交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DVB MHP

數(shù)字電視取代模擬電視之所以成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，不僅是其畫(huà)面品質(zhì)的提升，增加節(jié)目頻道，減少傳輸成本，最關(guān)鍵還是能給電視產(chǎn)業(yè)提供更多的增值服務(wù)。數(shù)據(jù)能夠與音視頻流一起混合傳播，增強(qiáng)了電視的互動(dòng)性，使得在數(shù)字電視接收設(shè)備上運(yùn)行很多交互式應(yīng)用程序，如EPG(電子節(jié)目指南)、游戲、股票信息、和VOD等。作為交互式應(yīng)用程序核心的中間件起到關(guān)鍵作用。DVB-MHP是DVB組織針對(duì)多媒體家庭應(yīng)用而制定的中間件標(biāo)準(zhǔn)，它也是目前國(guó)際上影響力最大，采用最廣的中間件標(biāo)準(zhǔn)。它基于Java環(huán)境、定義了交互應(yīng)用與終端設(shè)備之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。

全球交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn) 

全球交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，主要分為私有的標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)這兩類(lèi)。例如，歐洲D(zhuǎn)VB(Digital Video Broadcasting project)組織所制定的MHP(Multimedia Home Platform)標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)ATSC組織所制定的DASE(DTV Architecture for Software Environment)標(biāo)準(zhǔn)、 ACAP(Advanced Common Application Platform)標(biāo)準(zhǔn)，北美的有線(xiàn)電視業(yè)者的規(guī)格制定組織CableLabs所制定的OCAP(OpenCable Application Platform)標(biāo)準(zhǔn)，日本ARIB(Association of Radio Industries and Businesses) 組織所制定的STD-B23(application execution engine platform for digital broadcasting)標(biāo)準(zhǔn)，英國(guó)MHEG(Multimedia and Hypermedia information coding Expert Group)組織所制定的MHEG-5標(biāo)準(zhǔn)等，都是屬于公開(kāi)的交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。另外，OpenTV公司的中間件解決方案，還有NDS公司的MediaHighway core中間件解決方案等，則是屬于私有的交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 MHP系統(tǒng)架構(gòu)圖

DVB MHP標(biāo)準(zhǔn)制定與全球使用狀況

歐洲數(shù)字電視廣播技術(shù)發(fā)展組織(Digital Video Broadcasting Project)致力于制定數(shù)字電視與信息服務(wù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。MHP目的是允許多個(gè)不同廠(chǎng)家能夠使用同一平臺(tái)，同時(shí)使系統(tǒng)不同層次的運(yùn)營(yíng)商能單獨(dú)操縱整個(gè)運(yùn)作。2000年2月DVB組織發(fā)布了MHP 1.0版，現(xiàn)已發(fā)展到1.1版本。另外，為了解決知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問(wèn)題，DVB項(xiàng)目以MHP標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，制定了一個(gè)可供其它組織在制定交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的參考規(guī)范--GEM(Globally Executable MHP)。GEM并不是一個(gè)完整的、可供直接操作的交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，定義了一些強(qiáng)制性的核心特性，要求所有基于“GEM終端規(guī)范”之上的所有規(guī)范都必須支持。

MHP適用于所有DVB定義的傳輸媒體和衛(wèi)星，例如網(wǎng)絡(luò)、有線(xiàn)、地面、微波。MHP現(xiàn)在已經(jīng)在一些國(guó)家得到應(yīng)用，并且已被很多國(guó)家直接定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其它國(guó)際流行的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，都是以MHP為基礎(chǔ)。如日本的ARIB組織所制定的ARIB STD-B23標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)CableLabs組織所制定的OCAP標(biāo)準(zhǔn)、以及ATSC組織所制定的ACAP標(biāo)準(zhǔn)，都是使用GEM作為基礎(chǔ)，形成符合本國(guó)市場(chǎng)需求的標(biāo)準(zhǔn)。 

MHP標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)今已被許多國(guó)家所采用，例如，德國(guó)、瑞典、挪威、芬蘭、意大利、西班牙、新加坡、以及韓國(guó)的衛(wèi)星廣播部份等，都采用了MHP作為交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)；奧地利、澳大利亞、比利時(shí)、捷克、丹麥、匈牙利、馬耳他、中國(guó)臺(tái)灣等正在進(jìn)行或已經(jīng)計(jì)劃采用MHP標(biāo)準(zhǔn)。另外，日本、北美、韓國(guó)以及地面無(wú)線(xiàn)部份，則采用了以MHP為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)，日本采用了ARIB，北美和韓國(guó)采用OCAP。 

DVB MHP標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范

MHP主要定義了機(jī)頂盒中間件的整體結(jié)構(gòu)、傳送協(xié)議、內(nèi)容格式、Java虛擬機(jī)和DVB-J APIs、安全性、各層的細(xì)節(jié)、應(yīng)用狀態(tài)和表現(xiàn)、應(yīng)用的自動(dòng)啟動(dòng)等，還定義了專(zhuān)用的應(yīng)用信令。MHP標(biāo)準(zhǔn)將其終端接收設(shè)備的系統(tǒng)架構(gòu)分為三層--資源層，系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用層，并規(guī)范各個(gè)層次的功能，以及定義提供交互應(yīng)用程序可使用的應(yīng)用程序接口(Application Program Interface, API)，使得MHP標(biāo)準(zhǔn)具有最大的跨平臺(tái)能力：

資源層(Resources) 

資源層，MPEG Processing、I/O Devices、Memory、CPU、繪圖器(Graphics)等資源。資源層通過(guò)廣播通道(Broadcast Channel)，使得MHP終端接收設(shè)備可以通過(guò)MPEG-2 TS流和DSM-CC OC等通信協(xié)議接收廣播訊號(hào)。并且，資源層也可以通過(guò)回傳通道，使得MHP終端接收設(shè)備通過(guò)TCP/IP與UDP/IP等通信協(xié)議回傳信息給頭端設(shè)備，或是與其它終端設(shè)備進(jìn)行信息交換。另外，資源層也輸出信號(hào)到顯示設(shè)備，并接收遙控器的輸入信號(hào)。 

系統(tǒng)軟件層(System Software)

系統(tǒng)軟件層包含交互應(yīng)用程序管理器(Applications Manager, AM)，負(fù)責(zé)管理所有在MHP終端接收設(shè)備上的交互應(yīng)用程序。例如，交互應(yīng)用程序的生命周期的控制、交互應(yīng)用程序使用資源的分配、以及交互應(yīng)用程序之間的溝通，都是由應(yīng)用程序管理器來(lái)管理。此外，應(yīng)用程序管理器也提供觀(guān)眾切換頻道與選擇節(jié)目等功能。系統(tǒng)軟件層也包含了操作系統(tǒng)、Java 虛擬機(jī)(Java Virtual Machine, JVM)、以及Sun Java、HAVI、DAVIC、DVB所制定的應(yīng)用程序接口，以提供交互應(yīng)用程序去使用資源層的資源。

應(yīng)用層(Applications)

交互應(yīng)用程序位于應(yīng)用層。交互應(yīng)用程序可利用軟件層提供的應(yīng)用程序接口，來(lái)使用資源層的資源，以執(zhí)行各種各樣的交互功能。采用Java技術(shù)的交互應(yīng)用程序，在生命周期機(jī)制下，將可以確保交互應(yīng)用程序的行為與觀(guān)眾的期待是一致的。也就是說(shuō)，交互應(yīng)用程序的啟動(dòng)時(shí)間很短，交互應(yīng)用程序可以進(jìn)入沒(méi)有提供服務(wù)的狀態(tài)、以及隨時(shí)都可以終止交互應(yīng)用程序。另外，MHP交互應(yīng)用程序可以經(jīng)由使用者來(lái)啟動(dòng)，或是由MHP交互應(yīng)用程序自行啟動(dòng)。并且，MHP標(biāo)準(zhǔn)也支持多個(gè)交互應(yīng)用程序同時(shí)執(zhí)行。

MHP標(biāo)準(zhǔn)支持的內(nèi)容格式有JPEG、PNG、GIF、MPEG-2 I-Frame等圖形格式，以及MPEG-1/2 Audio、MPEG-2 Video、DVB subtitles、Teletext、駐留字符、下載字符、HTML和XML等碼流格式，具有廣泛的互操作性，使得MHP交互應(yīng)用程序可以提供給觀(guān)眾各種各樣的多媒體交互服務(wù)。另外，也可以采用外掛功能模塊的方式，使得MHP交互應(yīng)用程序可以支持更多的內(nèi)容格式。

隨著各國(guó)相繼采用MHP作為交互數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)，交互數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DVB-MHP成為主流之一。2005年，MHP 1.1.2發(fā)布，支持高清 (High Definition)，改善了信息、投票等相關(guān)應(yīng)用問(wèn)題，加強(qiáng)了智能卡在解密與使用認(rèn)證方面的功能。2005年4月，DVB組織發(fā)表了兩份文件Document A087(PVR/PDR Extension tothe Multimedia Home Platform)與DVB Document A088(Digital Recording Extension to GloballyExecutable MHP)，使得MHP標(biāo)準(zhǔn)與GEM參考構(gòu)架，在PVR/PDR方面的功能更加完善功能。

DVB-MHP的技術(shù)核心和應(yīng)用層次

Java是MHP的核心技術(shù)。作為一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，Java提供簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)和面向?qū)ο蠖植灰蕾?lài)于機(jī)器的開(kāi)放結(jié)構(gòu)，具有卓越的可移植性、安全性特點(diǎn)，并且可通過(guò)并發(fā)機(jī)制帶來(lái)強(qiáng)大的性能。Java技術(shù)的軟件能夠運(yùn)行在從小型設(shè)備到超級(jí)計(jì)算機(jī)的任何機(jī)器上，其兼容性幾乎無(wú)所不在。借助Java技術(shù)，無(wú)論用戶(hù)使用的是PC、Macintosh計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，還是機(jī)頂盒、數(shù)字電視、Internet可視電話(huà)、各種掌上設(shè)備，可以在不同的設(shè)備上運(yùn)行同樣的應(yīng)用，這就給交互式數(shù)字平臺(tái)提供了一個(gè)非常好的兼容環(huán)境，可以讓數(shù)字電視平臺(tái)上的所有硬件和軟件，不論是前端的還是終端的，不論是各種服務(wù)提供設(shè)備，還是機(jī)頂盒和數(shù)字電視，都可以不加修改地相互移植，相互銜接，具有極高的兼容性。利用Java技術(shù)的特性，Java語(yǔ)言使廣播節(jié)目開(kāi)發(fā)商能更得心應(yīng)手地、靈活地開(kāi)發(fā)應(yīng)用界面，以提供給觀(guān)眾更加引人入勝的交互電視節(jié)目；此外，Ｊａｖａ語(yǔ)言編寫(xiě)的數(shù)字電視內(nèi)容具有安全、可擴(kuò)展和可移植的特點(diǎn)，可用于各種不同的電視接收機(jī)，還可大大節(jié)省開(kāi)發(fā)商把交互應(yīng)用投放市場(chǎng)的時(shí)間和成本。

DVB MHP 共有三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域和層次，如圖2所示：分別為增強(qiáng)性廣播(MHP 1.0)、交互性廣播(MHP 1.0)和互聯(lián)網(wǎng)接入(MHP 1.1)。基層是增強(qiáng)性廣播(Enhanced Broadcasting Profile)僅支持單向廣播業(yè)務(wù)和本地交互業(yè)務(wù)，包括Java VM、DVB-J APIs和廣播傳送協(xié)議，HTML子集作為即插件，提供本地端交互的相關(guān)服務(wù)，例如氣象資訊服務(wù)、旅游資訊服務(wù)、股市交易、各種運(yùn)輸工具時(shí)刻表、交互體育信息等服務(wù)，它不需要回傳通道；交互性廣播 (Interactive Broadcast Profile) 支持交互業(yè)務(wù)，這意味著有相應(yīng)的硬軟件支持，對(duì)增強(qiáng)性廣播的擴(kuò)展有用于交互應(yīng)用的DVB-J API和交互傳送協(xié)議，HTML子集作為選件，提供本地端與其它端的交互應(yīng)用服務(wù)。例如投票、電視商務(wù)、電視銀行等服務(wù)，它需要回傳通道；仍在完善中的是互聯(lián)網(wǎng)接入(Internet Access)，增加的API有互聯(lián)網(wǎng)接入APIs、IP廣播傳送協(xié)議和HTML，ECMA script等描述協(xié)議，提供了訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的功能，提供電視收發(fā)Email、瀏覽網(wǎng)頁(yè)等功能。

圖2 MHP應(yīng)用層次 

MHP應(yīng)用發(fā)展情況

MHP應(yīng)用范圍極廣，根據(jù)國(guó)際國(guó)內(nèi)交互電視業(yè)務(wù)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)MHP應(yīng)用的層次，首先，在第一階段，運(yùn)營(yíng)商通過(guò)單向網(wǎng)絡(luò)以廣播的方式向用戶(hù)提供一些基本的信息服務(wù)，同時(shí)還能夠向用戶(hù)提供一些本地交互應(yīng)用。如：天氣預(yù)報(bào)、新聞、電子節(jié)目指南、單向游戲等等；在第二階段，運(yùn)營(yíng)商和觀(guān)眾可以通過(guò)回傳通道來(lái)交換信息，進(jìn)行交互，使電視不僅僅作為娛樂(lè)和信息的來(lái)源，還成為通訊和交易工具。如：短信服務(wù)、電視郵信、明星投票等等。在第三階段，運(yùn)營(yíng)商可以利用在第二個(gè)階段的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展運(yùn)營(yíng)思路，使電視機(jī)成為一個(gè)娛樂(lè)的平臺(tái)，一個(gè)信息的平臺(tái)，一個(gè)交易的平臺(tái)。從而產(chǎn)生長(zhǎng)期穩(wěn)定的收益，實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的交互電視系統(tǒng)。如電視購(gòu)物、電視政務(wù)等。 

中國(guó)中間件情況

目前中國(guó)數(shù)字電視發(fā)展也較為迅速，早期一些運(yùn)營(yíng)商也試用了OpenTV、Alticast、NDS的中間件；廣電總局為了數(shù)字電視發(fā)展也制定了相關(guān)的政策，大力推進(jìn)“整體平移”的計(jì)劃，國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了“青島模式”，“佛山模式”，“杭州模式”等等，都給中國(guó)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了一些思路，由于采用了瀏覽器的技術(shù)，無(wú)法開(kāi)展增值業(yè)務(wù)，始終沒(méi)有形成很好的贏(yíng)利模式，數(shù)字電視用戶(hù)的增長(zhǎng)也較為緩慢。隨著整個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步成熟，越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商也認(rèn)識(shí)到了中間件的重要性。
中國(guó)政府由原國(guó)家計(jì)委(現(xiàn)發(fā)展改革委員會(huì))于2002年設(shè)立數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)項(xiàng)，牽頭與信息產(chǎn)業(yè)部、廣電總局等成立數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)家小組，致力于研究和制定符合數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的實(shí)際情況和中國(guó)市場(chǎng)特點(diǎn)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在MHP的基礎(chǔ)上，吸收了MHP可用之處，除去了MHP包中冗余的部分，以Java語(yǔ)言為基礎(chǔ)，定義了符合數(shù)字電視應(yīng)用開(kāi)發(fā)的Java功能包。2005年9月，Sun公司與中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所達(dá)成一項(xiàng)諒解備忘錄，內(nèi)容是有關(guān)中國(guó)數(shù)字電視中間件標(biāo)準(zhǔn)將采納Java技術(shù)；Sun公司將協(xié)助中國(guó)數(shù)字電視中間件標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的推廣和中國(guó)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)符合性測(cè)試能力的建設(shè)，并根據(jù)中國(guó)國(guó)情確定知識(shí)產(chǎn)權(quán)使用費(fèi)。2006年，隨著中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所中間件測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成，相信中國(guó)中間件標(biāo)準(zhǔn)也將正式頒布，這也將大大促進(jìn)中國(guó)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)瀏覽器提供廠(chǎng)商有茁壯、天柏、佳創(chuàng)等等，中間件提供廠(chǎng)商有上海藍(lán)信(前身是上海高清中間件項(xiàng)目組，后與ST成立了合資公司)等。上海藍(lán)信已經(jīng)分別推出了支持中國(guó)中間件標(biāo)準(zhǔn)和MHP標(biāo)準(zhǔn)中間件。

最近美國(guó)有線(xiàn)電視業(yè)已達(dá)成協(xié)議，將在今年10月份開(kāi)始部署基于Java的開(kāi)放軟件平臺(tái)—OCAP，相信會(huì)給中國(guó)數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)商有更多的啟示，數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)必須有一種任何人都能寫(xiě)入內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)中間件。

參考文獻(xiàn)：
1.  DVB project, Multimedia Home Platform (MHP) Specification 1.1.2, 2005 
2.  ETSI TS 101 812 v.1.3.1, Technical Specification, DVB: Multimedia Home Platform (MHP) Specification 1.0.3, June 2003.