交互数字电视标准DVB MHP

数字电视取代模拟电视之所以成为不可逆转的趋势，不仅是其画面品质的提升，增加节目频道，减少传输成本，最关键还是能给电视产业提供更多的增值服务。数据能够与音视频流一起混合传播，增强了电视的互动性，使得在数字电视接收设备上运行很多交互式应用程序，如EPG(电子节目指南)、游戏、股票信息、和VOD等。作为交互式应用程序核心的中间件起到关键作用。DVB-MHP是DVB组织针对多媒体家庭应用而制定的中间件标准，它也是目前国际上影响力最大，采用最广的中间件标准。它基于Java环境、定义了交互应用与终端设备之间的接口标准。

　　全球交互数字电视标准

全球交互数字电视标准，主要分为私有的标准和开放的标准这两类。例如，欧洲DVB(Digital Video Broadcasting project)组织所制定的MHP(Multimedia Home Platform)标准，美国ATSC组织所制定的DASE(DTV Architecture for Software Environment)标准、 ACAP(Advanced Common Application Platform)标准，北美的有线电视业者的规格制定组织CableLabs所制定的OCAP(OpenCable Application Platform)标准，日本ARIB(Association of Radio Industries and Businesses) 组织所制定的STD-B23(application execution engine platform for digital broadcasting)标准，英国MHEG(Multimedia and Hypermedia information coding Expert Group)组织所制定的MHEG-5标准等，都是属于公开的交互数字电视标准。另外，OpenTV公司的中间件解决方案，还有NDS公司的MediaHighway core中间件解决方案等，则是属于私有的交互数字电视标准。

图1 MHP系统架构图

　　DVB MHP标准制定与全球使用状况

欧洲数字电视广播技术发展组织(Digital Video Broadcasting Project)致力于制定数字电视与信息服务的相关标准。MHP目的是允许多个不同厂家能够使用同一平台，同时使系统不同层次的运营商能单独操纵整个运作。2000年2月DVB组织发布了MHP 1.0版，现已发展到1.1版本。另外，为了解决知识产权的问题，DVB项目以MHP标准为基础，制定了一个可供其它组织在制定交互数字电视标准时的参考规范--GEM(Globally Executable MHP)。GEM并不是一个完整的、可供直接操作的交互数字电视标准，定义了一些强制性的核心特性，要求所有基于“GEM终端规范”之上的所有规范都必须支持。

MHP适用于所有DVB定义的传输媒体和卫星，例如网络、有线、地面、微波。MHP现在已经在一些国家得到应用，并且已被很多国家直接定为国家标准。其它国际流行的数字电视标准，都是以MHP为基础。如日本的ARIB组织所制定的ARIB STD-B23标准，美国CableLabs组织所制定的OCAP标准、以及ATSC组织所制定的ACAP标准，都是使用GEM作为基础，形成符合本国市场需求的标准。

MHP标准现今已被许多国家所采用，例如，德国、瑞典、挪威、芬兰、意大利、西班牙、新加坡、以及韩国的卫星广播部份等，都采用了MHP作为交互数字电视标准；奥地利、澳大利亚、比利时、捷克、丹麦、匈牙利、马耳他、中国台湾等正在进行或已经计划采用MHP标准。另外，日本、北美、韩国以及地面无线部份，则采用了以MHP为基础的标准，日本采用了ARIB，北美和韩国采用OCAP。

　　DVB MHP标准技术规范

MHP主要定义了机顶盒中间件的整体结构、传送协议、内容格式、Java虚拟机和DVB-J APIs、安全性、各层的细节、应用状态和表现、应用的自动启动等，还定义了专用的应用信令。MHP标准将其终端接收设备的系统架构分为三层--资源层，系统软件层和应用层，并规范各个层次的功能，以及定义提供交互应用程序可使用的应用程序接口(Application Program Interface, API)，使得MHP标准具有最大的跨平台能力：

　　资源层(Resources)

资源层，MPEG Processing、I/O Devices、Memory、CPU、绘图器(Graphics)等资源。资源层通过广播通道(Broadcast Channel)，使得MHP终端接收设备可以通过MPEG-2 TS流和DSM-CC OC等通信协议接收广播讯号。并且，资源层也可以通过回传通道，使得MHP终端接收设备通过TCP/IP与UDP/IP等通信协议回传信息给头端设备，或是与其它终端设备进行信息交换。另外，资源层也输出信号到显示设备，并接收遥控器的输入信号。

　　系统软件层(System Software)
　　系统软件层包含交互应用程序管理器(Applications Manager, AM)，负责管理所有在MHP终端接收设备上的交互应用程序。例如，交互应用程序的生命周期的控制、交互应用程序使用资源的分配、以及交互应用程序之间的沟通，都是由应用程序管理器来管理。此外，应用程序管理器也提供观众切换频道与选择节目等功能。系统软件层也包含了操作系统、Java 虚拟机(Java Virtual Machine, JVM)、以及Sun Java、HAVI、DAVIC、DVB所制定的应用程序接口，以提供交互应用程序去使用资源层的资源。

　　应用层(Applications)

交互应用程序位于应用层。交互应用程序可利用软件层提供的应用程序接口，来使用资源层的资源，以执行各种各样的交互功能。采用Java技术的交互应用程序，在生命周期机制下，将可以确保交互应用程序的行为与观众的期待是一致的。也就是说，交互应用程序的启动时间很短，交互应用程序可以进入没有提供服务的状态、以及随时都可以终止交互应用程序。另外，MHP交互应用程序可以经由使用者来启动，或是由MHP交互应用程序自行启动。并且，MHP标准也支持多个交互应用程序同时执行。

MHP标准支持的内容格式有JPEG、PNG、GIF、MPEG-2 I-Frame等图形格式，以及MPEG-1/2 Audio、MPEG-2 Video、DVB subtitles、Teletext、驻留字符、下载字符、HTML和XML等码流格式，具有广泛的互操作性，使得MHP交互应用程序可以提供给观众各种各样的多媒体交互服务。另外，也可以采用外挂功能模块的方式，使得MHP交互应用程序可以支持更多的内容格式。

随着各国相继采用MHP作为交互数字电视的标准，交互数字电视标准DVB-MHP成为主流之一。2005年，MHP 1.1.2发布，支持高清 (High Definition)，改善了信息、投票等相关应用问题，加强了智能卡在解密与使用认证方面的功能。2005年4月，DVB组织发表了两份文件Document A087(PVR/PDR Extension tothe Multimedia Home Platform)与DVB Document A088(Digital Recording Extension to GloballyExecutable MHP)，使得MHP标准与GEM参考构架，在PVR/PDR方面的功能更加完善功能。

DVB-MHP的技术核心和应用层次

Java是MHP的核心技术。作为一种程序设计语言，Java提供简化的优点和面向对象而又不依赖于机器的开放结构，具有卓越的可移植性、安全性特点，并且可通过并发机制带来强大的性能。Java技术的软件能够运行在从小型设备到超级计算机的任何机器上，其兼容性几乎无所不在。借助Java技术，无论用户使用的是PC、Macintosh计算机、网络计算机，还是机顶盒、数字电视、Internet可视电话、各种掌上设备，可以在不同的设备上运行同样的应用，这就给交互式数字平台提供了一个非常好的兼容环境，可以让数字电视平台上的所有硬件和软件，不论是前端的还是终端的，不论是各种服务提供设备，还是机顶盒和数字电视，都可以不加修改地相互移植，相互衔接，具有极高的兼容性。利用Java技术的特性，Java语言使广播节目开发商能更得心应手地、灵活地开发应用界面，以提供给观众更加引人入胜的交互电视节目；此外，Ｊａｖａ语言编写的数字电视内容具有安全、可扩展和可移植的特点，可用于各种不同的电视接收机，还可大大节省开发商把交互应用投放市场的时间和成本。

DVB MHP 共有三个应用领域和层次，如图2所示：分别为增强性广播(MHP 1.0)、交互性广播(MHP 1.0)和互联网接入(MHP 1.1)。基层是增强性广播(Enhanced Broadcasting Profile)仅支持单向广播业务和本地交互业务，包括Java VM、DVB-J APIs和广播传送协议，HTML子集作为即插件，提供本地端交互的相关服务，例如气象资讯服务、旅游资讯服务、股市交易、各种运输工具时刻表、交互体育信息等服务，它不需要回传通道；交互性广播 (Interactive Broadcast Profile) 支持交互业务，这意味着有相应的硬软件支持，对增强性广播的扩展有用于交互应用的DVB-J API和交互传送协议，HTML子集作为选件，提供本地端与其它端的交互应用服务。例如投票、电视商务、电视银行等服务，它需要回传通道；仍在完善中的是互联网接入(Internet Access)，增加的API有互联网接入APIs、IP广播传送协议和HTML，ECMA script等描述协议，提供了访问互联网的功能，提供电视收发Email、浏览网页等功能。

图2 MHP应用层次

　　MHP应用发展情况

MHP应用范围极广，根据国际国内交互电视业务的发展经验，根据MHP应用的层次，首先，在第一阶段，运营商通过单向网络以广播的方式向用户提供一些基本的信息服务，同时还能够向用户提供一些本地交互应用。如：天气预报、新闻、电子节目指南、单向游戏等等；在第二阶段，运营商和观众可以通过回传通道来交换信息，进行交互，使电视不仅仅作为娱乐和信息的来源，还成为通讯和交易工具。如：短信服务、电视邮信、明星投票等等。在第三阶段，运营商可以利用在第二个阶段的基础上进一步拓展运营思路，使电视机成为一个娱乐的平台，一个信息的平台，一个交易的平台。从而产生长期稳定的收益，实现一个完整的交互电视系统。如电视购物、电视政务等。
　　中国中间件情况

目前中国数字电视发展也较为迅速，早期一些运营商也试用了OpenTV、Alticast、NDS的中间件；广电总局为了数字电视发展也制定了相关的政策，大力推进“整体平移”的计划，国内也出现了“青岛模式”，“佛山模式”，“杭州模式”等等，都给中国数字电视产业的发展带来了一些思路，由于采用了浏览器的技术，无法开展增值业务，始终没有形成很好的赢利模式，数字电视用户的增长也较为缓慢。随着整个产业的进一步成熟，越来越多的运营商也认识到了中间件的重要性。

中国政府由原国家计委(现发展改革委员会)于2002年设立数字电视标准专项，牵头与信息产业部、广电总局等成立数字电视标准专家小组 ，致力于研究和制定符合数字电视产业的实际情况和中国市场特点的具有自主知识产权的数字电视标准。中国标准在MHP的基础上，吸收了MHP可用之处，除去了MHP包中冗余的部分，以Java语言为基础，定义了符合数字电视应用开发的Java功能包。2005年9月，Sun公司与中国电子技术标准化研究所达成一项谅解备忘录，内容是有关中国数字电视中间件标准将采纳Java技术；Sun公司将协助中国数字电视中间件标准应用的推广和中国数字电视标准符合性测试能力的建设，并根据中国国情确定知识产权使用费。2006年，随着中国电子技术标准化研究所中间件测试实验平台完成，相信中国中间件标准也将正式颁布，这也将大大促进中国数字电视产业的发展。

目前国内浏览器提供厂商有茁壮、天柏、佳创等等，中间件提供厂商有上海蓝信(前身是上海高清中间件项目组，后与ST成立了合资公司)等。上海蓝信已经分别推出了支持中国中间件标准和MHP标准中间件。

最近美国有线电视业已达成协议，将在今年10月份开始部署基于Java的开放软件平台—OCAP，相信会给中国数字电视运营商有更多的启示，数字电视产业必须有一种任何人都能写入内容的标准中间件。