不斷翻新的IP STB互動服務

　　通過電視系統可以提供的互動數字內容服務包括電視點播(VoD)、數字視頻記錄(Digital Video Recorder , DVR)、電子節目指南(Electronic Program Guide, EPG)、電視商務(television commerce, t-commerce)、訊息服務、音樂、游戲、IP電話、網絡網關器和網頁瀏覽等等，而且還不斷有新的服務在推陳出新。

　　由于提供這些功能的難易程度不同，同樣是IP STB還可以再分為簡單型和進階式兩大類。簡單型是強調成本效益的入門級設備，主要是能提供基本的廣播電視服務、VoD、EPG和網絡瀏覽等功能;進階型則定位為全功能的媒體中心，這類產品往往在STB中置入硬盤(HDD)，讓STB有足夠的儲存容量錄制節目，進而能提供DVD播放和錄像、PVR和個人多媒體儲存功能，不僅如此，這類設備還可能具有家庭網絡的連接端口，讓STB進一步成為家用網關器(Residential Gateway)。

　　圖1　IP STB的功能定位示意圖

　　IP STB的系統架構

　　IP STB通過IP的連結即可傳送交互式、個人化的視頻內容到今日的電視上頭，為了提供安全、高品質的內容，一個IP STB必需要建置一個彈性的平臺，才能支持符合產業標準的資料傳送和網絡協議。

　　以IP STB的系統架構來說，包含三個獨立的子系統：TV單元、條件存取(conditional access, CA)單元和PC單元。TV子系統由調變器(tuner)和影像譯碼器組成，它們用來處理數字串流信息;CA子系統讓服務商具有控制能力，能夠知道收視戶在何時收看什么節目;PC子系統多半是模塊式的設計，也就是說STB的設計者可以依其需求而增加或減少這個系統中的組件，由于IP STB的目標是要提供網際網絡的服務功能，它的PC系統方面就得提供TCP/IP的堆棧協議，并具有更佳的儲存方案。

　　在IP STB處理器架構的設計上，通常采用DSP和另一塊通用處理器(General Purpose Processor , GPP)的雙核架構，其中DSP主要用于視頻及音訊上的譯碼處理，目前多采用可程序化的DSP，以滿足定制化上的彈性需求;GPP則用來處理從各種接口來的控制及運算需求，這些接口包括硬盤總線接口、以太網及GPIO等有線接口，以及無線接口等，請參考圖2。

　　圖2　IP STB的處理器核心架構

　　以Broadcom的BCM7318系統單芯片為例，它具有MPEG-2影音譯碼功能、32位MIPS微處理器(266MHz)、10/100Mbps以太網絡控制器和USB 2.0主控制器。在這個架構下，這塊譯碼芯片可以處理從以太網、外接硬盤，以及從線纜、電話線、衛星或數字地面網絡接口模塊等特定外接接口來的串流內容。

　　IP STB的系統規劃

　　對于STB來說，如何以現有的頻寬提供高品質的影音內容是一個重點，而這個解決方案已浮出水面，也就是從現有的MPEG-2格式轉向新的高階影像壓縮技術，也就是H.264或微軟的VC-1格式。

　　以今日的MPEG-2格式來說，要服務商提供多頻道的視頻節目是不可能的任務。在今日的環境下，每個收視戶能使用的頻寬通常都小于2Mbps，這還不足以順暢地傳送MPEG-2高容量多媒體信息。不過，若采用ISO編碼標準H.264壓縮技術(又稱為MPEG-4 part10/AVC)，那就可以在1Mbps的頻寬下傳送極佳的數字串流影像，這對于標準型電視(SDTV)節目的播放是不成問題的。如此一來，電信服務商就能以現有的網絡架構來為用戶提供數字廣播服務了。

　　市場調查公司ABI Research最近發表的一份研究報告即指出，目前約有30%的IP-STB支持H.264和VC-1。由于廠商已陸續推出H.264的高階視頻譯碼器硬件芯片方案，這將能提高IP STB在建置上的成本效益，ABI指出，這種高階視頻譯碼器將成為IP-STB的標準配備，預計到2008年時，它將進入幾乎所有的機頂盒中。在此情況下，也將帶動系統業者對IP STB的采用意愿。

　　采用高階視頻譯碼器的IP STB，提供支持高品質H.264/ MPEG-4 AVC影像譯碼能力，它能提供高畫質(high definition, HD)和標準畫質(standard definition, SD)的視頻服務;此外，在聲音的譯碼上，這個譯碼器也得支持最新的多種音訊標準，包括MPEG-4 高效率AAC (AAC+)、MPEG-4 AAC (ACC-LC)、Dolby Digital Plus (Enhanced AC3)、Dolby Digital (AC3)、MPEG-1 Layer I, II, III (MP3)，和PCM (pulse code modulation)等，才能滿足今日多元的音訊處理環境。

　　除了視頻服務外，高階IP STB也要求支持更多的功能，例如采用包含硬件繪圖加速器的2D圖形引擎，它可以支持高階的繪圖功能，也可以提升軟件式的電子節目指南與IPTV的互動服務，進而具有產品的差異性。此外，加入硬盤的IP STB，再配合軟件上的設計，就能提供包括個人觀看(viewing)和排程(scheduling)、視頻和資料推播、隨選視頻等新的服務。

　　結語

　　服務商和市場用戶對功能的需求，正不斷推動IP STB的向前發展。以服務商的角度來說，他們希望在最小的投資費用下，以及更彈性及便利的系統開發環境中，引進確實能創造收入的新服務。在這些服務中，以多媒體和娛樂導向的新應用最受到重視，而為了保證有版權的內容能受到保護，不致于被非法散布，IP STB的開發上也不能忽視在數字版權管理(DRM)上的議題。

　　此外，如何提供容易升級的IP STB設備，也成了開發者的共同需求。未來IP STB的開發得滿足定制化的需求，同時遵循可靠和成熟的產業規范，以加速設計時程及降低開發成本。一些國際組織的出面協調制定共通規范，對于STB的廣泛應用有很大的幫助。目前有兩個代表性的標準推動組織，一是歐洲的ECCA(European Cable Communications Association)和美國為主的CableLabs，分別已推出多項STB的參考設計規范。

　　IP STB將會整合更多的功能，例如調制解調器、硬盤、MP3和DVD播放機，甚至是家庭網絡的功能，若要播放高畫質視頻內容，那就需要比標準視頻高出4~6倍的頻寬，還得采用更高效能的譯碼技術，如以H.264或VC-1取代今日的MPEG-2。

　　然而，除了終端用戶的IP STB外，還需要有系統端的完整傳輸環境及相關設備技術，例如VOD后臺的整合技術、EPG的伺服/終端間中介軟件支持，和DVR引擎技術，才能提供端對端(end-to-end)的IP應用服務(請參考圖3)。不過，IP STB在新功能和新服務上的技術改變，仍是推動產業持續進步的一大動力。

　　圖3　STB在整體網絡環境中之定位