TVOS3.0技術分析及其對實現(xiàn)智慧廣電和監(jiān)管智能電視的意義

國家廣播電視總局監(jiān)管中心203臺 內蒙古 呼和浩特市 010070

TVOS是國家廣播電視總局牽頭研發(fā)并發(fā)布的新一代自主可控安全操作系統(tǒng)，最新發(fā)布的TVOS3.0在原有TVOS2.0技術路線和軟件構架的基礎上，新增并強化了系統(tǒng)基礎性能，擴展并增強了系統(tǒng)功能。TVOS的技術特性決定它將是實現(xiàn)智慧廣電的重要途徑和手段，是實現(xiàn)智能電視監(jiān)管的重要環(huán)節(jié)。

1 TVOS發(fā)展狀況

2012年3月，總局科技司帶領17家單位成立了TVOS合作開發(fā)組，經(jīng)過不懈地努力，2013年12月發(fā)布了TVOS1.0，2015年12月發(fā)布了TVOS2.0，2018年1月份發(fā)布了TVOS3.0。現(xiàn)在TVOS智能機頂盒總體部署情況良好，東方有線部署了約140萬臺、江蘇有線部署了80萬臺、華數(shù)集團部署了30萬臺、湖北有線部署了140萬臺、內蒙古部署了40萬臺、貴州和廣西網(wǎng)絡部署100萬臺。創(chuàng)維和海信分別生產(chǎn)銷售了約120萬臺和100萬臺TVOS智能電視一體機，海思和Mstar等主流芯片廠家也已全面支持TVOS。

2 TVOS3.0的技術優(yōu)勢

2.1 TVOS3.0新增并強化了基礎性能

2.1.1 媒體引擎升級

TVOS3.0媒體引擎從TVOS2.0采用的2.0升級為3.0；統(tǒng)一了媒體播放接口，即DVB直播接口與點播接口統(tǒng)一，實現(xiàn)了DVB直播應用、點播應用、本地播放應用功能，具有更豐富的媒體功能插件和媒體框架。

2.1.2 增強安全特性與功能

TVOS3.0融合了CA，在原來支持DCAS基礎上，增加了對有卡CA的支持，實現(xiàn)了通過軟件升級切換不同CA供應商方案；基于REE/TEE的安全架構和SELinux的權限管理機制，為系統(tǒng)提供更完善的安全保障；安全支付方面，增加安全支付業(yè)務，在機頂盒上提供基于微信、支付寶的支付業(yè)務；在現(xiàn)有平臺已經(jīng)支持國際密碼算法的基礎上，增加對國產(chǎn)密碼算法的支持；完成了《TVOS信任與安全體系實施指南》，該指南系統(tǒng)地說明了TVOS安全相關業(yè)務實施要求及操作方法。

2.1.3 升級操作系統(tǒng)內核，優(yōu)化HAL層、DTV組件

Linux內核從3.18升級到4.4，同步了內核補丁，并通過國測panic工具測試，內核無panic。支持IPv6IPv4雙棧，驗證了對IPv6的支持（DHCPv6有狀態(tài)的模式）；HAL層接口增加了Camera接口和音頻輸入接口；DTV組件實現(xiàn)兼容了IP通道的SI信息發(fā)布方案，支持雙星、多Tuner（不限類型）。

2.1.4 升級HTML5引擎

HTML5引擎由2.0升級到3.0，Chome由4.1版本升級到5.3版本，使得系統(tǒng)性能更高，功能更豐富，排版效率、圖形合成效率、Javascript解釋執(zhí)行效率顯著提升，HTML5 Test得分：494～504分（滿分555分）；優(yōu)化了焦點導航算法，用戶通過遙控器控制焦點移動獲得更好的體驗，例如焦點移動位置更貼近用戶期望，按“下”時，焦點移動到下方最近的焦點。增加對“表單”的支持，焦點可以選擇網(wǎng)頁中和表單中的內容。

2.2 TVOS3.0擴展并增強了系統(tǒng)功能

2.2.1 新增媒體特性與功能

TVOS3.0媒體處理新增加了一些特性，包括DVB直播、點播，媒體支持4KP60播放，支持快速切臺；新增云游戲特性，為用戶節(jié)省資源；新增云VR（全景視頻），提高用戶觀賞體驗；新增基于WebRTC的媒體引擎插件視頻通信；支持多路播放。

2.2.2 優(yōu)化人機交互組件、實現(xiàn)綠色節(jié)能

優(yōu)化了人機交互組件，統(tǒng)一了TVOS-C/-H版本的人機交互信息傳遞機制和鍵值定義，增強了架構的開放性和可擴展性，支持商用實施項目對鍵值的定制化需求，方便集成第三方智能語音引擎，目前已集成了百度、思必池的智能語音引擎；增加電源管理組件，實現(xiàn)“真待機”功能，支持動態(tài)功耗控制，根據(jù)機頂盒不同工作狀態(tài)自動調節(jié)系統(tǒng)功耗，做到綠色節(jié)能。

2.2.3 新增應用管理組件

新增完全自主創(chuàng)新的應用管理組件，支持包括單項廣播等多種應用下載方式，可進一步擴展的同時支持Java應用和Web應用。該應用管理組件，支撐了TVOS的應用生態(tài)建設，現(xiàn)在TVOS第三方增值業(yè)務應用集成有很大進展，具體情況如圖1、表1所示。

圖1 新增應用管理組件

表1 TVOS第三方增值業(yè)務應用集成進展狀態(tài)（截止到2017年11月）

3 TVOS價值特性

3.1 多屏互動

TVOS多屏互動分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩種方式。

局域網(wǎng)多屏互動可以通過DLNA、MiraCast實現(xiàn)。當手機和機頂盒在同一個局域網(wǎng)中，通過DLNA手機可將播放內容投射到機頂盒上播放。而MiraCast是使手機與機頂盒通過WiFiDirect協(xié)議連接后，手機可將“屏幕”投射到電視屏幕上。

廣域網(wǎng)多屏互動通過云端服務器為手機和機頂盒建立信息通道，手機可向機頂盒推送信息或控制命令，實現(xiàn)信息分享和控制，安全性由云端服務器保證。

3.2 智慧家庭

TVOS智慧家庭組件支持物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關功能，可以開放對接第三方物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，提供物聯(lián)網(wǎng)服務器原型，客戶端原型，實現(xiàn)通過手機與智慧家庭物聯(lián)網(wǎng)中的設備進行互動，如：信息查看、控制、設備聯(lián)動，具體情況，如圖2所示。

圖2 智慧家庭實現(xiàn)方式

3.3 可管可控可運營

TVOS的終端管控組件可與運營商管理服務器建立安全通道，運營商能夠通過該鏈路對機頂盒進行管理控制，如升級、重啟、應用卸載等。組件輸出的《TVOS2.0終端管控系統(tǒng)實施方案》《TVOS2.0終端配置管理系統(tǒng)實施方案》，能夠指導運行商在TVOS2.0基礎上搭建自己的終端管控系統(tǒng)。

TVOS的大數(shù)據(jù)收集組件可與運營商數(shù)據(jù)采集服務器建立安全通道，運營商能夠通過該通道完成機頂盒中相關信息的采集，如服務性能指標、告警以及業(yè)務相關信息。

4 TVOS在智慧廣電及智能電視監(jiān)管領域的突出作用

4.1 基于TVOS智能終端是實現(xiàn)智慧廣電的重要途徑和手段

智慧廣電是總局加速推動廣電融合媒體發(fā)展的戰(zhàn)略決策，總局計劃以實施智慧廣電為抓手，推動廣播電視融合媒體內容、業(yè)務、網(wǎng)絡和終端的協(xié)同發(fā)展，建立廣播電視全業(yè)務生態(tài)。智慧廣電的最終應用落地點之一在于“智慧家庭”，其要求廣電終端實現(xiàn)智能化、標準化，TVOS就是為智能終端量身定制的操作系統(tǒng)。基于TVOS升級改造的智能終端針對廣電特色業(yè)務進行充分的優(yōu)化和承載，為內容提供商、設備商、運營商、軟件開發(fā)商這些媒體終端產(chǎn)業(yè)鏈安全、高效地向用戶提供高質量服務搭建平臺，讓人們享受到例如智慧家庭、智慧教育、智慧醫(yī)療、親情通話、視頻會議等服務。因此，基于TVOS的智能終端將是實現(xiàn)智慧廣電的重要途徑和手段。

4.2 TVOS是實現(xiàn)智能電視監(jiān)管的重要環(huán)節(jié)

當今智能電視的操作系統(tǒng)市場主要被iOS、Android占領，使用最廣泛的當屬Android操作系統(tǒng)。大部分智能手機和智能電視終端都安裝Android操作系統(tǒng)，由于這是一種開放的操作系統(tǒng)，智能終端的應用發(fā)展的非常好，產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟。比較暢銷的智能電視多是基于Android操作系統(tǒng)，例如樂視互聯(lián)網(wǎng)電視、小米智能電視等等。如果我國智能電視操作系統(tǒng)領域被外國的具有開放性的操作系統(tǒng)完全占據(jù)，操作系統(tǒng)內核的安全性根本無法保證，用戶信息不受保護，應用功能與內容不受管控，這將嚴重威脅到國家和人民的信息安全。因此，擁有自主知識產(chǎn)權、安全可靠、可管可控的智能電視操作系統(tǒng)是我國當前媒體終端智能化發(fā)展的迫切要求。

TVOS就是在這樣的環(huán)境下應運而生，它包含終端管控組件，可以實現(xiàn)對終端的管理控制，并于2018年1月份通過中國信息安全測評中心的EAL3級測試；TVOS智能終端滿足可管可控、安全可靠的技術要求，可以規(guī)范目前的智能電視市場，加強內容的安全審核，有利于實現(xiàn)智能電視領域高效、快速、全面的監(jiān)管。