TVOS3.0技术分析及其对实现智慧广电和监管智能电视的意义

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TVOS是国家广播电视总局牵头研发并发布的新一代自主可控安全操作系统，最新发布的TVOS3.0在原有TVOS2.0技术路线和软件构架的基础上，新增并强化了系统基础性能，扩展并增强了系统功能。TVOS的技术特性决定它将是实现智慧广电的重要途径和手段，是实现智能电视监管的重要环节。

1 TVOS发展状况

2012年3月，总局科技司带领17家单位成立了TVOS合作开发组，经过不懈地努力，2013年12月发布了TVOS1.0，2015年12月发布了TVOS2.0，2018年1月份发布了TVOS3.0。现在TVOS智能机顶盒总体部署情况良好，东方有线部署了约140万台、江苏有线部署了80万台、华数集团部署了30万台、湖北有线部署了140万台、内蒙古部署了40万台、贵州和广西网络部署100万台。创维和海信分别生产销售了约120万台和100万台TVOS智能电视一体机，海思和Mstar等主流芯片厂家也已全面支持TVOS。

2 TVOS3.0的技术优势

2.1 TVOS3.0新增并强化了基础性能

2.1.1 媒体引擎升级

TVOS3.0媒体引擎从TVOS2.0采用的2.0升级为3.0；统一了媒体播放接口，即DVB直播接口与点播接口统一，实现了DVB直播应用、点播应用、本地播放应用功能，具有更丰富的媒体功能插件和媒体框架。

2.1.2 增强安全特性与功能

TVOS3.0融合了CA，在原来支持DCAS基础上，增加了对有卡CA的支持，实现了通过软件升级切换不同CA供应商方案；基于REE/TEE的安全架构和SELinux的权限管理机制，为系统提供更完善的安全保障；安全支付方面，增加安全支付业务，在机顶盒上提供基于微信、支付宝的支付业务；在现有平台已经支持国际密码算法的基础上，增加对国产密码算法的支持；完成了《TVOS信任与安全体系实施指南》，该指南系统地说明了TVOS安全相关业务实施要求及操作方法。

2.1.3 升级操作系统内核，优化HAL层、DTV组件

Linux内核从3.18升级到4.4，同步了内核补丁，并通过国测panic工具测试，内核无panic。支持IPv6IPv4双栈，验证了对IPv6的支持（DHCPv6有状态的模式）；HAL层接口增加了Camera接口和音频输入接口；DTV组件实现兼容了IP通道的SI信息发布方案，支持双星、多Tuner（不限类型）。

2.1.4 升级HTML5引擎

HTML5引擎由2.0升级到3.0，Chome由4.1版本升级到5.3版本，使得系统性能更高，功能更丰富，排版效率、图形合成效率、Javascript解释执行效率显著提升，HTML5 Test得分：494～504分（满分555分）；优化了焦点导航算法，用户通过遥控器控制焦点移动获得更好的体验，例如焦点移动位置更贴近用户期望，按“下”时，焦点移动到下方最近的焦点。增加对“表单”的支持，焦点可以选择网页中和表单中的内容。

2.2 TVOS3.0扩展并增强了系统功能

2.2.1 新增媒体特性与功能

TVOS3.0媒体处理新增加了一些特性，包括DVB直播、点播，媒体支持4KP60播放，支持快速切台；新增云游戏特性，为用户节省资源；新增云VR（全景视频），提高用户观赏体验；新增基于WebRTC的媒体引擎插件视频通信；支持多路播放。

2.2.2 优化人机交互组件、实现绿色节能

优化了人机交互组件，统一了TVOS-C/-H版本的人机交互信息传递机制和键值定义，增强了架构的开放性和可扩展性，支持商用实施项目对键值的定制化需求，方便集成第三方智能语音引擎，目前已集成了百度、思必池的智能语音引擎；增加电源管理组件，实现“真待机”功能，支持动态功耗控制，根据机顶盒不同工作状态自动调节系统功耗，做到绿色节能。

2.2.3 新增应用管理组件

新增完全自主创新的应用管理组件，支持包括单项广播等多种应用下载方式，可进一步扩展的同时支持Java应用和Web应用。该应用管理组件，支撑了TVOS的应用生态建设，现在TVOS第三方增值业务应用集成有很大进展，具体情况如图1、表1所示。

图1 新增应用管理组件

表1 TVOS第三方增值业务应用集成进展状态（截止到2017年11月）

3 TVOS价值特性

3.1 多屏互动

TVOS多屏互动分为局域网和广域网两种方式。

局域网多屏互动可以通过DLNA、MiraCast实现。当手机和机顶盒在同一个局域网中，通过DLNA手机可将播放内容投射到机顶盒上播放。而MiraCast是使手机与机顶盒通过WiFiDirect协议连接后，手机可将“屏幕”投射到电视屏幕上。

广域网多屏互动通过云端服务器为手机和机顶盒建立信息通道，手机可向机顶盒推送信息或控制命令，实现信息分享和控制，安全性由云端服务器保证。

3.2 智慧家庭

TVOS智慧家庭组件支持物联网网关功能，可以开放对接第三方物联网协议，提供物联网服务器原型，客户端原型，实现通过手机与智慧家庭物联网中的设备进行互动，如：信息查看、控制、设备联动，具体情况，如图2所示。

图2 智慧家庭实现方式

3.3 可管可控可运营

TVOS的终端管控组件可与运营商管理服务器建立安全通道，运营商能够通过该链路对机顶盒进行管理控制，如升级、重启、应用卸载等。组件输出的《TVOS2.0终端管控系统实施方案》《TVOS2.0终端配置管理系统实施方案》，能够指导运行商在TVOS2.0基础上搭建自己的终端管控系统。

TVOS的大数据收集组件可与运营商数据采集服务器建立安全通道，运营商能够通过该通道完成机顶盒中相关信息的采集，如服务性能指标、告警以及业务相关信息。

4 TVOS在智慧广电及智能电视监管领域的突出作用

4.1 基于TVOS智能终端是实现智慧广电的重要途径和手段

智慧广电是总局加速推动广电融合媒体发展的战略决策，总局计划以实施智慧广电为抓手，推动广播电视融合媒体内容、业务、网络和终端的协同发展，建立广播电视全业务生态。智慧广电的最终应用落地点之一在于“智慧家庭”，其要求广电终端实现智能化、标准化，TVOS就是为智能终端量身定制的操作系统。基于TVOS升级改造的智能终端针对广电特色业务进行充分的优化和承载，为内容提供商、设备商、运营商、软件开发商这些媒体终端产业链安全、高效地向用户提供高质量服务搭建平台，让人们享受到例如智慧家庭、智慧教育、智慧医疗、亲情通话、视频会议等服务。因此，基于TVOS的智能终端将是实现智慧广电的重要途径和手段。

4.2 TVOS是实现智能电视监管的重要环节

当今智能电视的操作系统市场主要被iOS、Android占领，使用最广泛的当属Android操作系统。大部分智能手机和智能电视终端都安装Android操作系统，由于这是一种开放的操作系统，智能终端的应用发展的非常好，产业链日趋成熟。比较畅销的智能电视多是基于Android操作系统，例如乐视互联网电视、小米智能电视等等。如果我国智能电视操作系统领域被外国的具有开放性的操作系统完全占据，操作系统内核的安全性根本无法保证，用户信息不受保护，应用功能与内容不受管控，这将严重威胁到国家和人民的信息安全。因此，拥有自主知识产权、安全可靠、可管可控的智能电视操作系统是我国当前媒体终端智能化发展的迫切要求。

TVOS就是在这样的环境下应运而生，它包含终端管控组件，可以实现对终端的管理控制，并于2018年1月份通过中国信息安全测评中心的EAL3级测试；TVOS智能终端满足可管可控、安全可靠的技术要求，可以规范目前的智能电视市场，加强内容的安全审核，有利于实现智能电视领域高效、快速、全面的监管。