数字空调机顶盒曙光重现

从今年3月的最后一周开始，广电系统的中央和地方各级人员云集北京，会议一个接一个，先是为期两天的中外有线电视高级管理论坛，接着是一整天的中国国际广播电视信息网络展览会主题报告会和三天的展览会，然后是广电系统的技术工作会议。

通过这几个会议的信息，可以发现广电总局的战略意图是想打造一个能够在从事视频、互联网业务的同时负责节目组织的信息产业巨鲸。也就是说，即将在CATV（有线电视）网上开展包括视频业务、数据服务、互动业务等综合的多媒体服务。

视频精力大致可分为基本频道和专业频道，前者保持低收费和公益性，后者可以根据用户订购需要开设诸如电影、体育、财经等。VOD（视频点播）、AOD（音乐点播）等层出不穷的互动业务与电视商务、电子商务则是顺理成章的衍生业务。数据业务主要是宽带互联网的接入和数据广播业务，前者需要网络的双向运行，后者是数据广播运营商把经选择的信息，比如金融股票信息等单向传送到用户的接收终端。

所有这些业务的开展都离不开一种设备——数字电视机顶盒。通过它不仅使得用户可以收看、存储、点播节目，也使运营商能够知道谁看了什么节目，从而有了收费依据。

数字电视机顶盒不能单独使用，它必需是一个数字电视系统的组成部分，以组成一个基于广播电视网络、基于宽带多媒体传输技术的、具有综合信息服务能力的交互平台。一个数字电视系统大致由视频播出系统、数据广播系统、传输处理系统、有条件接收系统（CAS）、用户管理系统和个人用户终端——数字电视机顶盒几部分组成。一种数字电视系统的结构如图1所示。

视频播出系统

视频播出系统的核心是视频服务器，包括电视转播和自办节目播出系统。娄数字卫星接收机接收数字卫星电视节目信号后，直接送入视频服务器，实现电视转播；源自DVD或者VCD的公共节目则不经过卫星接收机直接送入视频服务顺播出。视频服务器输出的是符合DVB标准的视频码流（TS）信号，视频码流信号直接送入传输处理系统。

数据广播系统

数据广播系统主要由互联网协议（IP）数据广播服务器、卫星数据接收机等构成。卫星数据接收机接受远程教育数据广播，数据广播编辑机负责编辑处理需要广播的数据信息，IP数据广播服务器将所有数据广播到传输处理系统。

传输处理系统

传输处理系统由数据集成器、调制器、上变频器等构成。数据集成器可以将IP数据包转换为数字视频码流，与来自视频服务器的节目复合后，经过有条件接收系统的加扰处理成为一个复合加扰TS流输出到调制器。调制器将TS流调制为射频中频信号后，再经上变频处理后送入复用器，数字视频信号就这样进入传输系统。

用户管理系统

用户管理系统（SMS）建立在基于网络的大型数据库系统上，主要对用户信息、用户设备信息、节目预定信息、用户授权信息、财务信息等进行处理、维护和管理，同时为其它子系统提供用户授权管理的基本数据库信息。在计费方面，支持以下几种功能：按片收费、按频道收费、按时间收费、按内容收费、包月制。

有条件接收系统（CAS）

有条件接收包括两部分关键技术，即利用控制字对传输流加解扰和安全地把控制字传输给经过授权的接收者。对控制字的安全传输策略是有条件接收系统安全策略的核心部分。CAS系统是基于DVB-CSA（Common Scrambling Algorithm-通用扰算法）和DVB-SIM（SimulCrypt-同密法）标准的，可以同时实现视频信息和数据广播信息的加解密，并通过同一个用户上费管理系统平台管理数字电视业务和数据广播服务。

按照信息流程，CAS（有条件接收系统）可划分为两个不同而且是相互独立的部分：前端和用户端。按照模块划分：前端和用户端。按照模块划分，则主要涉及三个模块：加扰部分，寻址部分和安全体系，其中每一个部分均是 一个特殊的信息处理过程。

加扰操作：加扰是CA系统的重要组成部分，同时也是较底层的操作。在数字信号的环境下，加扰的由加扰序列来控制。对打包的图像信号进行扰动，可以选定位取“非"或者对应位取“异或”等多种灵活的逻辑变换。

寻址单元：对于地址层来说主要有两种：可寻址的和不可寻址的。可寻址的加扰系统对于广播运营来说可以提供对预订电视节目用户的更多控制。对于可寻址加扰系统来说，一种原则是排除所有未授权的解码器，只有所有授权的解码器服务，相反，另一种原则是被授权的解码器就一直会处于工作状态，准备关闭的解码器之标识符会被放在一个黑名单中，每隔一段时间广播一次。

安全体系结构：从解码器的功能来说，主要有两种：嵌入式的和可分离的。嵌入式结构的解密解扰操作控制都内置到解码器自身的电路中，系统的安全秘密信息都在解码器中，解码芯片独立完成系统的解扰解密等操作。这种架构的缺点是一旦芯片被攻击成功，必须更换全部解码器，代价太高。可分离式 的安全体系是将接入控制的解密操作与解码器分离，放在一个可分离的模块中，比如智能卡。这样在解码器找不到任何系统的秘密信息，即使被功击成功也无需更换，只要升级智能卡中的加密算法就可以了。

个人用户终端

电视数字化的最终目的是让观众收看高质量的节目，因此电视接收机是最重要和必不可少的组成部分，即数字电视或者机顶盒。因为数字电视有三种传输发送方式，因此相对应的电视接收机也有三种方式：接收地面广播的数字电视机（DVB-T）、接收有线电视的数字电视机或者机顶盒（DVB-C）、接收卫星电视广播的数字电视机或者解码器（DVB-S）。以下介绍几种基于DVB-C（ETS300 429）标准设计开发的数字有线电视机顶盒。

基于STi5512方案机顶盒

它的基本原则是：调谐模块接收射频信号并不变频为中频信号，再送入正交调制（QAM）解调模块进行解调，输出MPEG传输流的串行或并行数据。解复用模块接收MPEG传输流，从中抽出一个节目的PES数据，包括视频PES、音频PES以及数据PES。

    STi5512板是它的核心，采用OMEGA集成多媒体解码引擎系列芯片之一的STi5512芯片，该芯片集成DVB-C传输流解密、解码转换为PAL/NTSC/SECAM标准视频及音频编码输出等功能于单芯片上，并提供丰富的外设接口。STi5512板在机顶盒系统中的位置如图2所示，它由以下几个模块组成：STi5512、接收前端、存储器、智能卡、Modem、串口、控制面板及遥控器等的接口电路。

机顶盒还有装入程序支持用户在线升级更新软件，可以通过RS232串口或通过网络远程下载。既便于一般用户远程升级应用软件，又便于出现故障后的本地维修，较好的解决了目前升级、维修两方面的问题。使下载方式多样化，更加的方便了用户。

基于Broadcom方案的机顶盒

Broadcom公司的最新方案是基BCM93710机顶盒，其核心是BCM7000机顶盒解码器。BCM7100中包括一个MPEG-Ⅱ/DC2的视频解码器，一个Musicam/Dolby AC 3的音频解码器，一个2D图形编辑滤波器，一个PAL/NTSC模拟视频解码器，一个PAL/NTSC数字视频编码器，并带有DAVIC 1.2回传，可以256Kbit/s,1.544Mbit/s或3.088Mbit/s进行回传。此外还有一个85MIPS的功能强大的CPU和一个图形处理引警BCM7014。BCM7014将由BCM7100输入的视频信号数字化（10位精度）进行处理，再转换回电视需要的模拟制式信号交电视机显示。

这样就使得Broadcom的机顶盒有了功能强劲的处理能力，再加上DAVIC的回传通路，又可以方便的实现视频点播等交互功能。

基于IBM方案的机顶盒

IBM公司的方案包括一个PowerPC 405处理器，它是工作频率108MHz或者162MHz的高速CPU，再加上内置16KB的指令缓存和8KB的数据缓存使得它的处理能力十分强大。MPEG-2的视频/音频解码器、Dolby数字音频解码器和NTSC/PAL数字编码器提供给用户高品质的视觉和声音效果。硬盘的IDE接口使得用户可以通过选择外接硬盘来存储的节目，这一功能使得用户在收看电视时更加有自主权，不用担心因为工作繁忙或者有事走 开而错过精彩的演出。强大的基于Java applets的网络浏览器更是使用户能自由冲浪于Internet网，充分享受数字信息时代的各种服务。

数字机顶盒的应用

虽然数字电视机顶盒的市场尚未转热，但国际、国内的众多公司还是纷纷投入力量进行研发，并以在校园网，小区、酒店等领域得到了初步应用。

2001年4月，为庆祝清华大学建校90周年，清华同方研发中心烽火台项目组还与清华有线电视台合作，对清华有线台用户进行了数字电视的试播，并获得了圆满成功。

在“2001年中国国际广播电视信息网络展览会”（简称CCBN）大会上，NDS公司推出了有“全中文数字交互式股票应用”技术概念的机顶盒产品，充分体现了机顶盒产品所具有的交互性和方便性。

2001年4月，北京银科京成开发的DeltaOS for PowerPC成功移植到中视联的数字机顶盒中，成为支持数字电视的含有嵌入式实时操作系统的机顶盒。

结束语

可以预见，从现在开始到不远的来，数字电视机顶盒将蓬勃的发展，并带动我国数字电视事业的前进，给用户带来更多更好的服务。