論計算機技術(shù)在有線數(shù)字電視系統(tǒng)中的應(yīng)用

文丨王 晶

（國家廣播電影電視總局五七三臺，北京 102209）

在當(dāng)今的信息化時代大潮中，計算機已經(jīng)不陌生而遙遠，它早已深入到人們生活的各個角落中，近年來，隨著計算機技術(shù)的日益成熟，在很大程度上推動數(shù)據(jù)系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境的分離，在我國目前陸續(xù)推廣的有線電視數(shù)字化這一領(lǐng)域中，計算機技術(shù)的應(yīng)用也將是系統(tǒng)實現(xiàn)軟件功能和硬件功能分離的根本技術(shù)基礎(chǔ)。有線數(shù)字電視，顧名思義，就是指我國傳統(tǒng)的有線電視所傳輸?shù)哪M信號在經(jīng)過計算機技術(shù)處理的電視信號加擾，有線網(wǎng)絡(luò)傳輸、終端接收以及記錄等一系列的技術(shù)環(huán)節(jié)過程后，將其轉(zhuǎn)換成為具體有數(shù)字化特點的數(shù)字信號的電視傳輸、交換技術(shù)，它有著信號保密，網(wǎng)絡(luò)智能化、易優(yōu)化、易升級，對用戶端便于管理的特點。

有線數(shù)字電視的主要硬件部分為基本的射頻處理單元和電視信號的輸入/輸出（I/O）接口，而系統(tǒng)中的其它部分則是類似于計算機系統(tǒng)中CPU的信號中央處理器以及計算機運行內(nèi)存等硬件設(shè)施。例如，有線數(shù)字電視系統(tǒng)中條件接收裝置加擾器、同電視終端相連接的機頂盒中應(yīng)用視頻MPEG解碼等技術(shù)都是由相關(guān)軟件功能來完成的。當(dāng)然，同電視終端相連接的機頂盒自身也具備信號處理功能，信號處理水平相當(dāng)于CPU主頻為100MHZ奔騰Ⅱ中央處理器水平[1]。有線電視系統(tǒng)中的對數(shù)字信號高度壓縮復(fù)用技術(shù)，已經(jīng)使得傳統(tǒng)模擬時代簡單對電視信號電平進行監(jiān)控的方法已經(jīng)遠遠不能夠滿足有線電視信號數(shù)字化的要求和使用，如果將計算機技術(shù)運用到有線數(shù)字電視系統(tǒng)中，就能夠更加有效、方便的對系統(tǒng)中的用戶終端設(shè)備、局端網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字信號交換等進行性能管理、故障處置、配置優(yōu)化、安全操作以及精確計費等。

1 有線數(shù)字電視接收系統(tǒng)概述

有線數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)的主要是由多個相對獨立的有條件接收單元組合而成的。系統(tǒng)中的每一個獨立的有條件接收功能單元具備模塊化功能，都具有的統(tǒng)一接口標準，在某一個單元出現(xiàn)故障時，可以由不同的設(shè)備商來提供設(shè)備進行獨立更換和維修，從而不影響和涉及到系統(tǒng)中其他的正常功能單元。有線數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)主要由四個單元構(gòu)成，分別為：用戶授權(quán)，信號加密運算，有條件信息產(chǎn)生、發(fā)布等幾大功能單元組成，系統(tǒng)通過上述幾大功能完成了對符合條件的交費用戶的信號授權(quán)和用戶業(yè)務(wù)管理重要功能，可見，有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中的條件接收系統(tǒng)的所有功能都是以這兩項用戶的基本職能的條件信息來開展的。從網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備的分布上來看，大體劃分為以下幾個主要部分[2]。

1.1 網(wǎng)絡(luò)安全單元

該單元負責(zé)對用戶的最初始認證密碼進行核對和保存，機房網(wǎng)絡(luò)管理員可以運用網(wǎng)絡(luò)安全單元的密鑰功能對新入網(wǎng)的用戶授權(quán)信息進行離散計算，然后轉(zhuǎn)交到有線數(shù)字電視的用戶授權(quán)系統(tǒng)并產(chǎn)生用戶授權(quán)信息。所以，有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中的安全設(shè)備單元可以看作計算機的安全保障設(shè)備，整個網(wǎng)絡(luò)中的條件接收系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性都由該設(shè)備給予保證。

1.2 網(wǎng)絡(luò)用戶授權(quán)系統(tǒng)和CA信息插入

該授權(quán)系統(tǒng)可以根據(jù)前臺營業(yè)人員對用戶最初辦理業(yè)務(wù)所受理的用戶裝機地址信息內(nèi)容，來創(chuàng)立用戶的初步授權(quán)信息，并在網(wǎng)絡(luò)用戶授機系統(tǒng)中初步形成系統(tǒng)需要的信息內(nèi)容。在有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的條件接收系統(tǒng)內(nèi)部當(dāng)中，用戶授權(quán)信息和授權(quán)控制信息二者之間的連接方式主要通過復(fù)用器以及局域網(wǎng)組成的，然后通過復(fù)用器將用戶授權(quán)信息傳送到插入智能卡的機頂盒MPEG-2系統(tǒng)碼流中，所以，網(wǎng)絡(luò)用戶授權(quán)系統(tǒng)是有線電線數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)中核心的功能單元。

1.3 用戶信息復(fù)用和內(nèi)容加擾

對有線數(shù)字電視節(jié)目內(nèi)容的加擾，條件信息的數(shù)據(jù)打包復(fù)接都是通過復(fù)用器來完成的，并以此來產(chǎn)生加密的數(shù)據(jù)流。

2 計算機技術(shù)在系統(tǒng)中的運用效果

總體而言，有線數(shù)字電視條件接收系統(tǒng)主要有3個主要組成部分：用戶管理系統(tǒng)、條件接收設(shè)備和復(fù)用器，當(dāng)然，整個網(wǎng)絡(luò)中的3個不同的系統(tǒng)設(shè)備可以有不同的設(shè)備制造來提供。從圖一中可以看出，有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中條件接收單元是有線電視網(wǎng)絡(luò)公司的基本運行系統(tǒng)，而同位用戶端的數(shù)字電視前端設(shè)備則可以設(shè)備制造商單獨提供[3]。

圖一 C A系統(tǒng)構(gòu)成圖

從圖一的CA系統(tǒng)框架圖中可以看出，有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中的條件接收系統(tǒng)的授權(quán)管理信息發(fā)生器（EMMG）在通向同用戶端相連的復(fù)用器（EMMI）之間主要是通過集線器（Hub）的設(shè)備接口來達到目的的?？梢?，網(wǎng)絡(luò)安全單元中的主要任務(wù)是產(chǎn)生有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中條件接收系統(tǒng)需要的用戶信息初始密鑰，然后，將初始密鑰信息通過安全的通道傳遞給相應(yīng)的條件模塊單元。圖一中的復(fù)用器功能單元中的控制字發(fā)生器（CWG）對控制字（CW）是通過隨機方式來進行加擾的，控制字發(fā)生器是依據(jù)DVB通用加擾算法的加擾器使用控制字（CW）對選中的電視節(jié)目內(nèi)容進行信號干擾[4]。

在C A系統(tǒng)中，用戶管理系統(tǒng)（SMS）通過條件接收系統(tǒng)中的用戶管理系統(tǒng)的設(shè)備接口向條件接收設(shè)備中用戶授權(quán)系統(tǒng)（SAS）發(fā)出請求對用戶信息授權(quán)的需求，用戶授權(quán)系統(tǒng)（SAS）對用戶管理系統(tǒng)所傳來的信息需求積極應(yīng)答并產(chǎn)生用戶授權(quán)信息（EMM），用戶授權(quán)的主要內(nèi)容有：用戶標識號、用戶智能卡卡號、用戶授權(quán)信息等等。條件接收設(shè)備中用戶授權(quán)系統(tǒng)所生成的對用戶授權(quán)信息，按照DVB同密標準接口協(xié)議經(jīng)過通過授權(quán)管理信息發(fā)生器將用戶授權(quán)信息傳入到下一級功能單元復(fù)用器中，復(fù)用器將上一級傳來的用戶授權(quán)信息再復(fù)用到傳輸流當(dāng)中。在用戶接收端中，同電視相連接的機頂盒中的用戶授權(quán)信息智能卡在接到上一級復(fù)用器傳來的用戶授權(quán)管理信息后，通過自身的處理產(chǎn)生授權(quán)[5]。然后，正確地解開經(jīng)過授權(quán)控制信息加過密的控制字CW，可見，有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中的用戶接收端和ECM的解密都是由智能卡內(nèi)的軟件來來操作完成的。此外，用戶授權(quán)的智能卡同機頂盒之間的通信是經(jīng)過加密處理的，所以機頂盒在接收到上一級傳來通信數(shù)據(jù)后，需要經(jīng)過智能卡的再次解密才能得到控制字CW[6]。

3 總 結(jié)

綜上所述，計算機技術(shù)在有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中運用，特別是在在條件接收系統(tǒng)中的使用，不僅能夠有效地處理系統(tǒng)對用戶的信息授權(quán)，還能夠用戶端提供安全、可靠、不受干擾信號傳輸通道，使用戶在的電視信號信息的傳輸過程中，不被其它非法用戶私自竊取或篡改。此外，有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中的條件接收系統(tǒng)所運用的計算機技術(shù)還能夠有效地控制用戶端的機頂盒使用，使得廣大有線電視用戶只能單一的接收從運營商端傳來的合法電視信號，將非法電視信號有效屏蔽，可見，將計算機技術(shù)有效地運用在有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)，在有力地推動整個網(wǎng)絡(luò)向數(shù)字化、互動化、智能化轉(zhuǎn)型的同時，也大力地保障了國家的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)信息安全。

[1]魏勇鋼. 廣播電視大學(xué)與計算機教學(xué)的初步分析與研究. 中國科技博覽，2009.

[2]陳敬東. 全區(qū)廣播電視系統(tǒng)微機聯(lián)網(wǎng)設(shè)想及可行性分析. 內(nèi)蒙古廣播電視技術(shù)，1998.

[3]景長軍. 廣播電視后期制作設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計與實踐. 有線電視技術(shù)，2005.

[4]武衛(wèi)平. 福建電視臺數(shù)字化實施方案及其相關(guān)思路. 廣播與電視技術(shù)，2001.

[5]周專強，金一，曹震華. 構(gòu)建廣播向數(shù)字化平衡過渡的平臺. 廣播與電視技術(shù)，2005.

[6]雄偉. 廣播電視接收PC機設(shè)計參考（標準）及其應(yīng)用《實用影音技術(shù)》，1999.