IP機(jī)頂盒的功能和發(fā)展
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IPTV（Internet Protocol TV or Interactive Personal TV）也叫交互式網(wǎng)絡(luò)電視，是利用寬帶網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，以家用電視機(jī)或計(jì)算機(jī)作為主要終端設(shè)備，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信等多種技術(shù)于一體，通過(guò)IP協(xié)議向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式數(shù)字媒體服務(wù)的嶄新技術(shù)。IPTV業(yè)務(wù)核心框架主要由內(nèi)容運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、業(yè)務(wù)承載傳輸網(wǎng)絡(luò)、用戶終端網(wǎng)絡(luò)等四大部分組成。IPTV技術(shù)涉及了視頻編解碼、網(wǎng)絡(luò)分發(fā)、數(shù)字版權(quán)保護(hù)、終端接入等各面的技術(shù)。
IP機(jī)頂盒是視頻解碼終端，相當(dāng)于一臺(tái)自帶嵌入式操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。從圖1可以看出，IP機(jī)頂盒一端通過(guò)DSL或以太網(wǎng)方式接入IPTV網(wǎng)絡(luò)，一端將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)來(lái)的媒體流等信息轉(zhuǎn)換成模擬視音頻輸出至電視，由此在電視上 祥視頻點(diǎn)播、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、游戲等功能，它具備計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換等基本功能，可以采用遙控器或PC直接操作。
IP機(jī)頂盒的構(gòu)成與功能
機(jī)頂盒由軟件和硬件兩大部分組成，機(jī)頂盒的硬件包含了主芯片、內(nèi)存、調(diào)諧解調(diào)器、回傳通道、CA（Conditional Access）接口、外部存儲(chǔ)控制器以及視音頻輸出等幾大部分。軟件則分成應(yīng)用層、中間解釋層和驅(qū)動(dòng)層三層，每一層都包含了諸多的程序或接口等。
與傳統(tǒng)的數(shù)字機(jī)頂盒相比，IP機(jī)頂盒實(shí)現(xiàn)了視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)三者的融合，即所謂的三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)（Triple Play Service）。IP機(jī)頂盒的系統(tǒng)架構(gòu)包含三個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)：TV單元、PC單元和條件存?。醇用芟到y(tǒng)、CA）單位。TV子系統(tǒng)由調(diào)頻器和視頻解碼器組成，它們用來(lái)處理數(shù)字串流信息；CA子系統(tǒng)讓服務(wù)商具有控制能力，可以對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)臨近，能夠知道用戶在何時(shí)收看什么節(jié)目；PC子系統(tǒng)大多是模塊式的設(shè)計(jì)，STB的設(shè)計(jì)者可以依其需求而增加或減少這個(gè)系統(tǒng)中的組件，由于IPSTB的目標(biāo)是要提供互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)功能，故它的PC系統(tǒng)方面就得提供TCP/IP的堆棧協(xié)議，并具有更佳的儲(chǔ)存方案。
由此可以看出，IP機(jī)頂盒的功能主要包括以下三方面：
·支持目前的LAN或DSL網(wǎng)絡(luò)傳輸，接收及處理IP數(shù)據(jù)和視頻流；
·支持MPEG、WMV和Real等視頻解碼；
·支持用戶認(rèn)證功能、通過(guò)與IPTV系統(tǒng)的交互實(shí)現(xiàn)用戶的訪問(wèn)控制、計(jì)費(fèi)等管理功能。
IP機(jī)頂盒的分類方式
根據(jù)硬件、軟件的不同，IP機(jī)頂盒有不同的分類方式
1.基于硬件的分類方式
IP機(jī)頂盒按照基中使用的CPU芯片的不同，可以分為以下三種：
（1）基于專用芯片組（ASIC/SOC編解碼芯片）的機(jī)頂盒
專用芯片組除了處理器以外，在芯片內(nèi)還集成了一些其他的IP（Lntelligent Property）模塊，如Video in，Video out，Audio in及Audio out等，有的還有圖像壓縮硬件加速模塊等。由于專用視頻壓縮芯片攜帶固定壓縮模塊、固定的處理方式和固定的微碼，所以傳統(tǒng)的基于ASCI/SOC的機(jī)頂盒產(chǎn)品價(jià)格比較低廉，但由于全硬件芯片的實(shí)現(xiàn)方案使得運(yùn)營(yíng)商無(wú)法通過(guò)軟件升級(jí)來(lái)提升產(chǎn)品性能，另外這種機(jī)頂網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性也有較大問(wèn)題。
（2）基于X86平臺(tái)
基于X86架構(gòu)CPU的嵌入式系統(tǒng)有如下優(yōu)勢(shì)：一是它可以對(duì)不同格式的文件進(jìn)行編解碼；二是X86架構(gòu)的CPU有較齊全的應(yīng)用軟件，維護(hù)成本低；三是基于X86架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)可以輕松與PC資源共享。
（3）基于多媒體處理器技術(shù)
基于X86平臺(tái)的方式在使用時(shí)要占據(jù)CPU的絕大部分處理能力。因此，在有些不適合采用這種方式。于是出現(xiàn)了基于多媒體處理器技術(shù)的獨(dú)立機(jī)型的機(jī)頂盒。這種芯片高速的運(yùn)算能力完全可以實(shí)現(xiàn)適合不同協(xié)議的通信終端。采用這些芯片可以很方便地實(shí)現(xiàn)MPEG視頻和音頻處理、H.263視頻處理，以及DVD、機(jī)頂盒、數(shù)字電視等。
由于使用了實(shí)時(shí)視頻解碼功能芯片，視頻處理速度明顯提高，配合實(shí)時(shí)編碼，全程視頻處理時(shí)延小，特別適合視頻直播系統(tǒng)應(yīng)用；系統(tǒng)配有USB，IDE，PCMCIA和以太等接口，使IPTV終端功能可擴(kuò)充性增強(qiáng)、內(nèi)存占用少、硬件結(jié)構(gòu)緊湊，成本不高。
2.基于軟件的分類方式
操作系統(tǒng)是機(jī)頂盒中的核心軟件，機(jī)頂盒中的操作系統(tǒng)不大，但卻要求可以在實(shí)時(shí)的環(huán)境中工作，并能在較小的內(nèi)在內(nèi)存空間中運(yùn)行，這種操作系統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），目前主要有VxWorks、Windows CE、嵌入式Linux等三類。
（1）嵌入式WinCE終端
WinCE最大特點(diǎn)是其API與Win32兼容，這有利于使用Windows環(huán)境開(kāi)發(fā)WinCE應(yīng)用，此外，WMV播放器還可直接運(yùn)行于WinCE OS，許多現(xiàn)成的Windows組件稍加改造就能應(yīng)用于終端上的網(wǎng)絡(luò)管理以及視頻流控制等功能，能夠充分分享MMS等的Windows Media優(yōu)秀成果。微軟目前推出WinCE5.0，并擴(kuò)大開(kāi)放部分程序源代碼。在這個(gè)開(kāi)放了源代碼計(jì)劃授權(quán)下，微軟開(kāi)放250萬(wàn)行源代碼程序作為評(píng)估套件，凡是個(gè)人、廠商都可以下載這些源代碼加以修改使用。未來(lái)廠商O(píng)EM時(shí)，則需依執(zhí)行時(shí)期授權(quán)，支付WinCE5.0核心每臺(tái)機(jī)器數(shù)美元的授權(quán)費(fèi)用。，作為市場(chǎng)新進(jìn)入者，微軟強(qiáng)調(diào)較低的開(kāi)發(fā)成本。微軟在WinCE加入了檔案系統(tǒng)、IPv4/IPv6、WLAN、藍(lán)牙等聯(lián)網(wǎng)功能以及Windows Media Coder等功能。
不過(guò)此類終端的弊端在于：應(yīng)用源代碼不公開(kāi)，終端采用WinCE須向微軟交納版稅；另外，WinCE代碼龐大，占用很多的ROM和RAM，要求有高性能的X86微處理器支持，所有這些都造成了終端成本的居高不下。
（2）嵌入式LINUX終端
這種終端往往以專用的多媒體微處理器為核心，輔以以太接口和視頻接口構(gòu)成系統(tǒng)。多媒體微處理器本身不但具有嵌入式RISC（精簡(jiǎn)指令集CPU）去運(yùn)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，而且?guī)PEG2或MPEG4實(shí)時(shí)解碼功能芯片，在引Linux OS和必要的視頻以及各輔助接口驅(qū)動(dòng)程序后，就成為一個(gè)完整的IPTV網(wǎng)絡(luò)終端運(yùn)用環(huán)境。
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