【摘要】：提出了幾種利用CATV和PSTN的VOD多媒體數(shù)字機(jī)頂盒實現(xiàn)雙向通信藝完成電子節(jié)目導(dǎo)游的設(shè)計方案 ,并對各種方案的優(yōu)缺點進(jìn)行了詳細(xì)的討論,。最后介紹了所采用方案的實現(xiàn)方法　　

 　1 　引言

　　隨著3C技術(shù)的發(fā)展 ,傳統(tǒng)單向傳輸?shù)哪M電視將逐步被市場淘汰 ,取而代之的將是寬帶網(wǎng)絡(luò)、信息共享和電視娛樂結(jié)合的產(chǎn)物 ———數(shù)字電視 ,而有線電視機(jī)頂盒（DVB -  C）正是傳統(tǒng)模擬電視機(jī)向數(shù)字電視機(jī)過　渡期間最好的解決產(chǎn)品 ,它使模擬電視和數(shù)字電視廣播網(wǎng)兼容 ,提供完整的交互式多媒體應(yīng)用 ,如視頻點（VOD）,、電視商務(wù)、互動游戲,、Internet 接入等。

　　目前,，CATV網(wǎng)絡(luò)在我國的各大中城市都已基本建成,，有線電視的普及率較高，這就 為基于CA TV網(wǎng)絡(luò)的VOD視頻點播等各種增值業(yè)務(wù)的開發(fā)提供了最基本的條件,。但當(dāng)前還存在 一個相當(dāng)關(guān)鍵的技術(shù)問題：從CATV網(wǎng)絡(luò)到用戶的“最后1 km”是否可以采用光纜與用戶直接相連呢,？

　　研究表明，這樣做投資太大,，最現(xiàn)實的辦法是利用現(xiàn)有的HFC網(wǎng)絡(luò),。

　　一方面，HFC網(wǎng)絡(luò)具有高達(dá)750 MHz的帶寬及單向和雙向傳輸能力,， 為多媒體業(yè)務(wù)的開展提供了充足的條件,，而且它可以靈活地支 持交互式和廣播業(yè)務(wù)，即同時支持模擬和數(shù)字信號的傳輸,，這是其他接入方式所無法具備的 ,；

　　另一方面，HFC寬帶接入能夠支持多種業(yè)務(wù),，實現(xiàn)數(shù)據(jù),、語音及視頻服務(wù)的真正集成。目 前HFC接入技術(shù)中,，普遍捎昧街只窘餼霾唄裕閡皇腔詰ハ虻腍FC接入,，當(dāng)上行業(yè) 務(wù)量很有限時，是一種非常有效而且經(jīng)濟(jì)的解決方案（因為原來的有線電視網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不需要 升級）,；二是基于雙向的HFC網(wǎng)絡(luò),，采用這種方案必須對原有的有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向升級 改造 。就本系統(tǒng)而言,，它的上行數(shù)據(jù)量很少,，而下行數(shù)據(jù)量較大，故采用第一種 解決策略,。由于它不需要再進(jìn)行額外的網(wǎng)絡(luò)線路敷設(shè),，同時用戶端和前端設(shè)備的價格也相 對低廉，是目前可行的最為經(jīng)濟(jì)的寬帶接入方案,。

    數(shù)字電視是將模擬電視信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,，然后進(jìn)行各種功能的處理、傳輸,、記錄和控制的系統(tǒng),。作為已經(jīng)在全國范圍內(nèi)開展的信息服務(wù)，數(shù)字電視融合了計算機(jī)、多媒體,、通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),。機(jī)頂盒用于在數(shù)字電視系統(tǒng)中將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電視可以接收的信號，它是數(shù)字電視的過渡性產(chǎn)品,。本文以數(shù)字電視機(jī)頂盒開發(fā)項目為基礎(chǔ),，研究了數(shù)字電視系統(tǒng)所涉及到的相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)，包括數(shù)字電視系統(tǒng)工作原理,、MPEG-2系統(tǒng)層結(jié)構(gòu)分析,、MPEG-2與DVB的業(yè)務(wù)信息等。本文還介紹了所開發(fā)的機(jī)頂盒的軟硬件總體結(jié)構(gòu),，軟件開發(fā)環(huán)境和調(diào)試方法,。并詳細(xì)討論了在HMD2003開發(fā)平臺上使用Keil 51編譯環(huán)境實現(xiàn)用戶接口子系統(tǒng)的方法和過程。

　　2 系統(tǒng)概述

　　本系統(tǒng)是利用PSTN和CATV的通用信道來完成電子節(jié)目的導(dǎo)播的,。首先,，VOD中心把構(gòu)造好的 電子菜單，通過CATV通用信道進(jìn)行廣播,，告訴用戶中心現(xiàn)有的節(jié)目資源以及目前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài) 信息,。用戶的機(jī)頂盒從CATV的通用信道上接收該電子菜單，對其解碼并顯示在電視機(jī)上,。然 后,， 用戶利用機(jī)頂盒（SUB）經(jīng) PSTN 向中心系統(tǒng)的通信服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請求，要求使用VOD及其 他 多媒體信息服務(wù),。

　　由于通信服務(wù)器具有公用電話網(wǎng)的雙向接口,，當(dāng)通信服務(wù)器收到請求 后，會立即將信息通知中心系統(tǒng)的管理服務(wù)器,，管理服務(wù)器得到用戶的地理信息,、口令、權(quán) 限以及用戶請求服務(wù)的內(nèi)容等信息后,，進(jìn)行用戶的身份驗證,。如果用戶是合法的，則根據(jù)點 播類型分配下行信道,，同時通知視頻服務(wù)器通過該下行信道向該機(jī)頂盒發(fā)送用戶所請求的信 息,，用戶的機(jī)頂盒在收到允許點播、所分配到的信道,、頻點等控制信息后,，自動切換到該頻 點上接收節(jié)目信息，解碼并顯示在電視機(jī)上,。中心系統(tǒng)在提供該服務(wù)的同時,，開始按既定 的計費標(biāo)準(zhǔn)對該服務(wù)進(jìn)行計費,。

　　3 EPG的設(shè)計和實現(xiàn)方法

　　機(jī)頂盒是用戶和外界交互的橋梁，機(jī)頂盒上行發(fā)出用戶的服務(wù)請求并接收中心系統(tǒng)的 控制信息和經(jīng)過壓縮的節(jié)目信息,，然后對這些MPEG傳輸流解碼并送至用戶的電視機(jī),。要完成 EP G導(dǎo)游，機(jī)頂盒必須首先接收電子菜單并把它顯示在用戶的終端上,。該電子菜單顯示 了當(dāng)天中心系統(tǒng)提供的各種節(jié)目,，節(jié)目按服務(wù)類型來組織編排（各服務(wù)類型下可以有子服 務(wù)類型。電子菜單生成后經(jīng)壓縮成為MPEG傳 輸 流,，然后通過CATV蹬通用信道進(jìn)行廣播（電子菜單最終壓縮成MPEG傳輸流是為了適合于在 網(wǎng)絡(luò)中傳輸）。

　　電子菜單的設(shè)計涉及到兩個方面：①節(jié)目是按服務(wù)類型來組織編排的,，各服務(wù)類型 下又有子服務(wù)類型,，形成了菜單的樹型結(jié)構(gòu)，樹的最末端才是節(jié)目,。要能正確地對用 戶進(jìn)行導(dǎo)游,，必須能按用戶的請求進(jìn)行菜單頁面的跳轉(zhuǎn)。②樹的每一項的顯示信 息必須正確,，尤其是節(jié)目的顯示名稱和節(jié)目的實際名稱要一致,。另外，還有字體及其顏 色等外觀特 性,。由此可見,，電子菜單可分為兩部分，菜單跳轉(zhuǎn)表的生成和菜單頁面及外觀特性的設(shè)置,。 下面將基于這兩個方面提出幾種設(shè)計方案,。

　　方案一：選用MPEG格式的文件序列來保存。用MPEG 幀序列表示具有隨時更換底圖或插 播廣告的優(yōu)點,，但也存在許多不足之處,，例如，采用這種方案,，菜單的數(shù)據(jù)量比較大,，在通 用信道上傳輸時，如果服務(wù)器以固定速率發(fā)送菜單信息,，菜單的接收時間比較長,，菜單之間 的切換就變慢。當(dāng)然也可以用增加通用信道的數(shù)量來解決這個問題,，但這樣就降低了信道的 利用率,。

　　方案二：用位圖（bmp）格式來保存電子菜單。即在菜單的每一頁,、每一項分別疊加各 自的底圖,，在每一菜單項的底圖上嵌入相應(yīng)菜單項的文字信息,，按菜單的頁號、項號保存菜 單,。用位圖格式的方法表示菜單可以大幅度壓縮位圖至很小的數(shù)據(jù)量,，當(dāng)服務(wù)器以固定速 率發(fā)送菜單信息時，菜單的接收時間短,，菜單之間的切換延遲時間也相對較短,，在改善了性 能的同時又提高了信道的利用率，這是MPEG幀序列格式所不具有的,。但美中不足的是,，采用 位圖格式時，菜單底圖要么沒有,，要么就只能放在機(jī)頂盒內(nèi),，不能隨時更新，插播廣告 不方便,。

　　菜單頁面用 MPEG 幀序列和位圖格式表示各有利弊,。EPG是處在系統(tǒng)和用戶交互的最前端， 在能正確完成電子節(jié)目導(dǎo)游的同時,，響應(yīng)速度也是一個很重要的因素,。為了有更快的響應(yīng)速 度，可以采用第3種方案——漢字內(nèi)碼,。

　　方案三：采用漢字內(nèi)碼來實現(xiàn),。在STB中預(yù)置一個常用漢字的小字庫。STB在收到菜單的鏈表 文件和菜單信息后,，根據(jù)這些信息和預(yù)置的小字庫,，自動生成導(dǎo)游菜單。采用這種方案制作 菜單,，數(shù)據(jù)量更小,。例如，24點陣的1 000個漢字,，只有72 k,，300個漢字只有21 k，100個 漢字 僅僅只有7 k,。而在100個漢字的情況下,，采用bmp格式，數(shù)據(jù)量就有32 k之多,，采用MPEG格 式 則更多,。由此可見－采用內(nèi)碼方式生成菜單時，會大大縮短接收菜單的時間,，顯然也將 大幅度提高菜單切換的響應(yīng)速度,。但另一方面,，由于STB中預(yù)置的小字庫只包含部分常用的 漢字，雖然菜單本身的漢字量不大,，但必然還存在某些小字庫中沒有包含的不常用漢字出現(xiàn) 在菜單中的可能性,。這種情況就會造成漢字內(nèi)碼產(chǎn)生誤碼，從而導(dǎo)致菜單不能正確顯示 這些漢字,。

　　比較上述3種方案,，考慮到用戶對菜單的基本需求，如接收菜單的時間,、菜單切換的響應(yīng)速 度,、菜單的外觀特性以及系統(tǒng)運行的實際環(huán)境，本系統(tǒng)采用了后兩種方案,。當(dāng)然,，采用不同 的菜單格式，對機(jī)頂盒的軟硬件也提出了不同的要求,。下面就對這兩種方案的實現(xiàn)進(jìn)行簡要 介紹。

　　生成菜單跳轉(zhuǎn)表：首先,，根據(jù)前臺節(jié)目管理員的節(jié)目安排,，從數(shù)據(jù)庫相關(guān)的表中讀取節(jié)目和 服 務(wù)類型，并按服務(wù)類型進(jìn)行歸類,，即把節(jié)目安排表中屬于同一服務(wù)類型下的節(jié)目歸為一類,， 并賦予層次關(guān)系，從而建立菜單的樹型結(jié)構(gòu),，并寫入菜單表以覆蓋原有的菜單,。菜單表中有 菜單編號的字段，使用菜單編號作為確定節(jié)目源的唯一標(biāo)識,。

　　菜單制作：菜單編輯員進(jìn)行菜單編輯時,，還須為制作菜單提供一個操作平臺。菜單 編輯包括菜單字體及其顏色,，菜單底圖（如廣告,、風(fēng)景畫等）及菜單的預(yù)覽。菜單編輯員 可以按自己的喜好選擇各種字體,，疊加各種菜單底圖,，以提高菜單的美觀性，增強(qiáng)菜單的視 覺效果,。菜單編輯員編輯好菜單后,，可以按不同的格式生成菜單頁面。