IPTV生態(tài)系統(tǒng)和基于DSP的IP機頂盒設(shè)計

　　隨著IPTV市場準備起飛，競爭生態(tài)系統(tǒng)數(shù)量的增加意味著STB開發(fā)商必須保持他們的實現(xiàn)方案選項具備開放性。

　　未來幾年，由電信業(yè)務(wù)提供商推動的IPTV市場(利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議傳輸數(shù)字電視)有望形成規(guī)模。然而，目前該市場陷入了各種硬件和軟件解決方案的競爭之中，不同種類的壓縮技術(shù)非常復(fù)雜，并與家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用存在潛在的融合。這些因素使工程師在設(shè)計IP機頂盒的時候面臨決策困難，所以原始設(shè)備制造商(OEM)需要選擇處理技術(shù)，以使他們保持實現(xiàn)方案選項的開放性。

　　作為傳輸方案的焦點，STB必須能夠適應(yīng)它要部署的特殊IPTV“生態(tài)系統(tǒng)”的要求，因此，互通性以及處理高吞吐量的視頻所需要的性能對于這些系統(tǒng)是至關(guān)重要的。對于IPTV網(wǎng)絡(luò)可能提供的許多新應(yīng)用，可伸縮性也很重要；而成本始終是消費電器面臨的一個問題。STB設(shè)計工程師已經(jīng)看到，高度集成的數(shù)字信號處理(DSP)能夠滿足這些要求，它不僅提供買得起的高度實時的性能，而且也便于重新編程以實現(xiàn)新的配置、刷新、升級和應(yīng)用。

　　                                                    圖1：IPTV生態(tài)系統(tǒng)

　　IPTV生態(tài)系統(tǒng)

　　STB的設(shè)計牽涉到IPTV生態(tài)系統(tǒng)中的所有設(shè)備和軟件，主要項目如圖1所示。在前端，服務(wù)提供商從諸如地面廣播、預(yù)先記錄的專有內(nèi)容、衛(wèi)星電視頻道之類的節(jié)目源為IPTV傳輸經(jīng)過編碼的視頻；內(nèi)容也可以由VOD服務(wù)商直接提供。

　　為了確保正確的接收，所有這類內(nèi)容的傳輸都通過條件接收服務(wù)器(SAS)，它通過加密、驗證和鑒權(quán)等措施提供傳輸?shù)陌踩?。中間件服務(wù)器負責協(xié)調(diào)這些單元，監(jiān)測客戶的請求、與其它服務(wù)器通信和調(diào)度傳輸，并為從事業(yè)務(wù)保障、收費、維護和其它必要服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理提供接口。這種服務(wù)器也與客戶的STB通信，以管理這些請求并提供友好的圖形用戶界面(GUI)。

　　圖中的客戶端顯示了一個DSL調(diào)制接調(diào)器和STB，在一些情況下這兩個功能可能會結(jié)合在單一盒中。STB從寬帶連接接收和解碼IPTV信號，然后，輸出一路或更多視頻流供電視機顯示。需要注意的是：目前所提議的大多數(shù)方案不包括通過STB對互聯(lián)網(wǎng)的寬帶開放接入，但是，將來可能支持這種功能。

　　STB瀏覽器和中間件

　　在STB的頂層是承載瀏覽器的WinCE、Linux或VxWorks等操作系統(tǒng)(OS)，它的作用是圖形引擎，通過它與中間件的互動，讓用戶方便地訪問互動服務(wù)。中間件客戶軟件協(xié)調(diào)對網(wǎng)絡(luò)的訪問。一些瀏覽器和中間件客戶是基于具備JavaScript的HTML；而其它是基于Java并運行在STB中的Java虛擬機(JVM)上。為了獲得更為復(fù)雜的圖形處理能力，新興的選項集成具有Macromedia Flash或Dynamic HTML的中間件。

　　這些選項的每一種依次更為復(fù)雜，需要更強的處理性能，所以，STB處理器需要具備可伸縮性，以便支持這些不同的組合。如果把圖形和視頻處理密集的任務(wù)從普通的操作任務(wù)中分離出來，處理架構(gòu)就能夠加速系統(tǒng)的整體性能，并為可伸縮性提供開銷。

　　服務(wù)提供商都建立了自有的系統(tǒng)，而STB必須與這些系統(tǒng)互通，以便被用于不同的IPTV環(huán)境。每一種部署都有獨特的網(wǎng)絡(luò)配置和一系列配套方案，所以，中間件、瀏覽器和其它軟件會隨著新功能和服務(wù)的加入而持續(xù)演進。OEM必須考慮給定的處理器的性能是否容許系統(tǒng)具有可伸縮性，以支持這些變化并執(zhí)行新的任務(wù)。

　　提供安全性

　　基于軟件的條件接收(CA)系統(tǒng)——非常類似數(shù)字版權(quán)管理(DRM)軟件—采用諸如AES或3DES之類的安全標準，從而使針對條件接收的密鑰交換成為可能。如果黑客試圖打開密鑰，可編程處理器就容許STB作出快速修改以增強安全級別。

　　傳統(tǒng)的基于硬件的CA方法采用智能卡和固定的硬件來保護系統(tǒng)免受不安全的訪問。就像基于軟件的系統(tǒng)一樣，這些基于硬件的安全系統(tǒng)必須持續(xù)升級以擊敗黑客的攻擊；因此，CA供應(yīng)商在他們的設(shè)計中構(gòu)建了不同級別的安全性，使之不僅支持老的用法，而且滿足將來新的接收條件。(改寫)

　　這些安全功能要求把知識產(chǎn)權(quán)構(gòu)建到處理器之中；而因為每一個CA供應(yīng)商都有其自己的設(shè)置，STB制造商需要確保對所有主要的供應(yīng)商都提供適當?shù)闹С帧?/p>

　　最近，水印系統(tǒng)已經(jīng)引起了內(nèi)容所有者、服務(wù)提供商和向他們提供IPTV設(shè)備的制造商的興趣。在內(nèi)容未經(jīng)適當授權(quán)而被接收的情況下，水印技術(shù)容許服務(wù)提供商快速定位這種非法接收的地點，在那里要升級CA。

　　視頻編碼和VOD

　　MPEG-2是目前業(yè)內(nèi)所使用的老一代視頻編解碼(編碼器/解碼器)，它在標準清晰度電視中已經(jīng)使用多年，而現(xiàn)在也常被用于高清晰度電視。最初推出的IPTV采用的就是MPEG-2標準，然而，為了提高帶寬利用率和增加所容納的家庭的數(shù)量，許多服務(wù)提供商正在采用更為先進的多媒體數(shù)字信號編解碼器標準，如H.264/MPEG-4部分10/AVC和WMV9/VC1。這些較新的編解碼器的帶寬利用率通常比MPEG-2提高了兩個數(shù)量級。除了這些流行的先進編解碼器之外，中國正在部署其自己的新標準，即AVS。