论计算机技术在有线数字电视系统中的应用

文丨王 晶

（国家广播电影电视总局五七三台，北京 102209）

在当今的信息化时代大潮中，计算机已经不陌生而遥远，它早已深入到人们生活的各个角落中，近年来，随着计算机技术的日益成熟，在很大程度上推动数据系统的软、硬件环境的分离，在我国目前陆续推广的有线电视数字化这一领域中，计算机技术的应用也将是系统实现软件功能和硬件功能分离的根本技术基础。有线数字电视，顾名思义，就是指我国传统的有线电视所传输的模拟信号在经过计算机技术处理的电视信号加扰，有线网络传输、终端接收以及记录等一系列的技术环节过程后，将其转换成为具体有数字化特点的数字信号的电视传输、交换技术，它有着信号保密，网络智能化、易优化、易升级，对用户端便于管理的特点。

有线数字电视的主要硬件部分为基本的射频处理单元和电视信号的输入/输出（I/O）接口，而系统中的其它部分则是类似于计算机系统中CPU的信号中央处理器以及计算机运行内存等硬件设施。例如，有线数字电视系统中条件接收装置加扰器、同电视终端相连接的机顶盒中应用视频MPEG解码等技术都是由相关软件功能来完成的。当然，同电视终端相连接的机顶盒自身也具备信号处理功能，信号处理水平相当于CPU主频为100MHZ奔腾Ⅱ中央处理器水平[1]。有线电视系统中的对数字信号高度压缩复用技术，已经使得传统模拟时代简单对电视信号电平进行监控的方法已经远远不能够满足有线电视信号数字化的要求和使用，如果将计算机技术运用到有线数字电视系统中，就能够更加有效、方便的对系统中的用户终端设备、局端网络、数字信号交换等进行性能管理、故障处置、配置优化、安全操作以及精确计费等。

1 有线数字电视接收系统概述

有线数字电视条件接收系统的主要是由多个相对独立的有条件接收单元组合而成的。系统中的每一个独立的有条件接收功能单元具备模块化功能，都具有的统一接口标准，在某一个单元出现故障时，可以由不同的设备商来提供设备进行独立更换和维修，从而不影响和涉及到系统中其他的正常功能单元。有线数字电视条件接收系统主要由四个单元构成，分别为：用户授权，信号加密运算，有条件信息产生、发布等几大功能单元组成，系统通过上述几大功能完成了对符合条件的交费用户的信号授权和用户业务管理重要功能，可见，有线数字电视网络中的条件接收系统的所有功能都是以这两项用户的基本职能的条件信息来开展的。从网络的硬件设备的分布上来看，大体划分为以下几个主要部分[2]。

1.1 网络安全单元

该单元负责对用户的最初始认证密码进行核对和保存，机房网络管理员可以运用网络安全单元的密钥功能对新入网的用户授权信息进行离散计算，然后转交到有线数字电视的用户授权系统并产生用户授权信息。所以，有线数字电视网络中的安全设备单元可以看作计算机的安全保障设备，整个网络中的条件接收系统的数据安全性都由该设备给予保证。

1.2 网络用户授权系统和CA信息插入

该授权系统可以根据前台营业人员对用户最初办理业务所受理的用户装机地址信息内容，来创立用户的初步授权信息，并在网络用户授机系统中初步形成系统需要的信息内容。在有线数字电视网络的条件接收系统内部当中，用户授权信息和授权控制信息二者之间的连接方式主要通过复用器以及局域网组成的，然后通过复用器将用户授权信息传送到插入智能卡的机顶盒MPEG-2系统码流中，所以，网络用户授权系统是有线电线数字电视条件接收系统中核心的功能单元。

1.3 用户信息复用和内容加扰

对有线数字电视节目内容的加扰，条件信息的数据打包复接都是通过复用器来完成的，并以此来产生加密的数据流。

2 计算机技术在系统中的运用效果

总体而言，有线数字电视条件接收系统主要有3个主要组成部分：用户管理系统、条件接收设备和复用器，当然，整个网络中的3个不同的系统设备可以有不同的设备制造来提供。从图一中可以看出，有线数字电视网络中条件接收单元是有线电视网络公司的基本运行系统，而同位用户端的数字电视前端设备则可以设备制造商单独提供[3]。

图一 C A系统构成图

从图一的CA系统框架图中可以看出，有线数字电视网络中的条件接收系统的授权管理信息发生器（EMMG）在通向同用户端相连的复用器（EMMI）之间主要是通过集线器（Hub）的设备接口来达到目的的。可见，网络安全单元中的主要任务是产生有线数字电视网络中条件接收系统需要的用户信息初始密钥，然后，将初始密钥信息通过安全的通道传递给相应的条件模块单元。图一中的复用器功能单元中的控制字发生器（CWG）对控制字（CW）是通过随机方式来进行加扰的，控制字发生器是依据DVB通用加扰算法的加扰器使用控制字（CW）对选中的电视节目内容进行信号干扰[4]。

在C A系统中，用户管理系统（SMS）通过条件接收系统中的用户管理系统的设备接口向条件接收设备中用户授权系统（SAS）发出请求对用户信息授权的需求，用户授权系统（SAS）对用户管理系统所传来的信息需求积极应答并产生用户授权信息（EMM），用户授权的主要内容有：用户标识号、用户智能卡卡号、用户授权信息等等。条件接收设备中用户授权系统所生成的对用户授权信息，按照DVB同密标准接口协议经过通过授权管理信息发生器将用户授权信息传入到下一级功能单元复用器中，复用器将上一级传来的用户授权信息再复用到传输流当中。在用户接收端中，同电视相连接的机顶盒中的用户授权信息智能卡在接到上一级复用器传来的用户授权管理信息后，通过自身的处理产生授权[5]。然后，正确地解开经过授权控制信息加过密的控制字CW，可见，有线数字电视网络中的用户接收端和ECM的解密都是由智能卡内的软件来来操作完成的。此外，用户授权的智能卡同机顶盒之间的通信是经过加密处理的，所以机顶盒在接收到上一级传来通信数据后，需要经过智能卡的再次解密才能得到控制字CW[6]。

3 总 结

综上所述，计算机技术在有线数字电视网络中运用，特别是在在条件接收系统中的使用，不仅能够有效地处理系统对用户的信息授权，还能够用户端提供安全、可靠、不受干扰信号传输通道，使用户在的电视信号信息的传输过程中，不被其它非法用户私自窃取或篡改。此外，有线数字电视网络中的条件接收系统所运用的计算机技术还能够有效地控制用户端的机顶盒使用，使得广大有线电视用户只能单一的接收从运营商端传来的合法电视信号，将非法电视信号有效屏蔽，可见，将计算机技术有效地运用在有线数字电视网络，在有力地推动整个网络向数字化、互动化、智能化转型的同时，也大力地保障了国家的基础网络信息安全。

[1]魏勇钢. 广播电视大学与计算机教学的初步分析与研究. 中国科技博览，2009.

[2]陈敬东. 全区广播电视系统微机联网设想及可行性分析. 内蒙古广播电视技术，1998.

[3]景长军. 广播电视后期制作设备管理系统的设计与实践. 有线电视技术，2005.

[4]武卫平. 福建电视台数字化实施方案及其相关思路. 广播与电视技术，2001.

[5]周专强，金一，曹震华. 构建广播向数字化平衡过渡的平台. 广播与电视技术，2005.

[6]雄伟. 广播电视接收PC机设计参考（标准）及其应用《实用影音技术》，1999.