2附件一CA系統(tǒng)介紹

1、 系統(tǒng)概述:CA系統(tǒng)介紹1、關(guān)于我國有線電視臺的數(shù)字化問題：目前，數(shù)字化是各級有線電視臺的開展增值業(yè)務(wù)的主要方向, 經(jīng)在各有線電視臺運(yùn)行的數(shù)字化業(yè)務(wù)項(xiàng)目有：也是今后的發(fā)展方向,數(shù)字電視平臺：數(shù)字電視根據(jù)其傳輸途徑不同可分為：數(shù)字有線電視 衛(wèi)星電視DVB-S和數(shù)字地面廣播電視 DVB-TDVB-C數(shù)字圖文電視廣播頻道：主要是一些靜態(tài)的圖象和文字信息在電視機(jī)上的滾動播出， 用電視臺的物理頻道，信息由電視臺的圖文編輯系統(tǒng)制作和播出，用戶被動接收。 VBI (逆程)數(shù)據(jù)廣播：主要利用逆程空閑時(shí)段來廣播諸如股票財(cái)經(jīng)的信息的方式。 不占用電視臺的物理頻道，信道帶寬(256K-5Mb ps)有限，如通視卡等

2、。寬帶多媒體調(diào)整數(shù)據(jù)廣播： 利用數(shù)字衛(wèi)星廣播方式實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)傳送, 臺的物理頻道，信道帶寬大，用戶終端為計(jì)算機(jī)設(shè)備，如清華永新 據(jù)廣播。占用電視QP SK多媒體數(shù)寬帶交互式平臺：以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)的全交互式的寬帶雙向Modem等。IP 網(wǎng)，女0 Cable2、數(shù)字電視平臺的概念：(1)、目前我國有線電視臺數(shù)字化的現(xiàn)狀:數(shù)字電視平臺一一傳輸數(shù)字化，涉及兩個(gè)方面:(550MHz/860MHZHFC網(wǎng)絡(luò)改造(ATM骨干網(wǎng)+節(jié)點(diǎn)分配)制定一系列數(shù)字電視的傳輸標(biāo)準(zhǔn)DVB寬帶綜合（2）、永新同方數(shù)字電視平臺:永新同方數(shù)字電視平臺的總體設(shè)計(jì)思想就是機(jī)遇有線電視網(wǎng)絡(luò)建立一個(gè) 信息服務(wù)平臺。平臺由前端系

3、統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和用戶終端（機(jī)頂盒）組成。前端系統(tǒng)主要指的是有線臺前端機(jī)房，主要是由視頻部分、CA部分、IP數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)部分組成。視頻部分指的是提供若干個(gè)視頻節(jié)目流，既包括編碼器過來的實(shí)時(shí)視頻節(jié)目，也包括視頻服務(wù)器過來的存貯在硬盤里的MPEG-II格式的視頻節(jié)目。CA （有條件接收）部分包括CA服務(wù)器（ECMG，EMMG ）、用戶管理系統(tǒng)（SMS）、EPG服務(wù)器（包括SI）、數(shù)據(jù) 庫管理器、加密機(jī)、網(wǎng)管、加擾器等構(gòu)成。IP數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)主要是指的一些IP數(shù)據(jù)廣播信息如證券信息、INTERNET信息瀏覽、遠(yuǎn)程教育信息等。傳輸系統(tǒng)主要是 HFC網(wǎng)絡(luò)，一般的550/860MHFC網(wǎng)絡(luò)都可以滿足數(shù)字電視的傳

4、輸要求（調(diào)試方式為 64QAM），不需要做任何改造。用戶終端系統(tǒng)主要是指的機(jī)頂盒部分。在機(jī)頂盒端，使用智能卡對加擾信息進(jìn)行解擾。系統(tǒng)目標(biāo):對數(shù)字電視臺的運(yùn)營管理提供支持；把來自節(jié)目和應(yīng)用的信息，利用CAS （有條件接收系統(tǒng)）提供的加密安全機(jī)制，通過控制底層的設(shè)備廣播到經(jīng)過授權(quán)的訂戶；向這些訂戶收取適當(dāng)?shù)馁M(fèi)用，向運(yùn)營各利益方支付相應(yīng)的費(fèi)用；整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備原理圖如下圖所示:J!扎JuWAAjrtsisfi曲it的曲I涵w=fRAtfVtstiVAttA祝籟部分*經(jīng)&昨UtHEWdKVBriLtfllED jWCff出時(shí)irftifeffidfll業(yè)楫器井4HtLex HXnEBCAS部曲COBUWa

5、iW (BOE, BH；PMttJH務(wù)atffi戶阿雇爭cere, st fSE) (ae胛二、數(shù)字視頻部分：1、數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)：眾所周知，模擬電視有NTSC PAL和SECAME種標(biāo)準(zhǔn)。目前，數(shù)字電視也陷入這種局面， 美國、歐洲和日本各自形成三種不同的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。美國的標(biāo)準(zhǔn)是ATSC（AdvancedTelevision System Committee 先進(jìn)電視制式委員會） ；歐洲的標(biāo)準(zhǔn)是 DVB（Digital Video Broadcasting 數(shù) 字 視 頻 廣 播 ）； 日 本 的 標(biāo) 準(zhǔn) 是 ISDB（ Integrated Services Digital Broadcas

6、ting 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播） ?，F(xiàn)在，數(shù)字電視尚無統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國的衛(wèi)星和有線電視的標(biāo)準(zhǔn)采用的標(biāo)準(zhǔn)是DVB-S和DVB-C,基于地面的標(biāo)準(zhǔn)正在討論中。DVB是一種新的廣播技術(shù)，按字頭直譯是：數(shù)字（Digital）、視頻（Vide0）、廣播（Broadc a st ）通俗地講就是：數(shù)字電視廣播。以歐洲為主，他們自有2司等。歐洲提出的DVB是具有自己特色的全數(shù)字化的電視DVB系統(tǒng)包括了衛(wèi)星（DVB S）9 3年開始規(guī)劃“數(shù)字視頻廣播”以來， 一直稱之為DVB項(xiàng)目。 此后，到目前為止已 00多個(gè)組織參加，包括歐洲和全世界的一些制造商、研究機(jī)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者和廣播公、電纜電視（DVB C）、地

7、面廣播（DVBT）、 （MDS）。也就是說，它是一個(gè)綜 它采用 MPEG-II 壓縮編碼的方法， 把數(shù)包括高清晰度電視） 廣播方案。衛(wèi)星共用天線系統(tǒng)（SMATV）和數(shù)字多點(diǎn)分配系統(tǒng) 合利用各種傳媒手段進(jìn)行數(shù)字電視廣播的完整方案。 字電視直接傳播到千家萬戶。永新同方有條件接收系統(tǒng)基于 DVB 標(biāo)準(zhǔn)的全數(shù)字條件接收系統(tǒng)，在利用現(xiàn)有的電視網(wǎng) 絡(luò)同時(shí)進(jìn)行視頻節(jié)目和數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)管理方面取得了新的突破。PC 機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)的目標(biāo)是：采用永新同方 CAS 系統(tǒng)和編碼壓縮系統(tǒng)集成，建立符合 DVB 標(biāo) 準(zhǔn)的加擾平臺。永新同方 CAS 系統(tǒng)具備較高的安全性，可以保證節(jié)目只被授權(quán)用戶接收。 具有靈活的用戶管理方式，

8、用戶端支持機(jī)頂盒和2、 DVB 標(biāo)準(zhǔn)：DVB 標(biāo)準(zhǔn)提供了一套完整的， 適用于不同媒介的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)規(guī)范， 其周全的計(jì) 劃及廣范的共識是其成功的關(guān)鍵。 從一開始， 大家就選定 ISO/IEC MPEG-II 標(biāo)準(zhǔn)作為音頻及 視頻的編碼壓縮方式，對信源編碼進(jìn)行了統(tǒng)一，隨后對MPEG-II 碼流進(jìn)行打包形成傳輸流（TS），進(jìn)行多個(gè)傳輸流復(fù)用，最后通過衛(wèi)星、有線電視及開路電視等不同媒介傳輸方式進(jìn)行 傳輸。1）、 DVB 標(biāo)準(zhǔn)的核心（音、視頻編碼等） ，碼流復(fù)用及服務(wù)信息（ SI）：系統(tǒng)采用 MPEG 壓縮的音頻，視頻及數(shù)據(jù)格式作為數(shù)據(jù)源 系統(tǒng)采用公共 MPEG-II傳輸流（TS）復(fù)用方式 系統(tǒng)采用

9、公共的用于描述廣播節(jié)目的系統(tǒng)服務(wù)信息 （SI） 系統(tǒng)的第一級信道編碼采用 R-S 前向糾錯(cuò)編碼保護(hù) 調(diào)制與其它附屬的信道編碼方式，由不同的傳輸媒介來確定 使用通用的加擾方式以及條件接收界面(2)、視、音頻編碼特點(diǎn):DVB系統(tǒng)的音頻編碼使用MPEG-I Layerll笫二層音頻編碼，可用于單音，立體聲，環(huán)繞聲和多路多語言聲音的編碼。對于視頻，國際上采用標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-II壓縮編碼，目前在世界上最常用的MPEG-II標(biāo)準(zhǔn)是 MP ML，即：MAIN PR0FLE MAIN LEVEL，這里的 LEVEL 是 DVB 標(biāo)準(zhǔn)中的根據(jù)圖像清晰度定義的”等級，DVB視頻標(biāo)準(zhǔn)還定義了 ”檔次(PROFILE

10、)的概念，每一 個(gè)不同的”檔次(P ROFILE)能夠提供構(gòu)成編碼系統(tǒng)的壓縮工具和壓縮算法)。MAIN PROFLE MAIN LEVEL是第一代數(shù)字有線電視和數(shù)字衛(wèi)星電視的基礎(chǔ)，節(jié)目提供者可以 提供625線質(zhì)量的節(jié)目，圖像的長寬比可以是4: 3或I 6: 9;至于碼流率，它是由節(jié)目提供者根據(jù)節(jié)目質(zhì)量來選定的，圖像質(zhì)量越高，所需碼流率越高，反之則越低。(3)、MPEG-II碼流復(fù)用及服務(wù)信息 參照下圖，可以看出：S：m+荊問糾轄DfAiK3.QtS?宇節(jié)百2M 手節(jié)旦 gEF4-AID4*疽iir?1幻Q硝嗎烷 15衛(wèi)早音頻、視頻及數(shù)字信號首先經(jīng)過 MPEG-II編碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮， 通過節(jié)目

11、復(fù)用器形成 基本碼流(ES)，基本碼流經(jīng)過打包后形成有包頭的基本碼流(PES)。代表不同音頻、視頻信號的PES流被送入傳輸復(fù)用器進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)用，復(fù)用后的碼流叫做傳輸流(TS),傳輸流中包括多個(gè)節(jié)目源的不同信號，為了區(qū)分這些信號， 在系統(tǒng)復(fù)用器上需要加入 服務(wù)信息(SI)，使接收端可以識別不同的節(jié)目。為了便于理解DVB傳輸系統(tǒng)的服務(wù)信息，我們對傳輸碼流的結(jié)構(gòu)進(jìn)行粗略的介紹，傳輸碼流的長度定義為188個(gè)字節(jié)長，見下圖所示：包頭適配區(qū)域有用數(shù)據(jù)44字節(jié)JnX字節(jié)134-X字節(jié)1SS宇節(jié)圖3. 3傳輸碼遵的結(jié)構(gòu)每個(gè)傳輸流的前4個(gè)字節(jié)為字頭(Header)，字頭后面就是需要傳送的有用信息，包括 音頻，視頻

12、或數(shù)據(jù)信息，通常是184個(gè)字節(jié)長度，有時(shí)在有用信息(Useful Data)中插入一段適配區(qū)域(Adaptation Field)，用于補(bǔ)充長度不完整的傳輸流，放置解碼時(shí)鐘 (PCR)。傳輸流的字頭是識別傳輸流的關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)見下圖3.4，由32個(gè)比特組成，其含義見下圖。同歩字節(jié)PID4比特111131：匕特2114比特比特?cái)?shù)代號舍義3Sync-byte同歩字節(jié)1a傳輸差錯(cuò)指示1pusi有JS負(fù)荷單兀起動指示1tpr優(yōu)先傳輸13PID包指示3scr-flags傳輸交織標(biāo)識1af適配匹域標(biāo)識1Pf有效負(fù)荷標(biāo)識4c匚連續(xù)計(jì)數(shù)器圖3 44字節(jié)字頭各比特閔含義在字頭32比特中，13位的PID碼特別重要，

13、它是辨別碼流信息性質(zhì)的關(guān)鍵，是節(jié)目 信息的”身份證”，不同的電視節(jié)目和服務(wù)信息(SI)對應(yīng)有不同的PID碼。對于一臺解碼接收機(jī)而言，為了找到它所要接收的電視節(jié)目，它首先通過PID碼找到服務(wù)信息(SI)所對應(yīng)的不同表格(Table),DVB標(biāo)準(zhǔn)定義了如下服務(wù)信息表格：P AT: P rogram Allocati on TableCAT: Co nditio nal Access Table節(jié)目分配表有條件接收表PMT: P rogram Map TableNIT: Network In formation Table節(jié)目分布表網(wǎng)絡(luò)信息表SDT: Service Descri pti on Ta

14、bleEIT: Event In formatio n Table服務(wù)描述表事件信息表TDT : Timeand Date Table時(shí)間日期表PID碼和對應(yīng)的時(shí)鐘 PCR節(jié)目就通過這些服務(wù)信息表格，可以查到所要接收節(jié)目的可以還原。3、DVB專輸標(biāo)準(zhǔn):DVB標(biāo)準(zhǔn)的傳輸系統(tǒng)分成信源編碼(Source Coding)和信道編碼(channel Coding)兩部分，信源編碼采用 MPEG-II碼流。首先，對音頻和視頻進(jìn)行節(jié)目復(fù)用，然后再將多個(gè)數(shù)字 電視節(jié)目流進(jìn)行傳輸復(fù)用。 信道編碼包括：前向糾錯(cuò)編碼、解碼、調(diào)制、解調(diào)和上下變額三部分。前向糾錯(cuò)碼根 據(jù)不同的傳輸媒介采用不同的組合。衛(wèi)星傳輸采用 QP

15、SK調(diào)制，有線傳輸采用 QAM調(diào)制,開路傳輸采用 COFDM調(diào)制或I6VSB調(diào)制。如下圖所示：Vf迅MPEDQ晴嗎隹 iS解毀圖乳5 DVB傳輸系統(tǒng)(1)、DVB標(biāo)淮衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)DVB-S:數(shù)字衛(wèi)星電視的傳輸是為了滿足衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬及衛(wèi)星信號的傳輸特點(diǎn)而沒計(jì)的。衛(wèi)星系統(tǒng)是一個(gè)單載波系統(tǒng)，如果我們將所要傳輸?shù)挠杏眯畔⒎Q為”核，那么它的周圍包裹了許多保護(hù)層，使信號在傳輸過程中有更強(qiáng)的抗干擾能力，視頻、音頻以及數(shù)據(jù) 被放入固定長度打包的 MPEG-II傳輸流中，然后進(jìn)行信道處理，在衛(wèi)星系統(tǒng)中，信道處理 過程包括：(b)(c)8個(gè)字節(jié)進(jìn)行一次。0或1。R-S編碼的加入會使原首先進(jìn)行同步字節(jié)的倒相，倒

16、相字節(jié)的長度為每 然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的能量擴(kuò)散，數(shù)據(jù)隨機(jī)化，避免出現(xiàn)長串的 為每個(gè)數(shù)據(jù)包加上前向糾錯(cuò)的R-S編碼，也叫做外碼。始數(shù)據(jù)長度由原來的188字節(jié)增加到204字節(jié)。(d)(e)(f)進(jìn)行數(shù)據(jù)交織。加入卷積碼糾錯(cuò)，也稱內(nèi)碼，內(nèi)碼的數(shù)量可以根據(jù)信號的傳輸環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。 最后對數(shù)據(jù)流進(jìn)行 QPSK調(diào)制。如下圖所示：V目Stfls?用 僧詞：內(nèi)1爭匹碼L? m昶-*交=*ff用制散DVB-S傳輸系統(tǒng)JF圖3.6總之，傳輸系統(tǒng)首先對突發(fā)的誤碼進(jìn)行離散化，然后加入R-S外糾錯(cuò)碼保護(hù)，內(nèi)糾錯(cuò)碼是可以根據(jù)發(fā)射功率，天線尺寸以及碼流率進(jìn)行調(diào)節(jié)變化。舉例來講，一個(gè)36MHz帶寬的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器采用 3/4的卷積碼可

17、以達(dá)到的碼流率是39Mb/s，這一碼流率可以傳送 5-6路高質(zhì)量電視信號。如下圖所示：圖3 7壹用DVB-C 倍輪系統(tǒng)、DVB標(biāo)準(zhǔn)有線傳輸系統(tǒng)DVB-C:數(shù)字有線電視采用與衛(wèi)星同樣的核，即MPEG-II壓縮編碼的傳輸流。由于傳輸媒 介采用的是同軸線，與衛(wèi)星傳輸相比外界干擾小，信號強(qiáng)度相對高些，所以前向糾錯(cuò)碼保 護(hù)中取消了內(nèi)碼。調(diào)制方式改成64-QAM方式，有時(shí)也可以采用 I6-QAM , 32-QAM或更高的8MHz128-QAM 256-QAM對于QAM調(diào)制而言，傳輸信息量越高，抗干擾能力越低。在一個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)電視頻道內(nèi)，如果使用64-QAM，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率為 38.5Mb/s。(3)、DVB

18、標(biāo)準(zhǔn)開路傳輸系統(tǒng)DVB-T：19982k載開路傳輸系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)是 1998年2月批準(zhǔn)通過的。第一個(gè)正式的開路傳輸系統(tǒng)于 年初開始運(yùn)營。MPEG-II數(shù)字音頻、視頻壓縮編碼仍然是開路傳輸?shù)暮诵?。其它特點(diǎn)是，采用COFDM調(diào)制方式，在這種調(diào)制方式內(nèi)，可以分成適用于小范圍的單發(fā)射機(jī)運(yùn)行的波方式，適用于大范圍多發(fā)射機(jī)的8k載波方式。COFDM調(diào)制方式將信息分布到許多個(gè)載波上面，這種技術(shù)曾經(jīng)成功地運(yùn)用到了數(shù)字音、視頻廣播DAB上面，用來避免傳輸環(huán)境造成的多徑反射效應(yīng)，其代價(jià)是引入了傳輸”保護(hù)間隔”。這些”保護(hù)間隔”會占用一部分帶寬，通常COFDM勺載波數(shù)量越多，對于給定的最大反射延時(shí)時(shí)間，傳輸容量損失越小

19、。但是總 有一個(gè)平穩(wěn)點(diǎn)，增加載波數(shù)量會使接收機(jī)復(fù)雜性增加，破壞相位噪聲靈敏度。由于COFD碉制方式的抗多徑反射功能，它可以潛在地允許在單頻網(wǎng)中的相鄰網(wǎng)絡(luò)的 電磁覆蓋重疊，在重疊的區(qū)域內(nèi)可以將來自兩個(gè)發(fā)射塔的電磁波看成是一個(gè)發(fā)射塔的電磁 波與其自身反射波的疊加。但是如果兩個(gè)發(fā)射塔相距較遠(yuǎn)，發(fā)自兩塔的電磁波的時(shí)間延遲 比較長，系統(tǒng)就需要較大的保護(hù)間隔。從前向糾錯(cuò)碼來看，由于傳輸環(huán)境的復(fù)雜性，DVB-T系統(tǒng)不僅包含了內(nèi)外碼(OuterCode, Inner Code)。而且加入了內(nèi)外交織 (Outer In terleave, Inner In terleave )。4、數(shù)字視頻設(shè)備:數(shù)字視頻設(shè)備主

20、要指編碼器與數(shù)字視頻服務(wù)器部分，前者是實(shí)時(shí)編碼播出，后者是存貯在視頻服務(wù)器的硬盤上，由節(jié)目編輯軟件控制，按節(jié)目單時(shí)間段自動調(diào)用播出。(1 )編碼器:編碼器的作用是將 DVD播放機(jī)或衛(wèi)星解碼器輸送過來的模擬A/V信號經(jīng)過壓縮編碼,TS流。TS( Transport Stream )傳送流，在 MPEG-II 中DVB系統(tǒng)的傳輸基本單位。編碼器的核心是一塊單片編基于MPEG-II標(biāo)準(zhǔn)，輸出一路數(shù)字 定義，由MPEG-II數(shù)據(jù)包構(gòu)成，是 碼引擎。如下圖所示：編碼器1數(shù)字TS流編碼器n|透明TS流1/加擾加擾TS流器QAM數(shù)字 TS流 ,機(jī)頂盒目前的編碼器設(shè)備比較好的如DIVICOM公司的MV12其特

21、點(diǎn):第四代MPEG-II編碼器自適應(yīng)的視頻預(yù)處理4： 2: 0/4 : 2： 2 功能高質(zhì)量的PAL/NTSC解碼技術(shù)模擬或數(shù)字輸入單機(jī)架底座DVB ASI (串行的TS流)輸出(2)數(shù)字視頻服務(wù)器:數(shù)字視頻服務(wù)器上的軟件，將存貯在服務(wù)器上硬盤上的離線編碼的數(shù)字 MPE(節(jié)目內(nèi)容，能夠在相同的比特率下提供較之直接由 VCR實(shí)時(shí)編碼節(jié)目更好 的視頻圖象質(zhì)量。節(jié)目單能夠容易地產(chǎn)生并自動執(zhí)行。一般輸出的是多節(jié)目服 用的TS流。例如nSTREAM數(shù)字視頻服務(wù)器就完全符合DVB標(biāo)準(zhǔn)，其特點(diǎn):MP EG-II單節(jié)目傳輸流實(shí)時(shí)再復(fù)用為 MP EG-II多節(jié)目傳輸流。 單路傳輸速率高達(dá) 90Mbps。 通過擴(kuò)

22、充模組可以實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率。MPEG-II傳輸流PID完全再標(biāo)識。 多種物理界面選擇。支持全范圍的 MPEG-II 比特率。 可選擇可變比特率 MPEG-II 節(jié)目數(shù)據(jù)流。可選擇多語言傳輸流支持?？蛇x擇符合DVB標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)插入支持，實(shí)現(xiàn)股票信息，實(shí)時(shí)新聞等數(shù)據(jù) 插入。在同一臺設(shè)備中既支持NTSC也支持PAL制的MPEG-II視頻數(shù)據(jù)流。 可選擇加密條件接入。一個(gè)界面卡( Interface card )可以有 1-16 個(gè)數(shù)字節(jié)目通道。 輸出可以直接連接QPSK或 QAMM制器。在小型機(jī)箱中可以支持多界面卡( Interface card )。極高M(jìn)TBF Ultra SCSI硬盤存貯數(shù)字節(jié)目

23、內(nèi)容。 可選擇熱插拔硬盤陣列?？蛇x擇專利的軟件RAID模組。 根據(jù)預(yù)編時(shí)間表自動播放。 可選擇各種網(wǎng)絡(luò)連接和擴(kuò)充。 允許遠(yuǎn)程系統(tǒng)管理。 背景音樂播放?？蛇x的 Fibre Channel DVB-C 視頻服務(wù)器和 Fibre Channel 硬盤存貯 系統(tǒng)，可便于系統(tǒng)的擴(kuò)充和數(shù)據(jù)共享。可選的TS流切換器。 支持冗余備份。5、復(fù)用器：復(fù)用器的作用是將由編碼器和其它系統(tǒng)部件(如數(shù)字視頻服務(wù)器)產(chǎn)生的MPEG-II傳輸流再復(fù)用和整理到所需的 MPEG-II傳輸流數(shù)據(jù)率。它在處理需要多 種視頻、音頻和數(shù)據(jù)信號，或者需要復(fù)雜的多頻道音頻的壓縮應(yīng)用中尤其有效。例如DIVICOM公司的MN2(復(fù)用器，其特點(diǎn):

24、再復(fù)用 MPEG-II 傳輸流。PID重新編排和PCR重新標(biāo)記。 統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能。 增加 / 減少復(fù)用。將ECM和EMMbn擾并插入到MPEG-II傳輸流中。ATM俞入和輸出。視頻和音頻解碼。DHEI傳輸流輸入。SMP TE310制 式輸出。支持 DVB/ATSC。 模塊設(shè)計(jì)。三、有條件接收系統(tǒng)（CAS部分:1、CAS既述：為了能開播更多的節(jié)目和多媒體服務(wù)，并鼓勵節(jié)目制作商及供應(yīng)商提供更多更好的節(jié) 目，廣播電視要保證其持續(xù)不斷的發(fā)展，最終要靠提供各種有償?shù)臄U(kuò)展和增值業(yè)務(wù)來保證， 這其中關(guān)鍵便是條件接收技術(shù)。條件接收系統(tǒng)，即 CA （ Conditional Access ）系統(tǒng)，就是通過節(jié)目的加

25、密控制，使得 只有交費(fèi)的用戶才能夠得到授權(quán)解密收看。有條件接收經(jīng)歷了模擬和數(shù)字兩代。模擬第一代特征是以設(shè)備為基礎(chǔ)，一般用于模擬 系統(tǒng)。 早在多年前， 為了實(shí)現(xiàn)有線電視的更有效收費(fèi)，在頭端對模擬信號進(jìn)行加擾，使得普 通電視機(jī)無法收看， 只有安裝了解擾器的用戶才能正常收看。 這樣的系統(tǒng)可以通過前端的尋 址來控制單個(gè)用戶的解擾器開關(guān)。 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全頻段加擾和頻道加擾， 實(shí)現(xiàn)方法通常采用視 頻倒相、水平同步重疊、 垂直同步重疊、 數(shù)字隨機(jī)視頻行抖動等方法， 他們通常對信號產(chǎn)生 損耗。第二代是隨著數(shù)字電視的出現(xiàn)而產(chǎn)生的，基本原理采用加擾控制字加密傳輸?shù)姆椒ǎ?用戶端利用 IC 卡解密。由于采用的數(shù)字技術(shù)

26、，對信號沒有損耗，同時(shí)系統(tǒng)的保密性能、可 靠性均大提高。對傳輸流的加擾，DVB已有標(biāo)準(zhǔn)；控制字的加密算法一般采用RSA及3DES算法加密體制，不同廠家的系統(tǒng)方法差別很大，技術(shù)大體有兩種：一種是以IRDETO系統(tǒng)為代表的密碼循環(huán)體制，一種是以NDS系統(tǒng)為代表的利用專有算法保護(hù)（由于牽涉到系統(tǒng)安全， 廠家一般不會公開） 。衡量有條件接收系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)包括：安全性、規(guī)模、功能完整性、使用性能等。 系統(tǒng)安全性保證系統(tǒng)不被黑客攻破， 系統(tǒng)能盡快恢復(fù)。 一個(gè)系統(tǒng)能管理的用戶數(shù)量體現(xiàn)了一 個(gè)系統(tǒng)的能力，通常系統(tǒng)管理的用戶數(shù)量越多，會對系統(tǒng)運(yùn)行速度和服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生影響。在第一代有條件接收系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)的密

27、鑰體系依賴于設(shè)備以及解擾器，比較容易 被破解和復(fù)制。第二代中，加密系統(tǒng)及密鑰體系和設(shè)備是分開的，它依靠IC 卡的安全性來保障系統(tǒng)的安全， 破解難度大。 這二代的有條件接收系統(tǒng)都是通過對傳輸?shù)募訑_來實(shí)現(xiàn)防止 收費(fèi)授權(quán)的信息擴(kuò)散， 但在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下， 很難防止用戶端進(jìn)行存儲復(fù)制和非法擴(kuò)散， 需要一種新的體制來對內(nèi)容的保護(hù)。這種機(jī)制應(yīng)該與傳輸無關(guān)， 可使用多種形式和層次。 這就是所謂的第三代有條件接收系統(tǒng)，它將不考慮傳輸?shù)耐ǖ琅c形式， 對于各種媒體內(nèi)容、數(shù)據(jù)如視 / 音頻、多媒體文件、數(shù)據(jù)等，將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理與授權(quán)，所有的服務(wù)將嚴(yán) 格控制在有條件接收系統(tǒng)下。用戶對于受保護(hù)的服務(wù)，必須提供

28、授權(quán)的IC 卡，才能享受。用戶將無法進(jìn)行無授權(quán)復(fù)制和觀看。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的多種費(fèi)方式。數(shù)字電視的有條件接收是一個(gè)比較復(fù)雜的題目，各個(gè)國家、各個(gè)公司都希望保守自已的秘密，大家很難達(dá)成一致意見，最終 DVB 標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成以下共識：(Common Interface) 允許使用多種解擾方式。b) c) d) e) f) a) 兩種加解擾方式共存于市場，第一種為 Simulcrypt ，每臺接收機(jī)只能使用單一的解 擾方式，排斥其它的解擾方式。第二種為 Multrypt ，每臺接收機(jī)通過定義的公共接口 定義一種公共的加解擾算法，使消費(fèi)者使用單一的解碼器。 要求條件接收的供應(yīng)商提供進(jìn)入數(shù)字解碼器的接口方法

29、。 公布有條件接收公共接口 (Common Interface) 的技術(shù)規(guī)格。 起草反盜版建議。 有條件接收系統(tǒng)供應(yīng)商向其它數(shù)字電視生產(chǎn)廠商所提供的產(chǎn)品必須是合情合理的產(chǎn) 品,并且是禁止排斥公共接口 (Common Interface) 的產(chǎn)品。 g) 有條件接收系統(tǒng)必須允許節(jié)目經(jīng)營者之間的有條件控制轉(zhuǎn)移，比如衛(wèi)星有條件接收 的節(jié)目進(jìn)入有線網(wǎng)后，原有的有條件接收系統(tǒng)可以被新的有條件接收系統(tǒng)所替換。有條件接收系統(tǒng)(CAS)能實(shí)現(xiàn)電視臺電視各項(xiàng)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一管理授權(quán)和控制。從技術(shù)角度 看，該系統(tǒng)又是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)。集成了多種先進(jìn)技術(shù)，包括系統(tǒng)調(diào)度管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 數(shù)字壓縮編碼、加解擾技術(shù)、加解密技術(shù)

30、、復(fù)用器技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、機(jī)頂盒技術(shù)、智能 卡技術(shù)等，同時(shí)也涉及到用戶管理、節(jié)目管理、收費(fèi)管理等數(shù)據(jù)庫方面的應(yīng)用技術(shù)。目前，國際上主要的條件接收系統(tǒng)有Can al+的Mediaguard、Irdeto公司的M-Cry pt、France Telecom 公司的 Viaccess , NDS,Nagra等等。2、永新同方CAS系統(tǒng)在利用現(xiàn)有的( 1 ) 永新同方 CA 系統(tǒng)原理 ： 永新同方有條件接收系統(tǒng)基于 DVB 標(biāo)準(zhǔn)的全數(shù)字條件接收系統(tǒng)， 電視網(wǎng)絡(luò)同時(shí)進(jìn)行視頻節(jié)目和數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)管理方面取得了新的突破，為寬帶接入 速度及上網(wǎng)費(fèi)用等數(shù)據(jù)廣播的收費(fèi)提供了良好的解決辦法。永新同方 CAS系統(tǒng)是基

31、于 DVB標(biāo)準(zhǔn)的，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)視頻信息和IP數(shù)據(jù)廣播信息的加解密，并通過同一個(gè)用戶收費(fèi)管理系統(tǒng)平臺管理數(shù)字電視業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)廣播服 務(wù)。其中音視頻信息和數(shù)據(jù)廣播信息的加解密采用同一套授權(quán)管理和密鑰體系。永新同方 CAS系統(tǒng)按照信息流程，可劃分為兩個(gè)不同而且是相互獨(dú)立的部分： 前端和用戶端；按照模塊劃分，則可分為：加擾，數(shù)據(jù)加密，節(jié)目調(diào)度，解擾部分， 數(shù)據(jù)解密，其中每一部分均是一個(gè)特殊的信息過程。在介紹整個(gè)系統(tǒng)之前我們先澄清兩個(gè)在 CA 設(shè)備中很容易混淆的概念： 一個(gè)是加解擾 (Scrambling - Descrambling ),另一個(gè)是加解密( Encryption - Decryption

32、)。這兩種技術(shù)是 CA系統(tǒng)重要的組成部分，有著密切的聯(lián)系，在技術(shù)上也有相似之處。但 在CA系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中是獨(dú)立性很強(qiáng)的兩個(gè)部分：加解擾技術(shù)被用來在發(fā)送端CA系統(tǒng)的控制下改變或控制被傳送的服務(wù)（節(jié)目）的某些特征，使未被授權(quán)的用戶無法獲取該服務(wù)提供的利益；用CW寸節(jié)目加擾，有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。而加密技術(shù)被用來在發(fā)送端提供一個(gè)加密信息， 使被授權(quán)的用戶端解擾器能以此來對數(shù) 據(jù)解密，該信息受 CA系統(tǒng)控制，并以加密形式配置在傳輸流信息中以防止非授權(quán)用戶直接 利用該信息進(jìn)行解擾，不同的CA系統(tǒng)管理和傳送該信息的方法有很大不同。而在加密部分則對CW加密傳送，各廠家不同 在目前各種標(biāo)準(zhǔn)組織提出的有條件接收標(biāo)準(zhǔn)中加擾部分

33、往往力求統(tǒng)一， 一般不作具體規(guī)定，是由各廠商定義的部分。對于CA系統(tǒng)本身，各標(biāo)準(zhǔn)除了提供一些基礎(chǔ)的機(jī)制外沒有定義什么通用的要求，所以 CA系統(tǒng)本身內(nèi)部機(jī)制的定義往往由具體的CA設(shè)備生產(chǎn)商來完成。這就使各家的CA系統(tǒng)一般是專用的，也就是說如果一家網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商應(yīng)用了一家CA設(shè)備廠商的系統(tǒng)，他就只能定購和這家設(shè)備相配套的終端產(chǎn)品如機(jī)頂盒。為了使自己的系統(tǒng)更有競爭力，CA系統(tǒng)廠商往往努力使盡量多的機(jī)頂盒廠商集成自己的方案。DVB組織制定了一系列關(guān)于數(shù)字電視廣播的標(biāo)準(zhǔn)，其中兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于有條件接收系統(tǒng)的。 DVB-CSA（ CommonScrambling Algorithm 通用加擾算法）規(guī)范了加解擾的

34、算法。通用 加擾算法使得設(shè)備生產(chǎn)廠商可以生產(chǎn)獨(dú)立于CA廠商的加擾器和解擾器，這也為不同的有條件接收系統(tǒng)可以在同一套加解擾設(shè)備上運(yùn)行創(chuàng)造了條件。DVB-SIM（ SimulCrypt 同密）規(guī)范了運(yùn)行在同一套加解擾設(shè)備上的有條件接收系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。通過同密標(biāo)準(zhǔn)， 多個(gè)有條件接收系統(tǒng)可以在統(tǒng)一的加解擾系統(tǒng)中運(yùn)行， 共享節(jié)目信息。 這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定使得加解擾設(shè) 備生產(chǎn)商和有條件接收系統(tǒng)提供商可以在標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定下相互合作和相互競爭，有利于數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。利用控制字（CW對傳輸流加解擾和安全。對傳輸流加解擾是為了保證傳輸安全而對有條件接收包括兩部分關(guān)鍵技術(shù)，即 傳輸控制字（CW到經(jīng)過授權(quán)的接收者 廣播

35、服務(wù)或者節(jié)目進(jìn)行的一種加解密方法，使得未經(jīng)授權(quán)的接收者不能得到正確的 視音頻流。目前的加擾方法是使用加擾序列控制對視音頻流進(jìn)行擾動，通過加擾序列和視 音頻流之間的位運(yùn)算達(dá)到加密服務(wù)或者節(jié)目的目的。發(fā)送端使用偽隨機(jī)序列發(fā)生器（CWG,根據(jù)輸入的 控制字（CW產(chǎn)生特定的加擾序列，然后利用加擾序列進(jìn)行加擾。控制字（CW特指加密使用的密鑰，64位，一個(gè) CW使用10-30秒后便會換用另一個(gè)新 CW加擾算法指 DVB規(guī)定的通用加解擾算法，不公開發(fā)布，廠商可以單獨(dú) 購買加擾算法和解擾算法。一般加擾算法和CWG在加擾器中實(shí)現(xiàn)。如下圖所示：在接收端也有同樣的偽隨機(jī)序列發(fā)生器，如果將 控制字（CW 發(fā)送給這個(gè)偽

36、隨機(jī)發(fā)生器，那么就可以獲得解擾序列，然后再用解擾序列恢復(fù)原始的視音頻流。加CW解擾的通用方法在DVB標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)定義。 CA模塊是指在用戶端機(jī)頂盒中負(fù)責(zé)提供的一段程序或硬件。解擾算法與加擾算法對應(yīng)，對碼流進(jìn)行解密，解擾算法在機(jī)頂 盒硬件中實(shí)現(xiàn)。如下圖所示：對控制字的安全傳輸是指把可以控制解擾的控制字安全的傳輸?shù)浇?jīng)過授權(quán)的接CW收者。由于 控制字（CW 可以直接用來生成解擾序列，因此必須通過加密的方法傳 輸?shù)浇邮斩恕Ｄ壳暗姆椒ㄒ话闶抢檬跈?quán)控制信息（ ECM把加密后的控制字（EMM發(fā)送到接收發(fā)送到接收端 ，而加密控制字的密鑰通過循環(huán)加密的方法進(jìn)行加密傳輸，中間的各 層密鑰和最終利用智能卡密鑰加密過

37、的密鑰會利用授權(quán)管理信息 端。不同的有條件接收系統(tǒng)對控制字的安全傳輸方法各有不同，對控制字的安全傳 輸策略是有條件接收系統(tǒng)安全策略的核心部分。除了上述的兩種關(guān)鍵技術(shù)，一個(gè)完整的有條件接收系統(tǒng)還包括服務(wù)和節(jié)目管理，訂戶管理，授權(quán)管理和計(jì)費(fèi)管理等部分。典型的有條件接收系統(tǒng)的原理示意圖如下 所示。EMM教據(jù)獲取 E.yaiQbibih用戶歡據(jù)E用戶上伎宿息EH峨送nmTmm肌網(wǎng)I巳二巴邇;I: , I制字 生出ECH編碼和加 帝龍$同步控制衛(wèi)星ES解書服療密電錯(cuò)和電EPGT劇札 頂;D 岸 CUCA系統(tǒng)原理圖圖中，各模塊與加擾器之間遵循DVB的Simulcrypt規(guī)范。加擾器按CA系統(tǒng)的指令完成流的

38、加密，同時(shí)將不同用戶的授權(quán)插入流中。系統(tǒng)管理 系統(tǒng)管理負(fù)責(zé)對整個(gè)用戶管理系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置和參數(shù)配置以及其他 系統(tǒng)管理工作，完成系統(tǒng)及子系統(tǒng)之間的配置、管理、控制和執(zhí)行，并定義系統(tǒng)與其他系統(tǒng) 的接口。系統(tǒng)管理的主要目的是保證系統(tǒng)能安全可靠的運(yùn)行。包括數(shù)據(jù)庫管理，用戶管理， 資金管理（收費(fèi)），和節(jié)目管理。主要功能為初始化設(shè)置、系統(tǒng)安全管理、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)備份管理等。用戶管理系統(tǒng)（SMS）對應(yīng)授權(quán)管理消息（EMM。主要功能：編輯和管理用戶信息，處理用戶的節(jié)目定單，檢查用戶付費(fèi)情況，產(chǎn)生用戶的預(yù)授權(quán)信息。對授權(quán)管理消息（EMM進(jìn)行加密，需要綜合應(yīng)用現(xiàn)代加密技術(shù)，包括消息認(rèn)證、身份 認(rèn)證、多層密鑰體系等等

39、。通過用戶管理能迅速對大量用戶進(jìn)行控制。用戶管理系統(tǒng)使用 Oracle數(shù)據(jù)庫建立一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫，建立在基于網(wǎng)絡(luò)的大型數(shù)據(jù) 庫系統(tǒng)之上，構(gòu)成Server/Client網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各個(gè)獨(dú)立的用戶管理系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)ODBC接 口或?qū)Ｓ媒涌诤瘮?shù)、并利用SAS系統(tǒng)調(diào)用。即哪些用戶購買來哪些電子出版庫系統(tǒng)建立連接，其他系統(tǒng)或模塊可通過ODBC接口或?qū)Ｓ媒涌诤瘮?shù)、并利用SQL語言查詢數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。用戶的預(yù)授權(quán)信息可以存入數(shù)據(jù)庫中，并由用戶定購管理模塊：負(fù)責(zé)將用戶購買信息輸入數(shù)據(jù)庫，物； 用戶存儲設(shè)備：指光盤、 PC 硬盤等存儲設(shè)備，加密過的密文信息保存在存儲設(shè)備上。 解密核心監(jiān)視操作系統(tǒng)對用戶存儲設(shè)備

40、的文件讀取。節(jié)目管理對應(yīng)授權(quán)控制消息(ECM。是指可以從數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建和編排節(jié)目及節(jié)目單，同時(shí)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，為CA系統(tǒng)提供各種數(shù)據(jù)。通過節(jié)目管理可以提供三種基本收視付費(fèi)方式： 按時(shí)間段預(yù)定并增加主題、 類別的選擇 以提高靈活性；按次付費(fèi)收視(PAY-PER-VIEW，PPV ；現(xiàn)場選定節(jié)目按次付費(fèi)收視(ImpulsePPV, IPPV)。它的功能有：創(chuàng)建節(jié)目及節(jié)目表，編排節(jié)目及節(jié)目表，產(chǎn)生節(jié)目的 數(shù)據(jù)庫信息，為ECM程序提供輸入數(shù)據(jù)。Editor )，動態(tài)地生成節(jié)目單，節(jié)目數(shù)據(jù)存入節(jié)目編輯：節(jié)目數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和編輯(建立與系統(tǒng)中各部分的聯(lián)系， 控制系統(tǒng)的執(zhí)行。Oracle 數(shù)據(jù)庫中。 控制節(jié)目

41、從定義到播出的整個(gè)進(jìn)展情況，我們的CAS將在從應(yīng)用層到加擾 對于不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同 確保數(shù)據(jù)的安全和系統(tǒng)可靠運(yùn)行。 其 生成加密過的信息， 同時(shí)讀取定購數(shù) 數(shù)據(jù)文件和 ECM( Entilemnet ControlEPG生成與處理：根據(jù)節(jié)目單生成EPG信息。加密子系統(tǒng) 安全加密機(jī)制是系統(tǒng)可靠運(yùn)行的保證， 層的各個(gè)層次進(jìn)行不同的加密控制； 同時(shí)也可以有針對性的加密， 層次的加密， 對于特別重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次的加密， 基本原理就是使用加密算法對原始明文信息進(jìn)行加密， 據(jù)庫來生成 EMM(Entilement Management Message)Message)數(shù)據(jù)文件。原始信息： 沒有經(jīng)過加密

42、的明文信息， 如原始電視節(jié)目電子雜志、 原始多媒體資料等。 加密系統(tǒng)包括以下兩部分：ECM處理及SCS同步ECM是授權(quán)控制消息處理， 在條件接收過程中，與EMM肖息相輔 相成，共同作用，并結(jié)合加擾、加密及認(rèn)證技術(shù)，從而對用戶完成多種節(jié)目有條件接收的控 制。包括以下內(nèi)容：節(jié)目的提供商消息，節(jié)目標(biāo)識信息，節(jié)目收視條件，節(jié)目輔助信息等， 經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕M合作為 ECM肖息的基礎(chǔ)，為ECM消息提供基本素材。ECM消息的獲?。簛碜怨?jié)目數(shù)據(jù)庫，節(jié)目數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容是由節(jié)目管理系統(tǒng)經(jīng)過手工 或自動錄入編輯而產(chǎn)生的， 節(jié)目信息以一定的組織結(jié)構(gòu)存儲在數(shù)據(jù)庫記錄中， 讀取數(shù)據(jù)庫記 錄的內(nèi)容可通過標(biāo)準(zhǔn)的 ODBC數(shù)據(jù)庫接口

43、功能完成。擾系統(tǒng)的性能。 其生成采用標(biāo)準(zhǔn)的流程， 種子， 然后通過若干次加密運(yùn)算產(chǎn)生一個(gè)安全的密鑰， 的每次生成其內(nèi)容是不同的，ECM肖息的組合：加擾控制字(CW)的生成：是用于加擾的初始密鑰，該密鑰是否安全直接關(guān)系到加 即首先根據(jù)時(shí)鐘獲取隨機(jī)數(shù)作為加密的初始密鑰和 這一密鑰就是最終的加擾控制字。 CW加擾控制字何時(shí)生成由調(diào)用它的系統(tǒng)決定。將讀取的基本ECM信息按一定的規(guī)則和次序組成一個(gè)完整的數(shù)據(jù) 包。ECM消息的加密：生成加密的密文，以阻止黑客的非法攻擊。通過使用密鑰及通用加密算法對ECM明文數(shù)據(jù)包進(jìn)行變換處理,ECM消息加密所用的初始密鑰取自前端的智能卡加密系統(tǒng)， 加密密鑰事先存在于智能卡

44、的數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)， 加密時(shí)通過獲取函數(shù)得到密鑰， 密鑰的 安全性由智能卡的安全性來保證。加密算法采用了標(biāo)準(zhǔn)的DES 算法。除此之外換需要對加從而達(dá)到保護(hù)的目密消息進(jìn)行認(rèn)證處理， 以此識別數(shù)據(jù)包在傳輸過程中是否被黑客篡改過， 的。TCP/IP 的可靠性傳ECM消息的發(fā)送采用ECM肖息的傳輸： 傳輸是在局域網(wǎng)上通過 TCP/IP協(xié)議傳送的， 輸保證了 ECM肖息的正確無誤。為了保證條件接收系統(tǒng)的安全和可靠， 了周期性的發(fā)送，例如每個(gè)發(fā)送周期為 20 秒，每次發(fā)送的內(nèi)容保持動態(tài)變化，使非法攻擊 者難以破譯。EMM處理EMM是用戶授權(quán)管理消息，可將用戶預(yù)定的各種節(jié)目收視授權(quán)包含在其中， 實(shí)現(xiàn)對用戶的各種管理

45、。EMM勺生成大體上分為以下幾個(gè)過程：基本消息的獲?。篍MM基本消息的獲取來自數(shù)據(jù)庫，是由用戶管理系統(tǒng)產(chǎn)生的， EMM基本消息是以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲于數(shù)據(jù)庫記錄中，可通過ODBC數(shù)據(jù)庫接口獲取所需數(shù)據(jù)。消息的產(chǎn)生： 包括用戶的地址信息，用戶的多種授權(quán)信息， 用戶的輔助信息等， 這 些消息按特定的格式組成特定的數(shù)據(jù)包。3DES消息的加密：加密的初始密鑰取自前端智能卡加密系統(tǒng)，加密算法仍然采用 算法，加密的密文同樣也采用了認(rèn)證技術(shù)以防止黑客的偽造。消息的傳輸：采用局域網(wǎng)傳輸，但由于EMM的多樣性，因此采用了多線程控制的技術(shù)，每個(gè)線程可以控制不同授權(quán)的發(fā)送。以10萬用戶為例，EMM消息的發(fā)送周期可定

46、為100秒，即每 100秒重復(fù)發(fā)送一次，如果用戶的數(shù)目無限增大則重發(fā)的周期會自動加長。加擾子系統(tǒng) 是在發(fā)送端有條件接收系統(tǒng)控制下改變或控制被傳送業(yè)務(wù) （節(jié)目） 的 某些特性， 使這些業(yè)務(wù)對未授權(quán)用戶無用。 通俗的說就是將聲音、 圖象和數(shù)據(jù)處理成不可懂 的過程；其基本原理就是把編碼器送來的圖象數(shù)字流信息按自己定義的加擾方式加擾；在接收端只要按這種定義的解擾方式接收，就能恢復(fù)出原圖象。加擾機(jī)的輸入端及輸出端采用標(biāo)準(zhǔn)的ASI接口，傳輸信號完全符合 DVB標(biāo)準(zhǔn)，采用的MPE礫準(zhǔn)中包括確認(rèn)并傳送有關(guān)CA信息的方法和對任意的傳送流（TS）或基本數(shù)據(jù)包（PES確認(rèn)其奇偶控制字或密鑰的方法。對復(fù)用器傳來的多路

47、頻道信號的TS流，可對其進(jìn)行分別加擾和加密， 這樣就保證了頻道加擾的可選性， 實(shí)現(xiàn)了免費(fèi)頻道信號和收費(fèi)頻道信號的共同 傳輸。系統(tǒng)在用CW加擾TS流時(shí)，同時(shí)通過密鑰ECMK對控制字進(jìn)行加密， 形成授權(quán)控制信 息ECM（ En title Co ntrol Message）,在接收端你要解擾就必須要首先在ECM中解出控制字，用控制字將加擾的 TS流解擾出來，要成功從 ECM中解擾出控制字必須先通過用戶授權(quán)確認(rèn) 這一關(guān)，在CA系統(tǒng)中用戶的授權(quán)信息被密鑰EMMK加密，形成授權(quán)管理信息 EMM EntitleManage Message）?？梢钥闯?這是采用三重密鑰傳輸機(jī)制。這三重密鑰分別是：產(chǎn)生新的偽

48、隨機(jī)序列進(jìn)行加解1、解擾密鑰CW它用于對偽隨機(jī)序列發(fā)生器起始觸發(fā)， 擾。2、用業(yè)務(wù)密鑰SK（ Service Key） ECMK1對控制字CW進(jìn)行加密，形成授權(quán)控制信息ECM ECM信息插入傳送流，大約每幾秒鐘在傳送流中出現(xiàn)一次。ECM中還包括節(jié)目來源、時(shí)間、內(nèi)容分類和節(jié)目價(jià)格等節(jié)目信息。3、 用密鑰EMMK將用戶管理信息進(jìn)行加密，形成授權(quán)管理信息EMM用戶管理信息由 提供商的用戶管理系統(tǒng)形成用戶管理信息,包括用戶名稱、地址、智能卡號、帳單 等等。EMM均每810秒插入傳送流一次。CW雖已由ECMK1加密生成ECM但這個(gè)密鑰如果還是可以讓任何人讀取，那就意味著 特定服務(wù)的定購者和非定購者將享有

49、同等權(quán)利， 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商還是難以控制到特定的用戶， 安 全性還是存在問題，必須對ECM再進(jìn)行加密保護(hù)。這個(gè)加密過程就完全按照各個(gè)用戶的特征 來進(jìn)行, 由于共用網(wǎng)絡(luò)尋址模式中數(shù)據(jù)包是按用戶地址傳送的, 每個(gè)終端設(shè)備有一個(gè)不重復(fù) 的唯一的地址碼，這就給出了一個(gè)解決方法， 就是用地址碼來對 ECM加密。在實(shí)際使用中， 終端設(shè)備的地址一般是公開的, 且基本不變, 所以往往用和這個(gè)地址碼相關(guān)聯(lián)的一個(gè)數(shù)列來 進(jìn)行加密, 因?yàn)檫@個(gè)數(shù)列 （密鑰） 是由個(gè)人特征確定的, 往往稱為個(gè)人分配密鑰 （PDK）。 PDK 一般由CA系統(tǒng)設(shè)備自動產(chǎn)生并嚴(yán)格控制，在終端設(shè)備處該序列數(shù)一般由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商通過CA系統(tǒng)提供的專用設(shè)備

50、燒入解擾器的P ROM中，不能再讀出。為了能提供不同級別、不同類型的各種服務(wù)，一套 CA系統(tǒng)往往為每個(gè)用戶分配好幾個(gè)PDK來滿足豐富的業(yè)務(wù)需求。節(jié)目控制 即EPG電子節(jié)目指導(dǎo)，按DVB標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)其子集，包括：節(jié)目數(shù)據(jù)庫， 節(jié)目編輯，EPG系統(tǒng)，節(jié)目預(yù)定等。從節(jié)目數(shù)據(jù)庫中讀取節(jié)目授權(quán)信息,按頻道編號及時(shí)間順序排序產(chǎn)生節(jié)目預(yù)授權(quán)控制 信息。按一定的時(shí)間間隔將節(jié)目預(yù)授權(quán)控制信息不斷發(fā)送出去。為了能從多節(jié)目的 TS 流中找出所需要的節(jié)目碼流,數(shù)據(jù)信號在傳送時(shí)還要附加傳送 節(jié)目特定信息（PSI），將它也復(fù)用到 TS流中，在接收端通過利用PSI所要接收的節(jié)目流從TS中過濾出來，PSI使用4個(gè)表來定義碼流結(jié)構(gòu)

51、。13b,指(PMT)1、節(jié)目輔助表（PAT）:此表的特點(diǎn)是PID（PID稱為包標(biāo)識符，其長度為本 示包的種類）總是等于零，所以很容易找到，從PAT中可以找出某個(gè)節(jié)目的節(jié)目映射表 的 PID 值。PID如視頻2、節(jié)目映射表（PMT：在此表中可以找出包含有某個(gè)節(jié)目內(nèi)容的相應(yīng)PID、音頻PID等）。TS流中的每一個(gè)節(jié)目都有一個(gè)與之對應(yīng)的PMT可以找到相應(yīng)節(jié)目的基本碼流3、 條件接收表（CAT）:此表提供了所采用加擾系統(tǒng)的細(xì)節(jié)以及CA管理和授權(quán)信息傳送包的PID值，在MPEG-II系統(tǒng)中也未規(guī)定其格式。給出所有EMM所在包的PID4、 網(wǎng)絡(luò)信息表（NIT）:此表是可選的，其主要內(nèi)容屬于私人性質(zhì)。在M

52、PEG-II系統(tǒng) 中沒有規(guī)定這個(gè)表的格式。 NIT 可用于提供有關(guān)傳送流的物理網(wǎng)信息,如信道頻率、衛(wèi)星轉(zhuǎn) 發(fā)器詳細(xì)情況、調(diào)制方式、業(yè)務(wù)名稱等。PSI 信息必須以一定的頻率不斷發(fā)送,每秒至少 20 次,使新開機(jī)的接收機(jī)能及時(shí) 解釋傳送流的性質(zhì)。需要指出的是：所有PSI信息均不能加擾，SI （業(yè)務(wù)信息）除EIT （節(jié)目段信息表）外,均不能加擾。否則,影響解碼器正常工作。接收端機(jī)頂盒部分（解擾和解復(fù)用）：CA系統(tǒng)的解密過程如下：當(dāng)智能卡插入時(shí)，解碼器首先在傳送流中尋找PSI,在PSI中找到條件接收表 CAT根據(jù)CAT表中給出的EMM包識別碼（PID）,找到相應(yīng)的加密的 EMM 信息，智能卡中存有加密

53、系統(tǒng)號和ECMK2 EMMK等密鑰，智能卡首先使用EMMK2寸加密的EMM解密，根據(jù)解出的 EMMt息來確定本智能卡是否被授權(quán)收看該節(jié)目，如果沒有授權(quán)將不 能進(jìn)行后續(xù)解密，也就不能收看該節(jié)目，如果該卡已被授權(quán)， 先將PDK解密，解出ECM后啟用ECMK2寸ECM解密，得到控制字CV，最后由CW對加密的傳送流解密。得到正常的MPEG-2傳送流，由解碼器解碼后得到所需的電視、廣播或數(shù)字信號。整個(gè)流程：P SI- CAT- EMM/PID- ECM- CW-解擾得到視、音頻流。機(jī)頂盒端-解擾：永新同方的CAS采用與前端系統(tǒng)中的加擾算法對應(yīng)的逆算法，解擾所用的密鑰可變，具體來說就是向授權(quán)用戶提供一個(gè)“

54、與解相關(guān)的信息”使對業(yè)務(wù)進(jìn)行解擾。 該信息以加密（Encryp tion ）的形式配置于加擾信息中，防止授權(quán)用戶直接利用該信息進(jìn) 行解擾。解擾控制字（cvy生成：將ECM的節(jié)目授權(quán)信息與智能卡的用戶授權(quán)信息進(jìn)行比 較，對于符合條件的ECM消息即可解出其中的控制字，然后經(jīng)13 8 18 6標(biāo)準(zhǔn)通訊接口送給機(jī)頂盒，并由機(jī)頂盒完成解擾工作，播出正確的視音頻流，否則不能接觸控制字，看不到播出的節(jié)目。整個(gè)過程如下圖所示：用戶冋傳信鳥用戶端解擾原理示意圖（2）永新同方 CA系統(tǒng)構(gòu)成：永新同方CA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如下：加擾器（SCS、CWG、MUX、PSIG 等）理* brJ1b ri1hJf1Lr1hir耳L

55、 rECMEMMGC(P )SIPDG 1Lb_Jclie ntSimulcry ptCA簡化結(jié)構(gòu)圖CA平臺的構(gòu)成如下：EMM服務(wù)器ECMG服務(wù)器用戶管理（SMS服務(wù)器CA服務(wù)器（包含PDG EIS等） 同方SIG同方加密機(jī)數(shù)據(jù)庫（0RACLE8.1服務(wù)器實(shí)際運(yùn)行中考慮系統(tǒng)的可靠性，可增加以下服務(wù)器作為冗余。EMM服務(wù)器ECMG服務(wù)器用戶管理服務(wù)器CA服務(wù)器（包含PDG EIS等）CA平臺采用集中管理。設(shè)在北京電視臺前端的用戶管理系統(tǒng)（集體用戶）存有全部集 體用戶信息，ECMG EMM等所有CA授權(quán)都在前端產(chǎn)生。整個(gè)設(shè)備配置如下圖所示：Q胡誦41 札上3t*RIJ Lllit: H用莒囂囂孔P

56、SlEIGHfra節(jié)囲書疋毆參盡-Id節(jié)目?理 thriftEFG 鶴 A靠戶鋳CA41（3）永新同方CAS系統(tǒng)特點(diǎn):其中兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于有條DVB組織制定了一系列關(guān)于數(shù)字電視廣播的標(biāo)準(zhǔn)，CA廠商的加擾器和件接收系統(tǒng)的。DVB-CSA （ Com mon Scrambli ng Algorithm通用加擾算法）規(guī)范了加解擾的算法。通用加擾算法使得設(shè)備生產(chǎn)廠商可以生產(chǎn)獨(dú)立于 解擾器，這也為不同的有條件接收系統(tǒng)可以在同一套加解擾設(shè)備上運(yùn)行創(chuàng)造了條件。DVB-SIM（ SimulCrypt 同密）規(guī)范了運(yùn)行在同一套加解擾設(shè)備上的有條件接收系統(tǒng) 的體系結(jié)構(gòu)。 通過同密標(biāo)準(zhǔn)， 多個(gè)有條件接收系統(tǒng)可以在統(tǒng)一

57、的加解擾系統(tǒng)中運(yùn)行， 共享節(jié)目信息。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定使得加解擾設(shè)備生產(chǎn)商和有條件接收系統(tǒng)提供商 可以在標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定下相互合作和相互競爭，有利于數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。DVB標(biāo)準(zhǔn)中并沒有規(guī)范有條件接收系統(tǒng)中的其他部分，例如加密體制和加密 方法，用戶、服務(wù)以及非視音頻信息的管理，這主要是因?yàn)椴灰滓?guī)范和維持競爭， 因此不同的有條件接收系統(tǒng)會有各自的特色。永新同方 CAS是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)廣播的核心，同時(shí)永新同方有條件接收系統(tǒng)也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視及其增值業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。并且永新同方CAS是一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品。國際上已經(jīng)有數(shù)個(gè)公司靠CA系統(tǒng)發(fā)展壯大。在功能上要達(dá)到滿足廣泛的CA需求，我們在分 析了國內(nèi)外各 CA系統(tǒng)的優(yōu)長后，依據(jù)

58、DVB各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，針對我國各地電視臺受經(jīng)營模式和國家政策的影響的現(xiàn)狀，定制了適合我國國情的CA系統(tǒng)。此系統(tǒng)在與目前國內(nèi)的市場模式相容的同時(shí)，具有相當(dāng)?shù)目蒛p date空間。我們的系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：全數(shù)字的條件接收系統(tǒng)永新同方 CAS是基于DVB標(biāo)準(zhǔn)的有條件接收系統(tǒng)，不考慮傳輸?shù)耐ǖ酪约胺绞剑?對于各種媒體內(nèi)容、數(shù)據(jù)如視/音頻、多媒體文件、數(shù)據(jù)等，將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一平臺的管理與授權(quán)，所有的服務(wù)將嚴(yán)格控制在有條件接收系統(tǒng)下。用戶對于受保護(hù)的服務(wù)，必 須提供授權(quán)的IC卡，才能享受。用戶將無法進(jìn)行無授權(quán)復(fù)制和觀看。DVB標(biāo)準(zhǔn)開放性，遵循永新同方的 CAS開發(fā)至今，嚴(yán)格遵循系統(tǒng)設(shè)計(jì)之始，遵循DVB的SimulCr

59、ypt協(xié)議，可以在不影響業(yè)務(wù)運(yùn)營的同時(shí)進(jìn)行DVB標(biāo)準(zhǔn)，保持系統(tǒng)的開放性，同時(shí)，自 接口規(guī)范，開放式接口。而且支持多種通信CAS的系統(tǒng)升級和增加新協(xié)議的支持。同時(shí)我們與國內(nèi)外同行保持緊密的聯(lián)系，已開始與多家頭端設(shè)備進(jìn)行集成，以實(shí)現(xiàn)不 同用戶的不同需求，同時(shí)成功地與國內(nèi)外著名廠商IRDETO等公司實(shí)現(xiàn)了同密運(yùn)行，這是國內(nèi) CAS系統(tǒng)第一次與國外系統(tǒng)成功地同密。同密技術(shù)解決了目前CAS的供需矛盾，同時(shí)可以為運(yùn)營商提供一個(gè)公平競爭的環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。目前我們 的有條件接收系統(tǒng)已與多家數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一平臺運(yùn)行演示（如杭州演示，有 兩家數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行等），永新同方有條件接收系統(tǒng)可以容易地與

60、不同通道的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)進(jìn)行集成（如目前的QPSK數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)等）。在今后的發(fā)展中，我們還將密切注視技術(shù)的發(fā)展，與業(yè)界同行一起，共同為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，易于集成永新同方 CAS按照模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，與其它數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行集成。永新同方CAS采用DVB標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與視頻的統(tǒng)一管理。系統(tǒng)QPSK設(shè)計(jì)本著開放性的原則，可與不同傳輸通道的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)進(jìn)行集成。目前的以及VBI方式的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，可以很方便地與永新同方CAS實(shí)現(xiàn)集成，在同一網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)不同規(guī)范的數(shù)據(jù)廣播同時(shí)運(yùn)營，統(tǒng)一管理，當(dāng)然，也可同時(shí)實(shí)現(xiàn)大網(wǎng)與子網(wǎng) 的分級方式運(yùn)營，即并串聯(lián)方式。示意如下：統(tǒng)一的平