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機頂盒(STB)相關知識

       機頂盒(STB)的主要作用是用普通模拟電視機收看數字電視或數字高清晰度電視,當然也具備網絡和有條件接收功能(CA)。目前很多機頂盒為縮短開發時間和提高擴充性都采用中間件的方式。

        根據傳輸媒體的不同,數字電視機頂盒又分為數字衛星機頂盒(DVB-S)、地面數字電視機頂盒(DVB-T)和有線數字電視機頂盒(DVB-C)三種,三種機頂盒的硬體結構主要差別在解調部分。現在出來的IPTV通過網絡傳輸節目。 接收MPEG-2數字電視傳輸流和各種資料資訊,通過解調、解複用、解碼和視音頻編碼,在模拟彩色電視機上觀看數字電視節目和各種資料資訊。

基本功能是接收數字電視廣播節目,同時具有所有廣播和互動式多媒體應用功能,包括: 

    (1)電子節目指南(EPG):它為使用者提供一種容易使用,界面非常友好,可以快速通路想看節目的方式,使用者可以通過該功能看到各個頻道上近期将播放的電視節目(PMT)。 

    (2)支援互動式應用如準視訊點播(NVOD)、視訊點播、互動遊戲等。 

    (3)高速資料廣播:能為使用者提供股市行情、票務資訊、電子報紙、熱門網絡等各種資訊。  

    (4)網際網路接入和電子郵件:數字電視機頂盒通過内置的電纜數據機便可實作網際網路接入功能。使用者可以通過機頂盒内置的浏覽器上網,發送電子郵件,也可以提供各種接口與PC相連,使用PC接入網際網路。 

    (5)軟體線上更新(OTA):可看成是資料廣播的應用之一。資料廣播伺服器将更新軟體傳送給機頂盒,機頂盒能識别該軟體的版本号,在版本不同時接收該軟體,并對儲存在存儲器中的軟體進行更新。 

    (6)有條件接收(CA):有條件接收的核心是加擾和加密,數字電視機頂盒應具有解擾和解密功能。

    (7)節目預約和選擇喜愛節目。

    (8)聲道和畫面比例設定。

    (9)簡單的遊戲及數字廣播(隻有聲音的頻道)。

    (10)單頻點搜尋、頻段搜尋、NIT搜尋。DVB-C一般頻點在幾百MHz左右,标清頻道每個頻點有幾個頻道,高清頻道每個頻點一個頻道。每個頻點               大約8M帶寬,調制方式一般為64QAM。DVB-S和-T通常采用QPSK。

        數字電視機頂盒的工作過程:數字電視機頂盒通過網絡接口子產品選擇頻道,并進行解調和和信道解碼處理,輸出MPEG-2多節目傳輸流資料,送給解複用器,解複用器從MPEG-2傳輸流資料中抽出一個節目的已打包的視音頻基本流(PES)資料,包括視訊PES,音頻PES和輔助資料PES,解複用器中包含一個解擾引擎,可在傳輸流層和PES層對加擾的資料進行解擾,解複用器輸出的是已解擾的視音頻PES。視訊PES送入視訊解碼器,取出MPEG-2視訊資料并對其解碼後,輸出到模拟編碼器,編碼成模拟視訊信号,再經視訊輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼器,取出MPEG-2音頻資料并對其解碼,輸出PCM音頻資料到音頻D/A變換器,音頻D/A變換器輸出模拟立體聲音頻信号,經音頻輸出電路輸出。

         業務資訊(SI)包括:節目業務群關聯表(BAT)、節目業務描述表(SDT)、節目段資訊表(EIT)、運作狀态表(RST)、時間及日期表(TDT)、時間偏移表(TOT)等。通過這些資料表,機頂盒可以向使用者提供節目的内容描述、節目的類型、節目的播放時間、節目的分級等資訊。機頂盒在解複用的進行中提取這些資料表,通過分析和處理,然後通過使用者界面提供給使用者,形成了電子節目指南(EPG)。使用者浏覽這些資訊,并做出選擇,通過遙控器、鍵盤或按鍵等輸入裝置告知機頂盒根據使用者的選擇提取相應的節目碼流或資料碼流。 

硬體的調試主要集中于解複用(包過濾)、tuner(解調、頻點選擇)和前面闆調試(GPIO)。

軟體開發主要集中于界面(貼圖)、SI資訊解析(資料結構)、CA移植(平台獨立性)、節目資料庫管理(連結清單)及其他一些功能的開發。

音視訊解碼和同步主要通過主晶片固件在解碼時的時間戳完成。

視訊幀分為P, B, I幀,主要是由于mpeg2不光進行空間編碼還進行時間編碼。

          MPEG2碼流經過通用加擾器加擾後,需要密鑰進行還原,這個密鑰就是CW(Control Word)。不同家CA的解密過程就是對CW複原,并把它傳送到機頂盒解擾器。

          機頂盒通過高頻頭收下來是加擾并複用過的TS,首先機頂盒對它進行解複用(Demux),并提取出其中的加密過的ECM、EMM傳送給IC卡,IC卡計算出CW控制字後傳送給解擾器,解擾器根據控制字還原加擾碼流,輸出清流,也就是沒有加密的碼流傳遞給解碼器,供解碼器進行MPEG2正常解碼。CW一般為8個位元組,每隔5-10秒鐘更換一次。

          一般每個機頂盒都配有一張CA卡,這張卡就是使用者的帳号,由于可對其充值,一張卡基本隻能解一個CA,具體CA由地方廣電局決定,CA伺服器在那裡。

解的最多的SI表是每個節目的PMT表,具體的結構記不清了,隻記得裡邊有很多descriptor。

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