IPTV終端發(fā)展與機頂盒技術(shù)廣泛應用分析

寬帶網(wǎng)絡和接入技術(shù)的發(fā)展，擴大了寬帶業(yè)務的應用范圍。大眾熟悉的TV節(jié)目不僅可以通過Cable傳輸?shù)絋V上看，也可以利用寬帶IP網(wǎng)絡用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(xiàn)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(shù)字電視的補充，應以IPoverDVB技術(shù)實現(xiàn)，電信行業(yè)則認為IPTV是IP網(wǎng)絡上的一個增值業(yè)務，采用TVoverIP的方式實現(xiàn)。由于各行業(yè)實現(xiàn)IPTV采用的技術(shù)不同，使得呈現(xiàn)業(yè)務的用戶終端也大有不同。數(shù)字電視是以Cable和衛(wèi)星傳送電視信號，用戶終端是STB-C+TV或STB-S+TV；電信的用戶IPTV終端主要有3種類型：個人電腦+軟件播放器、電視機+機頂盒以及用于移動流媒體平臺的多媒體手機。本文主要介紹用于IP網(wǎng)絡上的IPTV終端和機頂盒技術(shù)。一、IPTV終端類型

1.基于PC的終端系統(tǒng)

基于PC的終端系統(tǒng)是沿用互聯(lián)網(wǎng)視頻的應用形式，利用網(wǎng)絡流媒體技術(shù)傳送某種格式的數(shù)據(jù)流，用戶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行播放。這種形式的終端硬件比較簡單，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(jié)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(tǒng)優(yōu)點是簡單，投資小，上網(wǎng)方便等。缺點首先是每一種播放器軟件都局限于廠商私有的文件格式，通用性差。其次是利用PC顯示器觀看電視節(jié)目相對于電視機觀看屏幕小并且舒適度差。再次是對于不會使用電腦的人來說根本無法享受此項業(yè)務。

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

2.基于STB的終端系統(tǒng)

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

基于STB的終端系統(tǒng)以電視機作為顯示器，利用專用的IP-STB對網(wǎng)絡音視頻媒體數(shù)據(jù)接收和解壓，轉(zhuǎn)換為電視信號格式輸送給TV播放。

STB作為用戶端設備要具備的功能包括以下方面：

支持視頻點播、組播和Internet瀏覽以及短消息、可視業(yè)務和網(wǎng)絡游戲；

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)絡傳輸，接收及處理IP數(shù)據(jù)和視頻流媒體數(shù)據(jù)；

支持對多媒體碼流的解碼能力，電視屏幕顯示和數(shù)字版權(quán)管理；

支持內(nèi)容緩存、交互控制、接入鑒權(quán)和業(yè)務及網(wǎng)絡管理功能。

3.移動終端系統(tǒng)

提到用于IPTV的移動終端系統(tǒng)人們自然會想到3G手機，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多媒體，并利用無線通信網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合提供網(wǎng)絡電視、視頻電話、網(wǎng)頁瀏覽、電視會議、電子商務等多種媒體服務。

IPTV的移動終端在應用中還有很多需要解決的問題。首先是在觀看效果上，目前無論是采用什么技術(shù)播放的圖像，其速度都會受到網(wǎng)絡速度的制約，很難達到像電視一樣實時傳輸?shù)钠交Ч?。雖然目前利用手機觀看網(wǎng)絡視頻的效果還不錯，這是因為現(xiàn)在移動視頻業(yè)務還限于少數(shù)高端用戶使用。隨著IPTV業(yè)務的發(fā)展和普及，用戶量的上升，網(wǎng)絡帶寬和手機處理能力可能會成為一個瓶頸。再就是目前手機電源技術(shù)無法與 IPTV移動終端的強大功能相匹配，手機的待機時間太短，而IPTV業(yè)務一部影片至少90分鐘，消耗電量十分驚人，觀看一小段節(jié)目尚可，但想看完一部長片就需要不斷更換電池，這對于IPTV業(yè)務來說無疑是個很大的障礙。

4.STB+TV將成為IPTV業(yè)務的主流終端

IPTV業(yè)務可以由多種類型的終端實現(xiàn)，但最為實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的休閑習慣，從人體生物學角度，最為舒適的觀賞姿勢是后仰30度，操作電腦的姿勢是前傾30度，傳統(tǒng)Internet視頻用戶是用PC作為顯示終端，操作電腦的姿勢要保持前傾，因此長時間操作電腦會很累，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(jié)目還可以將互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容從書房搬到了客廳，使不會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。將寬帶用戶從上網(wǎng)族擴展到非上網(wǎng)族，將寬帶娛樂市場從2200多萬寬帶用戶、8700多萬網(wǎng)民，延伸到十幾億電視觀眾。

總之，IPTV終端無論是采用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時操作系統(tǒng)，通過終端設備用戶可以進行業(yè)務請求、視頻/音頻數(shù)據(jù)接收以及網(wǎng)絡服務等。

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(shù)字電視。它是一種將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的變換設備。在數(shù)字電視應用中主要根據(jù)傳輸網(wǎng)絡不同有3類數(shù)字電視機頂盒：用于有線電視網(wǎng)的數(shù)字電視機頂盒STB-C、用于衛(wèi)星電視網(wǎng)的數(shù)字電視機頂盒STB-S和用于地面廣播網(wǎng)的數(shù)字電視機頂盒STB-T，它們分別滿足數(shù)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(xiàn)，是最近的事情。隨著IPTV的發(fā)展，使這種產(chǎn)品獲得了極大的發(fā)展動力。因為IP機頂盒不僅可以提供與大多數(shù)有線或衛(wèi)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)絡設施。另外，立足于雙向的IP網(wǎng)絡還可以本能地支持一系列的應用和交互式服務。

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，當時在歐美作為收取有線電視費用的重要手段。

有線電視經(jīng)營者在每臺用戶的電視機之前安裝一個密鑰盒，只有交了費的用戶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，于是開始研究可以上網(wǎng)的機頂盒。當時，計算機和網(wǎng)絡設備廠商都期望可以上網(wǎng)的機頂盒能構(gòu)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，在歐美開始試播數(shù)字電視（DTV）和高清晰度數(shù)字電視（HDTV）后，又一次掀起了機頂盒的高潮。這時機頂盒的主要作用是數(shù)字電視信號進行模擬轉(zhuǎn)換，以保證用普通模擬電視機可以收看數(shù)字電視或數(shù)字高清晰度電視。

IPTV的出現(xiàn)使機頂盒又有了進一步發(fā)展，機頂盒不僅用于數(shù)字電視，還作為IP網(wǎng)絡與電視的橋梁，使寬帶網(wǎng)絡上豐富多彩的節(jié)目內(nèi)容通過機頂盒展現(xiàn)在電視機上，為廣大普通電視觀眾帶來全新的數(shù)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(shù)字電視節(jié)目，同時具有所有廣播、點播和交互式多媒體應用功能，還包括以下功能。

(1)電子節(jié)目指南（EPG）：EPG可為用戶提供一種界面友好、易于操作、可以快速訪問節(jié)目的方式。用戶可以通過EPG功能看到所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目以及可供用戶點播選擇的節(jié)目內(nèi)容索引，主動檢索點播。

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

(3)軟件在線升級：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，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新。

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

4.IP機頂盒的類型

目前，應用于IPTV業(yè)務的機頂盒基本有兩類：普通型和增強型。基本型機頂盒具有點播功能、廣播功能、EPG瀏覽、WEB瀏覽和小游戲等業(yè)務能力；增強型機頂盒是在基本型的基礎上增加個人視頻存儲(PVR)、網(wǎng)絡游戲、視頻通信、FLASH等業(yè)務能力。IPTV機頂盒接入寬帶網(wǎng)絡的方式可采用 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現(xiàn)方式：基于專用芯片的STB、基于數(shù)字信號處理器DSP的STB、基于中央處理器CPU的STB。

隨IPTV業(yè)務的出現(xiàn)，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)務系統(tǒng)。這種與系統(tǒng)綁定的機頂盒通用性很差，與其他IPTV系統(tǒng)根本無法互通。其結(jié)果將造成業(yè)務運營商在設備選型和成本控制上的被動，長此下去將阻礙了IPTV發(fā)展。解決這個問題的辦法是盡快制定IPTV機頂盒技術(shù)標準，從業(yè)務功能、性能和安全等方面制定統(tǒng)一規(guī)范。