История на развитието
Set top box (STB) възниква в началото на 1990-те години. По това време това беше основно решение, създадено от европейски и американски кабелни телевизионни станции за решаване на проблема с таксите за гледане на кабелна телевизия. Тормозещо оборудване. Set-top box като допълнително оборудване за цифрова телевизия (DTV) започва от пробното излъчване на цифрова телевизия и цифрова телевизия с висока разделителна способност (HDTV) в европейските и американските страни в края на 90-те години. Неговата основна функция е да позволи на потребителите да гледат цифрови телевизионни програми и цифрови телевизионни програми с висока разделителна способност с оригинални аналогови телевизори, тоест да осигури функции за преобразуване на цифров/аналогов сигнал. Този тип приставка обикновено се нарича приставка за цифрова телевизия. Приставките за цифрова телевизия имат характеристики на мрежовата среда и функции за условен достъп. Така наречените характеристики на мрежовата среда се отнасят до различните декодери, използвани в различни мрежи за телевизионно излъчване. Съгласно трите стандарта за предаване на цифрова телевизия, определени от ETSI, има: приемник за цифрова телевизия DVB-C за приемане на кабелна телевизия, приемане на цифрова сателитна телевизия. Има три типа приемници за телевизия DVB-S и цифров телевизор -топ боксове DVB-T за приемане на ефирна телевизия.
През последните години, с развитието на широколентовите мрежи, интернет става все по-широко използван и хората са покълнали идеята да използват интернет за гледане на телевизия. По-специално, бурното развитие на IPTV стимулира активността на пазара на терминали. Производителите на телекомуникационно оборудване са инвестирали в научноизследователска и развойна дейност и производство на декодери. Производителите на оригинални цифрови телевизионни приемници също експериментират с двупосочни IP приемници. Set-top box е еволюирал от единичен специален set-top box за декодиране или цифрово/аналогово преобразуване, за да поддържа множество методи за достъп и IP, с множество възможности за кодиране и декодиране и функции на графичен браузър и може да поддържа видео по заявка, постоянни услуги, включително цифрова телевизия. IPTV приставка с бизнес функции като мобилна телевизия, сърфиране в интернет, информационни услуги, дистанционно обучение, медицинско лечение и интерактивни игри. В бъдеще IPTV декодери ще бъдат широко използвани в разширяващата се област на интерактивни услуги за мултимедийно цифрово съдържание като домашна цифрова платформа.
Класификация
Цифрова сателитна приставка
Този тип приставка се нарича още приемник с интегрирана услуга (LIM), който се използва за приемане на цифрови сателитни излъчващи програми . Този тип декодери бяха комерсиализирани преди няколко години и има професионални LIM, както и персонални LIM. Много от телевизионните програми, които съм гледал, се получават от кабелни телевизионни станции от сателити чрез професионален LIM и след това се изпращат до домовете на потребителите чрез кабелна телевизия. Personal LIM не е популярен в моята страна, но има по-добър пазар в чужбина. Основната функция на този тип приемник е да приема цифрови телевизионни предавания, а също така поддържа приложения като предаване на данни и телетекст. Но тъй като неговата платформа за предаване е сателитен канал, е трудно да се поддържат интерактивни приложения. Цифровите сателитни декодери основно приемат стандарта DVB-S (Digital Video Broadcast Satellite) и има търговски продукти в страната и чужбина.
Цифрова наземна приставка
Функцията на цифровата наземна приставка е подобна на тази на цифровата сателитна приставка, с изключение на това, че предавателната среда се променя от сателитен канал към наземен канал за излъчване. Използваната от този тип декодери честота е същата като тази на кабелната телевизия. Въпреки това, тъй като безжичният канал е много по-сложен от този на кабелната телевизионна мрежа, неговата технология за предаване на сигнала също е доста различна от тази на приемника за цифрова кабелна телевизия.
В света има три основни стандарта за цифрово наземно излъчване: DVB в Европа, ATSC в Съединените щати и схема DTTB (цифрово наземно телевизионно излъчване) на системата ISDB-T (цифрово излъчване с интегрирани услуги) в Япония. DTTB всъщност е вариант на DVB-T, ATSC приемащото оборудване се нарича DTV, а DVB приемащото оборудване се нарича стандартна цифрова телевизия. Въпреки това, за сравнително кратък период от време, DTV и стандартната цифрова телевизия не могат да бъдат намалени до цената на аналоговата телевизия и програмите за цифрово наземно излъчване трябва да се показват на аналоговата телевизия чрез цифрова наземна приставка.
Ключовата технология на цифровите наземни декодери е мултиплексиране с кодирано ортогонално честотно разделяне (CODFM), което може ефективно да реши проблемите с многопътното приемане и смущенията на съседния канал при цифровото наземно излъчване. В аналогова система за телевизионно излъчване, приемането на многостранно излъчване може да причини двоен образ. В система за цифрово телевизионно излъчване определени фази на многопътни сигнали могат да се наслагват между сигналите, което води до неуспешно приемане. Освен това ще има смущения в съседни канали между цифровите излъчвани сигнали и аналоговите излъчвани сигнали и между цифровите излъчвани сигнали. Ако цифровите излъчвания искат да използват технологията на съседен канал, за да подобрят използването на честотната лента, ефективната мощност на излъчване в канала трябва да е по-ниска от тази на аналоговите телевизионни предавания. Ефективната излъчена мощност и спектралната плътност на мощността трябва да се поддържат постоянни. Мултиплексирането с ортогонално честотно разделяне CODFM преодолява горните проблеми. Той разделя потока от серийни данни на множество битови символи, всеки от които може да има хиляди битове, и след това използва тези битове, за да ги модулира и постави в честотна лента. Малък брой от хиляди взаимно ортогонални носители. Чрез задаване на защитния интервал на тези носители и позицията на енергията на страничната лента, енергията на специфичен носител на съседния канал е нула, като по този начин се осигурява по-добра способност за потискане на съседен канал.
Приставка за цифрова кабелна телевизия
Основният принцип на приставката за цифрова кабелна телевизия е същият като приставката за цифрова сателитна телевизия и цифровата наземна приставка, с изключение на това, че сигналът предавателната среда е изцяло кабелна мрежа или хибридна оптична/коаксиална мрежа. Въпреки това, поради по-доброто качество на предаване на кабелната телевизионна мрежа и зрелостта на технологията на кабелния модем, този тип приемник може да реализира различни интерактивни приложения и е широко предпочитан от индустрията. Приставките за цифрова кабелна телевизия основно приемат стандарта DVB-C (Digital Video Broadcast).
Всъщност този тип приемник може да поддържа почти всички излъчващи и интерактивни мултимедийни приложения, като приемане на цифрово телевизионно излъчване, електронен програмен справочник EPG, квазивидео при поискване (NVOD), плащане при гледане (PPV) ), Онлайн надграждане на софтуер, излъчване на данни, достъп до Интернет, електронна поща, IP телефон и видео при поискване и др.
Изисквания към функциите
Изисквания към функциите за обработка на медии
Функциите за обработка на медии, изисквани от основните услуги и разширените услуги, трябва да се поддържат. За основни услуги едно или повече от AVS видео, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-4Part10/H.264, SMPTEVC-1 могат да бъдат избрани като стандарт за видео декодиране; аудио декодирането може да използва MPEG-2/4AAC, MPEG-2 аудио, Dolby AC3/5.1, MPEG-1Layer2 и MP3 и др. Когато технологията и бизнесът са по-зрели, един или два ще бъдат определени като стандарти за аудио и видео кодек за IPTV. За разширени услуги трябва да се поддържат формати за показване на изображения като CIF или QCIF и H.261 или H.263 стандарти за видео кодек и трябва да се поддържат стандарти за аудио кодек G.711. Могат да се използват и G.723, G.728, G.729. Стандарти за аудио кодеци. Причината за приемането на метода с множество опции е главно да се вземат предвид патентните такси за различни стандарти за аудио и видео кодеци и т.н. Няма определен стандарт.
В допълнение приемникът трябва да поддържа графичен дисплей с разделителни способности 640×480, 720×576, 352×288 и всеки пиксел да поддържа поне 16-битов цвят; поддържа едновременно показване на множество равнини, които могат да се използват за плочки или наслагване на изображения; поддържа възможността за показване на знаци и китайски знаци, а кодирането на китайските знаци трябва да отговаря на изискванията на GB18030.
Изисквания за интерактивни функции
Телеприставката трябва да осигурява интерактивен избор на съдържание и интерактивен контрол на съдържанието два вида интерактивни функции. Функцията за интерактивен избор на съдържание поддържа интерактивни процеси, като например използване на навигационното меню на портала за избор на съдържание, извършване на програмно търсене и обмен на информация за удостоверяване със системата за удостоверяване на платформата за услуги. Функцията за контрол на съдържанието е насочена главно към функцията на интерактивни контролни команди между приемника и платформата за IPTV услуга за контрол на информацията за съдържанието при внедряване на услуги по заявка.
Изисквания за функцията за управление
Функция за надграждане на софтуера. Декодерът може да предостави интерфейси на приложен софтуер и да получи възможността да поддържа нови услуги чрез онлайн или локални софтуерни надстройки. Той трябва да може да получи най-новия номер на версията на софтуера чрез мрежата или периферните устройства за съхранение и да определи дали трябва да бъде надстроен или да получи най-новия чрез HTTP(S) или FTP файл с версия. Ако надстройката е неуспешна, декодерът все още трябва да може да работи нормално и версията на софтуера трябва да се провери, когато е включен.
Регистрационна функция. Декодерът трябва да реализира управлението на информацията за локалната версия и системната информация и диагностиката на информацията за грешки и да формира двоен резервен лог файл. Попълване на дневника при промяна на състоянието; качете лог файла, когато приемникът е включен, и качвайте лог файла на всеки 24 часа.
Функция за отдалечено конфигуриране. Декодерът трябва да може да изпълнява функции като рестартиране, изтегляне, задаване на стойности на параметри, възстановяване на фабричните настройки, задаване на атрибути на параметри, изтриване на регистрация на устройството и възстановяване на минималното ядро.
Функция за локална конфигурация. Включително конфигурирането на информацията за приставката през локалната мрежа (приставката предоставя интерфейс за уеб конфигурация) и потребителят конфигурира приставката чрез дистанционното управление. Конфигурационната информация включва име на домейн на системата за управление на IPTV услуги, метод за достъп до мрежата, акаунт/парола за достъп до мрежата, статичен IP, шлюз, DNS сървър, DHCP и номер/парола за потребителска услуга и др.
Изисквания за хардуерен интерфейс
Основната хардуерна конфигурация на приемника трябва да има три типа физически интерфейси, а именно мрежов интерфейс за връзка нагоре, аудио и видео интерфейс за връзка надолу и интерфейс за инфрачервено дистанционно управление . Различни спомагателни интерфейси могат да бъдат конфигурирани според нуждите. Интерфейс.
Интерфейс от страна на мрежата: един или повече интерфейси могат да бъдат конфигурирани според изискванията. Типовете интерфейси включват високоскоростен Ethernet интерфейс 10/100Base-T, ADSL интерфейс (по избор за устройства с вграден xDSLModem), безжичен LAN интерфейс (всеки от следните стандартни интерфейси за безжичен LAN достъп може да бъде осигурен според условията за достъп. В 2.4 В обхвата GHz скоростта на предаване е 11 Mbit/s, което трябва да отговаря на стандарта IEEE802.11b; в обхвата 5,8 GHz скоростта на предаване е 54 Mbit/s, което трябва да отговаря на стандарта IEEE802.11a; в 2.4 GHz лента, скоростта на предаване е 54Mbit/s, трябва да отговаря на стандарта IEEE802.11g).
Аудио и видео интерфейс: видео изходният интерфейс има композитен видео изходен терминал и S-Video видео изходен терминал; аудио изходният интерфейс има аналогов аудио изходен интерфейс и цифров аудио изходен интерфейс.
Инфрачервен интерфейс: Той определя разстоянието на предаване, ъгъла на излъчване на инфрачервени лъчи и минималния ъгъл на инфрачервения сигнал, получен от приемника за управление на приемника чрез инфрачервеното дистанционно управление. Специфичните изисквания за производителност трябва да отговарят на основните изисквания на протокола IrDA1.1 (бърз инфрачервен протокол).
Допълнителен интерфейс: по избор, включително USB интерфейс, низходящ Ethernet интерфейс, Z интерфейс, сериен интерфейс и др.
Изисквания за комуникационния протокол
Като крайно устройство за IP мрежов достъп, IPTV приемниците трябва да поддържат поредица от свързани с бизнеса IP адреси. IP, включен в приемника, може да се обобщи като: свързани протоколи, включени в процеса на достъп, включително PPPoE, DHCP, IEEE802.1x; протоколи за трансфер на файлове/текст, включително TFTP, FTP, HTTP; протоколи за трансфер на медии, включително протоколи за трансфер в реално време (RTP) и протокол за предаване, който е в съответствие с ISO/IEC13818-12000; Протоколи за управление на интернет групи, включително IGMP, поддържащ мултикаст (трябва да отговарят на RFC2236); протоколи за контрол на възпроизвеждането на мултимедия, включително RTSP за поточно предаване в реално време (трябва да отговаря на RFC2326); Протоколи за управление, включително протокол за управление на широкообхватна мрежа на потребителски терминал TR069 и прост протокол за управление на мрежата SNMPv2, дефинирани от DSL форума; протокол за синхронизиране на мрежово време, можете да изберете Протокол за мрежово време (NTP) или Прост протокол за мрежово време (SNTP).
Изисквания за сигурност
Телеприставката трябва да поддържа AAA удостоверяване и необходимата информация трябва да бъде предоставена при достъп до IP мрежата, включително потребителски идентификационен код или потребителско име и парола. Може да се използва само след удостоверяване и оторизация Различни услуги, предоставяни от платформата за IPTV услуги; в същото време поддържа разделяне на машинни карти и използва технология за смарт карти за съхраняване на потребителска информация чрез хардуерно криптиране. Изисквания за сигурност на управлението на цифрови права: Защитата на цифровите права на мрежата се осъществява от доставчика на съдържание или доставчика на услуги и информацията, предавана към потребителския терминал, трябва да бъде информация с DRM. STB трябва да има съответната версия за услугата платформа DRM, за да осигури защита на авторските права на съдържанието.
Структура
Хардуерна структура
Приставката за цифрова кабелна телевизия се състои от четири подсистеми.
Контролна подсистема: Това е сърцето на цифровата приставка, която се състои от CPU, ROM и RAM, осигурява достъп до сигнала и функции за обработка на контрол и осигурява програмируема платформа. В допълнение към отговорността за инициализацията на всяка подсистема, тя трябва също така да контролира координацията на различни части и конкретно да завърши декриптирането и декодирането на сигнала, демултиплексирането и получаването на MPEG-2 потоци от данни и други пакетирани данни.
Подсистема за цифрова обработка: Компресираните и кодирани звукови данни се декодират от аудио декомпресора и се извеждат към D/A преобразувателя, за да се получи аудио сигналът на телевизора. Компресираните и кодирани видео данни се декодират от видеодекомпресора и изходът им се смесва с графиките, генерирани от OSD системата, и след това се доставя на телевизора чрез енкодера NTSC/PAL/SECAM. Тази част обикновено използва специални чипове.
Подсистема за мрежов интерфейс: реализира дуплексна комуникация с видео сървър. Според разликата в мрежата за достъп се приема съответният интерфейс.
Потребителски/обществен интерфейс и подсистема за разширен интерфейс: комуникирайте с периферни устройства като инфрачервено дистанционно управление, контролер за игри, смарт карта, карта за дешифриране и др.
Структура на софтуера
Структурата на софтуера на приемника има 4 слоя.
Слой на хардуерен драйвер: Разположен в долната част на софтуерната структура, той контролира инициализацията и работата на всеки модул.
Слой на ядрото: Като цяло това е малка операционна система, която завършва създаването на процеси и комуникацията между процесите на изпълнение, както и разпределението и управлението на ресурси.
Слой за парсиране на команди: екранирайте следните слоеве от приложния слой, за да анализирате команди, издадени от приложения и потребители.
Приложен слой: Намира се на най-горния слой на софтуерната структура. Възможните приложения включват сърфиране в електронни програми, видео плейъри и др.