IP机顶盒即Internet协议机顶盒（IP-STB），可对来自地面广播和DSL宽带等源设备的数字电视信号进行解码，通过IP连接为电视提供交互式的个性化视频内容，是IPTV技术的视频解码终端。IP-STB通常具有DSL或者基于以太网接口，能够很方便地与相关的软硬件配合在一起，可使消费者在家中享受triple-play数据、语音和视频服务。IP机顶盒基于一个灵活的平台架构，该平台支持行业标准的数据传输协议和网络协议。

概述

IP机顶盒是交互式网络电视(Internet Protocol TV or Interactive Personal TV，IPTV)业务核心框架中的一种专用计算设备，它可以充当电视机和宽带网络之间的接口。IP机顶盒相当于一台自带嵌入式操作系统的计算机，如图1所示。除了对实况直播电视信号进行解码并呈现其内容外，机顶盒还可以提供包括视频点播(VOD)、电子节目指南(EPG)、数字版权管理(DRM)以及各种交互式服务和多媒体服务在内的功能。机顶盒还可以支持其他功能，例如Web浏览、电子邮件和查看电子邮件附件、高级多媒体编解码器、家庭网络和PC连接(包括重放和呈现PC上存储的照片、音乐和个人视频等内容)、网关功能、即时消息(IM)和实时IP语音(VoIP)。这些类型的高级功能将应最终用户的要求而提供，它们扩展了网络运营商的服务空间，并使机顶盒制造商很容易提供多种差异化设备。

为了支持基于灵活、功能丰富且适应能力强的软件的服务模式，一款相对适合于机顶盒的操作系统平台是不可或缺的。为了满足用户和服务提供商的需求，机顶盒制造商必须能够有所选择并且用高性价比的方式提供从简单到高级的一系列功能。例如，机顶盒可以整合硬盘驱动器、MP3和DVD/CD播放机乃至无线家庭网络的功能。
 
采用IPTV服务的一个关键商业约束条件是消费者实际可用的带宽。大多数情况下，传统的基于MPEG2的数字广播电视编解码器无法提供足够的压缩率以使高质量的标准清晰度电视(SDTV)视频通过典型的宽带连接(例如DSL)进行流式传输。高清电视(HDTV)流式传输需要的带宽比SDTV高四到五倍，大多数情况下，使用当前的宽带容量显然是无法实现的。
 
采用新的编解码器(特别是在Windows Media 9 Series中)，只使用MPEG2所用带宽的三分之一，即可提供广播质量的电视信号，这样，可以在许多当前的DSL设备中提供单一的SDTV。有限的DSL设备通过ADSL2(非对称数字用户线路)或ADSL2+等技术进行升级后，可以为家庭提供多种电视信号(包括高清信号)。

当前，通过机顶盒传输的内容通常是由卫星或有线电视网提供给家庭的。基于IP的机顶盒的出现是最近的事情。这种产品获得了极大的发展动力，因为IP机顶盒可以使用现有的低成本Internet 和IP网络基础设施，提供大多数同有线机顶盒或卫星机顶盒相同的功能。此外，基于双向IP基础设施构建，可内在的支持更多应用程序和交互式服务。IN-Stat估计，到2008年，全球安装的IP机顶盒数量将达到1400万。IN-Stat还认为，在接下来的三年中，该产品的年平均增长率将接近80%。

IP机顶盒分类

根据硬件、软件的不同，IP机顶盒有不同的分类方式。

1、基于硬件的分类方式　　

IP机顶盒按照基中使用的CPU芯片的不同，可以分为以下三种：

(1)基于专用芯片组(ASIC/SOC编解码芯片)的机顶盒
专用芯片组除了处理器以外，在芯片内还集成了一些其他的IP模块，如Video in、Video out、Audio in及Audio out等，有的还有图像压缩硬件加速模块等。由于专用视频压缩芯片携带固定压缩模块、固定的处理方式和固定的微码，所以传统的基于ASCI/SOC的机顶盒产品价格比较低廉，但由于全硬件芯片的实现方案使得运营商无法通过软件升级来提升产品性能，另外这种机顶网络适应性也有较大问题。

(2)基于X86平台
基于X86架构CPU的嵌入式系统有如下优势：一是它可以对不同格式的文件进行编解码；二是X86架构的CPU有较齐全的应用软件，维护成本低；三是基于X86架构的嵌入式系统可以轻松与PC资源共享。

(3)基于多媒体处理器技术
基于X86平台的方式在使用时要占据CPU的绝大部分处理能力。因此，在有些不适合采用这种方式。于是出现了基于多媒体处理器技术的独立机型的机顶盒。这种芯片高速的运算能力完全可以实现适合不同协议的通信终端。采用这些芯片可以很方便地实现MPEG视频和音频处理、H.263视频处理，以及DVD、机顶盒、数字电视等。
由于使用了实时视频解码功能芯片，视频处理速度明显提高，配合实时编码，全程视频处理时延小，特别适合视频直播系统应用；系统配有USB、IDE、PCMCIA和以太等接口，使IPTV终端功能可扩充性增强、内存占用少、硬件结构紧凑，成本不高。

2、基于软件的分类方式

操作系统是机顶盒中的核心软件，机顶盒中的操作系统不大，但却要求可以在实时的环境中工作，并能在较小的内在内存空间中运行，这种操作系统称为实时操作系统(RTOS)，目前主要有VxWorks、WindowsCE/XP Embedded、嵌入式Linux等三类。

(1)WindowsCE/XP Embedded终端
Windows CE 5.0和Windows XP Embedded在IP机顶盒行业中有着截然不同的应用。Windows CE 5.0在硬件支持方面具有更大灵活性，而Windows XP Embedded是为更高级、多用途的设备(例如具有高级游戏功能和家庭媒体中心功能的机顶盒)而设计的。二者都提供了可根据IP媒体传输和应用方面的多种需求和自定义要求来扩展的解决方案。

(2)嵌入式LINUX终端
这种终端往往以专用的多媒体微处理器为核心，辅以以太接口和视频接口构成系统。多媒体微处理器本身不但具有嵌入式RISC(精简指令集CPU)去运行系统软件和应用软件，而且带MPEG2或MPEG4实时解码功能芯片，在引Linux OS和必要的视频以及各辅助接口驱动程序后，就成为一个完整的IPTV网络终端运用环境。
使用Linux开发平台优点首先Linux源代码公开，有大量免费优秀开发工具和应用软件可用，无须为每例应用交纳许可证费；其次有庞大的开发群体，技术交流方便，软件开发和维护成本低；最后，Linux本身稳定，内核精焊，运行所需资源少，有优秀的网络功能，支持的硬件数量庞大。总之，性价比高是其最大特色。
但是，这种系统适应低带宽能力存在一定的局限性。由于采用的是硬件实时解码，解码器性能提高受制于芯片技术发展，于是就省去QPEL和GMC编码工具，这就使得MPEG4 ASP高清晰度性能、适合DSL低带宽网络传输的优点得不到充分发挥，某些OS基于μCLinux、解码器甚于不完全MPEG4 ASP的终端，线路工作带宽在3Mbit/s，在同样播放分辩率D1下，适合DSL网络低带宽的能力比基于WMVx的Codec终端逊色。这种机顶盒的价格较低，但由于兼容性不好，系统服务器端的建设和媒体文件的采集成本偏高。

(3)VxWorks终端
VxWorks操作系统是美国Wind River System公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS)，是嵌入式开发环境的关键组成部分。其良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。VxWorks以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。在美国的F-16、FA-18战斗机、B-2隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上也使用到了VxWorks。

IP机顶盒平台

IP机顶盒平台由软件和硬件两大部分组成。硬件包含了主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、CA(Conditional Access)接口、外部存储控制器以及视音频输出等几大部分。软件则分成应用层、中间解释层和驱动层三层，每一层都包含了诸多的程序或接口等。

目前，主要的IP机顶盒方案有科胜讯系统公司(Conexant) CX24183、意法半导体公司基于DTTi5516和QAMi5516的STB方案、飞利浦电子公司STB810研发套件、美国博通(Broadcom)公司BCM97318AV平台、TI公司的TMS320DM642、富瀚微电子FH8601解码器芯片等。

发展方向

从数字电视机顶盒(DVB-C)、卫星机顶盒(DVB-S)、网络电视机顶盒，到现在最红火的当属IP机顶盒。为了打破规模生产的瓶颈，机卡分离机顶盒渐成趋势，包括TCL、创维、康佳、长虹、海信、厦华、西湖等彩电企业以及深圳国微、大唐等卡制造商都得到了信息产业部和国家发改委专项资金的支持，创维、TCL还于2005年底推出了机卡分离的一体机样机。目前，中国主要存在三种机卡分离方案：以深圳国微为代表的PCMCIA接口方案；以清华大学为代表的USB接口方案；以上海交通大学为代表的智能卡接口方案。

另外，双模机顶盒、软件机顶盒也在不断成熟。随着数字家庭概念的发展和推广，未来的机顶盒可能会演变成为家庭中客厅技术的核心控制单元，也就是业界称的Home Gateway或Residential Gateway。