王艳荣
【摘要】本文从数字电视机顶盒的概念、功能、原理与结构、主要技术及其在国内的发展现状等方面，详细地介绍了数字电视机顶盒。
机顶盒STB（Set－Top－Box）起源于20世纪90年代初，当时在欧美作为保护版权和收取收视费的重要手段，有线电视台在每台用户电视机之前加一个密钥盒，只有交了费的用户才能正常收看电视，这就是最初的机顶盒。
20世纪90年代中期，国际互联网在全世界快速发展和普及，人们萌发了用电视机上网的想法，于是具有Internet功能的机顶盒出现了。当时，计算机和网络厂商都期望因特网机顶盒能成新的家用电器，市场炒作曾经几起几落，但始终未成气候。
1998年11月，美国和欧洲DTV（数字电视）及HDTV（高清晰度数字电视）试播后，又一次掀起了机顶盒的高潮，这次机顶盒的主要作用是用普通模拟电视机收看数字电视或数字高清晰度电视，当然也具备网络和有条件接收功能，这种机顶盒被称为数字电视机顶盒。根据传输媒体的不同，数字电视机顶盒又分为数字卫星机顶盒（DVB－S）、地面数字电视机顶盒（DVB－T）和有线数字电视机顶盒（DVB－C）三种，三种机顶盒的硬件结构主要区别在解调部分。目前应用较为广泛的是数字卫星机顶盒及有线电视数字机顶盒。本文主要介绍有线数字电视机顶盒。
1 数字电视机顶盒的概念
对于机顶盒，目前没有标准的定义，传统的说法是：“置于电视机顶上的盒子'。它是利用有线电视网络作为传输平台，电视机作为用户终端，以提高现有电视机的性能或增加其功能。由于功能和用途不同，使得“机顶盒”这个概念有些模糊不清，如早期的增补频道机顶盒、图文电视机顶盒、付费电视机顶盒等。
数字电视机顶盒是信息家电之一，它是一种能够让用户在现有模拟电视机上观看数字电视节目，并进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动的消费类电子产品。
2 数字电视机顶盒的功能
数字电视机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能，包括：
（1）电子节目指南（EPG）：它为用户提供一种容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的方式，用户可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目。
（2）高速数据广播：它能为用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网站等各种信息。
（3）软件在线升级：它可看成是数据广播的应用之一。数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来，机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。
（4）因特网接入和电子邮件：数字机顶盒可通过内置的电缆调制解调器方便地实现因特网接入功能。用户可以通过机顶盒内置的浏览器上网，发送电子邮件。同时机顶盒也可以提供各种接口与PC相连,使用PC接入因特网。
（5）支持交互式应用如: 视频点播、互动游戏等。
（6）有条件接收：有条件接收的核心是加扰和加密，数字机顶盒应具有解扰和解密功能。
3 数字电视机顶盒的原理与结构
数字电视机顶盒接收各种传输介质来的数字电视和各种数据信息，通过解调、解复用、解码和音视频编码(或者通过相应的数据解析模块)，在模拟电视机上观看数字电视节目和各种数据信息。以有线数字电视机顶盒为例，其工作原理如下：有线数字电视机顶盒接收数字电视节目、处理数据业务和完成多种应用的解析。信源在进入有线电视网络前完成两级编码，一是传输用的信道编码，另一级是音、视频信号的信源编码和所有信源封装成传输流。与前端相应，接收端机顶盒首先从传输层提取信道编码信号，完成信道解调；其次是还原压缩的信源编码信号，恢复原始音、视频流，同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。
根据接收数字电视广播和互联网信息的要求，一个数字电视机顶盒的硬件结构由信号处理（信道解码和信源解码）、控制和接口几大部分组成。机顶盒的结构图如图1所示。
图
具有交互功能的机顶盒则需回传通道。
机顶盒从功能上看是计算机和电视机的融合产物，但结构却与两者不同，从信号处理和应用操作上看，机顶盒包含以下层次：
(1）物理层和连接层：包括高频调谐器，QPSK、QAM、OFDM、VSB解调，卷积解码，去交织，里德—索罗门解码，解能量扩散。
(2）传输层：包括解复用，它把传输流分成视频、音频和数据包。
(3）节目层：包括MPEG—2视频解码，MPEG/AC—3音频解码。
(4）用户层：包括服务信息，电子节目表，图形用户界面（GUI），浏览器，遥控，有条件接收，数据解码。
(5）输出接口：包括分模拟视音频接口，数字视音频接口，数据接口，键盘，鼠标等。
数字电视机顶盒的工作过程大致如下：高频头接收来自有线网的高频信号，通过QAM解调器完成信道解码，从载波中分离出包含音、视频和其它数据信息的传送流(TS)。传送流中一般包含多个音、视频流及一些数据信息。解复用器则用来区分不同的节目，提取相应的音、视频流和数据流，送入MPEG－2解码器和相应的解析软件，完成数字信息的还原。对于付费电视，条件接收模块对音、视频流实施解扰，并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡，保证合法用户正常收看。MPEG－2解码器完成音、视频信号的解压缩，经视频编码器和音频D/A变换，还原出模拟音、视频信号，在常规彩色电视机上显示高质量图像，并提供多声道立体声节目。（待续）
摘自 中国CATV
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