試分析機(jī)頂盒技術(shù)在有線數(shù)字電視中的應(yīng)用

史黎霞 江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司常州分公司

隨著有線數(shù)字電視技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)與生活中的不斷推進(jìn)，與之相關(guān)的數(shù)字設(shè)備技術(shù)研究成為了數(shù)字技術(shù)的研究的重要組成部分。其中機(jī)頂盒技術(shù)作為一種重要的數(shù)字設(shè)備技術(shù)，對(duì)于提高有線數(shù)字電視應(yīng)用質(zhì)量起到了不可忽視的作用。

一、機(jī)頂盒技術(shù)分類(lèi)與原理

(一)機(jī)頂盒技術(shù)分類(lèi)應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)頂盒技術(shù)主要是基于有線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的一種信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。根據(jù)客戶對(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)際需求，主要包括了兩個(gè)主要類(lèi)型，即增強(qiáng)型互交機(jī)頂盒技術(shù)與有線機(jī)頂盒技術(shù)。當(dāng)前在有線數(shù)字電視實(shí)際使用中，有線機(jī)頂盒使用較為廣泛。

(二)系統(tǒng)主要工作原理

1.機(jī)頂盒主要組成系統(tǒng)：在機(jī)頂盒設(shè)計(jì)與應(yīng)用中其主要應(yīng)用了集成化數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。根據(jù)當(dāng)前客戶使用要求，這一系統(tǒng)主要由以下的幾個(gè)部分組成：一是中央處理系統(tǒng)(CPU)；二是音頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(A/D轉(zhuǎn)換器)；三是視頻信息編碼系統(tǒng)；四是信息數(shù)據(jù)的解碼系統(tǒng)，主要包括了MPEC-2解碼器與信道解碼設(shè)備；五是高頻頭等相關(guān)的系統(tǒng)。在實(shí)際的應(yīng)用中這種集成化模塊系統(tǒng)一方面其內(nèi)容結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；另一方面在電視信號(hào)處理中的應(yīng)用范圍較為廣泛。

2.機(jī)頂盒系統(tǒng)運(yùn)行模式：在實(shí)際的電視信號(hào)處理過(guò)程中，機(jī)頂盒運(yùn)行主要包括了以下幾個(gè)過(guò)程。一是通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接受相關(guān)的電視節(jié)目信息。二是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，同時(shí)一方面利用系統(tǒng)自帶的調(diào)諧模塊將網(wǎng)絡(luò)接收到的將變頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)，另一方面使用A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，之后進(jìn)行正交振幅調(diào)制(QAM)技術(shù)進(jìn)行解調(diào)計(jì)算操作。三是在數(shù)據(jù)解調(diào)處理完成后，系統(tǒng)在傳輸流中分離部分以節(jié)目信息相關(guān)PES數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)的信息包括了視頻與音頻信息兩類(lèi)，最后通過(guò)數(shù)字信息計(jì)算技術(shù)完成對(duì)電視信號(hào)的處理。

機(jī)頂盒應(yīng)用的主要數(shù)字信息技術(shù)。在電視信號(hào)的數(shù)字化處理中，其使用的主要數(shù)字化技術(shù)包括了用于電視信號(hào)傳輸?shù)挠芯€網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、用于確保信號(hào)安全加解密算法技術(shù)與加解翃算法技術(shù)以及確保信息數(shù)據(jù)質(zhì)量的數(shù)字壓紋編碼技術(shù)等，通過(guò)相關(guān)的硬、軟件技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。

二、當(dāng)前機(jī)頂盒技術(shù)實(shí)際應(yīng)用研究

(一)機(jī)頂盒系統(tǒng)構(gòu)成

在機(jī)頂盒實(shí)際運(yùn)行中，其主要的運(yùn)行與服務(wù)系統(tǒng)包括了以下幾個(gè)主要組成部分：

1.電視點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)。電視視頻點(diǎn)播是當(dāng)前數(shù)字電視服務(wù)的主要內(nèi)容，也是電視客戶的主要需求。在目前的機(jī)頂盒設(shè)計(jì)中，技術(shù)人員一般采用WindowNT作為服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境。之后利用其配套的視頻服務(wù)插件對(duì)處理完成的音頻數(shù)據(jù)擴(kuò)充。其主要的功能包括了以下幾點(diǎn)：一是通過(guò)視頻服務(wù)器對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)完成大容量集中儲(chǔ)存；二是通過(guò)處理系統(tǒng)，提取出ITV系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；三是實(shí)現(xiàn)電視用戶從電視本地以及機(jī)頂盒網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)都可以有效的獲得點(diǎn)播服務(wù)。

2.ITV信息系統(tǒng)。機(jī)頂盒系統(tǒng)設(shè)計(jì)中這一系統(tǒng)主要以下幾個(gè)部分組成：一是視頻節(jié)目管理系統(tǒng)；二是視頻數(shù)據(jù)流量管理系統(tǒng)；三是數(shù)據(jù)傳播服務(wù)系統(tǒng)，四是視頻節(jié)目管理系統(tǒng)。在實(shí)際的視頻播放中這一系統(tǒng)主要用于拓展用戶視頻節(jié)目選擇空間。其主要功能一是實(shí)現(xiàn)增加電視節(jié)目數(shù)量；二是實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與服務(wù)器相關(guān)資源的管理和監(jiān)控；三是對(duì)視頻播放中的信息流進(jìn)行有效的操作和控制。

3.VOD服務(wù)系統(tǒng)。在機(jī)頂盒實(shí)際運(yùn)作中，這一服務(wù)系統(tǒng)主要包括了節(jié)目信息導(dǎo)航、以及客戶信息記錄和驗(yàn)證三個(gè)主要功能。系統(tǒng)運(yùn)行中這三個(gè)功能如下。一是視頻節(jié)目導(dǎo)航功能。這一功能主要是對(duì)機(jī)頂盒數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的視頻數(shù)據(jù)分類(lèi)，之后對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行細(xì)化描述。利用這一功能可以使電視系統(tǒng)用戶在使用機(jī)頂盒過(guò)程中，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶信息讀取習(xí)慣通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行視頻資源推送。二是信息驗(yàn)證功能。這一功能主要是以下兩個(gè)方面進(jìn)行驗(yàn)證：一方面是針對(duì)用戶個(gè)人使用系統(tǒng)合法性進(jìn)行驗(yàn)證；另一方面是利用相關(guān)程序?qū)Σコ鲆曨l節(jié)目本身合法性進(jìn)行驗(yàn)證。只有在完成以上兩方面驗(yàn)證后，機(jī)頂盒才能進(jìn)行相關(guān)的播放工作。三是用戶賬目記錄功能。這一功能主要是對(duì)用戶收看視頻信息數(shù)據(jù)，如觀影時(shí)長(zhǎng)、內(nèi)容等進(jìn)行詳細(xì)記錄，進(jìn)而為觀看收費(fèi)等工作的進(jìn)行提供數(shù)據(jù)支持。

4.節(jié)目視頻分配系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在機(jī)頂盒使用中主要實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)功能：一是系統(tǒng)中的射頻混合功能；二是系統(tǒng)上變頻功能；三是QAM調(diào)節(jié)功能。其系統(tǒng)運(yùn)行程序，首先服務(wù)系統(tǒng)自動(dòng)接收網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息傳輸流；之后根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸流量為電視系統(tǒng)各頻道傳輸節(jié)目信息；最后是在系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境較好的情況下，對(duì)信息傳輸流進(jìn)行干擾。

5.CAS接收系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要是對(duì)干擾節(jié)用視頻節(jié)目數(shù)據(jù)信息進(jìn)行讀取，進(jìn)而有效的提升視頻供應(yīng)商對(duì)所提供視頻權(quán)限控制作用，進(jìn)而利用數(shù)據(jù)的控制與管理，最終激活系統(tǒng)終端的解擾功能。

(二)電視使用客戶端軟件功能優(yōu)化

根據(jù)對(duì)當(dāng)前有線數(shù)字電視客戶與市場(chǎng)分析研究，目前我國(guó)電視使用客戶對(duì)客戶端軟件功能需求主要集中在以下三個(gè)方面：一是實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻流量的有效管理與監(jiān)控；二是實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻資源有效管理；三是實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻節(jié)目的有效控制與選擇。為了實(shí)現(xiàn)以上功能的優(yōu)化，技術(shù)人員在機(jī)頂盒設(shè)計(jì)中采用了以下技術(shù)設(shè)計(jì)理念。

首先在系統(tǒng)節(jié)目選擇服務(wù)中，用戶終端在點(diǎn)播界面實(shí)現(xiàn)了VOD服務(wù)與自身服務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)自動(dòng)交換，進(jìn)而通過(guò)服務(wù)器系統(tǒng)形成電視系統(tǒng)的節(jié)目信息清單，完成電視節(jié)目選擇服務(wù)。

其次在系統(tǒng)資源管理與節(jié)目控制過(guò)程中，終端系統(tǒng)在用戶請(qǐng)求信號(hào)上傳處理后，系統(tǒng)可以有效的激活控制程序，開(kāi)展各項(xiàng)控制工作。同時(shí)系統(tǒng)前端可以實(shí)現(xiàn)用有線網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)信息交換，進(jìn)而獲得其系統(tǒng)前端存儲(chǔ)節(jié)目數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成視頻控制、播放等功能。