九有线数字电视相关技术

九、有线数字电视相关技术陈 柏 年2005年3月1复用复用multiplexing复用：复用：多个数字节目流可以和在原来的一个模拟频道中传送，合在一起的过程。多路复用技术多路复用技术:实现在同一条通信线路上传送多路信号的技术。多路复用技术的基本原理多路复用技术的基本原理：各路信号在进入同一个传输媒质之前，先采用调制技术把它们调制为互相不会混淆的已调制信号，然后进入传输媒质传送到对方，在对方再用解调（反调制）技术对这些信号加以区分，并使它们恢复成原来的信号，从而达到多路复用的目的。2视频节目包视频节目包1 1节目表节目表音频节目包音频节目包2 2视频节目包视频节目包1 1音频节目包音频节目包1 1音频节目包音频节目包2 2视频节目包视频节目包1 1音频节目包音频节目包1 1音频节目包音频节目包2 2复复用用复用复用将多个节目码流合成一路码流。3节目的复用节目的复用将视频音频数据复合在一起。给每个视音频和数据一个节目识别号节目识别号PID（Program Identification）将所有的节目号及有关节目信息列成“节目相节目相关表关表”PAT（Program Association Table），并给每个表一个识别号。把同一节目的视音频码流和数据码流的识别号等信息集中在一个表中，这个表称为节目映射节目映射表表PMT（Program Mapping Table）。4统计复用统计复用Statistical Multiplexing当多套节目频道被结合成甚至更大的比特流时，采用统计复用不断动态调节单个节目的带宽不断动态调节单个节目的带宽，这样获得最大的节目压缩而确保最小的信号失真。动态比特率配置动态比特率配置-分派更多的比特给最需要的节目源素材。经由局域网内部连接的单个节目的编码器成组为一个功能单元。.统计复用器监控压缩节目信号的率失真曲线监控压缩节目信号的率失真曲线，然后再将带宽从小失真曲线的节目分配给遭受大失真的节目。5实时操作系统实时操作系统RTOSRTOS 实时操作系统（实时操作系统（Real-Time Operating System）负责本地资源和网络资源的管理，提供基本的操作功能和设备的访问控制。在启动机顶盒时，由引导程序通过网络从中心控制系统下载。引导程序功能包括：1、系统自检：对系统部分硬件进行检测，如DRAM等；2、系统设置：用户可通过遥控器对系统必要的参数进行设置，如基本频率、辅助频率、符号率、DTV节目信息表等；3、DTV功能：用户在无点播服务的情况下，可看数字电视节目；4、系统升级：通过判别系统或台标的名称和版本号，下载升级FLASH ROM中的系统或台标数据。6（一）数数字字机机顶顶盒盒组组成成：一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以分为四四层层，从底层向上分别为：硬件、底层软件、中间件、应用软件。（1）硬件硬件提供机顶盒的硬件平台；（2）底层软件底层软件提供操作系统以及各种硬件驱动程序；（3）中间件中间件将应用软件与依赖硬件的底层软件分隔开来，使应用不依赖于具体的硬件平台；（4）应用软件应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用。中间件（中间件（Middle Ware）（1 1）数字机顶盒组成）数字机顶盒组成7数字电视接收机软件结构数字电视接收机软件结构8机顶盒软件结构机顶盒软件结构9中间件（中间件（Middle Ware）（2 2）中间件定义）中间件定义中间件定义中间件定义（Middleware）：指居于数字电视机顶盒内居于数字电视机顶盒内部实时操作系统与应用程序中间的软件部分部实时操作系统与应用程序中间的软件部分，它以应用程序接口API的形式存在，整个API集合被存储在机顶盒的闪存FLESH中。它是介于操作系统和应用程序之间的软件模块。是一种将应用程序与底层的操作系统、硬件细节隔离开来的软件环境，它通常由各种虚拟机构成。如HTML虚拟机、JavaScript虚拟机、Java虚拟机、MHEG-5虚拟机等。10中间件（中间件（Middle Ware）（3 3）中间件的目的）中间件的目的 使机顶盒基本的和通用的功能以应用程序接口API的形式提供给机顶盒生产厂家，以实现数字电视交互式功能的标准交互式功能的标准化化，同时使服务项目使服务项目（以应用程序的形式通过传输信道）下下载到用户终端机顶盒的数据量减小到最低限度载到用户终端机顶盒的数据量减小到最低限度。没有中间件，应用程序的移植将产生极大的困难。中间件产品一般由非节目提供商和机顶盒厂家的第三方提供，对于使节目提供商制作节目和厂家生产机顶盒的进一步简化和标准化都是非常有利的。11电子节目指南电子节目指南EPGEPGEPG（Electronic Electronic Program Program GuideGuide ）：用于节目的导航的电电子子节节目目信信息息报报。指利用MPEG-2和DVB 中定义的用于数字电视接收机自动配置的SI信息（Service Information）。功能功能：从网络下发SI信息：SDT(Service Description Table)、NIT(Network Information Table)、EIT(Event Information)；中提取出节目提供商播出节目的列表和播出参数，以直观的形式显示给数字电视用户，使得用户可以方便地接收、选择数字电视节目。12EPGEPG显示方式显示方式一般来说，EPG设计为多多层层次次显显示示方方式式，用户可通过遥控器逐层浏览。例如，第一层显示频道编号及频道名称，遥控选择频道名称，就可打开第二层，显示该频道的电视节目名称及时间安排，再次遥控选择电视节目名称，就可以打开第三层，显示该电视节目的相关信息如节目概况介绍、演职员介绍及收费信息等。用户可以通过EPG获悉电视节目的所有信息，根据自己的具体情况，操作遥控器预订某些电视节目，当所订节目开始播放时，机顶盒会自动将电视切换到该频道。13EPG的两个部分的两个部分一是播出前端的EPG编辑器；二是用户端接收机相应的控制软件；两部分一一对应，每个接收机的相关部分必须要按照前端定义的数据结构来定制，从而接收显示前端送出的业务信息。14EPG信息的构成信息的构成 Component of EPG contentIn EPG system,basic EPG is necessary,extended EPG is not在EPG系统中，基本EPG信息是必需的，扩展EPG信息是可选的1、基本、基本EPG信息信息basic EPGDescribed by NIT,BAT,SDT and EIT defined in DVB SI completely完全可以用GY/Z 174-2001中的NIT、BAT、SDT和EIT进行描述的EPG信息 15EPG信息的构成信息的构成Component of EPG content 2、扩展、扩展EPG信息信息 extended EPGThe extension of basic EPG,including extended EPG content information(XECI)and EPG mapping information对基本EPG信息的扩充，由扩展EPG信息（XECI）和EPG映射信息两部分组成XECI is described by XMLXECI用XML描述16业务信息、业务信息、EPG和接收机之间关系和接收机之间关系构成一个DVB系统最基本的业务信息应业务信息应该包括该包括PSI和和SI业务信息业务信息。以实现节目的自动和分类接收。基本基本EPG（指完全可以用GY/Z 174-2001中的NIT、BAT、SDT和EIT进行描述的EPG信息）由由SI生成生成。DVB接收机靠接收机靠EPG来引导接收和选择收来引导接收和选择收看节目看节目。17业务信息业务信息PSI/SIMPEG-2规定的列表信息称为节目专用信息节目专用信息PSI（Program Specific Information)，主要作用是找到节目和要解压缩的码流。DVB对MPEG 2的节目专用信息进行了扩展，提供了不同种类信息的多种表格，DVB扩展的列表信息称为业务信息业务信息SI（Service Information）。其中最重要的是网络信息表网络信息表NIT（Network Information Table）、事件信息事件信息表表EIT（Event Information Table）和业务描述业务描述表表SDT（Service Description Table）。18节目信息（节目信息（PSI）PSI指定了如何从一个携带多个节目的传送流中正确找到特定的节目。PSI由 节 目 关 联 表（PAT）、条 件 接 收 表（CAT）、节目映射表（PMT）和网络信息表（NIT）组成，这些表插入到TS中传输。当接收机要接收某一个指定节目时，它首先从节目关联表中取得这个节目的节目映射表的PID值，然后从TS中找出与此PID值相对应的节目映射表，从这个节目映射表中获得构成这个节目的基本码流的PID值，根据这个PID值滤出相应的视频、音频和数据等基本码流，解码后复原为原始信号，删除含有其余PID的传送包。19业务信息（业务信息（SI）PSI数据只提供了单个TS的信息，使接收机能对单个TS中的不同节目流进行解码，不能提供多个TS的有关业务和节目的类型、什么节目、什么时间开始等信息，因此DVB系统对PSI进行了扩展，提供了其它不同信息种类的多种表格，形成SI。在实用中，将SI所提供的数据通过有序地组织起来，生成类似节目报的形式，它能在电视机上即时浏览，这样将大大方便用户的使用，这就是电子节目指南EPG。20SI是实现是实现EPG功能的前提功能的前提根据数字电视广播业务规范对EPG的要求，EPG应提供节目单和当前节目播放等基本功能，还提供节目附加信息、节目分类、节目预订和家长分级控制等功能。EPG的这些功能均可通过SI来实现，也就是说SI是实现是实现EPG功能的前提功能的前提。在SI中，最重要的是最重要的是NIT、EIT和和SDT，利用这3个表中的数据就可以构成功能不同的EPG。21（1）网络信息表）网络信息表NIT （Network Information Table）作用：作用：NIT表提供了与多组传输流、物理网络及网络传输相关的一些信息。如用于调谐的频率信息、编码方式、调制方式等参数。这些信息使得接收机可以按照用户的选择以很少的延时或无延时地改变频道、调谐参数，正确地解码出TS。22（2 2）事件信息表）事件信息表EITEIT（Event Information Table）作用作用：按时间顺序提供每一个节目中包含的节目段信息，包含了与事件或节目相关的数据，如节目名称、起始时间、节目长度、运行状态等。相当于广播电视报的节目表，给出各类节目（Event）的时间安排。23（3 3）业务描述表）业务描述表SDTSDT（Service Description Table）作用作用：给出复用器中与每个业务（Service）有关的名称、业务提供者、业务类型等方面的信息，如业务名称，起始时间、持续时间等。24基本基本EPG信息信息Basic EPG1.网络信息 Network information2.业务群信息 Bouquet information3.业务信息 Service information4.事件信息Event information25网络信息网络信息Network information网络标识网络标识 Network id网络名称网络名称 Network name多语言网络名称多语言网络名称 Multilingual network name链接信息链接信息Linkage information传输系统描述传输系统描述 Delivery system description业务列表信息业务列表信息 Service list information26业务群信息业务群信息Bouquet information业务群标识Bouquet id业务群名称Bouquet name 多语言业务群名称 Multilingual bouquet name条件接收系统信息 CA system information链接信息Linkage information业务列表信息Service list information27业务信息业务信息 Service information业务标识Service id业务名称和业务类型Service name and type 多语言业务名称 Multilingual service name 所属业务群名称Bouquet name链接信息Linkage informationNVOD参考描述NVOD reference description时移业务描述Time shifted service description马赛克信息Mosaic information条件接收系统信息CA system information28事件信息事件信息 Event information事件标识Event id事件名称Event name 起始时间Start time持续时间duration节目内容分类Content classification家长分级控制信息 Parental rating information简短事件描述Short event description扩展事件描述Extended event description链接信息Linkage information时移事件描述Time shifted event description29SI的三种插入方式的三种插入方式SI一般在复用器合成TS时插入，具体方式具体方式：1、表数据通过复用器厂家提供的应用软件接口由复用器插入到节目码流中。2、将各表数据按MPEG-2标准打包，通过码流播出卡输出，再将之送入复用器的异步串行口与节目码流复用。3、通过条件接收加扰器提供的接口插入，因此可通过局域网将数据表送入加扰器，由加扰器向码流中插入SI。30机顶盒中的用户操作界面机顶盒中的用户操作界面接收机的开机画面接收机的开机画面：实际上是一个存储于机顶盒内的一个菜单选择页面，它是由称为装载器的控制软件生成的用户操作界面，用户可通过遥控器进行选择操作。最上层主菜单最上层主菜单：每个有线电视营运商所开发的这个界面都有所不同，但功能是一样的，主要内容是运营商提供业务（节目）的分类和系统设置及一些辅助功能。下一层菜单下一层菜单：通常由SI生成的EPG所构成。31主菜单的三个操作主菜单的三个操作 1、信信息息检检测测：主要显示目前DVB系统的主频及相关参数，如主频频率（SI所在码流的调制频率）、码率、调制方式、误码率、信号电平等，供维护人员检测参考。2、节节目目搜搜索索：接收机在节目搜索时首先搜索主频频率，找出SI信息，然后生成EPG，又由EPG生成一个节目列表，这个节目列表包括节目名称、节目说明、节目播出时间等，并将这个节目列表作为下一层菜单，每个下层菜单项都指向相应节目所在的TS流，达到用户能方便快捷地收看到所需节目的目的。32节目搜索的两种方式节目搜索的两种方式1.手手动动搜搜索索：通过人工输入主频频率或DVB系统内所有TS流的调制频率来引导接收机接收；2.自自动动方方式式：由软件设置好相关的接收参数，由软件来引导接收机接收。33主菜单的三个操作主菜单的三个操作3、软件下载软件下载：接收机的装载器必须要按照前端定义的数据结构来定制，当前端需要变更播出节目时（如增加或减少节目的播出，调整播出节目的类别等）或更改主频频率时，接收机的装载器也应作相应的变更。所以，当前端要作节目变更时，运营商必须要同时变更接收机的装载器，并向所有接收机发出软件更新信息，用户收到信息后，就可用软件下载功能来更新接收机的装载器了。34