UTI 机卡分离技术与应用

　前言

　　在国家广电总局整体转换政策的推动下，目前我国有线数字电视的发展开始进入快车道。在有线电视整体转换的过程中，运营商普遍面临降低机顶盒成本和增加增值应用的两难问题。数字电视接收机产业也面临着标准不统一和地域性差异制约着机顶盒量产和一体化数字电视机（内置机顶盒功能，简称一体机）上市的难题。数字电视与模拟电视的区别主要体现在三个平台上面：信道平台、信源平台和应用平台。信道平台通过调制解调和纠错编解码技术实现数字电视信号的在不同信道环境下（地面、有线、卫星等信道）的可靠传输；信源平台使用音视频压缩技术实现音视频数据的高效传输和存储；应用平台提供CA（条件介绍）、EPG（电子节目指南）、下载器、数据广播和VOD（视频点播）等多种数字电视增值应用。目前国内外广播界针对信源平台的标准高度统一（Mpeg2），针对信道平台也制定了和即将制定相应的标准，相对的统一和稳定。而由于数字电视的应用层出不穷，没有也难以做到针对各种应用的统一标准。目前我国市场上存在着多种CA、下载器、EPG、数据广播和中间件系统，各种增值应用更是多种多样。大大太高了机顶盒厂商的研发、生产、市场推广和技术支持的门槛，机顶盒难以量产和降低成本、提高可靠性，一体机更是难以上市。针对这种情况，在信息产业部的支持下，清华大学于2002年在国内首先开展了机卡分离的研究工作，在国际上首次提出应用平台的机卡分离概念。经过国内数家企业和研究机构3年的共同努力，我国自主开发的数字电视机卡分离技术UTI大卡方案已经正是进入产业化和应用推广阶段。目前海尔、创维等国内的数家机顶盒和电视机厂商已经完成基于UTI机卡分离产品的量产准备并开始供货，从今年年初开始，在河北省进入用户试验运营阶段，取得了良好的效果。在信息产业部的主导下，数字电视UTI机卡分离标准的起草工作进展顺利，最快将在今年九月完成草案的起草工作。

国外机卡分离技术介绍

　　针对机顶盒市场被多种CA分割的问题，为了使数字电视接收机可以在普通市场上销售，促进公平竞争，欧洲DVB首先制定并与1995年3月颁布了针对CA机卡分离的DVB-CI标准。针对数字电视高速传输流的需要，作为PCMCIA组织的执行成员，SCMM公司向DVB推荐了当时的高速接口PCMCIA标准组1990年颁布的PC Card TypeII接口作为DVB-CI的物理接口，并被采纳。该方案将CA系统几乎全部由CAM（CA模块），俗称PCMCIA大卡实现。国际上DVB-CI产品主要仍SCMM公司生产和销售，10年后的今天，SCMM公司的CAM卡仍占全球80％以上的市场份额。在全球累计销售了700万张CAM卡。使用CAM卡的数字电视用户约占2％。
　　在美国的有线电视机顶盒（含模拟和数字加解扰）一直以来都是由几家有线电视运营商控制发送，没有进入商业销售。为了打破垄断，美国FCC早在1992年和1996年颁布的通信法案中就规定有线电视用户有权选择其有线电视服务接收设备，并在其颁布的NPRM法令中要求在机顶盒和其它消费设备的销售中进入竞争机制。在美国有线电视运营商没有动作的情况下，FCC又在1998年6月颁布命令，要求有线电视运营商在2000年7月1日前制造出分离式的安全（CA）模块以实现接收设备的商业销售。在执行该法令的过程中，当时美国广播运营商和有线运营商主要关心两个问题，一是针对内容提供商对节目内容保护的要求愈加强烈，二是要采用有足够带宽的接口技术以满足音视频的传输要求。当时可以考虑的接口只有2个，一是DVB-CI采用的PCMCIA PC Card TypeII接口的Byte并行传输方式，可以提供80Mbps的传输速率，另一个是IEEE组织在1995年颁布的IEEE1394接口，该接口是专门为实时双向传输音视频流设计的串行接口，设计毛速率可达400Mbps。美国CableLab公司和SCTE联合开发了针对这两种接口的内容保护技术，一是借鉴DVB-CI开发的基于PCMCIA PC Card 接口的POD技术（现改称Cable Card），另一个是基于IEEE1394接口的内容保护技术。CableLab公司于2000年1月发布了POD标准，并于当年年底正式提交给FCC。FCC要求2005年1月1日以前美国的有线电视运营商要开始采用POD或IEEE1394技术实现安全模块的机卡分离。由于FCC法令要求的时间紧，多数接收机设备厂商只能用可以借鉴的DVB-CI技术实现进行POD接口的研发。但到2004年9月，仅有几家日本厂商完成了POD 样机，全美运营商仅安装了不到700 个带有POD模块的数字电视接收机样机，美国FCC不得不将时限推迟到了2006年7月1日。目前美国的前几大运营商以POD不能解决全部问题为借口又开始抵制POD的实施。