楊勇 徐海泉
計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展加速實現(xiàn)了軟、硬件環(huán)境的分離，在即將全面推廣的有線數(shù)字電視領(lǐng)域，也出現(xiàn)了這種基于硬件和軟件功能實現(xiàn)完全分離的技術(shù)，而數(shù)字電視就是在電視信號產(chǎn)生后的處理、傳送、接收、記錄等過程都采用數(shù)字技術(shù)的電視，數(shù)字電視系統(tǒng)一般包括電視信號的數(shù)字化、數(shù)字電視信號的發(fā)送、傳輸、交換、記錄、接收等部分，其硬件部分除包括基本的射頻處理單元和輸入/輸出（I/O）接口之外，其余部分則是相當(dāng)于計算機(jī)系統(tǒng)中CPU的高速信號處理器和內(nèi)存等計算機(jī)單元。例如條件接收系統(tǒng)（CA）的加擾器、機(jī)頂盒（STB）的MPEG解碼等功能均由軟件來實現(xiàn)，而機(jī)頂盒本身也相當(dāng)于奔騰Ⅱ水平的電腦。數(shù)字信號的高度壓縮復(fù)用，使模擬時代只對信號電平進(jìn)行監(jiān)控的方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足數(shù)字時代的要求，而利ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，可以提供一百多套標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視節(jié)目，而且具有很強(qiáng)的國內(nèi)覆蓋特性，用戶使用直徑0.45 m的接收小站即可接收直播衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的高質(zhì)量數(shù)字電視節(jié)目，用戶收看時由地面的用戶管理和條件接收系統(tǒng)進(jìn)行授權(quán)和計費控制，根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國民收入增長的速度，預(yù)計在2010年左右我國至少有1/3的家庭具備安裝衛(wèi)星接收設(shè)備和支付收看費用的能力。衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)無需敷設(shè)線路，只要安裝接收小站設(shè)備就可以接收，它的普及速度可能會非常驚人，這是直播衛(wèi)星最大的優(yōu)勢，用戶尤其是高端用戶的流失是不可避免的。同時由于業(yè)務(wù)上的相互競爭，收益率也許難以達(dá)到壟斷經(jīng)營的水平，因此我們應(yīng)該正視這種競爭，兩種運營商將會長期共存，優(yōu)勢互補(bǔ)，相互競爭，共同發(fā)展，我們的網(wǎng)絡(luò)公司面對這樣嚴(yán)峻的形勢絲毫不能放慢前進(jìn)的腳步，數(shù)字化建設(shè)是目前和今后幾年的最為重要的工作，同時要積極樹立自己的品牌形象，依托地面網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢開展多種增值業(yè)務(wù)，深化內(nèi)部管理改革，提高服務(wù)質(zhì)量和技術(shù)水平，從而使自己在競爭中處于有利地位。
用計算機(jī)技術(shù)可以對數(shù)字電視系統(tǒng)中的前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、機(jī)頂盒等進(jìn)行更方便快捷的性能管理、故障管理、配置管理、安全管理和計費管理等，下面僅以條件接收系統(tǒng)（CA）為例作重點介紹。
條件接收系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)把條件接收分成幾個相對獨立的模塊，每個獨立的功能模塊可由不同的廠商提供并能夠獨立更換，而不影響其他的功能模塊。典型的條件接收系統(tǒng)一般由對用戶授權(quán)、加密運算、CA信息產(chǎn)生、CA信息發(fā)布等功能模塊構(gòu)成，完成對合法用戶的授權(quán)和授權(quán)管理兩項重要功能，條件接收系統(tǒng)的全部職能都圍繞著這兩種CA信息進(jìn)行。從物理設(shè)備的分布來看，可大體劃分為以下幾個部分。
（1）安全設(shè)備。該設(shè)備保存用戶原始的認(rèn)證密鑰對，并使用該密鑰對初始的用戶授權(quán)信息進(jìn)行離散計算，然后交由用戶授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生用戶授權(quán)信息。安全設(shè)備相當(dāng)于一臺安全計算器，整個條件接收系統(tǒng)的安全性由此設(shè)備保證。
�。�2）用戶授權(quán)系統(tǒng)和CA信息插入。用戶授權(quán)系統(tǒng)根據(jù)用戶信息，產(chǎn)生部分用戶授權(quán)信息形成所需的信息。在條件接收內(nèi)部，用戶授權(quán)信息和授權(quán)控制信息通過局域網(wǎng)方式和復(fù)用器連接，將CA信息插入到復(fù)用的MPEG-2系統(tǒng)碼流中，這是條件接收系統(tǒng)的核心部分。
�。�3）信息復(fù)用和內(nèi)容加擾。在復(fù)用器中，完成對節(jié)目內(nèi)容的加擾，CA信息的數(shù)據(jù)打包復(fù)接，產(chǎn)生加密的數(shù)據(jù)流。條件接收系統(tǒng)可分為3個部分：用戶管理系統(tǒng)、條件接收設(shè)備和復(fù)用器，分別由3個不同的系統(tǒng)設(shè)備提供商提供。
條件接收系統(tǒng)的授權(quán)管理信息發(fā)生器（EMMG）通過集線器（Hub）連接到復(fù)用器的EMMI接口上，授權(quán)控制信息發(fā)生器（ECMG）通過集線器（Hub）連接到復(fù)用器的ECMI接口上。安全設(shè)備的主要任務(wù)是產(chǎn)生條件接收系統(tǒng)需要的密鑰，通過安全的通道給相應(yīng)的CA模塊提供這些密鑰。復(fù)用器中控制字發(fā)生器以隨機(jī)方式產(chǎn)生加擾控制字CW，按照DVB通用加擾算法的加擾器使用控制字CW對選中的節(jié)目進(jìn)行加擾。當(dāng)采用同密方式工作時，復(fù)用器通過DVB同密標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議與條件接收系統(tǒng)的授權(quán)控制信息發(fā)生器（ECMG）通信，把控制字CW序列傳送給ECMG。通過條件接收系統(tǒng)的ECMG產(chǎn)生相應(yīng)的ECM流，并經(jīng)過復(fù)用器的ECMI接口把生成的ECM流注入到傳輸流（TS流）中。
用戶管理系統(tǒng)（SMS）通過條件接收系統(tǒng)的用戶管理系統(tǒng)接口（SMS-I）向CA用戶授權(quán)系統(tǒng)（SAS）發(fā)送授權(quán)請求，用戶授權(quán)系統(tǒng)（SAS）響應(yīng)請求產(chǎn)生一個用戶授權(quán)信息EMM，EMM信息包括用戶的唯一標(biāo)識號、智能卡號、用戶的授權(quán)信息、EMM版本等。用戶授權(quán)系統(tǒng)（SAS）生成的EMM，通過授權(quán)管理信息發(fā)生器（EMMG）按照DVB同密標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議把EMM注入到復(fù)用器中，復(fù)用器把接收到的用戶授權(quán)信息EMM復(fù)用到傳輸流（TS流）中。在接收端，用戶端機(jī)頂盒（STB）中的智能卡在接收到用戶授權(quán)管理信息后，產(chǎn)生授權(quán)。智能卡中有了授權(quán)后，才能正確地解開授權(quán)控制信息ECM中經(jīng)過加密的控制字CW。接收客戶端EMM和ECM的解密都是由智能卡內(nèi)的處理軟件完成。智能卡與用戶端機(jī)頂盒（STB）之間的通信是加密的，所以機(jī)頂盒在接收到通信的數(shù)據(jù)后，要再次解密才能得到控制字CW。機(jī)頂盒把控制字CW寫入DVB通用解擾標(biāo)準(zhǔn)的解擾芯片中，就可以還原被加擾的視音頻或者數(shù)據(jù)了。采用DVB通用解擾算法是兩個條件接收系統(tǒng)實現(xiàn)同密的要求，在單個條件接收系統(tǒng)運行而不需要考慮同密要求的場合，可以采用條件接收系統(tǒng)提供自己獨特的加解擾算法。
由此可見，在有線數(shù)字電視的條件接收系統(tǒng)中使用計算機(jī)技術(shù)，不僅可以控制用戶的授權(quán)，為用戶提供一個安全保密的通道，使非授權(quán)者不可能竊取或篡改他人傳輸?shù)男畔�，而且條件接收系統(tǒng)采用計算機(jī)技術(shù)還能夠控制機(jī)頂盒的使用，使其只能接收有線電視運營商從前端傳來的合法信息，起到了防止非法信息侵入有線電視網(wǎng)絡(luò)的作用，因此能夠更好地保障國家的信息安全。國內(nèi)覆蓋特性，用戶使用直徑0.45 m的接收小站即可接收直播衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的高質(zhì)量數(shù)字電視節(jié)目，用戶收看時由地面的用戶管理和條件接收系統(tǒng)進(jìn)行授權(quán)和計費控制，根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國民收入增長的速度，預(yù)計在2010年左右我國至少有1/3的家庭具備安裝衛(wèi)星接收設(shè)備和支付收看費用的能力。衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)無需敷設(shè)線路，只要安裝接收小站設(shè)備就可以接收，它的普及速度可能會非常驚人，這是直播衛(wèi)星最大的優(yōu)勢，用戶尤其是高端用戶的流失是不可避免的。同時由于業(yè)務(wù)上的相互競爭，收益率也許難以達(dá)到壟斷經(jīng)營的水平，因此我們應(yīng)該正視這種競爭，兩種運營商將會長期共存，優(yōu)勢互補(bǔ)，相互競爭，共同發(fā)展，我們的網(wǎng)絡(luò)公司面對這樣嚴(yán)峻的形勢絲毫不能放慢前進(jìn)的腳步，數(shù)字化建設(shè)是目前和今后幾年的最為重要的工作，同時要積極樹立自己的品牌形象，依托地面網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢開展多種增值業(yè)務(wù)，深化內(nèi)部管理改革，提高服務(wù)質(zhì)量和技術(shù)水平，從而使自己在競爭中處于有利地位。
