有条件接收系统简介

5.1.2　有条件接收系统简介

5.1.2.1　有条件接收系统的定义

有条件接收(以下简称CA)系统为防止对媒体节目未授权的接收、保护运营商利益,针对授权用户的计费以及发展新的增值服务提供了一个安全可控的综合管理业务平台。所谓条件接收,就是对视频、音频和数据等信息加扰、加密传输,采用智能卡等方式对用户进行授权控制管理,并使合法的经授权的用户接收、解密、解扰的过程,而未授权的用户将无法得到正确的媒体数据流。CA系统是决定一个数字接收设备能否将特定的业务提供给终端用户的系统。

CA系统是一个综合性的系统,它集成了多种先进的技术,包括:系统控制管理技术、数字视频压缩编码技术、加解扰算法、加解密算法、调制解调技术、机顶盒技术、智能卡技术等,同时也涉及到用户管理、节目管理、收费管理等数据库技术。条件接收的基本目的是对系统中的用户进行授权控制和管理,当用户下载观看节目时进行计费,并保证已授权用户能收到其预定的节目和服务,而未授权用户则无法获得这些节目和服务。对运营者来说,通过以受控方式对节目内容进行加扰,并以安全方式传递控制字给授权用户,从而实现针对用户的收费控制。

CA系统建立在数字化的MPEG2节目码流传输的基础上,是利用MPEG2标准格式的规定定义中的用于条件接收的字段含义来实现的。目前,国内外都有一些成功的CA设备提供商,如国外的爱迪德、NDS、Nagra等,国内近年出现的如算通、迪科、永新同方、三洲、中视联也具有相当的实力。

CA系统为广播电视网络增值业务提供了最大限度的安全性和灵活性,它既可满足对广播电视或其他服务有特殊需求的用户,又保证了经营者为提高节目服务质量所需的资金来源。从国内外情况看,条件接收是广播电视事业向高层次发展的必经之路。

5.1.2.2　有条件接收系统的发展历史

CA系统的发展经历了三个阶段,即:

第一,第一代CA系统:一般用于模拟系统,在头端对模拟信号进行加扰,使得普通电视机只有安装解扰器才能收看,系统通过前端的寻址控制单个用户的解扰器开关。系统可实现全频段加扰和频道加扰,通常采用视频倒相,水平同步重叠,垂直同步重叠,数字随机视频行抖动等方法,它通常对信号会产生损耗。1985年创建的“家庭票房公司(HBO)”是首家利用模拟式CA技术运营的付费电视节目。

第二,第二代CA系统:1995年,数字CA技术投入使用。基本原理是将压缩后的数字电视信号加扰,解扰所需的加扰控制字加密传输至用户端,用户端利用机顶盒和IC智能卡解密加扰控制字,用加扰控制字解扰数字电视信号。它对信号没有损耗,同时加密系统以及密钥体系和设备是分开的,它靠IC卡来保障系统的安全,破解难度较大,系统的保密性,可靠性大大提高。

第三,第三代CA系统:是基于DVB标准的全数字条件接收系统。该系统不考虑传输的通道及方式,对各种媒体内容、数据实现统一平台的管理与授权,采用多层次、多加密算法来保证运营商的利益;在CATV宽带分配网络的头端(Head-end)用复用器对提供的节目或服务进行管理,通过用户管理系统(SMS)对每个用户的要求实现记录、统计和管理,使整个系统提供的服务精确到每个终端;在用户端用机顶盒来实现系统提供的各种多媒体服务。CA技术贯穿在这三部分构成的整个系统之中,目的就是根据用户申请的服务将相应的码流构成完善的加解扰系统,使授权用户在按时缴费的基础上可以得到相应的服务。

5.1.2.3　有条件接收系统的标准及其算法

由于MPEG2标准在数据编码上的高效率,使得其得到了广泛的认可和应用,各国和组织更是以MPEG2为基础,为数字电视等应用场景制定了一批CA系统标准。目前在国际上占主流地位的CA系统标准主要有欧洲的DVB标准、北美的ATSC标准及日本的ISDB标准。

在这三种标准中对于CA部分都作了简单的规定,并提出了三种不同的加扰方式。其中欧洲DVB组织提出了一种称为通用加扰算法(Common Scrambling Algorithm)的加扰方式,由DVB组织的四家成员公司授权;ATSC组织使用了通用的3DES算法;而日本的ISDB使用了松下公司提出的一种加扰算法。

对于CA系统本身各标准除了提供一些基础的机制外没有定义什么通用的要求,所以CA系统本身内部机制的定义往往由具体的CA设备生产商来完成。这就使各家的CA系统一般是专用的,也就是说如果一家网络运营商应用了一家CA设备厂商的系统,他就只能定购和这家设备相配套的终端产品如机顶盒。