視頻點(diǎn)播與機頂盒

對于大多數普通人來(lái)說(shuō)，對機頂盒的認識始自微軟的維納斯計劃。1999年3月，比爾?蓋茨來(lái)到中國的深圳，親自為其雄心勃勃的維納斯計劃搖旗吶喊，力圖挺進(jìn)中國的信息家電領(lǐng)域。推廣嵌入微軟Windows CE系統的機頂盒是微軟為中國定制的維納斯計劃的核心，但耗資數十億美元的結果卻是無(wú)疾而終。不少專(zhuān)家分析認為，這個(gè)宏偉的計劃之所以失敗，很大程度上緣于中國當時(shí)的網(wǎng)絡(luò )基礎設施薄弱。

寬帶應用是寬帶網(wǎng)絡(luò )競爭真正的主宰者，而網(wǎng)絡(luò )的流媒體技術(shù)則是最重要的寬帶應用之一。作為流媒體技術(shù)的龍頭應用，視頻點(diǎn)播的產(chǎn)生轉變了傳統互聯(lián)網(wǎng)呆板的內容表現形式，賦予寬帶應用更多的娛樂(lè )性和互動(dòng)性，日益成為促進(jìn)寬帶網(wǎng)絡(luò )普及的重要推動(dòng)力。

VOD 類(lèi)似于 PVR（個(gè)人視頻錄像機），只不過(guò)節目?jì)热荽鎯υ谔峁┥痰姆?wù)器上，而不是在客戶(hù)端或者說(shuō)用戶(hù)設備中。視頻點(diǎn)播按照用戶(hù)點(diǎn)播終端的形式可以分為兩類(lèi): 基于PC機的點(diǎn)播和基于機頂盒的點(diǎn)播?；赑C機的視頻點(diǎn)播是指在PC機上通過(guò)視頻播放器點(diǎn)播寬帶網(wǎng)絡(luò )傳送來(lái)的視頻影片。而基于機頂盒的視頻點(diǎn)播是指通過(guò)機頂盒將寬帶網(wǎng)絡(luò )與電視機等視頻娛樂(lè )終端連接起來(lái)，讓人們更舒適地欣賞視頻娛樂(lè )節目。本文將主要從基于IP機頂盒的視頻點(diǎn)播系統來(lái)闡述目前流媒體技術(shù)的這種最重要的應用。

IP機頂盒與數字電視機頂盒

在介紹IP機頂盒之前，我們先要區分“流式傳輸”與“數字電視傳輸”概念的區別。

流媒體指在Internet/Intranet中使用流式傳輸技術(shù)的連續時(shí)基媒體，如: 音頻、視頻或多媒體文件。流式媒體在播放前并不需要下載整個(gè)文件，而只將開(kāi)始部分的內容存入內存。流式媒體的數據流隨時(shí)傳送隨時(shí)播放，只是在開(kāi)始時(shí)有一些延遲。流媒體實(shí)現的關(guān)鍵技術(shù)就是流式傳輸。流式傳輸定義很廣泛，現在主要指通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送媒體（如視頻、音頻）的技術(shù)總稱(chēng)。其特定含義為通過(guò)Internet 將影視節目傳送到PC機。其特點(diǎn)是只有用戶(hù)欣賞流文件時(shí)，網(wǎng)絡(luò )才會(huì )有流量，而且網(wǎng)絡(luò )是雙向的。

數字電視傳輸同原有的模擬電視傳輸一樣，都使用有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )的單向廣播，不管用戶(hù)是否在使用，其有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )中始終是有限頻道的廣播，用戶(hù)也只能按節目表的時(shí)間來(lái)收看。數字電視目前有美國的ATSC、歐洲的DVB和日本的ISDB等三種不同的標準。

“數字電視傳輸”機頂盒利用現有的有線(xiàn)電視網(wǎng)路進(jìn)行數字廣播，它只能提供廣播方式，不能實(shí)現點(diǎn)播; 而“流式傳輸”的IP機頂盒,不但能實(shí)現廣播，也能實(shí)現點(diǎn)播。由于使用的是TCP/IP協(xié)議，還可以非常容易地擴展到上網(wǎng)、游戲、電子商務(wù)等服務(wù)。隨著(zhù)帶寬的增加，媒體文件壓縮算法的提高，也可以提供DVD清晰度的視頻節目，而且由于符合三網(wǎng)合一的大趨勢，必定會(huì )在未來(lái)的競爭中處于優(yōu)勢。

IP機頂盒中的硬件

IP機頂盒按照其中使用的CPU芯片的不同，可以分為以下三種：

1. 基于專(zhuān)用芯片組（SOC+ASIC編解碼芯片）

視頻圖像處理芯片（Video-Processor）除了處理器以外，在芯片內還集成了一些其他的IP（Intelligent Property）模塊，如Video in、Video out、Audio in、Audio out等，有的還有圖像壓縮硬件加速模塊等。從本質(zhì)上講，專(zhuān)用視頻壓縮芯片和通用視頻處理芯片都屬于SOC（System On Chip），差異是前者帶有固定的壓縮模塊、固定的處理方式和固定的微碼，后者需要監控產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)視頻壓縮算法程序。

傳統的基于A(yíng)SCI/SOC的機頂盒產(chǎn)品的基本結構中，由于全硬件芯片的實(shí)現方案使得運營(yíng)商無(wú)法實(shí)現軟件有效升級，另外其網(wǎng)絡(luò )適應性也有較大問(wèn)題。

2. 基于X86平臺

對比基于RISC架構CPU的嵌入式系統，基于X86架構CPU的嵌入式系統有如下優(yōu)勢: 一是它可以對不同格式的文件進(jìn)行編解碼，如MPEG-2、MPEG-4、WMA等，這樣用該嵌入式平臺做成的多媒體音視頻設備可以處理各種各樣的片源。而每一種RISC架構的嵌入式CPU，只能針對一種格式進(jìn)行編解碼，這就給相關(guān)應用帶來(lái)麻煩。例如，采用一個(gè)RISC架構CPU做成的機頂盒只能看一種格式的片源，要想包容所有的片源就要用多個(gè)RISC的CPU，這就增加了系統的成本; 二是X86架構的CPU有較齊全的應用軟件，維護成本低; 三是基于X86架構的嵌入式系統可以輕松與PC資源共享。

3.基于多媒體處理器技術(shù)（MultiMedia DSP）

于是出現了基于多媒體處理器技術(shù)的獨立機型的機頂盒。目前在這種系統中，常見(jiàn)的媒體處理器主要有：Philip公司的TriMedia系列、美國ESS公司的LVP、Chromatic公司的Mpact、Lucnet公司的AV4400等。此外，還有ADI公司的ADSP2106X器件、TI公司的C6X、C8X多媒體DSP芯片。這種芯片高速的運算能力完全可以實(shí)現適合不同協(xié)議的通信終端。采用這些芯片可以很方便地實(shí)現MPEG視頻和音頻處理、H.263視頻處理，以及DVD、數字機頂盒、數字電視等。

IP機頂盒中的軟件

操作系統是機頂盒中的核心軟件，機頂盒中的操作系統不大，但卻要求可以在實(shí)時(shí)的環(huán)境中工作，并能在較小的內存空間中運行，這種操作系統稱(chēng)為實(shí)時(shí)操作系統（RTOS，Real-Time Operating System），目前流行的有VxWorks、Windows CE、嵌入式Linxu等。