IP機頂盒的功能和發(fā)展
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IPTV（Internet Protocol TV or Interactive Personal TV）也叫交互式網(wǎng)絡電視，是利用寬帶網(wǎng)的基礎設施，以家用電視機或計算機作為主要終端設備，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信等多種技術于一體，通過IP協(xié)議向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式數(shù)字媒體服務的嶄新技術。IPTV業(yè)務核心框架主要由內(nèi)容運營平臺、業(yè)務運營平臺、業(yè)務承載傳輸網(wǎng)絡、用戶終端網(wǎng)絡等四大部分組成。IPTV技術涉及了視頻編解碼、網(wǎng)絡分發(fā)、數(shù)字版權保護、終端接入等各面的技術。
IP機頂盒是視頻解碼終端，相當于一臺自帶嵌入式操作系統(tǒng)的計算機。從圖1可以看出，IP機頂盒一端通過DSL或以太網(wǎng)方式接入IPTV網(wǎng)絡，一端將通過網(wǎng)絡傳輸過來的媒體流等信息轉換成模擬視音頻輸出至電視，由此在電視上 祥視頻點播、網(wǎng)頁瀏覽、游戲等功能，它具備計算機的數(shù)據(jù)交換等基本功能，可以采用遙控器或PC直接操作。
IP機頂盒的構成與功能
機頂盒由軟件和硬件兩大部分組成，機頂盒的硬件包含了主芯片、內(nèi)存、調(diào)諧解調(diào)器、回傳通道、CA（Conditional Access）接口、外部存儲控制器以及視音頻輸出等幾大部分。軟件則分成應用層、中間解釋層和驅動層三層，每一層都包含了諸多的程序或接口等。
與傳統(tǒng)的數(shù)字機頂盒相比，IP機頂盒實現(xiàn)了視頻、語音、數(shù)據(jù)三者的融合，即所謂的三網(wǎng)合一業(yè)務（Triple Play Service）。IP機頂盒的系統(tǒng)架構包含三個獨立的子系統(tǒng)：TV單元、PC單元和條件存取（即加密系統(tǒng)、CA）單位。TV子系統(tǒng)由調(diào)頻器和視頻解碼器組成，它們用來處理數(shù)字串流信息；CA子系統(tǒng)讓服務商具有控制能力，可以對用戶實現(xiàn)臨近，能夠知道用戶在何時收看什么節(jié)目；PC子系統(tǒng)大多是模塊式的設計，STB的設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IPSTB的目標是要提供互聯(lián)網(wǎng)的服務功能，故它的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。
由此可以看出，IP機頂盒的功能主要包括以下三方面：
·支持目前的LAN或DSL網(wǎng)絡傳輸，接收及處理IP數(shù)據(jù)和視頻流；
·支持MPEG、WMV和Real等視頻解碼；
·支持用戶認證功能、通過與IPTV系統(tǒng)的交互實現(xiàn)用戶的訪問控制、計費等管理功能。
IP機頂盒的分類方式
根據(jù)硬件、軟件的不同，IP機頂盒有不同的分類方式
1.基于硬件的分類方式
IP機頂盒按照基中使用的CPU芯片的不同，可以分為以下三種：
（1）基于專用芯片組（ASIC/SOC編解碼芯片）的機頂盒
專用芯片組除了處理器以外，在芯片內(nèi)還集成了一些其他的IP（Lntelligent Property）模塊，如Video in，Video out，Audio in及Audio out等，有的還有圖像壓縮硬件加速模塊等。由于專用視頻壓縮芯片攜帶固定壓縮模塊、固定的處理方式和固定的微碼，所以傳統(tǒng)的基于ASCI/SOC的機頂盒產(chǎn)品價格比較低廉，但由于全硬件芯片的實現(xiàn)方案使得運營商無法通過軟件升級來提升產(chǎn)品性能，另外這種機頂網(wǎng)絡適應性也有較大問題。
（2）基于X86平臺
基于X86架構CPU的嵌入式系統(tǒng)有如下優(yōu)勢：一是它可以對不同格式的文件進行編解碼；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(tǒng)可以輕松與PC資源共享。
（3）基于多媒體處理器技術
基于X86平臺的方式在使用時要占據(jù)CPU的絕大部分處理能力。因此，在有些不適合采用這種方式。于是出現(xiàn)了基于多媒體處理器技術的獨立機型的機頂盒。這種芯片高速的運算能力完全可以實現(xiàn)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現(xiàn)MPEG視頻和音頻處理、H.263視頻處理，以及DVD、機頂盒、數(shù)字電視等。
由于使用了實時視頻解碼功能芯片，視頻處理速度明顯提高，配合實時編碼，全程視頻處理時延小，特別適合視頻直播系統(tǒng)應用；系統(tǒng)配有USB，IDE，PCMCIA和以太等接口，使IPTV終端功能可擴充性增強、內(nèi)存占用少、硬件結構緊湊，成本不高。
2.基于軟件的分類方式
操作系統(tǒng)是機頂盒中的核心軟件，機頂盒中的操作系統(tǒng)不大，但卻要求可以在實時的環(huán)境中工作，并能在較小的內(nèi)在內(nèi)存空間中運行，這種操作系統(tǒng)稱為實時操作系統(tǒng)（RTOS），目前主要有VxWorks、Windows CE、嵌入式Linux等三類。
（1）嵌入式WinCE終端
WinCE最大特點是其API與Win32兼容，這有利于使用Windows環(huán)境開發(fā)WinCE應用，此外，WMV播放器還可直接運行于WinCE OS，許多現(xiàn)成的Windows組件稍加改造就能應用于終端上的網(wǎng)絡管理以及視頻流控制等功能，能夠充分分享MMS等的Windows Media優(yōu)秀成果。微軟目前推出WinCE5.0，并擴大開放部分程序源代碼。在這個開放了源代碼計劃授權下，微軟開放250萬行源代碼程序作為評估套件，凡是個人、廠商都可以下載這些源代碼加以修改使用。未來廠商OEM時，則需依執(zhí)行時期授權，支付WinCE5.0核心每臺機器數(shù)美元的授權費用。，作為市場新進入者，微軟強調(diào)較低的開發(fā)成本。微軟在WinCE加入了檔案系統(tǒng)、IPv4/IPv6、WLAN、藍牙等聯(lián)網(wǎng)功能以及Windows Media Coder等功能。
不過此類終端的弊端在于：應用源代碼不公開，終端采用WinCE須向微軟交納版稅；另外，WinCE代碼龐大，占用很多的ROM和RAM，要求有高性能的X86微處理器支持，所有這些都造成了終端成本的居高不下。
（2）嵌入式LINUX終端
這種終端往往以專用的多媒體微處理器為核心，輔以以太接口和視頻接口構成系統(tǒng)。多媒體微處理器本身不但具有嵌入式RISC（精簡指令集CPU）去運行系統(tǒng)軟件和應用軟件，而且?guī)PEG2或MPEG4實時解碼功能芯片，在引Linux OS和必要的視頻以及各輔助接口驅動程序后，就成為一個完整的IPTV網(wǎng)絡終端運用環(huán)境。
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