Kehityshistoria
Set top box (STB) sai alkunsa 1990-luvun alussa. Tuolloin se oli pääasiassa eurooppalaisten ja amerikkalaisten kaapelitelevisioasemien suunnittelema ratkaisu kaapelitelevision katselumaksujen ongelman ratkaisemiseksi. Häiritsevät laitteet. Digisovitin digitaalisen television (DTV) apulaitteistona sai alkunsa digitaalisen television ja teräväpiirto-digitaalitelevision (HDTV) koelähetyksistä Euroopan ja Amerikan maissa 1990-luvun lopulla. Sen päätehtävänä on tarjota käyttäjille mahdollisuus katsella digitaalisia TV-ohjelmia ja teräväpiirtoisia digitaalisia TV-ohjelmia alkuperäisillä analogisilla televisioilla, eli tarjota digitaalisen/analogisen signaalin muunnostoimintoja. Tämän tyyppistä digisovitinta kutsutaan yleensä digi-TV-sovittimeksi. Digitaalisissa TV-sovittimissa on verkkoympäristöominaisuudet ja ehdollisen pääsyn toiminnot. Ns. verkkoympäristön ominaisuudet viittaavat erilaisiin TV-lähetysverkoissa käytettäviin digisovittimiin. ETSIn määrittelemien kolmen digi-TV-lähetysstandardin mukaan on olemassa: digi-TV-sovitin DVB-C kaapeli-TV:n vastaanottoon, digitaalinen satelliitti-TV:n vastaanotto On olemassa kolmenlaisia TV-sovittimia DVB-S ja digi-TV. -top boxit DVB-T maanpäällisten lähetysten vastaanottamiseen.
Viime vuosina laajakaistaverkkojen kehittymisen myötä Internetiä on käytetty yhä laajemmin, ja ihmisistä on syntynyt ajatus Internetin käytöstä television katseluun. Erityisesti IPTV:n voimakas kehitys on vauhdittanut päätemarkkinoiden toimintaa. Televiestintälaitteiden valmistajat ovat investoineet digisovittimien tuotekehitykseen ja tuotantoon. Alkuperäiset digi-TV-sovittimien valmistajat kokeilevat myös kaksisuuntaisia IP-digisovittimia. Digiboksi on kehittynyt yhdestä erillisestä digisovittimesta salauksen purkamista tai digitaalista/analogista muuntamista varten tukemaan useita käyttötapoja ja IP:tä, jossa on useita koodaus- ja dekoodausominaisuuksia ja graafisia selaintoimintoja, ja se voi tukea tilausvideota, säännölliset palvelut, mukaan lukien digi-tv. IPTV-digisovitin, jossa on yritystoimintoja, kuten mobiili-tv, verkkoselailu, tietopalvelut, etäopetus, sairaanhoito ja interaktiiviset pelit. Tulevaisuudessa IPTV-digisovittimet ovat laajasti käytössä interaktiivisten multimediadigitaalisisältöpalvelujen laajenevalla alueella kodin digitaalisena alustana.
Luokitus
Digitaalinen satelliittivastaanotin
Tämän tyyppistä digisovitinta kutsutaan myös integroiduksi palveluvastaanottimeksi (LIM), jota käytetään digitaalisten satelliittilähetysohjelmien vastaanottamiseen. . Tämäntyyppiset digisovittimet on kaupallistettu muutama vuosi sitten, ja siellä on sekä ammattikäyttöön tarkoitettuja että henkilökohtaisia LIMejä. Kaapeli-TV-asemat vastaanottavat monet näkemistäni TV-ohjelmista satelliiteista ammattimaisen LIM:n kautta ja lähettävät ne sitten käyttäjien koteihin kaapeli-TV:n kautta. Personal LIM ei ole suosittu maassani, mutta sillä on paremmat markkinat ulkomailla. Tämäntyyppisten digiboksien päätehtävä on vastaanottaa digitaalisia TV-lähetyksiä, ja se tukee myös sovelluksia, kuten datalähetyksiä ja teksti-tv:tä. Mutta koska sen lähetysalusta on satelliittikanava, interaktiivisten sovellusten tukeminen on vaikeaa. Digitaaliset satelliittidigisovittimet käyttävät periaatteessa DVB-S-standardia (Digital Video Broadcast Satellite), ja kaupallisia tuotteita on kotimaassa ja ulkomailla.
Digitaalinen maanpäällinen digiboksi
Digitaalinen maanpäällinen digiboksi on samanlainen kuin digitaalisen satelliittidigiboksi, paitsi että lähetysväline vaihdetaan satelliittikanavasta maanpäälliselle lähetyskanavalle. Tämäntyyppisten digisovittimien käyttämä taajuus on sama kuin kaapelitelevision taajuus. Koska langaton kanava on kuitenkin paljon monimutkaisempi kuin kaapeli-tv-verkon kanava, sen signaalinsiirtotekniikka on myös aivan erilainen kuin digitaalisen kaapelitelevision digisovittimen.
Maailmassa on kolme pääasiallista maanpäällisen digitaalisen lähetysstandardia: DVB Euroopassa, ATSC Yhdysvalloissa ja ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting) -järjestelmän DTTB (Digital Terrestrial Television Broadcasting) -järjestelmä Japanissa. DTTB on itse asiassa muunnelma DVB-T:stä, ATSC-vastaanottolaitteita kutsutaan DTV:ksi ja DVB-vastaanottimia kutsutaan tavalliseksi digitaalitelevisioksi. Suhteellisen lyhyessä ajassa DTV:tä ja tavallista digi-tv:tä ei kuitenkaan voida alentaa analogisen television hintaan, ja maanpäälliset digitaaliset lähetykset on näytettävä analogisessa televisiossa digitaalisen maanpäällisen digisovittimen kautta.
Digitaalisten maanpäällisten digisovittimien avaintekniikka on koodattu ortogonaalinen taajuusjakomultipleksaus (CODFM), joka voi tehokkaasti ratkaista monitievastaanoton ja vierekkäisten kanavien häiriöiden ongelmat maanpäällisissä digitaalisissa lähetyksissä. Analogisessa TV-lähetysjärjestelmässä monitievastaanotto voi aiheuttaa kuvan haamukuvia. Digitaalisessa TV-lähetysjärjestelmässä tietyt monitiesignaalien vaiheet voivat olla signaalien välissä, mikä johtaa vastaanottohäiriöön. Lisäksi digitaalisten lähetyssignaalien ja analogisten lähetyssignaalien välillä sekä digitaalisten lähetyssignaalien välillä tulee olemaan vierekkäisten kanavien häiriöitä. Jos digitaalisissa lähetyksissä halutaan käyttää vierekkäisten kanavien tekniikkaa kaistanleveyden käytön parantamiseen, kanavan tehollisen säteilytehon on oltava pienempi kuin analogisten TV-lähetysten. Tehokas säteilyteho ja spektritehotiheys tulisi pitää vakiona. Ortogonaalinen taajuusjakoinen multipleksointi CODFM voittaa yllä olevat ongelmat. Se jakaa sarjatietovirran useisiin bittisymboleihin, joista jokaisessa voi olla tuhansia bittejä, ja käyttää sitten näitä bittejä moduloimaan ja sijoittamaan ne taajuuskaistalle. Pieni määrä tuhansia keskenään ortogonaalisia kantoaaltoja. Asettamalla näiden kantoaaltojen suojaväli ja sivukaistan energian sijainti tietyn kantoaallon energia viereisellä kanavalla on nolla, mikä tarjoaa paremman viereisen kanavan vaimennuskyvyn.
Digitaalinen kaapelitelevisiosovitin
Digitaalisen kaapeli-TV-sovittimen perusperiaate on sama kuin digitaalisen satelliittidigisovittimen ja digitaalisen maanpäällisen digisovittimen, paitsi että signaali siirtoväline on täysin kaapeliverkko tai hybridikuitu/koaksiaaliverkko. Kaapeli-TV-verkon paremman lähetyslaadun ja kaapelimodeemitekniikan kypsyyden vuoksi tämäntyyppiset digisovittimet voivat kuitenkin toteuttaa erilaisia interaktiivisia sovelluksia, ja se on alan laajalti suosima. Digitaalisissa kaapelitelevisiosovittimissa on periaatteessa DVB-C (Digital Video Broadcast) -standardi.
Itse asiassa tämän tyyppiset digisovittimet voivat tukea lähes kaikkia lähetys- ja interaktiivisia multimediasovelluksia, kuten digitaalisten TV-lähetysten vastaanottoa, elektronista ohjelmaopasta, EPG:tä, quasi video on demand (NVOD) ja pay-per-view-ohjelmaa (PPV). ) , Ohjelmiston online-päivitys, datalähetys, Internet-yhteys, sähköposti, IP-puhelin ja tilausvideo jne.
Toimintovaatimukset
Mediankäsittelytoimintovaatimukset
Peruspalveluiden ja laajennettujen palvelujen edellyttämiä mediankäsittelytoimintoja on tuettava. Peruspalveluissa yksi tai useampi seuraavista: AVS-video, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-4Part10/H.264, SMPTEVC-1 voidaan valita videon dekoodausstandardiksi; äänen dekoodaus voi käyttää MPEG-2/4AAC-, MPEG-2-ääntä, Dolby AC3/5.1, MPEG-1Layer2 ja MP3 jne. Kun tekniikka ja liiketoiminta ovat kypsempiä, yksi tai kaksi määritetään audio- ja videokoodekkien standardeiksi IPTV:lle. Laajennetuissa palveluissa on tuettava kuvan näyttömuotoja, kuten CIF tai QCIF ja H.261- tai H.263-videokoodekkistandardeja, ja G.711-äänipakkausstandardeja on tuettava. G.723, G.728, G.729 voidaan myös käyttää. Äänikoodekkien standardit. Syy monivaihtoehtomenetelmään on pääasiassa erilaisten audio- ja videokoodekkistandardien patenttimaksujen huomioon ottaminen jne. Varmaa standardia ei ole.
Lisäksi digisovittimen on tuettava grafiikanäyttöä resoluutioilla 640 × 480, 720 × 576, 352 × 288, ja jokainen pikseli tukee vähintään 16-bittistä väriä. se tukee useiden tasojen samanaikaista näyttöä, joita voidaan käyttää laatoittamaan tai päällekkäin kuvia; tukevat merkkien ja kiinalaisten merkkien näyttämistä, ja kiinalaisten merkkien koodauksen tulee täyttää GB18030:n vaatimukset.
Vuorovaikutteisten toimintojen vaatimukset
Disovittimen on tarjottava interaktiivinen sisällön valinta ja sisällön vuorovaikutteinen ohjaus kahdentyyppisiä interaktiivisia toimintoja. Vuorovaikutteinen sisällönvalintatoiminto tukee interaktiivisia prosesseja, kuten portaalin navigointivalikon käyttöä sisällön valitsemiseen, ohjelmahaun suorittamiseen ja todennustietojen vaihtamiseen palvelualustan todennusjärjestelmän kanssa. Sisällönhallintatoiminto on pääasiassa suunnattu digisovittimen ja IPTV-palvelualustan välisten interaktiivisten ohjauskomentojen toimintoon sisältötietojen ohjaamiseksi tilauspalveluita toteutettaessa.
Hallintatoimintovaatimukset
Ohjelmiston päivitystoiminto. Digiboksi voi tarjota sovellusohjelmistoliittymiä ja saada mahdollisuuden tukea uusia palveluita online- tai paikallisten ohjelmistopäivitysten kautta. Sen on voitava hankkia uusin ohjelmistoversionumero verkon tai oheistallennuslaitteiden kautta ja määrittää, onko se päivitettävä, tai hankittava uusin HTTP(S)- tai FTP-versiotiedoston kautta. Jos päivitys epäonnistuu, digisovittimen on edelleen voitava toimia normaalisti ja ohjelmistoversio on tarkistettava, kun se käynnistetään.
Lokitoiminto. Digisovittimen tulee toteuttaa paikallisten versiotietojen ja järjestelmätietojen hallinta ja virhetietojen diagnosointi ja muodostaa kaksoisvarmuuskopiointitiedosto. Täytä loki, kun tila muuttuu; lataa lokitiedosto, kun digiboksi on päällä, ja lataa lokitiedosto 24 tunnin välein.
Etämääritystoiminto. Digisovittimen on kyettävä suorittamaan toimintoja, kuten uudelleenkäynnistys, lataus, parametriarvojen asettaminen, tehdasasetusten palauttaminen, parametrien attribuuttien asettaminen, laitteen rekisteröinnin poistaminen ja ytimen vähimmäismäärän palauttaminen.
Paikallinen määritystoiminto. Sisältää digisovittimen tietojen konfiguroinnin lähiverkon kautta (digisovittimessa on web-määritysliittymä) ja käyttäjä määrittää digisovittimen kaukosäätimellä. Kokoonpanotiedot sisältävät IPTV-palvelunhallintajärjestelmän toimialueen nimen, verkkokäyttötavan, verkkokäyttötilin/salasanan, staattisen IP:n, yhdyskäytävän, DNS-palvelimen, DHCP:n ja käyttäjäpalvelun numeron/salasanan jne.
Laitteistorajapintavaatimukset
Disovittimen peruslaitteistokokoonpanossa tulee olla kolmen tyyppisiä fyysisiä liitäntöjä, nimittäin uplink-verkkoliitäntä, alaslinkin ääni- ja videoliitäntä sekä infrapunakaukosäätimen liitäntä. . Erilaisia apuliitäntöjä voidaan konfiguroida tarpeen mukaan. Käyttöliittymä.
Verkkopuolen käyttöliittymä: yksi tai useampi rajapinta voidaan määrittää tarpeen mukaan. Liityntätyyppejä ovat nopea Ethernet-liitäntä 10/100Base-T, ADSL-liitäntä (valinnainen laitteille, joissa on sisäänrakennettu xDSLModem), langaton LAN-liitäntä (mikä tahansa seuraavista langattoman LAN-käyttöstandardin liitännöistä voidaan tarjota käyttöehtojen mukaan. 2.4 GHz-kaistalla siirtonopeus on 11 Mbit/s, jonka pitäisi olla IEEE802.11b-standardin mukainen; 5,8 GHz:n kaistalla siirtonopeus on 54 Mbit/s, jonka pitäisi olla IEEE802.11a-standardin mukainen; 2,4 GHz kaistalla, siirtonopeus on 54 Mbit/s, sen pitäisi olla IEEE802.11g-standardin mukainen).
Audio- ja videoliitäntä: videolähtöliitännässä on komposiittivideolähtöliitäntä ja S-Video-videolähtöliitäntä; äänilähtöliitännässä on analoginen äänilähtöliitäntä ja digitaalinen äänilähtöliitäntä.
Infrapunaliitäntä: Se määrittää lähetysetäisyyden, infrapunalähetyskulman ja digisovittimen vastaanottaman infrapunasignaalin vähimmäiskulman digisovittimen ohjaamiseksi infrapunakaukosäätimellä. Erityisten suorituskykyvaatimusten tulee täyttää IrDA1.1-protokollan perusvaatimukset (nopea infrapunaprotokolla).
Lisäliitäntä: valinnainen, mukaan lukien USB-liitäntä, alavirran Ethernet-liitäntä, Z-liitäntä, sarjaliitäntä jne.
Tiedonsiirtoprotokollavaatimukset
IPTV-digisovittimien on tuettava useita liiketoimintaan liittyviä IP-osoitteita IP-verkkoon pääsyn päätelaitteena. Digiboksin IP-osoite voidaan tiivistää seuraavasti: pääsyprosessiin liittyvät liitännäisprotokollat, mukaan lukien PPPoE, DHCP, IEEE802.1x; tiedoston/tekstin siirtoprotokollat, mukaan lukien TFTP, FTP, HTTP; mediansiirtoprotokollat, mukaan lukien reaaliaikaiset siirtoprotokollat (RTP) ja lähetysprotokolla, joka on ISO/IEC13818-12000 mukainen; Internet-ryhmänhallintaprotokollat, mukaan lukien ryhmälähetystä tukeva IGMP (pitäisi noudattaa RFC2236:ta); mediatoiston ohjausprotokollat, mukaan lukien reaaliaikainen suoratoisto RTSP (pitäisi noudattaa RFC2326:ta); Hallintaprotokollat, mukaan lukien DSL-foorumin määrittelemät käyttäjäpäätteen suuralueverkon hallintaprotokollat TR069 ja Simple Network Management Protocol SNMPv2; verkon ajan synkronointiprotokolla, voit valita Network Time Protocol (NTP) tai Simple Network Time Protocol (SNTP).
Suojausvaatimukset
Disovittimen tulee tukea AAA-todennusta, ja IP-verkkoa käytettäessä on annettava tarvittavat tiedot, mukaan lukien käyttäjän tunnuskoodi tai käyttäjätunnus ja salasana. Sitä voidaan käyttää vain todennuksen ja valtuutuksen jälkeen. Eri IPTV-palvelualustan tarjoamat palvelut; Samalla se tukee kone-korttien erottelua ja käyttää älykorttitekniikkaa käyttäjätietojen tallentamiseen laitteistosalaukseen. Digitaalisten oikeuksien hallinnan turvallisuusvaatimukset: Verkon digitaalisten oikeuksien suojauksen toteuttaa sisällöntuottaja tai palveluntarjoaja, ja käyttäjäpäätteelle välitettävän tiedon tulee olla DRM-tietoa. STB:llä on oltava vastaava versio, jotta palvelualusta DRM tarjoaa sisällön tekijänoikeussuojan.
Rakenne
Laitteistorakenne
Digitaalinen kaapeli-TV-sovitin koostuu neljästä alajärjestelmästä.
Ohjausalijärjestelmä: Tämä on digisovittimen sydän, joka koostuu suorittimesta, ROM-muistista ja RAM-muistista, tarjoaa signaalin käyttö- ja ohjausprosessointitoiminnot sekä ohjelmoitavan alustan. Sen lisäksi, että se on vastuussa kunkin alijärjestelmän alustamisesta, sen on myös ohjattava eri osien koordinointia ja erityisesti suoritettava signaalin salauksen purku ja salauksen purku, demultipleksointi ja hankittava MPEG-2-datavirtoja ja muuta pakattua dataa.
Digitaalinen käsittelyalijärjestelmä: Audiodekompressori purkaa pakatun ja koodatun äänidatan ja lähettää sen D/A-muuntimeen television äänisignaalin saamiseksi. Pakatut ja koodatut videotiedot dekoodataan videon purkulaitteella, ja sen ulostulo sekoitetaan OSD-järjestelmän luomaan grafiikkaan ja toimitetaan sitten televisioon NTSC/PAL/SECAM-kooderin kautta. Tämä osa käyttää yleensä omistettuja siruja.
Verkkoliittymän alijärjestelmä: toteuta kaksisuuntainen tiedonsiirto videopalvelimen kanssa. Liityntäverkon eron mukaan otetaan käyttöön vastaava liitäntä.
Käyttäjä/julkinen käyttöliittymä ja laajennettu rajapintajärjestelmä: kommunikoi oheislaitteiden, kuten infrapunakaukosäätimen, peliohjaimen, älykortin, salauksenpurkukortin jne. kanssa.
Ohjelmistorakenne
digisovittimen ohjelmistorakenteessa on 4 kerrosta.
Laitteistoohjainkerros: Ohjelmistorakenteen alaosassa sijaitseva se ohjaa kunkin moduulin alustusta ja toimintaa.
Ydinkerros: Yleensä se on pieni käyttöjärjestelmä, joka suorittaa prosessien luomisen ja suoritusprosessien välisen viestinnän sekä resurssien allokoinnin ja hallinnan.
Komentojen jäsennyskerros: suojaa seuraavat tasot sovellustasolta analysoidaksesi sovellusten ja käyttäjien antamia komentoja.
Sovelluskerros: Sijaitsee ohjelmistorakenteen ylimmässä kerroksessa. Mahdollisia sovelluksia ovat sähköinen ohjelmien selaus, videosoittimet jne.