数字电视HbbTV与GoogleTV平台的技术分析

当电视与互联网融合，HbbTV与GoogleTV谁会成为主宰？1、前言数字电视自从1995年投入运营以来，中间件业务平台就一直是人们研究和讨论的课题。以欧洲为代表的数字电视运营商，一直认为开展数字电视增值业务是其发展的最终目的，数字电视需要中间件平台，对互联网应用需要进行有限度的兼容和采取围墙式的管理（WalledGarden）。这是一种从“电视”向“互联网（或计算机）”靠拢的观点。以美国人为代表的观点认为，数字电视接收设备就是一个互联网终端，植入浏览器软件，运行网页浏览，就可以实现数字电视娱乐。这是一种从“互联网（或计算机）”向“电视”靠拢的观点。由此可以看出，欧洲人考虑的是怎样从数字电视运营中发展增值业务、获取收益；而美国人更多的是积极寻求将家庭设备也互联起来，让互联网的丰富内容走入家庭的客厅终端。不同的思想产生不同的技术路线。于是，以规范中间件平台架构、接入协议和应用开发为核心的中间件平台标准——MHP（媒体家庭平台）——从欧洲诞生。美国人将互联网植入数字电视机顶盒的努力，一直都不曾中断过。美国的ATVEF（AdvancedTelevisionEnhancementForum，先进电视发展论坛）早在1999年就发布了基于互联网HTML的交互应用规范。微软公司自1998年就推出了WebTV，直到近几年的Mediaroom，为微软操作系统入主消费电子花费了巨大财力、物力，行业内人士可能都不会忘记“维纳斯”计划。美国还产生过知名的数字电视浏览器技术公司——Liberate。以增值业务为目标的各式中间件平台以及以MHP为基础的不同中间件规范（如美国有线电视联盟的OCAP、中国标准草案DTVM、日本ARIB、巴西Ginga-J等），还有众多的中间件业务平台在全球各地不同数字电视运营商的运营中发挥着作用；而希望将将互联网搬到电视的努力却显得非常艰难：ATVEF标准基本被人遗忘，微软公司的WebTV平台和维纳斯计划无疾而终，Liberate也是早就宣告破产了。2006年，Apple公司推出了AppleTV，其优美的设计和良好的用户体验曾经让很多人喜爱，但是，真正的市场效果却并不理想，直到目前都还没有具有商业意义的市场部署。然而，互联网技术与网络宽带的不断发展、信息与视频内容越来越丰富，尤其是近年出现的社交网络、云计算等概念与系统、移动互联网等，使得“电视”与“互联网”之间的融合成为不可阻挡的趋势。但是，这两者之间究竟如何“相会”，欧洲人与美国人又有不同的理解：欧洲的数字电视业界推出了基于中间件平台兼容互联网（宽带）的双模业务系统——HbbTV；而美国人持续在互联网浏览器架构上努力，在其Android系统在移动领域（手机）上成功的基础上，Google公司将它推向了数字电视领域，形成了GoogleTV。当前，有一种观点认为，由于其源代码的免费开放，GoogleTV会迅速取代中间件系统，成为一统天下业务平台。本文试图从技术和运营商业务需求的角度，阐述这两个系统的发展前景。本文的观点纯属个人观点，欢迎业界同仁批评指正。2HbbTV与GoogleTV平台的技术特征2.1HbbTV平台的技术简介HbbTV（HybridBroadcastandBroadbandTelevision）是在MHP标准平台的基础上演进与发展起来的。严格意义上将，MHP标准也定义了对互联网协议（TCP/IP,HTTP等）的支持，但标准的大部分规范还是只对广播环境的应用下载与管理、应用生命周期管理、应用编程接口等进行了详细的规定，对采用互联网技术（HTML、JavaScript等）进行应用的开发与管理定义不是具体。HbbTV弥补了MHP中间件平台这些方面的不足，对互联网技术如何与广播通道的协调进行了细致的规范。由DVB提交的ETSI标准（ETSI102796V1.1.12009-12和ETSI102809V1.1.12010-01）对HbbTV的技术架构与应用管理进行了明晰的规范2.1.1HbbTV平台的架构与功能HbbTV定义的是一种双模终端（HybridTerminal），可以在没有宽带连接时，总是与广播电视网络连接着，以便不间断地接收音视频节目和相关应用，也可以同时支持广播与宽带网络的连接。下图显示了HbbTV的业务（应用、视频等）的通道来源。图1双模终端的网络连接示意图下图描绘了HbbTV系统架构和主要功能组件，主要组件的功能在图后进行了简单说明。图2双模终端软件系统功能组件示意图通过广播电视通道（BroadcastInterface），双模终端接收AIT数据、线性音视频节目、应用数据和流事件（StreamEvent）。后两者数据采用DSM-CC对象轮播协议（DSM-CCObjectCarousel）传送。因此，DSM-CC客户端（DSM-CCClient）需要嵌入以便接收数据传送到运行环境（RuntimeEnvironment）。运行环境可以看成是非常抽象的组件，执行应用、显示界面。浏览器（Browser）和应用管理器（ApplicationManager）是这个应用运行环境的组成部分。应用管理器解析AIT数据以便控制应用的生命周期；浏览器执行和呈现应用。线性的音视频内容的处理与广播电视终端（或只支持卫星、地面或有线数字电视的终端）完全一样，所有与DVB相关的功能也都完全支持（如频道列表、EIT信息处理、选择业务与调频等），由广播处理器（BroadcastProcessing）组件处理，音视频等媒体内容的播放由媒体播放器（MediaPlayer）组件负责。通过宽带通道（BroadbandInterface），双模终端能够连接到互联网或其它的IP网络。它提供了应用数据接收的第二个通道，以便与应用提供商的服务器连接。这个连接用于接收非线性音视频内容（如内容点播业务）。互联网协议处理器（InternetProtocolProcessing）组件包含了处理来源于互联网等IP网络数据的功能，通过这个组件，应用数据提供给运行环境，非线性音视频内容传送到媒体播放器（MediaPlayer），包含在应用中解析、呈现与播放。2.1.2HbbTV平台的业务与应用模型HbbTV支持两种类型的应用：1）广播电视相关的应用，通过广播电视通道传送；2）独立于广播电视的应用，它们不通过广播电视通道传送。根据应用与广播频道（Service）绑定或网络连接的不同情况，还可以有如下不同的应用模型，下面从简单到复杂列出了几种：只与一个广播频道相绑定的应用：在频道选择时，应用启动；在频道切换走时，应用终止；与多个频道相绑定的应用：在其中的任何一个频道选择时，应用启动；在此频道切换走时，应用终止，即使新频道也有此应用与其绑定；在频道切换时保持运行的应用：这种应用与多个广播频道绑定，在任何一个相关频道选择时，应用启动；而当切换到新的也与此应用绑定的频道时，应用不终止、继续保持运行；只有当选择的频道上不再有此应用与其绑定时，应用终止；与广播频道的部分内容绑定的应用（例如，与单个的节目或广告内容绑定）：在相关内容启动时，应用启动；当相关内容终止时，应用终止；与点播的内容绑定的应用：其控制，要么与广播频道部分内容绑定的应用一致，要么，在整个的点播过程中都保持有效；与网络运营商或与服务提供商相连接的应用：在某些部署中，这种应用连接可以是永久的（permanent）。HbbTV标准对通过广播通道、宽带通道进行传送应用的启动、终止等生命周期管理，都进行了详细的规定。下图显示了应用生命周期状态转换的过程。图3应用生命周期和状态转换示例终端用户可以通过下面的方式访问互动应用（InteractiveApplication）：通过启动一个广播频道相关的自启动应用（AutostartApplication）上的红键（RedButton）；通过TEXT键（TEXTButton）启动一个数字字幕应用（DigitalTeletextApplication）；通过互联网电视门户启动一个厂商设置的非广播应用；通过启动正在运行应用上的一个超级链接；通过选择一个广播频道，其上有一个全屏的自启动应用。2.1.3广播相关自启动应用的访问广播相关自启动应用通常与广播频道或其上的节目与事件相关联，在第一种情况下，此自启动应用应该立即启动；在第二种情况下，会有下列情形：显示一个红键（RedButton），指示有应用可以启动；不显示用户界面；显示一个全屏（如在音频应用和数据应用时）一般情况下，自启动应用不显示全屏。当有一个红键（RedButton）指示有应用时，用户按红键（RedButton）将会全屏显示；如果没有广播相关的自启动应用，按住红键（RedButton）则无任何反应。图4红键（RedButton）指示有应用，按红键（RedButton）全屏显示应用上图显示了广播相关自启动应用通过红键（RedButton）启动的情形。2.1.4非广播相关应用的访问非广播相关的应用是指独立、不通过广播通道传送的应用，它一般是通过电视门户（TVPortal）来访问的，互联网电视门户是一个应用，它提供一种起始网页，其中的非广播应用进行一定的排列和展现，使得用户能够很方便地浏览和访问其设置和关联的应用（非广播相关的应用）。图5互联网电视门户的启动应用的退出一般采用退出键（ExitButton），或应用指示的方式。我们可以看到，HbbTV定义的是既支持广播业务，又支持宽带业务的数字电视中间件技术架构，能够并行地支持与两个网络连接：一方面，它能够连接广播电视的DVB网络（如DVB-T、DVB-S或DVB-C），通过广播电视网络，双模终端能够接收标准的广播电视节目，这是一种线性方式的音视频内容、应用数据和应用信令信息；另一方面，双模终端能够通过宽带与互联网（IP网络）连接，支持与应用服务器的双向通讯，这种方式使得终端能够接收非线性的音视频内容和应用数据，还可以下载非实时的音视频内容。2.2GoogleTV平台的技术简介Google公司在互联网搜索领域取得巨大成功以后，也在努力进入消费电子领域。他们巨资开发的Android平台，在手机领域开始崭露头角，接着又将其推广到数字电视领域。下面我们着重介绍和探讨GoogleTV设计理念和技术框架。2.2.1GoogleTV平台的设计理念GoogleTV是一个整合计算机系统、媒体播放与网络应用的概念型电视平台，由Google公司主导研发，并且免费开源发布。GoogleTV的应用涵盖下列领域：图6GoogleTV设计的理念通过上图可以看出，就硬件而言，除了在实际操作环境可以搭配多样化的周边设备外，GoogleTV在规格表现上也有诸多要求；在软件方面，GoogleTV将其搜索引擎及Android系统加进了GoogleTV的平台之中；在应用提供上，与内容提供商合作开发，以便具有广阔应用与业务开发群体，形成Android应用商店。2.2.2GoogleTV平台的技术架构GoogleTV的核心软件系统是Android平台，其架构见下示意图。图7GoogleTV软件核心Android架构Android是一个模块化与层次性的架构设计，这也是平台化软件设计通用的设计理念与架构模式。Android主要有5个层次：1）应用程序层Android会同一系列核心应用程序包一起发布，该应用程序包有email客户端、SMS语言编写的。短消息程序、日历、地图、浏览器、联系人管理程序等。所有的应用程序都可以使用Java2）应用程序框架层开发人员也可以访问核心应用程序所使用的API框架。该应用程序的架构设计简化了组件的重用；任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块（其实，软件在一起是很难控制不被调用的）。同样，该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统,其中包括；可扩展的视图（Views），可以用来构建应用程序，它包括列表（lists）、网格（grids）、文本框（textboxes）、按钮（buttons）等，甚至可嵌入的Web浏览器；内容提供器（Conten