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淺談數(shù)字機(jī)頂盒八大模塊

來(lái)源:未知 作者:張立美 責(zé)任編輯:admin 發(fā)表時(shí)間:2011-02-14 16:55 
核心提示:數(shù)字機(jī)頂盒顧名思義,機(jī)頂盒指電視機(jī)頂上的盒子,是擴(kuò)展電視機(jī)功能的一種家電。機(jī)頂盒根據(jù)接收的信號(hào)種類(lèi)分為模擬機(jī)頂盒和數(shù)字機(jī)頂盒。模擬機(jī)頂盒接收模擬信號(hào),數(shù)字機(jī)頂盒接收數(shù)字信號(hào)。數(shù)字機(jī)頂盒是一種多媒體終端,有類(lèi)似于家用電腦的硬件體系結(jié)構(gòu)和專(zhuān)用的

數(shù)字機(jī)頂盒顧名思義,機(jī)頂盒指電視機(jī)頂上的盒子,是擴(kuò)展電視機(jī)功能的一種家電。機(jī)頂盒根據(jù)接收的信號(hào)種類(lèi)分為模擬機(jī)頂盒和數(shù)字機(jī)頂盒。模擬機(jī)頂盒接收模擬信號(hào),數(shù)字機(jī)頂盒接收數(shù)字信號(hào)。數(shù)字機(jī)頂盒是一種多媒體終端,有類(lèi)似于家用電腦的硬件體系結(jié)構(gòu)和專(zhuān)用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。

用戶(hù)將有線(xiàn)饋線(xiàn)接駁于數(shù)字機(jī)頂盒,在用AV連接線(xiàn)接入電視機(jī)AV輸入端子,然后使用數(shù)字機(jī)頂盒遙控器,可以進(jìn)行頻道、節(jié)目的選擇。

數(shù)字電視在電視的AV節(jié)目中播出,收看時(shí)把電視節(jié)目轉(zhuǎn)為平時(shí)播放影碟或錄象的頻道,所有數(shù)字電視節(jié)目都在AV頻道中,選擇時(shí)需使用機(jī)頂盒遙控器,根據(jù)菜單操作,其操作過(guò)程與播放DVD相似。如果不收看數(shù)字電視節(jié)目,按電視遙控器AV轉(zhuǎn)換鍵,即回到原節(jié)目。

中國(guó)機(jī)頂盒的發(fā)展 Top

近年來(lái),中國(guó)機(jī)頂盒發(fā)展迅速。由于機(jī)頂盒產(chǎn)業(yè)的資源供給或產(chǎn)品需求正在發(fā)生一系列的變化,導(dǎo)致這一產(chǎn)業(yè)正逐漸從其他國(guó)家或地區(qū)梯度轉(zhuǎn)移到中國(guó)生產(chǎn)和制造。中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的機(jī)頂盒生產(chǎn)制造中心。2007年,中國(guó)機(jī)頂盒市場(chǎng)中以有線(xiàn)機(jī)頂盒為主。機(jī)頂盒市場(chǎng)出貨量達(dá)到了6500萬(wàn)臺(tái)以上,相比2006年增長(zhǎng)41.3%。其中國(guó)內(nèi)機(jī)頂盒出貨量超過(guò)3000萬(wàn)臺(tái),相比2006年增長(zhǎng)49.32%,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)機(jī)頂盒出貨量首次超出國(guó)外市場(chǎng);有線(xiàn)機(jī)頂盒市場(chǎng)保有量在2007年底突破了2500萬(wàn)臺(tái),相比2006年增長(zhǎng)了近60%。2008年中國(guó)數(shù)字電視進(jìn)入了蓬勃發(fā)展期,除有線(xiàn)數(shù)字電視仍舊表現(xiàn)出強(qiáng)勁增長(zhǎng)勢(shì)頭外,地面數(shù)字電視隨著2008年奧運(yùn)會(huì)的契機(jī)也有了突破性的發(fā)展。2008年,雖然受到雪災(zāi)、地震以及全球金融危機(jī)等客觀(guān)因素的影響,但中國(guó)機(jī)頂盒市場(chǎng)依然處于景氣周期。

數(shù)字機(jī)頂盒包含幾個(gè)重要模塊:
  

a. 調(diào)制解調(diào)模塊

數(shù)字機(jī)頂盒工作在有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下,有線(xiàn)電視網(wǎng)采用模擬傳輸,因此必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)才能在模擬信道傳輸,調(diào)制解調(diào)器是系統(tǒng)關(guān)鍵的組成部分,在技術(shù)上類(lèi)似現(xiàn)在的電話(huà)調(diào)制解調(diào)器的原理,但采用了更高的調(diào)制方法,下行多采用64QAM或256QAM,在DVB-C(Digital Video Broadcast by Cable) 和DAVIC中采用64QAM做為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制方法,以Motorola 的MC92305QAM 解調(diào)芯片為例,在7M模擬帶寬上采用64QAM調(diào)制的數(shù)字信號(hào)速率可達(dá)42Mbit/S,上行目前采用兩種方式,一種是采用電話(huà)線(xiàn)做為上行信道,另一種是采用雙向HFC網(wǎng)的上行通道,采用HFC網(wǎng)時(shí)采用QPSK做為調(diào)制方案。QAM或QPSK調(diào)制器將MPEG格式的數(shù)據(jù)流調(diào)制在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PAL信道內(nèi),與其他視頻調(diào)制信號(hào)一起合路發(fā)送出去。

b. 編解碼模塊

由于采用模擬通道,為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院偷驼`碼率,前向糾錯(cuò)編碼是必不可少的,DVB 采用Reed Solomon編碼,RS碼是一類(lèi)糾錯(cuò)能力很強(qiáng)的多進(jìn)制BCH碼。

c. MPEG II的解碼模塊

數(shù)字機(jī)頂盒的核心是數(shù)字視頻技術(shù),MPEGII的解碼模塊可以稱(chēng)為CPU以外的核心模塊,MPEG II數(shù)字傳輸中采用交織編碼,首先需要對(duì)碼流進(jìn)行去交織,視頻、音頻和數(shù)據(jù)碼流的分離工作,以及視頻碼的解碼工作。經(jīng)以上各步驟MPEGII碼流成為視頻(CCIR656 格式)和音頻數(shù)字信號(hào)。MPEG多路復(fù)用器將各路節(jié)目流、數(shù)據(jù)流復(fù)合在一起,以188字節(jié)為一幀的MPEG2數(shù)據(jù)格式發(fā)送到射頻調(diào)制器并提供電子節(jié)目單(EPG)。

d. 數(shù)字視頻編碼器和音頻DAC

數(shù)字機(jī)頂盒的“外設(shè)”是電視機(jī)和音響系統(tǒng),數(shù)字的音視頻信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為模擬音視頻信號(hào),以Motorola公司的MC44724為例,MC44724可以將ITU601、656標(biāo)準(zhǔn)4:2:2 并行視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PAL或NTSC格式的視頻、S-Video、Y/Cb/Cr 或R/G/B,擴(kuò)展的VBI(Vertical Blanking Interval)信息輸入口用于顯示圖文信息。音頻DAC非常普遍這里不再介紹,F(xiàn)代音響系統(tǒng)都支持Dolby Pro Logic和Lucasfilm Home THX家庭影院系統(tǒng),需在音頻DAC之前用數(shù)字音頻信號(hào)處理芯片對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行處理,目前有專(zhuān)用處理芯片和采用數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP進(jìn)行處理兩種方式。

e. 圖形控制模塊

和視頻圖形混合器數(shù)字機(jī)頂盒另一方面需要提供類(lèi)似計(jì)算機(jī)的復(fù)雜圖形甚至是三維圖形,需要系統(tǒng)具有強(qiáng)大的二維和三維圖形加速芯片,而且需要將圖形和視頻信號(hào)能進(jìn)行混合疊加顯示,此類(lèi)功能類(lèi)似現(xiàn)有的字幕機(jī)。

f. 媒體訪(fǎng)問(wèn)控制模塊MAC

數(shù)字機(jī)頂盒在網(wǎng)絡(luò)通信上可以看成是Cable Modem,IP路由器接收用戶(hù)端通過(guò)PSTN( 公用電話(huà)網(wǎng))傳來(lái)的點(diǎn)播信號(hào)并傳送到Internet服務(wù)器/ 路由器。目前主要參照DAVIC和IEEE 802.14 標(biāo)準(zhǔn),IEEE802.14倡導(dǎo)采用ATM并在802.14 MAC訪(fǎng)問(wèn)層上定義了ATM層,DAVIC同時(shí)定義了以太網(wǎng)和ATM標(biāo)準(zhǔn)。

h. 可擦寫(xiě)DVD

現(xiàn)有數(shù)字機(jī)頂盒完全工作在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,僅能利用智能卡進(jìn)行一些類(lèi)似個(gè)人帳號(hào)、 解碼號(hào)等 信息的儲(chǔ)存,不具備本地大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,所有信息需要從網(wǎng)上獲得,無(wú)論現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)狀況還是今后,像CD-ROM此類(lèi)介質(zhì)仍是大容量信息傳遞的一種主要方式,CD-ROM的缺點(diǎn)是信息無(wú)法更新。采用可擦寫(xiě)DVD不僅可以使用光盤(pán)上的巨大信息,更有效的是通過(guò)Internet網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新,使DVD盤(pán)上數(shù)據(jù)保持最新?tīng)顟B(tài),DVD應(yīng)成為數(shù)字機(jī)頂盒的重要的備用模塊。

i. 加解擾模塊和版權(quán)保護(hù)模塊

在有線(xiàn)電視運(yùn)營(yíng)中,付費(fèi)電視是一種主要的業(yè)務(wù),要求數(shù)字機(jī)頂盒必須具備電視信號(hào)的加解擾功能,由于采用數(shù)字信號(hào),加解擾比模擬信號(hào)加解擾容易和保密度高,DVB對(duì)加解擾功能有相關(guān)定義,另一方面,采用數(shù)字信號(hào)在版權(quán)保護(hù)上加大了難點(diǎn),目前采用Macrovision generator 進(jìn)行活動(dòng)圖像的保護(hù)。

機(jī)頂盒的工作原理:

機(jī)頂盒各個(gè)模塊在Internet的高速接入中,協(xié)同工作。用戶(hù)首先通過(guò)發(fā)送命令請(qǐng)求一個(gè)URL。在使用PPP點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議的一次交易過(guò)程中,該命令最終到達(dá)Internet業(yè)務(wù)提供者的調(diào)制解調(diào)器共用機(jī)架上。然后通過(guò)動(dòng)態(tài)分配法,該用戶(hù)獲得本次交易中使用的IP地址,并把請(qǐng)求送往Internet。當(dāng)Internet的內(nèi)容被找到之后,接著把它送到Internet業(yè)務(wù)提供者(ISP)那里,再由ISP的路由器負(fù)責(zé)把它送到電纜電視網(wǎng)絡(luò),最后回到用戶(hù)的機(jī)頂 盒。在有線(xiàn)電視的機(jī)頂盒,信息內(nèi)容被截獲。機(jī)頂盒在電視機(jī)與電纜網(wǎng)絡(luò)之間完成一個(gè)網(wǎng)關(guān)的任務(wù)。它的任務(wù)是管理IP的通信流量,具有控制用戶(hù)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的能力 一旦IP包到達(dá)機(jī) 頂 盒,把視頻信號(hào)從該包中分離下來(lái),對(duì)其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼,然后把它送到瀏覽器里準(zhǔn)備在電視機(jī)上顯示。

由于Cable Modem要求用戶(hù)要配置一部電腦才能上網(wǎng),影響了用戶(hù)層的擴(kuò)展,而使用機(jī)頂盒則不需電腦,一部電視機(jī)足矣,因而機(jī)頂盒的市場(chǎng)前景可能看好。信息使用者從企業(yè)向家庭過(guò)渡,網(wǎng)絡(luò)帶寬從窄帶向?qū)拵н^(guò)渡,用戶(hù)入網(wǎng)設(shè)備從PC機(jī)向帶機(jī)頂盒(STB)的電視過(guò)渡,使用界面從Windows向電視遙控鍵界面過(guò)渡,信息內(nèi)容從為企業(yè)服務(wù)向?yàn)槿嗣裆罘⻊?wù)過(guò)渡,是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)展的大方向,機(jī)頂盒(STB)顯然是這個(gè)大方向上的一個(gè)階段。

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