数字电视节目传输技术培训课件

数字电视节目传输技术

中国传媒大学

金立标博士1一、基础知识1、何为数字电视？节目数字化传输数字化接收数字化2、数字电视与模拟电视的区别？节目源：音视频、传输流TS传输方式：调制解调波形：正弦波、余弦波、脉冲频带利用率节目加扰2一、基础知识3、数字电视的分类传输分类：卫星、有线、地面清晰度分类：普通清晰度、标清、高清普通清晰度：1~2Mbps，300线标清：3~8Mbps，350~600线高清：18~20Mbps，800~1000线3一、基础知识4、数字电视的优点图像传输质量较高易于实现信号存储频谱资源利用率高可提供多媒体业务可以高速数据传输可以实现条件接收4一、基础知识5、数字电视系统模数转换信源编码信道编码数模转换信源解码信道解码信道模拟电视信号输入模拟电视信号输出5一、基础知识6、数字电视信号的产生抽样量化编码模拟信号数字信号6一、基础知识7、数字电视信号的压缩压缩的必要性：传输角度存储角度压缩的可能性：冗余相关压缩的标准MPEG-1MPEG-2MPEG-4/7,H.2647一、基础知识8、数字电视的调制方式QPSK：卫星QAM：有线OFDM：地面8一、基础知识9、数字电视的传输标准有线：DVB-C卫星：DVB-S地面：DVB-T、DMB-T、ADTB-T9一、基础知识10、常用指标比特率：是指二进制数码流的信息传输速率，单位是：bit/s简写b/s或bps，它表示每秒传输多少个二进制元素（每一个二进制的元素称为比特）。波特率：也就是符号率，是针对模拟数据信号传输过程中，调制解调器输出的调制信号每秒钟载波调制状态改变的数值，单位是s/s，称为波特(baud)率。误码率：每秒中传输信息中错误的比特数。10CA系统NMS系统SMS系统TS流卫星接收机卫星接收机卫星接收机复用器加扰器QAM调制器IP数据视频服务器EPG系统复用器加扰器QAM调制器自办节目自办节目模拟节目复用器加扰器QAM调制器编码器编码器编码器混合器数字电视系统统11第一章数字字电视编码复复用技术121、TS流的的结构1.1、TS流的形成视频编码器音频编码器打包器打包器PS复用TS码流PS码流PESES视频音频数据编码器数据TS复用131、TS流的的结构1.1、TS流的形成PS码流：包的长度可变变抗误码能力低低适用于相对误误码低的环境境，如存储、、制作DVD等TS码流包的长度固定定，188字节抗误码能力较较高可用于相对较较差的信道环环境，如传输输等141、TS流的的结构1.2、TS包的结构TS码流由由TS包组成成，TS包的长长度固固定，，为188字节每个TS包由包包头和和净荷荷组成成188字节包头净荷包头净荷…包头净荷适应字段81113包同步误码指示开始指示传送优先级PID加扰控制适应字段控制连续性计数器1224可变长151、TS流流的结结构1.3、TS包的包包头同步字字节：：0X47传输错错误指指示符符：“1””表示示相关关传输输流分分组中中至少少有一一个不不可纠纠正的的错误误；置“1”后后除非非错误误被纠纠正，，否则则不会会恢复复为““0””。161、TS流流的结结构1.3、TS包的包包头净荷单单元起起始指指示符符：1比特标标志位位，用用来指指示传传送流流分组组带有有PES分组或或PSI数据时时的情情况。。当传送送流分分组的的有效效负载载带有有PES分组数数据的的时候候，该该位具具有以以下特特性：：‘1’表明明传送送流的的净荷荷将以以PES分组的的第一一个字字节开开始；；‘0’表明明在传传送流流的开开始不不是PES分组。。当传送送流分分组的的有效效负载载是PSI数据时时，该该位具具有以以下特特性：：如果果传送送流分分组带带有一一个PSI部分的的第一一个字字节，，给位位置为为‘1’，表表明传传送流流分组组的第第一个个字节节带有有POINTER_FIELD(指针域域)；如果果传送送流分分组不不带有有PSI部分的的第一一个字字节，，该位位置为为‘0’。171、TS流流的结结构1.3、TS包的包包头传送优优先级级（transport_priority）：1比特指指示器器。当当被置置为‘‘1’时表表明相相关的的分组组比其其他具具有相相同PID但此位位没有有置‘‘1’的分分组有有更高高的优优先级级。包识别别符（（PID）：：13比特字字段。。指示示在传传送包包净荷荷内携携带的的数据据类型型，属属于同同一基基本码码流或或打包包的基基本码码流的的传送送包具具有相相同的的PID；PID值不是是随意意提供供的，，它由由用户户指定定。PID值0x0000为节目目关联联表保保留，，0x0001为条件件访问问表保保留，，0x0002－0x000F保留，，0x1FFF属于空空包。。181、TS流流的结结构1.3、TS包的包包头传送加加扰控控制：：2比特字字段，，用来来指示示传送送包的的净荷荷是否否已经经加扰扰；传传送流流的包包头和和调整整字段段不应应该被被加扰扰。当当这两两个比比特为为00时，表表示没没有加加扰。。调整字字段控控制：：2比特字字段。。用于于指示示传送送包的的包头头后是是否跟跟有调调整字字段或或者净净荷。。‘00’保留留；‘‘01’表示示没有有调整整字段段，仅仅含有有净荷荷；‘‘10’表示示仅含含有调调整字字段，，没有有净荷荷；‘‘11’表示示调整整字段段后面面是净净荷。。连续记记数器器：4比特字字段。。它随随着每每一个个具有有相同同PID的传送送包而而增加加，当当达到到0xf后又回回复到到0。当传传送包包的调调整控控制字字段为为00或者10，连续续记数数器就就不应应该增增加。。根据据记数数器的的值，，我们们可以以确定定接收收端是是否有有传送送包丢丢失或或者重重复发发送。。191、TS流流的结结构1.4、TS包的净净荷主要是是分段段的基基本流流的数数据。。净荷荷内可可以携携带PSI数据据，，如如果果净净荷荷内内PSI信息息不不够够长长，，PSI数据据后后面面就就用用填填充充字字节节填填充充。。202、、节节目目特特定定信信息息（（PSI））在MPEG-2系统统标标准准中中定定义义了了节节目目特特定定信信息息ProgramSpecificInformation（PSI）,它包包括括所所有有使使解解码码器器能能进进行行节节目目的的多多路路解解调调的的规规格格化化数数据据和和私私用用数数据据。。节目目由由一一些些原原始始流流组组成成，，每每个个原原始始流流都都有有一一个个PID标注注程程序序、、原原始始流流或或者者其其中中部部分分都都有有可可能能被被条条件件访访问问。。不过过，，节节目目特特定定信信息息不不能能够够被被加加密密，，否否则则会会影影响响解解码码器器的的正正常常工工作作。。212、、节节目目特特定定信信息息（（PSI））PSI提供供了了解解码码器器解解复复用用和和解解码码的的信信息息，，它它使使用用了了四四个个表表来来定定义义码码流流的的结结构构：：节目目关关联联表表（（PAT））节目目映映射射表表（（PMT））条件件访访问问表表（（CAT）网络络信信息息表表（（NIT）222、、节节目目特特定定信信息息（（PSI））2.1、、节节目目关关联联表表PAT节目目关关联联表表的的PID是0x0000；主要要作作用用是是针针对对复复用用的的每每一一路路传传送送流流，，提提供供传传送送流流中中包包含含的的那那些些节节目目、、节节目目的的编编号号；；提供供对对应应节节目目的的的的节节目目映映射射表表（（PMT）的位位置置，，即即提提供供PMT表的的TS包的的包包标标识识符符（（PID）的值值；；同时时还还提提供供网网络络信信息息表表（（NIT）的位位置置，，即即NIT表的的TS包的的包包标标识识符符（（PID）的值值。。节目目关关联联表表是是PSI信息息的的根根，，解解复复用用器器工工作作查查找找信信息息时时总总是是从从节节目目关关联联表表开开始始，，然然后后寻寻找找相相对对应应的的节节目目号号和和PMT表。。232、、节节目目特特定定信信息息（（PSI））2.2、、节节目目映映射射表表节目目映映射射表表提提供供了了节节目目号号与与组组成成它它们们的的基基本本流流之之间间的的映映射射；节目目映映射射表表主主要要内内容容是是该该节节目目的的PCR_PID、各基基本本流流的的PID和用用描描述述符符形形式式出出现现的的附附加加信信息息；指出出某某一一套套节节目目由由哪哪些些节节目目流流构构成成，，以以及及这这些些流流的的类类型型（（视视频频、、音音频频、、数数据据））及及位位置置，，即即对对应应的的TS包的PID值。PMT所在的TS包都有自自己独特的PID。。码流类型PID1视频542音频483音频494数据505PCR90242、节目目特定信信息（PSI））2.3、、条件接接收表CAT给出有关关条件接接收系统统的信息息，指定定授权管管理信息息（EMM）所在的的TS包的PID值及其它它相关参参数。CAT所在的TS包的PID=1。2.4、、网络信信息表（（NIT）提供与多多组传送送流、物物理网络络及网络络传输相相关的信信息，如如调谐频频率、编编码方式式、调制制方式等等参数。。PID由PAT指定。252、节目目特定信信息（PSI））节目类型PID值MPEG_2视频码流0xFF（255）MPEG_2音频码流0x100（256）MPEG_2音频码流0x101（257）私人数据0x102（258）Programnumber(节目号)PMT_PID（节目映射表的PID号）00x10（指示NIT表的PID号）20x64（指示节目2的PMT的PID）263、TS流的复复用解复复用在传输流流中，同同时包含含多个节节目，在在解码重重放时，，还必须须能从多多个节目目中选出出希望收收看的一一个或几几个节目目。也就就是，不不但要能能够识别别出节目目所存在在的特定定码流的的传输包包的PID，还要知道道这个码码流的参参量信息息和相关关信息。。所以传传输流里里还必须须包含节节目特定定信息（（PSI），供复用和和解复用用时使用用。273、TS流的复复用解复复用3.1、、TS流的复用用单路节目目流复用用283、TS流的复复用解复复用3.1、、TS流的复用用系统级复复用293、TS流的复复用解复复用3.1、、TS流的复用用在系统级级复用中中，不同同的节目目流中可可能有相相同的PID，然而在传传送流中中不同的的基本比比特流的的PID号必须是是不一样样的，所所以在系系统级复复用中要要解决PID冲突的问问题，也也就是在在系统复复用之前前应对冲冲突的PID号进行修修改。这这些修改改必须同同时记录录在节目目关联表表和节目目映射表表中。此外，比比特流的的结构是是可以分分级的，，如果有有更宽的的的带宽宽可以使使用，就就可以对对多路系系统级比比特流进进行复用用，只需需要从每每路系统统级比特特流中提提取出节节目关联联表，并并重新建建立关联联表，然然后将节节目关联联表放入入PID＝0的传送送包内内。303、TS流流的复复用解解复用用3.2、TS流的解解复用用传送流流的解解复用用主要要是根根据PSI来进行行，主主要功功能是是对传传送包包进行行过滤滤。首先要要根据据自己己所想想要的的节目目号，，找到到节目目关联联表所所在的的传送送包，，也就就是找找到PID＝0的传送送包，，然后后恢复复节目目关联联表的的内容容，找找到PMT_PID，即找到到节目目映射射表所所在的的传送送包的的PID；最后根根据该该PID号恢复复节目目映射射表的的内容容，从从节目目映射射表中中找到到这个个节目目的各各个基基本比比特流流的PID号、PCR_PID、以及基基本流流的其其他信信息，，根据据所得得的基基本流流的PID号，从从传送送流内内提取取属于于各基基本流流的传传送包包，对对包内内的数数据进进行分分析，，然后后进行行拼接接发送送出去去。313、TS流流的复复用解解复用用3.2、TS流流的解解复用用324、应应用4.1、MPEG-2编码器器（1））编码码速率率MPEG-2编码器器可由由用户户选择择，把把一个个频道道的电电视信信号压压缩成成2MB/S、3MB/S、4MB/S、5MB/S、6MB/S和8MB/S等的数数字信信号。。实际观观测表表明，，压缩缩为6MB/S和8MB/S的图象象与没没有压压缩的的图象象基本本没有有区别别，但但在压压缩为为4MB/S的快速速体育育运动动图象象上，，则能能看到到图象象的缺缺陷。。335、应应用4.1、MPEG-2编码器器（2））编码码器的的使用用一套节节目对对应一一路MPEG-2编码器器；输入音音视频频信号号，输输出TS流；ASI接口；；SDH来的是是TS流，无无需MPEG-2编码器器；SDH是DS-3或E3接口，，需适适配器器转换换为ASI接口；；增加MPEG-2编码器器，还还是增增加数数字卫卫星接接收机机？如果卫卫星上上的节节目下下来就就是模模拟的的，那那只能能采用用编码码器。。345、应应用4.2、复用用器（1））复用用器的的选择择复用多多少套套节目目合适适复用器器的码码率容容量QAM调制器器的调调制方方式节目质质量的的要求求355、应应用4.2、复用用器（2））复用用器的的设置置确定复复用几几套节节目：：根据据卫星星接收收机和和编码码器的的输出出速率率，复复用器器的输输入输输出速速率，，以及及QAM调制器器的调调制方方式和和符号号率来来确定定。设置复复用器器的TS流输出出总码码率；；设置复复用器器的输输出方方式（（ASI接口、、SPI接口、、DS3等）；；设置复复用器器的输输出TS流的传传输包包的长长度（（188或204）；36第二章章数数字电电视调调制技技术371、概概述1.1、为为什么么进行行调制制？基带传传输通带传传输：：载波波远距离离传输输天线尺尺寸381、概概述1.2、调调制方方式的的选择择DVB-S（卫星））中，采采用的的是QPSK调制解解调方方式；；DVB-C（有线））中，采采用的的是QAM调制解解调方方式；；DVB-T（地面））中，采采用的的是OFDM多载波波调制制，每每个载载波再再采用用QPSK或者QAM调制。。392、QPSK调调制技技术2.1、调调制框框图402、QPSK调调制技技术2.1、调调制框框图412、QPSK调调制技技术2.2、星星座图图422、QPSK调调制技技术2.3、QPSK技术特特点四进制制，两两个电电平；；每个符符号（（星座座点））两个个比特特；2.4、QPSK调制过过程a路比特特序列列的0、1以＋＋1、、－1表示示，－－－－I(t)；b路比特特序列列0、、1也也以＋＋1、、－1表示示，－－－－Q(t)；I(t)对载波波sinωct进行平平衡调调制，，得到±sinωωctQ(t)对载波波cosωct进行平衡调调制，得到±cosωωct将±sinωct与±cosωct信号相加，，形成QPSK信号432、QPSK调制技技术2.5、QPSK的应用－－－－卫星接接收机上星的节目目采用QPSK调制解调方方式，采用用的基本码码率4.42MBPS，以及RS(204，188)、3/4卷积码；其中4.42为符号率，，也就是码码率；由于于采用QPSK，所以一个符符号需要用用2个比特来表表示；RS编码为（204，188），表示有有效数据为为188个字节，有有（204－188＝16）个字节用用于冗余纠纠错。卷积积码的效率率为3/4。由此可以算算出节目的的传输速率率：4.42×2××3/4××188/204=6.11Mbps443、QAM调制技术术3.1、QAM调制概念正交调幅（（QAM）是幅度调制制和相位调调制的结合合，既调幅幅又调相。。QAM是将数字比比特序列分分成两个序序列，然后后将调制符符号调制到到一对正交交载波上，，是二维调调制技术。。分类：16QAM、64QAM、256QAM453、QAM调制技术术3.2、QAM调制过程以16QAM为例：输入的串行行数据流经经过串/并并变换器分分成两路，，双比特流流b1b2和b3b4；；把四种数据据组合（00、01、11、、10）变变换成四种种模拟信号号电平（＋＋3、＋1、－1、、－3）；；上、下支路路的模拟输输出分别调调制载波信信号sinωctc和cosωct，然后通过加加法器使两两个已调波波相加，得得到合成的的调相波信信号16QAM输出。463、QAM调制技术术3.3、QAM调制制框图473、QAM调制技术术3.4、星星座图483、QAM调制技术术3.5、QAM技术特点M进制，k个电平（M＝k×k）：16QAM，4个电平;64QAM，8个电平；256QAM，16个电平；一个符号所所含n比特（M=2n）：16QAM，4个比特；64QAM，6个比特；256QAM，8个比特；493、QAM调制技术术3.6、QAM的应用－－－有线数字字电视64QAM调制的数据据速率：符号率：6.875Mbps比特率：6.875×6=41.25去掉冗余：：41.25×（188/204）＝＝38Mbps可以传输的的电视节目目：一套卫星电电视节目：：6.11Mbps总共可传输输：38/6.11=6.2，即可以以传6套。。503、QAM调制技术术3.7、QAM与QPSK的比较数据传输速速率抗干扰能力力－－－星星座点距应用环境514、OFDM技术4.1、OFDM基本概念正交频分复复用；多载波调制制：各个子子载波之间间正交；每个OFDM符号是多个个经过调制制的子载波波之和，每每个子载波波的调制方方式可以选选择相移键键控PSK或者正交幅幅度调制QAM；524、OFDM技术4.2、OFDM原原理框图534、OFDM技术4.3、OFDM频频谱544、OFDM技术4.5、OFDM实现方法由于多载波波调制需要要N个频率的振振荡器实际际很难实现现,因此OFDM调制和解调调是利用离离散傅立叶叶变换的正正反变换来来实现。554、OFDM技术4.6、OFDM技术优势抵抗多径效效应－－保保护间隔克服频率选选择性衰落落－－多载载波自适应技术术4.7、OFDM的应用地面数字电电视移动多媒体体广播DMB/DAB56地面数字电电视57第三章数数字电视加加解扰技术术58一、基本定定义1.1、加加密/解密密系统在条件接收收系统中存存在两种类类型的加密密，用途如如下：对授权管理理信息EMM进行加密处处理，然后后以单独授授权或分组组授权的方方式发送到到用户接收收终端的相相应处理装装置；对授授权权控控制制信信息息ECM进行行加加密密处处理理，，其其中中ECM信息息中中包包含含了了对对业业务务的的访访问问准准则则信信息息以以及及用用于于解解扰扰的的信信息息。。解密密操操作作在在接接收收机机端端进进行行。。通通常常为为了了安安全全性性，，解解密密操操作作和和接接收收机机分分离离，，在在一一个个可可分分离离的的模模块块中中进进行行，，如如智智能能卡卡，，以以利利于于增增强强系系统统的的保保密密性性。。59一、、基基本本定定义义1.2、、加加扰扰/解解扰扰系系统统加扰扰是是为为了了保保证证传传输输安安全全而而对对业业务务码码流流进进行行特特殊殊处处理理。。通常常在在广广播播前前端端的的条条件件接接收收系系统统控控制制下下改改变变或或控控制制被被传传送送业业务务码码流流的的某某些些特特性性，，使使得得未未经经授授权权的的接接收收者者不不能能得得到到正正确确的的业业务务码码流流。。解扰扰是是加加扰扰的的逆逆过过程程，，在在用用户户接接收收端端的的解解扰扰器器中中完完成成。。60一、、基基本本定定义义1.3、、授授权权管管理理信信息息EMM授权权管管理理信信息息（EMM））：：一种种专专有有的的条条件件接接收收信信息息，，指指定定了了用用户户或或用用户户组组对对业业务务或或事事件件的的授授权权等等级级。。授权管理信息息发生器（EMMG））：产生授权管理理信息的部件件，并按照合合适的时间间间隔重发。在前端，EMM发生器从用户户管理系统取取得授权信息息（用户标识识号、智能卡卡号、用户授授权信息等））和密钥，编编码后形成EMM数据包，加密密送到复用器器中传送。在在接收端，EMM也用于控制解解扰。61一、基本定义义1.4、授权权控制信息（（ECM）授权控制信息息是一种专有的条条件接收信息息，包含有经经安全加密的的控制信息和和授权信息。。授权控制信息息发生器（ECMG）是产生授权控制制信息的部件件。ECM传送加密后的的密钥和节目目标识、收视视条件、加扰扰算法、提供供商等。ECM是在前端形成成的。把控制制字发生器产产生的加扰控控制字，按一一定的数据编编码格式加密密、打包，送送到复用器中中传送。在接接收端，ECM用来控制解扰扰。62一、基本定义义1.5、加扰扰加扰：指在前前端系统的控控制字CW的控制下，连连续不断的对对被传送的全全部内容（视视、音频流和数据流））进行扰乱，，使不用恰当当的解码器和和密钥就不能能收到正确的的信号。加扰的方法是是由伪随机码码发生器产生生的伪随机序序列与原始的的传输流进行行XOR运算，改变被被传输信息的的特征，使信信号变为不可可预测的数据据流。63一、基本定义义1.6、控制制字CW控制字CW：指用于解码器器中的电子密密钥。解扰的关键是是必须掌握伪伪随机序列发发生器的初始始条件，初始始条件受控于于控制字CW，有了CW就可以恢复加加扰时使用的的伪随机序列列，可以实现现对信号的解解扰。CW是CA的关键，必须须可靠的传输输。CW由前端加密后后经网络传送送到用户机顶顶盒的智能卡卡上，经解密密后产生密钥钥。为了防止被破破译，CW要不断改变，，一般每隔5—20秒改变一次。。64一、基本定义义1.7、同密密同密：是一种种加扰方式。。该方式通过过同一种加扰扰算法和控制制字使多个条条件接收系统统一同工作。。这种方式便于于多级运营管管理，为多级级运营商选择择CA系统提供灵活活性（不必大大家都使用同同一CA系统）。而每每台机顶盒也也只须选用一一种CA系统，不必装装多个CA系统。这样便便于不同的CA开发商在同一一网络中公平平竞争。65一、基本定义义1.8、多密密多密：也是一一种加扰方式式，也称公共共接口CI方式。是针对对接收端机顶顶盒而言的。。在多密方式下下，每台机顶顶盒通过公共共接口CI对不同的CAS解密。即用同同一台机顶盒盒接收不同CA系统的加密节节目。当CA更换时，仅需需更换CA模块，不必换换盒。从而实实现机卡分离离。机顶盒是是通用的，卡卡是由不同运运用商管理的的。66一、基基本定定义1.9、用用户个个人分分配密密钥PDK户个人人分配配密钥钥PDK：是一个个数列列，是是机顶顶盒的的唯一一地址址码。。由CA系统自自动生生成并并严格格控制制，存存放在在用户户智能能卡中中。在用户户端，，智能能卡通通过PDK对EMM和ECM密，取取出CW，实现对对加扰扰传输输流的的解扰扰。67二、DVB-CA原原理业务密钥业务密钥控制字产生器控制字（CW）加密器A加扰器用户授权系统加密器BECM信息EMM信息复用器传送流（TS）68二、DVB-CA原原理2.1、发发送端端首先由由控制制字发发生器器产生生加扰扰控制制字（（CW），提供给给加扰扰器和和加密密器A。加扰器器根据据提供供的控控制字字（CW），对来自自复用用器的的TS流进行行加扰扰运算算。加加扰器器的输输出结结果就就是经经过加加扰打打乱了了的TS流，控控制字字就是是加扰扰所用用的密密钥。。加密器器A接收到到控制制字（（CW）之后，，根据据用户户授权权系统统提供供的业业务密密钥对对控制制字进进行加加密运运算。。加密密器A的输出出结果果就是是加了了密的的控制制字，，称为为授权权控制制信息息（ECM）。69二、DVB-CA原原理业务密密钥在在送给给加密密器A的同时时，也也送给给了加加密器器B。它能够够自己己产生生密钥钥，并并且能能够对对授权权系统统提供供的业业务密密钥进进行加加密。。加密密器B的输出出结果果就是是加了了密的的业务务密钥钥，称称为授授权管管理信信息（（EMM）。上面所所产生生的ECM和EMM信息都都送往往MPEG-2复用器器，与与其他他的TS流一起起进行行打包包，形形成TS流再输输出。。70二、DVB-CA原原理2.2、接接收端端解调后后的加加扰数数据流流经过过解扰扰器解解扰，，然后后送往往解复复用器器解复用用器根根据TS流的包包结构构，提提取出出ECM和EMM控制信信息。提取出出来的的ECM和EMM信息分分别被被送往往智能能卡的的解密密器A和解密密器B，然后恢恢复出出加扰扰控制制字（（CW），把CW送往解解扰器器。恢复控控制字字的过过程非非常短短暂，，一旦旦恢复复出正正确的的控制制字后后，解解扰器器便能能正常常解扰扰，把把加扰扰TS流变成成正常常的TS流71三、DVB-CA的的应用用模式式3.1、基基本功功能条件接接收（（CA）系统是是指用用来控控制用用户对对广播播电视视节目目或服服务进进行接接收的的系统统，即即用户户只能能收看看经过过授权权的广广播电电视节节目或或服务务，它它是实实现个个性化化服务务的关关键，，其基基本目目的是是在数数字电电视系系统中中对用用户进进行授授权控控制及及授权权管理理，从从而实实现有有偿服服务。。72三、DVB-CA的的应用用模式式CA系统所所需要要的基基本功功能如如下：：1)实现产产品级级的授授权2)节目播播出控控制（（条件件禁播播和条条件准准播））3)分级授授权4)支持IPPV5)支持回回传处处理6)支持OSD7)支持Email8)支持同同密标标准9)具有良良好的的防（（反））盗版版措施施73三、DVB-CA的的应用用模式式3.2、节节目平平台与与服务务平台台的CA系统基基本架架构节目平平台的的加扰扰节目目码流流传送送到服服务平平台后后，可可采用用解密密和不不解密密两种种模式式向最最终用用户传传输。。解密模模式中中，节节目平平台的的节目目码流流传送送到服服务平平台后后被解解扰，，还原原为非非加扰扰的节节目码码流，，再被被本地地CA系统加加密后后，传传送到到用户户。解密模模式的的条件件接收收系统统结构构如下下图所所示。。74三、DVB-CA的的应用模式式加扰节目流

加扰节目流

加扰CAS1解扰CAS2加扰用户节目平台服务平台解密模式的CA系统结构75三、DVB-CA的的应用模式式不解密模式式中，当节节目平台和和服务平台台采用相同同的CA系统时，节节目平台的的节目码流流传送到服服务平台后后不解扰，，直接传送送到用户。。不解密模式式的系统结结构如下图图所示。76三、DVB-CA的的应用模式式加扰节目流加扰节目流加扰CAS1CAS2用户节目平台服务平台不解密模式的CA系统结构

77四、不解密密模式4.1、基于密钥钥的CA系统的不解解密模式用户将收视视节目平台台节目的申申请送交给给服务平台台的SMS，服务平台SMS将该申请信信息提交到到节目平台台的SMS，节目平台SMS通过节目平平台的CA系统发出该该用户的收收视授权。。服务平台收收到节目平平台的加扰扰节目码流流后，无改改变地转播播到用户。。用户终端中中采用分区区的智能卡卡，节目平平台CA系统的密钥钥和服务平平台CA系统的密钥钥分别被植植入到不同同的智能卡卡分区中，，用户终端端根据加扰扰节目码流流中的CA系统标识决决定采用哪哪个密钥进进行解扰。。78节目加扰和和用户授权权的实现方方式如下：：1）在节目平平台SMS与服务平台台SMS之间建立专专线联接，，服务平台台SMS将本地用户户收看节目目平台节目目的申请信信息发送到到节目平台台SMS中；2）节目平台台的CA系统根据节节目平台SMS的指令控制制对节目平平台节目TS流的加扰，，并生成与与节目加扰扰有关的ECM和与用户收收视节目平平台节目有有关的EMM，与节目平台台节目TS流一起传送送到服务平平台。3）服务平台台的CA系统根据服服务平台SMS的指令控制制对本地插插入的节目目TS流的加扰，，并生成与与节目加扰扰有关的ECM和与用户收收视本地插插入的节目目有关的EMM，插入到节目目TS码流中。四、不解密密模式79节目平台节目+节目平台ECM+节目平台EMM服务平台节目+服务平台ECM+服务平台EMM分区智能卡本地用户收视节目平台节目的申请信息节目平台密钥服务平台密钥服务平台ECM+服务平台EMM节目平台ECM+节目平台EMM节目平台CA系统节目平台SMS节目平台数字电视前端服务平台数字电视前端服务平台CA系统服务平台SMS节目平台节目+节目平台ECM+节目平台EMM基于密钥的的CA系统的不解解密模式四、不解密密模式80四、不解密密模式5.2、基于算法法的CA系统的不解解密模式用户将收视视节目平台台节目的申申请送交给给服务平台台的SMS，服务平台SMS将该申请信信息提交到到节目平台台的SMS，节目平台SMS通过服务平平台的CA系统发出该该用户的收收视授权。。服务平台收收到节目平平台的加扰扰节目码流流，插入用用户的收视视授权后，，转播到用用户。用户终端中中采用分区区的智能卡卡，节目平平台CA系统的算法法和服务平平台CA系统的算法法分别被植植入到不同同的智能卡卡分区中，，用户终端端根据加扰扰节目码流流中的CA系统标识决决定采用哪哪个算法进进行解扰。。81四、不解密密模式节目加扰和和用户授权权的实现方方式如下：：1）在节目目平台SMS与服务平台台SMS之间建立专专线联接，，服务平台台SMS将本地用户户收看节目目平台节目目的申请信信息发送到到节目平台台SMS中；2）节目平平台的CA系统根据节节目平台SMS的指令控制制对节目平平台节目TS流的加扰，，并生成与与节目加扰扰有关的ECM；82四、不解密密模式3）在节目平平台SMS与服务平台台CA系统之间建建立专线联联接，服务务平台的CA系统根据节节目平台SMS的指令生成成与用户收收视节目平平台节目有有关的EMM，插入到接收收的节目平平台节目码码流中；4）服务平台台的CA系统根据服服务平台SMS的指令控制制对本地插插入的节目目TS流的加扰，，并生成与与节目加扰扰有关的ECM和与用户收收视本地节节目有关的的EMM，插入到本地地节目TS码流中。83服务平台节目+服务平台ECM+服务平台EMM节目平台节目+节目平台ECM+节目平台EMM分区智能卡本地用户收视节目平台节目的申请信息服务平台ECM+服务平台EMM节目平台算法服务平台算法节目平台EMM收视节目平台节目的授权信息节目平台节目+节目平台ECM节目平台ECM节目平台CA系统节目平台SMS节目平台数字电视前端服务平台数字电视前端服务平台CA系统服务平台SMS基于算法的的CA系统的不解解密模式四、不解密密模式84第四章数数字电视视机顶盒85机顶盒基础础知识86机顶盒基本本概念数字电视机机顶盒（STB，SetTopBox）是是扩展电视视机功能的的一种新型型家用电器器。把卫星直播播数字电视视信号、地地面数字电电视信号、、有线电视视网数字信信号甚至互互联网的数数字信号转转换成模拟拟电视机可可以接收的的信号。数字电视机机顶盒是模模拟电视向向数字电视视过渡期间间的产品。。87机顶盒主要要增值业务务业务内容基本业务模拟电视广播、FM广播、模拟付费（加扰）电视数字视频卫星数字视频广播；地面数字视频广播，有线数字视频广播，MMDS数字视频广播；数字付费（加扰）电视数字音频IP电话/传真；音乐；实时音频卡拉OK点播（KOD）数据业务信息点播（IOD）、数据广播；股市证券信息广播；VBI图文电视；应用程序下载交互式业务互联网接入；远程教育；远程医疗；网上购物；网上收费；电子广告；股市证券服务；网上音视频广播业务；可视电视与电视会议88机顶盒硬件件系统89机顶盒原理理结构90RFTuner（（调谐模块块）接收射频信信号，下变变频为中频频信号；A/D转换，变为为数字信号号；QAM解调（16、64、、256））；信道解码（（RS纠错码）；；输出MPEG-2TS流；注：有的Tuner内置QAM解调，有的的需要单独独的QAM解调芯片（（ST、LSI等等）。91TS流解复复用模块接收MPEG－－2TS流数据，同同步处理；；提取一个节节目的PES数据：包括括视频PES、音频PES及数据PES；TS流解扰：在在TS层和PES层对加扰的的数据进行行解扰，输输出是解扰扰的PES数据；输出解扰PES数据送往MPEG－－2解码模块。。92调谐/扫描描程序利用NIT信息或者扫扫描程序接接收电缆上上的业务信信息；在CATV频率波段（（47－862MHz）扫描所有的的数字和模模拟信息。。93MPEG－－2解码模模块视频PES数据送入视视频解码模模块，取出出MPEG视频数据，，并对MPEG视频数据进进行解码，，然后输出出到PAL/NTSC编码器，编编码成模拟拟电视信号号，再经视视频输出电电路输出。。音频PES数据送入音音频解码模模块，取出出MPEG音频数据，，并对MPEG音频数据进进行解码，，输出PCM音频数据到到PCM解码器，PCM解码器输出出立体声模模拟音频信信号，经音音频输出电电路输出。。94中央处理器器（CPU）嵌入式CPU是数字电电视机顶顶盒的心心脏；通过I2C总线进行行接口模模块控制制；控制调谐谐器进行行调谐；；运行软件件系统；；通过外部部存储器器接口（（EMI））和本地存存储器接接口（LMI））访问存储储器单元元，处理理数据；；95存储器单单元存储模块块包括EEPROM、、FlashMemory、SDRAM；EEPROM存储机顶顶盒的各各种固定定不易变变的部分分（中文文字库、、常用图图形等））；FlashMemory用于存储储操作系系统和应应用程序序以及各各种参数数；SDRAM（随机存储储器）存存储程序序和数据据。96外围接口口模块RS232：完成机顶顶盒与外外界的低低速数据据通讯；；音视频接接口；前前面板按按键、遥遥控。LED显示：显显示频道道参数、、初始化化信息等等；智能卡接接口：用用户个人人密钥（（PDK））存放在智智能卡中中，进行行TS流解扰处处理。97TS流的的解扰ECM信息里面面还包含含节目来源源、时间间、内容容分类和和节目价价格等节节目信息息。EMM信息里面面还包括括地址、、用户授授权信息息，如用用户可以以看的节节目或时时间段，，用户付付的收视视费等。。机顶盒根根据PMT和CAT表中的CA-descriptor，获得EMM和ECM的PID值；98然后从TS流中过滤滤出ECMs和EMMs，并通过SmartCard接口送给给SmartCard；SmartCard首先读取取用户个个人分配配密钥（（PDK）），用PDK对EMM解密，取取出SK，然后利用用SK对ECM进行解密密，取出出CW。将CW通过SmartCard接口送给给解扰引引擎，解解扰引擎擎利用CW就可以将将已加扰扰的传输输流进行行解扰。。TS流的的解扰99谢谢！100谢谢谢1月月-2301:08:0401:0801:08