數(shù)字機頂盒技術(shù)綜述
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1）電子節(jié)目指南
電子節(jié)目指南給用戶提供一個容易使用的、界面友好的、可以快速訪問節(jié)目的一種方式，用戶還可以通過該功能收看一個或多個頻道，甚至所有頻道上近期將播放的節(jié)目。同時，EPG可提供分類功能，可以幫助用戶瀏覽和選擇各種類型的節(jié)目。
2）準視頻點播
也稱為增強/先進的PPV，是一個特殊的廣播應用。NVOD用戶和服務(wù)提供者之間沒有真正的交互，服務(wù)提供者將節(jié)目的標題廣播下來，用戶僅僅可選擇所提供的頻道，該機制是由EPG來支持的。NVOD的功能包括：
預覽：在用戶購買前，對想購買的節(jié)目進行預覽；
選擇：在EPG中選擇一個已購買的節(jié)目；
暫停：停止播放該節(jié)目；
恢復：在暫停后恢復觀看該節(jié)目；
快進/快退：對該節(jié)目實現(xiàn)快進/快退操作。
3）數(shù)據(jù)廣播
DVB定義了四種數(shù)據(jù)廣播方式：數(shù)據(jù)管道（data pipe）、數(shù)據(jù)流（data stream）、多協(xié)議封裝（Multiple Protocol Encapsulation）和數(shù)據(jù)/對象輪流傳送（Data/Object Carousel）。
在數(shù)據(jù)管道方式中，數(shù)據(jù)直接在MPEG傳送流的凈荷中傳送?？梢允褂迷摲绞皆诜螪VB標準的廣播網(wǎng)絡(luò)中進行簡單的、異步的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。
數(shù)據(jù)流方式可以在數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中實現(xiàn)面向流的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)流可以是異步的、同步的、或同步化（synchronized）的數(shù)據(jù)傳輸。異步數(shù)據(jù)流是不需要定時的數(shù)據(jù)流（例如RS232數(shù)據(jù)）；同步數(shù)據(jù)流是對定時有要求的數(shù)據(jù)流，這里"定時要求"的含義是接收端可以再生發(fā)送端的數(shù)據(jù)和時鐘，重新構(gòu)造出同步數(shù)據(jù)流（如E1、T1）；同步化的數(shù)據(jù)流也是有定時要求的數(shù)據(jù)流，這里"定時要求"的含義是數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)可以與其他數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)同步播放（如視頻和音頻）。數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)在MPEG-2標準的PES中傳送。
多協(xié)議封裝對需要在數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中傳送符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)報（Datagram）的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了技術(shù)支持。利用這種數(shù)據(jù)廣播方式，可以在有線電視系統(tǒng)中實現(xiàn)高速Internet數(shù)據(jù)接入。要傳送的數(shù)據(jù)報被封裝在DSM-CC段中。
數(shù)據(jù)/對象輪流傳送（Data/Object Carousel）可以支持需要周期性地傳送數(shù)據(jù)模塊的各種應用。數(shù)據(jù)模塊的大小是已知的，數(shù)據(jù)模塊可以被更新、被加入和被移去。多個模塊可以被組成一個組（Group），多個組還可以組成超組（SuperGroup）。Data Carousel所廣播的數(shù)據(jù)在DSM-CC Data Carousel中傳輸。
DVB的數(shù)據(jù)廣播規(guī)范具有很強的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持能力，機頂盒實現(xiàn)對上述數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的支持，其作用類似一個在用戶家中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)。機頂盒本身可以不對接收數(shù)據(jù)的有效負載進行處理，只是通過解復用實現(xiàn)數(shù)據(jù)分流，將相應的數(shù)據(jù)送給處理終端。
4）軟件在線升級
軟件在線升級是數(shù)據(jù)廣播（Data Carousel）的應用之一。數(shù)據(jù)廣播服務(wù)器按DVB數(shù)據(jù)廣播標準將升級軟件廣播下來，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。
5）Internet接入和電子郵件
有線電視數(shù)字機頂盒可以通過內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器方便地實現(xiàn)Internet接入功能，并可以提供以太網(wǎng)接口，用來連接PC。使用電纜調(diào)制解調(diào)器的速度與電話調(diào)制解調(diào)器相比，提高了100倍，最高可達到10Mbps，所以非常具有競爭力。目前市場上最為火爆的電纜調(diào)制解調(diào)器是MCNS定義的DOCSIS標準。
6）IP電話
通過電纜調(diào)制解調(diào)器，還可以實現(xiàn)IP電話功能。用戶在使用該功能時，只需將普通電話與機頂盒的RJ11接口相連即可。電纜調(diào)制解調(diào)器可以保證傳輸語音時的服務(wù)質(zhì)量（QoS）。
7）視頻點播
為每個用戶提供視頻點播功能，讓用戶能在他所希望的時間和地點收看他想看的節(jié)目，是服務(wù)提供商的主要目標。有線電視數(shù)字機頂盒利用交互式的數(shù)據(jù)信道和廣播信道，為實現(xiàn)該功能提供理想的技術(shù)基礎(chǔ)。廣東環(huán)網(wǎng)寬帶數(shù)字技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)有限公司在最新推出的MJH30-50全功能數(shù)字機頂盒中已經(jīng)實現(xiàn)了該功能，并能實現(xiàn)快進、快退、暫停、恢復等VCR操作。當然，該應用需要相應前端設(shè)備的支持。目前，廣東有線電視臺已使用該機頂盒和美國SeaChange公司的視頻服務(wù)器實現(xiàn)了商業(yè)運營。
三、有線電視數(shù)字機頂盒的關(guān)鍵技術(shù)
1.有線電視數(shù)字機頂盒的基本原理
有線電視數(shù)字機頂盒的基本功能是接收數(shù)字電視廣播節(jié)目。如圖1所示，調(diào)諧模塊接收射頻信號并下行變頻為中頻信號，然后進行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再送入QAM解調(diào)模塊進行QAM解調(diào)，輸出MPEG傳輸流的串行或并行數(shù)據(jù)。解復用模塊接收MPEG傳輸流，從中抽出一個節(jié)目的PES數(shù)據(jù)，包括視頻PES、音頻PES以及數(shù)據(jù)PES。解復用模塊中包含一個解擾引擎，可在傳輸流層和PES層對加擾的數(shù)據(jù)進行解擾，其輸出是已解擾的PES。視頻PES送入視頻解碼模塊，取出MPEG視頻數(shù)據(jù)，并對MPEG視頻數(shù)據(jù)進行解碼，然后輸出到PAL/NTSC編碼器，編碼成模擬電視信號，再經(jīng)視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼模塊，取出MPEG音頻數(shù)據(jù)，并對MPEG音頻數(shù)據(jù)進行解碼，輸出PCM音頻數(shù)據(jù)到PCM解碼器，PCM解碼器輸出立體聲模擬音頻信號，經(jīng)音頻輸出電路輸出。
該機頂盒由以下幾部分組成：數(shù)字電視廣播接收前端、MPEG解碼、視音頻和圖形處理、電纜調(diào)制解調(diào)器、CPU、存儲器以及各種接口電路。數(shù)字電視廣播接收前端包括調(diào)諧器和QAM解調(diào)器，該部分可以從射頻信號中解調(diào)出MPEG傳輸流；MPEG解碼部分包括解復用、解擾引擎和MPEG解壓縮，其輸出為MPEG視音頻基本流以及數(shù)據(jù)凈荷。視音頻和圖形處理部分完成視音頻的模擬編碼以及圖形處理功能。電纜調(diào)制解調(diào)模塊由一個雙向調(diào)諧器、下行QAM解調(diào)器、上行QPSK/QAM調(diào)制器和媒體訪問控制（MAC）模塊組成，該部分實現(xiàn)電纜調(diào)制解調(diào)的所有功能。CPU與存儲器模塊用來存儲和運行軟件系統(tǒng)，并對各個模塊進行控制。接口電路則提供了豐富的外部接口，包括通用串行接口USB、高速串行接口1394、以太網(wǎng)接口、RS232和視音頻接口等。
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