引言

在三網融合的背景下，智能數字機頂盒得到了快速的發(fā)展，隨著業(yè)務多樣化的增長，功能越來越復雜，技術集成度越來越高，且新產品更新換代的速度也在加快，推動家庭進入智能時代。

三網融合的發(fā)展需要云計算的支持，云計算正在成為三網融合的關鍵技術。云計算可以實現不同設備間的數據交換和應用共享，具有跨設備平臺業(yè)務推廣的優(yōu)勢，此功能對未來推展三網融合提供保障，利用云計算可為用戶提供高速計算、存儲空間、軟件功能和信息服務等，為未來三網融合構筑穩(wěn)定而高效的平臺環(huán)境。在三網融合的終端，云計算機頂盒利用云平臺強大的后臺運算提供優(yōu)質、便捷、安全的服務。

1基于云計算實現三網融合的分析

云計算通過互聯網進行強大的數據處理和海量存儲并形成全球的數據中心或超級的計算機群，終端用戶利用云平臺簡便自由訪問網絡共享數據，快捷交互傳輸信息，無需投入過多的設備就能觀看云視頻，實現寬帶，享受云服務。

1.1云技術平臺可以解決三網融合所面臨的瓶頸問題

云計算將成三網融合核心技術，利用云技術平臺可以解決三網融合所面臨的瓶頸問題。

首先，解決三網標準不統(tǒng)一的問題。實現三網融合要有統(tǒng)一的共同認可的通信協議技術標準，才能完成信息相互傳遞和安全作用，在此之前企業(yè)各自有自己的協議標準，三種網絡結構都不盡相同，為了市場抗爭在技術上還各自保密，沒有一個相互交換資源的平臺。要完成三網融合必須尋求共同認可的網絡結構技術標準和通信標準，云計算平臺基于IP地址TCP/IP協議標準，IP協議是三網可以易于接納的通信協議。IP技術的普遍使用，滿足了許多種物理介質與多樣的應用需求之間建立簡單而統(tǒng)一的映射需求，集成各種數據，綜合多種軟硬件環(huán)境及統(tǒng)一多種通信協議，對網絡資源綜合、合理調度和管理，實現點對點、點對多點的互動，使得各種以IP為基礎的業(yè)務能在不同的網絡上實現互通。云計算為三網創(chuàng)建了融合平臺，通過云計算平臺可以建起三家運營企業(yè)共享互通的協議

平臺，實現用戶對三家資源的共享。

其次，解決網絡安全問題。三網融合使用的是統(tǒng)一的TCP/IP協議，但由于TCP/IP協議是開放的互聯網協議，其安全性無法得到保障，TCP/IP協議面對的安全問題主要有網絡木馬病毒、黑客對服務器的攻擊、郵件等機密信息被盜取，所以在三網融合后協議本身的安全性缺陷就會體現在融合后的三網中，再從一網擴散到了三網，增加了三網融合后的安全風險。相對于傳統(tǒng)的信息安全技術來說，云計算的引入能極大地提升安全系統(tǒng)對病毒形式的收集能力，減少威脅侵襲的時間，而云計算在安全領域的應用大大促進了傳統(tǒng)信息安全行業(yè)的變革。實際上網絡是一個公共設施，和其他所有公共設施一樣，肯定會面臨各種風險，然而云平臺這張大網絡匯集了互聯網領域大量的優(yōu)秀人才，用戶所享受的服務是由專業(yè)團隊提供的，有了云平臺的強大的后盾，就能最大限度地規(guī)避這些風險。

再次，解決了終端技術研發(fā)重復投入的問題。云計算的絕大部分運算都在“云”的服務器群上，所有的功能模塊集成、軟件升級，全部在“云端”由專門的服務器組完成了。終端的性能提高跟“云”服務器的運算沒太大關系。云計算的超強計算能力可將終端設備的部分功能前移，從而可以將終端的設備要求降至最低，而服務器群的投資也無需用戶承擔。在云計算服務中，用戶不必擔心低價機頂盒的運算能力，機頂盒只承擔信息輸入和結果顯示的功能，而所有的運算過程，都在“云”的服務器群中去完成。另外，終端機頂盒不再需要不停地更新換代、不需要集成大量的模塊，因此大大降低了終端的成本投入，同時云計算不需要安裝客戶端的軟件，直接通過“云”的高性能服務器群的運算，把結果直接傳輸到機頂盒終端，以減少用戶在終端上的正版軟件授權投入。

另外，利用云平臺可以解決好利益劃分的問題。目前，廣電、互聯網、電信三網分屬三個不同領域，由三大部門分管，三網融合必然面臨利益集團邊界劃分中的管轄權力和利益分配原則問題，尤其是系統(tǒng)運營商與內容及增值服務商之間的利益分配原則，處理不當可能出現三網之間的惡意競爭。強大云的后臺運算只需廣電、互聯網、電信三網提供內容和服務，由用戶從滿意程度方面選擇其中一個優(yōu)質網絡為其服務，因此，三大網絡之間可通過自身雄厚的資金和技術優(yōu)勢建立自己的云平臺，通過資源整合拓展其他兩方的市場，推出各自在相應領域的產品，通過云計算的彈性的收費標準，吸引消費者，可避免三者由于利益最大化采取低價策略進行不正當的競爭，最終損害的還是消費者的利益。

1.2云計算是未來三網融合關鍵技術

云計算將成三網融合核心技術，云計算通過互聯網進行強大的數據處理和海量存儲并形成全球的數據中心或超級的計算機群終端，用戶利用云平臺簡便自由訪問網絡共享數據,快捷交互傳輸信息，無需投入過多的設備就能觀看云視頻,實現寬帶，享受云服務叫另外，由于云計算的技術特性適應了未來互聯網和數據網絡的發(fā)展趨勢，以及大大降低了成本和能耗，因此得到了世界上很多大型企業(yè)的支持。

云計算技術的快速發(fā)展給三網融合提供了更為寬廣的空間，強大的后臺運算使得應用資源更為豐富與優(yōu)質，而終端的設備需求越來越弱，甚至簡化成一個單純的輸入輸出設備。三網融合由對技術要求的融合轉向了業(yè)務市場行業(yè)、經濟、管制、政策等方面的高級融合。隨著用戶多樣化的需求和技術的發(fā)展，三網融合將向著多網融合的方向發(fā)展，如物聯網、航空票網、車聯網等都將加入多網融合中，云計算的技術能滿足三網融合對其他網絡的向上兼容，云計算平臺優(yōu)勢不僅是節(jié)約硬件成本，同時也縮短了網絡的更新周期。有了云計算機技術平臺，三網將高速平穩(wěn)地實現真正意義上的融合。

2云計算構建三網融合系統(tǒng)平臺的研究

電信、廣信和互聯網等根據統(tǒng)一的通信協議和技術標準進入云計算平臺進行數據交換和信息的交互傳輸，云計算構建的三網融合系統(tǒng)平臺如圖1所示，它由企業(yè)云子平臺、核心云平臺、智能機頂盒、智能云終端四個層面構成。

圖1  三網融合系統(tǒng)平臺

2.1私有云子平臺

由電信、廣信、互聯網以及目前迅速發(fā)展的物聯網等組成私有云子平臺，私有云子平臺的三網分別建立自己的云平臺,三家企業(yè)云相互不影響，各自為用戶提供內容不同優(yōu)質技術的網絡服務。獨立的私有云子平臺，三家企業(yè)在原有自身優(yōu)勢的基礎上，通過技術開發(fā)和資源整合來拓展其他兩家企業(yè)的業(yè)務市場，推出各自優(yōu)質服務和高端產品，由消費者來選擇享用哪一家企業(yè)提供的服務，避免不正當的競爭，用戶更能享受到優(yōu)質的服務。

2.2公共云平臺

公共云平臺通過建大型的計算機群，計算機分布在大量的分布式計算機上，從而使云計算發(fā)揮作用。在信息的處理和傳送過程中，三家企業(yè)各自存放好的綜合媒介資源，當用戶通過核心之平臺傳輸來的相應請求服務命令后，經過各自的云計算的處理后，將服務數據發(fā)送到公共云平臺中，等待用戶的服務請求或者向用戶發(fā)送已定制的服務套餐，用戶通過核心云計算任意訪問三家中的子平臺。電信、廣電、互聯網在接入用戶前需通過TCP/IP統(tǒng)一協議融合才能進行數據交換，如果無公共云平臺而是簡單的三網融合，可能造成云計算同時處理三方數據，因此帶來數據混亂和網絡擁塞崩潰的問題。基于核心云平臺的三網融合可以最大限度地改善CP/IP協議帶來的網絡安全風險，通過云計算強大的數據存儲能力和計算能力，有效地緩解網絡的擁塞和崩潰問題，提高網絡運行的穩(wěn)定特性。

2.3智能機頂盒

在核心云計算平臺的支撐下，機頂盒作為一個云端設備能夠提供強大的云服務，豐富了內容與業(yè)務。由于主要服務由云提供，降低了對機頂盒本身的能量要求，降低了機頂盒成本。

2.4智能云終端

智能云終端通過智能機頂盒在三網融合環(huán)境下，采用云計算、云存儲等技術，實現內容云應用、云服務和資源共享。在使用過程中，用戶需向云終端申辦業(yè)務，在接受請求后的云計算平臺構建計算機業(yè)務單元，業(yè)務單元包括存儲空間、CPU內存等虛擬硬件，根據用戶向三網中任一家網絡云子平臺，購買的產品不同，給用戶提供包括互聯網應用、電話通信、電視點播、視頻或者高清視頻點播服務。

3云技術BTS的應用

機頂盒的全稱叫做數字電視機頂盒，英文縮寫為STB（Set-TopBox）。傳統(tǒng)的機頂盒是將數字電視信號轉換成模擬信號的變換設備，它把經過數字化壓縮的圖像和聲音信號解碼還原成模擬信號送入普通的電視機。目前的數字電視機頂盒已成為一種嵌入式計算設備，具有完善的實時操作系統(tǒng)和強大的CPU計算能力，能協調控制機頂盒的各部分硬件設施，提供易操作的圖形用戶界面。隨著網絡技術的不斷提高,許多已提升為具有雙向功能的設備，通過機頂盒實現如因特網瀏覽、視頻點播、家庭電子商務、電話通信等多種服務。云智能數字機頂盒是未來三網融合的發(fā)展方向

3.1云智能數字電視機頂盒技術架構

云智能電視機頂盒將融合電視、手機、電腦的功能，它擁有強大的操作系統(tǒng)和全開放式的平臺，利用云平臺用戶可以自由選擇第三方服務商提供的軟件、游戲等，也可以自己動手開發(fā)相關應用，在電視平臺上進行安裝和卸載，從而豐富自己的電視功能。云智能電視機頂盒成為三網融合的最重要的載體之一，成為家庭的智能中心。云智能數字電視機頂盒技術架構如圖2所示。

3.1.1云數據層

云數據層把從公共云平臺傳輸過來的信源進行標準化處理，不論是手機、平板電腦還是網絡媒體需要有統(tǒng)一的技術架構和接口標準，云數據層完成了云（視頻云）與端（機頂盒）相結合，同時云數據層延續(xù)了手機和平板電腦的技術架構，從而使得數字電視軟硬件設計的標準化成為可能，構造安全可控的三網融合應用，通過接入強大的云服務，豐富了內容與業(yè)務應用，拓展了機頂盒智能化的使用范圍。

3.1.2硬件物理層

從結構上看，機頂盒一般由NIM前端接口模塊、信源解復用數據模塊、條件接收模塊、解碼與視音頻輸出模塊、嵌入式CPU與存儲接口模塊等幾大部分構成。NIM前端接口模塊具有信道解調和信道解碼功能，完成TS信源的數據傳送,這些數據包含視音頻和其他數據信息，是數字電視前端的網絡接口模塊。信源解復用數據模塊在數字電視的接收端執(zhí)行了系統(tǒng)層的解碼任務，是信源解碼的一個重要組件，提供了包括PID過濾、節(jié)過濾、PCR字段提取等解復用需完成的功能。解復用器能在數據包中選擇不同節(jié)目的音視頻流和數據流數據信息，送入視音頻解碼器和相應的解析軟件。條件接收模塊：有條件接收系統(tǒng)(CAS)是開展付費電視的核心技術，對音視頻信源實施解擾，通過智能卡識別用戶且具有記憶功能，保證合法用戶正常收看。CAS的組成包括用戶管理系統(tǒng)SMS、業(yè)務信息生成系統(tǒng)SIG、節(jié)目管理PMS/SI編輯系統(tǒng)、節(jié)目調度處理EIS、用戶授權管理系統(tǒng)SAS、條件接收CA等。解碼與視音頻輸出模塊：模擬信號數字化后，信息量激增，必須采用相應的數據壓縮標準。數字電視廣播采用MPEG—2視頻壓縮標準，適用多種清晰度圖像質量，經視頻編碼器和音頻D/A變換，能正確還原原始音、視頻數據，提供高質量圖像，并提供多聲道立體聲節(jié)目。嵌入式CPU與存儲接口模塊是嵌入式操作系統(tǒng)的運行平臺，也是數字電視機頂盒的心臟,在完成信道解碼以后，要解復用，使視頻、音頻和數據分離開,在CPU中集成32個以上可編程PID濾波器，其中兩個用于視頻和音頻濾波。它要和操作系統(tǒng)一起完成網絡管理、顯示管理、圖文電視解碼、數據解碼、有條件接收管理等功能。為了達到這些功能，必須在普通32?64位CPU上擴展許多新的功能，并不斷提高速度，以適應高速網絡、三維動漫和游戲的要求。

3.1.3軟件應用層

機頂盒作為一個客戶端系統(tǒng)，除了要具有良好的硬件平臺外，還需要配備不同的軟件系統(tǒng)，才能使其完成各種任務。機頂盒中的軟件可以分成三個主要的層:應用層、中間解釋層和驅動層，每一層都包含了諸多的程序或接口等。應用層可以分成駐留應用程序和可下載應用程序兩部分，不同的STB軟件設計理念使這兩個部分包含的應用程序也不盡相同，合理規(guī)劃這兩部分的組成將有助于提高STB的可靠性和相應時間。驅動層包括機頂盒硬件的驅動程序和API接口，它主要用于完成對硬件設備的操作。中間解釋層將STB的應用程序指令翻譯成CPU能識別的指令，從而通過驅動層去調動硬件設備完成相應的操作。該層包括嵌入式操作系統(tǒng)、中間件、CA駐留軟件等。中間件開放的業(yè)務平臺的特點在于產品的開發(fā)和產生業(yè)務平臺，開放的業(yè)務平臺為每個環(huán)節(jié)提供獨立的運行模式，每個環(huán)節(jié)擁有自身的利潤，能產生多個供應商。

現在機頂盒芯片的技術水平，機頂盒芯片均可以支持Android智能操作系統(tǒng)，它除了傳統(tǒng)的電視機頂盒功能外，還能讓電視機實現網頁瀏覽、視頻電影觀看、聊天、辦公、游戲等功能。

3.1.4終端顯示

由于多屏顯示也是三網融合所面臨的問題，電視顯示器、電腦顯示屏和手機顯示屏在技術和格式上都屬不同的標準，為了兼容終端顯示必須在輸出前作必要的技術處理。目前，電視采用隔行掃描方式，當顯示圖形和文字時，亮度信號存在背景閃爍，水平直線存在行間閃爍。電腦顯示屏是逐行掃描方式,而數字電視的顯示格式有18種以上。上網則要符合VESA格式，顯然，電視機的顯示系統(tǒng)無法適應這么多格式。在顯示技術上常會出現如果把逐行掃描的計算機圖文轉換到電視機上，水平邊沿就會僅出現在奇場或偶場，屏顯時間接近人眼的視覺暫留，會產生厲害的邊緣閃爍現象，因而要用電視機上網，必須要補救電視機顯示的缺陷。對于存在的問題，目前用兩種方法進行改進：一種是抗閃爍濾波器，把相鄰三行的圖像按比例相加成一行，使僅出現在單場的圖像重現在每場中。這種方法簡單易實現，但降低了圖像的清晰度，適用于隔行掃描方式的電視機。另一種方法是把隔行掃描變成逐行掃描,并適當提高幀頻，這種方式要成倍地增加掃描的行數和場數,要作行、場內插運算和運動補償，必須用專用的芯片和復雜的技術才能實現。另外，把分辨率高于模擬電視機的HDTV和VESA信號在電視機上播放，只能顯示部分畫面，為保證圖像的連續(xù)性，要進行內插運算。

3.2云電視機頂盒的應用技術

云電視的定位是高端，云電視技術機頂盒還需要很長一段時間發(fā)展成熟。

3.2.1云電視未來發(fā)展的探討

隨著云電視的廣泛運用和開發(fā)動能的提高，云計算在三網融合中起到一個關鍵技術的作用。它是云計算、云存儲及云應用軟件在電視領域的運用，它為未來家庭云生活提供了智能平臺，它匯集了網絡、平臺、資源庫等技術精華，通過付費管理給用戶提供優(yōu)質的電視聽服務，然而，云電視運行需要一個優(yōu)質運行的原始和全兼容的云端平臺，以形成完整的技術體系和服務功能，包括硬件和軟件開發(fā)、跨平臺使用和內容共享,內容優(yōu)勢和消費者滿意品牌。目前，云電視所提供使用產品的只是終端載體，并沒有構成一個完整的產業(yè)支撐鏈條，云電視技術的發(fā)展成熟還需要很長一段路要走。

3.2.2安卓操作系統(tǒng)在智能電視機頂盒的應用探討

安卓系統(tǒng)是美國谷歌公司研發(fā)的主要用于手機、平板電腦等具有開源方案的系統(tǒng)，它與電視的結合后可呈現四大特點:首先，安卓系統(tǒng)具有全開動性，也是智能電視的平臺標準之一,用戶可自主安裝電視應用程序，通過智能電視系統(tǒng)發(fā)微博和寫評論等；其次，安卓操作系統(tǒng)使智能電視節(jié)目內容更加豐富,操作更為簡潔，在觀看傳統(tǒng)電視節(jié)目的同時，通過登錄瀏覽器入口平臺，捜索或下載網絡媒體，體現了傳統(tǒng)電視與互聯網內容的融合；再次，智能電視通過安卓同源性平臺，將PC機、手機通過云端平臺延展其內容，可以共享同類的程序、內容、媒體等資源；最后，可利用安卓操作系統(tǒng)的開放平臺，用戶可自主開發(fā)各種程序軟件，創(chuàng)造性地推出海量應用資源。然而,安卓系統(tǒng)面向對象是手機、平板電腦，并內置 Wi-Fi，其特點就是適合小屏幕使用，由于目前家庭電視已向高清大屏幕方向發(fā)展，將安卓系統(tǒng)這種適用于小屏幕使用的系統(tǒng)內容裝在幾十寸的大屏電視機上運用，其清晰度和分辨率必然不合適，影響用戶的收視質量。未來安卓系統(tǒng)要必須進行底層方案的科學研發(fā)和改進，將原本適合手機、平板電腦小屏幕使用的系統(tǒng)，改造為能適用于寬屏電視的產品，因此，利用安卓系統(tǒng)構成智能機頂盒，還需要很長一段時間發(fā)展成熟。

4 結 語

三網融合可持續(xù)發(fā)展要建立云計算，云智能數字電視機頂盒融合了互聯網、三網融合等各種新興技術，利用云技術平臺，全面覆蓋視頻、語言通信和數據服務等方面，同時通過對流媒體技術、網絡平臺、智能操作系統(tǒng)等技術的完善，將成為未來家庭生活的中心和智能管理平臺。

20211116_619289ab2a36f__云計算技術在STB中的應用研究