有线数字电视讲座第四讲-有线数字电视机顶盒-1

第二，CADTV - STB 使电视观众不借助昂贵而难 于使用的计算机就能方便地上网，使普通模拟电视也 能像网络电视一样享受交互电视和数据业务的服务。
这不但扩展了现有电视机的功能，而且也将在广 大有 线 电 视 观 众 中 推 广 和 使 用 Internet 技 术，促 进 CATV 系统数字化的改造。 1 上网 STB
①解调模式
像专家组）传输流的串行或并行数据。
它使解调器定位到某一个特定的频率段上，以便
CA（ Conditional Access：条件接收）在 STB 中有两 能够获取一个传输流上的数据。
类不同的应用方式：一是通过独立的 CA 通用接口模
②频道搜寻模式
块，处理安全和加扰信息，送出解扰的 TS 流（ MPEG -
数字地面广播中所存在的多径接收、邻频干扰等
问题。
图 1 CADTV - STB 框图
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冯传岗等：第四讲 有线数字电视的机顶盒（1）
《 中国有线电视》2004 年第 19 / 20 期
输入是数字信道时，一路经 RF 环通直接输出；另一路 控制单元来控制。
经调谐模块接收 RF 信号并下变频为中频信号，然后
所谓 STB，广义上指凡是与电视机连接的网络终 端设备都可称为 STB。从 CATV 早期的模拟增补频道 变换器、模拟频道解扰器，到将电话与 CATV 联系在一 起的上网连接器、IRD（ Integrated Receiver Decoder：综 合解码接收机）、地面数字电视 STB、CADTV - STB 以 及目前 CATV 系统中常用的 CM（ Cable Modem：电缆调 制解调器）等等，都可统称为 STB。
CADTV - STB 是集数字压缩技术、电视技术、网络 通信技术、CM 技术、多媒体技术、计算机技术的多学
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科、多领域交叉融合的产物。它集中反映了多媒体、计 算机和通信技术的发展水平。其关键技术是中间件和 CM，主要功能有两点：
第一，CADTV - STB 是一种将数字电视信号转换 成模拟电视信号的变换设备，与常规彩色电视机配合， 可接收高质量电视节目；具有 HDTV（ High Definition Television：高清晰度电视）解码能力的 STB 与高清晰 度显示器结合，能接收 HDTV 节目。
模块的解复用模块中包含一个解扰器，可在传输流层
和 PES 层对加扰的数据进行解扰，输出已解扰的 PES。
视频 PES 送入视频解码模块，取出 MPEG 视频数
据，并对 MPEG 视频数据进行解码，然后输出到 PAL /
NTSC 编码器，编码成模拟电视信号。
音频 PES 送入音频解码模块，取出 MPEG 音频数 据，并对 MPEG 音频数据进行解码，输出 PCM（ 脉冲编 码调制）音频数据到 PCM 解码器，PCM 解码器输出立 体声模拟音频信号。在 STB 主控制单元控制下，将图 像、声音、图形转换成模拟音视频信号输出。
成解扰功能。
制）等数据。
解复用模块接收 MPEG 传输流，从中抽出一个节
调谐器原理如图 2 所示，它接收来自 CATV 的一个
目的 PES（ Paketized Elementary Stream：打包基本流）数 频道 8 MHz 带宽信号。数字调谐器通常采用两级变频
据，包括视频 PES、音频 PES 以及数据 PES。内嵌 CA 工作方式，第一级中频为 38 MHz，第二级中频为 7 MHz。
微软的“ 维纳斯”计划在推出 Windows CE 的 同 时，捆绑了一个 STB 硬件平台。它利用电话网络作为 传输介质，利用电视机作为显示平台，实现 Internet 接 入功能。因此，可以将其看成是一种非 PC 类的互联 网接入设备。随着 Internet 的不断发展，互联网接入 设备的前景非常看好，但这种 STB 占用了用户家中几 乎所有的网络资源（ 电话线和电视机），却只能实现上 网功能，对用户来说得不偿失。这种 STB 不论是硬件 还是软件，均不支持视频应用，因此，其发展潜力不大。 2 卫星数字电视 STB
二 数字电视 STB 工作原理
1 数字电视 STB 原理概述 数字电视 STB 的基本功能是接收数字电视广播
节目，如图 1 所示。图 1 中，RF（ 射频）信号通过调谐， 选择多个 8 MHz 输入信道中可利用的一个信道。当
由于在较短的时期内，DTV 和 SDTV 不可能
降到现有模拟电视接收机的价位，因此还必须通
《 中国有线电视》2004（19 / 20） CHINA CABLE TELEVISION
·实用连载·
有线数字电视讲座
第四讲 有线数字电视的机顶盒（1）
□冯传岗，宋 茜
（ 泰州市广播电视局，江苏 泰州 225321）
中图分类号：TN949. 197 文献标识码：E 文章编号：1007 - 7022（2004）19 - 0142 - 05
（1）解调模块的主要功能
进行 A / D（ Analogue to Digital：模拟 / 数字）转换成为数
调制设备模块的功能是操作一个解调器，它有解
字信号，再送入信道解调模块进行载波解调和信道解 调和频道搜寻两个模式。
码，输出 MPEG（ Motion Pictures Expert Group：运动图
《 中国有线电视》2004 年第 19 / 20 期
冯传岗等：第四讲 有线数字电视的机顶盒（1）
卫星数字电视 STB 又称为 IRD，用来接收数字卫
在模拟电视广播系统中，多径接收会造成图像重
星广播节目。该类 STB 在几年前就已商业化，有专业 影，在数字电视广播系统中，某些特定相位的多径信号
的 IRD，也有个人用的 IRD。人们收看的许多卫视节 可能因信号间相位叠加，导致接收失败。
它能够自动搜寻载波频段，查找频道，SR（ Symbol
2 传输码流）信息；另一类是嵌入 STB 内部的软件 CA Rate：返回符号率），BER（ Bit Error Rate：误码率），AGC
模块和 CA 智能卡，与 STB 内部软件系统协同工作，完 （ Aotomatic Gain Control：自动增益控制或自动功率控
STB 的交互接口模块根据不同的交互信道，可采 用电话线、以太网或电缆回传等方式进行交互回传。 2 RF 接口及调谐器 / 解调器
图 2 调谐器原理 由频道调谐参数经调谐器频率合成，控制前级带 通滤波和第一本振，使调谐器调谐到所需接收的频率， 第一次变频将输入在 110 ～ 862 MHz 范围的频率信号 向下变频为 38 MHz。第二变频则进一步降低载波频 率到 7 MHz，第二本振由数字信道解调器送出的相位 控制信号驱动，完成第二次变频。由调谐器载波中频 输出送到信道解调器。 （2）频道滤波和载波恢复 对 QAM（ Quadrature Amplitude Modulation：正交振 幅调制）载波恢复的原理图如图 3 所示，第一本振由 频道参数设定和频率合成完成，对设定频率的偏移在 第二本振回路进行补偿。对第二本振的控制来自解调 器的频率相位检测单元，在电路中包含频率环路和相 位锁定环路，频率环路提供大约 ± 100 kHz 的频率引
目前，世界上数字电视地面广播标准有 3 种： （1）DVB（ Digital Video Broadcasting：数字视频广 播制［ 欧洲］），DVB 的接收设备称为 SDTV（ 标准清晰 度电视）。 （2）ATSC（ 高级电视制式委员会［ 美国］），ATSC
互正交的载波。通过设置这些载波的保护间隔和边带 能量的位置，使某一特定载波在邻近频道上的能量为 零，从而提供较好的邻频抑制能力。 4 CADTV（ 有线数字电视）STB
STB 也接收数字电视的 S（I Service Informatiom：业 务信息）和其他数据，经主控制单元处理、控制业务或 节目接收，提供数据信息输出和屏幕显示。
某些具备接收模拟电视信号的 STB，将来自调谐 器的模拟电视中频信号进行模拟解码，产生 CCIR 601 格式的数字视频和 PCM 音频信号，送到 STB 数字音视 频输入接口，在主控制单元控制下，混合图形界面，经 模拟音视频变换，从相应的端口输出。
（ 上接第 17 期）
一 综述
当今，CADTV（ Cable Digital Television，有 线 数 字 电视）系统中 STB（ Set-Top-Box：机顶盒）功能日益强 大，专家们认为：CADTV - STB 将会成为各种家用电器 的控制中心。就目前而言，全球大多数的 CATV 网络 公司正在专注经营相对简单的 STB 的电视购物商务， 这给商家带来丰厚的利润。
目前，全球的卫星数字电视 STB 基本采用 DVB C（ Digital Video Broadcasting-Cable：用于电缆的数字视 频广播制［ 欧洲］）欧洲标准，国内外都有成熟的商用 产品。 3 地面数字电视 STB
地面数字电视 STB 的功能与卫星数字 STB 类似， 所不同的只是传输介质由卫星信道变成了地面广播信 道。该类 STB 所使用的频率与 CATV 频率相同，但由 于这种无线空中信道比 CATV 的 HFC（ Hybrid Fiber Coaxial：混合光纤同轴电缆）网复杂得多，所以它的信 号传输技术与 CADTV - STB 也有较大差别。
狭义上指是能上 Interne（t 因特网）的 STB，目前有 两种：一种是利用电话网络作为传输平台，利用电视机 作为显示平台，实现 Internet 接入功能的设备，可以将 其看成是一种非计算机类的 Internet 接入设备。另一 种是利用 CATV 网络作为传输平台，利用电视机作为 显示平 台 的 CADTV - STB，用 于 全 电 缆 网 络 或 HFC （ Hybrid Fiber Coaxial：混合光纤同轴电缆）网络。
内的有效辐射功率必须低于模拟电视广播的有效辐射
该类 STB 的主要功能是接收数字电视广播，同时 功率，并且应保持频谱功率密度恒定。