宗佳琦

摘 要：當(dāng)前社會數(shù)字化水平越來越高，在民眾日常生活當(dāng)中，電視屬于一種極為常見的生活電器。本文將對DVB-C機頂盒當(dāng)中條件接收系統(tǒng)原理加以介紹，并且分析該系統(tǒng)在DVB-C機頂盒中的運用，以便提出條件接收系統(tǒng)在DVB-C機頂盒中的有效運用方式，以期為有關(guān)人員提供可靠參考。

關(guān)鍵詞：條件接收系統(tǒng);工作原理;DVB-C機頂盒;系統(tǒng)測試

中圖分類號：TN949.197 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-5079 （2020） 12-00-02

一、引言

當(dāng)前，數(shù)字電視的增值服務(wù)屬于相關(guān)技術(shù)部門的研發(fā)重點之一。其中，對于數(shù)字電視而言，條件接收系統(tǒng)（CAS）是其落實收費的核心系統(tǒng)，另外也是互聯(lián)網(wǎng)接入、電視購物以及電視點播等個性服務(wù)得以實現(xiàn)的重要部分。CAS為以DVB-C標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的有線數(shù)字電視系統(tǒng)，有關(guān)人員需要對此予以高度重視。

二、條件接收系統(tǒng)原理

條件接收系統(tǒng)即CAS，其屬于付費電視實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，對該系統(tǒng)的工作機制進行了解，對其運用與后期維護加以全面掌握，往往能夠確保付費電視相關(guān)業(yè)務(wù)順利開展。

條件接收系統(tǒng)主要包含的組成部分為：條件接收CA、用戶管理系統(tǒng)SMS、用戶授權(quán)管理系統(tǒng)SAS、節(jié)目調(diào)度處理EIS、業(yè)務(wù)信息生成系統(tǒng)SIG以及節(jié)目管理PMS/SI編輯系統(tǒng)等。CAS主要模塊為：①管理節(jié)目的CA;②管理用戶的SMS。其中，CA包含了：①信號加擾，其會經(jīng)由某隨機碼發(fā)生器生成的控制字CW（即隨機碼）對信號受到加擾器的加擾加以控制;②加密部分，要使加擾的信號在接收端成功地解擾，必須確保接收端擁有與加擾端相同的控制字對解擾器進行控制。因此，如果想把前端CW順利輸送至接收端，直接傳輸一般會被黑客所截獲，從而使條件接收系統(tǒng)的作用喪失，所以必須對CW的傳送實施加密處理，該加密方式屬于一類多層的加密機制，其能夠有效提升傳送CW的安全性，使授權(quán)控制信息ECM（即對CW直接進行加密的首層生成密文）可以經(jīng)由復(fù)用器和加擾碼流一同被順利傳送出去。需要注意的是，ECM當(dāng)中還包括節(jié)目授權(quán)控制、時間以及節(jié)目價格等重要信息，所以其屬于面向各類電視節(jié)目的重要管理信息。在加密CW時對應(yīng)的密鑰即SK（工作密鑰），其一般會被稱作“月密鑰”，需要每各月進行一次更換，而每次更換SK，都需要系統(tǒng)對全部用戶重新授權(quán)。PDK（即節(jié)目密鑰）屬于第二層對SK的加密，其生成的密文能夠與從SMS得到的相應(yīng)授權(quán)指令經(jīng)由SAS所形成的信息一同組成EMM（即授權(quán)管理信息），而EMM當(dāng)中還包括授權(quán)等級、智能卡號以及授權(quán)時間等關(guān)于用戶授權(quán)的重要信息，上述信息的重要作用為實現(xiàn)將權(quán)限授權(quán)給用戶的各項工作，所以EMM主要會面向用戶，即在此過程中的管理信息，詳細(xì)來看，便是EMM能夠?qū)τ脩粲^看頻道以及觀看時間展開授權(quán)，其會經(jīng)由復(fù)用器和加擾碼流被一同傳送出去。

三、條件接收系統(tǒng)在DVB-C機頂盒中的運用

（一）SI管理器

該功能模塊最關(guān)鍵的作用便在于對從相應(yīng)信息流當(dāng)中收獲的SI信息加以控制，得到對解復(fù)用器加以設(shè)置時的各項參數(shù)，對接收數(shù)據(jù)的通道進行管理。

在通常情況下，所有被加擾節(jié)目均擁有一路與自身相對應(yīng)的ECM流，各ECM流間對應(yīng)關(guān)系一般會在PMT表（節(jié)目映射表）當(dāng)中被指定出來，而PMT表主要是對某特定節(jié)目的內(nèi)部屬性加以描述的。因此，PMT表當(dāng)中行必須存在CA描述子，此時的CA-PID即ECM對應(yīng)PID。倘若CA描述子存在于CAT表（條件接收表），此時的CA-PID則為EMM對應(yīng)PID。SI管理器在獲得EMM與ECM對應(yīng)PID之后，便會把相關(guān)參數(shù)傳送至CA驅(qū)動。

（二）SC驅(qū)動

此模塊屬于機頂盒當(dāng)中的獨立、完整模塊，會經(jīng)由特定指令系統(tǒng)對信息進行交換，對IC卡狀態(tài)（包括復(fù)位、插入以及拔出等狀態(tài)）進行監(jiān)控。在DVB-C機頂盒開機或者插入IC卡的時候，該模塊會使IC卡復(fù)位，并且使讀寫操作準(zhǔn)確、順利地完成，同時確保所傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)不會出現(xiàn)誤差。除此之外，還應(yīng)該在IC卡實現(xiàn)復(fù)位后，將CA-System-ID系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)讀取出來，隨后將其送至CA-task加以處理。接口設(shè)備與SC間通信的方式需要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，將復(fù)位應(yīng)答序列讀出，經(jīng)由全局接口字符對通信參數(shù)加以設(shè)置，例如時鐘頻率以及波特率等。與此同時，經(jīng)由對智能卡寄存器加以設(shè)置，使對IC卡的各項操作得以實現(xiàn)，例如錯誤處理寄存器、狀態(tài)寄存器、時鐘控制寄存器以及控制寄存器等。有關(guān)部門需要明確，SC驅(qū)動屬于CA系統(tǒng)得以順利運行的核心，因此需要對其予以高度關(guān)注。

（三）CA驅(qū)動

此驅(qū)動需要使和前端系統(tǒng)加擾算法相對應(yīng)逆算法得以順利完成，把自SI管理器獲取的EMM以及ECM對應(yīng)PID全部設(shè)置給后續(xù)的DEMUX驅(qū)動，并且由其把得到的EMM以及ECM信息數(shù)據(jù)傳送至CA系統(tǒng)的內(nèi)核。EMM當(dāng)中一般存在IC卡對應(yīng)ID（即EMM適用用戶），而CA系統(tǒng)的內(nèi)核會按照機內(nèi)IC卡將SMC-ID讀取出來，隨后確定是否需要把該EMM傳送至該卡當(dāng)中，進而CA系統(tǒng)內(nèi)核會充分比較智能卡用戶的授權(quán)信息和ECM節(jié)目授權(quán)信息，若ECM信息與相應(yīng)條件相符合，便可以把此信息傳送至對應(yīng)智能卡，解碼電子秘鑰，對解擾序列需要用到的信息數(shù)據(jù)進行控制，CA系統(tǒng)內(nèi)核再把控制字通過DEMUX驅(qū)動對解擾器進行設(shè)置，最終確保DVB-C機頂盒使解擾工作順利完成，以便對加擾后節(jié)目進行播放。

為了確保加密更為可靠，需要經(jīng)常改變解擾用到的控制字，一般在10s當(dāng)中需要發(fā)生至少一次改變?？刂谱职l(fā)生器通常會在信號發(fā)送端生成控制字，并且將其提供給加密器以及加擾器。在通常情況下，控制字典型字長是60bit，需要每隔2s～10s進行一次改變，加擾器會按照控制字發(fā)生器所生成的控制字加擾運算從復(fù)用器MPEG所傳送的比特流。

（四）DEMUX驅(qū)動

此驅(qū)動主要是對CA系統(tǒng)內(nèi)核對于解復(fù)用相應(yīng)要求加以描述，核心任務(wù)為根據(jù)從CA驅(qū)動器輸送至CA系統(tǒng)內(nèi)核對應(yīng)濾波器的參數(shù)對接收數(shù)據(jù)的通道加以設(shè)置，同時將所接收的信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地傳送至CA系統(tǒng)內(nèi)核，讓該內(nèi)核展開解釋和分析。在此過程中，最為重要的需求資源包含了：EMM與EMC各自所需的數(shù)據(jù)通道為1個，而EMM所需的濾波器超過4個。

（五）OS驅(qū)動

該驅(qū)動的主要任務(wù)為將和DVB-C機頂盒動態(tài)操作系統(tǒng)進行交互的各應(yīng)用程序的接口提供給CA系統(tǒng)的內(nèi)核，相關(guān)操作主要為信號燈設(shè)置、任務(wù)創(chuàng)建、釋放/分配內(nèi)存等重要的系統(tǒng)操作。

四、系統(tǒng)測試和解決問題

（一）系統(tǒng)測試

（1） 測試EMM與ECM信息接收數(shù)據(jù)信息的完整性：這主要是由于只有徹底接收到完整的上述信息，才能持續(xù)播放加擾節(jié)目，取得并顯示前端所發(fā)送的IPPV、電子郵件以及OSD等信息。

（2） 測試加密節(jié)目對應(yīng)解擾速度：對相同頻點當(dāng)中加擾節(jié)目間轉(zhuǎn)換而言，需要確保播出節(jié)目的時延少于1s。而對于不同頻點當(dāng)中加擾節(jié)目間轉(zhuǎn)換來說，應(yīng)該保證播出節(jié)目的時延少于2s。

（二）解決問題

問題：在對復(fù)位信號進行設(shè)置之后，智能卡沒在規(guī)定時間中回傳數(shù)據(jù)，或者未讀取出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

原因：①盡管數(shù)據(jù)被及時傳送，系統(tǒng)卻未受到;②數(shù)據(jù)完全沒有被傳送。

解決：在示波器中對I/O線中的數(shù)據(jù)進行查看，觀察到上述問題主要成因在于交換數(shù)據(jù)的時候未加延時，導(dǎo)致數(shù)據(jù)線當(dāng)中數(shù)據(jù)較繁忙，致使沒有完全接收數(shù)據(jù)的時候便對新數(shù)據(jù)進行傳送，最終使得上層數(shù)據(jù)最終判斷沒有完成數(shù)據(jù)接收。技術(shù)人員應(yīng)該將合理的延時加入到程序當(dāng)中，在進行適當(dāng)改進之后，系統(tǒng)便能夠準(zhǔn)確、順利地接收數(shù)據(jù)信息。

五、結(jié)論

總體而言，在數(shù)字電視高速發(fā)展的新時期，增值服務(wù)的全面開發(fā)將會進一步推動廣播電視行業(yè)的全面發(fā)展。在數(shù)字化建設(shè)新時期，條件接受系統(tǒng)的篩選極其重要，其屬于個性化實現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)控制以及收費等功能得以發(fā)揮的核心基礎(chǔ)。因此，有關(guān)部門需要對其展開深入研究，確保CAS能夠在DVB-C機頂盒中得到有效應(yīng)用。

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