条件接收系统及同密处理技术精要.doc

条件接收系统及同密处理技术 作者： 一 概述 　　随着生活水平的不断提高，人们对高水平文娱生活的追求愈来愈高，特别是一直被人民大众所喜欢的电视，其发展得到更多的关注。在电视行业，多年来一直流行的是模拟电视，由于其传输信号是模拟信号，易受到外界的干扰，时常会出现视音频质量不高的现象，给人们留下了不少的缺憾。前些年由于受到电信网络大潮的影响，电视行业也纷纷跟入潮流，铺设了全国性的广电宽带网，各地纷纷刮起有线电视的风潮，一时间遍地都是有线电视。现在，我们坐在家里，打开电视，数十套电视节目便会映入眼帘，随你任意挑选收看，无疑给我们的生活增添了更多的色彩。有线电视的出现，特别是随后的数字电视，使我们收看的电视节目质量得到了很大提高，如今我们收看电视台播出的数字电视节目，就如同在家里看自己播放的DVD一样清晰。 　　与模拟电视相比，数字电视有更大的优势。数字电视由于采用了数字信号，使电视节目可采用高压缩率的MPEG算法压缩，减少对传输网络的带宽占用量，用过去播出一套模拟电视节目所占据的带宽，经过数字压缩处理后，可播出4~8套节目，提高了有效带宽的利用率，因此能够播出更多更好的节目。其次，由于在传输过程中，采用了数字信号，增加了信号的抗干扰性，提高了节目的接收质量。因此，从发展的角度来看，数字电视必将取代模拟电视。 　　目前，国内卫星电视大多已经实现数字化，无线和有线数字化进程已经启动，北京、上海、深圳已经率先开展数字电视试验播出，力争到2008年实现主要城市数字化，2010年城市数字化，2015年全国数字化，同时模拟电视退出历史舞台。 　　数字电视发展的出路是建立专业频道、收费电视，以多元化的收费方式促进电视的发展。建立收费渠道，其中关键性的技术是要有加密技术的支持，通过信息加密技术及制定严格的法规，从技术和法律的角度维护收视者的合法权益，保证运营者的利益。 　　条件接收是数字电视加密控制的核心技术保证，为数字电视的运营提供了必要的技术手段，使拥有授权的用户合法地使用某一项业务，而未经授权的用户不能使用这一业务。通俗地讲，就是保证只有付了费或者即将付费的用户才能收看到所选择的节目，未付费者收看不到节目。 条件接收系统本身是一个综合性系统，系统涉及到多种技术，包括加解密技术、加解扰技术、编码技术、复用技术、智能卡技术、网络技术、接收技术，此外还涉及到用户管理、节目管理、收费管理等信息管理技术。 　　本文介绍的条件接收系统及相关的同密技术，是以DVB标准框架为基础的。当前，在数字电视标准中，流行着两大标准，一个是DVB标准，另一个是ATSC标准。但是，DVB标准适用范围更广泛，更公开和开放，已经成为我国数字电视标准制定的一个重要参考依据。 二 条件接收系统 　　一个典型的条件接收系统主要由前端、接收端等部分组成。前端系统包含有节目管理系统，用户管理系统，数据库系统，CA核心系统(包括ECMG、EMMG、EIS、SIG)，加密设备或模块，加扰设备(包含复用、加扰、SCS、CWG)等。而接收端主要由两个分离的接收处理设备组成：机顶盒和智能卡。 1. 前端系统 　　前端系统的构成如图1所示。 图1 　　(1)节目管理/EPG编辑系统(PMS/EPG)：对节目进行定义、编辑、编排、查询，产生节目时间表。 　　(2)用户管理系统(SMS)：对用户信息、用户设备信息、节目预定信息、用户授权信息、财务信息等进行处理、维护和管理，同时可为其它相关系统提供用户授权管理的基本数据。 　　(3)前端条件接收系统(CAS)：完成用户授权控制消息(ECM)及用户授权管理消息(EMM)的获取、生成、加密、发送等处理。 　　(4)业务信息生成(SIG)系统：自动提取节目数据库中的节目描述信息，并转化为DVB的SI信息，同时按一定的周期发送这些信息给复用器。 　　(5)复用加扰处理系统：定义了SCS、EMMG、SIG的接口，加扰采用了标准的DVB加扰算法。 　　(6)加密单元/模块：使用单密钥算法，密钥长度为128b。需加密的信息包括ECM消息、EMM消息、CW控制字等。 　　(7)加扰模块：采用DVB Common Scrambling算法，使用统一算法后，可以保证多个CA系统的同密，便于运营商同时选用多个CA系统。需要加扰的信息为视频流、音频流、数据流等，加扰用的密钥(即控制字CW)通常长度为64b，控制字生成器一般由加扰设备自带或者由外接输入。 2. 接收端系统 　　 接收端系统构成如图2所示。 图2 　　(1)接收端CA系统：接收端CA系统可以接收并处理前端CA系统发送来的ECM、EMM信息，并通过标准的通讯接口与智能卡进行数据交互，获取解扰控制字，传给解扰器完成解扰工作，同时提供有关CAS的辅助信息给接收