論計算機技術在有線數字電視系統中的應用

文丨王 晶

（國家廣播電影電視總局五七三臺，北京 102209）

在當今的信息化時代大潮中，計算機已經不陌生而遙遠，它早已深入到人們生活的各個角落中，近年來，隨著計算機技術的日益成熟，在很大程度上推動數據系統的軟、硬件環境的分離，在我國目前陸續推廣的有線電視數字化這一領域中，計算機技術的應用也將是系統實現軟件功能和硬件功能分離的根本技術基礎。有線數字電視，顧名思義，就是指我國傳統的有線電視所傳輸的模擬信號在經過計算機技術處理的電視信號加擾，有線網絡傳輸、終端接收以及記錄等一系列的技術環節過程后，將其轉換成為具體有數字化特點的數字信號的電視傳輸、交換技術，它有著信號保密，網絡智能化、易優化、易升級，對用戶端便于管理的特點。

有線數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，而系統中的其它部分則是類似于計算機系統中CPU的信號中央處理器以及計算機運行內存等硬件設施。例如，有線數字電視系統中條件接收裝置加擾器、同電視終端相連接的機頂盒中應用視頻MPEG解碼等技術都是由相關軟件功能來完成的。當然，同電視終端相連接的機頂盒自身也具備信號處理功能，信號處理水平相當于CPU主頻為100MHZ奔騰Ⅱ中央處理器水平[1]。有線電視系統中的對數字信號高度壓縮復用技術，已經使得傳統模擬時代簡單對電視信號電平進行監控的方法已經遠遠不能夠滿足有線電視信號數字化的要求和使用，如果將計算機技術運用到有線數字電視系統中，就能夠更加有效、方便的對系統中的用戶終端設備、局端網絡、數字信號交換等進行性能管理、故障處置、配置優化、安全操作以及精確計費等。

1 有線數字電視接收系統概述

有線數字電視條件接收系統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，都具有的統一接口標準，在某一個單元出現故障時，可以由不同的設備商來提供設備進行獨立更換和維修，從而不影響和涉及到系統中其他的正常功能單元。有線數字電視條件接收系統主要由四個單元構成，分別為：用戶授權，信號加密運算，有條件信息產生、發布等幾大功能單元組成，系統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和用戶業務管理重要功能，可見，有線數字電視網絡中的條件接收系統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。從網絡的硬件設備的分布上來看，大體劃分為以下幾個主要部分[2]。

1.1 網絡安全單元

該單元負責對用戶的最初始認證密碼進行核對和保存，機房網絡管理員可以運用網絡安全單元的密鑰功能對新入網的用戶授權信息進行離散計算，然后轉交到有線數字電視的用戶授權系統并產生用戶授權信息。所以，有線數字電視網絡中的安全設備單元可以看作計算機的安全保障設備，整個網絡中的條件接收系統的數據安全性都由該設備給予保證。

1.2 網絡用戶授權系統和CA信息插入

該授權系統可以根據前臺營業人員對用戶最初辦理業務所受理的用戶裝機地址信息內容，來創立用戶的初步授權信息，并在網絡用戶授機系統中初步形成系統需要的信息內容。在有線數字電視網絡的條件接收系統內部當中，用戶授權信息和授權控制信息二者之間的連接方式主要通過復用器以及局域網組成的，然后通過復用器將用戶授權信息傳送到插入智能卡的機頂盒MPEG-2系統碼流中，所以，網絡用戶授權系統是有線電線數字電視條件接收系統中核心的功能單元。

1.3 用戶信息復用和內容加擾

對有線數字電視節目內容的加擾，條件信息的數據打包復接都是通過復用器來完成的，并以此來產生加密的數據流。

2 計算機技術在系統中的運用效果

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

圖一 C A系統構成圖

從圖一的CA系統框架圖中可以看出，有線數字電視網絡中的條件接收系統的授權管理信息發生器（EMMG）在通向同用戶端相連的復用器（EMMI）之間主要是通過集線器（Hub）的設備接口來達到目的的。可見，網絡安全單元中的主要任務是產生有線數字電視網絡中條件接收系統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的條件模塊單元。圖一中的復用器功能單元中的控制字發生器（CWG）對控制字（CW）是通過隨機方式來進行加擾的，控制字發生器是依據DVB通用加擾算法的加擾器使用控制字（CW）對選中的電視節目內容進行信號干擾[4]。

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

3 總 結

綜上所述，計算機技術在有線數字電視網絡中運用，特別是在在條件接收系統中的使用，不僅能夠有效地處理系統對用戶的信息授權，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，有線數字電視網絡中的條件接收系統所運用的計算機技術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，將計算機技術有效地運用在有線數字電視網絡，在有力地推動整個網絡向數字化、互動化、智能化轉型的同時，也大力地保障了國家的基礎網絡信息安全。

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

[2]陳敬東. 全區廣播電視系統微機聯網設想及可行性分析. 內蒙古廣播電視技術，1998.

[3]景長軍. 廣播電視后期制作設備管理系統的設計與實踐. 有線電視技術，2005.

[4]武衛平. 福建電視臺數字化實施方案及其相關思路. 廣播與電視技術，2001.

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

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