IPTV終端發(fā)展與機頂盒技術(shù)廣泛應用分析

寬帶網(wǎng)絡(luò )和接入技術(shù)的發(fā)展，擴大了寬帶業(yè)務(wù)的應用范圍。大眾熟悉的TV節目不僅可以通過(guò)Cable傳輸到TV上看，也可以利用寬帶IP網(wǎng)絡(luò )用PC、手機或機頂盒+TV的方式看電視，這就是IPTV的力量。IPTV概念的出現引起電視和電信兩大行業(yè)的強烈爭議，電視行業(yè)認為IPTV是數字電視的補充，應以IPoverDVB技術(shù)實(shí)現，電信行業(yè)則認為IPTV是IP網(wǎng)絡(luò )上的一個(gè)增值業(yè)務(wù)，采用TVoverIP的方式實(shí)現。由于各行業(yè)實(shí)現IPTV采用的技術(shù)不同，使得呈現業(yè)務(wù)的用戶(hù)終端也大有不同。數字電視是以Cable和衛星傳送電視信號，用戶(hù)終端是STB-C+TV或STB-S+TV；電信的用戶(hù)IPTV終端主要有3種類(lèi)型：個(gè)人電腦+軟件播放器、電視機+機頂盒以及用于移動(dòng)流媒體平臺的多媒體手機。本文主要介紹用于IP網(wǎng)絡(luò )上的IPTV終端和機頂盒技術(shù)。一、IPTV終端類(lèi)型

1.基于PC的終端系統

基于PC的終端系統是沿用互聯(lián)網(wǎng)視頻的應用形式，利用網(wǎng)絡(luò )流媒體技術(shù)傳送某種格式的數據流，用戶(hù)可在計算機上利用相應的播放器對壓縮的視音頻流媒體文件解壓后進(jìn)行播放。這種形式的終端硬件比較簡(jiǎn)單，只需要1臺具有以太網(wǎng)卡的PC機安裝相應的播放器應用軟件就可以播放音視頻節目和上網(wǎng)瀏覽。目前應用較多的播放器軟件主要有微軟的WindowsMediaPlayer、Apple公司的QuickTime和RealNetworks公司的RealPlayer。

基于PC機的終端系統優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，投資小，上網(wǎng)方便等。缺點(diǎn)首先是每一種播放器軟件都局限于廠(chǎng)商私有的文件格式，通用性差。其次是利用PC顯示器觀(guān)看電視節目相對于電視機觀(guān)看屏幕小并且舒適度差。再次是對于不會(huì )使用電腦的人來(lái)說(shuō)根本無(wú)法享受此項業(yè)務(wù)。

因此鑒于以上分析，利用PC作為IPTV終端系統只能是臨時(shí)或在不適于擺放電視機的場(chǎng)所使用，并不適于大范圍推廣。

2.基于STB的終端系統

基于STB的終端系統是兼顧PC和電視機的功能，既具有PC的處理能力，又具有電視機的觀(guān)看效果。同時(shí)，STB極有可能作為家庭網(wǎng)絡(luò )/媒體中心出現在下一代家庭網(wǎng)絡(luò )中。因此，IPTV終端更看好電視機+機頂盒方式，將成為IPTV業(yè)務(wù)終端的主流。

基于STB的終端系統以電視機作為顯示器，利用專(zhuān)用的IP-STB對網(wǎng)絡(luò )音視頻媒體數據接收和解壓，轉換為電視信號格式輸送給TV播放。

STB作為用戶(hù)端設備要具備的功能包括以下方面：

支持視頻點(diǎn)播、組播和Internet瀏覽以及短消息、可視業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò )游戲；

支持目前應用較多的LAN、xDSL或WLAN等多種寬帶接入方式，支持TCP/UDP/IP協(xié)議族，完成互操作信息的網(wǎng)絡(luò )傳輸，接收及處理IP數據和視頻流媒體數據；

支持對多媒體碼流的解碼能力，電視屏幕顯示和數字版權管理；

支持內容緩存、交互控制、接入鑒權和業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò )管理功能。

3.移動(dòng)終端系統

提到用于IPTV的移動(dòng)終端系統人們自然會(huì )想到3G手機，它能夠處理圖像、音樂(lè )、視頻流等多媒體，并利用無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )和互聯(lián)網(wǎng)相結合提供網(wǎng)絡(luò )電視、視頻電話(huà)、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電視會(huì )議、電子商務(wù)等多種媒體服務(wù)。

IPTV的移動(dòng)終端在應用中還有很多需要解決的問(wèn)題。首先是在觀(guān)看效果上，目前無(wú)論是采用什么技術(shù)播放的圖像，其速度都會(huì )受到網(wǎng)絡(luò )速度的制約，很難達到像電視一樣實(shí)時(shí)傳輸的平滑效果。雖然目前利用手機觀(guān)看網(wǎng)絡(luò )視頻的效果還不錯，這是因為現在移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)還限于少數高端用戶(hù)使用。隨著(zhù)IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展和普及，用戶(hù)量的上升，網(wǎng)絡(luò )帶寬和手機處理能力可能會(huì )成為一個(gè)瓶頸。再就是目前手機電源技術(shù)無(wú)法與 IPTV移動(dòng)終端的強大功能相匹配，手機的待機時(shí)間太短，而IPTV業(yè)務(wù)一部影片至少90分鐘，消耗電量十分驚人，觀(guān)看一小段節目尚可，但想看完一部長(cháng)片就需要不斷更換電池，這對于IPTV業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是個(gè)很大的障礙。

4.STB+TV將成為IPTV業(yè)務(wù)的主流終端

IPTV業(yè)務(wù)可以由多種類(lèi)型的終端實(shí)現，但最為實(shí)用和可以被廣大消費者接受的應該是以機頂盒+電視機的組合。首先是這種方式保持了用戶(hù)的休閑習慣，從人體生物學(xué)角度，最為舒適的觀(guān)賞姿勢是后仰30度，操作電腦的姿勢是前傾30度，傳統Internet視頻用戶(hù)是用PC作為顯示終端，操作電腦的姿勢要保持前傾，因此長(cháng)時(shí)間操作電腦會(huì )很累，并容易患頸椎病肩周炎等疾病。其次是利用STB+TV方式不僅保持電視節目還可以將互聯(lián)網(wǎng)內容從書(shū)房搬到了客廳，使不會(huì )操作電腦的人也能夠上網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)收發(fā)郵件、聊天。將寬帶用戶(hù)從上網(wǎng)族擴展到非上網(wǎng)族，將寬帶娛樂(lè )市場(chǎng)從2200多萬(wàn)寬帶用戶(hù)、8700多萬(wàn)網(wǎng)民，延伸到十幾億電視觀(guān)眾。

總之，IPTV終端無(wú)論是采用STB+TV還是用PC，都應具有如下功能：通信接口、模擬信號的輸出、外設控制能力、視頻解碼以及嵌入式實(shí)時(shí)操作系統，通過(guò)終端設備用戶(hù)可以進(jìn)行業(yè)務(wù)請求、視頻/音頻數據接收以及網(wǎng)絡(luò )服務(wù)等。

二、機頂盒概述

1.什么是機頂盒

機頂盒STB（Set-top-box）顧名思義是放在電視機上的盒子，源于數字電視。它是一種將數字電視信號轉換成模擬信號的變換設備。在數字電視應用中主要根據傳輸網(wǎng)絡(luò )不同有3類(lèi)數字電視機頂盒：用于有線(xiàn)電視網(wǎng)的數字電視機頂盒STB-C、用于衛星電視網(wǎng)的數字電視機頂盒STB-S和用于地面廣播網(wǎng)的數字電視機頂盒STB-T，它們分別滿(mǎn)足數字電視的相應標準DVB-C、DVB-S和DVB-T?；贗nternet協(xié)議(IP) 的機頂盒的出現，是最近的事情。隨著(zhù)IPTV的發(fā)展，使這種產(chǎn)品獲得了極大的發(fā)展動(dòng)力。因為IP機頂盒不僅可以提供與大多數有線(xiàn)或衛星電視機頂盒相同的功能，而且還可以使用當前低成本的互聯(lián)網(wǎng)和基于IP的網(wǎng)絡(luò )設施。另外，立足于雙向的IP網(wǎng)絡(luò )還可以本能地支持一系列的應用和交互式服務(wù)。

2.機頂盒發(fā)展歷程

機頂盒STB（Set－Top－Box）起源于20世紀90年代初，當時(shí)在歐美作為收取有線(xiàn)電視費用的重要手段。

有線(xiàn)電視經(jīng)營(yíng)者在每臺用戶(hù)的電視機之前安裝一個(gè)密鑰盒，只有交了費的用戶(hù)才能對電視信號解密，正常收看電視。這就是最初的機頂盒。
20世紀90年代中期，Internet在全世界迅速發(fā)展和不斷普及，人們萌發(fā)了利用電視機上網(wǎng)的想法，于是開(kāi)始研究可以上網(wǎng)的機頂盒。當時(shí)，計算機和網(wǎng)絡(luò )設備廠(chǎng)商都期望可以上網(wǎng)的機頂盒能構成為新的家用電器。然而由于各方面技術(shù)不成熟，最終未成氣候。

20世紀末，在歐美開(kāi)始試播數字電視（DTV）和高清晰度數字電視（HDTV）后，又一次掀起了機頂盒的高潮。這時(shí)機頂盒的主要作用是數字電視信號進(jìn)行模擬轉換，以保證用普通模擬電視機可以收看數字電視或數字高清晰度電視。

IPTV的出現使機頂盒又有了進(jìn)一步發(fā)展，機頂盒不僅用于數字電視，還作為IP網(wǎng)絡(luò )與電視的橋梁，使寬帶網(wǎng)絡(luò )上豐富多彩的節目?jì)热萃ㄟ^(guò)機頂盒展現在電視機上，為廣大普通電視觀(guān)眾帶來(lái)全新的數字生活新感受。

3.IP機頂盒的功能

IP機頂盒的基本功能是接收數字電視節目，同時(shí)具有所有廣播、點(diǎn)播和交互式多媒體應用功能，還包括以下功能。

(1)電子節目指南（EPG）：EPG可為用戶(hù)提供一種界面友好、易于操作、可以快速訪(fǎng)問(wèn)節目的方式。用戶(hù)可以通過(guò)EPG功能看到所有頻道上近期將播放的電視節目以及可供用戶(hù)點(diǎn)播選擇的節目?jì)热菟饕?，主?dòng)檢索點(diǎn)播。

(2)交互式應用：為用戶(hù)提供視頻點(diǎn)播、組播和互動(dòng)游戲。通過(guò)交互功能的應用，人們在點(diǎn)播時(shí)可以像操作家用DVD一樣進(jìn)行快進(jìn)、快退、暫停；在組播時(shí)可以快速切換電視頻道。通過(guò)交互功能的應用，人們還可以進(jìn)行互動(dòng)游戲。

(3)軟件在線(xiàn)升級：利用機頂盒中間件插件可以提供機頂盒能力探測，在線(xiàn)安裝和更新機頂盒應用軟件。機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時(shí)接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進(jìn)行更新。

(4)互聯(lián)網(wǎng)瀏覽和電子郵件：用戶(hù)可以通過(guò)機頂盒內置的Internet瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件。

4.IP機頂盒的類(lèi)型

目前，應用于IPTV業(yè)務(wù)的機頂盒基本有兩類(lèi)：普通型和增強型?；拘蜋C頂盒具有點(diǎn)播功能、廣播功能、EPG瀏覽、WEB瀏覽和小游戲等業(yè)務(wù)能力；增強型機頂盒是在基本型的基礎上增加個(gè)人視頻存儲(PVR)、網(wǎng)絡(luò )游戲、視頻通信、FLASH等業(yè)務(wù)能力。IPTV機頂盒接入寬帶網(wǎng)絡(luò )的方式可采用 FTTB+LAN的接入方式、xDSL接入方式、WLAN的接入方式和其他寬帶接入方式。IPTV機頂盒硬件平臺一般有三種實(shí)現方式：基于專(zhuān)用芯片的STB、基于數字信號處理器DSP的STB、基于中央處理器CPU的STB。

隨IPTV業(yè)務(wù)的出現，許多機頂盒生產(chǎn)商和電信設備制造商積極研究用于IPTV的機頂盒，但目前研制的產(chǎn)品大多只適用于各自的IPTV業(yè)務(wù)系統。這種與系統綁定的機頂盒通用性很差，與其他IPTV系統根本無(wú)法互通。其結果將造成業(yè)務(wù)運營(yíng)商在設備選型和成本控制上的被動(dòng)，長(cháng)此下去將阻礙了IPTV發(fā)展。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是盡快制定IPTV機頂盒技術(shù)標準，從業(yè)務(wù)功能、性能和安全等方面制定統一規范。