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2复用multiplexing•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: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：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。3视频节目包1节目表音频节目包2视频节目包1音频节目包1音频节目包2……视频节目包1…………音频节目包1…………音频节目包2……复用复用•将多个节目码流合成一路码流。4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PID（ProgramIdentification）•将所有的节目号及有关节目信息列成“节目相关表”PAT（ProgramAssociationTable），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表PMT（ProgramMappingTable）。5统计复用StatisticalMultiplexing•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，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-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，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。6•实时操作系统RTOS•实时操作系统（Real-TimeOperatingSystem）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FLASHROM中的系统或台标数据。7（一）数字机顶盒组成：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）硬件提供机顶盒的硬件平台；（2）底层软件提供操作系统以及各种硬件驱动程序；（3）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）应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用。中间件（MiddleWare）（1）数字机顶盒组成数字电视接收机软件结构驻留应用程序可下载应用程序CAAPI运行引擎（解释器）嵌入式操作系统驱动程序硬件（存储器、解码器、接口…）9机顶盒软件结构10中间件（MiddleWare）（2）中间件定义中间件定义（Middleware）：指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，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。11中间件（MiddleWare）（3）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化，同时使服务项目（以应用程序的形式通过传输信道）下载到用户终端－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。12电子节目指南EPG•EPG（ElectronicProgramGuide）：用于节目的导航的电子节目信息报。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（ServiceInformation）。•功能：•从网络下发SI信息：SDT(ServiceDescriptionTable)、NIT(NetworkInformationTable)、EIT(EventInformation)；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。13EPG显示方式•一般来说，EPG设计为多层次显示方式，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。14EPG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。15EPG信息的构成ComponentofEPGcontent•InEPGsystem,basicEPGisnecessary,extendedEPGisnot•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EPG信息basicEPG•DescribedbyNIT,BAT,SDTandEITdefinedinDVBSIcompletely•完全可以用GY/Z174-2001中的NIT、BAT、SDT和EIT进行描述的EPG信息16EPG信息的构成ComponentofEPGcontent•2、扩展EPG信息extendedEPG•TheextensionofbasicEPG,includingextendedEPGcontentinformation(XECI)andEPGmappinginformation•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•XECIisdescribedbyXML•XECI用XML描述17业务信息、EPG和接收机之间关系•构成一个DVB系统最基本的业务信息应该包括PSI和SI业务信息。以实现节目的自动和分类接收。•基本EPG（指完全可以用GY/Z174-2001中的NIT、BAT、SDT和EIT进行描述的EPG信息）由SI生成。•DVB接收机靠EPG来引导接收和选择收看节目。18业务信息PSI/SI•MPEG-2规定的列表信息称为节目专用信息PSI（ProgramSpecificInformation)，主要作用是找到节目和要解压缩的码流。•DVB对MPEG2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SI（ServiceInformation）。其中最重要的是网络信息表NIT（NetworkInformationTable）、事件信息表EIT（EventInformationTable）和业务描述表SDT（ServiceDescriptionTable）。19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。20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。21SI是实现EPG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EPG功能的前提。•在SI中，最重要的是NIT、EIT和SDT，利用这3个表中的数据就可以构成功能不同的EPG。22（1）网络信息表NIT（NetworkInformationTable）•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。23（2）事件信息表EIT（EventInformationTable）•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。24（3）业务描述表SDT（ServiceDescriptionTable）•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。25基本EPG信息BasicEPG1.网络信息Networkinformation2.业务群信息Bouquetinformation3.业务信息Serviceinformation4.事件信息Eventinformation26网络信息Networkinformation•网络标识Networkid•网络名称Networkname•多语言网络名称Multilingualnetworkname•链接信息Linkageinformation•传输系统描述Deliverysystemdescription•业务列表信息Servicelistinformation27业务群信息Bouquetinformation•业务群标识Bouquetid•业务群名称Bouquetname•多语言业务群名称Multilingualbouquetname•条件接收系统信息CAsysteminformation•链接信息Linkageinformation•业务列表信息Servicelistinformation28业务信息Serviceinformation•业务标识Serviceid•业务名称和业务类型Servicenameandtype•多语言业务名称Multilingualservicename•所属业务群名称Bouquetname•链接信息Linkageinformation•NVOD参考描述NVODreferencedescription•时移业务描述Timeshiftedservicedescription•马赛克信息Mosaicinformation•条件接收系统信息CAsysteminformation29事件信息Eventinformation•事件标识Eventid•事件名称Eventname•起始时间Starttime•持续时间duration•节目内容分类Contentclassification•家长分级控制信息Parentalratinginformation•简短事件描述Shorteventdescription•扩