數(shù)字電視機(jī)頂盒中間件標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)

河南有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司 陳 欣 陳 威 李 琳

數(shù)字電視機(jī)頂盒中間件標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)

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傳統(tǒng)機(jī)頂盒的增值應(yīng)用由應(yīng)用廠(chǎng)商提供相關(guān)的類(lèi)庫(kù)，各機(jī)頂盒廠(chǎng)商分別進(jìn)行集成。但是隨著機(jī)頂盒應(yīng)用數(shù)量的增加，管理難度有所增加，運(yùn)行效率開(kāi)始變低；每增加或修改一個(gè)應(yīng)用，需要對(duì)不同的機(jī)頂盒進(jìn)行開(kāi)發(fā)和移植，加大了應(yīng)用的部署難度。而中間件作為一個(gè)用于屏蔽各硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)之間差異的軟件平臺(tái)，能有效地解決上述問(wèn)題。

一、數(shù)字電視中間件的定義及現(xiàn)狀

1.數(shù)字電視中間件。位于數(shù)字電視機(jī)頂盒內(nèi)部實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間的軟件部分，用于屏蔽各硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)等之間的差異。它以應(yīng)用程序接口A(yíng)PI的形式存在，整個(gè)API集合被存儲(chǔ)在機(jī)頂盒的閃存FLASH中。

2.常見(jiàn)中間件標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在中間件標(biāo)準(zhǔn)主要有歐洲D(zhuǎn)VB的MHP、CabLabs的OCAP、中國(guó)的DTVM。

（1）MHP（Multimedia Home Platform），由歐洲D(zhuǎn)VB聯(lián)盟制定的標(biāo)準(zhǔn)。MHP主要定義了機(jī)頂盒中間件的整體結(jié)構(gòu)，將不同的平臺(tái)統(tǒng)一到以Java為基礎(chǔ)，也可以支持HTML和JavaScript腳本語(yǔ)言，其中最主要的就是Java虛擬機(jī)和DVB-J API（Application Program Interface）接口。MHP應(yīng)用只需通過(guò)這些指定的API接口便可以訪(fǎng)問(wèn)機(jī)頂盒終端平臺(tái)。

（2）OCAP（Open Cable Applications Platform），目前美國(guó)國(guó)內(nèi)的數(shù)字電視中間件標(biāo)準(zhǔn)， OCAP是CabLabs基于MHP標(biāo)準(zhǔn)制定的，其中主要?jiǎng)h除了MHP中關(guān)于歐洲D(zhuǎn)VB部分的規(guī)格，比如DVB SI API，并定義了自己的一些特有的業(yè)務(wù)和規(guī)范，進(jìn)而使得應(yīng)用業(yè)務(wù)能夠在美國(guó)使用。跟MHP一樣，OCAP也是一種基于Java API的開(kāi)放系統(tǒng)，同時(shí)支持Java虛擬機(jī)和HTML引擎。

（3）DTVM（Digital TV Middleware），即數(shù)字電視中間件標(biāo)準(zhǔn)（草案），是在MHP基礎(chǔ)上，吸取了MHP中可用之處，去除了MHP包中冗余的部分，以Java為基礎(chǔ)，定義了符合數(shù)字電視應(yīng)用開(kāi)發(fā)的Java API，并且以HTML作為輔助。

3.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。國(guó)外數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)商基本都是選用MHP和OCAP這兩種中間件標(biāo)準(zhǔn)作為其業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，基于MHP和OCAP的內(nèi)核進(jìn)行擴(kuò)展，以Java平臺(tái)為核心，擴(kuò)展出對(duì)各類(lèi)業(yè)務(wù)的支持和應(yīng)用。國(guó)外中間件產(chǎn)品主要有OpenTV、Alticast、NDS。

國(guó)內(nèi)大部分已經(jīng)平移的地區(qū)基本上都是采用了HTML瀏覽器技術(shù)，目前有越來(lái)越多的公司正在開(kāi)發(fā)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視中間件平臺(tái)，也有越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商選擇使用符合通用中間件標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放平臺(tái)。國(guó)內(nèi)中間件產(chǎn)品主要有茁壯、天柏、3H、同洲、數(shù)碼視訊等。

二、數(shù)字電視中間件標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)

我國(guó)中間件標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范里有中間件標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)，它采用了模塊化設(shè)計(jì)來(lái)規(guī)劃中間件標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)模型。

數(shù)字電視的機(jī)頂盒主要完成數(shù)字電視的協(xié)議解析和內(nèi)容處理，提供一個(gè)數(shù)字電視業(yè)務(wù)應(yīng)用的支撐環(huán)境。其參考模型如圖1所示。

數(shù)字電視機(jī)頂盒軟件主要分為三層結(jié)構(gòu)：資源層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用層。其中系統(tǒng)軟件層就是中間件，主要包括了系統(tǒng)所提供的Java虛擬機(jī)、HTML引擎和數(shù)字電視中間件API接口支持庫(kù)以及應(yīng)用程序管理器等。

圖 1 數(shù)字電視機(jī)頂盒軟件參考模型

1. 中間件API接口。中間件通過(guò)API接口向上層應(yīng)用提供服務(wù)。面向?qū)ο蟮慕涌趯?shí)現(xiàn)方法的繼承特性和封裝特性保證了在技術(shù)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立性基礎(chǔ)上的互操作性。技術(shù)規(guī)范定義了機(jī)頂盒所需支持的應(yīng)用編程接口規(guī)范，該規(guī)范中定義的接口都是開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)化的，保障了應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的可移植性和跨平臺(tái)可執(zhí)行性，以滿(mǎn)足多媒體增值與交互業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)方面的需要。應(yīng)用編程接口要求是基于Java語(yǔ)言的，支持W3C定義的(X)HTML規(guī)范及JS擴(kuò)展。

2. 應(yīng)用管理器。應(yīng)用程序管理器模塊負(fù)責(zé)啟動(dòng)應(yīng)用程序，管理所有應(yīng)用程序的生命周期和彼此之間的相互操作，以便于各種應(yīng)用程序能夠協(xié)調(diào)地執(zhí)行。該模塊還負(fù)責(zé)應(yīng)用軟件的動(dòng)態(tài)版本檢查和更新服務(wù)，完成應(yīng)用程序的動(dòng)態(tài)下載和應(yīng)用程序所需要的特有數(shù)據(jù)，如配置文件的下載。

3. HTML引擎與JVM。中間件標(biāo)準(zhǔn)采用Java和HTML雙引擎的系統(tǒng)架構(gòu)。JVM用來(lái)執(zhí)行JAVA應(yīng)用程序，HTML引擎用來(lái)解析HTML文件。采用HTML瀏覽器技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖片、文字等頁(yè)面信息的呈現(xiàn)，采用Java技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)大量的增值應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和部署。

4. 協(xié)議棧。協(xié)議棧包含了終端機(jī)頂盒功能實(shí)現(xiàn)所需的協(xié)議。包括廣播通道協(xié)議和交互通道協(xié)議。廣播通道支持協(xié)議包括MPEG TS、DSM-CC/OC、DVB Service Information。交互通道協(xié)議主要包括數(shù)據(jù)鏈路層ARP、RARP，網(wǎng)絡(luò)層IP、ICMP、IGMP，傳輸層TCP、UDP，應(yīng)用層HTTP、HTTPS、DNS、NTP、RTSP、DHCP、SSL等協(xié)議。

三、結(jié)論

采用數(shù)字電視中間件使得開(kāi)展新業(yè)務(wù)的效率提高，可以跨越技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等復(fù)雜的內(nèi)容，用簡(jiǎn)單的方法定制具有自己特色的應(yīng)用軟件，從而在提高開(kāi)發(fā)效率、減少開(kāi)發(fā)成本的同時(shí)能夠跟上技術(shù)的發(fā)展，將應(yīng)用的開(kāi)發(fā)變得更加簡(jiǎn)捷，使產(chǎn)品的開(kāi)放性和可移植性更強(qiáng)。而且不同廠(chǎng)家、型號(hào)、軟件版本的STB有了統(tǒng)一的管理機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一軟件平臺(tái)。

隨著三網(wǎng)融合時(shí)代的到來(lái)，運(yùn)營(yíng)商各項(xiàng)增值業(yè)務(wù)將會(huì)越來(lái)越多地開(kāi)展，于是搭建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、接口豐富、全面開(kāi)放并且可擴(kuò)展的中間件平臺(tái)就成為必然。因?yàn)橹挥胁捎媒y(tǒng)一開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，才可以有更多的SP、CP介入，讓數(shù)字電視的內(nèi)容更加豐富，運(yùn)營(yíng)商才可以在現(xiàn)有固定的盈利模式上有所突破，也只有這樣才能在三網(wǎng)融合的時(shí)代中謀求發(fā)展。