交互式機頂盒的回傳電路研究設計

隨著(zhù)全球數字電視節目開(kāi)播日程表日漸逼近，機頂盒的熱門(mén)程度也隨之升高。目前，市面上大多數機頂盒均為單向接收功能，但只要搭配適當的雙向電路，讓這些盒子具備回傳功能，便能成為交互式產(chǎn)品，可用來(lái)處理用戶(hù)發(fā)出的指令。由于可作為雙向電路的種類(lèi)很多，所以本文將以機頂盒分類(lèi)來(lái)介紹其可能的搭配方式。

數字電視地面廣播(DVB-T)和有線(xiàn)電視(DVB-C)機頂盒是數字電視發(fā)展的過(guò)渡產(chǎn)品，其功能特性對數字電視技術(shù)應用至關(guān)重要，其中回傳功能對開(kāi)展雙向業(yè)務(wù)必不可少。目前，機頂盒回傳功能具有不同的實(shí)現方實(shí)，本文將闡述不同機頂盒產(chǎn)品及其周邊組件所組成的回傳電路。

DVB-T回傳電路

目前臺灣地區已開(kāi)播數字電視，隨著(zhù)雅典奧運熱潮，有越來(lái)越多的使用者購買(mǎi)地面廣播(DVB-T)機頂盒，也有消費者選擇購買(mǎi)車(chē)用機頂盒，但這兩種產(chǎn)品目前都只能收看單向電視廣播，與此同時(shí)，國內已經(jīng)著(zhù)手在電視廣播架構上裝載MHP(多媒體家庭平臺)，作為互動(dòng)電視的發(fā)展平臺。從回傳路徑來(lái)看，家用機頂盒接上調制解調器，車(chē)用機頂盒接上GPRS模塊是合理的發(fā)展趨勢。

調制解調器

目前的機頂盒大多數是單向接收數字電視廣播，并未具備回傳電路，未來(lái)接上調制解調器便可以與系統頭端形成雙向互動(dòng)，接收多媒體內容。一般來(lái)說(shuō)，互動(dòng)其實(shí)只有傳送簡(jiǎn)單的幾個(gè)使用者指令回到系統端，家用機頂盒可以利用最普及的電話(huà)線(xiàn)路，然后接上調制解調器便可形成回傳電路。

一般的STB芯片本身可以執行調制解調器控制功能，并不需要外接另一個(gè)微控制器。ST的STB芯片即提供了外部存儲器接口(EMI) 總線(xiàn)，可以連接調制解調器DSP(如Agere的DP2x系列)，然后再接上電話(huà)線(xiàn)的編解碼器(如Agere的CSP1034)，便可以完成回傳電路(如圖1所示)。調制解調器的驅動(dòng)程序也都開(kāi)發(fā)完成，可支持不同的模式。主要的調制解調器模式有表中所示的三種。



GPRS模塊

車(chē)用機頂盒也可以設計為交互式機頂盒，但是必需使用移動(dòng)式調制解調器，而GPRS模塊目前很容易獲得，實(shí)際大小也只有4.3×2.9公分，雖然傳輸速率只有9,600/14,400bps，但已足夠應用于回傳信息。預計未來(lái)GPRS模塊的價(jià)格持續下調之后，甚至可以?xún)冉ㄔ诩矣脵C頂盒中。如果每部家用機頂盒都有內建GPRS模塊，可以方便系統業(yè)者或電視臺對收視戶(hù)的管理，進(jìn)行收視率調查之類(lèi)的雙向應用。連接方式只要使用串行端口即可，硬件設計也相當容易(見(jiàn)圖2)，不過(guò)制造商必須自行開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序及應用軟件，目前已經(jīng)有電信系統業(yè)者注意到這個(gè)商機，并投入相關(guān)的軟件研發(fā)。



DVB-C STB回傳電路

雖然目前臺灣地區開(kāi)播數字電視推動(dòng)了地面廣播機頂盒熱潮，但不可忽視的是，模擬有線(xiàn)電視收視戶(hù)仍占多數，因此，有線(xiàn)電視(DVB-C)機頂盒將成為由模擬邁向數字電視的重要過(guò)渡產(chǎn)品。此外，數字有線(xiàn)電視也很最容易推出付費節目以及隨選信息服務(wù)，所以DVB-C朝雙向互動(dòng)發(fā)展將是必然的趨勢。以回傳路徑來(lái)看，DVB-C機頂盒可由PTSN調制解調器連接電話(huà)線(xiàn)，但是電話(huà)線(xiàn)路并不見(jiàn)得都能隨著(zhù)有線(xiàn)電纜分布到各個(gè)房間，所以如果能使用線(xiàn)纜調制解調器則是最有效率的解決方案。自1999年以來(lái)，開(kāi)始有系統業(yè)者提供線(xiàn)纜調制解調器作為收視戶(hù)的回傳電路。

目前的線(xiàn)纜調制解調器有幾種標準，包括IEEE定義的IEEE802.14協(xié)議、DAVIC (數字音視頻委員會(huì ))定義的DAVIC協(xié)議，以及MCNS(多媒體線(xiàn)纜網(wǎng)絡(luò )系統)定義的DOCSIS和Euro-DOCSIS協(xié)議。

DOCSIS即基于線(xiàn)纜系統的數據接口規范的縮寫(xiě)，主要是用來(lái)規范美國的線(xiàn)纜調制解調器，以確保雙向通訊速度和品質(zhì)，這個(gè)規范其實(shí)原來(lái)是個(gè)人計算機使用者利用線(xiàn)纜調制解調器高速連接網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò )的標準，但目前則可以作為交互式DVB-C的回傳電路標準。下行數據是使用6MHz的頻道以64-QAM或256-QAM，ITU-J83 Annex B FEC。上行數據則是以VHF(5~42MHz)頻帶使用QPSK或16-QAM的調制，傳送IP的互動(dòng)數據。

Euro-DOCSIS則是為了兼容于歐洲8MHz頻率頻道所衍生的標準。下行數據是依循DVB-C標準ETS300 429/ITU-J83 Annex A FEC。下行數據位速率為2MBps，上行數據使用QPSK或16-QAM調制，其VHF頻帶則延伸到5~65MHz，有多出來(lái)的頻寬容納回傳頻道。

由于線(xiàn)纜調制解調器均具備USB接口可以和計算機連接，所以只要機頂盒具備USB接口也就可以接上線(xiàn)纜調制解調器。在此我們將USB接口分為幾大類(lèi)來(lái)介紹，從技術(shù)難度的層面來(lái)看，分別是USB1.1 peripheral level(外設層面)、USB1.1 host(主機)、USB2.0 host。

　USB是用來(lái)取代傳統的RS232串行接口和IEEE1284并行接口。自1997年問(wèn)世已有好幾年，對于PC相關(guān)應用來(lái)說(shuō)已是成熟的技術(shù)。 USB1.1的傳輸速率是12Mb/sec，USB2.0則高達480Mb/sec，而且分成Host level，Hub以及Peripheral。