史坤詳--數字電視長距離傳輸

1、數字電視及其外調制長距離傳輸技術 史坤祥,數字電視平臺系統結構,數字電視是一個系統的概念.數字電視系統通常由數字前端﹑傳輸網絡﹑用戶終端三部份組成.,,,交互電視技術平臺結構框架,,數字衛(wèi)星,接收機,,本地直播,視頻節(jié)目,,*,數字實時,壓縮編碼,,衛(wèi)星節(jié)目,,視頻節(jié)目,壓縮制作,,數字視頻,節(jié)目服務,,視頻節(jié)目,內容審核,,視頻節(jié)目,播出排程,,EPG,節(jié)目信息,編輯制作系

2、統,,各類多媒體應用,,*,SI,信息服務器,,,數據和,應用播控系統,,,數據和,應用服務器,,*,多,路,復,用,器,,*,C,A,加,密,控,制,系,統,,*,Q,A,M,調,制,和,信,道,處,理,,雙,向,通,信,系,統,,有,線,網,絡,,電視機,,*,機頂盒,,計算機,,,,互聯網,,,,,,有線網絡,,*,用戶計費,管理客服系統,,,,,數字前端

3、 傳輸網絡 用戶終端,,,,,數字前端,1．前端系統數字電視前端系統是有線電視網絡的信息源及交換中心：-數字電視前端系統一般可分為四個主要部分：信號輸入部分、信號處理部分、信號輸出部分和系統管理部分，每一個部分都有其特定的功能，最終組成完整的數字電視前端-數字電視的前端系統一般由數字衛(wèi)星接收機、視頻服務器、編解碼器、復用器、QAM調制器、各種服務器以及管理控制系統組成,數字電視前端結構模式,數字前端系統結構

4、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,SI： 服務信息,信號采集,信號處理,傳輸接口界面,,管理平臺,,,,,,,SMS,EPG,IP,VOD,CAS,數字前端結構框圖,解擾,路由,再復用,TS處理,加擾,,,,,典型的中央前端,,TSDescrambler（TS輸出解密器）,,,Encoder,,,,,Encoder,Telecom Interface（電信接口）,,Receiver接收機,,Encoder,Encoder,

5、Encoder編碼器,OpticalFibreRing,,,,,,,,MUX,MUX &scrambler（復用器 &加密器）,,,,,,,,,,,,,NVOD,ISP,,,,IP data,,,,API,Application and data,ManagementSystem（管理系統）,CA system（有條件接收）,光纖環(huán)網,,,,,網管系統,,,數模混播,,,,,,,,QAM/RFModul

6、ator調制器,Multiplexer w/QAM output（復用&QAM輸出）,Transport StreamMonitor（TS流監(jiān)視器）,Multi-channelDecoder多路解碼器,Decoder（解碼器）,,,HFCCable Network,,RF Modulator（RF調制器）,RF combine（RF混合器）,,Encoder（編碼器）/,,,,,本地服務器,,Return ch.

7、回傳通道路由,,交互服務,Distributionnetwork,IP backbone,,QAM/RFModulator調制器,,,典型的地區(qū)前端,,,,,,數字前端構架原理,信號處理,傳輸接口,,管理平臺,DESCRAMBLING,ROUTING,REMUXING,SIPROCESSING,SCRAMBLING,,SMS,EPG,IP,VOD,CAS,信號采集,QAM,,,Clear TS,,DESCRAMBLER,SMS

8、,SI,,SPTS,VAA,,,,,,CAS,,,CLEAR TS,CLEAR TS,,,VODserver,,Dataserver,DEC.,VAA,,MUX,TS PROCESSOR,,Adaptor,,,,SDH,Telco,SCRAMBLER,IP,（1）信號采集部分-數字有線電視前端的輸入部分，接收來自不同網絡的許多節(jié)目，如衛(wèi)星、開路接收等各種接入方式，也有的是本地的模擬電視節(jié)目經編碼壓縮以及視頻服務器形成的節(jié)目

9、-它們接收傳輸信號的格式和控制方式不相同,應將它們轉換為統一的格式送入信號處理部分*數字衛(wèi)星接收應選用帶ASI標準基帶數字信號傳輸接口的綜合IRD（符合MPEG-2／DVB標準）數字衛(wèi)星接收機，這就保證了與各種設備之間以及與其它公司的設備之間的互連性-視頻服務器與傳統的數據服務器在很多方面有顯著不同，需要支持多種功能的實現*視頻服務器主要由存儲系統和有關控制器管理系統組成，實現壓縮媒體數據的存儲以及按請求進行媒體信息的檢索

10、和傳輸,（2）信號處理部分信號處理部分包括：解擾、復用、SI處理等，它是數字前端的核心，主要完成：-對所有節(jié)目進行解擾、截取、復用、加擾、同密等處理-服務信息SI的隨時更新，以保證引導機頂盒的正常工作-所有的應用數據的正確插入*在模擬前端中，若要增加一套節(jié)目，只需簡單地將一臺接收機與一個調制器相連接就可以了；在數字前端中，增加一套節(jié)目是以虛擬方式進行的，該節(jié)目被加到某個復用器中，至于在整個通路中的什么地方加入的并不重

11、要，機頂盒會自動地用每個傳輸流的SI服務信息找到它*另外，信號處理部分的管理，必須采用集成的管理系統：在所有的前端處理部分，均以ASI作為標準接口，這樣以后就能容易地增加任何廠商所提供的設備，具有良好的兼容性,解擾傳輸流解擾器可以是基于嵌入的內置解擾，也可以是開放標準的：例如：DVB的公共接口（CI）或美國的Open Cable標準-在這兩種標準中，那些與某種CA系統有關的特定因素都與機頂盒的公用部分無關，而是放在可插／

12、取的PCMPIA卡上-這種TS解擾技術的優(yōu)點是能很容易改變CA系統，并無需變換整個的解擾設備,復用復用是數字前端中的一個重要組成部分：-它將所有接收到的信號以多個ASI傳輸流的方式加到復用器的輸入矩陣開關-從上述傳輸流中提取所需要的節(jié)目，然后將提取的所有節(jié)目建立一個新的TS傳輸流，加上附加信息以便引導機頂盒的正常接收和解碼-復用處理可以重新組織與更新它所取得節(jié)目的服務信息（SI）-復用的另一重要特點是：能讓輸出傳輸流自動

13、跟隨輸入信號的諸多變化，及時地將這些變化反映到輸出的傳輸流中,加擾技術加擾技術用于對數字節(jié)目進行加密-基本原理是采用加擾控制字加密傳輸的方法，用戶端利用IC卡解密*在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關的有2個數據流：授權控制信息（ECMs）和授權管理信息（EMMs）-由業(yè)務密鑰（SK）加密處理后的控制字在ECMs中傳送，其中包括節(jié)目來源、時間、內容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息-對控制字加密的業(yè)務密鑰在授權管理信息EMMs中傳送

14、，并且業(yè)務密鑰在傳送前要經過用戶個人分配密鑰（PDK）的加密處理-EMMs中還包括地址、用戶授權信息，如用戶可以看的節(jié)目或時間段，用戶付的收視費等,同密技術同密技術是將2家或2家以上的條件接收（CA）系統應用于同一網絡平臺之中，多密技術要求機頂盒采用CI（公共接口）技術，實現同一機頂盒可接收不同CA系統加密節(jié)目從用戶角度來講，不會因購買一家CA的機頂盒而受到限制，用戶還有選擇其CA服務的可能性,例如:3家條件接收系統同密的數字電

15、視平臺：－系統中由一個獨立于各家條件接收系統的EIS統一調度事件信息，EIS根據SMS和節(jié)目編排系統Scheduler的節(jié)目單和加密規(guī)定，按公共“接入規(guī)范(AC)”的數據格式生成“公共AC”,并發(fā)送到加擾器中的SCS模塊。－SCS按照DVB同密規(guī)范與3個ECMG建立聯接，將“公共AC”和CW一起傳送給3個ECMG；－3個ECMG根據“公共AC”中的信息生成各自的ECM，發(fā)送給SCS。－加擾器收到各家條件接收系統的ECM后

16、，按照一個規(guī)定的周期向加擾傳輸流中輪播。－同時，SMS向3家EMMG中發(fā)送用戶授權信息，各EMMG按照DVB同密標準規(guī)范與加擾器建立聯接，將EMM發(fā)送到加擾器，由加擾器插入到傳輸流中。－由1個獨立的P/SIG為全系統生成(P)SI及EPG信息，發(fā)送到復用器。,（3）信號輸出部分得到已經處理的信息后，信號輸出部分把它變成傳輸網絡所需的信號格式：-例如有線電視網中應用典型的64/256QAM調制器-在調制器的使用中，對輸出電

17、平和頻率的設置調試非常重要在有線電視前端系統的信號輸出部分，模擬信號和數字信號是混臺輸出的：-數字有線電視的64QAM調制，具有類似雙邊帶的特征-另外，前端模擬與模擬相鄰頻道、數字與數字相鄰頻道之間電平差不要超過土0.5dBμV由于模擬信號和數字信號的調制方式不同，因此它們的輸出頻率的設置也有所不同：-模擬電視調制器的頻率是按圖像載波頻率設置的-數字電視調制器的頻率要按照該頻道的中心頻率來設置,（4）系統管理部分系

18、統管理部分由各種管理服務器以及控制網絡部分組成：-系統管理部分的各種管理服務器主要完成一些用戶信息管理和計費工作，以及影視材料的管理工作和安全保密等-控制網絡部分主要完成各種服務器中的各種信息傳遞工作及后臺的影視材料和數據的交換系統管理必須能實時地了解前端輸入和輸出的工作狀態(tài)．能夠監(jiān)視輸入信號和輸出信號及所需節(jié)目的有無和質量——所有的設備之間都是用DVB—ASI作為基帶數字信號傳輸的連接，并可使用任何基于SNMP的管理系統,2

19、．網絡部分有線電視HFC(光纖同軸電纜混合網)網絡的拓樸結構一般有星型結構、樹型結構和星樹型混合結構、以及兩級光鏈路級聯的雙星型結構-早期的HFC網一般均采用星型、樹型結構或星樹型混合結構：它只有一個前端，所有信號都由前端通過光纖和同軸電纜向下輻射，即集中式HFC網絡-目前，國際、國內普遍采用的是兩級光鏈路級聯的結構：總前端和分前端通過1550nm光鏈路采用物理環(huán)組成的自愈一級光鏈路，二級光鏈路利用1310nm星型光纖結構，將

20、信號送到各光節(jié)點，然后進入電纜分配系統，形成完整的HFC網絡，即分布式HFC網絡實踐證明只要有線電視網絡符合系統指標，不管是哪一類網絡的拓樸結構、單向還是雙向網，都能傳輸DVB—C數字有線電視信號，區(qū)別是分布式HFC網絡拓撲結構的可靠性、性能指標和拓展性更好：-分布式HFC網絡有完整的冗余保護體系，它有較高的可靠性和良好的網絡性能指標，更重要的是它有良好的拓展性-其總前端和分布式的各個分前端，可以分布式安裝交互式數字電視的視頻服

21、務器，它能有效地克服因交互式數字電視所產生的視頻服務器和網絡的瓶頸，為開展交互式數字電視提供了良好的網絡平臺,,,,,,干線網,中央前端,,,,分前端,分前端,,,Digital Set Top,Data terminal,,,,,,典型的HFC 城域／接入網絡,,,,,,,,Two way coax,Downstream Fibre (Cable TV and IP),Upstream Fibre (IP),,,,,,,WAN,,路由

22、器Router,QAM/RF,QAM/RF,分前端,,3．用戶終端-數字機頂盒（STB）不僅是用戶終端，還是網絡終端，它利用有線電視網絡作為傳輸平臺，電視機作為用戶終端，它能使模擬電視機從被動接收模擬電視轉向交互式數字電視，使用戶享受數字電視、數據廣播等全方位的信息服務-數字機頂盒的基本功能是接收數字電視廣播節(jié)目，同時具有所有廣播和交互式多媒體應用功能，包括：（1）電子節(jié)目指南（EPG）：它為用戶提供一種容易使用、界面友好

23、、可以快速訪問想看節(jié)目的方式，用戶可以通過該功能看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目（2）高速數據廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種信息（3）軟件在線升級：它可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務器按DVB數據廣播標準將升級軟件廣播下來，機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新（4）因特網接入和電子郵件：數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器

24、方便地實現因特網接入功能，用戶可以通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發(fā)送電子郵件。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC相連,使用PC接入因特網（5）有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能,3．用戶終端數字機頂盒（STB）不僅是用戶終端，還是網絡終端，它利用有線電視網絡作為傳輸平臺，電視機作為用戶終端，它能使模擬電視機從被動接收模擬電視轉向交互式數字電視，使用戶享受數字電視、數據廣播等全方位的信息服務

25、。數字機頂盒的基本功能是接收數字電視廣播節(jié)目，同時具有所有廣播和交互式多媒體應用功能，包括：（1）電子節(jié)目指南（EPG）：它為用戶提供一種容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節(jié)目的方式，用戶可以通過該功能看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目。（2）高速數據廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種信息。（3）軟件在線升級：它可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務器按DVB數據廣播標

26、準將升級軟件廣播下來，機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新。（4）因特網接入和電子郵件：數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能。用戶可以通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發(fā)送電子郵件。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC相連,使用PC接入因特網。（5）有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能?！　∮芯€電視數字機頂盒的技術含量非常

27、高，它集中反映了多媒體、計算機、數字壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、通信技術和網絡技術發(fā)展水平。目前數字機頂盒的關鍵技術主要有：　?。?）嵌入式實時多任務操作系統　　嵌入式實時操作系統是相對于桌面計算機操作系統而言的，它不裝在硬盤中，系統結構緊湊，功能相對簡單，資源開資較小，便于固化在存儲器中。嵌入式操作系統的作用與PC機上的DOS和Windows相似，用戶通過它進行人機對話，完成用戶下達的指定。指定接收采用多種方式如：鍵盤、

28、鼠標、語音、觸摸屏、紅外遙控器等?！　。?） 中間件　　中間件（Midele ware）是一種將應用程序與低層的操作系統、硬件細節(jié)隔離開來的軟件環(huán)境，它通常由各種虛擬機構成，如HTML虛擬機、JavaScript虛擬機、Java虛擬機、MHEG-5虛擬機等。一個完整的數字機頂盒由硬件平臺和軟件系統組成，可分為4層，從底層向上分別為：硬件、底層軟件、中間件、應用軟件。硬件提供機頂盒的硬件平臺；底層軟件提供操作系統以及各種硬件驅動程

29、序；應用軟件包括本機存儲的應用和可下載的應用；中間件將應用軟件與依賴硬件的底層軟件分隔開來，使應用不依賴于具體的硬件平臺。　?。?） 加解擾技術　　加解擾技術用于對數字節(jié)目進行加密解密，其基本原理是采用加擾控制字加密傳輸的方法，用戶端利用IC卡解密。在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關的有2個數據流：授權控制信息（ECMs）和授權管理信息（EMMs）。由業(yè)務密鑰（SK）加密處理后的控制字在ECMs中傳送，其中包括節(jié)目來源、時間、

30、內容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息。對控制字加密的業(yè)務密鑰在授權管理信息中傳送，并且業(yè)務密鑰在傳送前要經過用戶個人分配密鑰（PDK）的加密處理。EMMs中還包括地址、用戶授權信息，如用戶可以看的節(jié)目或時間段，用戶付的收視費等?！　⊥芗夹g是將2家或2家以上的條件接收（CA）系統應用于同一網絡平臺之中，多密技術要求機頂盒采用CI技術，實現同一機頂盒可接收不同CA系統加密節(jié)目。從用戶角度來講，不會因購買一家CA的機頂盒而受到限制，用戶還有選擇

31、其CA服務的可能性。,3．用戶終端-數字機頂盒（STB）不僅是用戶終端，還是網絡終端，它利用有線電視網絡作為傳輸平臺，電視機作為用戶終端，它能使模擬電視機從被動接收模擬電視轉向交互式數字電視，使用戶享受數字電視、數據廣播等全方位的信息服務-數字機頂盒的基本功能是接收數字電視廣播節(jié)目，同時具有所有廣播和交互式多媒體應用功能，包括：（1）電子節(jié)目指南（EPG）：它為用戶提供一種容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節(jié)目的方式，用

32、戶可以通過該功能看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目（2）高速數據廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種信息（3）軟件在線升級：它可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務器按DVB數據廣播標準將升級軟件廣播下來，機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新（4）因特網接入和電子郵件：數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能，用戶可

33、以通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發(fā)送電子郵件。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC相連,使用PC接入因特網（5）有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能,3．用戶終端數字機頂盒（STB）不僅是用戶終端，還是網絡終端，它利用有線電視網絡作為傳輸平臺，電視機作為用戶終端，它能使模擬電視機從被動接收模擬電視轉向交互式數字電視，使用戶享受數字電視、數據廣播等全方位的信息服務。數字機頂盒的基本功能是接收

34、數字電視廣播節(jié)目，同時具有所有廣播和交互式多媒體應用功能，包括：（1）電子節(jié)目指南（EPG）：它為用戶提供一種容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節(jié)目的方式，用戶可以通過該功能看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目。（2）高速數據廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種信息。（3）軟件在線升級：它可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務器按DVB數據廣播標準將升級軟件廣播下來，機頂盒能

35、識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新。（4）因特網接入和電子郵件：數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能。用戶可以通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發(fā)送電子郵件。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC相連,使用PC接入因特網。（5）有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能?！　∮芯€電視數字機頂盒的技術含量非常高，它集中反映了多媒體、計算機、

36、數字壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、通信技術和網絡技術發(fā)展水平。目前數字機頂盒的關鍵技術主要有：　　（1）嵌入式實時多任務操作系統　　嵌入式實時操作系統是相對于桌面計算機操作系統而言的，它不裝在硬盤中，系統結構緊湊，功能相對簡單，資源開資較小，便于固化在存儲器中。嵌入式操作系統的作用與PC機上的DOS和Windows相似，用戶通過它進行人機對話，完成用戶下達的指定。指定接收采用多種方式如：鍵盤、鼠標、語音、觸摸屏、紅外遙控器等

37、?！　。?） 中間件　　中間件（Midele ware）是一種將應用程序與低層的操作系統、硬件細節(jié)隔離開來的軟件環(huán)境，它通常由各種虛擬機構成，如HTML虛擬機、JavaScript虛擬機、Java虛擬機、MHEG-5虛擬機等。一個完整的數字機頂盒由硬件平臺和軟件系統組成，可分為4層，從底層向上分別為：硬件、底層軟件、中間件、應用軟件。硬件提供機頂盒的硬件平臺；底層軟件提供操作系統以及各種硬件驅動程序；應用軟件包括本機存儲的應用和

38、可下載的應用；中間件將應用軟件與依賴硬件的底層軟件分隔開來，使應用不依賴于具體的硬件平臺?！　。?） 加解擾技術　　加解擾技術用于對數字節(jié)目進行加密解密，其基本原理是采用加擾控制字加密傳輸的方法，用戶端利用IC卡解密。在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關的有2個數據流：授權控制信息（ECMs）和授權管理信息（EMMs）。由業(yè)務密鑰（SK）加密處理后的控制字在ECMs中傳送，其中包括節(jié)目來源、時間、內容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息。對

39、控制字加密的業(yè)務密鑰在授權管理信息中傳送，并且業(yè)務密鑰在傳送前要經過用戶個人分配密鑰（PDK）的加密處理。EMMs中還包括地址、用戶授權信息，如用戶可以看的節(jié)目或時間段，用戶付的收視費等?！　⊥芗夹g是將2家或2家以上的條件接收（CA）系統應用于同一網絡平臺之中，多密技術要求機頂盒采用CI技術，實現同一機頂盒可接收不同CA系統加密節(jié)目。從用戶角度來講，不會因購買一家CA的機頂盒而受到限制，用戶還有選擇其CA服務的可能性。,3．用戶終

40、端-數字機頂盒（STB）不僅是用戶終端，還是網絡終端，它利用有線電視網絡作為傳輸平臺，電視機作為用戶終端，它能使模擬電視機從被動接收模擬電視轉向交互式數字電視，使用戶享受數字電視、數據廣播等全方位的信息服務-數字機頂盒的基本功能是接收數字電視廣播節(jié)目，同時具有所有廣播和交互式多媒體應用功能，包括：（1）電子節(jié)目指南（EPG）：它為用戶提供一種容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節(jié)目的方式，用戶可以通過該功能看到一個或多個頻

41、道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目（2）高速數據廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種信息（3）軟件在線升級：它可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務器按DVB數據廣播標準將升級軟件廣播下來，機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新（4）因特網接入和電子郵件：數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能，用戶可以通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發(fā)

42、送電子郵件。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC相連,使用PC接入因特網（5）有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能,3．用戶終端數字機頂盒（STB）不僅是用戶終端，還是網絡終端，它利用有線電視網絡作為傳輸平臺，電視機作為用戶終端，它能使模擬電視機從被動接收模擬電視轉向交互式數字電視，使用戶享受數字電視、數據廣播等全方位的信息服務數字機頂盒的基本功能是接收數字電視廣播節(jié)目，同時具有所有廣播和交互

43、式多媒體應用功能，包括：（1）電子節(jié)目指南（EPG）：它為用戶提供一種容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節(jié)目的方式，用戶可以通過該功能看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目（2）高速數據廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種信息（3）軟件在線升級：它可看成是數據廣播的應用之一:數據廣播服務器按DVB數據廣播標準將升級軟件廣播下來，機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保

44、存在存儲器中的軟件進行更新（4）因特網接入和電子郵件：數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能；用戶可以通過機頂盒內置的瀏覽器上網；發(fā)送電子郵件；同時機頂盒也可以提供各種接口與PC相連,使用PC接入因特網（5）有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能,3．用戶終端-數字機頂盒（STB）不僅是用戶終端，還是網絡終端，它利用有線電視網絡作為傳輸平臺，電視機作為用戶終端，它能使模擬電

45、視機從被動接收模擬電視轉向交互式數字電視，使用戶享受數字電視、數據廣播等全方位的信息服務-數字機頂盒的基本功能是接收數字電視廣播節(jié)目，同時具有所有廣播和交互式多媒體應用功能，包括：（1）電子節(jié)目指南（EPG）：它為用戶提供一種容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節(jié)目的方式，用戶可以通過該功能看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目（2）高速數據廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種信息

46、（3）軟件在線升級：它可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務器按DVB數據廣播標準將升級軟件廣播下來，機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新（4）因特網接入和電子郵件：數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能，用戶可以通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發(fā)送電子郵件。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC相連,使用PC接入因特網（5）有條件接收：有條件接收的核心是加擾和加密，數

47、字機頂盒應具有解擾和解密功能,機頂盒　　機卡分離是世界性趨勢,最主要的目的就是要把機頂盒中由于CA的不同而帶來的差異性從機頂盒中剝離出來，使機頂盒成為一種類似DVD機的通用消費電子產品，把條塊化的垂直市場變成一個完整的水平市場，使機頂盒和數字電視一體機能真正意義上進入商場銷售。為制造業(yè)和運營業(yè)的迅速發(fā)展提供必要的保障?！　I的概念是DVB組織提出的，它在集成CA方面定義了對于機頂盒獨立的硬件接口和軟件接口規(guī)范，將不同CA系統的

48、異性全部封裝在PCMCIA的模塊中。其核心思想就是：將機頂盒和條件接收系統進行分離，使機頂盒脫離條件接收系統供應商的束縛。,一個完整的數字機頂盒由硬件平臺和軟件系統組成，可分為4層，從底層向上分別為：硬件、底層軟件、中間件、應用軟件。-硬件提供機頂盒的硬件平臺；-底層軟件提供操作系統以及各種硬件驅動程序；-應用軟件包括本機存儲的應用和可下載的應用；-中間件將應用軟件與依賴硬件的底層軟件分隔開來，使應用不依賴于具體的硬件平臺,

49、-數字機頂盒的關鍵技術：（1）嵌入式實時多任務操作系統*嵌入式實時操作系統是相對于桌面計算機操作系統而言的，它不裝在硬盤中，系統結構緊湊，功能相對簡單，資源開資較小，便于固化在存儲器中*嵌入式操作系統的作用與PC機上的DOS和Windows相似，用戶通過它進行人機對話，完成用戶下達的指令，指令接入采用多種方式如：鍵盤、鼠標、語音、觸摸屏、紅外遙控器等（2） 中間件中間件（Middle ware）是一種將應用程序與低層的操作

50、系統、硬件細節(jié)隔離開來的軟件環(huán)境條件接收和中間件的確定，最終確定系統的總體性能和將來的發(fā)展,數字電視制式目前，全球數字電視廣播鄰域有三個相對成熟的標準制式：-歐洲的DVB標準制式-美國的ATSC標準制式-日本的ISDB標準制式*DVB是三者中應用最廣泛和靈活的標準*ISDB標準制式為多媒體應用提供了三者中最好的支持,DVB系列標準,DVB標準提供了一套完整的、適用于不同媒介的數字電視廣播系統規(guī)范DVB選定ISO／IE

51、C MPEG—2標準作為音頻及視頻的編碼壓縮方式，對信源編碼進行了統一，隨后對MPEG—2碼流進行打包形成傳輸流（TS），進行多個傳輸流復用，最后通過衛(wèi)星、有線電視及開路電視等不同媒介傳輸方式進行傳輸DVB標準的核心：-系統采用MPEG壓縮的音頻、視頻及數據格式作為數據源；-系統采用MPEG—2傳輸流（TS）復用方式；-系統采用公共的用于描述廣播節(jié)目的系統業(yè)務信息（SI）;-系統的第一級信道編碼采用 R-S前向糾錯編碼保護

52、；-調制與其它附屬的信道編碼方式，由不同的傳輸媒介來確定；-使用通用的加擾方式以及有條件接收界面,幾種不同DVB傳輸系統結構,衛(wèi)星傳輸用MPEG-2編碼系統框圖,有線電視傳輸用MPEG-2編碼系通框圖,寬帶通信傳輸用MPEG-2編碼系通框圖,-為了保證在任何情況下進入DVB傳輸系統的數據碼流中“0”與“1”的概率都能基本相等，傳輸系統首先用一個偽隨機序列對輸入的TS碼流進行擾亂處理-偽隨機序列是由一個標準的偽隨機序列發(fā)生器生成的，

53、其中“0”與“1”出現的概率接近50%-由于二進制數值運算的特殊性質，用偽隨機序列對輸入的TS碼流進行擾亂后，無論原TS碼流是何種分布，擾亂后的數據碼流中的“0”與“1”的概率都接近50%-擾亂改變了原TS碼流，因此在接收端對傳輸碼流糾錯解碼后，還需按逆過程對其進行解擾處理，以恢復原TS碼流從信號功率譜的角度看，擾亂過程相當于將數字信號的功率譜拓展了，使其分散開了，因此擾亂過程又被稱為“能量擴散”,,RS(Reed-Solomo

54、n)碼是在伽羅思域(Galois Field，GF)中運算的,在GF(2m)域中，符號(n，k)RS的含義如下:m表示符號的大小，如m = 8表示符號由8位二進制數成,n表示數據包長度，k 表示數據包中的信息長度,K=n－k = 2t表示校驗碼的符號數,t表示能夠糾正的錯誤數目.例如，(28，24)RS碼表示數據包長度為28個符號，其中信息代碼的長度為24，檢驗碼有4個檢驗符號。在這個由28個符號組成的數據包中，可以糾正包中出現

55、的2個分散的或者2個連續(xù)的符號錯誤，但不能糾正3個或者3個以上的符號錯誤.,DVB-S（ETS 300 421）—數字衛(wèi)星直播系統以衛(wèi)星通道作為傳輸介質-通過衛(wèi)星轉發(fā)的壓縮數字信號，經過衛(wèi)星接收機后由衛(wèi)星機頂盒處理，輸出現有模擬電視機可以接收的信號，這種傳輸覆蓋面廣，節(jié)目量大-數據流的調制采用四相相移鍵控調制（QPSK）方式，工作頻率為11/12GHz，在使用MPEG—2的MP@ML（主類@主級）格式時，用戶端達到CCIR601

56、演播室質量的碼率為9Mb/s，達到PAL播放質量的碼率為5Mb/s-一個54MHz轉達發(fā)器傳送速率可達68Mb/s，并可供多套節(jié)目用 -在DVB-S標準公布之后，幾乎所有的衛(wèi)星直播數字電視均采用該標準，包括美國的Echostar等，我國也選用了DVB-S標準,DVB－S系統DVB－S系統可適用于多種衛(wèi)星廣播系統，衛(wèi)星轉發(fā)器帶寬可以從26MHz到72MHz，轉發(fā)器功率 從49dBW到61dBW 發(fā)送端信號的處理分以下幾個層次

57、：-首先MPEG－2的信源編碼和復用，將輸入的視頻信號，音頻信號和數據按MPEG－2格式編碼， 再經節(jié)目復用和傳送復用形成有用的數據包格式，包長188字節(jié)，包括1同步字節(jié)-然后將此數據碼流經多項處理，目的是增加信號對誤碼的抵抗能力并使其適應通 道傳輸特性—— 這些處理包括：用偽隨機序列使數據隨機化，使用里德－索羅門編碼RS(204,188 T=8)及卷積交織編碼技術以提高對誤碼的抵抗能力-最后以QPSK調制方式發(fā)送至轉發(fā)器

58、為了達到最大的功率利用率和合理的頻譜利用率，衛(wèi)星系統采用QPSK調制并使用卷積碼和RS級聯糾錯的方式,,,ＤＶＢ－Ｓ　幀結構,DVB-C（ETS 300 429）—數字有線廣播電系統-以有線電視網作為傳輸介質，應用范圍廣- DVB－C的MPEG－TS流的幀結構是每8個188拜特(byte)包同步 翻轉一次-它采用QAM調制方式，工作頻率在10GHz以下，采用64QAM正交調幅調制時，一個PAL通道的傳送碼率為41.34Mb

59、/s，可供６套以上節(jié)目復用-系統前端可從衛(wèi)星和地面發(fā)射獲得信號，在終端需要電纜機頂盒,DVB－C系統電纜電視系統可由下圖的方框圖表示，其中分為兩個部分：CATV前端和綜合解碼接收機( IRD)-為了使各種傳輸方式盡可能兼容，除通道調制外的大部分處理 均與衛(wèi)星中的處理相同，即有相同的偽隨機序列擾碼，相同的RS糾錯，相同的卷積交織-隨后進行的處理是專門用于電纜電視系統的：先進行字節(jié)（拜特）到符號的轉換，如64QAM:

60、將8比特數 據轉換成6比特為一組的符號，然后頭兩個比特進行差分編碼再與剩余的4比特轉換成星座圖 中相應的點,DVB-T(ETS 300 744)—數字地面廣播系統-相比于DVB-S/DVB-C,DVB-T是最復雜的DVB傳輸系統-地面數字系統發(fā)射的傳輸容量，在理論上大致與有線電視系統相當，本地區(qū)覆蓋好-采用碼分正交頻分復用（COFDM）調制方式，8MHz帶寬內一般傳送4套高質量電視節(jié)目-DVB-C系統接收費用高，頻道也較少,M

61、PEG-2傳送系統結構 根據傳輸媒體的質量不同，MPEG-2中定義了兩種復合信息流：傳送流（TS）和節(jié)目流（PS：Program Stream)無論對哪種碼流，MPEG-2系統復接都分為兩個步驟：1、視頻和音頻的基本碼流(ES)分別按一定的格式打包，構成具有某種格式的打包的基本信息流（PES：Packetized Elementary Stream），分別稱為視頻PES 和音頻PES-這一步驟在打包器內實現-PES的長度

62、可在一定范圍內變化 2、將視頻，音頻的PES流以及輔助數據(例如PSI，SI等）按不同的格式再打包，然后進行復接，即分別生成了TS流和PS流 -TS流與PS流的區(qū)別：在于TS流的包結構是固定長度的(188byte)，PS流的包結構是可變長度的 *節(jié)目流是對完整的視頻和音頻PES包進行復接形成的*由于視頻、音頻編碼器本身的特性， PES包的長度是可變的，因此PS包的長度也是可變的*傳送流是將視頻和音頻的PES包作為固定長度

63、的TS包的凈荷，然后對TS包進行復接形成的,PS包與TS包在結構上的差異，導致了它們對傳輸誤碼具有不同的抵抗能力，因而應用的環(huán)境也有所不同：-TS碼流由于采用了固定長度的包結構，當傳輸誤碼破壞了某一TS包的同步信息時，接收機可在固定的位置檢測它后面包中的同步信息，從而恢復同步，避免了信息丟失-PS包由于長度是變化的，一旦某一PS包的同步信息丟失，接收機無法確定下一包的同步位置， 就會造成失步，導致嚴重的信息丟失*由于TS碼流

64、具有較強的抵抗傳輸誤碼的能力，因此在傳輸媒體中傳輸MPEG-2碼流基本上都采用了TS碼流的包格式,現有MPEG-2視頻標準的技術規(guī)范集包括5（或6）類（profile）/4級（level）組成，并采用分級編碼-所謂級(xL)是指MPEG-2的輸入格式，標識從有限清晰度的家庭視頻（VHS ）質量圖象到高清晰度（HDTV）圖象-每一種輸入格式編碼后都有一個相應的碼速率范圍,-低級LL（Low Level）：圖象輸入格式的象素是IT

65、U-R Rec.BT 601格 式的 1/4，即352*240*30(代表圖像幀頻為每秒30幀，每幀圖像的有效掃描行數為240行，每行的有效像素為352個)或352*288*25，相應編碼的最大輸出碼率為4Mbps-主級ML（Main Level）:圖象輸入格式符合ITU-R Rec.BT 601格式，即720*480*30或720*576*25,相應編碼的最大輸出碼率為15Mbps,高級類20MbpsHDTV范圍，基本上

66、為ITU-RRec.BT601格式的4倍,其中:-1440高級H14L（High 1440 Level）: 圖象輸入格式為1440*1152*25的高清晰度格式;相應編碼的最大輸出碼率為60Mbps,高級類80Mbps-高級HL（High Level）:圖象輸入格式為1920*1152*25的高清度格式;相應編碼的最大輸出碼率80Mbps,高級類為100Mbps,MPEG-2共分種類型6類（xP)：-簡單類SP（Sim

67、ple Profile）-主類MP（Main Profile），它比簡單類增加了一種雙向預測方法，在相同比特率的情況下，將給出比簡單類更好的圖像-主類的擴展類P（Profile），主要是由Tektronic公司和SONY公司在主類的基礎上推出的更適用于演播室視頻節(jié)目制作要求的數據壓縮處理方法-信噪比可分級類SNRP（SNR Scaleable Profile）-空間可分級類SPP（Spatially Scaleable P

68、rofile）-高級類HP（High Profile）,若把主類MP和主類的擴展類P合并——MPEG-2標準共分5種類型(xp)：-簡單型（SP：simple profile），只有基準幀Ι和預測幀P-主型（MP：main profile）,比SP增加了雙向推測幀Ｂ-信雜比分層型（SNRP：SNR scalable profile）-空間可分層型（SSP：spatial scalable profile）-高級型（HP：