三网融合形势下的NGB数字电视中间件标准

1、前言

        数字电视中间件技术与标准，大家都非常熟悉了。自2001年，DVB推出MHP中间件技术标准以来，全世界各地都开始了中间件技术的研究与标准制定工作，而且基本上都是源自于MHP的技术体系，虽然相关国家的标准化与行业组织进行了不同程度的修改与演进，但总的框架还是基本类似、一脉相承的。

        毫无疑问，使用中间件的根本目的是为运营商大大降低数字电视终端成本和应用软件成本，增强市场推广力和增加业务普及度，从而更好地吸引用户、提高ARPU值。DVB组织在全世界推广MHP，也可谓是不遗余力，尽管真正进行MHP中间件部署的运营商不是太多，但MHP技术与标准体系在全球的知名度已经非常高，DVB为数字电视的普及与发展做出的巨大贡献有目共睹、不可磨灭。

        中国，自2001年12月以来也一直进行数字电视中间件技术研究与标准制定工作。从工信部提交的标准文本来看，中国标准总的技术体系与MHP有一定的兼容与延续性，尽管标准目前还没有正式官方发布，但对国内一些公司进行数字电视中间件相关产品与系统的开发起到了非常大的促进与指导作用。当前，广电总局正在领导制定NGB数字电视中间件技术标准，这无疑对产业是一个具有十分重要意义和鼓舞人心的大事情。从当今技术发展和运营环境的新形势来看，我们应该如何制定新的中间件标准？其技术架构应该如何适应“三网融合”的多媒体业务？新标准与老的是否应该有所不同？诸如此类的问题，应该是值得我们考虑的。笔者本人从业务应用的环境和技术架构的角度来阐述些许看法，以起到抛砖引玉的作用。

        2、数字电视中间件标准的前世

        在数字电视十多年的发展历程中，出现了许多的中间件技术标准与产品，可以说数字电视中间件是一直伴随着数字电视业务的运营，并且不断发展、壮大和成熟。

        广为人知的MHP是从1998年开始由DVB主导制定的，那时的数字电视运营环境基本是单向，业务应用基本是EPG、电视游戏、PPV、美食与天气预报信息等，基于网络的限制，电视商务、视频点播等还只是停留在概念和实验阶段。不同的数字电视应用都可以是独立的、具有边界分明的运行环境（Application boundary），数字电视业务应用平台一般都是通过菜单式进行启动的，如右图显示：

                
       

 

 

                       

          从模块功能来看，MHP标准考虑了较多的与数字电视硬件平台功能相关联的资源模块：

        
 
       

        从技术细节来看，MHP标准的API比较多地关注机顶盒平台的功能与资源的使用与控制，如定义了专门的API（Java功能包）针对解调与数据装载（Demux）、CAS控制、调谐（Tuning）、以及媒体播放、数据解析；相反，对协议却较少涉及（留待平台实现着自己去处理各种网络协议），更没有涉及到网络文件装载、流媒体点播与控制等协议。上图摘自于MHP标准文本，示意了MHP平台的一些资源层的功能特征。

        MHP的应用处理基础是基于DSM-CC对象轮播（Object Carousel）的应用管理器，而且基本是立足于单向广播通道的（MPEG Section），如下图展示：

               

        尽管MHP标准也列出了DVB-HTML，但对HTML和JavaScript（ECMAScript）没有进行详细的规定，MHP平台的实现一般都没有特别关注MHP标准提出的“交互档次”，但这一部分不是MHP标准的核心部分。

        很显然，在当时的网络与运营的历史环境与条件下，MHP标准主要重点是为了满足单向环境下增值业务的跨平台的运行，它很好地规范了增值业务与应用的下载、启动、运行、消亡等控制以及资源共享、显示与交互特征等技术与运营范围与条件，网络的交互性与融合性业务并是MHP标准的核心。这些网络、技术与运营特征决定了MHP标准以Java虚拟机为基础的平台架构，规范了一整套以Java语言的编程接口，系统的启动是从Java应用开始的，应用本身和其数据可以明显区分开来，整个应用同时下载到终端平台才执行（Java的类库需要进行动态链接后才可以执行），通过Java应用将HTML等网页串联起来、形成补充。

        然而，数字电视、通信和互联网行业近几年来发生了很大的变化，过去通过广播网传送的音视频业务，目前通过互联网、移动通信网同样可以传送。如果我们再来规划中间件，得我们就必须重新考虑多媒体终端的中间件平台的技术架构与资源使用特征。在我们已经进入“三网融合”的技术与运营的环境下，我们是否仍须坚持Java是中间件平台的基础与核心呢？我觉得我们有必要重新审视这个问题。

        3、数字电视中间件标准的今生

        在网络功能趋同、业务融合的今天，数字电视的运营已经发生了很大的变化，通过宽带网络、基于IP协议传递视频的业务和多媒体终端已经在大量涌现。在IP网络上进行点播、时移以及录制等都是很普通的功能，而且，多媒体业务和富媒体应（RMA/RIA：Rich Media Application、Rich Internet Application）正在大量涌现，应用本身和其数据已经混为一体、不可区分。由于信息量大、以及及时性要求，这些应用以及越来越多地以HTML网页的形式展现，根据需要及时下载，或者相关信息通过Ajax、RSS等协议自动更新。在这种情况下，如果中间件平台还是以Java应用为核心就显然不能够满足融合的多媒体业务的要求。那么，新的中间件技术标准应该是怎样的呢？

 

         我们在前面已经提到，中间件平台的核心是：1）应用（业务）下载与管理机制；2）业务编程接口规范；3）应用与其数据的传输协议。为了适应网络的发展和交互业务的需要，DVB新近发布了支持宽带业务（主要以IP协议为基础的互联网视频与交互应用业务）的HbbTV规范（Hybrid Broadcast Braodband TV）（ETSI TS 102 796， ETSI TS 102 809），下图展示了支持HbbTV的中间件平台的技术框架：

 
        从上图中可以看出，HbbTV中间件平台需要同时接收来自于广播信道（卫星、有线或无线等）和宽带信道（互联网、或其它的IP通道）的信号，音视频与数据可以不加区分地由这两个通道分别接入，在带宽限制的情况下，广播通道可以用来播送高清节目，而宽带的使用形式就会有很广，如视频点播、时移、信息浏览、电子商务等。

        在宽带和互联网时代，数字电视平台支持的业务应用一般都是通过一个TV Portal启动的，如下图所示：

        

        ETSI TS 102 809标准还详细规范了HbbTV平台应用的管理协议，它一方面继承了MHP规范的AIT协议，同时，增加了基于XML的AIF（Application Information File）形式，对通过IP通道进行播发的应用的启动、存储、运行、消亡等控制进行了统一的规定。支持HbbTV的数字电视平台需要同时考虑来源于广播信道和IP信道的应用，并进行正确处理。在这种情况下，控制数字电视平台的主体应该是基于HTML和脚本语言，Java虚拟机、Flash引擎等语言的支持也是必不可少的，但已经不成为核心。很多应用可以是通过Java、Flash甚至是Python等插件的形式在平台上播放，其应用信令则是统一管理的。

        DVB推荐的ETSI TS 102 809 和TS 102 796等技术规范并没有重新制定新的API，MHP中的Java功能包、以及W3C的有关互联网协议，各平台的实现可以参考。

        总之，数字电视行业正在面临着深刻的变化，多媒体视频业务通过多种渠道不断涌现。从老百姓的角度来讲，过去被动地看电视就够了，现在需要越来越多的交互性内容，比如在体育赛事播出时提供增值业务等，观众对数字手段带来的好处的要求也越来越多，短信、电子邮件、天气预报也可以搬到电视屏幕上来，除此以外，还需要一些个性化的社区服务。因此，现在来考虑NGB中间件标准，必须考虑现今的业务要求和技术环境，中间件平台需要一个对HTML/XML、脚本语言（如JavaScript）、Java、Flash等均需要支持的强大的软件平台，并且以HTML/XML支持成为平台业务的入口，单一以Java为主体的MHP平台可能就难以满足业务发展的需求。

        4、总结

        我们可以预测到，增值业务的开展对中间件的需要也越来越强烈。NGB的主要技术特征是高带宽的IP网络、完全交互的业务，网络和通信技术的发展，使得无线互联网络的带宽也越来越大，目前的3G网络上都可以流畅地传输视频，而LTE等更大带宽的网络正在测试、商用前景可期。不同业务可以在无线移动多媒体终端、以及数字电视机顶盒或电视机屏幕上以相同方式呈现给用户、使之有相同的用户体验。数字电视中间件技术已经发展成为需要支持不同多媒体终端平台的软件技术体系。支持多语言应用、支持不同的网络协议、支持的媒体格式、支持来源于不同信道的业务，正成为“三网融合”环境下的中间件平台特征。
目前总局领导制定的NGB中间件标准必须充分考虑这些因素，制定一个既可以满足现今数字电视业务要求、又能够促进融合业务发展的技术标准。