數(shù)字電視機頂盒由高頻頭、QAM解調器、TS流解復用器、MPEG一2解碼器、PAUNTSC視頻編碼器、嵌人式CPU系統(tǒng)和外圍接口、CA模塊和上行數(shù)據調制器組成。工作原理如附圖。

數(shù)字電視機頂盒的工作過程大致如下：高頻頭接收來自有線網的高頻信號，通過QAM解調器完成信道解碼，從載波中分離出包含音、視頻和其他數(shù)據信息的傳送流門蜀。傳送流中一般包含多個音、視頻流及一些數(shù)據信息。解復用器則用來區(qū)分不同的節(jié)目，提取相應的音、視頻流和數(shù)據流，送人MPEG一2解碼器和相應的解析軟件，完成數(shù)字信息的還原。對于付費電視，條件接收模塊對音、視頻流實施解擾，并采用含有識別用戶和進行記賬功能的智能卡，保證合法用戶正常收看。MPEG一2解碼器完成音、視頻信號的解壓縮，經視頻編碼器和音頻D/A變換，還原出模擬音、視頻信號，在常規(guī)彩色電視機上顯示高質量圖像，并提供多聲道立體聲節(jié)目。

數(shù)字電視機頂盒從功能上看是計算機和電視機的融合產物，但結構卻與兩者不同，從信號處理和應用操作上看，機頂盒包含以下層次：

(1)物理層和連接層：包括高頻調諧器，QPSK、QAM、OFDM、VSB解調，卷積解碼，去交織，里德一索羅門解碼，解能量擴散。

(2)傳輸層：包括解復用，它把傳輸流分成視頻、音頻和數(shù)據包。

(3)節(jié)目層：包括MPEG-2視頻解碼。MPEG/AC-3音頻解碼。

(4)用戶層：包括服務信息，電子節(jié)目表，圖形用戶界面(GUI)，瀏覽器，遙控，有條件接收，數(shù)據解碼。

(5)輸出接口：包括分模擬視音頻接口，數(shù)字視音頻接口，數(shù)據接口，鍵盤，鼠標等。

2.數(shù)字電視機頂盒關鍵技術

數(shù)字機頂盒集中反映了多媒體、計算機、數(shù)據壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、通信技術和網絡技術發(fā)展水平，因此技術含量非常高，它所涉及的關鍵技術主要有：

(1)復用和解壓縮技術：模擬信號數(shù)字化后。信息量劇增，數(shù)據壓縮必不可少。MPEG-2視頻壓縮標準在數(shù)字電視中廣泛采用，適用于多種清晰度圖像質量：

MPEG-4則采用基于對象的壓縮編碼方法，它把圖像和視頻分割成不同的對象分別處理，不僅提高了數(shù)據壓縮比，還能實現(xiàn)許多基于內容的交互功能，為多媒體數(shù)據壓縮編碼提供了更為廣闊的平臺。

隨著大規(guī)模集成電路技術及嵌入式系統(tǒng)技術的廣泛應用，數(shù)字機頂盒硬件實現(xiàn)多采用專用芯片或數(shù)字信號處理(DSP，DigitalSignalProcessing)芯片，將CPU內核與MPEG-2、MPEG4傳輸流解復用器、DVB通用解擾器、MPEG音頻視頻解碼器和NTSC/PAL編碼器集成，形成STB的核心芯片。以實現(xiàn)實時解復用和實時數(shù)據信息處理。

(2)下行數(shù)據解調與信道解碼技術：壓縮后的數(shù)據不能直接在信道上傳輸，還需進行信道編碼和調制。通常在有線電視網絡中傳輸?shù)臄?shù)字電視及增值業(yè)務，多采用QAM(QuadratureAmplitudeModulation)調制方式及RS(ReeDSOlomon)糾錯編碼。

(3)上行數(shù)據的調制編碼：在交互式應用中，普遍采用3種方式，即采用電話線傳送上行數(shù)據。采用以太網傳送上行數(shù)據和通過有線網絡傳送上行數(shù)據。由于上行數(shù)據相對于下行數(shù)據要少很多，故多使用OP-SK(QuadraturePhaseShiftKeying)或160AM方式進行調制。

(4)網絡瀏覽技術：為實現(xiàn)真正意義上的網絡瀏覽，有線電視網與因特網連接除了考慮上行和下行數(shù)據之外，還必須考慮在其上運行IP(InternetProtocol)。

(5)實時操作系統(tǒng)：數(shù)字機頂盒中的操作系統(tǒng)采用實時操作系統(tǒng)(RTOS.Real-TimeOperatingSvstem)，RTOS可在實時環(huán)境中工作，并占用較小的內存空間，它負責管理本地資源和網絡資源，提供基本的操作功能以及設備的訪問控制。

(6)中間件技術：中間件(Middleware)技術，即開放式業(yè)務平臺，已成為交互式電視的核心技術。中間件通常由Java虛擬機、網絡瀏覽器、圖像與多媒體模塊等組成，通過定義一組完整的標準應用程序接口，使應用程序獨立于操作系統(tǒng)和硬件平臺。使應用程序的開發(fā)變得更加簡捷，產品的開放性和可移植性更強，以保證機頂盒的擴展性和投資的有效回收。

結束語

交互式電視是未來有線電視的發(fā)展方向，在多媒體寬帶網建設和國家信息基礎設施中占有舉足輕重的地位。我們當前正處在數(shù)字電視與高清晰度電視發(fā)展的關鍵時期，交互式電視產業(yè)蓬勃發(fā)展，因此了解數(shù)字電視技術及數(shù)字機頂盒極有必要。