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MHP打造感官新视野
一统互动电视标准

【作者: 焦信達】2004年12月01日 星期三

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MHP(Multimedia Home Platform)是欧洲DVB(Digital Video Broadcasting) 组织所制订的互动电视的中间件(middleware)标准。在2000年MHP 1.0.0版制订完成前,市场上已经存在一些其他互动电视的middleware标准,如MHEG-5(ISO/IEC标准13522-5)及ATVEF(Advanced Television Enhancement Forum),或是其他公司所自行制订之专属标准,如OpenTV、MediaHighway、Liberarte和Microsoft TV。


由于同一地区不同的数字电视营运商,可能会采用不同的互动电视标准,观众很可能会为了收看不同的数字电视营运商所提供的节目,而需要花钱购买许多个数字电视机顶盒(set-top box)。


MHP标准制订的目的,就是希望能一统市场上各家互动电视标准盘据,让观众逃离无所适从的混乱情况。而其最终的理想不论是使用无线数字电视、有线数字电视、或是卫星数字电视的电视收视户,都能共享一个数字电视机顶盒。


由于市场上存在着众多的互动电视标准,使得互动电视的数字内容设计工具(authoring tool)、数字内容、头端设备以及机顶盒的市场各自为政,且各自以自家的互动电视middleware标准为中心,进而演变成缺乏竞争的垂直整合市场。


这种垂直整合市场的属性导致产业链上每个环节厂商彼此间的竞争不激烈,使得数字电视机顶盒、互动内容开发工具、互动内容以及头端设备的价格偏高。也由于缺乏大量的独立互动内容开发商的竞争及支持,难以使互动电视的市场活络起来。MHP标准制订的另一个理想,就是希望能打破目前互动电视各家垂直市场的壁垒,打造以MHP作为互动电视产业链标准的一个水平市场,进一步刺激互动电视的普及。


MHP的沿革

最初的标准版本MHP1.0于2000年1月问世,2001年4月推出它的修正版MHP 1.0.1,内容修正了一千多个由MHP实作与测试单位的所提出的问题。接着,DVB在2001年的6月,发表了MHP的1.1版。目前,MHP最新的版本是2003年3月推出的MHP 1.0.3 版与2003年4月发表的MHP 1.1.1版。


MHP最初在制订时,只适用于欧规数字电视传输标准之上,如DVB-T、DVB-C与DVB-S。其它地区的数字电视标准组织,原本也都各自制订定了自己的互动电视middleware标准,如美规的ATSC数字电视系统,原本的middleware标准是ATSC DASE(DTV Application Software Environment)标准;在日规的ARIB数字电视系统上所采用的middleware则是由ARIB(ARIB STD-B24 Data Coding and Transmission Specification for Digital Broadcasting)所制订的标准BML(Broadcast Markup Language)。但是,因为以下的两个原因,目前全球制订数字电视标准的主要标准组织,在互动电视的middleware标准上,都开始向欧规的MHP靠拢。


  • 1.数字内容



程序在不同的middleware标准间的转换难度比影音内容的转换难度来得高,所以,在数字广播电视界,确实存在着一种对全球互动电视middleware标准的高度需求。


  • 2.MHP较其它标准成熟



欧洲DVB组织的MHP标准在技术上比其他数字电视的middleware标准完整而且成熟。随着DVB原本的DVB-T、DVB-C及DVB-S系统在全球采用的地区越来越多,DVB也希望能将MHP标准推广到非DVB的数字电视系统上使用。GEM(Globally Executable MHP)就是在前述的需求之下,经由DVB标准所制订的全球数字电视middleware标准。


GEM本身并不是一个可以被实作的标准,它只是一个以互动电视 middleware的共通核心。GEM的发展起源于2002年1月,推动者是以北美有线业者为主所组成的标准组织CableLabs。CableLabs决定采用MHP当基础,来发展其Open Cable标准平台上的互动middleware。为了因应此种标准组织间的协调问题,DVB成立了MHP umbrella group,负责制订与GEM相关之标准。


GEM的第1.0.0版是2003 年1月发表的,这是GEM发展的终端标准(terminal specification),即Open Cable 上的middleware标准OCAP(Open Cable Application Platform)。接着,在2003年6月,制订日规数字电视标准组织ARIB,也发表了ARIB datacasting standard B-23 - "Application Execution Engine Platform for Digital Broadcasting"(ARIB-AE),它也是一个以GEM为基础发展的终端标准。


为了统合美国数字电视middleware的标准,美规数字电视标准制订组织ATSC,也开始进行了ACAP(Advanced Common Application Platform)标准的制订,作为下一版ACAP的DASE与CableLabs的 OCAP的共通核心。2004年10月,ATSC公布了ACAP新版的建议标准(candidate specification),即进入标准定案前,以实作来检验标准可行性的阶段。为了让GEM 变成名符其实的全球标准,DVB也已经将GEM标准,呈交给ITU(International Telecommunication Union)。此标准已于2003年4月被接受,成为ITU-T的标准 - ITU-T Recommendation J.202。


MHP 的技术架构介绍

DVB于1997年起,正式开始进行MHP的标准化工作。在DVB制定MHP标准的过程中,曾经考虑过以没有scripting功能的MHEG-5,作为MHP标准的核心,但后来此提案被否决。最终,DVB于1998年决定以当时在嵌入式系统上,技术还不是非常成熟的Java,来作为MHP的核心。因此,我们可以说整套MHP 标准,定义的就是一套以Java为基础的中间件(Java-based middleware)。


DVB的此项决定可以说是相当地具有远见,因为电视的标准订定后,通常会被使用相当长的一段时间。以模拟电视来说,台湾使用的美规电视NTSC系统,标准最初制订于1941年,后来于1950年代加入彩色的功能,并沿用至今。由于Java的功能强大,所以比较有能力因应互动电视应用程序长期需求的变化。目前,以 Java于Internet、企业信息系统(enterprise computing),以及手机上的普及性来说,笔者认为DVB当初做了相当正确的选择(截至2003年11月全球约有300万个Java程序设计师)。


《图一 MHP 的架构图》
《图一 MHP 的架构图》

(图一)是MHP的架构图。因为MHP是一种基于Java用法的middleware,所以必须执行于Java虚拟机(Java virtual machine)之上。MHP上执行的Java程序,称为Xlet,其生命周期的控制方式,与Java手机J2ME平台上的MIDlet神似。因为DVB在制定标准的原则是,尽量采用现有最佳的标准当基础,所以在MHP 里,采用了Sun所提供的Java API、HAVi(Home Audio/Video Interoperability)API、DAVIC(Digital Audio Visual Council)、以及DVB所扩充的相关API - DVB specific API。Sun所提供的API包括了Personal Java平台的core library(DVB近来可能会在MHP的修正标准里,改用J2ME CDC Personal Basic Profile平台取代 Personal Java平台)、Java TV API 以及 Java Media Framework(JMF)。Java TV API 的功能主要包括了对Xlet生命周期控制的支持、service selection API(切换数字电视节目)、以及读取 service information的API。JMF则是一套控制各种不同的影音媒体播送的API。HAVi API负责的主要是与用户接口相关的功能。而DAVIC API负责的主要是控制MPEG的一些低阶功能,例如对MPEG-2 section的filtering。(图一)中的application manager是MHP的控制中心,它控制了MHP上执行的应用程序的life cycle。此外,它也负责管理MHP上执行的应用程序的资源使用以及显示方式。至于图中的两种plug-in interoperable plug-in(Java plug-in)与platform-specific plug-in(native code plug-in),可以藉由它们扩充MHP的功能,让遵循其他标准的互动电视的应用程序,也可以在MHP的set-top box上被执行。


《图二 MHP所支持三种不同规格的技术》
《图二 MHP所支持三种不同规格的技术》

如(图二)所示,MHP共定义了三种不同规格的技术,以支持不同的应用情境下之功能集合。这三个规格分别为enhanced broadcast、interactive broadcast、以及Internet access。MHP 1.0标准只支持前两种规格,MHP 1.1标准则支持了所有的规格。


Enhanced broadcast

Enhanced broadcast适用于数字电视接收机没有回传路径(return channel)的情况,观众只能透过遥控器等人机界面,与数字电视接收机上之MHP应用程序互动,但MHP应用程序无法回传数据给电视台。这个规格对电视台来说,也是最容易实行的,因为只需透过广播网络播送MHP应用程序,不须考虑数字电视接收机回传数据的问题,与电视台原本播送非互动节目的方式完全相符。


Interactive broadcast

Interactive broadcast则适用于数字电视接收机有回传路径的情况。MHP在回传路径上,所提供的是TCP/IP家族的协议,包括TCP与UDP。如果电视台采用了此种规格,就可以制作更复杂的MHP应用程序,例如民意调查、在线购物等...。但因一个节目往往同时观赏的观众成千上万,电视台也必须处理回传路径上大流量的后端服务器营运的问题。


Internet access

Internet access,主要的目的是定义 MHP 的应用程序,如何跟数字电视接收机上的Internet client,彼此双向互动的能力。例如,如何从MHP的Xlet程序里,透过浏灠器开启某个网页,或是加入某些URL的书签;也可能发送email等...。


(表一)是DVB所提供的,关于各种不同的middleware,在执行时所需的最小系统资源的信息(不包括DVB-HTML)。表中之Basic Zapper代表的是没有middleware 的数字电视接收机。由表中我们可以发现,MHP因为功能强大,所以会需要比其他的互动电视middleware更多的系统资源。不过,笔者认为,MHP数字电视接收机的售价,会随着开放式标准所引发的全球性竞争,以及半导体技术的进步,在数年之内下降至非常具有价格竞争力的水平。


表一 各种middleware所需要的最小系统资源
Solution Processor RAM FLASH/ROM
Basic Zapper 30MHZ+ 1-2M 1-2M
MHEG-5 50MHZ+ 4M 2M
OpenTV 50HMZ+ 4-8M 4M
Media High Way 50HMZ+ 4-8M 4M
MHP Enhanced Broadcast profile 80-130MHZ+ 8-16M 8M
MHP Interactive Broadcast profile 80-130MHZ+ 8-16M 8M
MHP Internet Access Profile 150-200MHZ+ 16-32M 16M

MHP 的全球市场采用状况

芬兰

芬兰是全球最早开播MHP服务的国家,开播的时间是2001年的8月。至 2004年6月,芬兰全国大约有360,000个DVB-T数字电视接收机,65,000个DVB-C 数字电视接收机,以及10,000个DVB-MHP set-top box。目前,市场上每个月大概可以售出50,000台数字电视接收机。


芬兰的无线数字电视网络,目前由网络营运商Digita负责营运。Digita旗下共有3个全国性的mux,目前总共承载了14个数字电视频道,其中3个频道所营运的是付费频道,其它的则是免费收视的频道。在所有的这些频道里,superteletext(节目图文信息)与EPG service(电子节目窗体服务)是每个频道都会提供的服务。网络营运商Digita也提供了一个digital service portal(数字服务入口网站)供所有的用户使用。除了这些共有的MHP服务之外,以下的电视台还提供了一些额外的MHP应用程序。


  • ●公共电视台YLE:游戏、议会信息(government facts)、新闻跑马灯(news ticker)


  • ●MTV3:电视银行(Banking)、房地产信息(real estate finder)、曲棍球比赛跑马灯(hockey score ticker )



基本上,这些由芬兰的无线数字电视电台所播送的MHP程序,仍是以与影音内容独立的MHP程序为主。另外,芬兰的有线数字电视业者,也将在今年年底之前提供MHP服务。


德国

德国是全球第二个播送MHP服务的国家。德国在2002年10月开始无线数字电视开始提供MHP服务。ARD、ZDF、RTL等公共电视台停止使用Open TV middleware,改用MHP。另外,德国的公共电视台也提供了卫星广播数字电视上的MHP服务。这些电视台提供的MHP应用程序包括了:TV portal(电视入口网站上)、new ticker、program preview(节目预告)、weather forecasts(气象报告)、interactive quiz(交互式猜谜)、mail order(邮购)、magazine(电视互动杂志)...等。和芬兰一样,德国也是采用零售数字电视set-top box的商业模式;目前在德国零售的MHP set-top box的厂牌包括: SONY、Philips、Panasonic与Nokia。


意大利

意大利政府希望能提供民众方便的E-government服务。基于电视的穿透率远高于其他的电子媒体,意大利政府为了推广以MHP实作的T-government服务,决定补助1亿2000万 ~ 1亿5000万欧元,在MHP数字电视接收机价格下降至民众愿意负担的范围之前,市场上能有足够的MHP数字电视接收机。意大利的无线数字电视于2004年1月正式开播,五个月内总共销售了45万个MHP数字电视接收机。由于意大利模拟无线电视的市场占有率极高,因此,意大利是MHP数字电视接收机一个非常大的潜在市场。


美国

在2002年,美国第二大的DVB-S服务商EchoStar,也跟它的middleware供货商Canal + Technology签订了合约,Canal + Technology将会提供与MHP兼容的Media Highway API给EchoStar下一代的卫星译码盒使用(目前MediaHighway相关产品已被NDS公司并购至其产品线内)。另外,如前所述,北美的cable标准制订组织CableLabs,已经在2002年接受了MHP,作为其 Open Cable平台上的middleware - OCAP的发展基础。Time Warner Cable所开发的 OCAP平台,据悉目前已经进入测试的阶段。


南韩

南韩目前有1500万左右的电视收视人口。如(表二)所示,在无线数字电视的部分,南韩使用的是美规的ATSC标准,所采用的middleware也是美规的ACAP/DASE。在有线数字电视的部分,南韩所采用的同样是北美的Open Cable标准。因此,使用的middleware是OCAP。至于卫星数字电视的部分,因为南韩所采用的是欧规的DVB-S标准,所以使用的middleware是MHP。


简而言之,南韩数字电视所使用的middleware,不管是无线数字电视、有线数字电视、或卫星数字电视,都属于MHP或MHP的衍生标准。南韩DVB-S的服务商Skylife,已经于2003年5月,开始提供MHP的服务。截至2004年7月,Skylife已有650000 个客户使用MHP数字电视机顶盒。目前,SkyLife所提供的MHP应用程序包括: game、education(电视线上教育)、fortune(电视算命)、stock(股票服务)、weather (气象服务)、real estate(房地产信息)、还有voting(投票)。将来还会有T-Government等MHP程序会上线。


表二 南韩所采用的数字电视 middleware 标准
Korea Broadcast System DTV Standard Datacast Standard
Digital Terrestrial ATSC ATSC-DASE
Digital Satellite DVB-S DVB-MHP

Digital CATV

Open Cable OCAP

西班牙

在2003年的第四季,西班牙在加泰隆尼亚(Catalonia)地区,开始了地面波数字电视的测试计划,同时也提供了MHP的数字互动服务。提供的MHP应用程序包括:EPG、news ticker、weather forecast、programming and special event(节目与事件规划表)、chat and text messaging(文字讯息交换与对谈服务)、interactive advertising(互动广告)。


丹麦

丹麦的Danish Broadcast Company在2003年12月,选择了MHP来提供互动电视的服务。Danish Broadcast Company将提供一个information portal(信息入口网站),内部将会提供新闻、运动、一般节目信息与电视广播信息。此外,他们还希望能提供各种不同的互动猜谜程序吸引观众。


东欧地区

保加利亚、捷克与匈牙利等国,今年起也开始有部份的无线及有线数字电视台,开始进行MHP的播送测试,但商业播送的时间仍尚未决定。


澳洲

2001年10月31日,澳洲商业电视台联盟 (Federation Australian Commercial Television Station,FACTS)的数字电视策略小组,宣布澳洲的free-to-air电视台使用MHP以提供互动电视服务。从 2002年1月30日开始,Special Broadcasting Service(SBS)与Sun Microsystems合作展开MHP的互动电视测试。


台湾

目前台湾所有的无线电视台,都已经购买了MHP的头端设备,并且已经展开MHP服务播送的测试工作,目前与MHP相关的电视台头端及数字电视接收机的工程规范,已经在制定之中。此外,国内也已经有数家数字电视机顶盒厂商与开发数字电视IC的公司,正在进行MHP相关的开发工作。目前,工研院电通所V100,在MHP middleware、MHP authoring tool,以及MHP conformance test相关的核心技术上都有布局,希望将来能在国内大力推广MHP的相关核心技术。


中国

中国目前数字电视middleware的标准尚未公开。不过,GEM/ITU-T J.202目前已经可以说是全球共通的互动电视middleware的核心标准。因此,中国正在制订中的middleware标准,据悉也是以MHP为基础发展的。


另外,大陆的Shenzhen Cable TV已于2001年11月,和韩国的Alticast签约,建构中国第一个采用MHP的互动电视服务。Shenzhen Cable TV有100万个用户。Alticast将提供MHP内容设计工具(authoring tool)、应用程序(如EPG、mosaic TV、T-commerce、weather、news、instant messaging、advertisements)、后端的互动服务自动化系统、以及MHP middleware给Shenzhen Cable TV。


价格导向牵动数字电视成长普及率

以数字电视制定组织的官方标准来说,MHP/GEM已经可以说是数字电视上middleware的全球共通标准了。但因MHP标准制定的时间较晚,以OpenTV为主的其他互动电视的middleware标准,目前仍有相当大的市场占有率。


目前,影响MHP普及的主要是价格因素。虽然,目前有MHP功能的数字电视机顶盒的价格,售价仍远高于没有MHP功能的数字电视机顶盒。在芬兰没有MHP 功能的机顶盒的售价仅为具有MHP功能之同类产品的1/3,所以MHP数字电视接收机的普及率并不高。但以意大利无线数字电视电台导入MHP的成功经验显示,只要MHP数字电视接收机的价格够低,顾客还是偏好具有MHP功能的产品。因为意大利市场的起飞,目前全球已经有相当多的公司,开始投入MHP数字电视接收机的开发。在激烈的竞争下,笔者认为MHP数字电视接收机的价格,一定会很快地下降到大部分的顾客都可以接受的水平。也因此,MHP终将会成为数字电视接收机内,不可或缺的一项功能;就像彩色的模拟电视渐渐地取代了黑白的模拟电视一样。


目前,台湾所有的无线数字电视台,都已购买了MHP的头端设备,并且已经展开MHP服务播送的测试工作,预计在明年年中以后,国内就会有商业运转的MHP服务出现,敬请各位读者期待。


<作者焦信达博士任职于工研院电通所>


延 伸 阅 读
DVB MHP是根据Java程序语言技术,作为标准的实作应用和开发。依据MHP所开发的应用和平台依其技术的复杂程度,可分为加强型广播、互动电视,和因特网三阶段。相关介绍请见「MHP的技术架构与功能浅述  」一文。
文中介绍我国数字电视讯号覆盖面,并指引如何接收的技术与方法。你可在「由覆盖场强谈如何接收我国的数字电视」一文中得到进一步的介绍。
以现在来看,虽然美国ATSC系统市占率较高,但由于全球其它区域倾向采用DVB标准的系统,因此预估未来全球数字化电视,包括台湾在内,有 80%以上的用户都会采用DVB 系统。在「 数字电视的发展有赖平台的建立」一文为你做了相关的评析。
相关组织网站
美国缆线通讯实验室(CableLabs)官方网站
欧规DVB官方网站
MHP官方网站
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