摘 要：本文分析了中間件的發(fā)展現(xiàn)狀及其在我國(guó)有線電視數(shù)字化中的重要作用，并就有線數(shù)字電視的發(fā)展趨勢(shì)作了探討。
關(guān)鍵詞： 數(shù)字電視 中間件 應(yīng)用
隨著有線電視數(shù)字化在全國(guó)的大力推進(jìn)，軟件開發(fā)已成為有線電視數(shù)字化中的一項(xiàng)主要環(huán)節(jié)。本文擬從數(shù)字電視軟件開發(fā)的角度，分析中間件的發(fā)展現(xiàn)狀及其在有線電視數(shù)字化中的重要作用，探討有線數(shù)字電視的發(fā)展趨勢(shì)。
一．?dāng)?shù)字電視需要什么樣的中間件
交互性成為有線數(shù)字電視長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的主要?jiǎng)恿ΑＲM(jìn)行交互電視服務(wù)，除了要有交互式的節(jié)目服務(wù)外，還離不開支持交互式增值功能運(yùn)用的中間件技術(shù)。數(shù)字電視中間件(Middleware)，是數(shù)字電視接收系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，為數(shù)字電視應(yīng)用提供運(yùn)行環(huán)境和軟件接口。數(shù)字電視中間件是為了保證數(shù)字電視應(yīng)用的互操作性，它以應(yīng)用程序接口（API）的形式存在，整個(gè)API集合被存儲(chǔ)在機(jī)頂盒的閃存（FLASH）中。換句話表述，中間件是獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)的一個(gè)系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，通過(guò)定義和規(guī)范傳輸協(xié)議、內(nèi)容格式和應(yīng)用框架來(lái)實(shí)現(xiàn)互操作性，具有可擴(kuò)充性、可移植性、可靠性、跨平臺(tái)等特點(diǎn)。
(一)中間件的構(gòu)成
中間件從節(jié)目應(yīng)用上分可為兩類：(1)為了表現(xiàn)節(jié)目多樣化形式的應(yīng)用，如多畫面領(lǐng)航、多視角切換、畫中畫編輯、節(jié)目?jī)?nèi)容巡航等等。(2)人機(jī)近端交互節(jié)目的應(yīng)用，如天氣預(yù)報(bào)、出行參考、旅游探險(xiǎn)、娛樂天地、互動(dòng)游戲、少兒英語(yǔ)等等。無(wú)數(shù)種類的節(jié)目?jī)?nèi)容都可以通過(guò)中間件開發(fā)制作。
中間件包括兩個(gè)部分：(1)接收端中間件系統(tǒng)，嵌入在機(jī)頂盒中，介于機(jī)頂盒驅(qū)動(dòng)層程序和上層應(yīng)用之間，使得應(yīng)用程序獨(dú)立于接收機(jī)硬件平臺(tái)，在同一有線電視網(wǎng)路中，不同的硬件組成和設(shè)計(jì)架構(gòu)的機(jī)頂盒相互兼容；同時(shí)，不同的軟件公司可以基于同一編程接口開發(fā)應(yīng)用程序，且在不同的機(jī)頂盒上運(yùn)行。機(jī)頂盒中間件系統(tǒng)是一種層次型架構(gòu)，由包括系統(tǒng)模塊、SI引擎、Java虛擬機(jī)、HTML瀏覽器、圖形管理模塊、Java程序包等在內(nèi)的多個(gè)系統(tǒng)模塊組成。(2)前端數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)，安裝在電視運(yùn)營(yíng)商播發(fā)中心的一套軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于不同的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，如PC/Windows、PC/Linux或UNIX工作站等，主要是對(duì)電視節(jié)目和應(yīng)用程序?qū)嵭锌刂疲⒃诖碎_發(fā)運(yùn)營(yíng)商擬推出的新的應(yīng)用。一般在前端中間件系統(tǒng)的建設(shè)中，應(yīng)建設(shè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，為電視節(jié)目和應(yīng)用程序儲(chǔ)存必要的信息，如EPG、新聞等；同時(shí)開發(fā)一套標(biāo)準(zhǔn)界面，用于與內(nèi)容供應(yīng)商提供接口；另外就是要具備與SMS及SAS等系統(tǒng)之間的接口，方便與SMS及SAS的聯(lián)結(jié)。
(二)中間件在有線數(shù)字電視中的作用
中間件系統(tǒng)包含內(nèi)存管理、通信管理、圖形系統(tǒng)管理、SI數(shù)據(jù)裝載、系統(tǒng)資源管理以及與前端系統(tǒng)間的通信及控制等一系列的功能，應(yīng)具有較好的可擴(kuò)充性、可移植性、跨平臺(tái)等特點(diǎn),故要求建立中間件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
中間件標(biāo)準(zhǔn)為接收設(shè)備的生產(chǎn)以及數(shù)字電視應(yīng)用的開發(fā)提供統(tǒng)一的規(guī)范，主要包括：(1)數(shù)字電視節(jié)目以及數(shù)據(jù)的格式，如音視頻數(shù)據(jù)，圖像、字符顯示數(shù)據(jù)格式等；(2)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議；(3)應(yīng)用程序編寫所采用的語(yǔ)言及其接口庫(kù)。可以說(shuō)，具備統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的通用中間件技術(shù)的應(yīng)用對(duì)有線電視數(shù)字化市場(chǎng)啟動(dòng)和培育成熟將起關(guān)鍵和重要作用。
目前數(shù)字電視機(jī)頂盒中的軟件平臺(tái)在技術(shù)上可以分為三個(gè)層次：一是沒有中間件，所有應(yīng)用程序直接運(yùn)行在嵌入式操作系統(tǒng)上；二是專用中間件，在嵌入式操作系統(tǒng)上加入中間件層，但各廠商專有系統(tǒng)中間件之間很難相互兼容，無(wú)法從根本上解決互操作性問題；三是通用中間件，具有開發(fā)性和標(biāo)準(zhǔn)性，能解決互操作性。經(jīng)過(guò)這幾年數(shù)字電視的試驗(yàn)證明，沒有采用中間件的有線數(shù)字電視節(jié)目，觀眾感覺在節(jié)目?jī)?nèi)容上和表現(xiàn)形式上與傳統(tǒng)電視區(qū)別不大，只是在傳輸質(zhì)量的觀感上有所提高，因而難以形成新的節(jié)目賣點(diǎn)。因此，有線電視數(shù)字化的發(fā)展需要通用中間件。
通用中間件對(duì)有線數(shù)字電視的發(fā)展主要從以下五個(gè)方面進(jìn)行推動(dòng)。一是對(duì)節(jié)目應(yīng)用內(nèi)容提供商，數(shù)字電視給電視觀眾帶來(lái)一種全新享受的并不是音視頻的效果，而是交互應(yīng)用，通用中間件使得節(jié)目應(yīng)用開發(fā)的門檻遽然消失，且開發(fā)出的節(jié)目應(yīng)用內(nèi)容可同時(shí)向各個(gè)運(yùn)營(yíng)商提供，這無(wú)疑大大降低開發(fā)制作成本，推動(dòng)了市場(chǎng)的發(fā)展。二是對(duì)運(yùn)營(yíng)商，運(yùn)營(yíng)商可以采用任一家的接收和播發(fā)服務(wù)器，無(wú)需再對(duì)機(jī)頂盒或數(shù)字電視機(jī)等做任何選擇。三是對(duì)機(jī)頂盒和數(shù)字電視機(jī)生產(chǎn)商，只需一種通用中間件軟件便可運(yùn)行于全國(guó)各個(gè)有線電視網(wǎng)絡(luò)，為其它運(yùn)營(yíng)商所接受，極大地降低機(jī)頂盒和數(shù)字電視機(jī)的銷售價(jià)格，使用戶受益，無(wú)形之中促使了數(shù)字電視市場(chǎng)的啟動(dòng)和發(fā)展。四是對(duì)有線數(shù)字電視用戶，可以更低價(jià)格購(gòu)買到更豐富多彩、更方便易用、更高質(zhì)量水平的產(chǎn)品和服務(wù)。五是對(duì)市場(chǎng)開拓的作用，目前的運(yùn)營(yíng)商，要么啟動(dòng)有線數(shù)字電視時(shí)不上中間件，導(dǎo)致服務(wù)內(nèi)容不豐富，沒有交互應(yīng)用，限制了市場(chǎng)的開拓；要么上某一專門廠商的中間件而被“綁定”，不僅接收機(jī)要依賴于此家公司，前端系統(tǒng)、應(yīng)用開發(fā)都得由其提供，因而價(jià)格昂貴。目前國(guó)內(nèi)幾個(gè)城市的數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)商上了中間件但市場(chǎng)拓展并不理想的原因就在這里。
二．當(dāng)前中間件的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
目前，國(guó)際上中間件的標(biāo)準(zhǔn)有五種：歐洲的DVB-MHP，日本的ARIB，美國(guó)的ATSC、ATVEF和Cable Labs等。其中，歐洲的DVB-MHP（多媒體家庭平臺(tái)），現(xiàn)已擴(kuò)大到287個(gè)機(jī)構(gòu)參加的國(guó)際組織標(biāo)準(zhǔn)。DVB-MHP 標(biāo)準(zhǔn)是第一個(gè)國(guó)際化的數(shù)字電視接收機(jī)軟件平臺(tái)中間件規(guī)范，它的目的在于定義一個(gè)通用的技術(shù)開發(fā)平臺(tái)，既可在不同的數(shù)字電視終端上運(yùn)行各種內(nèi)容和應(yīng)用，又可推動(dòng)市場(chǎng)向內(nèi)容服務(wù)和客戶應(yīng)用為主發(fā)展，為包括運(yùn)營(yíng)商和用戶終端在內(nèi)的客戶帶來(lái)更多更大的利益。MHP以Java為基礎(chǔ)，結(jié)合了歐洲D(zhuǎn)VB 標(biāo)準(zhǔn)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有良好的內(nèi)容開放性和網(wǎng)絡(luò)兼容性，對(duì)我國(guó)走DVB標(biāo)準(zhǔn)的自主發(fā)展道路有利，也對(duì)節(jié)目平臺(tái)進(jìn)一步發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)有利。缺點(diǎn)就是包羅萬(wàn)象，結(jié)構(gòu)冗雜，各程序包之間和諧性較差。ARIB主要基于BML（XML的一種形式）和DSMCC數(shù)據(jù)輪盤，并增加擴(kuò)展了JavaScript,以便更好地編寫交互式應(yīng)用。ATVEF是一種旨在將HTML作為數(shù)字電視內(nèi)容的主要格式的標(biāo)準(zhǔn)。ATSC主要以Sun公司的JavaTV為基礎(chǔ)，力圖制定出一個(gè)以Java為核心的標(biāo)準(zhǔn)。Cable Labs旨在制定一個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)。
目前世界上比較流行且成熟的數(shù)字電視中間件系統(tǒng)主要有以下五種。
Cannal+ MediaHighway，采用標(biāo)準(zhǔn)的Java語(yǔ)言，將Java與DSMCC相結(jié)合，是一種開放式的中間件產(chǎn)品，滿足包括DVB-MHP在內(nèi)的多種標(biāo)準(zhǔn)，已在全球1600多萬(wàn)臺(tái)機(jī)頂盒中運(yùn)行。
OpenTV，是非標(biāo)準(zhǔn)的開放制中間件技術(shù)，以C語(yǔ)言編程為基礎(chǔ)，并與松下公司合作開發(fā)支持DVB-MHP的中間件應(yīng)用，充分表現(xiàn)出獨(dú)到的交互節(jié)目精彩之處，從而使得DVB-MHP的應(yīng)用環(huán)境也相繼采用了OpenTV的基本應(yīng)用庫(kù)，并保留了現(xiàn)有應(yīng)用程序的廣泛性。正因?yàn)镺penTV的獨(dú)到之處，目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率最高，在國(guó)外主要以衛(wèi)星廣播為主，在國(guó)內(nèi)中央電視臺(tái)、上海文廣互動(dòng)等有線數(shù)字電視平臺(tái)有應(yīng)用。但OpenTV封閉性強(qiáng)，系統(tǒng)調(diào)試、升級(jí)較難，特別是相對(duì)于基于Java的系統(tǒng)而言，應(yīng)用開發(fā)難度較大，因而價(jià)格也不菲。
Microsft TV，是以PC機(jī)作為機(jī)頂盒使用，對(duì)于電視這種大眾媒體和家用電器來(lái)說(shuō)，將其作為機(jī)頂盒，不僅代價(jià)太高，而且與我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用也存在差距。
Alticast，據(jù)稱是第一家進(jìn)入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的完全基于歐洲D(zhuǎn)VB-MHP的韓國(guó)中間件系統(tǒng)，涵蓋內(nèi)容豐富，因此對(duì)機(jī)頂盒硬件配置要求較高，對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，運(yùn)營(yíng)成本較高。
Liberate，是全球第一家在有線電視網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用的中間件產(chǎn)品，其中間件解決方案是，服務(wù)器端基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，客戶端基于開放的HTML和Java，開放性較好，二次開發(fā)門檻較低。另外，其最大優(yōu)點(diǎn)是基于多級(jí)運(yùn)營(yíng)商的管理，有利于我國(guó)目前中央、省、地市有線電視網(wǎng)絡(luò)多級(jí)運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)狀進(jìn)行多級(jí)管理。
國(guó)家廣電總局在充分吸收國(guó)內(nèi)外各方面的意見和成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，正在制訂我國(guó)自己的中間件標(biāo)準(zhǔn)。但由于目前中間件技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用