數字視頻變換盒（英語(yǔ)：Set Top Box，簡(jiǎn)稱(chēng)STB），通常稱(chēng)作機頂盒或機上盒，是一個(gè)連接電視機與外部信號源的設備。它可以將壓縮的數字信號轉成電視內容，并在電視機上顯示出來(lái)。信號可以來(lái)自有線(xiàn)電纜、衛星天線(xiàn)、寬帶網(wǎng)絡(luò )以及地面廣播。機頂盒接收的內容除了模擬電視可以提供的圖像、聲音之外，更在于能夠接收數據內容，使用戶(hù)能在現有電視機上觀(guān)看數字電視節目，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行交互式數字化娛樂(lè )、教育和商業(yè)化活動(dòng)。
機頂盒機構
從結構上看，機頂盒一般由主芯片、內存、調諧解調器、回傳通道、CA（Conditional Access）接口、外部存儲控制器以及視音頻輸出等幾大部分構成。
調諧解調器
調諧解調器部分的作用是將傳輸過(guò)來(lái)的調制數字信號解調還原成傳輸流，調諧解調器的不同就構成了不同的數字機頂盒。
主芯片
在主芯片中，首先根據傳輸流所傳遞的標志信息對接收到的傳輸流進(jìn)行解復用，然后根據CA智能卡所傳遞的解擾信息對節目流進(jìn)行解擾，解擾后的TS流送到視音頻解碼器中分別對其進(jìn)行解碼，還原成AV信號進(jìn)行輸出，同時(shí)，也分離出復用在TS流中的各類(lèi)系統數據表，送給機頂盒處理器分別輸出。
內存
對機頂盒而言，內存主要分為ROM和RAM。ROM一般采用串行flash，并行flash或者NAND flash。Flash用來(lái)存貯機頂盒的系統軟件、驅動(dòng)軟件、應用程序以及一些用戶(hù)信息，在系統斷電時(shí)內容還可保留，同時(shí)Flash可以通過(guò)在線(xiàn)的方式對其上所載的軟件進(jìn)行更新，達到機頂盒軟件升級的目的。RAM從SDRAM到DDR到DDR2到DDR3，主要是用來(lái)存儲應用數據。
外部存儲設備
外部存儲設備一般指外掛式硬盤(pán)，大容量的硬盤(pán)可以用于存儲節目流以滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求。
智能卡接口
通過(guò)讀卡器讀取CA智能卡中的數據用于數字電視節目的解擾。除了標準的讀卡器外，在有些STB中也采用通用接口CI（Common Interface）來(lái)完成對CA智能卡的讀取。
回傳通信接口
隨著(zhù)機頂盒應用的擴展，使用戶(hù)對機頂盒的需求已經(jīng)不單單停留在簡(jiǎn)單地收看視音頻節目上了，交互式的需求使機頂盒中內嵌了回傳設備，這些設備可以包括網(wǎng)絡(luò )適配器、調制解調器等通信接口，用于滿(mǎn)足用戶(hù)將信息回傳到前端。
其他設備接口
新技術(shù)的發(fā)展使機頂盒的物理接口也不斷地增加，如RS232接口、紅外遙控器接口、無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)接口、Wi-Fi接口等等，使STB可以同攝像機、DVD、PDA等眾多設備進(jìn)行連接。
數字機頂盒的功能
1、接收數字電視廣播節目，提供高質(zhì)量的視頻和音頻信號輸出，這是機頂盒的最基本功能。
2、支持交互式應用。作為用戶(hù)前段設備，機頂盒是用戶(hù)控制交互電視的接口，所以具有回傳信道，提供系統的交互操作，這也是機頂盒的最基本功能。
3、具有電子節目指南功能。它為用戶(hù)提供一種使用方便、界面友好的操作窗口，用戶(hù)通過(guò)交互操作，可以方便地看到所有頻道上近期將播放的電視節目及選取自己所需的節目。
4、有條件接收功能。有條件接受的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能。
5、支持數據廣播應用功能。向用戶(hù)提供股市行情、票務(wù)信息、電子報紙、熱門(mén)網(wǎng)站等各種信息。
6、軟件在線(xiàn)升級功能。軟件在線(xiàn)升級可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務(wù)器按DVB數據廣播標準將升級軟件廣播下來(lái)，機頂盒能識別改軟件的版本號，在版本不同時(shí)接受該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進(jìn)行更新，
7、Internet接入和電子郵件。數字機頂盒可通過(guò)內置的電纜調制解調器方便地實(shí)現Internet接入功能。用戶(hù)可通過(guò)機頂盒內置的瀏覽器上網(wǎng)、發(fā)送電子郵件、網(wǎng)上購物、打IP電話(huà)等。同時(shí)機頂盒也可以提供各種接口與PC機相連，使用PC機接入Internet。
8、視頻點(diǎn)播功能。該功能可讓用戶(hù)在所希望的時(shí)間和地點(diǎn)收看想看的節目，這是服務(wù)提供商的主要目標。有線(xiàn)電視數字機頂盒利用交互式的數據信道和廣播信道，為實(shí)現該功能提供理想的技術(shù)支持。
機頂盒的工作原理
機頂盒各個(gè)模塊在Internet的接入中，協(xié)同工作。用戶(hù)首先通過(guò)發(fā)送命令請求一個(gè)URL。在使用PPP點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議的一次交易過(guò)程中，該命令最終到達Internet業(yè)務(wù)提供者的調制解調器公用機架上。然后通過(guò)動(dòng)態(tài)分配法，該用戶(hù)獲得本次交易中使用的IP地址，并把請求送往Internet。當Internet的內容被找到之后，接著(zhù)把它送到Internet業(yè)務(wù)提供者（ISP）那里，再由ISP的路由器負責把它送到電纜電視網(wǎng)絡(luò )，最后回到用戶(hù)的機頂盒。在有線(xiàn)電視的機頂盒，信息內容被截獲。機頂盒在電視機與電纜網(wǎng)絡(luò )之間完成一個(gè)網(wǎng)管的任務(wù)。它的任務(wù)是管理IP的通信流量，具有控制用戶(hù)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò )的能力。一旦IP包到達機頂盒，把視頻信號從該包中分離下來(lái)，對其中的數據進(jìn)行譯碼，然后把它送到瀏覽器里準備在電視機上顯示。
機頂盒分類(lèi)
按照應用范圍來(lái)劃分，目前市場(chǎng)上的機頂盒基本上可分為：接收數字電視的數字電視機頂盒，接入通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )電視機頂盒以及多媒體機頂盒三類(lèi)。
1、數字電視機頂盒
數字電視信號分為有線(xiàn)、衛星、地面三種傳輸方式，因此數字電視機頂盒（STB）相應地分為有線(xiàn)、衛星、地面三種類(lèi)型，這三種機頂盒的主要區別在于解調部分的解調方式不同。
（1）衛星數字電視機頂盒（DVB-S）。衛星數字機頂盒用來(lái)接收數字衛星廣播節目。該類(lèi)機頂盒的主要功能是接收衛星數字電視廣播，同時(shí)也支持數據廣播、圖文電視等應用。由于它的傳輸平臺是衛星信道，支持交互式應用比較困難。
（2）地面數字電視機頂盒（DVB-T）。地面數字電視機頂盒的功能與衛星數字電視機頂盒類(lèi)似，所不同的只是傳輸介質(zhì)由衛星信道變成了地面廣播信道。這類(lèi)機頂盒所使用的頻率和有線(xiàn)電視頻率相同，但由于這種無(wú)線(xiàn)信道的傳輸環(huán)境比有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )復雜得多，所以它的信號傳輸技術(shù)與有線(xiàn)電視機頂盒也有較大差別。
（3）有線(xiàn)數字電視機頂盒（DVB-C）。有線(xiàn)數字電視機頂盒的基本原理與衛星數字電視機頂盒、地面數字電視機頂盒相似，只是信號傳輸的介質(zhì)是有線(xiàn)電視廣播所采用的全電纜網(wǎng)絡(luò )或光纖、同軸電纜混合網(wǎng)。由于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )具有較好的傳輸質(zhì)量以及電纜調制解調器技術(shù)的成熟，使得這類(lèi)機頂盒可以支持幾乎所有的廣播和交互式多媒體應用。
2、網(wǎng)絡(luò )視頻機頂盒
網(wǎng)絡(luò )視頻機頂盒包括網(wǎng)絡(luò )電視（WebTV）機頂盒與視頻點(diǎn)播（VOD）數字機頂盒。網(wǎng)絡(luò )電視機頂盒的功能是使現有模擬電視機用戶(hù)通過(guò)工作電話(huà)交換網(wǎng)或雙向CATV實(shí)現上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件、游戲娛樂(lè )、網(wǎng)上學(xué)習等。視頻點(diǎn)播數字機頂盒是一種基于寬帶網(wǎng)、可實(shí)現上網(wǎng)和雙向視頻點(diǎn)播功能的機頂盒，也是目前國內需求量最大，被業(yè)界認為是發(fā)展前景最好的新產(chǎn)品。
3、多媒體機頂盒
多媒體機頂盒是對前兩種機頂盒的綜合，有時(shí)也成稱(chēng)為綜合業(yè)務(wù)機頂盒或全功能數字機頂盒，實(shí)際上它是計算機、線(xiàn)纜調制解調器和電視機三者的結合，它幾乎可以支持所有的廣播和交互式多媒體的應用。
未來(lái)機頂盒除了給用戶(hù)提供更好的服務(wù)以外，還向更加交互、更加靈活、更加開(kāi)放和低成本方面發(fā)展。現代數字技術(shù)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了有線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )應用的蓬勃發(fā)展，許多限制看起來(lái)不可能的服務(wù)，將來(lái)都有可能變成現實(shí)。未來(lái)有線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )上的應用，最大特點(diǎn)將是個(gè)性化服務(wù)的需求急速增加。新標準、新協(xié)議、新的服務(wù)將層出不窮，要求機頂盒的應用必須更加靈活，以適應未來(lái)不斷變化的需求，給用戶(hù)提供更好的服務(wù)。
機頂盒機構
從結構上看，機頂盒一般由主芯片、內存、調諧解調器、回傳通道、CA（Conditional Access）接口、外部存儲控制器以及視音頻輸出等幾大部分構成。
調諧解調器
調諧解調器部分的作用是將傳輸過(guò)來(lái)的調制數字信號解調還原成傳輸流，調諧解調器的不同就構成了不同的數字機頂盒。
主芯片
在主芯片中，首先根據傳輸流所傳遞的標志信息對接收到的傳輸流進(jìn)行解復用，然后根據CA智能卡所傳遞的解擾信息對節目流進(jìn)行解擾，解擾后的TS流送到視音頻解碼器中分別對其進(jìn)行解碼，還原成AV信號進(jìn)行輸出，同時(shí)，也分離出復用在TS流中的各類(lèi)系統數據表，送給機頂盒處理器分別輸出。
內存
對機頂盒而言，內存主要分為ROM和RAM。ROM一般采用串行flash，并行flash或者NAND flash。Flash用來(lái)存貯機頂盒的系統軟件、驅動(dòng)軟件、應用程序以及一些用戶(hù)信息，在系統斷電時(shí)內容還可保留，同時(shí)Flash可以通過(guò)在線(xiàn)的方式對其上所載的軟件進(jìn)行更新，達到機頂盒軟件升級的目的。RAM從SDRAM到DDR到DDR2到DDR3，主要是用來(lái)存儲應用數據。
外部存儲設備
外部存儲設備一般指外掛式硬盤(pán)，大容量的硬盤(pán)可以用于存儲節目流以滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求。
智能卡接口
通過(guò)讀卡器讀取CA智能卡中的數據用于數字電視節目的解擾。除了標準的讀卡器外，在有些STB中也采用通用接口CI（Common Interface）來(lái)完成對CA智能卡的讀取。
回傳通信接口
隨著(zhù)機頂盒應用的擴展，使用戶(hù)對機頂盒的需求已經(jīng)不單單停留在簡(jiǎn)單地收看視音頻節目上了，交互式的需求使機頂盒中內嵌了回傳設備，這些設備可以包括網(wǎng)絡(luò )適配器、調制解調器等通信接口，用于滿(mǎn)足用戶(hù)將信息回傳到前端。
其他設備接口
新技術(shù)的發(fā)展使機頂盒的物理接口也不斷地增加，如RS232接口、紅外遙控器接口、無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)接口、Wi-Fi接口等等，使STB可以同攝像機、DVD、PDA等眾多設備進(jìn)行連接。
數字機頂盒的功能
1、接收數字電視廣播節目，提供高質(zhì)量的視頻和音頻信號輸出，這是機頂盒的最基本功能。
2、支持交互式應用。作為用戶(hù)前段設備，機頂盒是用戶(hù)控制交互電視的接口，所以具有回傳信道，提供系統的交互操作，這也是機頂盒的最基本功能。
3、具有電子節目指南功能。它為用戶(hù)提供一種使用方便、界面友好的操作窗口，用戶(hù)通過(guò)交互操作，可以方便地看到所有頻道上近期將播放的電視節目及選取自己所需的節目。
4、有條件接收功能。有條件接受的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能。
5、支持數據廣播應用功能。向用戶(hù)提供股市行情、票務(wù)信息、電子報紙、熱門(mén)網(wǎng)站等各種信息。
6、軟件在線(xiàn)升級功能。軟件在線(xiàn)升級可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務(wù)器按DVB數據廣播標準將升級軟件廣播下來(lái)，機頂盒能識別改軟件的版本號，在版本不同時(shí)接受該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進(jìn)行更新，
7、Internet接入和電子郵件。數字機頂盒可通過(guò)內置的電纜調制解調器方便地實(shí)現Internet接入功能。用戶(hù)可通過(guò)機頂盒內置的瀏覽器上網(wǎng)、發(fā)送電子郵件、網(wǎng)上購物、打IP電話(huà)等。同時(shí)機頂盒也可以提供各種接口與PC機相連，使用PC機接入Internet。
8、視頻點(diǎn)播功能。該功能可讓用戶(hù)在所希望的時(shí)間和地點(diǎn)收看想看的節目，這是服務(wù)提供商的主要目標。有線(xiàn)電視數字機頂盒利用交互式的數據信道和廣播信道，為實(shí)現該功能提供理想的技術(shù)支持。
機頂盒的工作原理
機頂盒各個(gè)模塊在Internet的接入中，協(xié)同工作。用戶(hù)首先通過(guò)發(fā)送命令請求一個(gè)URL。在使用PPP點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議的一次交易過(guò)程中，該命令最終到達Internet業(yè)務(wù)提供者的調制解調器公用機架上。然后通過(guò)動(dòng)態(tài)分配法，該用戶(hù)獲得本次交易中使用的IP地址，并把請求送往Internet。當Internet的內容被找到之后，接著(zhù)把它送到Internet業(yè)務(wù)提供者（ISP）那里，再由ISP的路由器負責把它送到電纜電視網(wǎng)絡(luò )，最后回到用戶(hù)的機頂盒。在有線(xiàn)電視的機頂盒，信息內容被截獲。機頂盒在電視機與電纜網(wǎng)絡(luò )之間完成一個(gè)網(wǎng)管的任務(wù)。它的任務(wù)是管理IP的通信流量，具有控制用戶(hù)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò )的能力。一旦IP包到達機頂盒，把視頻信號從該包中分離下來(lái)，對其中的數據進(jìn)行譯碼，然后把它送到瀏覽器里準備在電視機上顯示。
機頂盒分類(lèi)
按照應用范圍來(lái)劃分，目前市場(chǎng)上的機頂盒基本上可分為：接收數字電視的數字電視機頂盒，接入通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )電視機頂盒以及多媒體機頂盒三類(lèi)。
1、數字電視機頂盒
數字電視信號分為有線(xiàn)、衛星、地面三種傳輸方式，因此數字電視機頂盒（STB）相應地分為有線(xiàn)、衛星、地面三種類(lèi)型，這三種機頂盒的主要區別在于解調部分的解調方式不同。
（1）衛星數字電視機頂盒（DVB-S）。衛星數字機頂盒用來(lái)接收數字衛星廣播節目。該類(lèi)機頂盒的主要功能是接收衛星數字電視廣播，同時(shí)也支持數據廣播、圖文電視等應用。由于它的傳輸平臺是衛星信道，支持交互式應用比較困難。
（2）地面數字電視機頂盒（DVB-T）。地面數字電視機頂盒的功能與衛星數字電視機頂盒類(lèi)似，所不同的只是傳輸介質(zhì)由衛星信道變成了地面廣播信道。這類(lèi)機頂盒所使用的頻率和有線(xiàn)電視頻率相同，但由于這種無(wú)線(xiàn)信道的傳輸環(huán)境比有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )復雜得多，所以它的信號傳輸技術(shù)與有線(xiàn)電視機頂盒也有較大差別。
（3）有線(xiàn)數字電視機頂盒（DVB-C）。有線(xiàn)數字電視機頂盒的基本原理與衛星數字電視機頂盒、地面數字電視機頂盒相似，只是信號傳輸的介質(zhì)是有線(xiàn)電視廣播所采用的全電纜網(wǎng)絡(luò )或光纖、同軸電纜混合網(wǎng)。由于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )具有較好的傳輸質(zhì)量以及電纜調制解調器技術(shù)的成熟，使得這類(lèi)機頂盒可以支持幾乎所有的廣播和交互式多媒體應用。
2、網(wǎng)絡(luò )視頻機頂盒
網(wǎng)絡(luò )視頻機頂盒包括網(wǎng)絡(luò )電視（WebTV）機頂盒與視頻點(diǎn)播（VOD）數字機頂盒。網(wǎng)絡(luò )電視機頂盒的功能是使現有模擬電視機用戶(hù)通過(guò)工作電話(huà)交換網(wǎng)或雙向CATV實(shí)現上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件、游戲娛樂(lè )、網(wǎng)上學(xué)習等。視頻點(diǎn)播數字機頂盒是一種基于寬帶網(wǎng)、可實(shí)現上網(wǎng)和雙向視頻點(diǎn)播功能的機頂盒，也是目前國內需求量最大，被業(yè)界認為是發(fā)展前景最好的新產(chǎn)品。
3、多媒體機頂盒
多媒體機頂盒是對前兩種機頂盒的綜合，有時(shí)也成稱(chēng)為綜合業(yè)務(wù)機頂盒或全功能數字機頂盒，實(shí)際上它是計算機、線(xiàn)纜調制解調器和電視機三者的結合，它幾乎可以支持所有的廣播和交互式多媒體的應用。
未來(lái)機頂盒除了給用戶(hù)提供更好的服務(wù)以外，還向更加交互、更加靈活、更加開(kāi)放和低成本方面發(fā)展。現代數字技術(shù)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了有線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )應用的蓬勃發(fā)展，許多限制看起來(lái)不可能的服務(wù)，將來(lái)都有可能變成現實(shí)。未來(lái)有線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )上的應用，最大特點(diǎn)將是個(gè)性化服務(wù)的需求急速增加。新標準、新協(xié)議、新的服務(wù)將層出不窮，要求機頂盒的應用必須更加靈活，以適應未來(lái)不斷變化的需求，給用戶(hù)提供更好的服務(wù)。
