与众不同交互电视技术数字解决方案

　　作为欧洲最大的付费电视运营商，CANAL+公司很早就意识到数字技术的巨大潜力，成立了由交互式付费电视、条件接收系统和多媒体技术方面的数百名工程师和技术专家所组成的公司-CANAL+TECHNOLOGIES。这支职业团队开发出先进的交互式电视系统-MEKIAHIGHWAY R 以及高度安全的条件接受新版MEKIAHIGHWAY。全球已有多家网络运营商采用本技术体系，来开展付费电视广播业务，其中著名的有：英国的ONdigital，美国的MediaOne和马来西亚的MDNS。技术优势 　
　　CANAL+TECHNOLOGIES成立于1993年，第一个开发的数字交互付费电视系统，即MEDIAHIGHWAY，现在正推出基于JavaTM语言的新版本。这个建立在国际标准上的产品可提供给运营商一揽子解决方案，其灵活性使得运营商可根据需要，来定制模块。MEDIAHIGHWAY包括用于解释和执行交互式应用的机顶盒软件；卫星、有线网络和地面广播传输应用的广播服务器软件；以及集成化的交互应用开发环境。CANAL+TECHNOLOGIES还提供的交互式应用，以及与数字电视系统相关的系统集成服务。
　　MEDIAHIGHWAY遵循MHP规范，该规范是由超过200家的国际制造商和运营向DVB组织建议的项目。通过数字设备如DVD，DVHS和PC与机顶盒连接，MEDIAHIGHWAY使电视成为数字交互式家庭娱乐中心。而且，MEDIAHIGHWAY通过卫星、有线网络、地面广播站和调制解调网络，提供快速的Internet接入，以及向用户提供推式广播服务，如发布股票交易信息。
　　MEDIAHIGHWAY能够处理两种交互技术，即“数据广播交互”和“在线交互”。“数据广播交互”是指类似电子节目指南的数据信息被周期性地广播到用户处，这样用户可以在本地交互使用。“在线交互”意味着应用需要与远端服务器连接，并交换数据。通过MEDIAHIGHWAY，类似网络游戏的交互式应用可以动态下载，而后通过Internet与世界上的任何一台服务器连接。

主要特性

　　MEDIAHIGHWAY作为运行在数字机顶盒（Digital Settop Box，简称DXTB）上的中间件，具有如下设计特性：
■开放式
　　该系统遵循行业标准（如DACIC，DVB，OpenCable，ATSC，MPEG，DSMCC）。
■灵活性
　　设备制造商按照CANAL+TECHNOLOGIES规范所开发的MEDIAHIGHWAY固件使得MEDIAHIGHWAY的虚拟机具有对硬件的独立性。
■平台和实时操作系统的独立性
　　通过其体系化的结构，MEDIAHIGHWAY中间件能移植到不同厂家的DSTB 中，保证在应用与DSTB平台之间提供相对独立性。
■应用的可移植性
　　同一种应用只要开发一次，无须修改就可在不同的DSTB平台上运行。这是因为MEDIAHIGHWAY虚拟机能处理不同语言编写的应用，例如JavaTM，HTML，MOHEG-5等。用MEDIAHIGHWAY开发的应用是可移植的，并可在任何符合API规范的平台上运行。
■全功能DSTB
　　Mediastart是整个DSTB的引导程度，它是一个由若干可加载摸块组成的驻留程序，运行后DSTB可在MTEG-2/DVB环境中操作。
■易升级性
　　MEDIAHIGHWAY可通过下载到DSTB的Flash进行升级。另外，补丁程序可以作为驻留程序下载到Flash，也可以在用户需要时下载到DSTB的RAM中。还可以以使用用户试用一个新的应用，比如交互式广告总是不断地向用户广播，使其内容呈现和运行在DSTB上。这些服务是运营商可以向所有用户立即提供的。
■安全性
　　MEDIAHIGHWAY实现了防攻击，防盗版的机制。安全性是由应用在传输层上进行认证，以及条件接受系统使用智能卡控制用户的接入来保证的。被下载的应用软件也需通过授权认证：MEDIAHIGHWAY虚拟机能拒绝装载任何未被授权的应用。因此盗版应用就不能运行。
进一步，MEDIAHIGHWAY虚拟机实现了文件管理和内存管理，这些子系统对存储在Flash中的文件进行了严格的安全管理来保证数据的完整性。

机顶盒
独立性和竞争力

为了达到与硬件制造商的设计独立之目的，CANAL+TECHNOLOGIES的开发策略有两部分：
■在DSTB内建立MEDIAHIGHWAY虚拟机作为中间件。
■通过制定设备接口层（Devuce Later Interface，简称DLI）的规范，使得各个制造商提供符合该规范的设备驱动程序，从而被虚拟机所接纳。这些设备包括智能卡阅读机，调制解调器，LED显示，时钟，加载器及其它设备。
　　一旦制造商按MEDIAHIGHWAY的DLI规范开发出设备驱动程序层，MEDIAHIGHWAY就能移植到该DSTB上。这样不管是哪家制造商提供的DSTB，都可运行按标准开发出来的应用。
　　为了帮助制造商开发DLI，CANAL+TECHNOLOGIES向他们提供一套工具，其中包括DLI规范和用于测试设备驱动程序的应用程序组。这些用于测试目的的应用程序，由我们的测试队伍在对芯片或平台进行不断测试后提供。并且，如有一个问题出现，这些测试应用程序就被增强一次。另外，它还包括通过测试MPEG-2流来测试DSTB上的加载装置的应用程序。
　　我们的系统集成队伍已经在超过12种不同版本的DSTB上移植了MEDIAHIGHWAY，这些DSTB运行各种处理器和操作系统，所以他们对DSTB体系有了非常深刻的了解。这是MEDIAHIGHWAY成功的关键因素，也是为什么我们能很快帮助制造商集成MEDIAHIGHWAY的原因。
　　如果DSTB装备有加载程序，则可以通过在线方式实现软件升级。事实上，CANAL+TECHNOLOGIES是第一家向集成数字电视机（Integrated Digital简称IDTV；即DSTB与TV的集成）提供中间件的公司，这就帮助制造商将其产品推向消费电子领域。 
　　在欧洲，由不同制造商生产的数百万的DSTB已装备了MEDIAHIGHWAY。每个厂商都会对DSTB不断升级换代，包括改用更强大的处理器这样的重要更新措施。由于制造厂家越来越多，DSTB价格持续下降.
　　为了满足开发，传输得执行交互式应用的需求，CANAL+TECHNOLOGIES开发了下列端到端数字交互式付费电视系统中的部件：
■DSTB中间件
■广播应用服务器软件
■集成开发环境
插图说明了这些部件是如何协调工作的：
机顶盒中间件 　　
说明了CANAL+TECHNOLOGIES的新版DTSB中间件。左侧注释给出了开发DSTB各层部件的负责方。
　　MEDIAHIGHWAY包括所有在DSTB中运行的，用于接受和执行应用的软件，以及支持连接处设的驱动程序，这些外设如电视，PC或高保真音响。用户应用程序可根据运营商特定
要求，或者最新的国际标准（如DVB，DACIC，OpenCable，ATSC，ISO，SCTE）来定制。
　　这套软件的核心是完全由CANAL+TECHNOLOGIES开发的MEDIAHIGHWAY虚拟机。这是一个多线程引擎，它可解释和处理任何程序语言的指令，包括JavaTM，HTML和MHEG-5。
　　而且，由于该中间件独立于任何操作系统和硬件平台，因此可容易地移植到任何DSTB上。[page]

层次化的体系结构

机顶盒在软件上有五个层次，这样的组织使得MEDIAHIGHWAY能够：
■在任何DSTB和操作系统上运行
■使用多线程结构
■提供最大的安全性
下面描述的是组成DXTB的五层软件和硬件体系：
应用层
■MEDIAHIGHWAY应用程序接口层（Application Programming Interface简称API）
■MEDIAHIGHWAY虚拟机
■设备接口层（Device Layer Interface简称DLI）
■系统软件/硬件 
　　
　　这一层包括DSTB内那些驻留的，或动态下载的应用程序。它们是（由Java、HTML、MHEG-5或其它程序语言编写的）借用户交互使用的应用程序，或者是MEDIAHIGHWAY用于管理这些应用的应用程序。
　　这一层基于MEDIAHIGHWAY虚拟机提供的开放的API。这样，系统就能按需随时动态下载应用到本地的Flash或RAM中。
　　通过采用DSMCC标准，NFS协议或其它协议，应用的代码能以压缩或格式进行传输。
交互式应用
　　用户可以使用一些交互应用来获得产品和服务，例如电子节目指南，电子银行和游戏等。这些应用将在稍后描述。
MEDIAHIGHWAY通过多种方式为这些应用和数据的下载提供安全保障：
■首先，在获行授权认证之后，才能进行软件下载。这样就使没有注册的软件不能在DSTB上运行。这意味着，所有能在DSTB上运行的软件都是可识别的和经过完全测试的。
■安全管理限制应用对不同存储区的存取，从而保证了数据的完整性。
■MEDIAHIGHWAY可以与任何使用安处理器（如插入DSTB的智能卡）的条件接受系统整合。
Mediastart
最新版本的Mediastart用JavaTM 书写，它是以下这些驻留程序的集合。这些驻留程序用于管理上述的交互式应用程序：
引导程序
■引导程序是DSTB上电之后，第一个激活的程序。它能调用其它MEDIAHIGHWAY虚拟机的管理程序，其中第一个就是应用管理器。
■应用管理器
应用管理器管理在DSTB上的交互式应用。即执行、终止，挂起，唤醒，处理事件和协调应用间的通讯。它允许多个应用同时运行，在它们之间进行资源分配。这个程序对用户来说是透明的。
■安装程序
在初次使用时，安装程序完成对DSTB的设置。主要工作是：扫描电视频道，设定数据和时间，设定用户喜好，等等。当然，用户也可随时运行安装程序来改变DSTB的设定。
■频道切换程序
这个应用程序使得能通过频道上、下键和数字键来改变频道。当另外一种形式的频道切换程序即停止。
API层
　　这是由CANAL+TECHNOLOGIES开发的MEDIAHIGHWAY体系的最高层部分。新版的API支持运行用JavaTM编写的应用程序。而且，它能解释执行HTML或其它格式，如MHEG-5。除了这些解释模块，它还包括CANAL+TECHNOLOGIE的软件包和服务模块，这些模块可根据需要装载或卸载。
　　MEDIAHIGHWAY的API为交互应用开发提供高层的实用程序，包括若干由JavaTM书写的软件包。这些软件包可分为三类：
■ 基本系统软件包是由CANAL+TECHNOLOGIES根据公开的规范，独立开发的，这些规范是
■由CANAL+TECHNOLOGIES独立开发的，符合为数字电视业务制定的DAV-C，JavaTM的软件包。例如条件接收，调节，PSI-SI，PSIP和MPEG过滤器。
■ 附加软件包支持DSTB的应用，如：Com，Media，Device 和Modem。
　　这些软件包组成了新版的MEDIAHIGHWAY的API ，它具备了开发交互式应用所需的所有功能。这些软件包全部用JavaTM书写，能被应用程序所调用。
虚拟机层
　　MEDIAHIGHWAY 虑拟机层是由语言解释器和多个系统模块给成，满足与接受和执行交互应用程序有关的所有功能要求，详述如下：
■ 语言解释器
可以安装不同的语言解释器对不同语言类型的应用程序进行解释，包括JavaTM ,HTML,MHEG-5及其它。
■ SI 引擎
SI（Service Information,服务信息）引擎下载DVB或PSIP表，并放置于Cache中.应用程序可以存取这此表中的数据。
■ 调度模块
该模块完成抢先式多线程的调度；这些多线程拥有自己的消息队列。
■ 内存管理模块
该模块管理对内存的存取。在需要时，它能自动地对内存中的碎片进行整理。
■ 事件管理器
该模块允许事件按优先级触发。它负责定时器和事件的管理，并允许应用程序间相互通讯。
■ 动态连接模块
该模块的功能是解析JavaTM 函数的地址，加载JavaTM 类的方法到RAM中去，解析面向ROM的调用。
■ 下载模块
该模块按DSMCC标准和NFS协谇从远端的服务器自动下载数据，其存取文件的方式和本地驻留程序是相同的。同时它也能完成清除内存，压缩和授权认证的功能。
■ 类管理器
该模块加载类，同时解析类之间的相互引用。
■ 文件系统
该模块是被估化的，用于管于是多层次的文件系统。其介质可以是ROM，Flash，RAM
和DSMCC卷。突发事件下，Flash的完整性是可保证的。
■ 安全管理器
该模块负责对应用进行授权认证，控制应用对敏感的内存和其它区域数据的存取。
■ 图形系统
该系统是面向对象，并被优化的。它包括图形窗口，对象管理机制和多种语言支持的 向量字库处理引擎。
而且，MEDEAHIGHWAY虚拟机还支持DAVIC资源表示模型，这样客户机的资源就 能得到有效管理。
设备接口层 　　
设备接口层由设备管理器和设备驱动程序组成，由制造商根据CANAL+TECHNOLOGIES的规范来实现。它管理应用程序与设备驱动程序之间的通用通讯通道，并且具有纠错和异常处理功能。一些管理设备驱动程序的例子有：智能卡阅读机，调制解调器，网络，PCMCIA，LED显示，等等。
　　在新版的MEDEAHIGHWAY中，由MEDEAHIGHWAYAPI管理这些驱动程序，所以程序员无须与该层直接打交道。[page]
系统软件/硬件层
　　系统软件/硬件层由制造商控制决定的。
　　MEDEAHIGHWAY应用体系的模块提供的功能（如事件调度，内存管理）是MEDEAHIGHWAY虚拟机的一部分，所以MEDEAHIGHWAY并不要求特定的实时操作系统（Real-Operating System，简称RTOS）或处理器。
广播应用服务器软件
　　包含有MEDEAHIGHWAY的广播应用服务器软件（Broadcst Applicateon Servers，简称BAS）向运营商提供一套能通过卫星，地面广播站或有线网络以MPEG-2数据流传交互电视应及应用和数据注射器非常灵活，可根据运营商的需要进行升级。此外，BAS可通过以太网或TS流与MPEG-2/DVB复用连接。
　　BAS由应用及数据服务器和注射器组成。注射服务器完成应用的认证，组织应用和数据到MPEG-2标准片段，并调度这些片段的副本。同时，它分发这些数据到MPEG-2复用器，再由复用器将TS流复用后广播出去。
　　BAS能同时管理多个交互应用的事件，会话和引导，并且可以进行实时MPEG-2数据注射处理。
　　MEDEAHIGHWAY的BAS能与任何类型的数字广播平台整合，演示了BAS将数据和应用发送给复用器，然后再由卫星，地面广播站或有线网络广播出去。
集成开发环境
　　MEDEAHIGHWAY系统拥有自己的集成开发环境（Integrated Development Environment，简称IDE），它通过一个友好的图形用户接口，可以设计、开发、测试和调试交互应用。新版的IDE是用JavaTM语言开发的，称为STUDIO+，可以用于开发DSTB上的JavaTM编码应用程序。实际上，IDE是可以运行在UNIX工作站或PC上的一完善的应用创作室。下图所示是新版本方便易用的用户接口界面。　　新版IDE，即STUDIO+，集成一了整套的MEDEAHIGHWAY软件包，包括面向计算机的服务包和面向DSTB的交互服务包。当使用集成的DSTB模似调试器时，STUDIO+能够快速的开发、调试、测试DSTB上的JavaTM应用。
　　除了经典的调试功能，IDE还能够通过多种通信接口与目标板连接进行在线调试。
　　当一个应用被开发好后，首先可以在工作站上进行测试，以便于做一些修改。在些之后，应用代码可以通过串口或并口下载到DSTB执行。DSTB包含了MEDEAHIGHWAY虚拟机，它能够解释和启动应用程序。在应用程序得到充分的测试后，就可以下载到多个DSTB进行更多的测试和验证。
交互式应用
　　为了适应商业运营者的需求，CANAL+TECHNOLOGIES不仅为数字电视广播网络提供了开发交互应用的方法，而且也开发了许多交互应用服务，这些服务用MEDEAHIGHWAY实现。同时CANAL+TECHNOLOGIES也正在开发更多的交互应用服务，这些交互应用服务包括如下一些类型：
■浏览应用
◆TV节目浏览
这些应用显示每个频道当前的和将要播出的节目信息，而且可以在频道间切换，这些信息通过标题条或镶嵌式菜单方式显示在电视机屏幕上。
◆音频浏览
这些应用提供了当前播出和将要播出的音乐或其它音频节目选择的能力，同TV浏览一样，可以在频道切换。
◆节目指南
这个应用能够以全屏方式显示未来7天的每个频道的所有节目清单。
◆多频道切换
这个应用使用户能够在同一时刻关注多个频道，它利用事件消息在TV屏幕上通知用户其它频道将要播放的节目，如果用户需要观看，可立即切换到该频道。
■付费应用
◆在线的Token PPV（Pay-Per-View）
这种应用能够显示详细的被出售的节目信息，同时也能够通过在线方式或基于称为Toke的电子货币购买节目，Token储存在用户的智能卡中。
◆在线和Token PPF（Pay-Per-View）
与广播订购文件方式不同，PPF让用户能够象上面描述的PPV方式一样，下载文件到用户与DSTB相连的PC中。
◆电子购物
使用户能够通过电视交互订购商品，比如书籍、CD或其它任何东西。付费是通过信用卡方式，而且由于有MEDIAGUARD这样的条件接收系统和介入，这种付费是很安全的。
■数据广播服务应用
这类应用提供给用户连续的数据流信息，如股票交易信息和赛马信息等。
■Internet应用
◆PC高速互联网接入
        把PC与DSTB连接，这个应用能够提供给用户更高的Internet访问速度和IP组播服务。这也使运营商能够提供实时的视频服务和Push服务。
◆TV高速互联网接入
这个应用使用户能用TV在Internet上冲浪，而无须通过PC。卫星、有线电视网和地面广播都可以作为这个应用的传输介质。
◆电子邮件
基于标准的电子邮件协议，这个应用允许用户在电视机上收发电子邮件。
■信息显示应用
有三种交互应用使用户能够搜索和获取相关的信息：
◆电子银行
这使用户能在TV上查讯其银行帐务信息，进行转帐等交易。DXTB的信用卡阅读器使用密码认证用户，来确保交易的安全。
◆按需天气预报 
 
这个应用与天气报频道相连接，用户可以通过遥控器来选择获取某个地区或城市的天气预报信息。
◆数据库信息服务
这类应用使运营商能够提供某些特殊数据库存信息的浏览服务，例如招聘信息的搜索服务。
■娱乐应用
◆游戏
这种应用能够使TV和STB成为游戏平台。多种基于MEDIAHIGHWAY的游戏已经被发和运行，用户只需选择游戏菜单中的某一项即可进行某个游戏，此时遥控器就成了游戏手柄。它也支持多个参与者的网络游戏。
◆竞猜 
用户可以利用这个应用参与各种竞猜活动，回答问题同时得到实时结果。
■产品促销应用
有两种应用能够用于产品促销：
◆试听室
这个应用让用户能够试听新CD的片段和观看产品图片等。
◆交互式广告
这个应用能够在TV上显示一个广告服务扉页，如果用户需要某个详细的信息，可以用遥控器选中进入。然后，DSTB就与相应的服务器连接，这样广告商就能收到来自用户的信息。服务
除了提供各种交互应用的设计、开发、传输和接收等服务，CANAL+TECHNOLOGIES也提供其它的各种服务与合作。包括：
■系统集成
■应用程序开发
■系统和应用的维护管理
■技术支持
■培训和文档
系统集成
　　在数字交互电视网集成方面，CANAL+TECHNOLOGIES拥有丰富的系统集成经验，能够提供完善而可靠的服务。基于在全球的付费电视方面的丰富经验，CANAL+TECHNOLOGIES能够向任何电视集成方案，交互应用开发集成，和通过卫星、有线、地面广播的数据传输集成以及优秀的安全系统。
应用程序开发
　　在前面介绍MEDIAHIGHWAY时，我们提及了交互应用的开发。开发交互应用包括如下一些阶段：
1. 客户需求定义
2. 应用开发
3. 使用调试工具进行测试
4. 使用MTEG-2生成器测试
5. 本地验证
6. 在MTEG-2目标网络上进行实际测试
7. 整个系列的功能测试