交互式機頂盒的回傳電路設(shè)計研究

隨著全球數(shù)字電視節(jié)目開播日程表日漸逼近，機頂盒的熱門程度也隨之升高。目前，市面上大多數(shù)機頂盒均為單向接收功能，但只要搭配適當?shù)碾p向電路，讓這些盒子具備回傳功能，便能成為交互式產(chǎn)品，可用來處理用戶發(fā)出的指令。由于可作為雙向電路的種類很多，所以本文將以機頂盒分類來介紹其可能的搭配方式。

數(shù)字電視地面廣播(DVB-T)和有線電視(DVB-C)機頂盒是數(shù)字電視發(fā)展的過渡產(chǎn)品，其功能特性對數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要，其中回傳功能對開展雙向業(yè)務(wù)必不可少。目前，機頂盒回傳功能具有不同的實現(xiàn)方實，本文將闡述不同機頂盒產(chǎn)品及其周邊組件所組成的回傳電路。

DVB-T回傳電路

目前臺灣地區(qū)已開播數(shù)字電視，隨著雅典奧運熱潮，有越來越多的使用者購買地面廣播(DVB-T)機頂盒，也有消費者選擇購買車用機頂盒，但這兩種產(chǎn)品目前都只能收看單向電視廣播，與此同時，國內(nèi)已經(jīng)著手在電視廣播架構(gòu)上裝載MHP(多媒體家庭平臺)，作為互動電視的發(fā)展平臺。從回傳路徑來看，家用機頂盒接上調(diào)制解調(diào)器，車用機頂盒接上GPRS模塊是合理的發(fā)展趨勢。

調(diào)制解調(diào)器

目前的機頂盒大多數(shù)是單向接收數(shù)字電視廣播，并未具備回傳電路，未來接上調(diào)制解調(diào)器便可以與系統(tǒng)頭端形成雙向互動，接收多媒體內(nèi)容。一般來說，互動其實只有傳送簡單的幾個使用者指令回到系統(tǒng)端，家用機頂盒可以利用最普及的電話線路，然后接上調(diào)制解調(diào)器便可形成回傳電路。

一般的STB芯片本身可以執(zhí)行調(diào)制解調(diào)器控制功能，并不需要外接另一個微控制器。ST的STB芯片即提供了外部存儲器接口(EMI) 總線，可以連接調(diào)制解調(diào)器DSP(如Agere的DP2x系列)，然后再接上電話線的編解碼器(如Agere的CSP1034)，便可以完成回傳電路(如圖1所示)。調(diào)制解調(diào)器的驅(qū)動程序也都開發(fā)完成，可支持不同的模式。主要的調(diào)制解調(diào)器模式有表中所示的三種。



GPRS模塊

車用機頂盒也可以設(shè)計為交互式機頂盒，但是必需使用移動式調(diào)制解調(diào)器，而GPRS模塊目前很容易獲得，實際大小也只有4.3×2.9公分，雖然傳輸速率只有9,600/14,400bps，但已足夠應(yīng)用于回傳信息。預(yù)計未來GPRS模塊的價格持續(xù)下調(diào)之后，甚至可以內(nèi)建在家用機頂盒中。如果每部家用機頂盒都有內(nèi)建GPRS模塊，可以方便系統(tǒng)業(yè)者或電視臺對收視戶的管理，進行收視率調(diào)查之類的雙向應(yīng)用。連接方式只要使用串行端口即可，硬件設(shè)計也相當容易(見圖2)，不過制造商必須自行開發(fā)驅(qū)動程序及應(yīng)用軟件，目前已經(jīng)有電信系統(tǒng)業(yè)者注意到這個商機，并投入相關(guān)的軟件研發(fā)。



DVB-C STB回傳電路

雖然目前臺灣地區(qū)開播數(shù)字電視推動了地面廣播機頂盒熱潮，但不可忽視的是，模擬有線電視收視戶仍占多數(shù)，因此，有線電視(DVB-C)機頂盒將成為由模擬邁向數(shù)字電視的重要過渡產(chǎn)品。此外，數(shù)字有線電視也很最容易推出付費節(jié)目以及隨選信息服務(wù)，所以DVB-C朝雙向互動發(fā)展將是必然的趨勢。以回傳路徑來看，DVB-C機頂盒可由PTSN調(diào)制解調(diào)器連接電話線，但是電話線路并不見得都能隨著有線電纜分布到各個房間，所以如果能使用線纜調(diào)制解調(diào)器則是最有效率的解決方案。自1999年以來，開始有系統(tǒng)業(yè)者提供線纜調(diào)制解調(diào)器作為收視戶的回傳電路。

目前的線纜調(diào)制解調(diào)器有幾種標準，包括IEEE定義的IEEE802.14協(xié)議、DAVIC (數(shù)字音視頻委員會)定義的DAVIC協(xié)議，以及MCNS(多媒體線纜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))定義的DOCSIS和Euro-DOCSIS協(xié)議。

DOCSIS即基于線纜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口規(guī)范的縮寫，主要是用來規(guī)范美國的線纜調(diào)制解調(diào)器，以確保雙向通訊速度和品質(zhì)，這個規(guī)范其實原來是個人計算機使用者利用線纜調(diào)制解調(diào)器高速連接網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的標準，但目前則可以作為交互式DVB-C的回傳電路標準。下行數(shù)據(jù)是使用6MHz的頻道以64-QAM或256-QAM，ITU-J83 Annex B FEC。上行數(shù)據(jù)則是以VHF(5~42MHz)頻帶使用QPSK或16-QAM的調(diào)制，傳送IP的互動數(shù)據(jù)。

Euro-DOCSIS則是為了兼容于歐洲8MHz頻率頻道所衍生的標準。下行數(shù)據(jù)是依循DVB-C標準ETS300 429/ITU-J83 Annex A FEC。下行數(shù)據(jù)位速率為2MBps，上行數(shù)據(jù)使用QPSK或16-QAM調(diào)制，其VHF頻帶則延伸到5~65MHz，有多出來的頻寬容納回傳頻道。

由于線纜調(diào)制解調(diào)器均具備USB接口可以和計算機連接，所以只要機頂盒具備USB接口也就可以接上線纜調(diào)制解調(diào)器。在此我們將USB接口分為幾大類來介紹，從技術(shù)難度的層面來看，分別是USB1.1 peripheral level(外設(shè)層面)、USB1.1 host(主機)、USB2.0 host。

　USB是用來取代傳統(tǒng)的RS232串行接口和IEEE1284并行接口。自1997年問世已有好幾年，對于PC相關(guān)應(yīng)用來說已是成熟的技術(shù)。 USB1.1的傳輸速率是12Mb/sec，USB2.0則高達480Mb/sec，而且分成Host level，Hub以及Peripheral。