数字电视机顶盒：接收、处理、解码的设备

机顶盒的概念从广义上说是以电视机为显示终端的信息接收和处理设备，目前在市场上有接收数字电视的机顶盒和接入Internet的WebTV机顶盒。

根据信号传输介质的不同，数字电视机顶盒可分为：数字卫星电视机顶盒、数字地面电视机顶盒和数字有线电视机顶盒。下面主要介绍数字有线电视机顶盒。

（一）数字有线电视机顶盒

数字有线电视机顶盒不仅可以接收数字有线电视广播信号和模拟有线电视广播信号，还可以进行数据广播、Internet接入、视频点播及IP电话等业务。

普及型机顶盒主要功能为：支持基本的数字视音频和数字音频广播接收、条件接收系统、基本电子节目指南以及软件在线更新等功能。

（二）有线电视机顶盒结构

机顶盒包括硬件和软件两部分。

硬件系统提供数字电视机顶盒的硬件平台，实现电视信号的接收和视音频的解码。软件系统提供操作界面的实现、数据广播业务的实现，以及机顶盒和Internet的互联等。

有线电视机顶盒系统构成如图11-69所示。

图11-69　有线电视机顶盒构成框图

机顶盒由高频头调谐器、解调器、信源解复用器、MPEG-2解码器、视频处理器、音频D/A、嵌入式CPU系统和外围接口、条件接收模块等组成。具有交互功能的机顶盒则需要回传通道。

1.硬件系统

（1）调谐和解调；

（2）解复用；

（3）解压缩；

（4）视音频信号处理与接口；

（5）模拟视音频信号接收；

（6）线缆调制解调器（Cable Modem）；

（7）CPU系统；

（8）加解扰模块。

2.软件系统

在数字电视技术中，软件技术占有重要的位置。除了视音频的解码由硬件实现外，包括电视内容的实现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，直至机顶盒和个人计算机的互联以及和Internet的互联都需要由软件来实现。机顶盒软件系统结构如图11-70所示。

图11-70　机顶盒软件系统构成

可见软件系统结构将其分为四层：

（1）硬件驱动层软件；

（2）实时操作系统；

（3）中间件（Middleware）；(www.xing528.com)

（4）应用软件。

（三）数字电视CA系统基本构成

在数字电视广播上，不仅能够实现传统的电视广播业务，还可以衍生出多种增值业务，如付费电视、视频点播和网上游戏等。

为了确保这些新业务的实现，不仅需要有一个安全可控的综合管理业务平台，更重要的是要有一个安全、开放的条件接收（Conditional Access）系统，简称为CA系统。

CA系统包括系统管理，网络技术，加解扰技术，加解密技术，复用技术，调制技术，机顶盒技术及智能卡技术等，是一个综合的系统。CA系统同时也涉及用户管理、节目管理、收费管理等数据库方面的应用技术。

数字电视CA系统结构如图11-71所示。

图11-71　数字电视CA系统结构框图

CA系统采用多重密钥传送机制将控制字安全地传送到经过授权的客户端。

1.用户管理系统

主要对用户和智能卡进行管理，包括管理和编辑用户信息，所有客户端的地址号、智能卡号、证书和用户设备信息，同时还处理用户的节目预定信息、用户授权信息、财务信息等，并将这些信息转换成EMM信息。

2.加扰

加扰（Scramble）是CA系统的重要组成部分。

还有控制字（CW）发生器；

业务密钥（SK）；

个人分配密钥（PDK）；

授权控制信息发生器（ECMG）；

授权管理信息发生器（EMMG）；

解扰过程。

（四）同密和多密模式

在数字电视广播中，在网络中采用同一种条件接收系统是不符合开放的市场需要的。为了使网络中的CA系统具有良好的开放性，DVB组织制定了两大类CA工作模式：一类是同密（Simulcrypt）工作模式，主要规定了条件接收系统和MPEG-2压缩、复用系统之间的接口规范；另一类是多密（Multicrypt）工作模式，规定了机顶盒与CA模块之间的接口，即通用接口（Common Interface）。

1.同密模式（Simulcrypt）

DVB对此规定了通用的加扰算法。支持同密标准的CA系统结构如图11-72所示。

图11-72　同密模式的CA系统框图

2.多密模式

机卡分离机顶盒框图如图11-73所示。

图11-73　机卡分离机顶盒框图