有线数字电视机顶盒软件升级维护
有线数字电视机顶盒软件在线升级
【摘要】在全球数字电视产业不断发展的背景下，我国数字电视产业也在蓬勃发展。据格兰研究统计，截至2011 年4 月底，我国有线电视用户达18730 万，有线数字电视用户达到9516.8万，有线数字化程度达到50.81%，越来越多的城市加入了有线数字电视整体转换的行列。目前我国数字电视已初步形成产业规模，作为数字电视产业中重要的一环数字电视机顶盒数字电视机顶盒也走进了千家万户，为越来越多的人所熟知。
数字电视机顶盒（set-top-box）起源于20世纪90年代初。发展至今机顶盒的主要作用是用普通模拟电视机收看数字电视或数字高清晰度电视，当然也具备网络和有条件接收功能，这种机顶盒被称为数字电视机顶盒。根据传输媒体的不同，数字电视机顶盒又分为数字卫星机顶盒（DVB－S）、地面数字电视机顶盒（DVB －T）、有线数字电视机顶盒（DVB－C）和IPTV四种，广义的数字电视按传输方式分为地面、卫星、有线和IPTV四种，2010年通过直播卫星获得数字电视服务的家庭占28.8%，用户数量仍然在增长，但占有率略有减少；在亚洲运营商的大力推动下，2010年全球IPTV 用户增长较大，占总体的比例由2009年的7.7%增
长到8.9%；有线数字电视传输方式占最大的比例，较2009的44.9%升至46.0%。有线数字电视用
本文主要介绍有线数字电视机顶盒的软件升级维护。
一、有线数字电视机顶盒结构原理
1、机顶盒结构
目前，机顶盒多采用嵌入式系统，即机顶盒有独立的硬件、软件组成，以应用为中心根据不同需求可以对机顶盒的硬件、软件做裁剪，机顶盒结构如图1所示。
图一
2、机顶盒工作原理
其工作原理如下：有线数字电视机顶盒接收数字电视节目、处理数据业务和完成多种应用的解析。信源在进入有线电视网络前完成两级编码，一是传输用的信道编码，另一级是音、视频信号的信源编码和所有信源封装成传输流。与前端
相应，接收端机顶盒首先从传输层提取信道编码信号，完成信道解调；其次是还原压缩的信源编码信号，恢复原始音、视频流，同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。
图2
二、有线数字电视机顶盒软件升级必然性
目前机顶盒不单只是数字电视的接收设备，更重要的是广电运营商增值业务的载体，随着运营商开展的业务不同，机顶盒所呈现的功能也不同，因此，对不同的广电运营商而言机顶盒的软硬件存在较大差异；而对于同一运营商而言，随着业务的增加或者替换，机顶盒软件也需要更新，另外，机顶盒功能多由机顶盒软件实现，而软件的成熟和稳定需要一定时间，用户在使用机顶盒过程中可能会暴露出的软件bug也需要升级机顶盒软件来修正，由此看来，机顶盒软件的升级有存在的必然性。在也会作为一种产业，而数字电视机顶盒作为各种业务的承载和展现终端，其功能就存在着个性化可更新
三、有线数字电视机顶盒升级原理
简单地说，机顶盒升级是将新版本的程序通过现有的网络环境传送到机顶盒。为了达到这一目的，我们需要将新程序制作成可以在有线网上传输的TS升级流，然后将做好的升级流在一个固定的频点上播发，但是只有流还是没有办法升级的，必须要让终端机顶盒能找到升级流，因此我们需要在有线网里插入一个对升级流进行描述的升级描述符，以便可以让终端机顶盒找到升级流。
由此可见，机顶盒升级的关键环节在于两方面，1、升级软件的播发平台，2机顶盒对升级信息的处理，
1、机顶盒软件升级播发平台的部署
要完成升级，前端需要有如下的环境：
1、要准备一套用于播放升级流的设备，如码流播放卡、PC机等，同时将升级流经
过复用器混合后，通过特定的频点输出；
2、前端要支持私有描述的插入，通过EPG系统方式来完成。
如下图3所示：
图3
图3中“升级描述符”和“升级流文件”是需要在数字电视前端系统播发的内容，升级描述符
2、机顶盒对升级信息处理
机顶盒对升级处理主要有两方面工作，1、对升级描述符的解析；2、对升级流的下载和写入。其中，升级描述符是一串16进制数字，根据各广电运营商要求不同一般包含以下信息：
升级流所在频点
升级流的调制方式
升级流的PID
机顶盒厂家
待升级机顶盒硬件版本
待升级机顶盒软件版本
待升级机顶盒软件升级流封装格式
机顶盒软件升级方式，强制升级手动
机顶盒软件升级按序列号升级的序列号
按照智能卡号升级的范围
本市场采用的升级描述符如下所示：
各字段描述如下：
Descriptor_tag：描述子表ID，其值定义为0x4A。
Descriptor_length：此后Descriptor循环中字节总数。
Transport_stream_id：存放下载频点信息，QAM信息，和符号率信息的NIT表的ID。
Original_network_id：该升级数据包下传所在频道Original_network_id值。
Service_id：下载数据流的ID，该值应为描述升级数据包的PMT在该频道的节目号，一
般定义一个Service_id对应一个厂商。
Linkage_type：其值固定为0x09。
OUI：在本方案中高字节暂未定。低两字节用于厂商识别。杭州摩托罗拉的厂商认证编号为：004。
Selector_length：为以下循环的字节总长度。
Update_type：8bit，定义软件下载格式：
0x01：为厂商提供私有格式TS流。
0x02：为厂商提供的根据DC方式封装的TS流文件。
Component_tag：8bit，定义本版本的Loader PID，Service_id对应的PMT中所对应的elementary stream必须带stream_identifier_descriptor(descriptor_tag=0x52)。
Hardware_version：32bit硬件版本号，各STB厂商将STB ID规范定义的终端类型与硬件版本号，一起作为该硬件版本来考虑。
例如：Hardware_version = DDEE
DD STBID中定义为终端类型
EE STBID中定义为硬件版本号
Software_TYPE：16bit软件类型；定义如下表。
Software_Version：32bit软件版本。由厂商自行定义软件版本号，采用10进制表示，在STB中采用16进制。
Control_code：8bit升级类型定义，如下表。
Serial_number_start：128bit需要时可定义
需要按批次升级时，是升级该程序的机顶盒批次范围起始。
需要按序列号升级时，是升级该程序的机顶盒序列号范围起始。
Serial_number_end：128bit需要时可定义
需要按批次升级时，是升级该程序的机顶盒批次范围结束。
需要按序列号升级时，是升级该程序的机顶盒序列号范围结束。
Private_data：保留用于将来携带与升级有关的参数。
注：每个Linkage_descriptor指向的升级只封装一个厂商的升级程序，因此该描述子中的OUI循环只有一个，即I最大为1。在NIT中会有多个Linkage_descriptor来描述不同的厂商。在机顶盒非易失区要保存STB-ID、Hardware_version及序列号信息。
例如：
4a 3d 00 6520 09 0C 85 09 35 30 30 34 31 01 02 41 52 6a 2c 00 01 40 57 10 0330 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 35 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 3000 ff ff ff ff
Descriptor_tag: 0x4a
Descriptor_length: 0x3d
Transport_stream_id: 00 65 (升级流所在频点的tsid)----33--21
Stream –pid 1000---3E8
Original_network_id: 20 09---8711---2207
Service_id: 0C 85 -----13311—33FF
以上三个要根据局方的实际情况进行设置
Linkage_type: 09
OUI_data_length: 0x35
OUI: 30 30 34 (厂家ID)
Selector_length: 0x31
Update_type: 01
Component_tag: 02
Hardware_version: 41 52 6a 2c
Software_type: 00 01
Software_version: 40 57 10 03
Serial_number_start: 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Serial_number_end: 30 30 35 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Control_code: 00 (强制升级)
Private_data: ff ff ff ff
1强制升级和基本升级时，Serial_number_start，Serial_number_end的值无意义。
2按批次升级：
对于24位的stbid，是机顶盒stbid的第5～7位，与描述符Serial_number_start，
Serial_number_end的前3个字节进行比较；
对于26位的stbid，是机顶盒stbid的第7～9位，与描述符Serial_number_start，Serial_number_end的前3个字节进行比较；
3按序列号升级，是机顶盒stbid的后12位，与描述符的起始结束位的前12个字节进行比较。终端升级流程
升级检测
1、人机提示
开机后如果检测到需要升级，则会根据升级模式提示用户，升级模式分两种：手动
升级和强制升级；
机顶盒软件中包含一段程序代码简单地说，Boot Loader 就是在操作系
统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化
硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个
合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境
四、广电网络公司机顶盒升级平台的建立
五、有线数字电视机顶盒升级过程的维护
机顶盒在线升级都是针对大批量在网使用的机顶盒进行，必需做到认真仔细，万无一失，杜绝大批量或大范围的事故发生，升级前应做好前期的测试工作，是很严肃事情，必须认真对待，对广电运营商而言
1、对前端升级流的监测，要求在升级期间升级播发平台播发正常
2、为做到升级可控，一般采用分批次升级。
3、对广电运营商而言，需要通知到呼叫中心、上门维护等部门，呼叫中心
必须做到回访以便能及时发现问题规避风险
4、升级时采用多种方式通知用户，避免初次接触机顶盒的用户误操作