有線數(shù)字電視機卡分離技術及其標準分析

宗佳琦

摘 要：數(shù)字電視發(fā)展戰(zhàn)略以科技進步、全民信息化的角度制定，機卡分離技術有助于解決區(qū)域差異和應用多樣性問題。本文通過概述電視機卡分離技術的現(xiàn)狀，圍繞國內外技術、效益分析、機頂盒CA模塊和機卡接口等方面分析數(shù)字電視機卡分離技術和標準的具體內容，進而促進我國有線數(shù)字電視行業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：有線數(shù)字;電視機卡;分離技術

中圖分類號：TN949.197 文獻標識碼：A 文章編號：2096-5079 （2020） 10-00-02

一、前言

目前，我國有線數(shù)字電視正在由單向廣播、模擬轉向轉變?yōu)殡p向互動模式變化，基本業(yè)務逐漸優(yōu)化、增值服務逐漸增加。由于CA系統(tǒng)是有線數(shù)字電視的關鍵設備，對于收費模塊、增值服務以及運營商的經濟收益至關重要。因此，探究CA技術思想和標準對于促進數(shù)字電視、機頂盒產業(yè)的發(fā)展十分重要。

二、有線數(shù)字電視機卡分離技術現(xiàn)狀

CA系統(tǒng)在最初屬于完全私有技術，機頂盒內必須具備含有特制的軟硬件解密節(jié)目。同時，在歐洲發(fā)達國家普遍使用智能卡的CA同密方案，能夠對加密的形式建立并健全相關標準。借助通用加擾箅法，可以確保機頂盒中的硬件結構被普遍應用，廠家能夠將自家軟件植入到智能卡中，避免機頂盒對CA技術的過分依賴[1]。中國有線電視市場降低了CA廠商的準入門檻，大部分廠商借助歐淋同密的標準，因此在機頂盒的硬件結構方面千篇一律。此外，機頂盒廠商有必要移植CA模塊，才可以進入有線數(shù)字電視市場。因此，研究CA技術實際內容和標準是數(shù)字電視發(fā)展的關鍵。

三、有線數(shù)字電視機卡分離技術及其標準分析

（一）有線數(shù)字電視機卡分離技術分析

（1） DVB-C1標準。為了解決機頂盒行業(yè)和市場被各種CA技術進行分割的問題，使數(shù)字電視的接收機能夠在市場上進行正常銷售，完成公平交易。DVB制定同時頒布機卡分離的DVB-C1標準。為了滿足數(shù)字電視在運行中對于高速傳輸流的技術需要，應用了PCCardType接口，將其作為DVB-CI物理接口。此技術主要是將CAM模塊應用于CA系統(tǒng)中，實現(xiàn)PCMCIA大卡。DVB-CI標準同時也在中國進行大規(guī)模的推廣工作，不過DVB-CI功能較為單一，價格成本較高。

（2） 美國Cablelabs借鑒了DVB-C1標準，研究并開發(fā)了POD技術，此技術依托PCMCIAPCCard接口，加設了相關的內容保護技術。通過頒布POD標準，使有線電視的運營商逐漸開始使用POD、IEEE134技術對安全模塊進行機卡分離。此外，通過將PCMCIA原有并行標準接口替換為Express-Card標準，使PCMCIA接口時代逐漸轉變?yōu)橐訳SB為代表的串行接口時代，該標準主要通過USB20的協(xié)議和PCIExpress協(xié)議制定。

（3） 高速接口標準。數(shù)字電視產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展使得新式數(shù)字電視應用規(guī)模擴大，對于系統(tǒng)提出了新要求。當前我國市場中包含多種CA系統(tǒng)，如下載器、EPG、數(shù)據(jù)廣播等。不過若想提升有線數(shù)字電視的接收機的平均銷售水平，有必要對這些部分進行分離工作。因此，我國在研發(fā)并制定接收機機卡分離技術與標準時需要結合實際情況，滿足我國市場的需求和應用環(huán)境。認真分析國內外數(shù)字電視應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，借鑒國際先進的機卡分離技術、高速接口技術。側重對技術的先進性、可實現(xiàn)功能、知識產權、技術可實現(xiàn)性等方面編制技術方案、標準草案。此為，高速接口標準能夠對兩根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)480Mbps傳輸速率，傳輸速率和實用性較高、具備低成本機械結構，同時具備良好擴展性、兼容性[2]。因此，USB接口已經成為數(shù)字電視接收機與機頂盒的普遍接口。具體內置功能如下：系統(tǒng)滿足主要的運營要求，無需發(fā)送UTI卡。不過需要在該機頂盒上預留一個UT擴展接口，進而實現(xiàn)增值應用。當前此功能已經在UTI接口中得以實現(xiàn)。USB技術應用包含：借助硬盤完成數(shù)字錄像機、MP3播放功能、PVR功能、連接讀卡器瀏覽、數(shù)碼相機功能。

（二）機卡分離技術的相關標準分析

（1） 機卡完全分離標準。此標準幾乎完全剝離了CA模塊的標準化接口，將機頂盒內CA模塊除去，取消機頂盒、CA之間的聯(lián)系。徹底開放CA標準。為CA技術發(fā)展提供了廣闊的空間，為提升CA的安全性創(chuàng)造條件。具體的機卡分離方案特點包含以下方面：節(jié)目解擾操作需要在CA卡中進行;機頂盒可以將碼流傳輸?shù)紺A卡中，由CA廠商直接決定并負責解擾算法。同時，CA卡能夠在解析碼流CA數(shù)據(jù)后，得到用戶授權、節(jié)目控制字。一般機頂盒具備調制接收功能，可以及時對音視頻完成解碼。完全機卡分離技術可以被推廣和應用，在技術應用與開發(fā)過程中，能夠普及使用范圍，這是當前大規(guī)模使用、推廣的標準。不過，該方案的重點是CA卡成本。而完全分離技術的CA卡模塊中成本較高，會導致標準應用的范圍窄，且普及的速度較慢。因此，若想在我國大規(guī)模應用這一標準，應降低CA卡造價，通過新技術的開發(fā)和發(fā)展，健全、制定有關的標準，盡量減少CA卡制造成本。

（2） 標準方案。機卡分離主要目標是將CA模塊自機頂盒內分離出，同時將其置于智能卡內，盡量減少并完全去除機頂盒中相關CA軟件。具體標準如下：將標準化機頂盒內機卡接口、CA模塊置于機頂盒內，實現(xiàn)CA模塊的標準化，使得機頂盒無需對CA軟件進行移植。此方案可以對如下內容完成標準制定：智能卡、機頂盒的物理層、應用層、接口協(xié)議;機頂盒內CA模塊的主要功能;這些標準主要依托CA技術，不必進行機頂盒硬件的改造，因此對于機頂盒廠商的不良影響較小。此外，標準化CA模塊的實現(xiàn)成本較低，極大程度地減少機頂盒造價，有助于向各種機頂盒廠商進行推廣。具體可以應用于以幾方面：在機頂盒內使用標準解擾算法完成解擾工作，或者是通用加擾算法;在智能卡內解析節(jié)目控制字;在智能卡內解析用戶授權;在機頂盒過濾掉智能卡數(shù)據(jù)進而減輕智能卡運算負荷;這些內容和當前CA實現(xiàn)技術差異性較低，通過機頂盒中的CA模塊和機卡間接口協(xié)議標準化。

在智能卡中，CA秘鑰的安全性能夠得到保障，而公開接口協(xié)議一般不會存在較多安全漏洞。當其與DVB標準結合后，不會對前端CA技術完成調整或改動，或者改動極小。但此方案的不足是不能突破原有CA技術對今后機卡分離技術發(fā)展的約束，需要依靠部分CA知識產權。通過使用與CA相似的通用加擾算法，以及對CA實現(xiàn)方式的局限都在一定程度上限制了CA未來的發(fā)展。不過，此問題與技術方案無直接關系，這是國內采用CA技術的共通問題。

（3） 機卡分離技術關于標準層面的挑戰(zhàn)。第一，技術挑戰(zhàn)。機卡分離標準的制定應滿足多種要求：需要保證CA系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性;具備預先技術能力，可以滿足CA技術的發(fā)展規(guī)律，并避免CA系統(tǒng)設計對于當前市場機頂盒兼容能力的不良影響。第二，應用挑戰(zhàn)。當前對于CA廠商，先進的機卡分離技術并不具備短期、巨大的經濟收益，但是會對相關行業(yè)的人員收入產生影響。因此，CA技術的廠商在應用機卡分離技術時主要的挑戰(zhàn)是機頂盒廠商已經進入早期市場，并得到一定的市場份額，因此很難適應開放的市場環(huán)境。所以，開放運行環(huán)境中，由于互利范圍的限制許多運營商在決策領域會被設備提供商限制，不能有序完成標準制定、推動和實施，因此需要結合政府和有關單位的力量，優(yōu)化標準的制定相關工作。

四、結論

在引入新開放標準后會扭轉當前數(shù)字電視發(fā)展現(xiàn)狀，促進數(shù)字電視產業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。因此，相關部門有必要制定并推行健全完善的標準?；谡蛧艺吆头傻闹笇?，與數(shù)字電視的網絡運營商、機頂盒制造商、CA廠家、家電型的廠商合作形成的產業(yè)聯(lián)盟，促進機卡分離數(shù)字電視系統(tǒng)的創(chuàng)新開發(fā)。

參考文獻：

[1]王偲.探析有線電視網絡中數(shù)字電視技術應用及發(fā)展[J].傳媒論壇，2019，2（24）：108+110.

[2]張慶錦.有線數(shù)字電視安裝調試與維護[J].中國新通信，2019， 21（13）：97.