顶盒种类发展趋势
    (1)数字电视一体机
    随着数字电视机技术的发展,带数字解码功能的新型电视机已经面世。这种将最基本的机顶盒和电视机的功能结合在一起的新型一体化电视机,将对机顶盒的制造业和数字电视的运营产生重大影响,面对家电巨头们庞大的生产能力和新的技术产品,大多数机顶盒生产商将面临重新洗牌的风险。
    对运营商而言,一体机的出现也使运营发生了改变。过去运营商不仅要为节目传输操心,也要为用户的机顶盒投入大量的精力,甚至为此背上沉重的包袱,特别是在整体平移的过程中,由于发送机顶盒而背负了庞大的债务,而这一切都可能因为一体机的出现而得到很好的解决。在未来的2~3年内,按照国家产业的规划,国内生产的35%以上的电视机将带有机顶盒功能,这意味着每年将有1500台以上的一体机投放市场,以后这个数字还将会不断攀升。
    (2)机卡分离
    机卡分离和一体机几乎是天生的一对。电视机的大规模制造不仅提高了产品的可靠性,也降低生产的成本,而大规模制造的基础就是所生产的产品具有一致性,这不仅表现在硬件上也表现在软件上。由于软件的差异性使得制造商无法像生产电视机一样大规模地生产机顶盒。所以实现规模制造,CA是首先要解决的问题。
    机卡分离技术的含义在于让数字电视的接收设备(机)和CA智能卡及其软件(卡)无关,两者通过一个接口产品(大卡或CAM卡)来连接,电视机和STB预留这个通用的接口。在插入CA智能卡之前,所有的电视机和STB的软硬件都是相同的,而智能卡首先要插到一个与之适应的CAM卡中才能插到电视机或机顶盒上,解出相应的节目。虽然从表面上看由于使用了CAM卡增加了用户的接入成本,但由于脱离了CA的束缚给运营商和制造商都带来了使用和制造成本的降低,最终也带来了用户接入成本的降低。诸多的优点使机卡分离成为一种产业发展的趋势,美国已经把机卡分离作为数字电视机的标准,并为此定义了强制性的时间表。对中国这样一个电视机生产大国而言,机卡分离也将成为中国产业发展的趋势和标准。随着产品的批量投放市场,数字电视机的普及将有助于带动数字电视用户的发展。
    (3)双向机顶盒
    互动正逐渐成为机顶盒的主打发展方向,在双向机顶盒与单向机顶盒价格差越来越小的情况下,双向机顶盒代替单向机顶盒进行整转的趋势已经被大多数有线运营商所认同,并成为可能。
    (4)双解码或多解码机顶盒
    对国内的运营商而言,特别是在整体平移的过程中,如何解决用户两台以上的电视机收看数字电视节目是一个令开发人员十分头疼的问题,虽然可以通过强制性的行政行为达到一机一卡,提高收视费,但无法让用户理解这种运营模式,也使数字电视的推广面临很大的阻力。双解码机顶盒是在一个机顶盒中采用双解码芯片或在一个芯片中嵌入两个以上的解码电路,并配以两个解调器,进而使一个机顶盒输出两路不同的节目,而机顶盒的成本仅仅增加了30%~50%。这种新产品的出现,无疑对那些拥有两台以上电视机的用户是一个福音,当然对那些寄希望于用户购买两台以上的机顶盒以及交两份以上的节目费的运营商而言,这并不是一个好消息。
    (5)PVR机顶盒
    随着节目源的丰富和网络运营商服务的不断改善,中国的数字电视业务会不断向专业化和个性化等领域发展,用户对PVR机顶盒的需求也将相应增加,PVR机顶盒将逐渐从实验室产品走向市场,具备PVR功能未来将成为机顶盒标准配置。由于PVR机顶盒技术复杂,内置HDD的造价成本又相对较高,调查显示,外置硬盘的PVR机顶盒使用户的选择和使用更加方便灵活,因此将受到用户的喜爱。从2009 年起,广电大力推广Push-vod业务,这将促进PVR机顶盒市场的发展,预计PVR市场将从2009年逐渐启动,但PVR机顶盒短时间内在保有量上仍然不会有大的突破,原因主要是:终端用户的消费习惯需要一个逐渐改变的过程;在目前的数字电视节目内容上,可录的高质量节目仍然不是很多;知识产权问题;PVR机顶盒价格仍然较贵。
    (6)双模机顶盒
    有线/IP双模机顶盒主要在杭州以及扬州,此类型的双模机顶盒市场发展受到一定的局限;地面/卫星双膜机顶盒同时能够接收地面和卫星传输的节目内容,在日本等国受到用户的欢迎,成为最主要的机顶盒产品类型之一,显示了其前景。地面/卫星双模机顶盒在中国的发展目前仍然受到卫星节目接收政策上的限制,从长远来看,以地面解决当地节目,以卫星解决外地节目,将成为一种重要的接收方式。
    (7)3D 高清机顶盒
    2008年,一些有前瞻性的公司将3D机顶盒带入中国,目前处于产品试销阶段,最为一种高端的机顶盒产品,3D的出现丰富了机顶盒的产品类型。3D 游戏使用三维技术,使游戏内的物体具有空间性,游戏视角可以随意变动,具有较强的视觉冲击力,在国外市场上受到欢迎,但在中国仍然属于比较超前的机顶盒类型,其发展有待进一步观望。
参考
行业标准
2023年11月,广电总局发布了《有线电视业务技术要求》等三项广播电视和网络视听行业标准的通知,要求有线电视智能机顶盒开机过程所需时间应不大于35s。有线电视运营机构在提供直播频道和时移电视、频道回看、视频点播等有线电视业务时,应确保界面简洁友好、操作方便快捷、节目优质传输。
与机顶盒相关的标准和规范与数字电视机顶盒有关的一些技术标准和规范包括:
参考
增值业务
围绕数字机顶盒的数字视频、数字信息与交互式应用三大核心功能开发了多种增值业务。具体见下表:
参考
接口介绍
参考
作用
数字机顶盒不仅是用户终端,还是网络终端,它能使模拟电视机从被动接收模拟电视转向交互式数字电视(如视频点播等),并能接入因特网,使用户享受电视、数据、语言等全方位的信息服务。目前,有些人认为机顶盒就是用来使电视机上网,这是一种认识上的误区。实际上,数字机顶盒是走在普及数字电视机之前的宽带综合信息网的组成成员之一。随着数字技术、多媒体技术和网络技术的发展,将促使数字机顶盒内置和整个成本下降,让大多数用户在普通模拟电视机上实现既能娱乐,又能上网等多种服务。
技术
信道解码、信源解码、上行数据的调制编码、嵌入式CPU、MPEG-2解压缩、机顶盒软件、显示控制和加解扰技术是数字电视机顶盒的主要技术。
机芯片
网络电视机顶盒的机芯片是一种叫意法半导体机芯,根据市场研究机构IMS预测,到2015年DOCSIS3.0客户端设备的出货量将达到4900万个。这样的流通量可见现在网络电视机顶盒的趋势是很可观的,意法半导体(ST)推出了符合DOCSIS3.0最新标准的缆线数据机系统单晶片。能够将16个下行通道和4个上行通道分别整合成一个通道,使上下行数据传输速度分别达到108Mbps和800Mbps。这款产品的数据速率较目前市场上销售的数据机明显快很多,让多个用户能够透过同一个家庭网路同时体验高品质的全高画质多媒体和互动网路服务。意法半导体的缆线数据机研发经验是高数据速率的保障。
意法半导体DOCSIS3.0缆线数据机技术采用一颗ARMCortex-A9双核处理器,针对路由器、交换机、电话、安全和媒体服务器等应用。因为可支援多媒体功能和付费电视及网路媒体服务加密演算法,新产品将被意法半导体用于各种应用IC的内核,包括有线机上盒、有/无视讯输出的媒体闸道和缆线数据机。
意法半导体数位融合事业群副总裁暨统一平台产品部总经理LaurentRemont表示:「DOCSIS3.0的功能和性能标准让有线电视营运业者能够在未来提供创新服务,提升服务品质。我们的DOCSIS3.0数据机技术优于目前市场上的同类技术,将协助客户开发先进产品,提供高品质的内容和新型服务,例如家庭自动化、家庭安全和远端健康监控。」
缆上资料服务介面规格(DataOverCableServiceInterfaceSpecifications,DOCSIS)是全球有线电视服务供应商及相关设备供应商所采用的主要有线电缆数据机标准之一。DOCSIS技术包括全欧洲使用的EuroDOCSIS标准,让有线电视营运业者能够提供视讯、语音和数据叁网融合服务。
最新的DOCSIS3.0标准可支援网路电视协议,让有线电视营运业者能够提供视讯点播和视讯串流,并可支援下一代网路协议,为民众提供更出色的服务内容。
而且,DOCSIS3.0还将频道整合技术导入有线电缆数据机,这项灵活的技术可使设备实现100Mbps以上的高性能。DOCSIS3.0是同时为多个用户提供互动式多媒体服务和高速上网体验的关键技术。
现在人们的生活水平越来越好,人们的生活越来越丰富,网络电视机顶盒是这个时代新兴的产品是便民,是时尚,是趋势,是未来。
参考
参考资料
STB.ANALOG DEVICES.2023-12-09
最小机顶盒来啦!.今日头条.2024-12-02
磁性元件在机顶盒电源中的应用.电子元件技术网.2023-12-09
数字机顶盒的技术发展趋势 - .阿里云开发者社区.2023-12-09
数字机顶盒的结构和原理.电子工程世界.2023-12-09
电视盒子与机顶盒的区别.中国知网.2023-11-30
IPTV机顶盒标准简介.众视网.2023-12-09
RTSP协议详解及实例分析.CSDN博客.2023-12-09
PPPoE协议详解.豆丁网.2023-12-09
数字电视-DVB介绍.CSDN博客.2023-12-09
数字电视原理.CSDN博客.2023-12-09
DVB机顶盒工作原理.CSDN博客.2023-12-09
机顶盒芯片分为哪几种.ZNDS问答.2023-12-09
目录
概述
发展历程
构成
机顶盒的硬件结构       
主芯片        
内存       
调谐解调器       
外部存储设备       
智能卡接口         
回传通信接口       
其他设备接口       
电源变压器
机顶盒的软件系统        
驱动层         
中间解释层        
应用层         
工作原理
区别
网络接入不同
主要功能不同
节目内容不同
分类与应用
STB的发展趋势        
数字电视一体机       
机卡分离        
交互式STB        
双解码或多解码STB        
DVB和IP合二为一        
小结       
功能要求
媒体处理要求
交互要求
管理要求
硬件接口要求
通信协议要求
安全要求
特色功能
发展趋势
硬件平台发展趋势
    软件平台发展趋势
    机顶盒种类发展趋势
行业标准
增值业务
接口介绍
作用
技术
机芯片
参考资料