關(guān)于IPTV機頂盒現(xiàn)狀與趨勢的研究

　　嵌入式實時操作系統(tǒng)與桌面計算機操作系統(tǒng)不同，它不安裝在硬盤中，而是固化在存儲器中。嵌入式操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，功能相對簡單，資源開銷較小，目前主要有三種：Windows CE、Linux、VxWork，其中應用較多的是前兩種。Windows CE主要用于高端機頂盒上面，對機頂盒和PC等設備的聯(lián)網(wǎng)帶來了方便。但費用不菲。對于中檔機頂盒產(chǎn)品，選用Linux操作系統(tǒng)更為合理。據(jù)市場調(diào)查公司 Strategy Analytics發(fā)布的一份報告。全球機頂盒市場上，Linux操作平臺已成為IPTV機頂盒的主要選擇。因為Linux平臺不但可支持許多高級功能，例如錄像與IP傳輸，并且非常經(jīng)濟，不需要許可費。

　�。�3）基于X86的結(jié)構(gòu)

　　對比基于RISC架構(gòu)CPU的嵌入式系統(tǒng)，基于X86架構(gòu)CPU的嵌入式系統(tǒng)有如下優(yōu)勢：首先它可以對不同格式的文件進行編解碼，如MPEG-2、MPEG-4、WMA等，使基于這種嵌入式平臺的多媒體音視頻設備可以處理各種各樣的片源。其次Windows CE操作系統(tǒng)有一整套集成的多媒體功能和極為豐富的應用程序，使得開發(fā)IPTV機頂盒的周期更短，適用于開發(fā)高級的IPTV機頂盒。該操作系統(tǒng)固有的桌面兼容性，使機頂盒開發(fā)商可以輕松地使用為Windows XP準備的大量應用程序來擴充IP機頂盒的功能。

　　基于X86架構(gòu)的機頂盒由于內(nèi)嵌Windows CE實時操作系統(tǒng)，從而具有較齊全的應用軟件，維護成本低，可以輕松地與PC資源共享。由于這種機頂盒產(chǎn)品開發(fā)成本高，雖然功能強，可與PC媲美，但只能面對高端消費群體，起碼初期對于一般消費者不會有很大吸引力。

　　3.2　IPTV機頂盒的軟件結(jié)構(gòu)

　　IPTV機頂盒作為客戶端產(chǎn)品，除了具有良好的硬件平臺外還需要軟件系統(tǒng)的配合才能夠?qū)崿F(xiàn)IPTV業(yè)務功能。機頂盒的軟件大多采用分層結(jié)構(gòu)，一般分成三層：應用層、中間解釋層和資源層，每一層都包括諸多程序和編程接口，如圖2所示。

圖2  IPTV機頂盒的軟件結(jié)構(gòu)

　　圖2劃分了機頂盒軟件的三層結(jié)構(gòu)，其中資源層軟件包括實時操作系統(tǒng)及機頂盒硬件的驅(qū)動程序，主要用于完成對硬件設備的操作。解釋層的主要功能是將機頂盒應用程序翻譯成CPU能識別的指令，去調(diào)動硬件設備完成相應的操作。應用層可以分成內(nèi)置應用程序和下載應用程序兩部分，實現(xiàn)諸如TV播放、視頻點播、 EPG、DRM（數(shù)字版權(quán)管理）、游戲下載等業(yè)務應用。

　　不同的機頂盒生產(chǎn)廠家對IPTV機頂盒軟件的設計理念不盡相同。在實現(xiàn) IPTV業(yè)務的設計中有采用基于業(yè)務平臺和機頂盒之間定義的業(yè)務流程開發(fā)軟件的，也有利用位于底層系統(tǒng)資源和業(yè)務應用之間的通用服務軟件或中間件的。但總的趨勢還是采用業(yè)務應用軟件與底層硬件和操作系統(tǒng)軟件相隔離的方式，采用中間件的方式不失為一個很好的選擇。中間件將機頂盒中的應用程序與底層系統(tǒng)部件相分離，使應用程序的開發(fā)與硬件平臺無關(guān)。它可以提供一系列具有開放標準的應用編程接口（API），適用于不同的操作系統(tǒng)和硬件環(huán)境。利用中間件技術(shù)可以降低應用程序的開發(fā)難度，提高研發(fā)效率。

　　4、IPTV機頂盒標準化進程和未來發(fā)展方向

　　IPTV作為一種新興的寬帶網(wǎng)絡業(yè)務，越來越為業(yè)界廣泛重視。特別是像機頂盒這種類似家用數(shù)字平臺的產(chǎn)品，更為電信設備制造商、電視設備制造商以及電腦和家電產(chǎn)品制造商所爭相追捧。由于行業(yè)間對IPTV業(yè)務的理解不同，產(chǎn)品設計理念也不同，致使IPTV機頂盒產(chǎn)品功能、性能和應用環(huán)境要求差異很大，五花八門不具有通用性。這種狀態(tài)極不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，長此下去可能會導致一個新業(yè)務的夭折。因此，中國通信標準化協(xié)會于2005年8月成立了IPTV業(yè)務特別工作組，重點研究IPTV業(yè)務系列標準，其中就包括IPTV機頂盒技術(shù)要求。在此標準中對IPTV機頂盒的業(yè)務能力、功能要求、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、管理功能要求、性能要求、安全和應用環(huán)境等給出了具體技術(shù)要求。

　　IPTV機頂盒技術(shù)標準的研究過程中，充分參考了現(xiàn)有IPTV機頂盒的功能和軟硬件結(jié)構(gòu)，對目前爭議比較大的編解碼格式和是否采用中間件技術(shù)等，標準中沒有規(guī)定惟一方式，而是采取規(guī)定多選項，留給制造商更多的選擇。但無論選擇哪一種選項都要求所實現(xiàn)的功能和接口一致，以力求此標準對所有IPTV機頂盒的研發(fā)、制造、檢測和應用都具有實際指導意義。

　　目前 IPTV機頂盒技術(shù)標準已進行到征求意見稿階段，在聽取相關(guān)行業(yè)內(nèi)各方專家的意見后將進一步完善和修改。與此同時。與IPTV業(yè)務和機頂盒相關(guān)的數(shù)字電視中間件技術(shù)標準和我國自行研制的音視頻編解碼標準也在制定和完善之中，預計很快會有一整套系統(tǒng)的IPTV行業(yè)標準出現(xiàn)。用于指導IPTV業(yè)務的順利開展。

　　隨著IPTV業(yè)務系統(tǒng)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，IPTV機頂盒產(chǎn)業(yè)也會不斷壯大。未來機頂盒的發(fā)展可能會出現(xiàn)分支，一方面可能會向消費電子類產(chǎn)品方向發(fā)展，將機頂盒功能集成在電視機中。這種電視機頂盒一體機所提供的功能可以涵蓋IPTV業(yè)務的一般性功能，包括直播電視節(jié)目、視頻點播、信息接收和下載以及簡單的游戲功能。另一方面，IPTV機頂盒可能向家用數(shù)字平臺方向發(fā)展，功能比較強大，具有豐富的外設接口，除可以支持IPTV基本業(yè)務以外，還可以支持可視電話業(yè)務、互動游戲業(yè)務、互聯(lián)網(wǎng)購物、互動教學等交互性、實時性很強的業(yè)務。另外，隨著下一代網(wǎng)絡的發(fā)展和電信、電視、互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合的大趨勢，IPTV機頂盒還會出現(xiàn)雙模機頂盒。隨著微電子技術(shù)的進一步發(fā)展，雙解碼芯片、大容量存儲芯片將不斷出現(xiàn)，將給機頂盒帶來更多功能，具有雙解碼能力和本地個人視頻存儲能力的機頂盒會越來越多�？傊�，隨著科學的進步和技術(shù)的發(fā)展，IPTV機頂盒產(chǎn)品會越來越成熟，功能越來越強大。在不遠的將來人們將可以通過機頂盒體驗到IPTV業(yè)務帶來的足不出戶便可縱覽世界、娛樂購物，相隔萬里也似親臨其境的超時空享受。

　　5、結(jié)束語

　　展望IPTV機頂盒的前景無限美好，但我們腳下的路還很崎嶇，擺在我們面前的困難也很多。首先是音視頻編解碼技術(shù)的選擇，目前用于IPTV業(yè)務的音視頻編解碼標準主要有MPEG-4和H.264協(xié)議，這兩個標準都存在十分苛刻的專利收費條件，在我國這樣人口眾多的國家，無論是對IPTV業(yè)務運營商還是機頂盒設備制造商都是一筆非�？捎^的投入。而我國自行研制的音視頻編解碼標準對于IPTV業(yè)務目前還沒有達到成熟商用階段。如何選擇編解碼標準是一個需要研究的問題。其次是協(xié)議封裝問題。IPTV的流傳輸應該建立在通用的公開標準之上。所以利用IP傳輸MPEG-4和H.264的IPTV解決方案中大多采用 Stream DATA／TS／UDP／IP、Stream DATA／TS／RTP／UDP／IP、Stream DATA／RTP／UDP／IP三種封裝方式。其中前兩種方式攜帶信息豐富，包括EPG信息，但封裝包小，浪費帶寬。第三種方式比較適合IP網(wǎng)絡的特點，但攜帶信息不如前兩種。還有諸如中間件技術(shù)的選擇、信息安全與數(shù)字版權(quán)保護、圖形與圖像顯示等很多問題都需要在機頂盒開發(fā)過程中做認真細致的工作。結(jié)合 IPTV業(yè)務發(fā)展趨勢，選擇符合并略有超前于業(yè)務的技術(shù)方案，采用開放式結(jié)構(gòu)，提供可平滑升級業(yè)務的能力，才能保證所研制的產(chǎn)品滿足IPTV機頂盒的需求。