数字机顶盒技术及其应用市场前景探讨

摘要：数字电视在信息化时代得到了飞速发展，作为一种新兴的技术手段，数字机顶盒对传统电视产业造成了较大影响。文章主要研究了数字机顶盒的关键技术以及相关技术的应用，经研究发现，有限调制解调器端接系统、频道捆绑技术、NAT技术是核心部分，并且数字机顶盒需要利用WIFI保护访问技术实现数据安全。基于相关技术的应用要求与数字机顶盒功能模块的设计，结合了一些前沿技术分析了数字机顶盒技术的应用市场前景，包括数字机顶盒需要攻克超高清技术创新难题，优化数字卫星机顶盒等。

关键词：数字机顶盒；技术；应用；市场前景

引言

数字机顶盒是一种应用于数字电视，包含多种服务功能的多媒体终端，也是一种能够将有线数字电视信号进行转换，再输入电视机显示装置的设备。数字机顶盒的属性与家庭版PC机的硬件体系结构相似，是基于专项联机的实时操作系统和应用软件。近年来，国家发布的《推进三网融合的总体方案》等多项政策强调要进一步推进电视网、互联网建设进程，为视听新

媒体行业的创新发展夯实了网络基础，拓展了数字机顶盒等产业的发展空间。数字机顶盒作为视听新媒体的主线业务之一，面临的行业竞争逐渐严峻。信息化技术的迅速发展，促使网络视屏、直播等内容丰富了群众的生活，数字电视不再是群众主要选择的娱乐手段，传统的数字机顶盒所传播的内容已经无法满足、适应用户的需求。并且基于手机、PAD等电子设备的产出与推广应用，群众的观看方式也发生重大改变。因此，数字机顶盒的市场占比整体呈现下滑趋势。对此，数字机顶盒产业通过不断创新功能来维护自身市场地位，所以本文对数字机顶盒技术及其应用市场前景进行了探讨。

一、数字机顶盒的关键技术

（一）DOCSIS3.0技术

DOCSIS指数据在有线电视系统中的接口规范，其主要设备分别是有线调制解调器（CM）和有限调制解调器端接系统（CMTS）。DOCSIS3.0的核心技术主要有两部分：使用模块式M-CMTS，“频道捆绑”技术。其一，M-CMTS。M-CMTS主要依赖的技术即边缘正交幅度调制器EQAM。EQAM作为M-CMTS的重要组成部分，具备稳定性较强、灵活度较高的调制功能。EQAM是实现M-CMTS信号成功调制到射频的重要保障，并且EQAM的一个输

出口就可以同时向外输出多个频道信号，不论是何种调制方式的频道EQAM都支持正常运行[1]。EQAM的输入主要是由以太网对其进行信号输入，具体应用在数据信息同步等基带信号处理方面。但是多条信号通道对M-CMTS进行同步处理来说有一定的难度，而EQAM需要通过与定时服务器进行连接并锁定才能完成同步处理。另外，EQAM只需要借助交织深度的作用，就可以实现对数据帧和数字视频信号的穿插应用。其二，频道捆绑技术。该技术主要在数字机顶盒系统的物理层设计和媒体访问控制层之中实现。要完成多个频道的捆绑，需要在数字机顶盒的物理层完成各个频道的调制，以此保证数字机顶盒的宽带要求，然后在数字机顶盒的媒体访问控制层对不同频道的信号进行分配与调度。

NAT技术

NAT即网络地址转换技术，主要负责网络地址空间的延申。数字机顶盒运用到的NAT模型有两大类，一种是一对一NAT，另一种则是一对多NAT。一对一模型是由一个内网主机专线对应一个外网地址的模式，常用于特殊情况处理。而NAT研发与应用投入的本意就是实现一对多模型，从而促进网络地址的有效拓展。NAT一对多模型指，任何一个部署NAT网

关的组织网络都需要经由一个公网地址进行公网空间访问。在互联网数字分配机构运行下，一个出口设备如果只能占用其被分配的一个公网IP地址，则容易出现问题。由于内网主机的数量众多并且仅有一个出口设备，当多个内网主机对同一个服务器进行访问时，服务器返回的信息到达出口设备时无法及时准确的做出反应，不确定要向哪一台内网主机进行传输。所以，只保证IP地址的替换时无法保证有效区分对应的内网主机的，还需要增加其他辅助信息。出口设备依据辅助信息寻找对应的内网主机，而辅助信息的读取可以从传输层读取或其他上层协议中提取，再通过标识转换就可以实现对不同网络空间的连接。

无线安全

无线安全的提出是由于再无线网络覆盖范围内的所有设备都可以接受无线信号，这种开放性的特性对数据传输来说存在一定的风险。通常技术人员会从用户身份认证和数据加密等方面提供解决方法，目前备受推崇的无线网络加密方式主要有：暂时密钥集成协议、有线等效保密以及高级加密标准。但是传统的有线等效保密方式已经无法适应当下数据安全传输的需求，所以工程师又提出了WPA（WIFI保护访问技术）。WPA作为一个过渡性方案不

仅能高效保障数据传输的安全，还可以实现与未来安全协议的兼容[2]。WPA的核心部分就是IEEE802.1X与TKIP的有机结合，支持多种认证方式和加密方法，确保只有经过授权的用户才能对无线网络进行正常有效访问。随着时代的发展与网络科技的进步，技术人员对该项技术进行了升级并提出了WPA2安全模式，即强健安全网络RSN。RSN在原有的基础上增加了AES高级加密算法，为无线网络安全增强了防护保障。

二、数字机顶盒技术的应用

（一）主媒体盒

数字机顶盒经过对音频、视频信号中已经被压缩过的数字进行恢复处理，再接收相应的音频信号和视频信号并将其输出，用户就可以自由切换观看视频。与传统的有线电视相比，基于数字机顶盒的数字电视，其可接收节目量是传统有线电视的四倍之多。由数字机顶盒技术支持的现代数字电视，可以实现传统电视与数字化技术的有效结合，并且在此基础上融入了有线电视网络技术和无线技术，充分满足了用户的观看体验需求，还能进一步控制数字电视改造的成本消耗。目前，我国各个网络运营商都已经对数字机顶盒进行了升级改造，施行光纤宽带、无线网络二合一的数字机顶盒，并且正在逐步推进三网合一的发展进

程。多媒体、互联网与通信三合一的数字机顶盒在图文电视、护具信息传输等方面，起到了至关重要的作用。数字机顶盒的功能主要在于实现模拟信号的转换并向显示屏等组件输出。

EPON与信号传输

EPON网络与CATV光传输网络之间存在相似性，尤其是二者都采用星型结构，并且在光通道预算这方面非常接近。当前阶段，数字电视主要在以下两个方面应用到EPON网络技术：第一，EPON在数字电视点播业务的宽带信号传输中的应用。数字机顶盒作为数字电视的核心组成部分与关键技术，大部分业务的处理都与它进行并完成。其中，EPON已经实现了以太网技术和PON技术的有效融合，进一步提高了数字机顶盒的网络接入，并促进了数字机顶盒传输结构的升级，使其具备较高的简易性和方便性。EPON搭配IC技术还为日后维护和扩展升级创造了有利条件。第二，EPON在集成有线电视传输中的应用。虽然EPON的研发初衷在于传送宽带信号，但是在集成有线电视传输中，EPON为双向有线电视的创新奠定了良好基础，同时这也符合数字电视的未来发展趋势。

智能搜索模块

数字机顶盒的智能搜索模块应用，主要在数据组织与生成、建立数据库、显示技术三个方面[3]。从数据组织与生成来看，数字机顶盒的发送端与接收端的服务在结构呈现上是相反的，数据的组织需要按照数字机顶盒系统的设计规定及其语法定义进行制定。并且数据需要在传输网络的业务信息中完成数据信息汇总与分析，从而实现数字机顶盒对信息内容的接收与分层。从建立数据库来看，首先需要对数字机顶盒的智能搜索软件子系统的相关数据结构设计进行分析，才能实现数字机顶盒在运行过程中进行交互运作。从显示技术来看，数字机顶盒的智能搜索软件子系统通过将图形和数据进行分离，在搜索过程中提取数据并将其显示在主界面，运用图形元素库等形式对背景层进行操作，或者采用控制形式对视频层完成系列操作。

三、数字机顶盒技术的应用市场前景

（一）数字机顶盒向多功能性发展

信息化技术领域的深入发展虽然为数字机顶盒带来了挑战，但是同样也为数字机顶盒的创新提供了良好的技术支持。群众对于电视服务的要求逐渐转向多功能、智能化，行业内对于数字机顶盒在扩大IC卡功能模块、创新芯片技术等方面仍在持续探究，以求进一步增强数字机顶盒的多功能管理模式[4]。结合当前市场需求走向与新兴产业技术的融入，数字机顶盒的发展方向大致可以判断为多元化、高性能的多媒体工具。基于WIFI、光纤宽带、无线路由功能、家庭网关功能、体感游戏功能等融于一体的数字机顶盒，可以实现家庭内部用户账号的互联，家庭终端设备的互联互通，家庭终端与外部用户终端的互联等等。并且电视平台正逐步向多元化平台发展，向休闲娱乐、学习、社交等多个领域延申，例如，结合VR、PS4的数字机顶盒可以向用户提供虚拟现实游戏体验，这也是促进数字机顶盒向多功能性发展的重要因素。

超高清技术持续创新

屏幕显示的高清晰度对用户的观看体验存在直接影响，随着群众生活质量水平的不断提高，群众对日常生活所用设备的要求也在持续增长，就网络平台的视频播放器来说，已经

有1090、蓝光、HD等不同画质技术。高分辨率、超高清技术一直是数字机顶盒的主要开发方向之一。并且自数字机顶盒推广应用开始，行业产业中逐渐出现一批CA制造商、中间件产商、芯片制造商等，为数字机顶盒的超高清技术开发提供了稳定的环境与物质基础。另外，3D模拟和AR、VR等虚拟现实技术，需要极高的分辨率作为支撑，数字机顶盒基于未来发展趋势，攻克超高清技术创新难题是其前进和占据市场的前提。

数字卫星机顶盒深入优化

数字卫星机顶盒在“十三五”时期发展较迅速，是一种通过同步卫星将数字编码经过压缩处理的电视信号传输到用户端的形式，类似于广播电视。数字微信机顶盒的两个代表产品有“户户通”和“村村通”，是基于9号直播卫星进行信号传输的。数字卫星机顶盒在覆盖率、稳定性等方面拥有一定的优势，对一些偏远地区、通信基站建设较落后、城市化发展缓慢的地区较友好。并且数字卫星机顶盒可以保证远洋渔船在海上接收天气预报、海浪预报等。同样，在“十三五”时期，有关部门还提出要推动数字卫星机顶盒在民航客机、高铁动车等领域的应用与建设，到如今，该项提议已经过部分民航公司的试用验证，并正式将数

字卫星机顶盒投入应用，高铁部门也仍在推进该项目。由此可见，数字卫星机顶盒还有较大的发展空间。

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