电信公司正集结力量与有线电视业者一决胜负，这场战争将决定未来十年的电视、高速上网和电话服务产业面貌。有线电视多重服务经营者（Multiple Service Operators；MSOs）早已透过混合式光纤/同轴缆线基础设施和专线提供视讯、以电缆调制解调器为基础的数据服务和语音服务给客户，并且取得相当不错的成绩。电信公司现正准备反击，藉由增强DSL基础设施和利用高带宽效率的视讯编码译码器（Codec）提供网络电视服务，这种宽带时代的杀手级应用让电信公司可以提供自己的三重服务。电信公司的成功前提之一是他们能否提供多个高画质视讯串流来满足消费者对于节目频道的需求；想要达成这个目标，新一代机顶盒不但必须支持现有的MPEG-2编码译码器，同时还需要H.264或VC-1等能够增加带宽效率的更先进编码译码器。

网络电视最具吸引力的特色之一是它能克服有线电视必须将所有频道一起传送给所有客户的限制。这项限制意味着有线电视业者必须用掉所有网络带宽，于是当他们想增加新频道时就必须先放弃原有的某个频道。网络电视则利用封包网络技术解决这个问题，它只会传送客户正在观看的节目频道，故能节省网络带宽和提供许多新的节目选项。网络电视能提供随选视讯服务并将各种信息加入视讯串流。网络电视同时也是促成宽带全面普及的杀手级应用；没有这项服务，宽带市场就仅限于那些拥有个人计算机的家庭。网络电视还能支持多个视讯频道，这项在使用先进编码译码器时的重要优势对于拥有多台电视的大部分美国家庭而言特别有吸引力。

SBC和Verizon推出网络电视服务

SBC Communications和Verizon这两家重要的美国电信公司正在大规模建置IPTV网络。Verizon将率先推出电视服务，然后再提供网络电视服务，该公司已开始在其提供电话服务的29个州中的半数地区建置FTTP（光纤到府）网络，预计2005年底即可将5～30Mbps的FTTP网络连接到300多万个家庭。Verizon的FiOS TV可以透过宽带网络提供数百个频道、高画质节目、随选视讯和交互式节目设定，进而取代客户原有的有线电视和卫星电视。该公司计划以每月39.95美元提供5Mbit下载和2Mbit上传服务。首批建置光纤网络的地区包括坦帕（Tampa）、佛罗里达、达拉斯/沃尔斯堡（Dallas/Fort Worth）、德州和南加州。

SBC日前刚公布其Project Lightspeed的计划细节，这项40亿美元的投资方案将在三年内把FTTN（光纤到邻）和FTTP网络连接到全美13个州的1800万个家庭。SBC计划在现有小区采用FTTN架构，它会把光纤连接到距离用户住宅平均不到3000英呎的地方，然后利用先进数据压缩和IP切换技术透过DSL线路为家庭提供电视、上网和语音服务。SBC的FTTN网络将提供20～25Mbps下载速率，这足够同时提供多个标准和高画质节目频道以及上网和网络语音服务。SBC将在新小区和复合住宅区采用FTTP架构，该公司预计2007年底即可为1700万个家庭提供FTTN网络，同时近100万个家庭使用FTTP网络。

选择适当技术

由于家家户户几乎都有电视，网络电视已成为电信公司服务宽带用户以创造营收的杀手级应用。然而电信公司在获取这些营收前必须先选择适当技术支持网络电视，他们可以利用xDSL/ADSL 2+或UDSL将网络电视的三重服务内容传送到消费者家里。这些内容会先送到家庭网关或机顶盒，再由它们将DSL线路接收的内容转送给有线或无线链接的家庭网络装置，如果是传送视讯时还可能同时用到有线和无线传输。

随着宽带应用逐渐走向大众市场的多重服务商业模式，机顶盒也开始演变成支持多种服务的装置。它在高阶应用领域正转变为能透过一条宽带线路链接各种家用装置的家庭网关，这类产品的功能包括动态路由、防火墙和支持多种家庭网络技术。许多高阶机顶盒也开始提供个人录像机功能（PVR）。随着这个趋势继续发展，DVD-RW和传送内容到可携式媒体播放器等功能也会变得极为重要。支持上传和下载数据流以提供视讯电话和保全服务等应用的能力将是未来机顶盒的另一项重要考虑。

电信公司必须选择分布式或集中式硬盘架构为家里所有电视提供个人录像机功能。分布式架构的硬盘位于每部电视或机顶盒内，集中式架构则会由一部主要网络机顶盒的硬盘提供家里所有电视的个人录像机功能。无论电信公司以何种方式为家庭提供个人录像机功能，连接至家庭网络网关的所有用户装置都必须支持QoS、安全功能、身份验证和内容保护。

先进编码译码器的需求

防止盗拷、数字版权管理（DRM）和最终用户的经验是网络电视成功前必须解决的重要问题。但就算建置先进的FTTN和FTTP网络，如何提供足够带宽来支持多数客户要求的多个网络电视频道仍会是最重要的课题。如(图一)所示，电信公司的新网络虽能提供庞大的带宽，高画质电视和标准画质电视却会很快将这些带宽用尽。

《图一 先进视讯编码译码器》

如图一所示，以MPEG-2格式提供的高画质节目需要20Mbps带宽，标准画质节目则需要4Mbps带宽。由于许多家庭可能同时要求三或四个高画质频道，电信公司显然需要更有效的方法把节目内容提供给用户。目前已有MPEG-4 Part 10的H.264格式和VC-1等先进编码译码器能够解决这个问题，它们的带宽效率可达到传统MPEG-2编码译码器的二‧五至三倍。例如先进编码译码器仅需8Mbps带宽就能传送原本需要20Mbps带宽的MPEG-2高画质内容，原来需要3.5～5Mbps带宽的标准画质节目现在也仅需1.5～2Mbps带宽。

频道数目以及最终用户与DSL接取多任务器或DSL远程装置的距离，是决定IPTV网络需要多大带宽才能为消费者提供三重服务的另一关键因素，网络实作方式也决定了何种编码译码器最能符合电信业者的目标。减少带宽需求有许多好处，例如电信公司可为更多家庭提供服务。在不同应用环境下，距离与带宽之间的关系也会如(图二)所示有所差异；简单的说，先进编码译码器最适合IPTV网络，因为它们能以符合成本效益的方式延长这些网络的联机距离，这能帮助电信公司增加用户数目和扩大营收。

《图二 UDSL与xDSL的视讯传送距离比较》

H.264与VC-1的比较

H.264与VC-1是两种新的编码译码器。H.264是国际电信联盟电信标准部门（ITU-T）以及国际标准化组织（ISO）共同的视讯编码标准，其所需的比特率远小于MPEG-2等现有编码标准。H.264是以早期视讯编码标准的移动补偿式转换编码典范（motion-compensated transform coding paradigm）为基础，但该技术的发展并未用到早期标准的建构方块，而是在不考虑回溯兼容性的情形下从头开始采用全新设计。H.264利用许多编码工具提高压缩效率，其中包括更强大的空间性讯框预测（spatial interprediction）、更强大的时间性讯框预测（透过quarter-sample移动补偿、可变区块移动补偿、multi-hypothesis移动补偿和加权式预测工具）、高效率的脉络式熵编码（context-based entropy coding，透过可变长度编码或是二位算术编码工具）以及回路内（in-loop）内容和编码模式的适应性区块消除滤波功能（deblocking filtering）。实验结果显示H.264在同样视觉质量下所需的比特率比MPEG-4 Advanced Simple Profile编码减少35％～50％，更比MPEG-2大幅减少40％～65％。H.264 Baseline Profile还能在宽广的比特率范围内减少所需的峰值讯号杂波比，最多比MPEG-4 Simple Profile减少五成以上。

VC-1编码译码器是Windows Media 9的版本之一，微软已将它提供给动画与电视工程师学会（SMPTE）申请做为标准。虽然微软所建议的SMPTE VC-1是以Windows Media 9为基础，两者之间却有极大区别。VC-1只是一种视频压缩算法，Windows Media则包含许多VC-1没有的功能，例如数字权利管理、后设数据（metadata）、播放列表和用户界面。除了VC-1的传输与合格证明文件外（transport and conformance documents），SMPTE还必须发展参考软件译码器和参考比特流以确保各种VC-1实作的操作互操作性。

VC-1和H.264正在进行一场格式战争。目前看来是由MPEG-4 Part 10占上风，因为它已在2004年获得ISO正式认可，VC-1却到最近才进入SMPTE最后委员会草案阶段。尽管如此，VC-1的潜力却在快速拉近这项差距，例如VC-1是以Windows Media 9压缩系统为基础，因此其规格解释可能出现争议的地方就远少于MPEG-4标准。VC-1的另一项重要优势是包括SBC在内的许多电信公司都已宣布支持微软的网络电视平台。虽然微软网络电视平台也能支持H.264，但采用此平台的电信公司还是倾向于利用微软的VC-1标准发展解决方案。除此之外，电信厂商也更容易确保其产品与VC-1的兼容性，因为微软就是这项标准的最后决定者；相形之下，H.264规格却可能出现多家供货商对于规格内容做出不同解释的窘境。

主要电信公司心意未定

主要电信公司尚未决定支持何种编码译码器，而且他们很可能在这些标准进入实作阶段后都还不愿意做出最后决定。由于下一代压缩标准仍在未定之际，操作互操作性就成为非常关键的考虑因素，这对机顶盒供货商而言尤其重要。除非所有厂商都已接纳一种标准，否则机顶盒就必须支持多种格式，特别是MPEG-2、H.264和VC-1。值得注意的是，网络电视是一种封闭系统，这在某种程度上减少了操作互操作性的问题，因为厂商只需确保其产品与此领域的有限供货商保持操作互操作性即可。除了支持多种编码译码器外，高阶机顶盒还需要多格式转码功能以支持DVD-RW和将数据传送给可携式媒体播放器。

在这个不确定的环境里，DSP可以为网络电视机顶盒带来极大优势，因为它们不必更换硬件就能透过轫体下载而升级数字压缩处理功能。DSP提供弹性极佳的平台，它能支持各种编码译码器并以最低成本增加新功能。新一代DSP还能在50ms内停止原有的编码译码器，然后启动新的编码译码器，这使消费者能在不同格式的节目频道间自由切换。

效能指针

系统开发商当然想尽量了解DSP和其它处理组件如何执行H.264/MPEG-4的压缩与解压缩作业，但要提供指针以显示新标准的效能提升幅度却不容易。(表一)是以德州仪器（TI）为例，其DSP在600MHz速率下的部份效能指针，其中包括执行H.264和MPEG-4所需的处理器频率周期，另外它还列出JPEG、MPEG-2和Windows Media Video 9做为比较。注意这些指针都是根据现有实作所得的典型测试数据或详细效能估计值。编码器实作会随着所需功能不同而有极大差异，因此这些数据虽都经过仔细研究，仍只适合做为开发商的参考准则，而不是最终应用的确定规格。

P-Si的直线偏亮度异方特性

对于4：2：0视讯，30 fps，D1（720 × 480），VGA（640 × 480）机顶盒制造商显然有义务在市场迅速推出能以低成本快速升级的弹性平台，尤其是视讯标准之战逐渐尘埃落定后，取得优势的少数可靠标准会让市场恢复稳定并开始成长，此时能够迅速升级的低成本弹性平台将成为网络电视市场能否快速起飞的重要关键。

（作者为TI德州仪器service provider strategy for DSP systems部门总监）

延伸阅读

除了PC绘图之外，还有其他现有的以及即将到来的绘图DRAM市场。所有新世代的主要游戏机都将使用绘图GDDR3内存。即将进入住宅客厅的媒体中心和媒体网关（gateways）将会具备重要的绘图功能，以及绘图内存。新的3D操作系统，例如Windows Vista，对3D rendering 效能之需求将扩展至每一台PC。（作者为Infineon英飞凌绘图DRAM营销经理） （作者为TI德州仪器service provider strategy for DSP systems部门总监）相关介绍请见「 本文首先介绍了STB环境中的频率产生问题，然后提出了一种小巧、低成本的解决方案，既可以产生稳定的系统MCLK，又可以为立体声音频传输系统提供频率。」一文。 本文首先介绍了STB环境中的频率产生问题，然后提出了一种小巧、低成本的解决方案，既可以产生稳定的系统MCLK，又可以为立体声音频传输系统提供频率。你可在「 在多样且快速变化的市场需求下，如何开发具弹性、延展性的STB已成了系统业者的重大挑战。此外，在专属的客制化设计下，STB业界也寻求更可靠和成熟的遵循规范来加速设计时程，并且能有更安全、稳定的远程升级策略。 」一文中得到进一步的介绍。 Set-Top Box系统开发趋势在「 数字电视在全球的推动已是行之有年，然而随着网络技术的不断推动，通过电视这个媒介可以做的事和过去比已经有很大的不同。在电视与网络、计算机的融合下，电视系统的骨干与服务商都在持续地蜕变中。」一文为你做了相关的评析。

市场动态	IP STB高阶系统挑战相关介绍请见「 IP STB高阶系统挑战」一文。 Silicon Labs.的Si3070硅晶DAA可降低STB设计成本你可在「 因为前端置于芯片之内，STB设计不再需要专业的RF设计用于完成前端设计。对于整机厂商来说，完成稳健的STB设计不再困难。这种单芯片的STB设计方案在整体上减少外接零件超过50％。采用该芯片还意味着处理元器件及终端产品时更方便。」一文中得到进一步的介绍。 飞利浦SOC DVB-S 飞利浦单芯片SOC卫星机顶盒解决方案ST210在「 德州仪器（TI）、随选游戏技术供货商G-cluster，以及服务供货商Club iT宣布，只要使用G-cluster的随选游戏客户端软件，IP数字转换盒（STB）制造商即能轻松将其产品转换成游戏机，让消费者透过网络电视享受数百种在线游戏。」一文为你做了相关的评析。