電信公司正集結力量與有線電視業者一決勝負，這場戰爭將決定未來十年的電視、高速上網和電話服務產業面貌。有線電視多重服務經營者（Multiple Service Operators；MSOs）早已透過混合式光纖/同軸纜線基礎設施和專線提供視訊、以纜線數據機為基礎的資料服務和語音服務給客戶，並且取得相當不錯的成績。電信公司現正準備反擊，藉由增強DSL基礎設施和利用高頻寬效率的視訊編碼解碼器（Codec）提供網路電視服務，這種寬頻時代的殺手級應用讓電信公司可以提供自己的三重服務。電信公司的成功前提之一是他們能否提供多個高畫質視訊串流來滿足消費者對於節目頻道的需求；想要達成這個目標，新一代機上盒不但必須支援現有的MPEG-2編碼解碼器，同時還需要H.264或VC-1等能夠增加頻寬效率的更先進編碼解碼器。

網路電視最具吸引力的特色之一是它能克服有線電視必須將所有頻道一起傳送給所有客戶的限制。這項限制意味著有線電視業者必須用掉所有網路頻寬，於是當他們想增加新頻道時就必須先放棄原有的某個頻道。網路電視則利用封包網路技術解決這個問題，它只會傳送客戶正在觀看的節目頻道，故能節省網路頻寬和提供許多新的節目選項。網路電視能提供隨選視訊服務並將各種資訊加入視訊串流。網路電視同時也是促成寬頻全面普及的殺手級應用；沒有這項服務，寬頻市場就僅限於那些擁有個人電腦的家庭。網路電視還能支援多個視訊頻道，這項在使用先進編碼解碼器時的重要優勢對於擁有多台電視的大部分美國家庭而言特別有吸引力。

SBC和Verizon推出網路電視服務

SBC Communications和Verizon這兩家重要的美國電信公司正在大規模建置IPTV網路。Verizon將率先推出電視服務，然後再提供網路電視服務，該公司已開始在其提供電話服務的29個州中的半數地區建置FTTP（光纖到府）網路，預計2005年底即可將5～30Mbps的FTTP網路連接到300多萬個家庭。Verizon的FiOS TV可以透過寬頻網路提供數百個頻道、高畫質節目、隨選視訊和互動式節目設定，進而取代客戶原有的有線電視和衛星電視。該公司計劃以每月39.95美元提供5Mbit下載和2Mbit上傳服務。首批建置光纖網路的地區包括坦帕（Tampa）、佛羅里達、達拉斯/沃爾斯堡（Dallas/Fort Worth）、德州和南加州。

SBC日前剛公佈其Project Lightspeed的計劃細節，這項40億美元的投資方案將在三年內把FTTN（光纖到鄰）和FTTP網路連接到全美13個州的1800萬個家庭。SBC計劃在現有社區採用FTTN架構，它會把光纖連接到距離用戶住宅平均不到3000英呎的地方，然後利用先進資料壓縮和IP切換技術透過DSL線路為家庭提供電視、上網和語音服務。SBC的FTTN網路將提供20～25Mbps下載速率，這足夠同時提供多個標準和高畫質節目頻道以及上網和網路語音服務。SBC將在新社區和複合住宅區採用FTTP架構，該公司預計2007年底即可為1700萬個家庭提供FTTN網路，同時近100萬個家庭使用FTTP網路。

選擇適當技術

由於家家戶戶幾乎都有電視，網路電視已成為電信公司服務寬頻用戶以創造營收的殺手級應用。然而電信公司在獲取這些營收前必須先選擇適當技術支援網路電視，他們可以利用xDSL/ADSL 2+或UDSL將網路電視的三重服務內容傳送到消費者家裡。這些內容會先送到家庭閘道器或機上盒，再由它們將DSL線路接收的內容轉送給有線或無線連結的家庭網路裝置，如果是傳送視訊時還可能同時用到有線和無線傳輸。

隨著寬頻應用逐漸走向大眾市場的多重服務商業模式，機上盒也開始演變成支援多種服務的裝置。它在高階應用領域正轉變為能透過一條寬頻線路連結各種家用裝置的家庭閘道器，這類產品的功能包括動態路由、防火牆和支援多種家用網路技術。許多高階機上盒也開始提供個人錄影機功能（PVR）。隨著這個趨勢繼續發展，DVD-RW和傳送內容到可攜式媒體播放器等功能也會變得極為重要。支援上傳和下載資料流以提供視訊電話和保全服務等應用的能力將是未來機上盒的另一項重要考量。

電信公司必須選擇分散式或集中式硬碟架構為家裡所有電視提供個人錄影機功能。分散式架構的硬碟位於每部電視或機上盒內，集中式架構則會由一部主要網路機上盒的硬碟提供家裡所有電視的個人錄影機功能。無論電信公司以何種方式為家庭提供個人錄影機功能，連接至家庭網路閘道器的所有用戶裝置都必須支援QoS、安全功能、身份驗證和內容保護。

先進編碼解碼器的需求

防止盜拷、數位版權管理（DRM）和最終使用者的經驗是網路電視成功前必須解決的重要問題。但就算建置先進的FTTN和FTTP網路，如何提供足夠頻寬來支援多數客戶要求的多個網路電視頻道仍會是最重要的課題。如(圖一)所示，電信公司的新網路雖能提供龐大的頻寬，高畫質電視和標準畫質電視卻會很快將這些頻寬用盡。

《圖一　先進視訊編碼解碼器》

如圖一所示，以MPEG-2格式提供的高畫質節目需要20Mbps頻寬，標準畫質節目則需要4Mbps頻寬。由於許多家庭可能同時要求三或四個高畫質頻道，電信公司顯然需要更有效的方法把節目內容提供給用戶。目前已有MPEG-4 Part 10的H.264格式和VC-1等先進編碼解碼器能夠解決這個問題，它們的頻寬效率可達到傳統MPEG-2編碼解碼器的二‧五至三倍。例如先進編碼解碼器僅需8Mbps頻寬就能傳送原本需要20Mbps頻寬的MPEG-2高畫質內容，原來需要3.5～5Mbps頻寬的標準畫質節目現在也僅需1.5～2Mbps頻寬。

頻道數目以及最終用戶與DSL接取多工器或DSL遠端裝置的距離，是決定IPTV網路需要多大頻寬才能為消費者提供三重服務的另一關鍵因素，網路實作方式也決定了何種編碼解碼器最能符合電信業者的目標。減少頻寬需求有許多好處，例如電信公司可為更多家庭提供服務。在不同應用環境下，距離與頻寬之間的關係也會如(圖二)所示有所差異；簡單的說，先進編碼解碼器最適合IPTV網路，因為它們能以符合成本效益的方式延長這些網路的連線距離，這能幫助電信公司增加用戶數目和擴大營收。

《圖二　UDSL與xDSL的視訊傳送距離比較》

H.264與VC-1的比較

H.264與VC-1是兩種新的編碼解碼器。H.264是國際電信聯盟電信標準部門（ITU-T）以及國際標準組織（ISO）共同的視訊編碼標準，其所需的位元速率遠小於MPEG-2等現有編碼標準。H.264是以早期視訊編碼標準的移動補償式轉換編碼典範（motion-compensated transform coding paradigm）為基礎，但該技術的發展並未用到早期標準的建構方塊，而是在不考慮回溯相容性的情形下從頭開始採用全新設計。H.264利用許多編碼工具提高壓縮效率，其中包括更強大的空間性訊框預測（spatial interprediction）、更強大的時間性訊框預測（透過quarter-sample移動補償、可變區塊移動補償、multi-hypothesis移動補償和加權式預測工具）、高效率的脈絡式熵編碼（context-based entropy coding，透過可變長度編碼或是二位元算術編碼工具）以及迴路內（in-loop）內容和編碼模式的適應性區塊消除濾波功能（deblocking filtering）。實驗結果顯示H.264在同樣視覺品質下所需的位元率比MPEG-4 Advanced Simple Profile編碼減少35％～50％，更比MPEG-2大幅減少40％～65％。H.264 Baseline Profile還能在寬廣的位元率範圍內減少所需的峰值訊號雜波比，最多比MPEG-4 Simple Profile減少五成以上。

VC-1編碼解碼器是Windows Media 9的版本之一，微軟已將它提供給動畫與電視工程師學會（SMPTE）申請做為標準。雖然微軟所建議的SMPTE VC-1是以Windows Media 9為基礎，兩者之間卻有極大區別。VC-1只是一種視訊壓縮演算法，Windows Media則包含許多VC-1沒有的功能，例如數位權利管理、後設資料（metadata）、播放清單和使用者界面。除了VC-1的傳輸與合格證明文件外（transport and conformance documents），SMPTE還必須發展參考軟體解碼器和參考位元流以確保各種VC-1實作的操作互通性。

VC-1和H.264正在進行一場格式戰爭。目前看來是由MPEG-4 Part 10佔上風，因為它已在2004年獲得ISO正式認可，VC-1卻到最近才進入SMPTE最後委員會草案階段。儘管如此，VC-1的潛力卻在快速拉近這項差距，例如VC-1是以Windows Media 9壓縮系統為基礎，因此其規格解釋可能出現爭議的地方就遠少於MPEG-4標準。VC-1的另一項重要優勢是包括SBC在內的許多電信公司都已宣佈支持微軟的網路電視平台。雖然微軟網路電視平台也能支援H.264，但採用此平台的電信公司還是傾向於利用微軟的VC-1標準發展解決方案。除此之外，電信廠商也更容易確保其產品與VC-1的相容性，因為微軟就是這項標準的最後決定者；相形之下，H.264規格卻可能出現多家供應商對於規格內容做出不同解釋的窘境。

主要電信公司心意未定

主要電信公司尚未決定支持何種編碼解碼器，而且他們很可能在這些標準進入實作階段後都還不願意做出最後決定。由於下一代壓縮標準仍在未定之際，操作互通性就成為非常關鍵的考慮因素，這對機上盒供應商而言尤其重要。除非所有廠商都已接納一種標準，否則機上盒就必須支援多種格式，特別是MPEG-2、H.264和VC-1。值得注意的是，網路電視是一種封閉系統，這在某種程度上減少了操作互通性的問題，因為廠商只需確保其產品與此領域的有限供應商保持操作互通性即可。除了支援多種編碼解碼器外，高階機上盒還需要多格式轉碼功能以支援DVD-RW和將資料傳送給可攜式媒體播放機。

在這個不確定的環境裡，DSP可以為網路電視機上盒帶來極大優勢，因為它們不必更換硬體就能透過軔體下載而升級數位壓縮處理功能。DSP提供彈性極佳的平台，它能支援各種編碼解碼器並以最低成本增加新功能。新一代DSP還能在50ms內停止原有的編碼解碼器，然後啟動新的編碼解碼器，這使消費者能在不同格式的節目頻道間自由切換。

效能指標

系統開發商當然想儘量瞭解DSP和其它處理元件如何執行H.264/MPEG-4的壓縮與解壓縮作業，但要提供指標以顯示新標準的效能提升幅度卻不容易。(表一)是以德州儀器（TI）為例，其DSP在600MHz速率下的部份效能指標，其中包括執行H.264和MPEG-4所需的處理器時脈週期，另外它還列出JPEG、MPEG-2和Windows Media Video 9做為比較。注意這些指標都是根據現有實作所得的典型測試資料或詳細效能估計值。編碼器實作會隨著所需功能不同而有極大差異，因此這些資料雖都經過仔細研究，仍只適合做為開發商的參考準則，而不是最終應用的確定規格。

結語

隨著網路電視加速走向大規模商業應用階段，設備供應商正受到更大壓力要求他們提供消費者能負擔的新一代機上盒。然而，業界此時仍無法在不同的先進編碼解碼器之間選擇其一做為網路電視系統的主要技術，這為網路電視的發展投下重要警訊。機上盒製造商顯然有義務在市場迅速推出能以低成本快速升級的彈性平台，尤其是視訊標準之戰逐漸塵埃落定後，取得優勢的少數可靠標準會讓市場恢復穩定並開始成長，此時能夠迅速升級的低成本彈性平台將成為網路電視市場能否快速起飛的重要關鍵。

（作者為TI德州儀器service provider strategy for DSP systems部門總監）

延 伸 閱 讀	未來智慧手機的電源管理技術 本文首先介紹了STB環境中的時脈產生問題，然後提出了一種小巧、低成本的解決方案，既可以產生穩定的系統MCLK，又可以為立體聲音訊傳輸系統提供時脈。相關介紹請見「 為衛星STB設計製作小巧、低成本的時脈解決方案」一文。 在多樣且快速變化的市場需求下，如何開發具彈性、延展性的STB已成了系統業者的重大挑戰。此外，在專屬的客制化設計下，STB業界也尋求更可靠和成熟的遵循規範來加速設計時程，並且能有更安全、穩定的遠端升級策略。你可在「 Set-Top Box系統開發趨勢 」一文中得到進一步的介紹。 數位電視在全球的推動已是行之有年，然而隨著網路技術的不斷推動，通過電視這個媒介可以做的事和過去比已經有很大的不同。在電視與網路、電腦的融合下，電視系統的骨幹與服務商都在持續地蛻變中。在「 IP STB高階系統挑戰」一文為你做了相關的評析。

市場動態

Silicon Labs.宣佈將其Si3070矽晶DAA技術授權給意法半導體的新型STi5100處理器，未來視訊轉換盒（STB）製造商將能利用Si3070嵌入式線路端DAA，在STB上開發低成本的軟體數據機解決方案。相關介紹請見「 Silicon Labs.的Si3070矽晶DAA可降低STB設計成本」一文。 因為前端置於晶片之內，STB設計不再需要專業的RF設計用於完成前端設計。對於整機廠商來說，完成穩健的STB設計不再困難。這種單晶片的STB設計方案在整體上減少外接零件超過50％。採用該晶片還意味著處理元器件及終端產品時更方便。你可在「 飛利浦SOC DVB-S 飛利浦單晶片SOC衛星機頂盒解決方案ST210」一文中得到進一步的介紹。 德州儀器（TI）、隨選遊戲技術供應商G-cluster，以及服務供應商Club iT宣佈，只要使用G-cluster的隨選遊戲用戶端軟體，IP數位轉換盒（STB）製造商即能輕鬆將其產品轉換成遊戲機，讓消費者透過網路電視享受數百種線上遊戲。在「 TI、G-Cluster和Club iT共同整合線上遊戲於IP STB設計」一文為你做了相關的評析。