数字电视机顶盒中间件标准化架构

河南有线电视网络集团有限公司 陈 欣 陈 威 李 琳

数字电视机顶盒中间件标准化架构

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传统机顶盒的增值应用由应用厂商提供相关的类库，各机顶盒厂商分别进行集成。但是随着机顶盒应用数量的增加，管理难度有所增加，运行效率开始变低；每增加或修改一个应用，需要对不同的机顶盒进行开发和移植，加大了应用的部署难度。而中间件作为一个用于屏蔽各硬件平台、操作系统及数据库之间差异的软件平台，能有效地解决上述问题。

一、数字电视中间件的定义及现状

1.数字电视中间件。位于数字电视机顶盒内部实时操作系统与应用程序之间的软件部分，用于屏蔽各硬件平台、操作系统及数据库等之间的差异。它以应用程序接口API的形式存在，整个API集合被存储在机顶盒的闪存FLASH中。

2.常见中间件标准。现在中间件标准主要有欧洲DVB的MHP、CabLabs的OCAP、中国的DTVM。

（1）MHP（Multimedia Home Platform），由欧洲DVB联盟制定的标准。MHP主要定义了机顶盒中间件的整体结构，将不同的平台统一到以Java为基础，也可以支持HTML和JavaScript脚本语言，其中最主要的就是Java虚拟机和DVB-J API（Application Program Interface）接口。MHP应用只需通过这些指定的API接口便可以访问机顶盒终端平台。

（2）OCAP（Open Cable Applications Platform），目前美国国内的数字电视中间件标准， OCAP是CabLabs基于MHP标准制定的，其中主要删除了MHP中关于欧洲DVB部分的规格，比如DVB SI API，并定义了自己的一些特有的业务和规范，进而使得应用业务能够在美国使用。跟MHP一样，OCAP也是一种基于Java API的开放系统，同时支持Java虚拟机和HTML引擎。

（3）DTVM（Digital TV Middleware），即数字电视中间件标准（草案），是在MHP基础上，吸取了MHP中可用之处，去除了MHP包中冗余的部分，以Java为基础，定义了符合数字电视应用开发的Java API，并且以HTML作为辅助。

3.国内外现状。国外数字电视运营商基本都是选用MHP和OCAP这两种中间件标准作为其业务运营平台，基于MHP和OCAP的内核进行扩展，以Java平台为核心，扩展出对各类业务的支持和应用。国外中间件产品主要有OpenTV、Alticast、NDS。

国内大部分已经平移的地区基本上都是采用了HTML浏览器技术，目前有越来越多的公司正在开发符合国家标准和国际标准的数字电视中间件平台，也有越来越多的运营商选择使用符合通用中间件标准的开放平台。国内中间件产品主要有茁壮、天柏、3H、同洲、数码视讯等。

二、数字电视中间件标准化架构

我国中间件标准的技术规范里有中间件标准的架构，它采用了模块化设计来规划中间件标准的架构模型。

数字电视的机顶盒主要完成数字电视的协议解析和内容处理，提供一个数字电视业务应用的支撑环境。其参考模型如图1所示。

数字电视机顶盒软件主要分为三层结构：资源层、系统软件层和应用层。其中系统软件层就是中间件，主要包括了系统所提供的Java虚拟机、HTML引擎和数字电视中间件API接口支持库以及应用程序管理器等。

图 1 数字电视机顶盒软件参考模型

1. 中间件API接口。中间件通过API接口向上层应用提供服务。面向对象的接口实现方法的继承特性和封装特性保证了在技术实现独立性基础上的互操作性。技术规范定义了机顶盒所需支持的应用编程接口规范，该规范中定义的接口都是开放和标准化的，保障了应用程序开发的可移植性和跨平台可执行性，以满足多媒体增值与交互业务运营方面的需要。应用编程接口要求是基于Java语言的，支持W3C定义的(X)HTML规范及JS扩展。

2. 应用管理器。应用程序管理器模块负责启动应用程序，管理所有应用程序的生命周期和彼此之间的相互操作，以便于各种应用程序能够协调地执行。该模块还负责应用软件的动态版本检查和更新服务，完成应用程序的动态下载和应用程序所需要的特有数据，如配置文件的下载。

3. HTML引擎与JVM。中间件标准采用Java和HTML双引擎的系统架构。JVM用来执行JAVA应用程序，HTML引擎用来解析HTML文件。采用HTML浏览器技术实现图片、文字等页面信息的呈现，采用Java技术来实现大量的增值应用的开发和部署。

4. 协议栈。协议栈包含了终端机顶盒功能实现所需的协议。包括广播通道协议和交互通道协议。广播通道支持协议包括MPEG TS、DSM-CC/OC、DVB Service Information。交互通道协议主要包括数据链路层ARP、RARP，网络层IP、ICMP、IGMP，传输层TCP、UDP，应用层HTTP、HTTPS、DNS、NTP、RTSP、DHCP、SSL等协议。

三、结论

采用数字电视中间件使得开展新业务的效率提高，可以跨越技术、标准等复杂的内容，用简单的方法定制具有自己特色的应用软件，从而在提高开发效率、减少开发成本的同时能够跟上技术的发展，将应用的开发变得更加简捷，使产品的开放性和可移植性更强。而且不同厂家、型号、软件版本的STB有了统一的管理机制，能够实现统一软件平台。

随着三网融合时代的到来，运营商各项增值业务将会越来越多地开展，于是搭建一个标准统一、接口丰富、全面开放并且可扩展的中间件平台就成为必然。因为只有采用统一开放的标准，才可以有更多的SP、CP介入，让数字电视的内容更加丰富，运营商才可以在现有固定的盈利模式上有所突破，也只有这样才能在三网融合的时代中谋求发展。