數(shù)字電視系統(tǒng)介紹

1、內(nèi)容提要(ni rn t yo)概述一、數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展二、有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)三、數(shù)字電視技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)四、數(shù)字有線電視系統(tǒng)五、TS、PSI、SI 介紹 共一百五十二頁概述(i sh)有線電視(yu xin din sh)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)： 數(shù)字化 網(wǎng)絡(luò)化 綜合化 智能化共一百五十二頁概述(i sh)增值業(yè)務(wù)： 個(gè)性化的視頻(shpn)服務(wù)；PPV(Pay Per View 按次付費(fèi)）；VOD；EPG；數(shù)據(jù)廣播；擴(kuò)展業(yè)務(wù)： IP PHONE；INTERNET； 電子商務(wù)；電子購物；遠(yuǎn)程教育、醫(yī)療； 共一百五十二頁概述(i sh)依托現(xiàn)有的CATV HFC網(wǎng)絡(luò)，目前(mqin)采用的技術(shù)

2、方式： DVBC CMTS（電纜調(diào)制解調(diào)器終接系統(tǒng)） +Cable Modem EoC 共一百五十二頁一、數(shù)字電視(sh z din sh)技術(shù)的發(fā)展1 數(shù)字電視是電視發(fā)展的必然趨勢(shì) 電視技術(shù)的革命(gmng)： 第一次：黑白彩色 第二次：模擬數(shù)字共一百五十二頁電視發(fā)展到今天，它的適用范圍早已超越了廣播娛樂界，廣泛地?cái)U(kuò)展到文化教育、科研管理、工礦企業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、公安交通、軍事宇航和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域。 隨著信息時(shí)代的到來和數(shù)字(shz)技術(shù)的飛速發(fā)展， 電視進(jìn)入數(shù)字時(shí)代已是勢(shì)所必然。共一百五十二頁傳統(tǒng)的模擬電視最大的缺點(diǎn)是：逐級(jí)放大(fngd)的傳輸方式容易產(chǎn)生噪聲，長距離傳輸后信噪比惡化

3、，圖像清晰度受到嚴(yán)重?fù)p傷，圖像對(duì)比度產(chǎn)生較大的畸變，相位失真也會(huì)造成色彩失真；對(duì)設(shè)備的非線性失真十分敏感。此外，模擬電視還具有穩(wěn)定性差、可靠性低、調(diào)整繁雜、不便集成、自動(dòng)控制困難、以及成本高昂等缺點(diǎn)。共一百五十二頁數(shù)字電視是數(shù)字化信息技術(shù)革命的產(chǎn)物。所謂數(shù)字電視，是將傳統(tǒng)的模擬電視信號(hào)經(jīng)過抽樣、量化、編碼等一系列處理轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)代表的數(shù)字式信號(hào)，然后可以很方便地進(jìn)行各種處理、傳輸、存儲(chǔ)和記錄，也可以用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、監(jiān)測(cè)和控制。采用(ciyng)數(shù)字技術(shù)不僅使各種電視設(shè)備獲得了比原有模擬式設(shè)備更高的技術(shù)性能，而且還具有了模擬技術(shù)不能達(dá)到的新功能。電視技術(shù)+計(jì)算機(jī)技術(shù) 數(shù)字電視技術(shù)共一百五

4、十二頁2 數(shù)字電視的技術(shù)優(yōu)勢(shì) （1）采用了先進(jìn)的圖像壓縮編碼技術(shù)，因而每套節(jié)目占用的頻帶窄，可以更充分地利用頻率資源。例如，在有線電視中，原來的一個(gè)模擬(mn)電視頻道，可以用來傳送6-8套標(biāo)準(zhǔn)清晰度的數(shù)字電視節(jié)目。對(duì)用戶來說，這意味著可選擇的節(jié)目將更加豐富。同時(shí)，節(jié)目大容量的低廉傳輸和廣范圍的收視使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用大幅度降低。共一百五十二頁（2）圖像清晰度高、音頻效果好、抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字電視信號(hào)的信噪比和連續(xù)處理的次數(shù)無關(guān)，在傳輸過程中，不會(huì)降低信雜比。因此數(shù)字電視信號(hào)的傳播不像模擬信號(hào)會(huì)在傳輸過程中噪聲逐步積累，它不受地理因素(yn s)的限制，幾乎可以無限擴(kuò)大覆蓋面。因此，數(shù)字電視清晰度高

5、，在接收端看到的電視圖像及聲音質(zhì)量非常接近演播室水平。（3）伴音質(zhì)量大幅度提高。目前的模擬電視，伴音是單聲道的，只有個(gè)別電視臺(tái)剛開始試播雙聲道的麗音，而數(shù)字電視可以提供5+1的環(huán)繞立體聲。共一百五十二頁（4）數(shù)字電視采用大規(guī)模集成電路，結(jié)構(gòu)更加簡單，成本進(jìn)一步降低，可靠性比模擬電視更高。（5）易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)，而且存儲(chǔ)時(shí)間與信號(hào)的特性無關(guān)。同時(shí)(tngsh)保證了現(xiàn)有模擬電視畫面的格式，普通電視機(jī)前加裝數(shù)字電視機(jī)頂盒即可接收數(shù)字電視節(jié)目，電視臺(tái)的電視節(jié)目制作設(shè)備也可沿用。共一百五十二頁（6）由于采用數(shù)字技術(shù)，數(shù)字電視有利于實(shí)現(xiàn)電視廣播與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的融合，從而可以大大擴(kuò)展服務(wù)內(nèi)容，目前數(shù)字電視

6、的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)考慮了與ATM的互操作性。對(duì)用戶來說，這意味著可以從被動(dòng)地收看變成主動(dòng)地準(zhǔn)交互（本地交互）、交互地收看。而且隨著節(jié)目源的豐富，用戶可以獲得更多的游戲娛樂節(jié)目；獲得各類針對(duì)性的信息資訊，如財(cái)經(jīng)信息等；其它服務(wù)，如：付費(fèi)節(jié)目、隨次計(jì)費(fèi)節(jié)目、電影選播系統(tǒng)、歌唱點(diǎn)播、新聞選取、電視在線教育、電視購物(u w)、數(shù)字電子游戲、居家銀行及互聯(lián)網(wǎng)瀏覽等新穎服務(wù)。共一百五十二頁（7）很容易實(shí)現(xiàn)加密/解密和加擾/解擾技術(shù)，便于開展各類收費(fèi)業(yè)務(wù)。而且條件接收系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的良好管理，確保了資金(zjn)的有效回報(bào)。共一百五十二頁 上述電視數(shù)字化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，無論是對(duì)于消費(fèi)者，還是對(duì)于相關(guān)企業(yè)，

7、甚至是對(duì)于整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)(chny)、廣播行業(yè)，都意味著一場(chǎng)巨大的變革。對(duì)于消費(fèi)者而言，數(shù)字電視不只是圖像更清晰、聲音更逼真、屏幕更大及頻道更多，而且集電視、電腦、電信的功能為一體，使電視的用途由單一性向多元化發(fā)展，成為千家萬戶進(jìn)入信息高速公路的便捷通道；對(duì)于電視機(jī)廠家、電視臺(tái)、電視制作和傳播媒體而言，數(shù)字電視的出現(xiàn)既是一種挑戰(zhàn)又是一種機(jī)遇。但它所帶來的電視市場(chǎng)擴(kuò)容潛力將無可估量，并可推動(dòng)通過數(shù)字電視的交互式特點(diǎn)開展各項(xiàng)業(yè)務(wù)的多種行業(yè)的發(fā)展。共一百五十二頁3. 數(shù)字電視的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 1994年，數(shù)字衛(wèi)星電視啟動(dòng)； 1998年，數(shù)字地面電視開始試播； 歐、美、日發(fā)展較快； 數(shù)字衛(wèi)星電視出現(xiàn)最早

8、，目前最為成熟與規(guī)范； 數(shù)字有線電視和數(shù)字地面電視目前尚處于起步(qb)和試驗(yàn)階段。共一百五十二頁4. 數(shù)字有線電視(yu xin din sh)在我國面臨良好的發(fā)展機(jī)遇（1）有線電視目前在中國有9000萬以上用戶，2005年將達(dá)到1.2億。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和城市的電視用戶多數(shù)通過有線收看電視節(jié)目，同時(shí)有線電視數(shù)字化的技術(shù)基礎(chǔ)也較成熟。有線電視數(shù)字化的發(fā)展將能夠支持最全面的業(yè)務(wù)。共一百五十二頁（2）我國尚未放開個(gè)人和家庭直接接收衛(wèi)星電視信號(hào)的限制，至于數(shù)字電視的地面廣播，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)國際上正在制定(zhdng)中，美國計(jì)劃于今年開播，我國則會(huì)更晚一些，而且地面廣播的頻率資源有限，設(shè)備投資較大，發(fā)展受到

9、局限。而我國有線電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)遍布大中城市，乃至縣城和一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總用戶將近9000萬，實(shí)現(xiàn)數(shù)字有線電視廣播，增加的頻道數(shù)最多，在傳輸鏈路上的投資最少。共一百五十二頁（3）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視和家用級(jí)普及型數(shù)字電視，播放設(shè)備投資不大，國內(nèi)也有條件自行研制、開發(fā)和生產(chǎn)。（4）不需要更新已經(jīng)有的電視機(jī)，只要增加一個(gè)機(jī)頂盒，就能收看數(shù)字電視節(jié)目，廣大有線電視用戶比較容易接受，因而市場(chǎng)可以很快啟動(dòng)。結(jié)論：盡管(jn gun)數(shù)字電視在國外首先發(fā)展的是衛(wèi)星直播電視，但在我國，目前最有條件發(fā)展的則是數(shù)字有線電視。共一百五十二頁二、數(shù)字通信基礎(chǔ)知識(shí)1.1信道(xn do)與帶寬傳輸信息的通路稱為信道，可以分為

10、兩種：傳輸模擬信號(hào)的稱為模擬信道，傳輸數(shù)字信號(hào)的信道稱為數(shù)字信道 。信道所能傳送信號(hào)的頻率寬度，稱為帶寬。數(shù)字信號(hào)本身頻譜的寬度，決定(judng)了傳輸信道的最小頻道寬度。 共一百五十二頁數(shù)字通信基礎(chǔ)知識(shí)1.1數(shù)據(jù)(shj)傳輸速率比特率：是指二進(jìn)制數(shù)碼流的信息傳輸速率，單位是：bit/s簡寫b/s或bps，它表示每秒傳輸多少個(gè)二進(jìn)制元素（每一個(gè)二進(jìn)制的元素稱為比特）。波特率：也就是符號(hào)率，又稱調(diào)制速率，是針對(duì)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)(xnho)傳輸過程中，調(diào)制解調(diào)器輸出的調(diào)制信號(hào)(xnho)每秒鐘載波調(diào)制狀態(tài)改變的數(shù)值，單位是B/s，稱為波特(baud)率。R=Blog2N（b/s），其中R是比特率，

11、B是波特率，N是n比特的電平數(shù)（即，進(jìn)制數(shù)）。 共一百五十二頁數(shù)字通信基礎(chǔ)知識(shí)1.2信源編碼(bin m)抽樣：將時(shí)間上連續(xù)的取值變?yōu)橛邢迋€(gè)離散取值的過程。 量化：將經(jīng)抽樣后幅度(fd)上無限多種連續(xù)的樣值變?yōu)橛邢迋€(gè)離散值的過程 。編碼：把量化后的信號(hào)按照一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)變成一系列數(shù)字編碼脈沖的過程。 共一百五十二頁數(shù)字通信基礎(chǔ)知識(shí)1.3信道編碼糾錯(cuò)(ji cu)：在信道編碼過程中將附加數(shù)據(jù)加于數(shù)據(jù)流之中，在接收端通過校驗(yàn)位來發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)字，并給予糾正。交織：是對(duì)糾錯(cuò)過程的補(bǔ)充。其基本原理是在編碼時(shí)將數(shù)碼流按已定義的規(guī)則“攪亂”，在接收端再將那些“攪亂”的數(shù)據(jù)字按相反的規(guī)則重新排列，使之恢

12、復(fù)出原始次序。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)2.2.1概述 因?yàn)槲覈闲堑臄?shù)字電視節(jié)目的大部分采用的是QPSK調(diào)制方式 ，數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)都是QPSK解調(diào) 。數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)也分為幾種，有的雖然(surn)是接收衛(wèi)星上的數(shù)字節(jié)目，但是輸出的還是模擬的音視頻信號(hào)，這就是目前大部分電視臺(tái)前端系統(tǒng)所采用，還沒有改造的。有的是直接是輸出TS碼流；還有一種就是既能輸出模擬信號(hào)，又能輸出數(shù)字的TS碼流。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)2.2.2 QPSK調(diào)制(tiozh)原理 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z

13、 din sh)前端硬件平臺(tái)2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.2數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.4QAM調(diào)制器2.4.1調(diào)制方式的選擇 DVB-S中，采用的是QPSK調(diào)制解調(diào)方式；DVB-C中，采用的是QAM調(diào)制解調(diào)方式；DVB-T中，采用的是OFDM多載波(zib)調(diào)制，每個(gè)載波(zib)再采用QPSK或者QAM調(diào)制。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.4QAM調(diào)制器2.4.2調(diào)制速率 16QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用4個(gè)比特來表示；64QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用6個(gè)比特來

14、表示；256QAM調(diào)制中，一個(gè)符號(hào)用8個(gè)比特來表示。 64QAM的調(diào)制符號(hào)率在8NHz最高可以(ky)達(dá)到6.89MBps，這樣它的最高數(shù)據(jù)傳輸速率為6.89641.34Mbps，由于其中有RS編碼，去掉冗余，有效傳輸數(shù)據(jù)速率為41.34（188/204）38.1Mbps。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.4QAM調(diào)制器2.4.2 QAM調(diào)制原理 正交調(diào)幅（QAM）是幅度調(diào)制和相位調(diào)制的結(jié)合，既調(diào)幅又調(diào)相。QAM是將調(diào)制符號(hào)調(diào)制到一對(duì)正交載波上，是二維調(diào)制技術(shù)。 數(shù)字比特序列被分成兩個(gè)序列，以16QAM為例，每4個(gè)調(diào)制比特分為兩組，每組兩個(gè)比特，分別去調(diào)制同相正

15、交載波，然后將兩路已調(diào)信號(hào)(xnho)相加發(fā)送。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.4QAM調(diào)制器2.4.2 QAM調(diào)制原理(yunl)框圖共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.4QAM調(diào)制器2.4.2 QAM星座圖共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.4QAM調(diào)制器2.4.3 調(diào)制器與復(fù)用器現(xiàn)在我們可以跟前面(qin mian)的復(fù)用器結(jié)合起來考慮： 如果采用64QAM調(diào)制方式，最高有效數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到38.1Mbps，那么采用的復(fù)用器如果可以容納38Mbps的速率，一路節(jié)目的數(shù)據(jù)速率為4Mbps，那么就可

16、以復(fù)用9套節(jié)目；如果一路節(jié)目的數(shù)據(jù)速率為6Mbps，那么可以復(fù)用6套節(jié)目。也就是說，復(fù)用的節(jié)目數(shù)越多，那么每套節(jié)目的數(shù)據(jù)速率越低，這要根據(jù)實(shí)際情況，根據(jù)不同的節(jié)目要求去處理。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)2.5加擾器加擾器所完成的主要功能(gngnng)有以下這些： 對(duì)指定節(jié)目或者TS流進(jìn)行DVB加擾 處理與CA有關(guān)的PSI、SI信息，可以是PSI、SI動(dòng)態(tài)再生 在TS流中插入EMM（授權(quán)管理信息）和ECM（授權(quán)控制信息）數(shù)據(jù)流，生成加擾控制字CW 關(guān)于其詳細(xì)的工作原理在后面的CA系統(tǒng)中給予介紹。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端硬件平臺(tái)小結(jié)

17、還有其他的一些設(shè)備(shbi)這里沒有具體介紹，像切換矩陣、視頻服務(wù)器等等，因?yàn)檫@些設(shè)計(jì)不到什么技術(shù)，僅僅是系統(tǒng)集成，所以這里不再敘述。一個(gè)完整的數(shù)字電視系統(tǒng)，應(yīng)該包括上面介紹的一些基本設(shè)備，當(dāng)然還要加上相應(yīng)的軟件平臺(tái)，下面將給予介紹。共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.1EPG系統(tǒng)3.1.1、EPG主要功能 為用戶(yngh)提供節(jié)目指南，可以與用戶(yngh)之間實(shí)現(xiàn)互動(dòng)操作 將節(jié)目單上的原始信息存入數(shù)據(jù)庫 從數(shù)據(jù)庫中提取原始數(shù)據(jù)，生成DVB-SI規(guī)定的表，也就是生成SI信息 按照一定的周期將SI信息送入復(fù)用器 復(fù)用器將這些表于其他節(jié)目的TS流復(fù)用在一起，然后通

18、過QAM調(diào)制器后送入HFC網(wǎng)。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.1EPG系統(tǒng)3.1.2、EPG工作原理 DVB-SI標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)的SI信息主要是給用戶端提供設(shè)置信息，從而可以使接收機(jī)能夠自動(dòng)調(diào)諧接收特定的節(jié)目并對(duì)節(jié)目進(jìn)行分組。SI中有傳送的節(jié)目信息，包括節(jié)目的種類，節(jié)目的時(shí)間，節(jié)目的來源等等。這些信息包含在4個(gè)表中：網(wǎng)絡(luò)信息表（NIT）、業(yè)務(wù)描述表（SDT）、節(jié)目信息表（EIT）、時(shí)間日期表（TDT）。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.1EPG系統(tǒng)3.1.2、EPG工作原理 網(wǎng)絡(luò)信息表主要提供接收端所需的接收頻率、符號(hào)率、

19、調(diào)制方式等等 。業(yè)務(wù)描述表主要提供復(fù)用器中與節(jié)目或者業(yè)務(wù)有關(guān)的節(jié)目名字等參數(shù)。節(jié)目信息表給出各類節(jié)目的時(shí)間安排。 時(shí)間與日期表提供節(jié)目開始的具體時(shí)間，由于(yuy)TDT表有具體的時(shí)鐘信息，因此有時(shí)也可作為IRD的解碼時(shí)鐘的更新。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.2DVB-CA系統(tǒng)3.2.1有條件接收基本概念 條件接收子系統(tǒng)：是解碼器的一部分，其作用是對(duì)電子密鑰進(jìn)行(jnxng)解碼并恢復(fù)出原來用于控制解擾序列的所需要的信息。加擾控制字（CW)：用于解擾器中的密鑰。加密：加密是指為了加擾信號(hào)而進(jìn)行的連續(xù)不斷的改變電子密鑰的處理。電子密鑰一般通過信道安全地傳送給用

20、戶 授權(quán)控制信息(ECM)：授權(quán)控制信息是一種特殊形式的電子密鑰信號(hào)和信道尋址信息。 授權(quán)管理信息(EMM)：授權(quán)管理信息是一種授權(quán)用戶對(duì)某個(gè)業(yè)務(wù)進(jìn)行解擾的信息。 用戶授權(quán)系統(tǒng)：它在用戶管理系統(tǒng)的指導(dǎo)下，負(fù)責(zé)對(duì)ECM和EMM數(shù)據(jù)流進(jìn)行組織，使之序列化并傳輸?shù)接脩艄芾碇行摹?用戶管理系統(tǒng)：它是向用戶發(fā)放電子密鑰，寄送帳單及收費(fèi)的商業(yè)中心。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.2DVB-CA系統(tǒng)3.2.2、有條件接收(jishu)的工作原理（框圖） 加密TS流業(yè)務(wù)密鑰業(yè)務(wù)密鑰控制字產(chǎn)生器控制字（CW）加密器A 加擾器用戶授權(quán)系統(tǒng)加密器BECM信息EMM信息 復(fù) 用 器傳

21、送流（TS）共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.2DVB-CA系統(tǒng)3.2.2、有條件(tiojin)接收的工作原理 （發(fā)送端）首先由控制字發(fā)生器產(chǎn)生加擾控制字（CW），提供給加擾器和加密器A。 加擾器根據(jù)提供的控制字（CW），對(duì)來自復(fù)用器的TS流進(jìn)行加擾運(yùn)算。加擾器的輸出結(jié)果就是經(jīng)過加擾打亂了的TS流，控制字就是加擾所用的密鑰。 加密器A接收到控制字（CW）之后，根據(jù)用戶授權(quán)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)密鑰對(duì)控制字進(jìn)行加密運(yùn)算。加密器A的輸出結(jié)果就是加了密的控制字，稱為授權(quán)控制信息（ECM）。 業(yè)務(wù)密鑰在送給加密器A的同時(shí)，也送給了加密器B。它能夠自己產(chǎn)生密鑰，并且能夠?qū)κ跈?quán)系統(tǒng)

22、提供的業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密。加密器B的輸出結(jié)果就是加了密的業(yè)務(wù)密鑰，稱為授權(quán)管理信息（EMM）。上面所產(chǎn)生的ECM和EMM信息都送往MPEG-2復(fù)用器，與其他的TS流一起進(jìn)行打包，形成TS流再輸出。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.2DVB-CA系統(tǒng)3.2.2、有條件接收的工作原理 （接收端）解調(diào)后的加擾數(shù)據(jù)流經(jīng)過解擾器解擾，然后送往解復(fù)用器 解復(fù)用器根據(jù)TS流的包結(jié)構(gòu)(jigu)，提取出ECM和EMM控制信息 。提取出來的ECM和EMM信息分別被送往智能卡的解密器A和解密器B，然后恢復(fù)出加擾控制字（CW），把CW送往解擾器。 恢復(fù)控制字的過程非常短暫，一旦恢復(fù)出正

23、確的控制字后，解擾器便能正常解擾，把加擾TS流變成正常的TS流 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.2DVB-CA系統(tǒng)3.2.2、有條件接收的工作原理（分析）三層保護(hù)：加擾，打亂TS流用業(yè)務(wù)密鑰對(duì)控制字加密(ji m)對(duì)業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.2DVB-CA系統(tǒng)3.2.3 條件接收的主要特點(diǎn)(tdin)（1）公共的加擾和解擾算法 （2）公共接口（3）同密加密（4）多密加密 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.3 SMS系統(tǒng)3.3.1 SMS系統(tǒng)簡介 ：用戶管理系統(tǒng)是整個(gè)收費(fèi)電視系統(tǒng)的

24、重要組成部分，用戶管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視廣播條件接受用戶的管理，包括(boku)對(duì)用戶信息、用戶設(shè)備信息、用戶預(yù)訂信息、用戶授權(quán)信息、財(cái)務(wù)信息進(jìn)行記錄、處理、維護(hù)和管理。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.3 SMS系統(tǒng)3.3.1SMS體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫 、應(yīng)用服務(wù) 、客戶端應(yīng)用程序 共一百五十二頁數(shù)字電視前端軟件平臺(tái)3.3 SMS系統(tǒng)(xtng)（功能）用戶管理模塊 ：用戶管理模塊是整個(gè)條件接收用戶管理系統(tǒng)的重要組成部分，用來管理用戶信息、用戶預(yù)定授權(quán)和節(jié)目編號(hào)等信息，并將相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳給CA系統(tǒng)。用戶維護(hù) ：具體功能是用戶注冊(cè)、用戶暫停、用戶恢復(fù)、用戶注銷、IC卡登

25、記、機(jī)頂盒登記、密碼、IPPV金額、合同和用戶投訴等。 節(jié)目預(yù)定：用戶按照(nzho)系統(tǒng)提供的方式（按照(nzho)單頻道，全部頻道，節(jié)目編號(hào)）預(yù)定和取消電視節(jié)目，進(jìn)行的賬冊(cè)和查詢，IPPV查詢。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.3 SMS系統(tǒng)授權(quán)管理模塊(m kui) ：用戶信息：具有對(duì)全體/集合/單獨(dú)用戶發(fā)送B-mail的功能，對(duì)特殊用戶賦予某種收視權(quán)利和取消相應(yīng)的權(quán)利的功能節(jié)目信息：處理有關(guān)節(jié)目提供商的功能 IC卡信息：處理有關(guān)IC卡方面的功能 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.3 SMS系統(tǒng)控制管理(gunl)模塊 ：控制

26、管理模塊是為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行必須具備的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行控制的功能。 具體功能有：維護(hù)節(jié)目提供商、節(jié)目提供商頻道、節(jié)目提供商對(duì)應(yīng)的銷售單價(jià)等。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.3 SMS系統(tǒng)環(huán)境(hunjng)管理模塊 ：環(huán)境管理模塊用于管理有關(guān)節(jié)目分類，節(jié)目分類與節(jié)目提供商的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 分類管理模塊 ：在環(huán)境管理模塊的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)按節(jié)目內(nèi)容進(jìn)行分類銷售方式，具體有：按照節(jié)目分類方式，按照節(jié)目主題方式，按照節(jié)目主題級(jí)別方式。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.3 SMS系統(tǒng)節(jié)目管理模塊 ：節(jié)目檔案管理：通過對(duì)節(jié)目進(jìn)行編號(hào)、分類、主題等

27、技術(shù)手段的處理，將節(jié)目整理成易于查詢、使用，易于分類統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)文件，主要有建立節(jié)目編碼規(guī)則；建立節(jié)目分類、主題和級(jí)別的相互關(guān)系；確定(qudng)每個(gè)節(jié)目成熟率。 節(jié)目單制作：通過播出計(jì)劃生成節(jié)目播出單，對(duì)節(jié)目重播、節(jié)目異日重播、節(jié)目和廣告在時(shí)間上的連接處理。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.3 SMS系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表處理：用戶管理系統(tǒng)能夠根據(jù)要求提供統(tǒng)計(jì)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)圖，系統(tǒng)的報(bào)表有任意時(shí)間段的營業(yè)報(bào)表，用戶信息統(tǒng)計(jì)表，用戶預(yù)定匯總表。銀行信息處理 ：數(shù)據(jù)通訊：通過銀行提供的服務(wù)器將有關(guān)的信息實(shí)時(shí)或者非實(shí)時(shí)地傳到用戶管理系統(tǒng)，并保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性、安全性和正

28、確性。 數(shù)據(jù)處理：對(duì)于合同用戶，當(dāng)其賬號(hào)下金額滿足要求時(shí)，系統(tǒng)向該用戶發(fā)送授權(quán)，當(dāng)其賬號(hào)下金額不滿足要求時(shí)，系統(tǒng)有黑名單的處理功能；對(duì)于非合同用戶，用戶到銀行繳款預(yù)定節(jié)目提供商的某頻道、或全部頻道節(jié)目，系統(tǒng)有數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能，專門(zhunmn)處理由于人為的原因造成的錯(cuò)誤信息。最后，將從銀行取來的正確數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成用戶管理系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)，修改資金帳產(chǎn)生準(zhǔn)EMM，同時(shí)產(chǎn)生財(cái)務(wù)上需要的銀行對(duì)帳表。 共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)前端軟件平臺(tái)3.4 NMS系統(tǒng)主要功能：對(duì)編碼器、復(fù)用器、切換矩陣、調(diào)制器、衛(wèi)星(wixng)接收機(jī)進(jìn)行監(jiān)控、參數(shù)配置和管理 動(dòng)態(tài)編輯PSI/SI ，察看和設(shè)

29、置播出節(jié)目信息 通過網(wǎng)管完成編碼器、復(fù)用器、衛(wèi)星接收機(jī)的在線軟件升級(jí) 對(duì)本地及遠(yuǎn)端解碼器進(jìn)行監(jiān)控管理 共一百五十二頁二、數(shù)字電視技術(shù)(jsh)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正如模擬(mn)電視有PAL、NTSC和SECAM等制式一樣，數(shù)字電視也要制定本身的標(biāo)準(zhǔn)。目前數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)有三種：美國的ATSC、歐洲的DVB，日本的ISDB。其中前兩種標(biāo)準(zhǔn)用得較為廣泛。共一百五十二頁1. ATSC ATSC(Advanced Television System Committee)是美國高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)的簡稱，與1995年經(jīng)美國聯(lián)邦通訊(tngxn)委員會(huì)正式批準(zhǔn)作為美國的高級(jí)電視（ATV）國家標(biāo)準(zhǔn)。ATSC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)

30、在6MHz帶寬內(nèi)傳輸高質(zhì)量的視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，在地面廣播信道中可靠地傳輸約19Mbps的數(shù)字信息，在有線電視頻道中可靠傳輸38Mbps的數(shù)字信息，使該系統(tǒng)能提供的分辨率是常規(guī)電視的5倍之多。ATSC被加拿大、韓國、阿根廷、中國臺(tái)灣、墨西哥采用，亞洲及中北美洲的許多國家也正在考慮使用。共一百五十二頁2DVB DVB（Digital Video Broadcasting）即數(shù)字視頻廣播，是歐洲廣播聯(lián)盟組織的一個(gè)項(xiàng)目，目前已有220多個(gè)組織參加。DVB項(xiàng)目的主要目標(biāo)是要找到一種對(duì)所有(suyu)傳輸媒體都適用的數(shù)字電視技術(shù)和系統(tǒng)。因此，它的設(shè)計(jì)原則是使系統(tǒng)能夠靈活的傳送MPEG-2視頻、音

31、頻和其他數(shù)據(jù)信息，使用統(tǒng)一的MPEG-2傳送比特流復(fù)用，使用統(tǒng)一的服務(wù)信息系統(tǒng)，使用統(tǒng)一的加擾系統(tǒng)（可有不同的加密方式），使用統(tǒng)一的RS前向糾錯(cuò)系統(tǒng)，最終形成一個(gè)通用的數(shù)字電視系統(tǒng)。共一百五十二頁 不同傳輸媒體可選用不同的調(diào)制方式和通道編碼方法，其中DVB-S采用QPSK，DVB-C采用QAM，DVB-T采用COFDM。所有的DVB系列標(biāo)準(zhǔn)完全兼容MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)制定了解碼器公共接口標(biāo)準(zhǔn)、支持條件接收、提供數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)等特性。目前，DVB已經(jīng)擴(kuò)展到歐洲以外的國家和地區(qū)。世界上現(xiàn)有30個(gè)國家、200多家電視臺(tái)開始(kish)了DVB各種廣播業(yè)務(wù)，100多個(gè)廠家生產(chǎn)符合DVB標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。歐洲

32、的DVB重點(diǎn)放在SDTV，其COFDM制式的地面廣播正在歐洲各國陸續(xù)開播。衛(wèi)星的MPEG2/DVB-S廣播已于1996年開播。共一百五十二頁3ISDB 日本數(shù)字電視ISDB（Integrated-Services Digital Broadcasting）標(biāo)準(zhǔn)于1993年9月制定。其核心內(nèi)容包括：既傳數(shù)字電視節(jié)目，又傳其它數(shù)據(jù)的綜合業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)；視頻編碼、音頻編碼、系統(tǒng)復(fù)用均遵循MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)；傳輸信道以衛(wèi)星為主。迫于歐洲和美國的發(fā)展形勢(shì)，已將原定于2005年才開始數(shù)字電視廣播的計(jì)劃改為2000年開始。并提出了ISDB-T制式，使數(shù)字電視地面廣播再次出現(xiàn)三大制式并存(bn cn)的局面，日本

33、已于1996年10月開始了名為Perfec TV的衛(wèi)星數(shù)字電視廣播，并計(jì)劃于2000年發(fā)射數(shù)字電視廣播衛(wèi)星BS-4，全面進(jìn)入數(shù)字電視時(shí)期。共一百五十二頁ATSC和DVB標(biāo)準(zhǔn)在信道的傳輸方式、數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)目信息表上都有所差別，同時(shí)美國ATSC標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注的是UHF和VHF頻道的數(shù)字地面HDTV，在6MHz信道內(nèi)只提供19.3Mbps的固定碼率，而歐洲D(zhuǎn)VB以單一系統(tǒng)方式針對(duì)SDTV和HDTV，可用于所有廣播媒體，在設(shè)計(jì)上碼率可變，在8MHz內(nèi)可選擇4.9-31.7Mbps不同的傳輸碼率，在支持條件接收方面，ATSC還沒有進(jìn)行相應(yīng)的工作。上述三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比較，在傳輸方面：美國首先考慮的是地面廣播

34、信道，而歐洲和日本考慮衛(wèi)星信道，在圖像(t xin)規(guī)格方面：美國考慮地面廣播HDTV；歐洲強(qiáng)調(diào)圖像可分級(jí)性，日本強(qiáng)調(diào)多種數(shù)字業(yè)務(wù)集成，不只傳一種HDTV信號(hào)，數(shù)字調(diào)制方式方面：美國地面廣播采用8-VSB或16-VSB；歐洲和日本地面廣播采用OFDM。共一百五十二頁我國的基本情況： 衛(wèi)星：已經(jīng)確定采用DVB-S 有線：正在(zhngzi)試行DVB-C 地面：6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的比較實(shí)驗(yàn)之中，尚未 決定。共一百五十二頁三、數(shù)字(shz)有線電視系統(tǒng)共一百五十二頁數(shù)字電視(sh z din sh)概述數(shù)字(shz)電視是一個(gè)從節(jié)目采集、編輯、制作、存儲(chǔ)、發(fā)射，到傳輸、接收、顯示整個(gè)過程的數(shù)字(shz)化系

35、統(tǒng)解決方案，涵蓋了從節(jié)目源至用戶端的一切環(huán)節(jié)，是一個(gè)完整的系統(tǒng)概念。不能簡單地理解為數(shù)字(shz)處理電視接收機(jī)。共一百五十二頁數(shù)字有線電視(yu xin din sh)系統(tǒng)示意圖InternetDVB-C前 端衛(wèi)星頻道混合(hnh)設(shè)備自錄頻道電纜DVB視頻服務(wù)器HFC數(shù)據(jù)服務(wù)器播控中心共一百五十二頁數(shù)字(shz)有線電視系統(tǒng)組成示意圖 共一百五十二頁系統(tǒng)(xtng)組成數(shù)字有線電視前端+HFC+用戶(yngh)接收端 （復(fù)雜系統(tǒng)） （機(jī)頂盒） 共一百五十二頁（一）、前端系統(tǒng)(xtng)基本組成(z chn)： 數(shù)字電視信源系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、存儲(chǔ)播出系統(tǒng)、復(fù)用加擾系統(tǒng)、條件接收系統(tǒng)、用戶管理系

36、統(tǒng)、編碼調(diào)制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、回傳處理系統(tǒng)、其它輔助系統(tǒng)。共一百五十二頁前端組成(z chn)實(shí)例共一百五十二頁1、數(shù)字電視(sh z din sh)信源系統(tǒng)包括數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)(xnho)的接收系統(tǒng)、模擬信號(hào)(xnho)的編碼系統(tǒng)、SDH網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的分接、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。該系統(tǒng)以后還將逐步具備傳輸來自寬帶IP等多種網(wǎng)絡(luò)節(jié)目源的能力。它的特點(diǎn)是將信號(hào)進(jìn)行一定格式轉(zhuǎn)換，使之成為符合DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的TS流信號(hào)。它對(duì)節(jié)目的內(nèi)容不加以編輯和存儲(chǔ)，只起到節(jié)目轉(zhuǎn)發(fā)的作用。 數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)可以直接輸出TS流。模擬信號(hào)源需要轉(zhuǎn)換成TS流*。共一百五十二頁*數(shù)字電視(sh z din sh)壓縮編碼系統(tǒng)概念 將模擬(mn)的

37、視音頻信號(hào)數(shù)字化，并實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭曨l服務(wù)器或直接到復(fù)用器，采用廣播級(jí)MPEG- 2 的編碼方式。數(shù)字電視節(jié)目復(fù)用系統(tǒng)將多路單節(jié)目數(shù)字視頻流復(fù)合成單路多節(jié)目數(shù)字視頻流，并符合DVB ASI 傳送標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整節(jié)目帶寬實(shí)現(xiàn)多節(jié)目的數(shù)字廣播，并確保與CA系統(tǒng)的良好配合。 共一百五十二頁*數(shù)字電視壓縮編碼(bin m)系統(tǒng)設(shè)備A/D轉(zhuǎn)換器 在符合抽樣(chu yn)定理的前提下，對(duì)模擬圖像中像素點(diǎn)的亮度、色度進(jìn)行采樣，然后將時(shí)間離散化的信號(hào)按一定的量化間隔量化，達(dá)成幅度離散化，最后以特定規(guī)則編碼，形成數(shù)字信號(hào)。 但此時(shí)的信號(hào)碼率過高（數(shù)字復(fù)合NTSC為143Mbps，PAL為177Mbps，數(shù)字分量ITU-

38、R 601為270Mbps） 共一百五十二頁*數(shù)字電視壓縮編碼(bin m)系統(tǒng)音視頻編碼器 按照MPEG-II編碼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)A/D輸出信號(hào)進(jìn)行壓縮，輸出符合ASI（異步串行接口）標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流。 支持(zhch)以下編碼格式：分辨率 幀頻 寬高比 720 x57625Hz4:3 or 16:9704x57625Hz4:3 or 16:9528x57625Hz4:3 or 16:9480 x57625Hz4:3 or 16:9352x57625Hz4:3 or 16:9分辨率 幀頻 寬高比 720 x48029.97Hz 4:3 or 16:9704x48029.97Hz 4:3 or 16:9

39、528x48029.97Hz 4:3 or 16:9480 x48029.97Hz 4:3 or 16:9352x48029.97Hz 4:3 or 16:9共一百五十二頁2、業(yè)務(wù)(yw)系統(tǒng)播出前端對(duì)素材和信息進(jìn)行編輯和整理，采用DVB-DATA標(biāo)準(zhǔn)（我國數(shù)字電視(sh z din sh)廣播系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)正在制定）對(duì)信息進(jìn)行封裝，完成播出TS流的打包；接收端機(jī)頂盒集成相應(yīng)接收模塊完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的解析。目前，國內(nèi)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)廣播、Internet接入、實(shí)時(shí)股票信息等等。 共一百五十二頁3、存儲(chǔ)播出(b ch)系統(tǒng) 包括節(jié)目素材上載與收錄系統(tǒng)(xtng)、節(jié)目存儲(chǔ)與節(jié)目庫管理系統(tǒng)(

40、xtng)、節(jié)目預(yù)編/審核系統(tǒng)(xtng)、準(zhǔn)視頻點(diǎn)播（NVOD）系統(tǒng)和專業(yè)頻道管理播出系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以對(duì)多種格式節(jié)目進(jìn)行上載，收錄存儲(chǔ)多種傳輸方式的節(jié)目，并將其轉(zhuǎn)換成TS流文件，并且支持手動(dòng)和自動(dòng)采集方式；對(duì)節(jié)目庫中存儲(chǔ)的文件進(jìn)行分類編目，提供高效的文件檢索功能；對(duì)（延時(shí)）播出的節(jié)目進(jìn)行監(jiān)審/編輯的功能；通過準(zhǔn)視頻點(diǎn)播（NVOD）系統(tǒng)和專業(yè)頻道管理播出系統(tǒng)完成節(jié)目播出。共一百五十二頁4、復(fù)用(f yn)加擾系統(tǒng) 此部分將上述(shngsh)1、2、3系統(tǒng)傳來的信號(hào)，根據(jù)碼率進(jìn)行節(jié)目、數(shù)據(jù)信息復(fù)用并完成加擾，形成若干個(gè)頻道的碼流。根據(jù)使用設(shè)備的不同，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有所差別，有些復(fù)用器內(nèi)置加

41、擾模塊，信號(hào)在復(fù)用器的內(nèi)部可以完成加擾，有些復(fù)用器內(nèi)部不具有加擾模塊，需要外接獨(dú)立加擾設(shè)備。 共一百五十二頁復(fù)用器多路復(fù)用器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,相當(dāng)于交通樞紐中心,把不同方向運(yùn)載(ynzi)的貨物經(jīng)過復(fù)用器,根據(jù)用戶的不同需求重新裝到不同的車上從不同的路徑運(yùn)到不同的用戶手中。復(fù)用器是以模塊方式組成 復(fù)用器支持PID的重新映射 將加密控制信息注入到指定的節(jié)目內(nèi)容中進(jìn)行加密和控制 具有PSI/SI信息編輯能力支持多種條件接收系統(tǒng)，復(fù)用器還能對(duì)多家CA系統(tǒng)的同時(shí)支持，真正實(shí)現(xiàn)Simulcrypt方案 框圖(kungt)共一百五十二頁5、條件接收(jishu)系統(tǒng) （CAS）此系統(tǒng)主要完成對(duì)信號(hào)(x

42、nho)的加擾控制和加密管理信息的分發(fā)，保證節(jié)目提供商和有線電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的利益。共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng) 條件接收系統(tǒng)是數(shù)字(shz)電視收費(fèi)的技術(shù)保障系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)字(shz)信號(hào)加密保密性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以按不同分組情況對(duì)不同數(shù)字(shz)電視節(jié)目頻道進(jìn)行收費(fèi)管理，從而從根本上解決電視節(jié)目收費(fèi)難的困擾。其技術(shù)途徑是通過對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行數(shù)字加擾，實(shí)現(xiàn)傳輸碼流中所含的視頻和音頻信息以及數(shù)據(jù)信息的加擾。同時(shí)將加擾處理的控制字經(jīng)加密后形成加密信息隨傳輸流一起傳送。在用戶端，未經(jīng)授權(quán)的用戶將不能對(duì)付費(fèi)節(jié)目進(jìn)行解擾，而無法收看該節(jié)目。 共一百五十二頁條件接收(jishu)系統(tǒng)從歐洲數(shù)字

43、電視商業(yè)化成功的經(jīng)驗(yàn)來看，條件(tiojin)接收系統(tǒng)是推動(dòng)數(shù)字電視走向市場(chǎng)成功的重要環(huán)節(jié)。條件(tiojin)接收是現(xiàn)代信息加密技術(shù)在數(shù)字電視領(lǐng)域的具體應(yīng)用，一方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)目信息的分類和管理；一方面可實(shí)現(xiàn)節(jié)目的有償服務(wù)，保證良性循環(huán)，進(jìn)一步促進(jìn)服務(wù)水平的提高。因此，國際上數(shù)字電視方面的標(biāo)準(zhǔn)化組織（如：、）在標(biāo)準(zhǔn)中都已建立了條件(tiojin)接收的框架，而一些先進(jìn)國家也在研究、制定本國條件(tiojin)接收的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng)由于條件接收所帶來的巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，國外一些公司相應(yīng)投入巨資開發(fā)條件接收系統(tǒng)，目前已有Video-Guard、Irdet

44、o、Media-Guard以及 CryptoWorks等種系統(tǒng)投入商業(yè)運(yùn)營。這些系統(tǒng)一般由前端的(dund)加擾、加密、授權(quán)管理等子系統(tǒng)，及用戶端的(dund)機(jī)頂盒解密、解擾模塊構(gòu)成。支持的業(yè)務(wù)有按次付費(fèi)（）、脈沖式按次付費(fèi)（）、準(zhǔn)視頻點(diǎn)播（）、按時(shí)間付費(fèi)（）等。共一百五十二頁條件接收(jishu)系統(tǒng)條件接收系統(tǒng)開發(fā)商通過前端系統(tǒng)軟硬件、機(jī)頂盒版權(quán)和卡來獲得利益(ly)。由于國內(nèi)還開展沒有數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)的研究開發(fā)，國外公司尚處于壟斷地位。目前，僅接收機(jī)軟件模塊授權(quán)一項(xiàng)，每臺(tái)就需5美元以上，且需預(yù)付幾十萬臺(tái)的費(fèi)用。由于商業(yè)利益的因素，開發(fā)商不會(huì)公開其關(guān)鍵技術(shù)，這意味著系統(tǒng)的控制權(quán)和

45、安全性仍將依賴于國外廠商，難以充分保障，同時(shí)也無法對(duì)系統(tǒng)自主進(jìn)行功能擴(kuò)展和升級(jí)。共一百五十二頁條件接收(jishu)系統(tǒng) 國外CA的狀況大部分運(yùn)營商數(shù)字化，直接用戶數(shù)以千萬計(jì)CA有幾十種之多，符合DVB的有10多種，國內(nèi)常見的有5-6種沒有統(tǒng)一的CA標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)上各不相同大部分CAS不完全符合DVB同密的標(biāo)準(zhǔn)IP CA成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)大運(yùn)營商利用CAS壟斷運(yùn)營市場(chǎng)盜卡現(xiàn)象(xinxing)十分嚴(yán)重，無法解決共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng) 國內(nèi)CA的狀況相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GY/Z 175-2001，GY/Z 174-2001 現(xiàn)參與的企業(yè)有10多家，更多的企業(yè)正在加入總局圈定試點(diǎn)6家大多數(shù)企業(yè)處

46、于研發(fā)階段，有較大的技術(shù)差距引進(jìn)國外技術(shù)開發(fā)本地化產(chǎn)品是較好的選擇從同密走向多密（多播）國家信息安全嚴(yán)格管理，國內(nèi)CA將成為(chngwi)主流共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng) 選擇CA要考慮的問題政策面：總局，密碼委，國家(guji)和產(chǎn)業(yè)的支持服務(wù)：當(dāng)前和未來服務(wù)的可能性任何一種同收費(fèi)相關(guān)的業(yè)務(wù)都需要CA廠商的支持安全性：安全的歷史和商務(wù)條件數(shù)據(jù)的安全性和算法的安全性安全性在技術(shù)上的保證手段技術(shù)：系統(tǒng)的先進(jìn)性以及技術(shù)的發(fā)展價(jià)格：當(dāng)前和未來系統(tǒng)所要支付的費(fèi)用當(dāng)前的價(jià)格并不代表未來系統(tǒng)的費(fèi)用STB和中間件共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng)縮寫CAS：有條件接收系統(tǒng)EMM：授權(quán)

47、管理信息ECM：授權(quán)控制信息SAS： 用戶授權(quán)系統(tǒng)SMS：用戶管理系統(tǒng)MUX：復(fù)用器SMART CARD：智能卡TRD： 安全(nqun)加密設(shè)備PPV：節(jié)目分次預(yù)訂IPPV： 即時(shí)購買節(jié)目OSD： 屏幕顯示信息共一百五十二頁條件接收(jishu)系統(tǒng) CA的劃分(hu fn)和區(qū)別基于算法的CA，但非通用加擾算法基于密鑰采用DES算法的CA基于密鑰采用Triple-DES算法的CA基于密鑰采用RSA算法的CA，如：ChinaCrypt安全性：RSA算法優(yōu)于Triple-DES算法Triple-DES算法優(yōu)于DES算法共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng)條件接收系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)： 密碼學(xué)算

48、法的實(shí)現(xiàn) 密鑰的生成和傳遞 ECM與EMM的生成 SAS與SMS的管理(gunl)與控制 共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng) 密鑰體系(tx)加密 解密KeysKeys明文密文明文Key公鑰Key私鑰對(duì)稱密鑰非對(duì)稱密鑰共一百五十二頁條件接收(jishu)系統(tǒng) 算法和密鑰通用加擾算法(DVB標(biāo)準(zhǔn))隨機(jī)控制(kngzh)字CW 5-20秒變換一次對(duì)稱密碼體系DES算法，對(duì)稱密鑰(64位密鑰） 1975年Triple-DES，DES的改進(jìn)算法，128位的密鑰缺點(diǎn)：必須經(jīng)常更換密鑰，密鑰傳遞是大漏洞2000年以后DES，Triple-DES已被西方國家所棄用公共密碼體系（Rivest,Sham

49、ir,Adleman）RSA算法，加解密密鑰不同特別適合開放式環(huán)境，如廣播，Internet等缺點(diǎn)：運(yùn)算速度慢，芯片成本高共一百五十二頁條件接收(jishu)系統(tǒng) CAS 密鑰結(jié)構(gòu)管理(gunl)密鑰私鑰（唯一密鑰）：用于密鑰更新組密鑰：用于解用戶EMM用戶唯一密鑰：用于解EMM運(yùn)營商密鑰：不同的運(yùn)營商用戶授權(quán)密鑰：解用戶授權(quán)EMM節(jié)目授權(quán)密鑰：解節(jié)目授權(quán)ECM控制字CW：節(jié)目解擾共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng) CA的基本原理共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng) CAS系統(tǒng)構(gòu)成ECM 發(fā)生器ECM 注入器EMM 處理器EMM 注入器系統(tǒng)監(jiān)視器通用接口（CI）模塊IPPV回傳通

50、道(tngdo)TRD加密機(jī)/母卡/母盤用戶授權(quán)系統(tǒng) (SAS)機(jī)頂盒數(shù)據(jù)發(fā)生器DDG共一百五十二頁條件接收(jishu)系統(tǒng) 用戶授權(quán)(shuqun)系統(tǒng)(SAS) 用戶授權(quán)系統(tǒng)(SAS)的功能是接收SMS發(fā)出的請(qǐng)求，產(chǎn)生并離散EMM，然后按優(yōu)先級(jí)，分別存儲(chǔ)EMM；注冊(cè)所有的智能卡，管理密鑰和EMM，定義產(chǎn)品、管理授權(quán)。SAS包括EMM發(fā)生器、EMM加密處理器、SMS接口和SAS用戶界面。從SMS(用戶管理系統(tǒng))信息中產(chǎn)生 EMM(授權(quán)管理信息)(可滿足90,000 SMS 需求/小時(shí))；以2千萬/小時(shí)的速度按月更新EMM；支持多重 SMS(多個(gè)節(jié)目商共享智能卡)；可遠(yuǎn)程連接 SMS；可遠(yuǎn)程

51、連接 EMM 插入器。SAS 是自動(dòng)化系統(tǒng)，只需很少的人員操作，就可實(shí)現(xiàn)大批量處理，包括對(duì)4千萬個(gè)PPV授權(quán)進(jìn)行高速處理。EMM信息放在TRD中。共一百五十二頁條件(tiojin)接收系統(tǒng) 實(shí)例(shl) 系統(tǒng)監(jiān)視器 ECM發(fā)生器用戶管理系統(tǒng)DDGSASEMM發(fā)生器用戶管理系統(tǒng)接口EMM處理器SAS 用戶接口EMM插入器TRDTOKENMUX復(fù)用器共一百五十二頁6、用戶(yngh)管理系統(tǒng)此系統(tǒng)和條件接收系統(tǒng)使用專用的接口進(jìn)行連接，主要(zhyo)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)進(jìn)行商品化定義、管理以及用戶收看節(jié)目的權(quán)限控制和收費(fèi)。 共一百五十二頁用戶(yngh)管理系統(tǒng) SMS基本功能（1）用戶信息管理用戶信

52、息管理負(fù)責(zé)完成的主要功能是處理與維 護(hù)用戶的主要信息。（2）資源管理 資源管理的內(nèi)容(nirng)是業(yè)務(wù)服務(wù)所需設(shè)備和產(chǎn)品，如IC卡、機(jī)頂盒等，主要功能是對(duì)資源進(jìn)行進(jìn)銷調(diào)存以及使用狀態(tài)的管理，包括用戶已經(jīng)購買或租賃使用的資源，如對(duì)IC卡進(jìn)行管理的信息包括：IC卡號(hào)、地址碼等，對(duì)機(jī)頂盒進(jìn)行管理的信息包括機(jī)頂盒號(hào)、地址碼等。 共一百五十二頁用戶(yngh)管理系統(tǒng)（3）產(chǎn)品管理產(chǎn)品管理主要是對(duì)節(jié)目提供商所提供的節(jié)目進(jìn)行產(chǎn)品化的管理。管理的內(nèi)容包括業(yè)務(wù)服務(wù)在系統(tǒng)中的注冊(cè)、修改與刪除，業(yè)務(wù)服務(wù)的促銷、定價(jià)和有效期確認(rèn)等等。（4）用戶業(yè)務(wù)管理用戶業(yè)務(wù)管理負(fù)責(zé)用戶訂購產(chǎn)品信息的管理。（5）用戶業(yè)務(wù)支援(z

53、hyun)業(yè)務(wù)支援管理的內(nèi)容是為保證用戶業(yè)務(wù)正常運(yùn)行而進(jìn)行的管理功能，主要包括用戶業(yè)務(wù)故障單、故障維修或解決的結(jié)果等。共一百五十二頁用戶(yngh)管理系統(tǒng)（6）計(jì)費(fèi)計(jì)費(fèi)主要是計(jì)算應(yīng)收取用戶的費(fèi)用。支持的計(jì)費(fèi)方式有：按月計(jì)費(fèi)、按次計(jì)費(fèi)，包括實(shí)現(xiàn)對(duì)PPV計(jì)費(fèi)的功能(gngnng)。（7）收費(fèi)系統(tǒng)在進(jìn)行計(jì)費(fèi)處理之后，通過收費(fèi)點(diǎn)進(jìn)行收費(fèi)。以通過用戶到收費(fèi)點(diǎn)交納現(xiàn)金的形式完成收費(fèi)。（8）帳務(wù)管理帳務(wù)管理的主要功能包括對(duì)應(yīng)收和實(shí)收的關(guān)系進(jìn)行管理；對(duì)用戶信用進(jìn)行管理，對(duì)財(cái)務(wù)清算和帳務(wù)報(bào)表的管理等。共一百五十二頁用戶(yngh)管理系統(tǒng)（9）授權(quán)管理授權(quán)管理負(fù)責(zé)用戶(yngh)業(yè)務(wù)開通前的授權(quán)預(yù)處理操作，主

54、要包括對(duì)用戶(yngh)信用度的確認(rèn)、用戶(yngh)業(yè)務(wù)與IC卡有效性確認(rèn)等。（10）報(bào)表管理報(bào)表管理主要管理系統(tǒng)中可以產(chǎn)生的各種報(bào)表，諸如財(cái)務(wù)報(bào)表、用戶報(bào)表、產(chǎn)品報(bào)表等?？梢允悄陥?bào)、季報(bào)或月報(bào)等等。（11）系統(tǒng)管理為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行所需要的系統(tǒng)附加功能。共一百五十二頁7、編碼調(diào)制(tiozh)系統(tǒng) 省市一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商需要向下面的市縣傳送節(jié)目，所以調(diào)制前的信號(hào)需分成(fn chn)兩路，一路直接接QAM調(diào)制器，進(jìn)入本地HFC網(wǎng)進(jìn)行傳輸；另一路通過接口適配器轉(zhuǎn)換成DS3信號(hào)，復(fù)接到SDH網(wǎng)絡(luò)上傳送到市縣的分前端，在分前端，使用網(wǎng)絡(luò)接口適配器，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成TS流信號(hào)，再使用QAM調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制

55、，然后混入到本地的HFC網(wǎng)絡(luò)。共一百五十二頁編碼(bin m)調(diào)制系統(tǒng)去RF有線信道時(shí)鐘數(shù)據(jù)*m基帶接口：來自本地MPEG-2節(jié)目源,分配鏈路,再復(fù)用等基帶物理接口Sync1反轉(zhuǎn)和隨機(jī)化卷積交織器I=12字節(jié)字節(jié)到m位符號(hào)變換差分編碼基帶成形時(shí)鐘和同步生成器QAM調(diào)制器和IF或RF物理接口有線前端888mIQ*MPEG-2 傳送復(fù)用包RS編碼器(204,188)共一百五十二頁編碼調(diào)制(tiozh)系統(tǒng)DVB系統(tǒng)從總體上可分為信源編碼和信道編碼兩部分。這三種數(shù)字電視的信源編碼方式相同，都是MPEG-2的復(fù)用數(shù)據(jù)包，但由于它們的傳輸途徑(tjng)不同而采用不同的信道編碼方式和不同的調(diào)制方式。 D

56、VB-C的信道質(zhì)量要比DVB-S和DVB-T好得多，因此其信道編碼器在功能上模塊上相對(duì)要簡單一些。共一百五十二頁編碼(bin m)調(diào)制系統(tǒng)在信道編碼部分，DVB-C只采用RS編碼和卷積交織聯(lián)合起來糾正隨機(jī)性錯(cuò)誤和突發(fā)性錯(cuò)誤，而不必采用DVB-S和DVB-T系統(tǒng)中所使用的RS編碼與卷積編碼分別作為外編碼和內(nèi)編碼的聯(lián)合編碼方式。在調(diào)制部分，DVB-C由于噪聲干擾較小，因此可以采用編碼效率(xio l)較高的MQAM調(diào)制方式，而不采用DVB-S中所使用的QPSK調(diào)制方式；同時(shí)由于有線信道中的多徑干擾不是十分嚴(yán)重，因此不采用DVB-T中為克服地面廣播所固有的多徑干擾所采用的COFDM這一復(fù)雜調(diào)制技術(shù)。

57、共一百五十二頁編碼(bin m)調(diào)制系統(tǒng)基帶接口與同步經(jīng)過此單元(dnyun)的處理，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與信號(hào)源格式相適配。該單元(dnyun)中的信號(hào)幀結(jié)構(gòu)應(yīng)與含同步字節(jié)的MPEG-2傳送層一致。SYNC1變換和隨機(jī)化該單元根據(jù)MPEG-2幀結(jié)構(gòu)將SYNC1字節(jié)進(jìn)行反轉(zhuǎn)；同時(shí)為實(shí)現(xiàn)頻譜成形，對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行隨機(jī)化處理。共一百五十二頁編碼(bin m)調(diào)制系統(tǒng)RS碼編碼器該單元使用截短的RS(204,188)編碼，對(duì)每一個(gè)已隨機(jī)化的傳送包進(jìn)行處理，產(chǎn)生一個(gè)誤碼保護(hù)包。卷積交織器該單元完成一個(gè)深度I = 12的誤碼保護(hù)包的卷積交織，同步字節(jié)的周期保持不變。 字節(jié)變換到m比特(b t)符號(hào)（m-tuple）

58、該單元將卷積交織器處理后的字節(jié)變換為QAM符號(hào)。 共一百五十二頁編碼(bin m)調(diào)制系統(tǒng)差分編碼該單元對(duì)每符號(hào)的兩個(gè)最高有效位（MSBs）進(jìn)行差分編碼，從而獲得旋轉(zhuǎn)不變的星座圖?；鶐С尚卧搯卧獙⒔?jīng)過差分編碼的m比特符號(hào)映射為I、Q信號(hào)，在QAM調(diào)制(tiozh)前，對(duì)I、Q信號(hào)進(jìn)行升余弦平方根滾降濾波。共一百五十二頁編碼(bin m)調(diào)制系統(tǒng)QAM調(diào)制和物理接口 該單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行(jnxng)QAM調(diào)制。隨后，將QAM已調(diào)信號(hào)通過IF或RF接口送至射頻信道 。共一百五十二頁編碼(bin m)調(diào)制系統(tǒng)幾個(gè)(j )重要概念： 隨機(jī)化 RS碼 卷積交織 QAM調(diào)制共一百五十二頁數(shù)字通信理論在設(shè)計(jì)通

59、信系統(tǒng)時(shí)都是假設(shè)所傳輸?shù)谋忍亓髦小?”與“1”出現(xiàn)的概率是相等的，各為50%，實(shí)際應(yīng)用中的通信系統(tǒng)以及其中的數(shù)字通信技術(shù)的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)也是以這一假設(shè)為前提(qint)的。但TS碼流經(jīng)過編碼處理后，可能會(huì)在其中出現(xiàn)連續(xù)的“0”或連續(xù)的“1”。這樣一方面破壞了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提，使得系統(tǒng)有可能會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)，另一方面在接收端進(jìn)行信道解碼前必須首先提取出比特時(shí)鐘，比特時(shí)鐘的提取是利用傳輸碼流中“0”與“1”之間的波形跳變實(shí)現(xiàn)的，而連續(xù)的“0”或連續(xù)的“1”給比特時(shí)鐘的提取帶來了困難。隨機(jī)化編碼(bin m)調(diào)制系統(tǒng)共一百五十二頁隨機(jī)化為了保證在任何情況下進(jìn)入DVB傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)碼流中“0”與“1

60、”的概率都能基本相等，傳輸系統(tǒng)首先用一個(gè)偽隨機(jī)序列對(duì)輸入的TS碼流進(jìn)行(jnxng)擾亂處理。偽隨機(jī)序列是由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的偽隨機(jī)序列發(fā)生器生成的，其中“0”與“1”出現(xiàn)的概率接近50%。由于二進(jìn)制數(shù)值運(yùn)算的特殊性質(zhì)，用偽隨機(jī)序列對(duì)輸入的TS碼流進(jìn)行擾亂后，無論原TS碼流是何種分布，擾亂后的數(shù)據(jù)碼流中的“0”與“1”的概率都接近50%。擾亂改變了原TS碼流，因此在接收端對(duì)傳輸碼流糾錯(cuò)解碼后，還需按逆過程對(duì)其進(jìn)行解擾處理，以恢復(fù)原TS碼流。共一百五十二頁隨機(jī)化從信號(hào)功率譜的角度看，擾亂過程相當(dāng)于將數(shù)字信號(hào)的功率譜拓展了，使其分散開了，因此擾亂過程又被稱為“能量(nngling)分散”。隨機(jī)化器一般采用