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MHP打造感官新視野
一統互動電視標準

【作者: 焦信達】   2004年12月01日 星期三

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MHP(Multimedia Home Platform)是歐洲DVB(Digital Video Broadcasting) 組織所制訂的互動電視的中介軟體(middleware)標準。在2000年MHP 1.0.0版制訂完成前,市場上已經存在一些其他互動電視的middleware標準,如MHEG-5(ISO/IEC標準13522-5)及ATVEF(Advanced Television Enhancement Forum),或是其他公司所自行制訂之專屬標準,如OpenTV、MediaHighway、Liberarte和Microsoft TV。


由於同一地區不同的數位電視營運商,可能會採用不同的互動電視標準,觀眾很可能會為了收看不同的數位電視營運商所提供的節目,而需要花錢購買許多個數位電視機頂盒(set-top box)。


MHP標準制訂的目的,就是希望能一統市場上各家互動電視標準盤據,讓觀眾逃離無所適從的混亂情況。而其最終的理想不論是使用無線數位電視、有線數位電視、或是衛星數位電視的電視收視戶,都能共用一個數位電視機頂盒。


由於市場上存在著眾多的互動電視標準,使得互動電視的數位內容設計工具(authoring tool)、數位內容、頭端設備以及機頂盒的市場各自為政,且各自以自家的互動電視middleware標準為中心,進而演變成缺乏競爭的垂直整合市場。


這種垂直整合市場的屬性導致產業鏈上每個環節廠商彼此間的競爭不激烈,使得數位電視機頂盒、互動內容開發工具、互動內容以及頭端設備的價格偏高。也由於缺乏大量的獨立互動內容開發商的競爭及支援,難以使互動電視的市場活絡起來。MHP標準制訂的另一個理想,就是希望能打破目前互動電視各家垂直市場的壁壘,打造以MHP作為互動電視產業鏈標準的一個水平市場,進一步刺激互動電視的普及。


MHP的沿革

最初的標準版本MHP1.0於2000年1月問世,2001年4月推出它的修正版MHP 1.0.1,內容修正了一千多個由MHP實作與測試單位的所提出的問題。接著,DVB在2001年的6月,發表了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 版與2003年4月發表的MHP 1.1.1版。


MHP最初在制訂時,只適用於歐規數位電視傳輸標準之上,如DVB-T、DVB-C與DVB-S。其它地區的數位電視標準組織,原本也都各自制訂定了自己的互動電視middleware標準,如美規的ATSC數位電視系統,原本的middleware標準是ATSC DASE(DTV Application Software Environment)標準;在日規的ARIB數位電視系統上所採用的middleware則是由ARIB(ARIB STD-B24 Data Coding and Transmission Specification for Digital Broadcasting)所制訂的標準BML(Broadcast Markup Language)。但是,因為以下的兩個原因,目前全球制訂數位電視標準的主要標準組織,在互動電視的middleware標準上,都開始向歐規的MHP靠攏。


  • 1.數位內容



程式在不同的middleware標準間的轉換難度比影音內容的轉換難度來得高,所以,在數位廣播電視界,確實存在著一種對全球互動電視middleware標準的高度需求。


  • 2.MHP較其它標準成熟



歐洲DVB組織的MHP標準在技術上比其他數位電視的middleware標準完整而且成熟。隨著DVB原本的DVB-T、DVB-C及DVB-S系統在全球採用的地區越來越多,DVB也希望能將MHP標準推廣到非DVB的數位電視系統上使用。GEM(Globally Executable MHP)就是在前述的需求之下,經由DVB標準所制訂的全球數位電視middleware標準。


GEM本身並不是一個可以被實作的標準,它只是一個以互動電視 middleware的共通核心。GEM的發展起源於2002年1月,推動者是以北美有線業者為主所組成的標準組織CableLabs。CableLabs決定採用MHP當基礎,來發展其Open Cable標準平台上的互動middleware。為了因應此種標準組織間的協調問題,DVB成立了MHP umbrella group,負責制訂與GEM相關之標準。


GEM的第1.0.0版是2003 年1月發表的,這是GEM發展的終端標準(terminal specification),即Open Cable 上的middleware標準OCAP(Open Cable Application Platform)。接著,在2003年6月,制訂日規數位電視標準組織ARIB,也發表了ARIB datacasting standard B-23 - "Application Execution Engine Platform for Digital Broadcasting"(ARIB-AE),它也是一個以GEM為基礎發展的終端標準。


為了統合美國數位電視middleware的標準,美規數位電視標準制訂組織ATSC,也開始進行了ACAP(Advanced Common Application Platform)標準的制訂,作為下一版ACAP的DASE與CableLabs的 OCAP的共通核心。2004年10月,ATSC公佈了ACAP新版的建議標準(candidate specification),即進入標準定案前,以實作來檢驗標準可行性的階段。為了讓GEM 變成名符其實的全球標準,DVB也已經將GEM標準,呈交給ITU(International Telecommunication Union)。此標準已於2003年4月被接受,成為ITU-T的標準 - ITU-T Recommendation J.202。


MHP 的技術架構介紹

DVB於1997年起,正式開始進行MHP的標準化工作。在DVB制定MHP標準的過程中,曾經考慮過以沒有scripting功能的MHEG-5,作為MHP標準的核心,但後來此提案被否決。最終,DVB於1998年決定以當時在嵌入式系統上,技術還不是非常成熟的Java,來作為MHP的核心。因此,我們可以說整套MHP 標準,定義的就是一套以Java為基礎的中介軟體(Java-based middleware)。


DVB的此項決定可以說是相當地具有遠見,因為電視的標準訂定後,通常會被使用相當長的一段時間。以類比電視來說,台灣使用的美規電視NTSC系統,標準最初制訂於1941年,後來於1950年代加入彩色的功能,並沿用至今。由於Java的功能強大,所以比較有能力因應互動電視應用程式長期需求的變化。目前,以 Java於Internet、企業資訊系統(enterprise computing),以及手機上的普及性來說,筆者認為DVB當初做了相當正確的選擇(截至2003年11月全球約有300萬個Java程式設計師)。


《圖一 MHP 的架構圖》
《圖一 MHP 的架構圖》

(圖一)是MHP的架構圖。因為MHP是一種基於Java用法的middleware,所以必須執行於Java虛擬機器(Java virtual machine)之上。MHP上執行的Java程式,稱為Xlet,其生命週期的控制方式,與Java手機J2ME平台上的MIDlet神似。因為DVB在制定標準的原則是,盡量採用現有最佳的標準當基礎,所以在MHP 裡,採用了Sun所提供的Java API、HAVi(Home Audio/Video Interoperability)API、DAVIC(Digital Audio Visual Council)、以及DVB所擴充的相關API - DVB specific API。Sun所提供的API包括了Personal Java平台的core library(DVB近來可能會在MHP的修正標準裡,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 的功能主要包括了對Xlet生命週期控制的支援、service selection API(切換數位電視節目)、以及讀取 service information的API。JMF則是一套控制各種不同的影音媒體播送的API。HAVi API負責的主要是與使用者介面相關的功能。而DAVIC API負責的主要是控制MPEG的一些低階功能,例如對MPEG-2 section的filtering。(圖一)中的application manager是MHP的控制中心,它控制了MHP上執行的應用程式的life cycle。此外,它也負責管理MHP上執行的應用程式的資源使用以及顯示方式。至於圖中的兩種plug-in interoperable plug-in(Java plug-in)與platform-specific plug-in(native code plug-in),可以藉由它們擴充MHP的功能,讓遵循其他標準的互動電視的應用程式,也可以在MHP的set-top box上被執行。


《圖二 MHP所支援三種不同規格的技術》
《圖二 MHP所支援三種不同規格的技術》

如(圖二)所示,MHP共定義了三種不同規格的技術,以支援不同的應用情境下之功能集合。這三個規格分別為enhanced broadcast、interactive broadcast、以及Internet access。MHP 1.0標準只支援前兩種規格,MHP 1.1標準則支援了所有的規格。


Enhanced broadcast

Enhanced broadcast適用於數位電視接收機沒有回傳路徑(return channel)的情況,觀眾只能透過遙控器等人機界面,與數位電視接收機上之MHP應用程式互動,但MHP應用程式無法回傳資料給電視台。這個規格對電視台來說,也是最容易採行的,因為只需透過廣播網路播送MHP應用程式,不須考慮數位電視接收機回傳資料的問題,與電視台原本播送非互動節目的方式完全相符。


Interactive broadcast

Interactive broadcast則適用於數位電視接收機有回傳路徑的情況。MHP在回傳路徑上,所提供的是TCP/IP家族的協定,包括TCP與UDP。如果電視台採用了此種規格,就可以製作更複雜的MHP應用程式,例如民意調查、線上購物等...。但因一個節目往往同時觀賞的觀眾成千上萬,電視台也必須處理回傳路徑上大流量的後端伺服器營運的問題。


Internet access

Internet access,主要的目的是定義 MHP 的應用程式,如何跟數位電視接收機上的Internet client,彼此雙向互動的能力。例如,如何從MHP的Xlet程式裡,透過瀏灠器開啟某個網頁,或是加入某些URL的書籤;也可能發送email等...。


(表一)是DVB所提供的,關於各種不同的middleware,在執行時所需的最小系統資源的資訊(不包括DVB-HTML)。表中之Basic Zapper代表的是沒有middleware 的數位電視接收機。由表中我們可以發現,MHP因為功能強大,所以會需要比其他的互動電視middleware更多的系統資源。不過,筆者認為,MHP數位電視接收機的售價,會隨著開放式標準所引發的全球性競爭,以及半導體技術的進步,在數年之內下降至非常具有價格競爭力的水準。


表一 各種middleware所需要的最小系統資源
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 的全球市場採用狀況

芬蘭

芬蘭是全球最早開播MHP服務的國家,開播的時間是2001年的8月。至 2004年6月,芬蘭全國大約有360,000個DVB-T數位電視接收機,65,000個DVB-C 數位電視接收機,以及10,000個DVB-MHP set-top box。目前,市場上每個月大概可以售出50,000台數位電視接收機。


芬蘭的無線數位電視網路,目前由網路營運商Digita負責營運。Digita旗下共有3個全國性的mux,目前總共承載了14個數位電視頻道,其中3個頻道所營運的是付費頻道,其它的則是免費收視的頻道。在所有的這些頻道裡,superteletext(節目圖文資訊)與EPG service(電子節目表單服務)是每個頻道都會提供的服務。網路營運商Digita也提供了一個digital service portal(數位服務入口網站)供所有的用戶使用。除了這些共有的MHP服務之外,以下的電視台還提供了一些額外的MHP應用程式。


  • ●公共電視台YLE:遊戲、議會資訊(government facts)、新聞跑馬燈(news ticker)


  • ●MTV3:電視銀行(Banking)、房地產資訊(real estate finder)、曲棍球比賽跑馬燈(hockey score ticker )



基本上,這些由芬蘭的無線數位電視電台所播送的MHP程式,仍是以與影音內容獨立的MHP程式為主。另外,芬蘭的有線數位電視業者,也將在今年年底之前提供MHP服務。


德國

德國是全球第二個播送MHP服務的國家。德國在2002年10月開始無線數位電視開始提供MHP服務。ARD、ZDF、RTL等公共電視台停止使用Open TV middleware,改用MHP。另外,德國的公共電視台也提供了衛星廣播數位電視上的MHP服務。這些電視台提供的MHP應用程式包括了:TV portal(電視入口網站上)、new ticker、program preview(節目預告)、weather forecasts(氣象報告)、interactive quiz(互動式猜謎)、mail order(郵購)、magazine(電視互動雜誌)...等。和芬蘭一樣,德國也是採用零售數位電視set-top box的商業模式;目前在德國零售的MHP set-top box的廠牌包括: SONY、Philips、Panasonic與Nokia。


義大利

義大利政府希望能提供民眾方便的E-government服務。基於電視的穿透率遠高於其他的電子媒體,義大利政府為了推廣以MHP實作的T-government服務,決定補助1億2000萬 ~ 1億5000萬歐元,在MHP數位電視接收機價格下降至民眾願意負擔的範圍之前,市場上能有足夠的MHP數位電視接收機。義大利的無線數位電視於2004年1月正式開播,五個月內總共銷售了45萬個MHP數位電視接收機。由於義大利類比無線電視的市場佔有率極高,因此,義大利是MHP數位電視接收機一個非常大的潛在市場。


美國

在2002年,美國第二大的DVB-S服務商EchoStar,也跟它的middleware供應商Canal + Technology簽訂了合約,Canal + Technology將會提供與MHP相容的Media Highway API給EchoStar下一代的衛星解碼盒使用(目前MediaHighway相關產品已被NDS公司併購至其產品線內)。另外,如前所述,北美的cable標準制訂組織CableLabs,已經在2002年接受了MHP,作為其 Open Cable平台上的middleware - OCAP的發展基礎。Time Warner Cable所開發的 OCAP平台,據悉目前已經進入測試的階段。


南韓

南韓目前有1500萬左右的電視收視人口。如(表二)所示,在無線數位電視的部分,南韓使用的是美規的ATSC標準,所採用的middleware也是美規的ACAP/DASE。在有線數位電視的部分,南韓所採用的同樣是北美的Open Cable標準。因此,使用的middleware是OCAP。至於衛星數位電視的部分,因為南韓所採用的是歐規的DVB-S標準,所以使用的middleware是MHP。


簡而言之,南韓數位電視所使用的middleware,不管是無線數位電視、有線數位電視、或衛星數位電視,都屬於MHP或MHP的衍生標準。南韓DVB-S的服務商Skylife,已經於2003年5月,開始提供MHP的服務。截至2004年7月,Skylife已有650000 個客戶使用MHP數位電視機頂盒。目前,SkyLife所提供的MHP應用程式包括: game、education(電視線上教育)、fortune(電視算命)、stock(股票服務)、weather (氣象服務)、real estate(房地產資訊)、還有voting(投票)。將來還會有T-Government等MHP程式會上線。


表二 南韓所採用的數位電視 middleware 標準
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,西班牙在加泰隆尼亞(Catalonia)地區,開始了地面波數位電視的測試計畫,同時也提供了MHP的數位互動服務。提供的MHP應用程式包括:EPG、news ticker、weather forecast、programming and special event(節目與事件規劃表)、chat and text messaging(文字訊息交換與對談服務)、interactive advertising(互動廣告)。


丹麥

丹麥的Danish Broadcast Company在2003年12月,選擇了MHP來提供互動電視的服務。Danish Broadcast Company將提供一個information portal(資訊入口網站),內部將會提供新聞、運動、一般節目資訊與電視廣播資訊。此外,他們還希望能提供各種不同的互動猜謎程式吸引觀眾。


東歐地區

保加利亞、捷克與匈牙利等國,今年起也開始有部份的無線及有線數位電視台,開始進行MHP的播送測試,但商業播送的時間仍尚未決定。


澳洲

2001年10月31日,澳洲商業電視台聯盟 (Federation Australian Commercial Television Station,FACTS)的數位電視策略小組,宣布澳洲的free-to-air電視台使用MHP以提供互動電視服務。從 2002年1月30日開始,Special Broadcasting Service(SBS)與Sun Microsystems合作展開MHP的互動電視測試。


台灣

目前台灣所有的無線電視台,都已經購買了MHP的頭端設備,並且已經展開MHP服務播送的測試工作,目前與MHP相關的電視台頭端及數位電視接收機的工程規範,已經在制定之中。此外,國內也已經有數家數位電視機頂盒廠商與開發數位電視IC的公司,正在進行MHP相關的開發工作。目前,工研院電通所V100,在MHP middleware、MHP authoring tool,以及MHP conformance test相關的核心技術上都有佈局,希望將來能在國內大力推廣MHP的相關核心技術。


中國

中國目前數位電視middleware的標準尚未公開。不過,GEM/ITU-T J.202目前已經可以說是全球共通的互動電視middleware的核心標準。因此,中國正在制訂中的middleware標準,據悉也是以MHP為基礎發展的。


另外,大陸的Shenzhen Cable TV已於2001年11月,和韓國的Alticast簽約,建構中國第一個採用MHP的互動電視服務。Shenzhen Cable TV有100萬個用戶。Alticast將提供MHP內容設計工具(authoring tool)、應用程式(如EPG、mosaic TV、T-commerce、weather、news、instant messaging、advertisements)、後端的互動服務自動化系統、以及MHP middleware給Shenzhen Cable TV。


價格導向牽動數位電視成長普及率

以數位電視制定組織的官方標準來說,MHP/GEM已經可以說是數位電視上middleware的全球共通標準了。但因MHP標準制定的時間較晚,以OpenTV為主的其他互動電視的middleware標準,目前仍有相當大的市場佔有率。


目前,影響MHP普及的主要是價格因素。雖然,目前有MHP功能的數位電視機頂盒的價格,售價仍遠高於沒有MHP功能的數位電視機頂盒。在芬蘭沒有MHP 功能的機頂盒的售價僅為具有MHP功能之同類產品的1/3,所以MHP數位電視接收機的普及率並不高。但以義大利無線數位電視電台導入MHP的成功經驗顯示,只要MHP數位電視接收機的價格夠低,顧客還是偏好具有MHP功能的產品。因為義大利市場的起飛,目前全球已經有相當多的公司,開始投入MHP數位電視接收機的開發。在激烈的競爭下,筆者認為MHP數位電視接收機的價格,一定會很快地下降到大部分的顧客都可以接受的水平。也因此,MHP終將會成為數位電視接收機內,不可或缺的一項功能;就像彩色的類比電視漸漸地取代了黑白的類比電視一樣。


目前,台灣所有的無線數位電視台,都已購買了MHP的頭端設備,並且已經展開MHP服務播送的測試工作,預計在明年年中以後,國內就會有商業運轉的MHP服務出現,敬請各位讀者期待。


<作者焦信達博士任職於工研院電通所>


延 伸 閱 讀
DVB MHP是根據Java程式語言技術,作為標準的實作應用和開發。依據MHP所開發的應用和平台依其技術的複雜程度,可分為加強型廣播、互動電視,和網際網路三階段。相關介紹請見「MHP的技術架構與功能淺述  」一文。
文中介紹我國數位電視訊號覆蓋面,並指引如何接收的技術與方法。你可在「由覆蓋場強談如何接收我國的數位電視」一文中得到進一步的介紹。
以現在來看,雖然美國ATSC系統市占率較高,但由於全球其它區域傾向採用DVB標準的系統,因此預估未來全球數位化電視,包括台灣在內,有 80%以上的用戶都會採用DVB 系統。在「 數位電視的發展有賴平台的建立」一文為你做了相關的評析。
相關組織網站
美國纜線通訊實驗室(CableLabs)官方網站
歐規DVB官方網站
MHP官方網站
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