構(gòu)建混合IPTV和地面數(shù)字電視機(jī)頂盒

在這個(gè)轉(zhuǎn)型時(shí)期內(nèi)，IPTV業(yè)務(wù)仍處于雛形的發(fā)展階段，并且地面?zhèn)鬏數(shù)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/數(shù)字電視">數(shù)字電視信號(hào)要取代模擬電視信號(hào)，因此，需要STB同時(shí)滿(mǎn)足兩套標(biāo)準(zhǔn)的要求。

在所有正在電視廣播領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行的開(kāi)發(fā)中，沒(méi)有一種能與IPTV的出現(xiàn)所帶來(lái)的影響匹敵。網(wǎng)絡(luò)帶寬的可用性，節(jié)目?jī)?nèi)容擁有者要求擴(kuò)大內(nèi)容分配的需求，不侵犯版權(quán)的要求，以及消費(fèi)者期望量身定做的更多節(jié)目的要求，等等這些要求因素結(jié)合在一起，確保未來(lái)較短的幾年內(nèi)IPTV將成為我們觀看電視的普遍方式。在過(guò)去的兩年中，在任何一個(gè)電視行業(yè)的展會(huì)上都可以看到這個(gè)變化正在來(lái)臨，大部分的展區(qū)面積都被機(jī)頂盒(STB)制造商、數(shù)字版權(quán)管理(DRM)軟件供應(yīng)商和關(guān)注電視節(jié)目的通信公司所占據(jù)。

與此同時(shí)，存在了50年之久的廣播模擬電視信號(hào)也將退出歷史舞臺(tái)，美國(guó)和事實(shí)上所有的歐洲國(guó)家正計(jì)劃在本世紀(jì)的頭十年內(nèi)關(guān)閉模擬電視傳輸，跨入數(shù)字傳輸時(shí)代。在歐洲，DVB-T地面信號(hào)廣播在所有的國(guó)家目前已經(jīng)普及，德國(guó)率先在某些城市關(guān)閉了模擬PAL發(fā)射機(jī)。在美國(guó)，利用MPEG-2編碼流的強(qiáng)制廣播所進(jìn)行的ATSC數(shù)字傳輸已經(jīng)開(kāi)展了幾年時(shí)間。在許多情況下，廣受歡迎的“黃金時(shí)段”節(jié)目就是以高清晰(720p或1080i)分辨率進(jìn)行傳輸?shù)摹?

那時(shí)，只有大約14%的配有電視的美國(guó)家庭把天線當(dāng)作主要的接收信號(hào)的方式。當(dāng)向數(shù)字傳輸?shù)膹?qiáng)制轉(zhuǎn)換最終完成時(shí)，這有可能使高質(zhì)量節(jié)目增加并加速發(fā)展。在歐洲，消費(fèi)者對(duì)國(guó)家電視網(wǎng)絡(luò)上獲得的高質(zhì)量節(jié)目有了很好的認(rèn)識(shí)，通過(guò)DVB-T很好地建立了數(shù)字內(nèi)容的免費(fèi)廣播。除了新的IPTV內(nèi)容之外，通過(guò)提供的這種內(nèi)容，針對(duì)IPTV的任何業(yè)務(wù)模式都會(huì)更具吸引力。

因此，在這個(gè)轉(zhuǎn)型時(shí)期內(nèi)， IPTV業(yè)務(wù)仍處于雛形發(fā)展階段，并且地面?zhèn)鬏斠獜哪M轉(zhuǎn)變到數(shù)字電視信號(hào)，還需要STB同時(shí)滿(mǎn)足兩套要求——例如能接收、解碼和顯示地面數(shù)字電視信號(hào)，還能提供觀看IPTV服務(wù)的平臺(tái)。

IPTV業(yè)務(wù)的一個(gè)方面將給設(shè)計(jì)STB的工程師帶來(lái)挑戰(zhàn)，即設(shè)計(jì)過(guò)程的所有階段涉及多種不同的標(biāo)準(zhǔn)。例如，可以用多種分辨率中的一種來(lái)捕獲電視圖像，包括標(biāo)準(zhǔn)清晰度(可以是720x480或720x576)和高清晰度(720p或1080i)。它可以采用交織或逐行編碼。它也能被編碼到多種編解碼格式，如MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、 WMV9/VC-1等等。然后，它又可以被加密到許多DRM方案(WMDRM或很多其它的方案)中的一種，被封包到多種容器之中(MOV、ASF)中的一個(gè)，并通過(guò)若干IP協(xié)議(RTP、RTSP)上的變量進(jìn)行傳輸。這就是把音頻編碼的挑戰(zhàn)結(jié)合進(jìn)來(lái)之前要做的所有工作。

因此，任何STB解碼器器件的選擇都必須具有某種程度的可編程能力，以實(shí)現(xiàn)許多必需的標(biāo)準(zhǔn)。即使實(shí)際的視頻編解碼器是在像DSP這樣的器件內(nèi)進(jìn)行編程，采用一種完全可編程的器件通常也是不可行的，這是因?yàn)镠D解碼器、必要的操作系統(tǒng)、音頻解碼器、用戶(hù)接口和瀏覽器應(yīng)用程序均共享相同的處理器內(nèi)核。目前的ASIC產(chǎn)品提供適用于視頻解碼器和解密模塊的硬線連接的邏輯塊，它具有用于去多路復(fù)用、解碼音頻、運(yùn)行操作系統(tǒng)及用戶(hù)應(yīng)用程序的多個(gè)可編程內(nèi)核。

通過(guò)這種方式，已經(jīng)被很好地標(biāo)準(zhǔn)化的視頻編解碼器在編碼過(guò)程中的繁重任務(wù)被卸載到專(zhuān)用邏輯，因此，把CPU解放出來(lái)以對(duì)OS、用戶(hù)接口、傳輸協(xié)議和音頻標(biāo)準(zhǔn)等等快速變化的要求進(jìn)行處理。

IPTV和DTV標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)工程師們需要考慮的另一個(gè)主要復(fù)雜因素就是尚未建立全球范圍通用的IPTV標(biāo)準(zhǔn)。全球數(shù)字地面?zhèn)鬏斏晕⒑?jiǎn)單一些。至少在每個(gè)國(guó)家內(nèi)部已經(jīng)得到了標(biāo)準(zhǔn)化。 由美國(guó)采用的ATSC標(biāo)準(zhǔn)利用了具有MPEG-2編碼(盡管圖像可能被編碼成多種分辨率中的一種)的8VSB調(diào)制方案。比特率很高，可達(dá)19.3Mbps, 具有極佳的視頻質(zhì)量。利用標(biāo)準(zhǔn)清晰度和MPEG-2編碼，歐洲已經(jīng)很好地建立了DVB-T標(biāo)準(zhǔn)?？雌饋?lái)很有可能將在歐洲的高清晰地面廣播中采用H.264編碼技術(shù)。

那么，對(duì)于混合STB，在數(shù)字領(lǐng)域最大的挑戰(zhàn)就在于對(duì)IPTV有一系列寬廣的要求。對(duì)地面數(shù)字電視接收，有待解碼的編解碼器的集合是IPTV所必需的那些集合的子集。地面接收的挑戰(zhàn)更多地在于調(diào)諧器、濾波和解調(diào)器的正確選擇，這些是接收可能為低強(qiáng)度的信號(hào)所必需的。直到最近，“Can調(diào)諧器”(即含有模擬和數(shù)字調(diào)諧組件的小型模塊)已經(jīng)成為最普遍的解決方案。

調(diào)諧器

目前已經(jīng)有一些硅調(diào)諧器器件的供應(yīng)商，最佳的供應(yīng)商對(duì)他們的板上布局有寬松的要求(不再像去年那樣有45度電感器的要求)，并能提供緊湊的占位空間，這對(duì)于STB內(nèi)的空間限制是理想的。所選擇的解調(diào)器必需能把數(shù)字載波從高噪信號(hào)中提取出來(lái)，這些噪聲信號(hào)易受建筑環(huán)境內(nèi)的嚴(yán)重鬼影所支配。