摘 要：本文分析了中间件的发展现状及其在我国有线电视数字化中的重要作用，并就有线数字电视的发展趋势作了探讨。
关键词： 数字电视 中间件 应用
随着有线电视数字化在全国的大力推进，软件开发已成为有线电视数字化中的一项主要环节。本文拟从数字电视软件开发的角度，分析中间件的发展现状及其在有线电视数字化中的重要作用，探讨有线数字电视的发展趋势。
一．数字电视需要什么样的中间件
交互性成为有线数字电视长远发展的主要动力。要进行交互电视服务，除了要有交互式的节目服务外，还离不开支持交互式增值功能运用的中间件技术。数字电视中间件(Middleware)，是数字电视接收系统的软件平台，为数字电视应用提供运行环境和软件接口。数字电视中间件是为了保证数字电视应用的互操作性，它以应用程序接口（API）的形式存在，整个API集合被存储在机顶盒的闪存（FLASH）中。换句话表述，中间件是独立于操作系统和硬件平台的一个系统软件或服务程序，通过定义和规范传输协议、内容格式和应用框架来实现互操作性，具有可扩充性、可移植性、可靠性、跨平台等特点。
(一)中间件的构成
中间件从节目应用上分可为两类：(1)为了表现节目多样化形式的应用，如多画面领航、多视角切换、画中画编辑、节目内容巡航等等。(2)人机近端交互节目的应用，如天气预报、出行参考、旅游探险、娱乐天地、互动游戏、少儿英语等等。无数种类的节目内容都可以通过中间件开发制作。
中间件包括两个部分：(1)接收端中间件系统，嵌入在机顶盒中，介于机顶盒驱动层程序和上层应用之间，使得应用程序独立于接收机硬件平台，在同一有线电视网路中，不同的硬件组成和设计架构的机顶盒相互兼容；同时，不同的软件公司可以基于同一编程接口开发应用程序，且在不同的机顶盒上运行。机顶盒中间件系统是一种层次型架构，由包括系统模块、SI引擎、Java虚拟机、HTML浏览器、图形管理模块、Java程序包等在内的多个系统模块组成。(2)前端数据播发系统，安装在电视运营商播发中心的一套软件系统，可运行于不同的计算机操作系统，如PC/Windows、PC/Linux或UNIX工作站等，主要是对电视节目和应用程序实行控制，并在此开发运营商拟推出的新的应用。一般在前端中间件系统的建设中，应建设关系数据库，为电视节目和应用程序储存必要的信息，如EPG、新闻等；同时开发一套标准界面，用于与内容供应商提供接口；另外就是要具备与SMS及SAS等系统之间的接口，方便与SMS及SAS的联结。
(二)中间件在有线数字电视中的作用
中间件系统包含内存管理、通信管理、图形系统管理、SI数据装载、系统资源管理以及与前端系统间的通信及控制等一系列的功能，应具有较好的可扩充性、可移植性、跨平台等特点,故要求建立中间件的技术标准。
中间件标准为接收设备的生产以及数字电视应用的开发提供统一的规范，主要包括：(1)数字电视节目以及数据的格式，如音视频数据，图像、字符显示数据格式等；(2)统一的数据传输协议；(3)应用程序编写所采用的语言及其接口库。可以说，具备统一标准的通用中间件技术的应用对有线电视数字化市场启动和培育成熟将起关键和重要作用。
目前数字电视机顶盒中的软件平台在技术上可以分为三个层次：一是没有中间件，所有应用程序直接运行在嵌入式操作系统上；二是专用中间件，在嵌入式操作系统上加入中间件层，但各厂商专有系统中间件之间很难相互兼容，无法从根本上解决互操作性问题；三是通用中间件，具有开发性和标准性，能解决互操作性。经过这几年数字电视的试验证明，没有采用中间件的有线数字电视节目，观众感觉在节目内容上和表现形式上与传统电视区别不大，只是在传输质量的观感上有所提高，因而难以形成新的节目卖点。因此，有线电视数字化的发展需要通用中间件。
通用中间件对有线数字电视的发展主要从以下五个方面进行推动。一是对节目应用内容提供商，数字电视给电视观众带来一种全新享受的并不是音视频的效果，而是交互应用，通用中间件使得节目应用开发的门槛遽然消失，且开发出的节目应用内容可同时向各个运营商提供，这无疑大大降低开发制作成本，推动了市场的发展。二是对运营商，运营商可以采用任一家的接收和播发服务器，无需再对机顶盒或数字电视机等做任何选择。三是对机顶盒和数字电视机生产商，只需一种通用中间件软件便可运行于全国各个有线电视网络，为其它运营商所接受，极大地降低机顶盒和数字电视机的销售价格，使用户受益，无形之中促使了数字电视市场的启动和发展。四是对有线数字电视用户，可以更低价格购买到更丰富多彩、更方便易用、更高质量水平的产品和服务。五是对市场开拓的作用，目前的运营商，要么启动有线数字电视时不上中间件，导致服务内容不丰富，没有交互应用，限制了市场的开拓；要么上某一专门厂商的中间件而被“绑定”，不仅接收机要依赖于此家公司，前端系统、应用开发都得由其提供，因而价格昂贵。目前国内几个城市的数字电视运营商上了中间件但市场拓展并不理想的原因就在这里。
二．当前中间件的发展现状及存在的问题
目前，国际上中间件的标准有五种：欧洲的DVB-MHP，日本的ARIB，美国的ATSC、ATVEF和Cable Labs等。其中，欧洲的DVB-MHP（多媒体家庭平台），现已扩大到287个机构参加的国际组织标准。DVB-MHP 标准是第一个国际化的数字电视接收机软件平台中间件规范，它的目的在于定义一个通用的技术开发平台，既可在不同的数字电视终端上运行各种内容和应用，又可推动市场向内容服务和客户应用为主发展，为包括运营商和用户终端在内的客户带来更多更大的利益。MHP以Java为基础，结合了欧洲DVB 标准和互联网技术，具有良好的内容开放性和网络兼容性，对我国走DVB标准的自主发展道路有利，也对节目平台进一步发展互联网业务有利。缺点就是包罗万象，结构冗杂，各程序包之间和谐性较差。ARIB主要基于BML（XML的一种形式）和DSMCC数据轮盘，并增加扩展了JavaScript,以便更好地编写交互式应用。ATVEF是一种旨在将HTML作为数字电视内容的主要格式的标准。ATSC主要以Sun公司的JavaTV为基础，力图制定出一个以Java为核心的标准。Cable Labs旨在制定一个用于网络数字电视的标准。
目前世界上比较流行且成熟的数字电视中间件系统主要有以下五种。
Cannal+ MediaHighway，采用标准的Java语言，将Java与DSMCC相结合，是一种开放式的中间件产品，满足包括DVB-MHP在内的多种标准，已在全球1600多万台机顶盒中运行。
OpenTV，是非标准的开放制中间件技术，以C语言编程为基础，并与松下公司合作开发支持DVB-MHP的中间件应用，充分表现出独到的交互节目精彩之处，从而使得DVB-MHP的应用环境也相继采用了OpenTV的基本应用库，并保留了现有应用程序的广泛性。正因为OpenTV的独到之处，目前国内外市场占有率最高，在国外主要以卫星广播为主，在国内中央电视台、上海文广互动等有线数字电视平台有应用。但OpenTV封闭性强，系统调试、升级较难，特别是相对于基于Java的系统而言，应用开发难度较大，因而价格也不菲。
Microsft TV，是以PC机作为机顶盒使用，对于电视这种大众媒体和家用电器来说，将其作为机顶盒，不仅代价太高，而且与我国的实际应用也存在差距。
Alticast，据称是第一家进入商业运营的完全基于欧洲DVB-MHP的韩国中间件系统，涵盖内容丰富，因此对机顶盒硬件配置要求较高，对运营商而言，运营成本较高。
Liberate，是全球第一家在有线电视网络上应用的中间件产品，其中间件解决方案是，服务器端基于Oracle数据库，客户端基于开放的HTML和Java，开放性较好，二次开发门槛较低。另外，其最大优点是基于多级运营商的管理，有利于我国目前中央、省、地市有线电视网络多级运营的现状进行多级管理。
国家广电总局在充分吸收国内外各方面的意见和成功经验的基础上，正在制订我国自己的中间件标准。但由于目前中间件技术在国内的应用