基于CATV的条件接收系统的设计与实现

条件接收系统的设计与实现

□王旭升(华中科技大学,湖北武汉430074)□刘信新(武汉第709研究所,湖北武汉430074)

摘　要:介绍数字电视条件接收系统在机顶盒上的设计与实现方法。

关键词:CAS;ECM;EMM中图分类号:TN943.6　　文献标识码:A　　文章编号:1007-7022(2002)10-0033-02

1　引言

广播电视的发展趋势是数字化、网络化和信息化。CAS是对收看数字电视广播实行收费的基础,是实现电视购物、电视点播、Internet接入等功能不可缺少的部分,可以实现众多的个性化服务。采用有条件接收的经营方式是电视事业蓬勃发展的必然趋势。本文介绍的条件接收系统是基于DVB-C标准的有线数字电视系统,在系统发送端,加密信息数据和图像、声音和数据信号比特流一起打包成MPEG传送流输出。在用户接收终端,解复用器解出加密信息数据,送到智能卡中的解密器,恢复出控制字,并送至解扰器,解扰器便能够正常解扰,将加扰的比特流恢复成正常比特流。2　CAS的若干概念

(1)EMM:授权管理信息是一种授权用户对某个业务进行解扰的信息,在发送端被加密以后与信号一起传送,在接收端被打开/关闭单个解码器或一组解码器。

(2)ECM:授权控制信息是一种特殊形式的电子密钥信号和寻址信息,它在发送端被加密以后与信号一起传送,在接收端被用来控制解扰器。

(3)CW:控制字,是一种在加/解扰时使用的密钥。(4)智能卡:也称IC卡。智能卡的内部是由一块　　该网络开通近1年来,系统运行稳定,电视效果达到4级以上,收视费收缴率达95%。实践证明:该网络具有先进性、实用性、前瞻性和可靠性,设计合理功

大规模集成电路芯片构成,包括:微处理器(CPU)、程

序存储器(RAM)、数据存储器(EEPROM)以及串行通信单元。

(5)条件接收子系统:它是解码器的一部分,其作用是对电子密钥进行解码,并恢复出来用来控制解扰序列所需的信息。

(6)机顶盒(SetTopBox):一种与电视机连接的主要用来接收数字电视信号的网络终端设备,机顶盒的功能需要有DVB网络的前端系统配合,作为有条件接收系统的用户终端,它必须安装CA系统的机顶盒模块。3　系统设计

(1)系统框图,如图1所示。

图1

能齐全,是通向未来的信息高速公路。

[收稿日期:2002203231]

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王旭升等:基于CATV的条件接收系统的设计与实现　　　　　　　　　　　　《中国有线电视》2002年第10期　　(2)系统概述

条件接收经历了模拟和数字两代,模拟第一代特征是以设备为基础,一般用于模拟系统;第二代是随着数字电视的出现而产生的,其原理是采用加扰控制字加密传输的方法,用户端利用IC卡解密。由于采用的是数字技术,对信号没有损耗,同时系统的保密性能、可靠性大大提高。系统前端通过产生一个控制字来对音视频数据进行加扰,对控制字的加密算法一般采用RSA以及3DES算法。由于IC卡的使用,在用户端有了一个能受前端控制的存储区域,用户的个人信息可以通过有条件接收的加密通道传输,保证了传播的安全性。4　模块功能说明4.1　SI管理器(SIManager)

SI功能模块的作用是控制从信息流中得来的SI

}

在得到ECM,EMM的PID后,通过设置解复用器

在传输流里面把ECM和EMM的数据解析出来,然后在SI和CA任务之间通过消息传递的机制,将数据作为消息的主体发送到CA　task。4.2　IC卡管理器

IC卡管理模块是机顶盒中的一个模块,但却是一

个完整、独立的部分,通过特定的指令系统来交换信息,负责监控IC卡的状态,如插入、拔出、复位等。在卡插入时,或在机顶盒开机时对卡进行复位,完成正确的读写操作,保证数据传输无误,同时还需要在卡复位之后读出CA　System　ID等系统信息,送给CA　task处理。

SmartCard和接口设备的通信方式应按ISO/IEC7816-3标准来执行。本系统使用的智能卡为异步应答卡,使用T=0异步半双工字符传输协议。读出卡复位应答序列ATR通过其中的全局接口字符来设置通信参数,如波特率、时钟频率等;通过设置智能卡寄存器来完成不同的对卡的不同操作,如状态寄存器、控制寄存器、时钟控制寄存器、错误处理寄存器等。4.3　CA管理器

CA任务要完成的就是ECM,EMM数据的解密,产

信息,设置解复用器参数,来管理数据接收通道。SI

管理器并非专门为实现CA功能而创建的,但该管理器为实现CA功能析取CAT,PMT,ECM,并将ECM,EMM数据发送给相应的接收者。

每一个加扰过的节目都应对应一路ECM流,它们之间的对应关系是在PMT表中指定的。PMT表是用来描述某个特定节目内部属性的,如某个节目由哪些基本码流组成,每个节目都有自己的PMT表。一个加扰节目的PMT表应存在一个CA描述子,当CA描述子出现在PMT中时,CA　PID就表示ECM的PID,CA描述子出现在CAT表中时,CA　PID即表示EMM的PID。

MPEG-2PSI中定义了CAT表,其Table　ID为0x01,存在于PID为0x0001的传输包中,该表中的CA描述子(descriptor　tag=0x9)描述了当前系统中存在的CA系统的System　ID及其EMM的PID。PMT(Pro2gramMapTable)表,其Table　ID为0x02,其PID由PAT表中的Program　Map　PID指定,该PID由系统用户定义,但不应取为其他目的而保留的值。PMT表中的CA描述子(descriptor　tag=0x9)描述了当前系统中存在的CA系统的System　ID以及其ECM的PID。CA　Sys2tem　ID由DVB组织为每个CA系统的提供商指定。

CA　descriptor(){　　...　　CA　System　ID

　　...　　CA　PID　　...

生出解扰控制字,送至解扰器,完成解扰工作,播出正确的视音频流。

采用与前端系统中的加扰算法对应的逆算法,将从SI管理器得到的ECM,EMM数据解密成ECM,EMM消息。在EMM中会有IC卡的ID的信息,标志该EMM所适用的用户(不同的IC卡),机顶盒根据当时机内所插入的IC卡,读出SMC　ID来决定是否将此EMM传递到该IC卡中。然后ECM的节目授权信息与智能卡的用户授权信息进行比较,对于符合条件的ECM消息也将其送给智能卡,然后经13818-6标准通信接口送给机顶盒条件接收子系统,对电子密钥进行解码,并恢复出来用来控制解扰序列所需的信息,并由机顶盒完成解扰工作。

为了保证加密的可靠性,用于解扰的控制字是经常改变的,通常在10s以内至少要发生一次变化。在信号的发送端,控制字发生器产生控制字(CW),将它提供给加扰器和加密器,控制字的典型字长为60bit,每隔2～10s改变一次,加扰器根据控制字发生器提供的控制字,对来自复用器的MPEG传送比特流进行加扰运算,并发出ECM和EMM。

当用户切换到一个加扰过的节目时,要想立刻看

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《中国有线电视》2002(10)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　CHINACABLETELEVISION　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・开发与应用・有线电视系统技术统计报表软件的设计

□陈克军,王春雨,田　原(承德市广播电视局,河北承德067000)

中图分类号:TN943.6　　文献标识码:A　　文章编号:1007-7022(2002)10-0035-03

　　有线电视系统的技术管理是广播电视整体技术工作的重要组成部分。作为地市级广电局如何管理好所辖县区的有线电视技术工作,是值得探讨和研究的问题,而技术综合统计和各项技术报表又是指导和做好县区有线电视技术管理工作的重要依据。

为进一步规范市县有线电视技术管理,根据承德市各县区的具体情况和河北省广电局的技术规范,于2000年2月设计完成了承德市有线广播电视计算机技术报表管理软件,并于2000年3月使用该软件,实现了县级有线电视技术报表、统计的计算机系统化管理,现已存储了承德市8县2区自1999年4季度以来所有有线电视系统的技术报表,使全市有线电视系统技术报表进入现代化的计算机管理阶段。1　其主要功能软件设计的编程语言以VB为主,配合使用Access库用于存储数据记录,并用Photoshop作图像处理以美化界面,具体功能为:

(1)通过密码设置功能,管理员以不同身份登录,权限也不同,加强了数据的保密性;

(2)采用大众化的软件界面设置,一般工作人员易学易懂;

到图像或听到声音就必须尽快接收该节目的ECM并解出控制字,但由于ECM是间歇发送的,该节目的ECM可能不会马上到来,这就给节目切换造成了时

(3)在数据输入和统计时具有复制、粘贴等功能,

操作方便;

(4)具有对用户故障投诉、干线停播事故、前端停播事故、前端技术指标、系统内故障、系统外故障等10项技术数据的自动统计功能;

(5)具有对上述所有记录的数据在要求的时间段内进行结果统计和特殊统计功能;

(6)具有打印上述各项数据和特殊单项数据的统计结果和具体内容的功能;

(7)具有通过网络与省局和市局有关部门实现网络传递和数据共享的功能。2　软件的使用2.1　登录方法

(1)用户名:在“用户名”项中共有3种不同的身份“,管理员”权限最大,以这种身份进入的用户可对程序进行所有操作;以“检查员”身份进入程序后,只能进行查看工作,此选项适合领导检查,避免误删数据;以“维护员”身份进入程序后,可对其进行数据维护,但不能更改密码。

(2)密码:选择用户名一项后,根据身份输入相应的密码,点击“确定”按钮,如果符合要求即可进入程的过程中,一个重要的问题是选择一个好的有条件接受系统,因为这个系统是对网络控制、收费、实现个性化等功能的基础,是广播网络增值服务的命脉。强有力的、安全有效的条件接收系统CAS就成为付费电视与互动业务平台的核心部分,也是实现平台服务的关键,只有采用有条件接收技术,实施健全的广播电视付费机制,才能促进电视事业向更高层次健康发展。

[收稿日期:2002203218]

延。解决的办法就是开辟多路通道接收多路ECM,而不是只接收当前节目的ECM,建立一个Table来存储最新的和有效的控制字。5　结束语

数字网络提供了丰富的增值服务机会,为传统的广播行业带来新的大发展的机会,在进行数字化建设

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