高清、PVR及交互式应用驱动机顶盒技术发展

有线机顶盒向两极发展

    市场调研公司IMS Research于年初宣布，全球数字机顶盒2004年总销量为5,080万台，预计2009年将达到9,030万台。数字电视机顶盒总的前景普遍看好，然而具体到国内而言，目前国内机顶盒开发商仍然以卫星机顶盒为主，有线机顶盒仍未走向普及应用。据CCID数据显示，2004年中国有线数字电视用户规模仅68.2万。

    纵观整个数字机顶盒行业：有线机顶盒前景广阔，但近期的表现令人失望；卫星机顶盒出口总量较大，国内市场有限；新近成为业界热点的IP 机顶盒似有后来居上之势。同时，有线、卫星和IP机顶盒发展存在很大的变数，包括产品功能定义、传输标准、信源编码标准、中间件选择、业务发展模式等，新的半导体方案也不断推陈出新...。整个机顶盒行业存在很大的动态发展特点和不确定性，把握产品发展趋势和行业发展动态关系到中国机顶盒厂商的发展。本次机顶盒专题报道中，我们特别采访了意法半导体(ST)、科胜讯、Broadcom、中芯联合、杭州国芯等国内外机顶盒方案供应商的几位技术专家，他们从不同的角度共同解读机顶盒行业的发展现状和未来趋势，为中国机顶盒开发商的未来发展把脉。

    有线机顶盒已从最初单纯的数字电视信号接收向包括HTML浏览器和条件接收等更多的功能特性转变。然而，由于业务发展模式和整个机顶盒产业现状的制约，目前国内机顶盒产品在功能开发、业务提供等方面落后于国外，但总体上具有分别向入门级和高端多功能特性发展的两极化趋势。一方面，政府推动的整体平移将极大地促进入门级机顶盒发展，此类产品具有基本的接收、电子节目指南(EPG)，部分还具有条件接收功能，整机成本在500元以内。另一方面，有线运营商从业务发展和利润上考虑，希望采用更多具有增值业务的机顶盒产品。意法半导体公司多媒体事业部机顶盒业务中国区市场经理叶菁华表示，从运营商角度来讲，他们希望采用高端方案，低端方案缺乏市场机会。

图1：机顶盒正从简单的数字电视接收功能向更高端的应用发展

    就高端机顶盒的发展来看，功能集成是主流趋势，包括个人视频录像(PVR)、多调谐器这样的基于硬件的功能集成以及基于中间件和应用软件的增值业务开发。科胜讯公司宽带媒体处理业务副总裁Jeff Crosby表示，机顶盒正在从仅能收看电视的低端产品向多功能方向快速发展，而推动因素是HDTV和PVR。PVR功能在国外应用较多，然而由于需要采用大容量硬盘存储器和双前端设计及高性能的系统方案而导致整机成本较高，另外节目源有限也是主要制约因素。

1. 高端应用方案

    支持高清数字电视接收功能将是未来高端有线机顶盒的基本要求。目前高清机顶盒的主要市场在美国与澳洲，中国厂商以针对这些市场出口为主，高清机顶盒在中国还未启动，其发展前景有赖于高清电视在中国的普及以及高清节目源的丰富。目前，科胜讯、ST等主流方案提供商已经有完整的高清系统方案，此类方案通常具有强大的处理能力和系统扩展能力。以ST新推出的STi7100为例，该芯片采用软硬件一体化视频解码体系结构，支持系统现场可升级，并支持未来的新标准。

    为了让用户可在已有的低成本机顶盒上轻松增添新的外设，从而获得新的附加功能，机顶盒需要具备USB物理接口，以外接硬盘实现PVR功能，或者与数码相机、存储卡连接，实现照片浏览和打印等。据ST公司的叶菁华介绍，目前杭州的机顶盒开发商已有这方面的要求，而ST的最新方案几乎都支持USB接口，如ST针对未来几年中高端有线机顶盒的主流方案STi5100。不过，ST支持PVR功能的高清机顶盒方案采用了串行ATA(SATA)接口，主要因为串行ATA数据传输速度高，第一代串行ATA的传输速度已达150MBps，而第二代、第三代串行ATA速度将分别达到300MBps和600MBps。Broadcom公司的最新机顶盒方案中也集成了串行ATA接口。

    针对基于中间件的高端机顶盒开发，一些方案为了满足系统处理速度及低功耗要求提供了支持DDR的存储器接口，如STi5510。机顶盒通常需要长时间处于开机状态和待机状态，低功耗也是新方案上的关注点。

2. PVR功能集成

    科胜讯公司的Crosby认为，机顶盒与DVD相结合的趋势并不明显，他认为主要因素是因为目前正在向HDTV过渡，而且HD-DVD和蓝光标准之间的竞争还不明朗。此外，用户的消费习惯也是进行这种产品开发决策的重要考虑因素。事实上，部分开发商此前推出的像TV+DVD的产品并没有得到用户的响应，而PVR功能集成已经成为主流方案提供商的共识。

    尽管目前在国内机顶盒+PVR并没有得到开发商的关注，但在欧美地区机顶盒+PVR已成为标清和高清电视广播应用中一个增长很快的市场。据In-Stat/MDR调查显示，2004年美国市场售出的有线数字机顶盒中，每五台机顶盒就有一台具有PVR功能。Broadcom公司机顶盒产品高级行销经理Nicholas Dunn认为，很明显机顶盒正在向具有PVR功能的趋势发展，PVR功能可为用户提供真正的节目收看和节目录制体验，Broadcom为此推出了可支持DVR的系列双解码解决方案。这样的方案通常要求CPU处理能力强大、支持多通道解码以及先进的接口功能，同时，由于需要采用双调谐器，需要增加整机成本和改变前端设计。

3. 增值业务开发

    目前，市面上绝大多数机顶盒只具备简单的单向接收功能，如果搭配适当的双向电路，这些机顶盒就可成为具备回传功能的交互式机顶盒。机顶盒可以采用电话线、以太网或有线电缆等三种不同介质进行回传，其中电话线回传最易实现，且成本最低，因此现有的交互式机顶盒大部分是基于这种回传方式，但其缺点是速度慢，用户体验差。而以太网回传速度快，还可以通过互联网来提供视频点播和上网等交互式应用，不过要实现这种回传需要在机顶盒中添加以太网卡，这大幅增加了整机成本，而且其应用也受到以太网部署情况的限制。有线电缆回传可以实现快捷、方便的交互式操作，但它要求有线电视网的运营商将目前单向传输的网络改造成双向网络，而这需要投入大量的财力和时间。据ST的叶菁华介绍，目前杭州开发商的最新要求是增加以太网口，因为杭州已实现宽带网络改造，要求用以太网做回传途径。

    有线电视运营商要扩展业务，在机顶盒上真正实现一些互动型的或很有趣的功能，则还要依靠中间件来实现。目前国内主要还是靠单一的浏览器(browser)来实现电子政务等服务。ST的叶菁华说，ST的客户基本都在用HTML浏览器，浏览器主要由第三方提供，如iPanel HTML浏览器。在中间件应用方面，业内人士普遍看好MHP，因为它具有开放性以及广泛的应用和技术开发支持。但据悉，目前NDS的中间件已经在中央电视台小范围地应用。据叶菁华透露，ST已经有完整的硬件与MHP集成方案，这类方案主要针对欧洲市场，国内专门针对出口市场的集成MHP方案也已在研发中。STiQAM5105是ST针对国内有线机顶盒市场的高清方案，用于替代以前的5516，据称它可支持国内所有的中间件及CA系统。

卫星机顶盒多种标准共存

    据In-Stat/MD预测，由于卫星付费电视用户的增长，再综合其它几项驱动因素，如北美每个家庭所拥有机顶盒数量的增长、欧洲条件接收系统变化而产生的换机需求、印度开展新兴服务以及FTA卫星接收机持续增长的需求等，全球卫星机顶盒市场将在2008年达到7,100万台的规模。据悉，美国两大卫星电视运营商将在2005年下半年开展高清H.264视频广播业务，而美国现在大概有3,000万台卫星机顶盒需要升级到可接收H.264视频。

图2：2003-2009全球数字机顶盒出货比例(%)

IP机顶盒成热点

    Broadcom公司的Dunn介绍说，为了获得高清晰度，欧洲地区正在考虑采用DVB-S2和MPEG-4 AVC/H.264等新的卫星广播及编码标准。为此，Broadcom公司已推出一系列高清晰度AVC解决方案，并将在今年晚些时候推出下一代单芯片解决方案，其中将集成硅调谐器和QPSK/8PSK解调器等。ST的STB0899解码器则同时支持最新的DVB-S2标准和DVB-S标准，其硅调谐器如STB6100，也符合最新的DVB-S2卫星广播标准，它向后兼容现有的DVB-S广播标准，并可用于DVB-S2预置接收机中。

    IDC研究报告认为，下一代的机顶盒可能需要更多的调谐器以满足迅速的信号探测、调谐和转换要求，多调谐器设计将成为必然的趋势。当前的先进硅调谐器为这种设计提供了极大的灵活性和便利性。日前全球领先的卫星机顶盒制造商英国Pace公司就推出了一个双MPEG-2解码器和双卫星调谐器的卫星机顶盒，用户可以同时在两台电视机上观看两套不同的电视节目，也可以在看电视的同时录制其它频道的节目。杭州国芯科技公司技术副总裁张明认为，未来卫星机顶盒的多调谐器设计趋势明显，该公司设计的卫星解调芯片GX1101就采用了独特的转换电路，可以满足多调谐器设计下TS流串行接口设计的灵活性。