[推荐]三网合一与机顶盒技术(1)

Aaron

三网合一与机顶盒技术

　　当今信息社会激荡着两种冲击波，这就是数字化和网络化。各种电子产品都在激流中探寻着自己的定位，通信、电脑和家电 酝酿着新的组合，这种形势正是千千万万新产品诞生的温床，新的发展势点正从这时崛起。与此同时，新产品的技术发展思路必然 寻觅与现实社会的接口，以完成平稳的过渡和发展。电视机机顶盒（Set-fop box即STB）装置就是上述交汇点的具体产物之一。机顶盒是指在普通模拟电视机上的一种新附加装置，其功能是：

• 完成模拟电视到数字电视的过渡；
• 接收卫星电视节目；
• 进行新的交互式数字化娱乐、交互式教育；
• 浏览环球网和收发电子邮件。

　　目前，从功能上来看，机顶盒可以分成三类：一是卫星数字机顶盒（卫星综合接收解码器）；二是有线电视机顶盒（点播电 视机顶盒）；三是Internet机顶盒。

　　1 卫星数字机顶盒
　　1．1 发展概况

　　1994年下半年美国休斯公司经营的数字卫星系统（DSS）开始提供直播电视服务，并同时提供机顶盒，随后，美国GI公司的Primestarn 也改为卫星直播数字电视，但当时尚无卫星直播数字电视系统的标准。直至1994年底，欧洲150个组织合作开发数字电视广播（DVB）项目，并制定了数字电视广播标准DVB、卫星数字电视广播标准DVB－S、采用CATV的数字电视广播标准DVB－C、采用地面无线传输方 式的数字电视广播系统的DVB－T。1996年底美国联邦通信委员会（ATSC）制定的主要用于地面广播数字电视的标准DTV。并宣布将于 2006年废除所有模拟电视播出及接收系统；1997年欧洲通过了DVB卫星和有线数字电视广播的修正标准，基于MPEG－2的数字电视节目已经通过卫星向全球广播；日本放弃模拟HDTV系统，而采用数字电视地面系统。

　　全球电视广播的数字化极大地推动着“三大合一”的发展，也为机顶盒产行业提供了前所未有的发展机遇。现在国际上各公司，如飞利浦、诺基亚、SA及韩国现代等现代均有符合DVB－S标准的卫星数字电视机顶盒产品。

　　我国卫星数字电视接收机的研制也取得了可喜的成绩。在“九五”科技攻关计划的计划下，1997年10月，由哈尔滨工业大学、 中科院计算所和算通科技发展公司等联合研制的卫星数字接收机机顶盒通过了签定，经过有关部门的测试已达到《广电部数字卫星 接收机暂行规定》的要求，并已转让给工厂组织批量生产。1998年2月14日江泽民主席参观电子部数字化产业最新成果小型展览时， 观看了中国飞虹公司研制的卫星数字电视机顶盒。

　　四川长虹集团正在开发具有MPEG－2功能的DVB－S／DVB－C机顶盒样机。青岛海信集团在顶盒和数字电视方面的近期目标为 系统应用开发，包括软件和硬件构成，并强调对HDTV核心技术的开发。

　　1．2 市场简述

　　机顶盒是从模拟电视向数字电视过渡的桥梁，在这段转换期，数字电视将与模拟电视共存，其时间的长短会因地而异，有人 估计,美国要8年，中国可能要15年。在此其存期内，机顶盒将是不可缺少的家用电器装置。目前，在世界范围内机顶盒市场中占统 治地位的是卫星数字接收机机顶盒。据Dataquest 预测，到2001其销售量将增加到3800万台，复合年增长率为17％。

　　日本厂商在全球机顶盒市场上非常活跃，松下公司积极参加英国卫星数字广播和双向电话服务工程，与英国British Teiecom 公司、英国卫星广播公司B Sky B以及英国银行共同成立了提供双向服务的合资公司，并成为英国数字广播的供应商；日本索尼公司 和先锋公司已开始向法国提供机顶盒产品；今年年初，索尼公司设置了猖的机顶盒研制部门，并向美国最大的CATV机顶盒生产厂商 Next Level 公司出资240亿日元，购得其5％的股权，而该美国公司则与美国头号CATV经营商Tele—Communications(TCI)签订了机 顶盒的大宗供货合同，同时又是美国CATV第二位经营商时代－华纳公司的最大供货者。

　　目前我国拥有模拟彩电1.85亿台，有线电视网络用户超过8000万，有线电视的入户率约为25％，预计今后每年将有1500～2000万户的家庭成为有线电视的新用户。最后，国家广播电影电视总局决定1999年试播卫星直播电视，用户只要使用0.45m左右口径 的天和和利用专用电视机顶盒就可以接收100多套高质量的广播电视节目，可以解决约4万个自然村、近2亿人口的广播电视覆盖问题。 由此推出了一个极大的卫星电视机顶盒市场。

　　1．3 关键技术介绍

　　机顶盒的工作原理是将接收到的数字视频信号进行解码生成模拟的复合视频或分量视频（Svideo）信号，以便于人们使用模拟电视机收看。对于扫描线在600线以上的模拟电视机，采用S端子输入，其演播室的电视节目视频质量可以达到与数字电视相近的效果。卫星数字电视机顶盒不需要上行数据，因此其主要技术功能是：对接收数据的解复用、对压缩数据（包括音频和视频）的解压缩以及解密收费控制等。为了提高系统的抗干扰能力，机顶盒还必须具有信道解码能力。

　　（1）信源编码与复用

　　目前，数据压缩技术已基本成熟，ISO和CCITT分别制定了MPEG等一系列标准，其中MPEG是适用于全活动视频图像的信源编码的压缩和复用标准，它采用帧间压缩，压缩比为100：1。目前国内大多数DVB所采用的MPEG－1是第一代编码方式，它把图像数据 信号压缩成为1.5Mb/s速率的工作码，可以把数据录制到CD、VCD上，适用于ISDN、LAN等目前国外大量使用的是第二代活动图像视 频压缩标准MPEG－2（ISO／IEC13818），其数据速率为4～8Mb/s,适用于宽屏幕和HDTV等高质量电视广播。此外音频压缩采用标准 Dobby AC－3。为了实现解压缩和解复用可以采用专用芯片，国际上已有不少公司可以提供这类芯片，如IBM、C－Cube、韩国现代、ST等公司。此外，某些数字信号处理器（DSP）芯片供应商所提供的高档DSP芯片也可以实现这一功能，如TI公司的AV7000芯片。

　　（2）卫星信道适配器

　　接收到的数据必须经过信道解码和数据解调，根据卫星电视广播（DVB－S）规定信道采用R－S编码和卷积码，同时采用QPSK 方式进行调制。机顶盒相应设置R－S编码器和卷积交织器。DVB－S编码传输系统框图如图1所示