不斷翻新的IP STB互動服務(wù)

　　IP機(jī)頂盒（IP-STB）是一種專用計算設(shè)備，它可以充當(dāng)電視機(jī)和寬帶網(wǎng)絡(luò)之間的接口。 除了對電視信號進(jìn)行解碼并呈現(xiàn)其內(nèi)容外，IP 機(jī)頂盒還可以提供包括視頻點播 （VOD）、電子節(jié)目指南 （EPG）、數(shù)字權(quán)限管理 （DRM） 以及各種交互式服務(wù)和多媒體服務(wù)在內(nèi)的功能。 IP 機(jī)頂盒可以支持用戶占主動的功能，比如 Web 瀏覽、電子郵件及其附件瀏覽、的多媒體編碼解碼器、家庭網(wǎng)絡(luò)、個人計算機(jī)連接、網(wǎng)關(guān)功能、即時信息 （IM） 和實時的 voice over IP （VoIP） 通訊。

　　通過電視系統(tǒng)可以提供的互動數(shù)字內(nèi)容服務(wù)包括電視點播（VoD）、數(shù)字視頻記錄（Digital Video Recorder , DVR）、電子節(jié)目指南（Electronic Program Guide, EPG）、電視商務(wù)（television commerce, t-commerce）、訊息服務(wù)、音樂、游戲、IP電話、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)器和網(wǎng)頁瀏覽等等，而且還不斷有新的服務(wù)在推陳出新。

　　由于提供這些功能的難易程度不同，同樣是IP STB還可以再分為簡單型和進(jìn)階式兩大類。簡單型是強(qiáng)調(diào)成本效益的入門級設(shè)備，主要是能提供基本的廣播電視服務(wù)、VoD、EPG和網(wǎng)絡(luò)瀏覽等功能；進(jìn)階型則定位為全功能的媒體中心，這類產(chǎn)品往往在STB中置入硬盤（HDD），讓STB有足夠的儲存容量錄制節(jié)目，進(jìn)而能提供DVD播放和錄像、PVR和個人多媒體儲存功能，不僅如此，這類設(shè)備還可能具有家庭網(wǎng)絡(luò)的連接端口，讓STB進(jìn)一步成為家用網(wǎng)關(guān)器（Residential Gateway）。

　　圖1　IP STB的功能定位示意圖

　　IP STB的系統(tǒng)架構(gòu)

　　IP STB中除了有網(wǎng)絡(luò)處理器和媒體處理器主要的支持器件外，還需要有網(wǎng)絡(luò)物理連接，而采用TSB43DA42第三代集成化1394鏈路層／物理層解決方案（見圖3所示）不失為是一種理想選擇，因它是具有優(yōu)化功能組合和增強(qiáng)型性能鏈路層：它集成了兩端口、400Mbps l394aPHY；能利用三個5C密碼實現(xiàn)的DTCP內(nèi)容保護(hù)以及利用硬件幫助來執(zhí)行的全AKE；能支持IEC61883標(biāo)準(zhǔn)，包括MPEG-2、DirecTV（DSS）、DV和音頻（A&M）；支持PCI、SRAM型或68K型外部CPU接口；利用DMA硬件增強(qiáng)實現(xiàn)了較高的異步吞吐量，以便支持更快的OSD（屏幕顯示）和高速HDD（硬盤機(jī)）。應(yīng)該說，它的應(yīng)用除了數(shù)字電視機(jī)頂盒外是屬于實現(xiàn)消費類電子設(shè)備的下一代數(shù)字連接。

　　IP STB通過IP的連結(jié)即可傳送交互式、個人化的視頻內(nèi)容到今日的電視上頭，為了提供安全、高品質(zhì)的內(nèi)容，一個IP STB必需要建置一個彈性的平臺，才能支持符合產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的資料傳送和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

　　以IP STB的系統(tǒng)架構(gòu)來說，包含三個獨立的子系統(tǒng)：TV單元、條件存?。╟onditional access, CA）單元和PC單元。TV子系統(tǒng)由調(diào)變器（tuner）和影像譯碼器組成，它們用來處理數(shù)字串流信息；CA子系統(tǒng)讓服務(wù)商具有控制能力，能夠知道收視戶在何時收看什么節(jié)目；PC子系統(tǒng)多半是模塊式的設(shè)計，也就是說STB的設(shè)計者可以依其需求而增加或減少這個系統(tǒng)中的組件，由于IP STB的目標(biāo)是要提供網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能，它的PC系統(tǒng)方面就得提供TCP/IP的堆棧協(xié)議，并具有更佳的儲存方案。

　　在IP STB處理器架構(gòu)的設(shè)計上，通常采用DSP和另一塊通用處理器（General Purpose Processor , GPP）的雙核架構(gòu)，其中DSP主要用于視頻及音訊上的譯碼處理，目前多采用可程序化的DSP，以滿足定制化上的彈性需求；GPP則用來處理從各種接口來的控制及運算需求，這些接口包括硬盤總線接口、以太網(wǎng)及GPIO等有線接口，以及無線接口等，請參考圖2。

　　圖2　IP STB的處理器架構(gòu)

　　以Broadcom的BCM7318系統(tǒng)單芯片為例，它具有MPEG-2影音譯碼功能、32位MIPS微處理器（266MHz）、10/100Mbps以太網(wǎng)絡(luò)控制器和USB 2.0主控制器。在這個架構(gòu)下，這塊譯碼芯片可以處理從以太網(wǎng)、外接硬盤，以及從線纜、電話線、衛(wèi)星或數(shù)字地面網(wǎng)絡(luò)接口模塊等特定外接接口來的串流內(nèi)容。

　　IP STB的系統(tǒng)規(guī)劃

　　對于STB來說，如何以現(xiàn)有的頻寬提供高品質(zhì)的影音內(nèi)容是一個重點，而這個解決方案已浮出水面，也就是從現(xiàn)有的MPEG-2格式轉(zhuǎn)向新的高階影像壓縮技術(shù)，也就是H.264或微軟的VC-1格式。

　　以今日的MPEG-2格式來說，要服務(wù)商提供多頻道的視頻節(jié)目是不可能的任務(wù)。在今日的環(huán)境下，每個收視戶能使用的頻寬通常都小于2Mbps，這還不足以順暢地傳送MPEG-2高容量多媒體信息。不過，若采用ISO編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264壓縮技術(shù)（又稱為MPEG-4 part10/AVC），那就可以在1Mbps的頻寬下傳送的數(shù)字串流影像，這對于標(biāo)準(zhǔn)型電視（SDTV）節(jié)目的播放是不成問題的。如此一來，電信服務(wù)商就能以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來為用戶提供數(shù)字廣播服務(wù)了。

　　市場調(diào)查公司ABI Research近發(fā)表的一份研究即指出，目前約有30%的IP-STB支持H.264和VC-1。由于廠商已陸續(xù)推出H.264的高階視頻譯碼器硬件芯片方案，這將能提高IP STB在建置上的成本效益，ABI指出，這種高階視頻譯碼器將成為IP-STB的標(biāo)準(zhǔn)配備，預(yù)計到2008年時，它將進(jìn)入幾乎所有的機(jī)頂盒中。在此情況下，也將帶動系統(tǒng)業(yè)者對IP STB的采用意愿。

　　采用高階視頻譯碼器的IP STB，提供支持高品質(zhì)H.264/ MPEG-4 AVC影像譯碼能力，它能提供高畫質(zhì)（high definition, HD）和標(biāo)準(zhǔn)畫質(zhì)（standard definition, SD）的視頻服務(wù)；此外，在聲音的譯碼上，這個譯碼器也得支持的多種音訊標(biāo)準(zhǔn)，包括MPEG-4 高效率AAC （AAC+）、MPEG-4 AAC （ACC-LC）、Dolby Digital Plus （Enhanced AC3）、Dolby Digital （AC3）、MPEG-1 Layer I, II, III （MP3），和PCM （pulse code modulation）等，才能滿足今日多元的音訊處理環(huán)境。

　　除了視頻服務(wù)外，高階IP STB也要求支持更多的功能，例如采用包含硬件繪圖加速器的2D圖形引擎，它可以支持高階的繪圖功能，也可以提升軟件式的電子節(jié)目指南與IPTV的互動服務(wù)，進(jìn)而具有產(chǎn)品的差異性。此外，加入硬盤的IP STB，再配合軟件上的設(shè)計，就能提供包括個人觀看（viewing）和排程（scheduling）、視頻和資料推播、隨選視頻等新的服務(wù)。

　　前景

　　由于國內(nèi)市埸上銷售的“數(shù)字電視機(jī)”，一般只在普通電視機(jī)加入了數(shù)字動態(tài)圖像處理、數(shù)字解碼與數(shù)字濾波等功能，從而在一定程度上改善節(jié)目圖像的質(zhì)量，但這些電視機(jī)的大部份只有數(shù)字電視機(jī)的轉(zhuǎn)換顯示部份，而沒有數(shù)字電視機(jī)的接收處理部份，故不能直接收看數(shù)字電視節(jié)目，不是真正意義上的數(shù)字電視機(jī)。所以在今后一段時間內(nèi)只要在有線電視的普通電視機(jī)上加裝一個數(shù)字電視機(jī)頂盒就可以收看數(shù)字電視節(jié)目了，故目前一段時間內(nèi)，數(shù)字電視機(jī)頂盒將是國內(nèi)大多數(shù)常庭的。

　　然而由于IPSTB將會整合更多的功能，例如調(diào)制解調(diào)器、硬盤、MP3和DVD播放機(jī)，甚至是家庭網(wǎng)絡(luò)的功能，若要播放高畫質(zhì)視頻內(nèi)容，己經(jīng)那就需要比標(biāo)準(zhǔn)視頻高出4-6倍的頻寬和更高效能的應(yīng)用軟件、譯碼技術(shù)，如以H.264取代今日的MPEG-2（例上述的TMS320DM641或TMS320DM642數(shù)字媒體處理器）等技術(shù)設(shè)備與器件己經(jīng)面世，因而IPSTB取代有線STB已為期不遠(yuǎn)了，其前景看好。

　　結(jié)語

　　服務(wù)商和市場用戶對功能的需求，正不斷推動IP STB的向前發(fā)展。以服務(wù)商的角度來說，他們希望在的投資費用下，以及更彈性及便利的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境中，引進(jìn)確實能創(chuàng)造收入的新服務(wù)。在這些服務(wù)中，以多媒體和娛樂導(dǎo)向的新應(yīng)用受到重視，而為了保證有版權(quán)的內(nèi)容能受到保護(hù)，不致于被非法散布，IP STB的開發(fā)上也不能忽視在數(shù)字版權(quán)管理（DRM）上的議題。

　　此外，如何提供容易升級的IP STB設(shè)備，也成了開發(fā)者的共同需求。未來IP STB的開發(fā)得滿足定制化的需求，同時遵循可靠和成熟的產(chǎn)業(yè)規(guī)范，以加速設(shè)計時程及降低開發(fā)成本。一些國際組織的出面協(xié)調(diào)制定共通規(guī)范，對于STB的廣泛應(yīng)用有很大的幫助。目前有兩個代表性的標(biāo)準(zhǔn)推動組織，一是歐洲的ECCA（European Cable Communications Association）和美國為主的CableLabs，分別已推出多項STB的參考設(shè)計規(guī)范。

　　IP STB將會整合更多的功能，例如調(diào)制解調(diào)器、硬盤、MP3和DVD播放機(jī)，甚至是家庭網(wǎng)絡(luò)的功能，若要播放高畫質(zhì)視頻內(nèi)容，那就需要比標(biāo)準(zhǔn)視頻高出4~6倍的頻寬，還得采用更高效能的譯碼技術(shù)，如以H.264或VC-1取代今日的MPEG-2。

　　然而，除了終端用戶的IP STB外，還需要有系統(tǒng)端的完整傳輸環(huán)境及相關(guān)設(shè)備技術(shù)，例如VOD后臺的整合技術(shù)、EPG的伺服/終端間中介軟件支持，和DVR引擎技術(shù)，才能提供端對端（end-to-end）的IP應(yīng)用服務(wù)（請參考圖3）。不過，IP STB在新功能和新服務(wù)上的技術(shù)改變，仍是推動產(chǎn)業(yè)持續(xù)進(jìn)步的一大動力。

　　圖3　STB在整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中之定位