交互式机顶盒的回传电路设计研究

随着全球数字电视节目开播日程表日渐逼近，机顶盒的热门程度也随之升高。目前，市面上大多数机顶盒均为单向接收功能，但只要搭配适当的双向电路，让这些盒子具备回传功能，便能成为交互式产品，可用来处理用户发出的指令。由于可作为双向电路的种类很多，所以本文将以机顶盒分类来介绍其可能的搭配方式。

数字电视地面广播(DVB-T)和有线电视(DVB-C)机顶盒是数字电视发展的过渡产品，其功能特性对数字电视技术应用至关重要，其中回传功能对开展双向业务必不可少。目前，机顶盒回传功能具有不同的实现方实，本文将阐述不同机顶盒产品及其周边组件所组成的回传电路。

DVB-T回传电路

目前台湾地区已开播数字电视，随着雅典奥运热潮，有越来越多的使用者购买地面广播(DVB-T)机顶盒，也有消费者选择购买车用机顶盒，但这两种产品目前都只能收看单向电视广播，与此同时，国内已经着手在电视广播架构上装载MHP(多媒体家庭平台)，作为互动电视的发展平台。从回传路径来看，家用机顶盒接上调制解调器，车用机顶盒接上GPRS模块是合理的发展趋势。

调制解调器

目前的机顶盒大多数是单向接收数字电视广播，并未具备回传电路，未来接上调制解调器便可以与系统头端形成双向互动，接收多媒体内容。一般来说，互动其实只有传送简单的几个使用者指令回到系统端，家用机顶盒可以利用最普及的电话线路，然后接上调制解调器便可形成回传电路。

一般的STB芯片本身可以执行调制解调器控制功能，并不需要外接另一个微控制器。ST的STB芯片即提供了外部存储器接口(EMI) 总线，可以连接调制解调器DSP(如Agere的DP2x系列)，然后再接上电话线的编解码器(如Agere的CSP1034)，便可以完成回传电路(如图1所示)。调制解调器的驱动程序也都开发完成，可支持不同的模式。主要的调制解调器模式有表中所示的三种。



GPRS模块

车用机顶盒也可以设计为交互式机顶盒，但是必需使用移动式调制解调器，而GPRS模块目前很容易获得，实际大小也只有4.3×2.9公分，虽然传输速率只有9,600/14,400bps，但已足够应用于回传信息。预计未来GPRS模块的价格持续下调之后，甚至可以内建在家用机顶盒中。如果每部家用机顶盒都有内建GPRS模块，可以方便系统业者或电视台对收视户的管理，进行收视率调查之类的双向应用。连接方式只要使用串行端口即可，硬件设计也相当容易(见图2)，不过制造商必须自行开发驱动程序及应用软件，目前已经有电信系统业者注意到这个商机，并投入相关的软件研发。



DVB-C STB回传电路

虽然目前台湾地区开播数字电视推动了地面广播机顶盒热潮，但不可忽视的是，模拟有线电视收视户仍占多数，因此，有线电视(DVB-C)机顶盒将成为由模拟迈向数字电视的重要过渡产品。此外，数字有线电视也很最容易推出付费节目以及随选信息服务，所以DVB-C朝双向互动发展将是必然的趋势。以回传路径来看，DVB-C机顶盒可由PTSN调制解调器连接电话线，但是电话线路并不见得都能随着有线电缆分布到各个房间，所以如果能使用线缆调制解调器则是最有效率的解决方案。自1999年以来，开始有系统业者提供线缆调制解调器作为收视户的回传电路。

目前的线缆调制解调器有几种标准，包括IEEE定义的IEEE802.14协议、DAVIC (数字音视频委员会)定义的DAVIC协议，以及MCNS(多媒体线缆网络系统)定义的DOCSIS和Euro-DOCSIS协议。

DOCSIS即基于线缆系统的数据接口规范的缩写，主要是用来规范美国的线缆调制解调器，以确保双向通讯速度和品质，这个规范其实原来是个人计算机使用者利用线缆调制解调器高速连接网际网络的标准，但目前则可以作为交互式DVB-C的回传电路标准。下行数据是使用6MHz的频道以64-QAM或256-QAM，ITU-J83 Annex B FEC。上行数据则是以VHF(5~42MHz)频带使用QPSK或16-QAM的调制，传送IP的互动数据。

Euro-DOCSIS则是为了兼容于欧洲8MHz频率频道所衍生的标准。下行数据是依循DVB-C标准ETS300 429/ITU-J83 Annex A FEC。下行数据位速率为2MBps，上行数据使用QPSK或16-QAM调制，其VHF频带则延伸到5~65MHz，有多出来的频宽容纳回传频道。

由于线缆调制解调器均具备USB接口可以和计算机连接，所以只要机顶盒具备USB接口也就可以接上线缆调制解调器。在此我们将USB接口分为几大类来介绍，从技术难度的层面来看，分别是USB1.1 peripheral level(外设层面)、USB1.1 host(主机)、USB2.0 host。

　USB是用来取代传统的RS232串行接口和IEEE1284并行接口。自1997年问世已有好几年，对于PC相关应用来说已是成熟的技术。 USB1.1的传输速率是12Mb/sec，USB2.0则高达480Mb/sec，而且分成Host level，Hub以及Peripheral。