有线电视数字机顶盒的关键技术详_New
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数字电视机顶盒技术综述一、机顶盒的基本概念机顶盒(STB,Set Top Box)的概念是比较广泛的,从广义上说,凡是与电视机连接的网络终端设备都可称为机顶盒。
从基于有线电视网络的模拟频道增补器、模拟频道解扰器,到将电话线与电视机联系在一起的"上网机顶盒"、数字卫星的综合接收解码器(IRD,Integrated Receive Decoder)、数字地面机顶盒、以及有线电视数字机顶盒都可称为机顶盒。
从狭义上说,我们可以将模拟设备排除在外,按主要功能将机顶盒分为上网机顶盒、数字卫星综合接收解码器、数字地面机顶盒、以及有线电视数字机顶盒。
这些设备由于具有很好的网络功能,因此也成为信息家电的代表。
二、各种机顶盒的主要功能和特点1.上网机顶盒提起机顶盒,我们首先想到的可能是微软的维纳斯计划。
维纳斯计划实际上是一个Windows CE推广计划,只不过在推出Windows CE的同时,捆绑了一个机顶盒硬件平台。
它利用电话网络做为传输平台,利用电视机做为显示平台,实现Internet接入功能。
因此,可以将其看成是一种非PC类的互联网接入设备。
随着Internet的不断发展,互联网接入设备的前景是非常好的,但这种机顶盒占用了用户家中几乎所有的网络资源(电话线和电视机),却只能实现上网功能,对用户来说,是得不偿失的。
电视机的最大优势是显示视频,最大的作用还是娱乐,但这种机顶盒不论是硬件还是软件,均不支持视频应用,这个缺陷,注定了它的前景不会太好。
在维纳斯计划推出不久,我国有许多企业陆续推出了该类产品,如康佳?quot;光元"网络机顶盒、海信的"家庭网络快车"DB-200M互联网机顶盒、海尔的"网神"网络机顶盒,但市场却没有任何反映,这也说明了这种机顶盒是没有前途的。
事实上,将维纳斯计划中机顶盒的电话调制解调器用电缆调制解调器来代替,也可以实现上网功能,但由于这种机顶盒与有线电视网络相连,一般都支持视频,我们把它放在有线电视数字机顶盒中介绍。
有线电视数字机顶盒的关键技术详1.有线电视数字机顶盒的基本原理有线电视数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目,示意图如图1所示,调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号,然后进行A/D转换变为数字信号,再送入QAM解调模块进行QAM解调,输出MPEG传输流串行或并行数据。
解复用模块接收MPEG传输流,从中抽出一个节目的PES数据,包括视频PES、音频PES以及数据PES。
解复用模块中包含一个解扰引擎,可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰,其输出是已解扰的PES。
视频PES送入视频解码模块,取出MPEG视频数据,并对MEPG视频数据进行解码,然后输出到PAL/NTSC编码器,编码成模拟电视信号,再经视频输出电路输出。
音频PES 送入音频解码模块,取出MPEG音频数据,并对MPEG音频数据进行解码,输出PCM音频数据到PCM解码器,PCM解码器输出立体声模拟音频信号,经音频输出电路输出。
有线电视数字机顶盒的关键技术该机顶盒由以下几部分组成:数字电视广播接收前端、MPEG解码、视音频和图形处理、电缆调制解调器、CPU以及存储器、以及各种接口电路。
数字电视广播接收前端包括调谐器和QAM解调器,该部分可以从射频信号中解调出MPEG传输流;MPEG解码部分包括解复用、解扰引擎和MPEG解压缩,其输出为MPEG视音频基本流以及数据净荷。
视音频和图形处理部分完成视音频的模拟编码以及图形处理功能。
电缆调制解调模块由一个双向调谐器、下行QAM解调器、上行QPSK/QAM调制器和媒体访问控制(MAC)模块组成,该部分实现电缆调制解调的所有功能。
CPU与存储器模块用来存储和运行软件系统,并对各个模块进行控制。
接口电路则提供了丰富的外部接口,包括通用串行接口USB、高速串行接口1394、以太网接口、RS232、视音频接口等等。
该框图所描述的有线电视数字机顶盒是一种功能齐全的机顶盒,实际上,在具体实现时,厂商可以根据需要对其进行裁减。
有线电视数字机顶盒的关键技术1、根据传输媒介的不同,数字电视机顶盒分为:数字卫星机顶盒(DVB-S);地面数字电视机顶盒(DVB-T);有线电视数字机顶盒(DVB- C)。
2、根据图像清晰度的不同,机顶盒分为:标清机顶盒;高清机顶盒。
3、根据是否双向互动,机顶盒又可分为:单向机顶盒;双向互动机顶盒。
第一、机顶盒的硬件结构从数字电视机顶盒的构成上看,主要包括硬件和软件两大部分。
从结构上看,机顶盒一般由主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、CA(Conditional Access)接口、外部存储控制器以及视音频输出等几大部分构成。
《调谐解调器》------调谐解调器部分的作用是将传输过来的调制数字信号解调还原成传输流,调谐解调器的不同就构成了不同的数字机顶盒,例如用于QPSK解调的卫星机顶盒(DVB-S),用于QAM解调的有线数字机顶盒(DVB-C)以及用于OFDM解调的地面传输数字机顶盒(DVB-T)。
目前市场上比较流行的调谐解调器的生产厂商有Thomson、Sharp 等,国内虽然也有一些厂商生产调谐解调器,但市场份额很小。
《主芯片》------随着芯片技术的发展,越来越多的厂家将机顶盒的功能更多地集成在一个主芯片里,例如现在大部分厂商都将CPU、解码器、解复用器、图形处理器与视音频处理器集成在芯片中,甚至一些以Philips为代表的芯片厂商将调谐解调器也集成在芯片中,形成一体化的芯片解决方案,有效地降低了器件成本并提高了可靠性。
在主芯片中,首先根据传输流所传递的标志信息对接收到的传输流进行解复用,然后根据CA智能卡所传递的解扰信息对节目流进行解扰,解扰后的TS流送到视音频解码器中分别对其进行解码,还原成A V信号进行输出,同时,也分离出复用在TS流中的各类系统数据表,送给机顶盒处理器分别输出。
另外,由于在主芯片中集成了CPU和图形管理器,使机顶盒可以完成更多的功能,它可以运行各种软件完成诸多任务,例如股票接收、网页浏览等,也可以通过图形管理器实现2D 甚至3D的图形处理,为用户提供更美观的界面,实现交互式游戏等各种高画质应用。
数字电视机顶盒关键技术全球电视的数字化发展已成定局,模拟电视机最终将被数字电视机所取代。
由于从模拟电视向数字电视转换需要一个逐步实现的过程,数字电视机顶盒是这一期内最理想的解决方案。
1 机顶盒的概念、分类和特点1.1 机顶盒的概念机顶盒,顾名思义,因人们常常将它放在电视机的上面而得名,其作用是为了增强或扩展电视机功能,可分为模拟机顶盒和数字机顶盒,现在,我们所说的机顶盒通常指数字电视机顶盒。
它是一种能够让普通电视机呈现数字电视的高品质画面,并可通过网络进行教育和商业化活动、交互式数字化娱乐的消费类电子产品。
1.2 数字电视机顶盒的分类及特点1.2.1 上网机顶盒上网机顶盒是利用电话网或有线电视网作为传输介质,使用电视机作为显示器,,实现没有电脑确可以上网的功能,使电视机与互联网有机融合。
换言之,可以把上网机顶盒看作是一种非PC类的互联网络接入设备。
因其使用需要一定带宽,有时可能出现因用户的数量增多而引起的收看不太顺畅的情况。
1.2.2 数字卫星机顶盒数字卫星机顶盒是一种用来接收卫星数字电视信号并转化成高质量的音视频信号输出的设备,优点是画质清晰,不用交月租,另外每增加一用户,仅需增加一台机顶盒,多用户时成本低,缺点是只能收卫星电视节目,不能接收香港台、清溪新闻等,适宜宾馆安装。
1.2.3 数字地面机顶盒其功能与数字卫星机顶盒类似,只是传输平台不同,其传输平台为地面广播信道。
其优点是可以随时移动收看,但这种无线信道的情况相对有线电视网络复杂,并且存在的多径接收、邻频干扰等问题。
1.2.4 数字有线电视机顶盒其基本原理与数字地面机顶盒相同,只是传输平台不同,其传输平台是有线电视所采用的全电缆网络或光纤/同轴混合网。
但由于传输质量好、技术成熟、功能最多,接收的台也较多,所以被业界普遍看好。
目前,该类机顶盒已得到广泛应用:视频点播、准视频点播(NVOD)、电子节目指南(EPG)、数据广播、数字电视接收、按次付费观看(PPV)、Internet接入等等。
数字机顶盒技术概述有线广播电视网正在向数字化、网络化、产业化方向发展,最终建成为宽带综合信息网。
依托有线广播电视网提供综合信息业务的关键设备这一是用户终端设备数字机顶盒(STB),本文在介绍数字机顶盒定义、功能及分类后,着重介绍了目前数字机顶盒的关键技术。
1、机顶盒的定义对于机顶盒,目前没有标准的定义,传统的说法是:"置于电视机顶上的盒子"。
它是利用有线电视网络作为传输平台,利用电视机作为用户终端,提高现有电视机的性能或增加其功能。
由于功能和用途不同,这就使"机顶盒"这个概念有些含糊不清,如早期的增补频道机顶盒,图文电视机顶盒,付费电视机顶盒等。
数字电视机顶盒是信息家电之一,它是一种能够让用户在现有模拟电视上,观看数字电视节目,进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动的消费业电子产品。
2、数字机顶盒的功能数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目,同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能,如:(1)电子节目指南(EPG)。
给用户提供一个容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的一种方式,用户可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目;(2)高速数据广播。
能给用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网站等各种消息;(3)软件在线升级。
软件在线升级可看成是数据广播的应用之一。
数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来,机顶盒能识别该软件的版本号,在版本不同时接收该软件,并对保存在存储器中的软件进行更新;(4)因特网接入和电子邮件。
数字机顶盒可通过内置的电缆调制解调器方便地实现因特网接入功能。
用户可以通过机顶盒内置的浏览器上网,发送电子邮件。
同时机顶盒也可以提供各种接口与PC相连,用PC与因特网连接;(5)有条件接收。
有条件接收的核心是加扰和加密,数字机顶盒应具有解扰和解密功能。
总之,到目前为止,围绕数字机顶盒的数字视频、数字信息与交互式应用三大核心功能开发了多种增值业务。
数字机顶盒关键技术及交互应用数字机顶盒关键技术及交互应用在以数字化、网络化和信息化为基本特征的21世纪,电信网、计算机网和有线电视网三网融合的进程必将不断加快,而这种融合的具体体现正是交互式电视(ITV ,Interactive Television)。
交互式电视是一种受用户控制的视频分配业务,在节目间和节目内观众能够作出选择。
它采用一种不对称的双向传输网络,用户信息通过窄带的上行信道传到信息中心,而由信息中心到用户的下行信道则是具有视频传输能力的宽带信道。
因而是一种非对称双工形式的新型电视广播技术。
正是现代通信技术、多媒体技术和数据压缩编码技术的进步,为传统的模拟、单向有线电视,向数字化、交互式方向发展奠定了坚实的基础。
数字机顶盒(STB,Set-Top-Box)是交互式电视系统中不可缺少的重要组成部分,它是普通电视与宽带传输之间的桥梁,通过它用户可在普通电视上收看高清晰度图像以及进行视频点播(VOD,Video On Demand)、家庭购物等服务。
因此,设计性能卓越、功能完备的数字机顶盒对发展交互式电视具有重大意义。
2 数字机顶盒结构组成及实现功能模拟电视向数字电视转化的进程不断加快,这不仅仅是视频传输和显示的一场变革,更重要的是由于采用了先进的数字压缩技术、多媒体技术和宽带网络技术,从而使电视广播不再限于单向发送音频视频信号,而是需要服务提供商能够根据用户的选择来提供相应的服务。
模拟机顶盒只具备电视调谐和解码功能已不能满足要求,新型的数字机顶盒因此应运而生。
数字机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备,通过对数字化压缩的图像声音信号进行解码还原,产生模拟视频和声音信号,以提供给观众高质量的电视节目。
数字化、交互式、多媒体、多功能是数字机顶盒的基本特征,其中交互式是数字机顶盒的生命力所在。
因为只有交互才能使用户的要求得以实现,而在未来有线电视和多媒体宽带网中最有应用前景的也正是交互式电视。
有线电视机顶盒的智能化与AI技术的融合随着科技的不断发展,智能化已经成为人们日常生活的重要组成部分。
在家庭娱乐领域,有线电视机顶盒作为家庭的重要娱乐设备之一,也需要不断更新和升级以适应人们对智能化的追求。
因此,有线电视机顶盒的智能化与AI技术的融合已经成为一个热门话题。
一、智能化带来的便利有线电视机顶盒的智能化主要体现在以下几个方面:首先,智能语音控制成为可能。
通过加入AI技术,有线电视机顶盒可以通过语音指令与用户进行互动,用户可以直接通过语音控制来切换频道、调节音量、搜索节目,而无需使用遥控器。
这样的智能化操作大大提升了用户的使用体验,使得观看电视更加方便快捷。
其次,个性化推荐功能大幅提升。
有线电视机顶盒通过AI技术可以分析用户的观影喜好、历史记录等数据,从而能够根据用户的个人喜好向其推荐符合其口味的电视节目或电影。
这种个性化推荐功能不仅能够提高用户的观看满意度,也能够帮助用户发现更多感兴趣的内容。
同时,有线电视机顶盒的智能化还可以带来更多的便利性。
例如,通过加入智能家居控制功能,用户可以通过有线电视机顶盒控制智能家居设备,如灯光、温度和安保等,实现家居智能化的统一控制。
这样,有线电视机顶盒不仅仅是一个单一的娱乐设备,还能够成为家庭智能化的控制中心。
二、AI技术在有线电视机顶盒中的应用有线电视机顶盒的智能化与AI技术的融合主要依赖于以下几个方面的应用:1. 语音识别与指令控制通过结合语音识别技术,有线电视机顶盒可以理解用户的语音指令,并根据指令执行相应的操作。
语音识别技术的应用不仅提升了用户的操作便捷性,也使得有线电视机顶盒能够更好地满足用户的个性化需求。
2. 图像识别与人脸识别技术图像识别技术在有线电视机顶盒中的应用可以实现更加便捷的操作体验。
例如,通过图像识别技术,有线电视机顶盒可以自动检测电视节目或广告中的二维码,并根据用户的需求提供相关的信息或互动服务。
同时,结合人脸识别技术可以实现智能用户登录,提供个性化的推荐和服务。
有线数字电视机顶盒原理及常见问题处理办法-技术方案1数字电视机顶盒的原理数字电视机顶盒从功能上看是计算机和电视机相结合的产物,从信号处理和应用操作上看,它包含以下几个层次:物理层和链路层:包括高频调谐,QPSK/QAM/COFDM/VSB解调、卷积码解码、去交织、RS(里德-索罗门)解码、解能量扩散。
传送层:包括解复用,它把MPEG-2传送流分成视频、音频和数据包。
节目层:包括MPEG-2视频解码、MPEG-2AAC(或AC-3)音频解码。
应用层:包括业务信息(SI)、电子节目指南EPG、图形用户界面(GUI)、浏览器、遥控、CA等。
输出接口:包括模拟视频/音频接口、数据接口、键盘、鼠标等。
图1为有线数字电视机顶盒原理框图。
图1有线数字电视机顶盒原理框图高频头(调谐器)接收来自有线网的射频信号并下变频为中频信号,经QAM解调器进行解调,输出包含音频、视频和其他数据信息的传送流(TS)。
传送流中一般包含多个音视频流及一些数据信息。
TS流解复用器则用来区分不同的节目,提出相应的音视频流和数据流,送入MPEG-2解码器和相应的解析软件,完成数字信息的还原。
对于付费电视,CA模块对音视频流实施解扰,并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡,保证合法用户正常收看。
视频PES送入MPEG-2视频解码模块进行解码,然后输出到PAL/NTSC编码器,编码成模拟电视信号,再经视频输出电路输出。
音频PES送入音频解码模块进行解码,输出PCM音频数据经D/A变换器变换成立体声模拟音频信号,经音频输出电路输出。
2使用中出现的问题及解决办法2.1不能正常接收某一个频点上的数字电视节目(1)原因分析用频谱仪看此频点的波形图是否有陷波点。
正常的数据信号显示的波形应该是完整平滑的,如果有陷波点,只有平坦部分的数据能够收全,该段的数字电视节目就能收到,恰好在陷波点位置的数据就收不到,那一段的数字电视节目就收不到。
造成这种现象有可能是用户线和用户盒不规范,也有可能是分支分配器输入输出口接反,还有可能是电缆指标不合格(这种电缆在某一频点衰减过大),在有供电器的网络中多余的供电输出口没有加上假负载,或是机顶盒本身的问题,或是前端的问题等等情况都有可能出现这种故障。
有线电视数字机顶盒的关键技术详解在用户端,机顶盒为了再生出解扰随机序列,必须获取相关的条件接收控制信息。
首先,机顶盒根据PMT和CAT表中CA_descriptor,获得EMM和ECM的PlD值。
然后,从TS流中过滤出ECMs和EMMs,并送通过SmardCard接口送给SmartCard o SmardCard首先读取用户个人分配密钥(PDK),用PDK 对EMM解密,取出SK,然后利用SK对ECM开展解密,取出CW,并将CW通过SnIartCard接口送给解扰引擎,解扰引擎利用CW就可以将将已加扰的传输流开展解扰5.电缆调制解调器到目前为止,各种研究机构对电缆调制解调器开展了广泛的研究,这些研究成果最终形成了几个国际性组织定义的标准:IEEE 定义的IEEE802.14协议、DAVIC定义的DAVlC协议和MCNS定义的DOCSIS协议。
在这些协议中,MCNS标准的目的最为简单和明确,就是在有线网络上透明地传输IP数据包,因此该协议对IP的支持最好;DAVIC的目的主要是给用户提供交互式的数字视音频服务,同时也兼顾提供数据传输,该协议对数字视频的支持是最好的;IEEE802.14的目的是建立一个基于HFC的城域网,并使该网络能支持各种业务,包括固定比特率CBR,可变比特率VBR以及有效比特率ABR服务,该目的使得它对ATM有很好的支持。
不同的目的使得各个标准间存在很大的差异,这些差异主要表达在各个标准定义的物理层、MAC层的帧格式和MAC协议。
IEEE802.14对ATM信元有很好地支持,并能通过ATM信元很好地支持OoS。
在传输ATM信元方面,该协议与MCNS相比有较小的延迟和延迟抖动。
但在支持IP方面,由于必须通过AA1.5来支持,因而在传输IP分组的吞吐量方面比MCNS标准低,这一点对DAVIC标准同样适用。
在MAC层,MCNS标准的上行信道访问方式和碰撞解析算法比IEEE802.14和DAVIC都简单,使得用户端设备比较简单,再加上对IP有最好的支持,使MCNS标准在目前的市场上最为看好。
有线数字电视机顶盒关键技术及日常使用中常见问题的处理方法作者:孙俊晓来源:《电子世界》2012年第15期【摘要】伴随着数字电视整体转移步伐的加快,数字机顶盒已趆来趆多地走进百姓家中。
对有线数字电视机顶盒关键技术及海信DB-750C数字机顶盒的安装、使用及常见问题的解决方法进行详细分析。
【关键词】数字电视机顶盒;关键技术;问题;方法1.前言广播电视数字化被纳入国家中长期科技发展规划,因此实施有线电视数字化整体转换,是国家提倡和推动的方式。
在用户家中使用的电视机上配置一台机顶盒,井插上智能卡,使用户的电视机成为集公共广播电视传播、信息服务、文化娱乐、政务公开、交流互动于一体的数字多媒体信息终端,满足用户对广播电视节目和多种信息、多种服务的需求。
数字电视机顶盒已被广大消费者接受,普及数字电视机顶盒已是大势所趋。
烟台广电在数字电视整体中,采用了青岛海信电器股份有限公司生产的海信DB-705C数字机顶盒。
现就数字电视机顶盒关键技术和使用中常见问题的解决方法综述如下。
2.数字电视机顶盒关键技术数字电视机顶盒由高频头、信道解调器、信源解复用器、MPEG-2解码器、视频编码器、音频D/A、嵌入式CPU系统和外围接口、条件接收模块等组成。
组成原理框图如图1所示。
高频头接收来自有线网的射频信号并下变频为中频信号,经QAM解调器进行解调,输出包含音、视频和其他数据信息的传送流(TS)。
传送流中一般包含多个音、视频流及一些数据信息。
TS流解复用器则用来区分不同的节目,提取相应的音、视频流和数据流,送入MPEG-2解码器和相应的解析软件,完成数字信息的还原。
对于付费电视,CA模块对音、视频流实施解扰,并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡,保证合法用户正常收看。
视频PES送入MPEG-2视频解码模块进行解码,然后输出到PAL/NTSC编码器,编码成模拟电视信号,再经视频输出电路输出。
音频PES送入音频解码模块进行解码,输出PCM音频数据到D/A变换器,变换成立体声模拟音频信号,经音频输出电路输出。
有线电视数字机顶盒的关键技术详
有线电视数字机顶盒的关键技术详
1.有线电视数字机顶盒的基本原理
有线电视数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目,示意图如图1所示,调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号,然后进行A/D转换变为数字信号,再送入QAM解调模块进行QAM解调,输出MPEG传输流串行或并行数据。
解复用模块接收MPEG传输流,从中抽出一个节目的PES数据,包括视频PES、音频PES以及数据PES。
解复用模块中包含一个解扰引擎,可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰,其输出是已解扰的PES。
视频PES 送入视频解码模块,取出MPEG视频数据,并对MEPG视频数据进行解码,然后输出到PAL/NTSC编码器,编码成模拟电视信号,再经视频输出电路输出。
音频PES送入音频解码模块,取出MPEG音频数据,并对MPEG音频数据进行解码,输出PCM音频数据到PCM解码
作系统,在美国应用较广。
另外,随着Linux的兴起,嵌入式的Linux已渐渐成熟。
它不仅为机顶盒厂商提供一种选择,而且由于Linux的开放性和先进的结构,会对现有的实时操作系统构成巨大的威胁。
3.中间件
中间件是一种将应用程序与低层的操作系统、硬件细节隔离开来的软件环境,它通常由各种虚拟机来构成,如HTML虚拟机、JavaScript 虚拟机、Java虚拟机、MHEG-5虚拟机等等。
一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件
系统组成,可以将其分为4层,从底向上分别为:硬件、底层软件、中间件、应用软件。
硬件提供机顶盒的硬件平台;底层软件提供操作系统内核以及各种硬件驱动程序;应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用;中间件将应用软件与依赖于硬件的底层软件分隔开来,使应用不依赖于具体的硬件平台。
成熟的商用中间件产品有Opentv的EN2、Liberate的TVNavigatorforDTV、Enreach的EnreachTVforDTV、Canel+的Mediahighway 和Intellibyte的IBEPG、IBSIManager、IBBrowser等。
这些产品在市场上都占有一席之地,但彼此并不兼容。
目前,标准组织已经认识到这个事实,并且开始着手建立公开的中间件标准。
DVB提出了基于Java虚拟机的中间件标准DVB-MHP(多媒体家庭平台);ATSC成立T3/S17技术专家小组委员会来为机顶盒定义软件环境,该软件环境称为DTV应用软件环境(DASE)。
ATVEF (先进电视发展论坛)也创建了一种称为AdvancedTelevisionEnhancementForumSpecifi cationforInteractiveTelevision的规范。
4.加解扰技术
加解扰技术用于对数字节目进行加密和解密。
目前,国际上有两种标准:OpenCable定义的POD和DVB定义的SimulCrypt和MultiCrypt标准。
OpenCable定义的POD是一个通过PCMCIA接口与机顶盒相连的模块,该
模块除了解扰功能外,还要完成与前端的交互功能。
DVB的MultiCrypt也是采用PCMCIA接口与机顶盒连接,但它只有解扰功能。
DVB的SimulCrypt则只需要机顶盒具有ISO7816的SmartCard接口既可,但需要机顶盒具有硬件解扰引擎。
下面简述DVB的有条件接入的基本原理。
有条件接入的基本原理如图4所示。
节目在播出前,要经过加扰处理,加扰过程是将复用后的传送流(TransportStream)与一个伪随机加扰序列做模2加,而这个伪随机序列的生成由控制字发生器提供的控制字(ControlWord,简称CW)确定。
有条件接入的核心实际上是控制字传输的控制。
在MPEG传输流中,与控制字传输相关的有两个数据流:授权控制信息(ECMs)和授权管理信息(EMMs)。
由业务密钥(SK)加密处理后的控制字在ECMs中传送,其中还包括节目来源、时间、内容分类和节目价格等节目信息。
对控制字加密的业务密钥在授权管理信息中传送,并且业务密钥在传送前要经过用户个人分配密钥(PDK)的加密处理,EMMs中还包括地址、用户授权信息、如用户可以看的节目
或时间段、用户付的收视费等。
用户个人分配密钥(PDK)存放在用户的智能卡(SmartCard)中。
在用户端,机顶盒为了再生出解扰随机序列,必须获取相关的条件接收控制信息。
首先,机顶盒根据PMT和CAT表中CA_descriptor,获得EMM和ECM的PID值。
然后,从TS流中过滤出ECMs和EMMs,并送通过SmardCard接口送给SmartCard。
SmardCard 首先读取用户个人分配密钥(PDK),用PDK 对EMM解密,取出SK,然后利用SK对ECM 进行解密,取出CW,并将CW通过SmartCard 接口送给解扰引擎,解扰引擎利用CW就可以将将已加扰的传输流进行解扰
5.电缆调制解调器
到目前为止,各种研究机构对电缆调制解调器进行了广泛的研究,这些研究成果最终形成了几个国际性组织定义的标准:IEEE定义的IEEE802.14协议、DAVIC定义的DAVIC协议和MCNS定义的DOCSIS协议。
在这些协议中,MCNS标准的目的最为简单和明确,就是在有线网络上透明地传输IP数据包,因此该协议对IP的支持最好;DAVIC的目的主要是给用户提供交互式的数字视音频服务,同时也兼顾提供数据传输,该协议对数字视频的支持是最好的;IEEE802.14的目的是建立一个基于HFC的城域网,并使该网络能支持各种业务,包括固定比特率CBR、可变比特率VBR以及有效比特率ABR服务,该目的使得它对ATM 有很好的支持。
不同的目的使得各个标准间存在很大的差异,这些差异主要体现在各个标准定义的物理层、MAC层的帧格式和MAC协议。
IEEE802.14对ATM信元有很好地支持,并能通过ATM信元很好地支持OoS。
在传输ATM 信元方面,该协议与MCNS相比有较小的延迟和延迟抖动。
但在支持IP方面,由于必须通过AAL5来支持,因而在传输IP分组的吞吐量方面比MCNS标准低,这一点对DAVIC标准同样适用。
在MAC层,MCNS标准的上行信道访问方式和碰撞解析算法比IEEE802.14和DAVIC都简单,使得用户端设备比较简单,再加上对IP 有最好的支持,使MCNS标准在目前的市场上最为看好。
但也正是因为其简单,在采用MCNS 的CableModem进行话音和视频业务时还有一些缺陷,具体地说,在使用MCNS标准的CableModem支持IP电话和可视电话方面,还需要增加支持QoS的机制。
但随着DOCSIS1.1的发布,该标准已逐步完善起来。
在对数字视频业务的支持上,DAVIC由于对数字电视广播的兼容和具有带外信道的优势,在数字机顶盒的标准中有重要影响。
事实上,北美的OpenCable标准就是将MCNS与DAVIC 有机地结合的产物,而欧洲的EuroBox和EuroModem实际上就是采用DAVIC标准。
而最早开始制定的IEEE802.14协议,已渐渐地被市场抛弃。