浅析有线电视的有条件接收

　　摘要:从有线电视使用有条件接收系统的目的，有条件接收系统的特点、技术，使用有条件接收系统的意义，有条件接收系统的发展概况等方面，详细介绍了有线电视网络有条件接收技术。
　　关键词:条件接收;有线电视网络；数字电视
　　有线电视网络是社会发展中最重要的网络资源之一。有线电视网正面临着数字化、网络化、综合信息交互化的机遇和挑战；正处于从模拟转向数字、单向向双向互动式转变；基本业务向扩展!增值服务的拓展。数字化是调整传输信息的工具,网络化是信息资源达到全民共享,信息化就是开展增值扩展服务,其中有条件接收(CA)则是达到这个目标的技术基础。
　　有条件接收经历了模拟和数字两代的发展,第一代模拟的特征是以设备为基础,一般用于模拟系统。多年前,为了实现有线电视的有效收费,在前端将模拟信号进行加扰,使普通电视机无法收看,只有安装了解扰器的用户才能正常收看"这样的系统可以通过前端的寻址来控制单个用户的解扰器开关,系统可实现全频段加扰和频道加扰,实现的方法通常是采用视频倒相、水平同步重叠!垂直同步重叠、数字随机视频行抖动等技术,通常会对信号产生损耗。第二代是随着数字电视的出现而产生的,基本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,系统的保密性、可靠性均大大提高。对传输流的加扰，DVB已有标准,对控制字的加密算法一般采用RSA以及3DES算法。对加密体制,不同厂家的系统差别很大,其技术大体有两种:一种是以爱迪德系统为代表的密码循环体制;另一种是以NDS系统为代表的利用专有算法来进行保护,由于牵涉到系统安全性,厂家一般不会公开。
　　1使用有条件接收系统的目的
　　对运营者来说,加扰不是目的,而只是进行商业控制的一个步骤,最终的目标是有条件接收系统提供的其他功能:控制字提供、接入条件申明以及用户的权限管理。终端的解扰过程必须与前端的加扰同步,尤其是应将加扰算法中随机和周期性改变算法的控制字传输到终端,它们附加在同一信号和几个复用结构中的节目内,并解析规则以允许终端在准确时刻恢复和运用好控制字。很明显,这些控制字是被加密的,在有件接收系统中,它们被携带在授权控制信息(ECM,EntitleControlMessage)中。但是,接收控制字时,终不直接用它起解扰作用,控制字供给取决于接入条件也就是运营者在商业上对节目接入进行控制的地方根据运营者的政策,他可规定如何出售节目:预约、次付费、视频点播等,有条件接收系统建议,这种接条件应附于节目上,并用附加参数来描述(预约类型，ppv费用、预览时间等),一般它们像控制ECM字那样被带于信息中。
　　在终端,可将接入条件与用户已获得的权限进行对比,如果接入条件与用户权限相匹配,或者用户购买了节目,那么就由控制字提供解扰功能,允许接入节目。
　　有条件接收系统支持的3种新功能包括:安全地携带控制字;给节目附加商业条件;验证用户已获得节目接入的权限。另一重要功能是商业运营者具有能遥控管理每一个用户权限的能力,例如对用户更新其下一个月的预约授权,或者发给他们新的ppv信用卡。这些数据在称为授权管理信息(EMM,ManageMes-sage)的信息中传输给终端,由有条件接收系统来提供。
　　2有条件接收系统的特点
　　安全是有条件接收系统性能的核心。敏感数据必须在运营者和用户之间交换,在回传通道中交换是可选的。安全性包括敏感数据(典型的是控制字)的可靠性、ECM和EMM信息(它们只能由授权源产生)的完整性以及前端、终端和智能卡之间的验证.防御攻击的能力是有条件接收系统提供者和运营者永久和主要关注的问题,没有任何有条件接收系统能防御长时间的攻击,为了提高安全性和防御攻击的能力,需进行长久的努力"有多种方法用于实现这种安全:有力的加密算法、签字和鉴别(隐蔽密钥或公共密钥法)、类似智能卡的防止物理和逻辑攻击的安全处理器等。
　　但是,为了查阅方便,有条件接收系统显示在电视屏幕上的功能摘要是最重要的,也就是运营者为出售其节目可预先应用的功能表。在大多数有条件接收系统中,可找到相同的作用原理,即预订后让用户在确定的时间上接收节目,按次付费时允许用户按需要购买特定的节目,每一个有条件接收系统在这些基本功能上可提供出变型的业务:预订类型、预约和即时的PPV以及VOD业务支持,另外还能提供补充特性,例如预览、中断、供用户检查其购买的回传通道管理和收视到期率控制等,这些功能的多样性和灵活性决定了一个有条件接收系统或另一个系统能如何适应运营者的商业政策。
　　在节目商业接入条件定义的补充规定中,管理用户的灵活性是有条件接收系统的一个重要特性,这种管理功能包括处理用户的接入权限请求!通过广播传送有效的授权和管理好系统的安全等。技术上,用户的权限管理性能取决于有条件接收系统提供者的实践技能,即做好有效的用户寻址和可能的回传通道管理。但是,从功能上说,这种用户管理的水平取决于运营者选择的商业管理系统的特性,它应开发出由有条件接收系统提供的尽可能好的功能。
　　3有条件接收系统的技术
　　有条件接收系统是在数字电视系统技术上实现的一个功能层。每一个有条件接收系统方案提出一种专用技术,包括设备!模块!软件包和协议等,它们关联到前端或者终端,用于支持所有功能。
　　在前端,有条件接收系统提供一个授权控制信息ECM发生器,它将接入条件和控制字结合到节目所属的中,极少情况下,它也提供控制字发生器和加扰器。由运营者编辑的接入条件能由播放系统编排程序,它们能一并地组合到电子节目指南中。为了将授权管理信息EMM插入到传送流中,可将EMM发生器连接到前端。EMM发生器是用户管理系统和授权管理系统的组合,前者被用户看作他们的商业接口,后者在传送流中对终端产生和广播EMM。
　　在终端,有条件接收系统是软件模块和安全硬件的结合,它们与机顶盒的其他调谐、解复用、解码功能相关联,它们可以直接嵌入终端平台,但更多地应用于可由用户插入机顶盒的智能卡中,可以认为这是最可靠的解决方法。
　　4有条件接收系统的结构
　　有条件接收系统在前端和终端中的实现非常重要。过去,人们能看到有条件接收系统在前端和机顶盒中完全集成的一些情况。如果政策允许几家公司通过提议的交钥匙系统形成垄断,那么现在技术趋势就不同,其将是以符合接口标准为基础,这归因于几点:首先,运营者需分别独立地选择前端技术、有条件接收系统、用户管理系统、终端和播放系统等,因此,不同系统和技术的提供者必须支持前端和机顶盒的一致性,并且每一个新的组合应以最低的价格和延迟集成;其次,运营者要求新的有条件接收系统中终端可支持多个有条件接收系统(DVB,Multiclytp),或者多个运营者能使用不同的有条件接收系统共用同一个节目(DVB,Multiclytp);最后,一旦完成数字电视信号的技术规范,就可对业务进行研究,然后将它们加入新的系统结构设计中,这将导致验证和规定新的接口的结果,并将它们标准化。目前一些数字电视规划已专为前端推荐了系统结构,例如欧洲DVB规划中设计的Simul-clytp系统结构模型,这个模型的目标最初是希望在共享节目下支持多个有条件接收系统的互操作性,此工作衍生出的目标是在有条件接收系统和使用“即插即用”概念的任何前端之间形成标准化接口,这个模型由美国的OpeCAS规划扩展,用于支持新业务,比如VOD或交互式带外业务。同样,在终端上,外部有条件接收系统模块使用的接口已经标准化(通用接口,-模块),用于使机顶盒独立并适合于任何有条件接收系统。
　　5使用有条件接收系统的意义
　　广播电视的数字化,使网络运营商能充分利用有线电视网络,在提供电视基本业务的同时,开展多种增值服务,而这些必须有一个强大的有条件接收系统来支撑。
　　5.1有条件接收系统是实现收费的基础
　　在全世界范围内,付费电视业务已被确认是电视发展的动力和结构变化的方向。有条件接收系统的基本功能是使有授权的用户能正常地接收被加扰的节目,通过授权信息和客户服务数据库的相关信息实现计费。无论实现何种服务,对于信息提供商、运营商等参与者来说,如没有收益,就无法保证用户服务的周到和进步,无法保障设备的正常运行。有序的管理是实现各种服务的核心,可以说,有条件接收系统是实现收费的基础。
　　5.2有条件接收系统能提供个性化服务
　　数字化时代,人们对有线电视提出了更高的要求,他们不仅期望通过有线电视网络收看高清晰度数字电视,而且想要具有交互能力的与Intelnet相结合的服务,也就是说,有线电视迎来的不仅仅是“数字电视”时代,同时即将面临“数据电视”时代)——利用广播电视平台提供综合数据业务。IC卡的使用,在用户端有了一个能受前端完全控制的存储区域,通过卡可以识别不同的用户,用户的个人信息可以通过加密通道传输,保证了在广播媒体上传输的安全性。
　　5.3有条件接收系统为实现电视直接购物提供渠道
　　利用有条件接收系统可以开展电视购物,我们知道,有条件接收系统最大的特点是能实现授权与收费,充分利用它的这一特点,可实现基于有线电视网的电子商务。对于B2C方式,此项技术可以将购物平台延伸到家庭,它具有操作简单!快速方便等优点,易被家庭主妇等主要购物者采纳"在传统的电视购物之上增加立即订货、付费的功能,便能捕捉到用户的第一购买欲。
　　6有条件接收系统的发展概况
　　随着MPEG-2编解码标准的制定,在此基础上的数字电视在世界各地有了长足的发展.为了使数字电视成为一个巨大的产业,各国纷纷参加了系统标准的制定,目前在国际上占主流的主要有欧洲的DVB标准、北美的ATSC标准及日本的ISDB标准,这3种标准中对于CA部分都作了简单的规定,并提出了3种不同的加扰方式。欧洲DVB组织提出了一种称之为通用加扰算法(CommonScramblingAlgorithm)的加扰方式,由DVB组织的4家成员公司授权,ATSC组织使用了通用的三迭DES算法(TripleDES),而日本使用了松下公司提出的一种加扰算法。
　　对于CA系统本身,各标准除了提供一些基础的机制外没有定义什么通用的要求,所以CA系统本身内部机制的定义往往由具体的CA设备生产商来完成,这就使各家的CA系统一般是专用的,也就是说如果一家网络运营商应用了一家CA设备厂商的系统,他就只能定购与这家设备相配套的终端产品如机顶盒。为了使自己的系统更有竞争力,CA系统厂商往往努力使尽量多的机顶盒厂商集成自己的方案"国外的电视广播网络成为运营良好的产业已多年,有条件接收系统也从模拟机制发展到现在以MPEG-2码流为基础的数字机制,在此期间出现了许多很成功的运营网络,而在它们背后则是一些在这一发展过程同样积累了丰富经验的CA系统设备供应商,他们现在大部分已进入国内或正在进入国内,并有一些实验点,这对我国广电网络的数字化和产业化在客观上起到了推动作用。CA设备是广电系统作为服务提供商身份出现所必需的设备,是数字视频广播系统建设的基础设施,但目前市场上只有少数国内厂商可以提供自主知识产权的全套系统,而此类产品又是涉及国家信息安全的核心设备。考虑到广电网络作为国家基础设施的安全性,我们不可能大范围使用黑箱式的国外设备,应加快具有自主知识产权的系统的研制"
　　参考文献:
　　[1]李鉴增,焦方性.有线电视综合信息网络网技术
　　[].北京,人民邮电出版社,1999.
　　[2]彭明全.有线电视技术大全[].成都:电子科
　　技大学出版社,1997.
　　[3]刘修文.数字电视有线传输技术[].北京:电
　　子工业出版社,2002.

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