用于IP網(wǎng)絡(luò)上的IPTV終端發(fā)展與機(jī)頂盒的類型及應(yīng)用分析

寬帶網(wǎng)絡(luò)和接入技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大了寬帶業(yè)務(wù)的應(yīng)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(luò)用PC、手機(jī)或機(jī)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(qiáng)烈爭議，電視行業(yè)認(rèn)為IPTV是數(shù)字電視的補(bǔ)充，應(yīng)以IPoverDVB技術(shù)實(shí)現(xiàn)，電信行業(yè)則認(rèn)為IPTV是IP網(wǎng)絡(luò)上的一個增值業(yè)務(wù)，采用TVoverIP的方式實(shí)現(xiàn)。由于各行業(yè)實(shí)現(xiàn)IPTV采用的技術(shù)不同，使得呈現(xiàn)業(yè)務(wù)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(jī)+機(jī)頂盒以及用于移動流媒體平臺的多媒體手機(jī)。本文主要介紹用于IP網(wǎng)絡(luò)上的IPTV終端和機(jī)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(yīng)用形式，利用網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)傳送某種格式的數(shù)據(jù)流，用戶可在計(jì)算機(jī)上利用相應(yīng)的播放器對壓縮的視音頻流媒體文件解壓后進(jìn)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(jī)安裝相應(yīng)的播放器應(yīng)用軟件就可以播放音視頻節(jié)目和上網(wǎng)瀏覽。目前應(yīng)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(jī)的終端系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是簡單，投資小，上網(wǎng)方便等。缺點(diǎn)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(jī)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(xiàng)業(yè)務(wù)。

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(jī)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(jī)的功能，既具有PC的處理能力，又具有電視機(jī)的觀看效果。同時，STB極有可能作為家庭網(wǎng)絡(luò)/媒體中心出現(xiàn)在下一代家庭網(wǎng)絡(luò)中。因此，IPTV終端更看好電視機(jī)+機(jī)頂盒方式，將成為IPTV業(yè)務(wù)終端的主流。

基于STB的終端系統(tǒng)以電視機(jī)作為顯示器，利用專用的IP-STB對網(wǎng)絡(luò)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(shè)備要具備的功能包括以下方面：

支持視頻點(diǎn)播、組播和Internet瀏覽以及短消息、可視業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)游戲；

支持目前應(yīng)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(luò)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(wù)及網(wǎng)絡(luò)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(jī)，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(luò)和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合提供網(wǎng)絡(luò)電視、視頻電話、網(wǎng)頁瀏覽、電視會議、電子商務(wù)等多種媒體服務(wù)。

IPTV的移動終端在應(yīng)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(luò)速度的制約，很難達(dá)到像電視一樣實(shí)時傳輸?shù)钠交Ч?。雖然目前利用手機(jī)觀看網(wǎng)絡(luò)視頻的效果還不錯，這是因?yàn)楝F(xiàn)在移動視頻業(yè)務(wù)還限于少數(shù)高端用戶使用。隨著IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展和普及，用戶量的上升，網(wǎng)絡(luò)帶寬和手機(jī)處理能力可能會成為一個瓶頸。再就是目前手機(jī)電源技術(shù)無法與IPTV移動終端的強(qiáng)大功能相匹配，手機(jī)的待機(jī)時間太短，而IPTV業(yè)務(wù)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(wù)來說無疑是個很大的障礙。

4.STB+TV將成為IPTV業(yè)務(wù)的主流終端

IPTV業(yè)務(wù)可以由多種類型的終端實(shí)現(xiàn)，但最為實(shí)用和可以被廣大消費(fèi)者接受的應(yīng)該是以機(jī)頂盒+電視機(jī)的組合。首先是這種方式保持了用戶的休閑習(xí)慣，從人體生物學(xué)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(kuò)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(yīng)具有如下功能：通信接口、模擬信號的輸出、外設(shè)控制能力、視頻解碼以及嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)，通過終端設(shè)備用戶可以進(jìn)行業(yè)務(wù)請求、視頻/音頻數(shù)據(jù)接收以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等。

二、機(jī)頂盒概述

1.什么是機(jī)頂盒

機(jī)頂盒STB（Set-top-box）顧名思義是放在電視機(jī)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(shè)備。在數(shù)字電視應(yīng)用中主要根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)不同有3類數(shù)字電視機(jī)頂盒：用于有線電視網(wǎng)的數(shù)字電視機(jī)頂盒STB-C、用于衛(wèi)星電視網(wǎng)的數(shù)字電視機(jī)頂盒STB-S和用于地面廣播網(wǎng)的數(shù)字電視機(jī)頂盒STB-T，它們分別滿足數(shù)字電視的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)DVB-C、DVB-S和DVB-T。基于Internet協(xié)議(IP)的機(jī)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?yàn)镮P機(jī)頂盒不僅可以提供與大多數(shù)有線或衛(wèi)星電視機(jī)頂盒相同的功能，而且還可以使用當(dāng)前低成本的互聯(lián)網(wǎng)和基于IP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。另外，立足于雙向的IP網(wǎng)絡(luò)還可以本能地支持一系列的應(yīng)用和交互式服務(wù)。

2.機(jī)頂盒發(fā)展歷程

機(jī)頂盒STB（Set－Top－Box）起源于20世紀(jì)90年代初，當(dāng)時在歐美作為收取有線電視費(fèi)用的重要手段。

有線電視經(jīng)營者在每臺用戶的電視機(jī)之前安裝一個密鑰盒，只有交了費(fèi)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(jī)頂盒。

20世紀(jì)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(jī)上網(wǎng)的想法，于是開始研究可以上網(wǎng)的機(jī)頂盒。當(dāng)時，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商都期望可以上網(wǎng)的機(jī)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(jì)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(jī)頂盒的高潮。這時機(jī)頂盒的主要作用是數(shù)字電視信號進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，以保證用普通模擬電視機(jī)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(jī)頂盒又有了進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)頂盒不僅用于數(shù)字電視，還作為IP網(wǎng)絡(luò)與電視的橋梁，使寬帶網(wǎng)絡(luò)上豐富多彩的節(jié)目內(nèi)容通過機(jī)頂盒展現(xiàn)在電視機(jī)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(jī)頂盒的功能

IP機(jī)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(diǎn)播和交互式多媒體應(yīng)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(diǎn)播選擇的節(jié)目內(nèi)容索引，主動檢索點(diǎn)播。

(2)交互式應(yīng)用：為用戶提供視頻點(diǎn)播、組播和互動游戲。通過交互功能的應(yīng)用，人們在點(diǎn)播時可以像操作家用DVD一樣進(jìn)行快進(jìn)、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(yīng)用，人們還可以進(jìn)行互動游戲。

(3)軟件在線升級：利用機(jī)頂盒中間件插件可以提供機(jī)頂盒能力探測，在線安裝和更新機(jī)頂盒應(yīng)用軟件。機(jī)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(jìn)行更新。

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

4.IP機(jī)頂盒的類型

目前，應(yīng)用于IPTV業(yè)務(wù)的機(jī)頂盒基本有兩類：普通型和增強(qiáng)型?；拘蜋C(jī)頂盒具有點(diǎn)播功能、廣播功能、EPG瀏覽、WEB瀏覽和小游戲等業(yè)務(wù)能力；增強(qiáng)型機(jī)頂盒是在基本型的基礎(chǔ)上增加個人視頻存儲(PVR)、網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻通信、FLASH等業(yè)務(wù)能力。IPTV機(jī)頂盒接入寬帶網(wǎng)絡(luò)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(jī)頂盒硬件平臺一般有三種實(shí)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(wù)的出現(xiàn)，許多機(jī)頂盒生產(chǎn)商和電信設(shè)備制造商積極研究用于IPTV的機(jī)頂盒，但目前研制的產(chǎn)品大多只適用于各自的IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這種與系統(tǒng)綁定的機(jī)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(wù)運(yùn)營商在設(shè)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(jī)頂盒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從業(yè)務(wù)功能、性能和安全等方面制定統(tǒng)一規(guī)范。