1 数字机顶盒概述
1.1机顶盒由来
机顶盒STB（Set-Top-Box）起源于二十世纪九十年代初，当时在欧美作为保护版权和收取收视费的重要手段，有线电视台在每台用户电视机之前加一个密钥盒，只有交了费的用户才能正常收看电视，这就是最初的机顶盒。
1998年11月，美国和欧洲HDTV试播后，又一次掀起了机顶盒的高潮，这次机顶盒的主要作用是用普通模拟电视机收看数字高清电视，同时具备网络和有条件接收功能。
1.2机顶盒分类
按功能特点分为三类：普及型、增强型与交互式。按传输介质不同又可分为有线、地面、卫星和IP机顶盒。
1.3机顶盒在数字电视产业链的位置
机顶盒是实现数字电视接收的必备设备，短时间内不会被马上替代，因此机顶盒在整个数字电视产业链中有着重要的位置。
2 数字机顶盒市场状况
2.1竞争厂商
据调查，我国市场上的数字机顶盒厂商绝大部分为本土企业，少部分为国外及香港和台湾地区投资的企业。
我国本土数字机顶盒生产区域分布于东南沿海、西南、北京等地。东南沿海
地区是我国最大的生产区，这里市场经济发展较快，研发实力较强、劳动力资源比较丰富，如广东、福建、浙江、上海、江苏等地，特别是深圳就集中了近50家的数字机顶盒生产商；西部的四川、重庆地区也聚集了不少数字机顶盒生产企业，如长虹、通达、九州等，北京由于强大的研发实力，也集中了一大批数字机顶盒的生产企业。此外，山东、湖南、湖北、安徽、陕西、山西、河北等地也都有数字机顶盒的生产企业，其中山东省的数字机顶盒生产企业虽然数量不多，主要是传统的家电企业，如海尔、海信等，实力很强。
我国的数字机顶盒生产厂商不仅为国内制造产品，还出口东南亚、中东、欧洲、美国等国家和地区。我国出口的数字机顶盒大多都是基本的、低成本、低技术的产品，类型主要是地面和卫星数字机顶盒。成本领先使我国数字机顶盒生产厂商在世界市场上极具竞争力，目前我国已成为世界数字机顶盒的主要供货基地之一。有些厂家通过技术改进和市场竞争已经挤进全球数字机顶盒的高端市场，面向欧洲和美国出口。
随着国内外对数字机顶盒的市场需求不断增长，会有越来越多的厂商投资或转型于数字机顶盒市场。
2.2市场发展的驱动因素
（1）政策/法规驱动
在机顶盒市场发展的启动初期，政策/法规是最主要的市场驱动力量。有利的政策/法规对机顶盒市场的发展速度有巨大的推动作用。
（2）用户需求驱动
在机顶盒市场发展的第一阶段，用户需求对机顶盒市场的拉动并不明显。用户需求是一个市场行为，即使在政府强制实行“整体转换”之后，用户还存在需要对数字电视认知和习惯的一个过程。
在机顶盒市场发展的第二阶段，用户日益增长的需求将成为机顶盒发展的强大拉动力。用户需求是个性化、多样性的，机顶盒也将因之会具有更多的功能和形态，在更大程度上满足用户不同层次的需求。
（3）技术驱动
技术与市场是相辅相成的，很多新市场都是由新技术带来的。市场发展要求技术开发人员采用最适用的技术，提出最佳的解决方案。大众的需求也会在技术发展方向上起到一定的作用。
生产厂商将更加注重开发高附加值的产品。在机顶盒市场发展的第二阶段末及第三阶段，以不拒绝新技术和允许市场竞争为前提的条件下，技术变革对机顶盒市场发展的拉动力量和引领作用将凸显。
技术驱动将对机顶盒市场细分的层次和速度都起到促进作用。[page]
2.3数字机顶盒市场特点
（1）中国数字电视机顶盒市场产品线千差万别
在中国数字电视市场，由于地方区域网络的不同，各网络运营商在选用设备时都是根据自身的情况，选择不同的设备，造成市场上分散的CA系统，不同的SMS、数据广播系统、浏览器、中间件等搭建的千差万别，也造成了机顶盒在设计的时候需要根据不同的网络运营商实际情况量身定制，造成中国有线数字电视机顶盒产品线过于复杂。
（2）中国数字机顶盒市场利润下滑、成本加大
在中国数字机顶盒市场，由于各地区网络运营商技术设备的千差万别，以及不同的网络运营商对于机顶盒界面、功能、遥控器等不同的需求，机顶盒厂商必须针对不同的网络运营商进行适当调整，开发符合运营商不同需求的机顶盒产品，导致了中国数字机顶盒市场厂商成本不断加大，而又由于国内目前已经有近百家企业投入到机顶盒市场，造成竞争比较激烈，产品利润不断下滑。
（3）中国数字电视机顶盒市场以基本型机顶盒为主
中国数字电视发展过程中，有线数字电视作为推进主体，在有线网络运营商整体转换中主要采用免费赠送终端接收设备的方式来加快数字化程度，并且出于成本考虑，大多运营商选择基本型机顶盒，地面、卫星以及IP数字机顶盒也由于产业尚未成熟，基本型机顶盒仍然作为市场主推产品。
3 机顶盒核心技术结构
从数字电视机顶盒的构成上看，数字电视机顶盒包括硬件和软件两部分。硬件提供数字电视机顶盒的硬件平台，实现音视频的解码。数字电视节目内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，以及机顶盒和Internet的互联都需要通过软件来实现。
3.1数字机顶盒硬件系统
从结构上看，机顶盒硬件系统一般由芯片、内存、调谐解调器、各种智能接口、外部存储控制器、高频头以及视音频输出、电源、机壳等几大部分构成。
（1）芯片
芯片是机顶盒解决方案的核心技术部件，主要进行后端信源解码处理，通常集成有MPEG-2解码器和一个CPU。根据芯片集成度及实现的功能不同，机顶盒芯片供应商推出了面向从低端到高端产品的信源解码器。
（2）调谐解调器
调谐解调器的作用是对模拟信号进行采样，并且将其转换成数字信号流，信号流包括视频、音频和一些数据。当转换成为流之后，再经过前向纠错，再传送到解复用器；调制器用来发送回传信号。调谐解调器的不同成为不同类型数字机顶盒的标准。
（3）内存
机顶盒需要内存来存储指令和数据，可以分为RAM和Flash内存。
机顶盒中的RAM主要是用来存储应用数据。Flash用来存贮机顶盒的系统软件、驱动软件、应用程序以及一些配置信息，在系统断电时内容还可保留，同时Flash可以通过在线的方式对其上所载的软件进行更新，达到机顶盒软件升级的目的。
（4）外部存储设备
外部存储设备一般指外接U盘、SD卡、硬盘等移动存储设备，大容量的移动存储设备可以用于存储节目以满足个性化需求，记录、重放所喜爱的内容的要求，实现PVR录制和Timeshift（时移播放）功能。
各种智能接口
智能接口是多数机顶盒不可缺少的部件，该部分提供了丰富的外部接口。随着机顶盒设备硬件设计的不断发展，可用的物理接口也在增加。可以将机顶盒的物理接口分成如下的类：调制解调器接口（PSTN、ADSL、CM）、高速多媒体接口（USB、Card reader）、RS232、智能卡读卡器、通用CI接口、遥控器、无线键盘、TV和VCR接口、Ethernet/Wifi 网络接口。
3.2数字机顶盒软件系统
机顶盒作为一个客户端系统，除了要具有良好的硬件平台外还需要配备不同的软件系统才能使其完成各种任务。机顶盒中的软件可以分成三个主要的层：应用层、中间层和驱动层，每一层都包含了诸多的程序或接口。
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4 数字机顶盒发展历程
在中国，机顶盒的发展已经历12年的历史。
从1999年开始至2002年底，机顶盒就已经在市场上进行销售，然而，基本上每个城市达到两万大众就难以再增长，机顶盒的推广遭遇“两万户瓶颈”。为突破 “两万户瓶颈”的尴尬局面，有些城市选择了与其他产品的捆绑方式销售机顶盒，此种销售方式也并没有经得起市场的考验。
从2003年起，国家广电总局选择了49个城市作为数字电视的试点城市。一些城市的数字电视整体转换思路逐渐得到了国家广电总局领导们的认可，当地的有线网络运营商免费向有线电视用户免费赠送机顶盒，在较短的时间内把机顶盒派发至每个家庭，快速完成数字化的基础转换工作。截止到2003年12月31日，我国数字电视用户数为27.6万。但同时应看到，这27万多数字电视用户中，尚有一些属于试用型用户，如北京目前仍采取用户缴纳押金试用的方式，其近1万个机顶盒还不能算是真正的数字电视用户。此外，苏州的两万多个机顶盒中有一部分并没有继续付费。
2004年全国生产了超过两千万的数字电视机顶盒。前十名的数字机顶盒生产厂商拥有超过60%的市场份额。PBI和同洲公司是当时国内最大的两家数字机顶盒生产厂家，他们均生产全类型的数字机顶盒产品，PBI的产品基本以外销为主。由于数字机顶盒的市场总量主要由卫星数字机顶盒构成，有线数字机顶盒本身在总量中的占比就比较小，所以那些只生产有线数字机顶盒的厂商在总量中的份额就非常小，如天柏公司。
2006年，中国数字电视机顶盒产量已经达到了5408.3万台，与2005年相比增长了40.7%。中国机顶盒产业的发展主要是受卫星数字电视机顶盒出口带动，同时，随着数字电视整体平移战略的深入实施，2006年国内有线数字电视机顶盒的需求量也上升较快，2005年产量仅为341.0万台，而2006年则达到了801.6万台，另外，地面数字电视机顶盒产量也由2005年的230万台上升至2006年的494.3万台。2006年我国机顶盒家庭保有量突破1000 万台，市场增量达到800万台以上，同比增长50%。按机顶盒的三大传输方式(有线、地面、卫星)来分，2006年中国机顶盒市场仍旧以有线数字机顶盒为主,销量达700万台，占整个机顶盒市场的90%以上，IP机顶盒大约有100万台，而地面机顶盒市场拥有量还不到10万台，卫星机顶盒基本用于出口。在有线数字机顶盒中，基本型机顶盒销量达630万台，占有线机顶盒市场的90%。而双向机顶盒销量达30万台，高清机顶盒销量仅3000 台，它们与其他类型的机顶盒一起瓜分剩下的10%市场份额。
2007年底，中国数字机顶盒的出货量达到6500万台，相对增长41.3%，我国有线机顶盒市场家庭保有量突破2500万台。在2007年国内机顶盒市场上，有线数字机顶盒整体平移市场仍是主体，地面数字机顶盒已开始起步，直播卫星机顶盒市场空间与129号令的开放程度有高度的相关性。2007年国内机顶盒市场较明显的变化是，虽然平移基本型机顶盒仍旧占据80%的市场份额，但正在整转的130个城市中，有超过一半的城市都已经开始进行双向网的改造，因此，双向机顶盒在1-9月份同比增长了近一倍，这一增长趋势将在明年更加凸显。另外，在市场竞争方面，机顶盒厂商的市场集中度正迅速升高，机顶盒利润在进一步下降，大量的垫资和分期付款成为市场竞争的焦点，机顶盒品牌的市场竞争已上升为整体实力的竞争。
2008年我国数字电视进入了蓬勃发展期，除有线数字电视仍旧表现出强劲增长势头外，地面数字电视随着2008年奥运会的契机也有了突破性的发展，此外，直播卫星的升空也为2009年卫星数字电视的发展提前预热。到2008年年底，中国数字机顶盒的出货量达到7200万台，同比2007年增长12.50%，占全球市场份额的一半以上，因此可以说中国已成为全球机顶盒市场的制造中心。2008年，虽然受到雪灾、地震以及全球金融危机等客观因素的影响，但中国机顶盒市场依然处于景气周期。2008年前三个季度国内有线机顶盒市场新增1338.6万台,相比去年增长200万台,有线双向机顶盒增长速度加快,部分城市已经取代了单向成为平移主力,截止到今年9月,双向机顶盒销量达716.74万台,同比增长一倍有余.高清机顶盒相比去年也逐步增多，2008年国内的出货量预计将达到10万台以上。另外，在市场竞争方面，中国机顶盒品牌依旧以长虹、创维、天柏、同洲、九州、银河为主打，机顶盒竞争已经从单一产品价格与功能竞争逐步向整体实力的竞争模式转变。
2009年中国制造的机顶盒总出货量继续增长，总出货量超过1亿台，中国作为全球最大的机顶盒生产制造中心的地位更为稳固。2010年有线机顶盒的新增量预计在2500万台左右，将保持平稳的增长速度。外销机顶盒主要以卫星机顶盒和地面机顶盒为主，主要销往美国、印度、英国、阿联酋、德国、埃及、罗马尼亚等国家。地面机顶盒的出口量仅次于卫星机顶盒，美国和欧洲是地面机顶盒的最主要市场。支持DVB-T（地面无线）标准的机顶盒主要销往欧洲、中东及法国等国家和地区，而支持ATSC（美国数字电视国家标准）的机顶盒主要是销往美国和加拿大。中国在卫星机顶盒供应市场具有举足轻重的位置。
2009年内销机顶盒的出货量预计将首次接近总量的50%。内销机顶盒主要是有线机顶盒和卫星机顶盒。2009年前三个季度，有线机顶盒的国内总出货量达到1710.7万台，比2008年同期增加372.1万台，有线机顶盒主要流向为江苏省、陕西省、河北省、湖北省、湖南省、哈尔滨市、北京市、武汉市等省市。
2010年中国制造的机顶盒总出货量保持稳定增长，2010年前三季度，有线机顶盒的国内总出货量达到2143.8万台，相比2009年同期增加433.1万台。截止2010年12月31日，中国有线数字电视用户突破8600万，有线数字机顶盒市场规模为8856万台，增量市场规模达到2056万台。预计在未来10年或是更长的时间里，机顶盒将在中国数字化中扮演越来越重要的角色。据业内权威研究公司格兰研究统计：截至2011年4月底，我国有线数字电视用户达到9516.8万户，有线数字化程度达到50.81%。[page]
5 数字机顶盒的发展趋势
5.1硬件平台发展趋势
从机顶盒发展趋势看，Tuner和解调芯片合二为一，物理上减小体积，降低成本，提高性能；或者采用芯片实现Tuner 的功能。
由于CPU与TS流解复用器，MPEG-2 A/V解码器，视频编码器集成，形成STB 的核心芯片，它的发展速度将决定机顶盒未来的方向。必然的趋势是CPU处理速度越来越快，存储器容量越来越大，MPEG解码器将同时支持多路节目的解码；并支援更多解码格式，如可以解码更高压缩率的H.264。同时用户可以直接看到的图形显示界面将从简单的OSD，发展到强大的2D、3D图形引擎。
由于数字电视传输网络的建设和改进，以及internet网络技术的成熟，可以实现各种交互式应用。通过网络通道和机顶盒，观众坐在家中就能享受到视频点播(VOD)、网上冲浪、远程购物、交互游戏等增值业务。这种交互性将极大地改变人们看电视的方式。因此，双向传输方案将成为机顶盒发展的主流。
外部接口将更加丰富，通过USB口可以实现和数码相机的连接，通过IDE接口可以挂接硬盘实现节目存储等等。
机顶盒是网络的终端产品，现实中存在着通信网、计算机网和广播电视网。虽说三网合一是必然趋势，而且三网在骨干网的传输技术上已经融合。最终将数字机顶盒发展成为家庭网关，将机顶盒与PC、打印机、DVD机等数字设备连接起来，并通过双向模块与Internet相连，真正地成为信息家电。
5.2软件平台发展趋势
电视网络数字化改造的不断深入，开放式业务系统的广泛使用，运营商的利润增长点将从以前靠收视费和广告费转向靠多种应用去支撑。因此，机顶盒将支持越来越多的应用，如电子节目指南、PPV节目、IPPV节目、准视频点播、数据广播、Internet接入、电子邮件、视频点播以及IP电话和可视电话等。而上述应用的发展，必须依靠机顶盒的软件平台，也就是中间件。因此，机顶盒的发展趋势在很大程度上依靠中间件技术的发展方向。
5.3机顶盒种类发展趋势
（1）数字电视一体机
随着数字电视机技术的发展，带数字解码功能的新型电视机已经面世。这种将最基本的机顶盒和电视机的功能结合在一起的新型一体化电视机，将对机顶盒的制造业和数字电视的运营产生重大影响，面对家电巨头们庞大的生产能力和新的技术产品，大多数机顶盒生产商将面临重新洗牌的风险。
对运营商而言，一体机的出现也使运营发生了改变。过去运营商不仅要为节目传输操心，也要为用户的机顶盒投入大量的精力，甚至为此背上沉重的包袱，特别是在整体平移的过程中，由于发送机顶盒而背负了庞大的债务，而这一切都可能因为一体机的出现而得到很好的解决。在未来的2～3年内，按照国家产业的规划，国内生产的35%以上的电视机将带有机顶盒功能，这意味着每年将有1500台以上的一体机投放市场，以后这个数字还将会不断攀升。
（2）机卡分离
机卡分离和一体机几乎是天生的一对。电视机的大规模制造不仅提高了产品的可靠性，也降低生产的成本，而大规模制造的基础就是所生产的产品具有一致性，这不仅表现在硬件上也表现在软件上。由于软件的差异性使得制造商无法像生产电视机一样大规模地生产机顶盒。所以实现规模制造，CA是首先要解决的问题。
机卡分离技术的含义在于让数字电视的接收设备（机）和CA智能卡及其软件（卡）无关，两者通过一个接口产品（大卡或CAM卡）来连接，电视机和STB预留这个通用的接口。在插入CA智能卡之前，所有的电视机和STB的软硬件都是相同的，而智能卡首先要插到一个与之适应的CAM卡中才能插到电视机或机顶盒上，解出相应的节目。虽然从表面上看由于使用了CAM卡增加了用户的接入成本，但由于脱离了CA的束缚给运营商和制造商都带来了使用和制造成本的降低，最终也带来了用户接入成本的降低。诸多的优点使机卡分离成为一种产业发展的趋势，美国已经把机卡分离作为数字电视机的标准，并为此定义了强制性的时间表。对中国这样一个电视机生产大国而言，机卡分离也将成为中国产业发展的趋势和标准。随着产品的批量投放市场，数字电视机的普及将有助于带动数字电视用户的发展。
（3）双向机顶盒
互动正逐渐成为机顶盒的主打发展方向，在双向机顶盒与单向机顶盒价格差越来越小的情况下，双向机顶盒代替单向机顶盒进行整转的趋势已经被大多数有线运营商所认同，并成为可能。
（4）双解码或多解码机顶盒
对国内的运营商而言，特别是在整体平移的过程中，如何解决用户两台以上的电视机收看数字电视节目是一个令开发人员十分头疼的问题，虽然可以通过强制性的行政行为达到一机一卡，提高收视费，但无法让用户理解这种运营模式，也使数字电视的推广面临很大的阻力。双解码机顶盒是在一个机顶盒中采用双解码芯片或在一个芯片中嵌入两个以上的解码电路，并配以两个解调器，进而使一个机顶盒输出两路不同的节目，而机顶盒的成本仅仅增加了30％～50％。这种新产品的出现，无疑对那些拥有两台以上电视机的用户是一个福音，当然对那些寄希望于用户购买两台以上的机顶盒以及交两份以上的节目费的运营商而言，这并不是一个好消息。
（5）PVR机顶盒
随着节目源的丰富和网络运营商服务的不断改善，中国的数字电视业务会不断向专业化和个性化等领域发展，用户对PVR机顶盒的需求也将相应增加，PVR机顶盒将逐渐从实验室产品走向市场，具备PVR功能未来将成为机顶盒标准配置。由于PVR机顶盒技术复杂，内置硬盘的造价成本又相对较高，调查显示，外置硬盘的PVR机顶盒使用户的选择和使用更加方便灵活，因此将受到用户的喜爱。从2009 年起，广电大力推广Push-vod业务，这将促进PVR机顶盒市场的发展，预计PVR市场将从2009年逐渐启动，但PVR机顶盒短时间内在保有量上仍然不会有大的突破，原因主要是：终端用户的消费习惯需要一个逐渐改变的过程；在目前的数字电视节目内容上，可录的高质量节目仍然不是很多；知识产权问题；PVR机顶盒价格仍然较贵。
（6）双模机顶盒
有线/IP双模机顶盒主要存在于杭州以及扬州，此类型的双模机顶盒市场发展受到一定的局限；地面/卫星双膜机顶盒同时能够接收地面和卫星传输的节目内容，在日本等国受到用户的欢迎，成为最主要的机顶盒产品类型之一，显示了其广阔的前景。地面/卫星双模机顶盒在中国的发展目前仍然受到卫星节目接收政策上的限制，从长远来看，以地面解决当地节目，以卫星解决外地节目，将成为一种重要的接收方式。
（7）3D 高清机顶盒
2008年，一些有前瞻性的公司将3D机顶盒带入中国，目前处于产品试销阶段，最为一种高端的机顶盒产品，3D的出现丰富了机顶盒的产品类型。3D 游戏使用三维技术，使游戏内的物体具有空间性，游戏视角可以随意变动，具有较强的视觉冲击力，在国外市场上受到欢迎，但在中国仍然属于比较超前的机顶盒类型，其发展有待进一步观望。[page]
本文选自《DVBCN广电新视野》6月号，更多精彩内容请进入本刊在线阅读！
2011年6月25日出刊的《DVBCN广电新视野》封面
