一 前言
作爲寬帶內容提供商和寬帶網絡運營商的廣電人，幾年來一直都在苦苦探索寬帶的生存之道。自“寬帶圈地運動”成爲又一個泡沫之後，整個業界開始認識到寬帶內容對寬帶網絡發展所起的決定性作用。一年多來，在廣電行業，數字電視建設風起雲涌，作者亦曾在多本雜誌上發表文章，提出過數字電視業務對廣電寬帶網絡的發展、對三網融合將起到的重要作用等。
一年多的時間過去了，根據全國多個省市及地區的數字電視試驗發展的經驗，同時參照國外數字電視的發展歷程，廣電人已初步開始認識到，電視不僅僅要數字化，更重要的是要互動。據Datamonitor公司預測，到2006年，互動電視將成爲世界上最大的交互式平臺，甚至將超過Internet，“內容爲王，互動是後”已基本得到當前廣電人的認可。
二 互動電視的功能
相對於傳統的電視廣播，互動電視最大的特點就是電視的功能增強了。人們可以在看電視的同時收發電子郵件，與朋友、同事在網上進行交流，上網瀏覽、購物等。在不中斷觀衆觀看電視節目的同時，互動電視提供了豐富的圖文信息服務，成爲了真正的家庭多媒體信息平臺，具有廣闊的應用前景。因此，互動電視必將成爲寬帶應用的一個亮點。
當前互動電視的應用主要在以下幾個方面：
(1)互動電視門戶：互動電視門戶開啓了一個新型交互電視服務的世界，通過中間件的製作，在開機界面上的圖形化視頻馬賽克頻道網格中，將收視率最高的12～16套節目播放出來，方便用戶開機，無需手持遙控器拼命選臺，只需在主界面上選擇自己喜愛的節目直接進入即可。
(2)互動廣告：互動廣告服務使電視觀衆可以使用遙控器對廣告做出迅速回應，請求關於服務或產品的信息，甚至訂購特定產品的免費樣本。據統計，典型的互動廣告每6個用戶中將有1個用戶迴應，迴應率與直接營銷相仿。
(3)增強電視廣播：這種應用使電視觀衆成爲自己喜愛的體育運動的教練。電視觀衆可以選擇最佳的鏡頭角度來跟蹤運動員的動作，同時對比賽發表自己的評論和意見。屏幕上還能顯示出運動員的資料信息和比賽的統計信息。
(4)互動遊戲：通過互動電視門戶，用戶可以使用各種遊戲，觀衆可以相互挑戰，或者向系統挑戰。據世界最大的互動電視遊戲頻道PlayJam統計，每年在該頻道玩遊戲的玩家高達14億人次。
(5)電視商務：股票市場電視商務應用支持用戶可以方便地管理他們的認購股票，觀衆接收定時更新的股票市場信息(包括最新的股票價格和實時的市場新聞)，運營商還可以採用中間件技術來支持在線交易。在法國，甚至有將近20%的數字電視用戶在電視上登錄銀行。
(6)視頻點播(VOD)：作爲一種“視頻出租”服務，視頻點播使用屏幕目錄提供全天候的電影服務。作爲一種“視頻播放器”服務，在用戶觀看電影時，VOD還提供包括暫停、快進、快倒等控制功能。
在此引用數字電視專家呂品博士的一句話：“互動電視是數字電視技術發展引發的一場革命，是數字電視發展的方向，現在國際上已形成一個共識：數字電視近期可行的一個落腳點就是互動電視，互動電視將從根本上改變廣播電視‘你播我收’的主從關係，形成全新的媒體模式。”
互動電視的上述功能必需採用中間件技術來實現。
三 中間件技術及其在互動電視中的作用
中間件系統是一個純軟件系統，是爲交互應用提供完整應用編程接口的軟件系統。中間件技術是互動電視的核心技術及其應用開發的工具，它處於數字電視的技術平臺和互動應用之間，建立在數字電視接收設備驅動層之上，各級網絡運營商只需專心開發技術平臺上的互動應用，而無需考慮技術平臺和機頂盒的升級換代問題，因而可以保證互動電視的應用開發可以做到平滑的升級。中間件系統包含一系列的功能，如內存管理、通信管理、圖形系統管理、SI數據裝載、系統資源管理以及與前端系統間的通信及控制等。
中間件採用虛擬機概念，具有可擴充性、可移植性、可靠性、跨平臺等特點，它提供一整套端到端的解決方案，包括節目製作、播出、管理等，可以使得業務功能更強大，內容更豐富多彩。中間件的優點是：本身獨立於操作系統和硬件平臺，具備內容豐富的應用程序接口；開發應用程序簡單，具備功能強大的實用工具庫，應用程序可“一次開發、多次使用”。
如果將數字電視機頂盒比做PC機的話，中間件就好像PC機上的操作系統Windows，Windows的作用和威力是大家有目共睹的，而中間件前端系統即相當於網絡的服務器端Windows NT，由此可見中間件技術未來對互動電視所起的作用。下面我們對中間件的兩大部分機頂盒端和前端進行介紹：
1. 機頂盒中間件系統
機頂盒中間件系統是一種層次型架構，由多個系統模塊組成。下面介紹各模塊的主要功用：
(1)系統模塊：本身內部又由一系列模塊組成，包括內存管理、線程調控、事件管理、安全性控制、數據下載管理及網絡協議管理(TCP/IP、PPP、HTTP等)；
(2)SI引擎：用於管理SI數據庫，它負責提取EIT、PMT等常用的SI表格數據，並且具有監察功能，它可提供頻道搜尋時已儲存的數據，如頻道名稱等；
(3)Java虛擬機：用來解譯執行Java應用程序，並提供Java Debug 等功能；
(4)HTML瀏覽器：支持HTML3.2/4.0、XHTML、DOM/CSS 等，顯示HTML網頁，提供上網功能；
(5)圖形管理模塊：提供高級的函數用於繪圖，多視窗管理以及音/視頻控制；
(6)Java程序包：這裏麪包含多個Java 程序包，用於開發交互式應用軟件。它包括一些J2ME的程序包、一系列用於數字電視的專用程序包，如圖形顯示、多媒體控制、SI數據裝載和存取、迴路控制及系統資源管理等。此係統還提供控制Web瀏覽器運行Java Applet的程序包。
2. 前端中間件系統
前端系統的主要功能是對電視節目和應用程序的廣播實行控制，並在此開發運營商擬推出的新的應用。一般在前端中間件系統的建設中，應建設關係數據庫，爲電視節目和應用程序儲存必要的信息，如EPG、新聞等；同時開發一套標準界面，用於與內容供應商提供接口；另外就是要具備與SMS及SAS等系統之間的接口，方便與SMS及SAS的聯結。
四 中間件技術的標準
目前國際上中間件的標準有五種，包括歐洲的DVB-MHP，日本的ARIB，美國的ATSC、ATVEF和Cable Labs等。中國也正在制訂自己的標準，是由廣電總局(SARFT)提出的交互式數字電視中間件技術規範——系統，該規範將以DVB-MHP爲藍本，通過部分修改，形成我國自己的標準。
DVB-MHP是由歐洲DVB組織提出的多媒體家用平臺(Multimedia Home Platform，MHP)的概念。MHP主要定義機頂盒的整體結構、傳送協議、內容格式、Java虛擬機和DVB-J APIs、安全性和各層的細節。MHP能滿足多種形式的格式，如圖形格式包括PNG、GIF、JPEG、MPEG-2I(P)幀、MPEG-1/2音頻、DVB字幕、UTF-8；碼流格式包括MPEG-2I視頻、MPEG-1/2音頻、DVB字幕、DVB圖文電視、駐留字符、下載字符、HTML、XML。MHP可以使不同廠家使用同一平臺，同時系統支持多級運營商操縱整個系統的運作。MHP還定義專用的應用信令，提供應用的位置、相關數據、所需的MHP層次、所需的資源、自動啓動特性和與之有關的協作應用。MHP標準明確地提出數字電視中間件系統中必須包含一個Java虛擬機，交互式應用使用Java語言進行編程，同時建議採用HTML。MHP使用虛擬機概念，爲不同的硬軟件提供公共接口，虛擬機基於Java規範，因此DVB的專用平臺命名爲DVB-J。對已經存在的許多不同APIs的DVB系統，DVB-J提供即插接口來實現向上的兼容性。
MHP規定了不同的應用領域和層次，基層是增強廣播層1(Enhaced Broadcasting Profile1，EB1)，僅支持單向廣播業務和本地交互業務，包括Java VM、DVB-J APIs和廣播傳送協議，HTML 子集作爲即插件。交互廣播層1(Interactive Broadcast Profile1， IB1)支持交互業務，這意味其有相應的硬、軟件支持，對EB1的擴展有用於交互應用的DVB-J API和交互傳送協議，HTML子集作爲選件。仍在完善中的是互聯網接入1(Internet Access 1，IA1)，增加的API有互聯網接入APIs 、IP廣播傳送協議和HTML，ECMA Script 等描述協議。其中EB1是整個MHP的基礎，第二階段MHP在基層增強廣播層的基礎上增加了IB1，而第三階段的MHP將在第二階段的基礎上加入IA1。
美國製定了一系列的中間件標準，如ATVEF、ATSC、Cable Labs等。ATVEF是一種旨在將HTML作爲數字電視內容的主要格式的標準，它與目前的互聯網在較大程度上兼容。ATSC組織的標準DASE(DTV App Software Environment)主要以Sun公司的JavaTV爲基礎，力圖制定出一個以Java爲核心的標準，目前也還沒有完全結束。OpenCable是以CableLabs爲核心的網絡公司組成的一個標準化組織，旨在制定一個用於網絡數字電視的標準OCAP(OpenCable Application Platform)。最近他們採用了不少MHP標準中內容作爲OCAP標準。
ARIB標準主要是基於BML(XML的一種形式，作爲內容的播發格式)和DSMCC Data Carousel(數據輪盤)，並增加擴展了JavaScript以便更好地編寫交互式應用。BML是一種規範的語言，符合未來電子商務的要求；而DSMCC數據輪盤是一種數據傳輸國際標準，因此該標準有一定的適用性。目前日本的一些軟件企業和數字電視機頂盒企業，如Access、Pioneer、Fujitsu等都在研發符合ARIB標準，以便解釋BML的中間件系統。
五 國內外中間件產品介紹
不同的中間件系統會提供不同的與下層機頂盒驅動資源模塊的接口以及與上層應用編程的接口，因此不同的中間件系統之間是不能互通的。目前國內外已有多種中間件系統，它們在產品性能、應用等方面各有千秋。下面我們介紹目前國外市場較成熟的幾個中間件系統。
1. Canal+
Canal+的Media-highway是中間件系統在歐洲的代表，其技術特徵是： 採用標準的Java語言，採用標準的數據下載協議DSMCC對象輪盤傳輸，將Java與DSMCC相結合。Canal+的Media-highway是一種開放式的中間件產品，它可支持多種語言，包括Java、HTML、JavaScript、MHEG-5、Pantalk等；滿足多種標準，包括DVB-MHP、OCAP以及中國廣電總局擬定的標準；國內外有超過25種機頂盒平臺與之配套。該系統目前已在國內外幾十家運營網絡運行，包括國內的北京歌華有線網絡。Canal+的Media-highway是比較接近MHP標準的。
2. OpenTV
OpenTV採用的編程語言是C語言，同Java相比，它具有編程難度大，調試難度高等缺點。目前OpenTV系統已在國內外幾十家運營網絡中運行，但其在國外主要在衛星網絡中應用。同時，該系統也是國內目前應用最廣的系統之一，包括國內中國廣播衛星公司、上海文廣有線、河南有線、江西有線等。但據反映，上海有線採用該系統後的最大問題是到目前爲止無法通過該系統實現雙向數據通訊。可見，OpenTV系統雖然在國內簽定的網絡合同最多，但仍存在很多如雙向數據通訊不通等尚未解決的問題，加上OpenTV固有的採用C++語言開發，封閉性較強，應用開發難度遠大於基於Java的系統，最終中間件市場份額誰能領先，現在看來爲時尚早。
3. Microsoft TV
Microsoft從1999年開始至今推出了一系列的產品，從最早的維納斯(Venus)、前不久的Ultimate TV到最近的Microsoft TV。Venus和Ultimate TV只是一個HTML瀏覽器，提供上網功能，但這兩個產品並未打響。最近的Microsoft TV是基於Windows95和CE以及Microsoft Media Player技術，將PC機變成機頂盒的一種技術解決方案，對於電視這種大衆媒體和家用電器來說，將PC機用作機頂盒，代價是大了點。據最新資料顯示，Microsoft 已開始在國內淡出中間件市場。
4. Alticast
Alticast是韓國的數字電視中間件系統，它是目前號稱第一家進入商業運營的基於MHP的中間件系統，Alticast的主要設計方案是在美國製定、韓國開發的，是完全基於歐洲DVB-MHP的一種解決方案。
5. Liberate
Liberate是美國的一家數字電視技術供應商，它的前身是世界第二大軟件公司ORACLE公司的子公司NCI，它的股東包括Oracle、Cisco、Sun、Motorola、Sony等。它是全球第一家在有線網絡上應用的中間件廠商，它的第一個客戶是英國大東電報公司，目前它的用戶包括美國最大的有線電視網絡AT&T寬帶、UPC、NTL等，在全球有線網絡中，該系統所佔份額應是最大的。該產品支持的CA包括國外應用最廣的NAGRA和國內市場佔有較高的Irdeto。他們的中間件解決方案是服務器端基於Oracle數據庫，客戶端基於開放的HTML和Java，另外該系統的最大優點是基於多級運營商管理，有利於對我們中國目前的省地市多級運營的現狀進行多級管理。
六 中間件的選擇建議
中間件的選擇是決定數字電視(互動電視)業務成敗的關鍵，因而各級運營商應非常慎重，下面對中間件的選擇做一個簡單介紹：在選擇時首先應保證其具有一定的先進性，以MHP爲標準，採用Java和HTML技術；其次是實用性，易於開發，運營商能較快地推出新的應用，特別是能方便省、地市級網絡運營商的應用開發；第三是要能適應我國目前廣電網絡的現狀，方便多級管理。具體標準如下：
(1)中間件系統應具有一個層次化、模塊化的架構，使得它能夠更好地擴展，更方便地增加新的功能；同時朝MHP標準靠攏，以滿足數字多媒體的要求，能夠將未來家庭娛樂設施聯繫在一起，起着聯結紐帶的作用，成爲家庭多媒體娛樂中心。
(2)中間件系統必須提供一個高級應用編程接口(API)，使得各種應用的開發變得十分便利。在現代計算機編程技術中，Java是面向對象編程語言，因其具有“開發一次，到處運行”的超越平臺限制的特性，是數字電視應用開發的理想工具。當然，系統中必須有一個Java虛擬機，並採用J2ME。
(3)HTML語言在互聯網上大量應用，支持HTML/XML語言和提供網頁瀏覽是這一平臺不可或缺的功能。另外HTML應用應與Java程序之間進行平滑過渡，同時將能夠與目前互聯網頁數據之間兼容。
(4)中間件應支持一個標準的應用程序和數據下載協議，使得運營商能夠將其應用和數據播放到不同的硬件平臺上。建議將DSMCC Data Carousel作爲下載標準協議，並根據需要加上流和流事件的傳輸與利用，構成一個完整有效的數據下載協議。
(5)在圖形顯示及字體、字符的處理方面，要求其功能強大、圖形界面通用且豐富，能夠高效地處理中文字體、字符集。
根據以上標準，從目前國內外市場上的幾家主要的中間件產品如OpenTV、Liberate、Canal+、Alticast和中視聯等的性能及應用進行重點比較，可以看到：
OpenTV是目前國內外市場佔有率最高的，但其在國外主要以衛星廣播爲主，另外，該產品的核心是採用C++開發，系統調試、升級較難，特別是相對基於Java的系統而言應用開發難度較大。因此，該系統適用於應用開發力量較強的中央或省級網絡公司，以及衛星網絡。
Liberate是目前國外有線電視市場佔有率較高的產品，由於該產品基於Java和HTML技術，開放性較好，二次開發門檻較低。特別是該系統支持多級運營管理，因此適用於省、地市各級運營商的多級管理運營，是一個國內各省、地市網絡公司較實用的系統。但該系統也有其致命的弱點，那就是進入中國市場較晚，對於中文應用、機頂盒的配套等不如OpenTV。
Canal+的Media-Highway是基於Java的，開放性較好、技術較先進的中間件品牌，在國際衛星和有線電視市場上均有較高的佔有率，國內有線網絡的領頭羊——北京歌華有線已選用了該系統。該系統由於技術較先進，涵蓋內容豐富，因此對機頂盒硬件配置要求較高，適用於省級以及較大城市的有線網絡。
Alticast據稱是第一家已投入運營的符合MHP標準的中間件系統，該系統完全符合DVB-MHP標準，國內有線網絡的技術先行者——深圳有線之所以選用它就是一個明證。但該系統如同Canal+的Media-Highway一樣，由於涵蓋內容豐富，因此對機頂盒硬件配置要求較高，同樣對運營商而言運營成本較高。
中視聯繫統是國內中間件系統的老大，但由於起步較晚，產品尚未成熟。但相信不久的將來，它們一定能做出令我們網絡運營商滿意且具有我國自主知識產權的中間件產品。
七 結束語
中間件是數字電視系統中的一個關鍵的組成部分，目前國內按廣電總局要求先期進行數字電視試驗的各大省市已開始了選型工作，有些已在上述產品中選定，下一步餘下的各省市及各地市網絡將開始選型工作。因此選定對自己實用的中間件系統是各級網絡公司目前的當務之急。作者作爲地市級網絡公司的技術人員，建議各位同行在選型時一定要注意產品的易二次開發性，同時又能接近MHP標準、具有一定先進性、方便多級管理等本文上述提出的建議。只有這樣，才能保證我們的數字電視事業健康、快速的發展。 （全文完）