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      詳解機頂盒回傳電路
      [ 通信界 / 中電網 / www.sdgj0817.com / 2011/8/17 18:46:22 ]
       

      數字電視地面廣播(DVB-T)和有線電視(DVB-C)機頂盒是數字電視發展的過渡產品,其功能特性對數字電視技術應用至關重要,其中回傳功能對開展雙向業務必不可少。目前,機頂盒回傳功能具有不同的實現方實,本文將闡述不同機頂盒產品及其周邊組件所組成的回傳電路。

      隨著全球數字電視節目開播日程表日漸逼近,機頂盒的熱門程度也隨之升高。目前,市面上大多數機頂盒均為單向接收功能,但只要搭配適當的雙向電路,讓這些盒子具備回傳功能,便能成為交互式產品,可用來處理用戶發出的指令。由于可作為雙向電路的種類很多,所以本文將以機頂盒分類來介紹其可能的搭配方式。

      DVB-T回傳電路

      目前臺灣地區已開播數字電視,隨著雅典奧運熱潮,有越來越多的使用者購買地面廣播(DVB-T)機頂盒,也有消費者選擇購買車用機頂盒,但這兩種產品目前都只能收看單向電視廣播,與此同時,國內已經著手在電視廣播架構上裝載MHP(多媒體家庭平臺),作為互動電視的發展平臺。從回傳路徑來看,家用機頂盒接上調制解調器,車用機頂盒接上GPRS模塊是合理的發展趨勢。

      調制解調器

      目前的機頂盒大多數是單向接收數字電視廣播,并未具備回傳電路,未來接上調制解調器便可以與系統頭端形成雙向互動,接收多媒體內容。一般來說,互動其實只有傳送簡單的幾個使用者指令回到系統端,家用機頂盒可以利用最普及的電話線路,然后接上調制解調器便可形成回傳電路。

      一般的STB芯片本身可以執行調制解調器控制功能,并不需要外接另一個微控制器。ST的STB芯片即提供了外部存儲器接口(EMI) 總線,可以連接調制解調器DSP(如Agere的DP2x系列),然后再接上電話線的編解碼器(如Agere的CSP1034),便可以完成回傳電路(如圖1所示)。調制解調器的驅動程序也都開發完成,可支持不同的模式。主要的調制解調器模式有表中所示的三種。

      詳解機頂盒回傳電路

      GPRS模塊

      車用機頂盒也可以設計為交互式機頂盒,但是必需使用移動式調制解調器,而GPRS模塊目前很容易獲得,實際大小也只有4.3×2.9公分,雖然傳輸速率只有9600/14400bps,但已足夠應用于回傳信息。預計未來GPRS模塊的價格持續下調之后,甚至可以內建在家用機頂盒中。如果每部家用機頂盒都有內建GPRS模塊,可以方便系統業者或電視臺對收視戶的管理,進行收視率調查之類的雙向應用。連接方式只要使用串行端口即可,硬件設計也相當容易(見圖2),不過制造商必須自行開發驅動程序及應用軟件,目前已經有電信系統業者注意到這個商機,并投入相關的軟件研發。

      詳解機頂盒回傳電路

      DVB-C STB回傳電路

      雖然目前臺灣地區開播數字電視推動了地面廣播機頂盒熱潮,但不可忽視的是,模擬有線電視收視戶仍占多數,因此,有線電視(DVB-C)機頂盒將成為由模擬邁向數字電視的重要過渡產品。此外,數字有線電視也很最容易推出付費節目以及隨選信息服務,所以DVB-C朝雙向互動發展將是必然的趨勢。以回傳路徑來看,DVB-C機頂盒可由PTSN調制解調器連接電話線,但是電話線路并不見得都能隨著有線電纜分布到各個房間,所以如果能使用線纜調制解調器則是最有效率的解決方案。自1999年以來,開始有系統業者提供線纜調制解調器作為收視戶的回傳電路。

      目前的線纜調制解調器有幾種標準,包括IEEE定義的IEEE802.14協議、DAVIC (數字音視頻委員會)定義的DAVIC協議,以及MCNS(多媒體線纜網絡系統)定義的DOCSIS和Euro-DOCSIS協議。

      DOCSIS即基于線纜系統的數據接口規范的縮寫,主要是用來規范美國的線纜調制解調器,以確保雙向通訊速度和品質,這個規范其實原來是個人計算機使用者利用線纜調制解調器高速連接網際網絡的標準,但目前則可以作為交互式DVB-C的回傳電路標準。下行數據是使用6MHz的頻道以64-QAM或256-QAM,ITU-J83 Annex B FEC。上行數據則是以VHF(5~42MHz)頻帶使用QPSK或16-QAM的調制,傳送IP的互動數據。

      Euro-DOCSIS則是為了兼容于歐洲8MHz頻率頻道所衍生的標準。下行數據是依循DVB-C標準ETS300 429/ITU-J83 Annex A FEC。下行數據位速率為2MBps,上行數據使用QPSK或16-QAM調制,其VHF頻帶則延伸到5~65MHz,有多出來的頻寬容納回傳頻道。

      由于線纜調制解調器均具備USB接口可以和計算機連接,所以只要機頂盒具備USB接口也就可以接上線纜調制解調器。在此我們將USB接口分為幾大類來介紹,從技術難度的層面來看,分別是USB1.1 peripheral level(外設層面)、USB1.1 host(主機)、USB2.0 host。

      USB是用來取代傳統的RS232串行接口和IEEE1284并行接口。自1997年問世已有好幾年,對于PC相關應用來說已是成熟的技術。 USB1.1的傳輸速率是12Mb/sec,USB2.0則高達480Mb/sec,而且分成Host level,Hub以及Peripheral。

      對于消費性電子產品來說,作為個人計算機的peripheral level從技術上來說并不難,像是數字相機以及MP3隨身聽都可以和計算機聯機,透過檔案總管將其視為儲存設備來管理。機頂盒也一樣,可以加一顆串行接口轉USB的IC與計算機連接,讓計算機擷取機頂盒收到的內容,如果是具備硬盤的機頂盒,也可以讓計算機將其視為附加硬盤來管理。只不過,由于機頂盒儲存在硬盤內的檔案格式(TS)仍然需要機頂盒才能讀取及譯碼,并不是計算機可讀的MPEG格式,同時GB級的檔案也太大,用USB1.1傳輸并不實際。所以,如果機頂盒只具備USB1.1 peripheral,大部分是用來診斷內建程序及除錯,或者也可以開發或更新程序。

      詳解機頂盒回傳電路

      如果機頂盒具備了USB1.1的Host功能,便可以發出指令,利用線纜調制解調器不管是外接或內建的方式,傳送訊號或其它數字資料,達到回傳的功能,如圖3所示。若是STB核心芯片并未具備USB1.1 host,就必須外加一顆USB1.1 Host的芯片(Cypress或TransDimension提供這類芯片)。

      如果機頂盒具備了USB2.0的主機功能,則不僅可用于線纜調制解調器的連接,還可以用來作為硬盤的接口,更方便設計DVR(數字錄像機),也可以與個人計算機以Host-Host聯機,不過位于驅動程序的軟件堆棧以及硬盤檔案管理程序仍需開發。

      IP Box上網盒回傳電路

      中華電信近來推出MOD(多媒體點播)多媒體隨選信息給ADSL用戶,目前傳送的數據壓縮格式是MPEG2,結果在壓縮比不大以及頻寬有限的情況下,目前可以提供的服務受到局限,未來系統端MPEG-4編碼設置完成,再加上MPEG-4譯碼芯片普及之后,便可由網絡上付費下載標準畫面甚至高分辨率的影片,這將對整個DVD影片銷售及出租的商業模式,將會產生巨大的結構性影響,讓全球IP Box的年需求量達到千萬臺等級。

      IP Box僅需使用一個以太網絡收發器芯片便可以接上ADSL,如圖4所示,也可將ADSL內建在 IP Box之內。不過,TCP/IP的軟件堆棧必須向相關已開發業者簽約取得,否則就得自行開發。

      詳解機頂盒回傳電路

      DMA傳輸電路

      DMA(數據媒體適配器)和DMR(數據媒體接收器)搭配可以接收網際網絡資料,也可以用來作為家用消費電子,如CD、DVD模擬/數字信號的傳送設備。而DMA和DMR之間就是利用無線網卡,或者是用內建的WiFi無線網絡芯片組來構建無線傳輸。802.11b標準是在2.4GHz載波上以11Mbps的速率傳送資料,這樣的頻率足夠傳送MPEG2標準分辨率的視頻壓縮資料,但是未來提升到高分辨率時則不夠,必須使用802.11a/g,如圖5所示。

      詳解機頂盒回傳電路

      隨著數字電視開播在即,機頂盒的應用也將日漸普及。在開發此類產品時,只需做一些設計改變,就能讓機頂盒具備互動功能,讓它具備更吸引人的特性,從而加速在市場上的推廣速度。

       

      作者:中電網 合作媒體:中電網 編輯:顧北

       

       

       
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