中央电视台数字电视条件接收系统方案

梅剑平 中央电视台技术管理办公室主任、高级工程师。

关键词：加扰 安全机制 主从式同密系统 “平等”同密

一 概述

中央电视台加扰数字电视始于1995年，CCTV-3、5、6、8等四个频道率先在国内采用数字加扰方式，通过卫星向全国传送，迄今为止实际收看这四套节目的用户已超过5000万户。由于当时MEPG-2/DVB标准尚未正式颁布，因此技术平台选用了GI公司的DC-2。

进入2000年后，随着MEPG-2/DVB标准在全球的广泛应用，以及数字电视在我国的迅猛发展，国家广电总局迅速制定和颁布了一系列数字电视行业标准，在全行业大力推进标准化进程，以促进我国数字电视的发展。中央电视台根据这一精神，从业务的长远发展考虑，决定对加扰数字电视系统进行系统改型和重新规划，使之成为符合我国数字电视标准、并可充分支持今后节目和数字业务发展的条件接收系统。

除原有的CCTV-3、5、6、8四个加扰频道外，中央电视台于2001年又推出了一个交互体育频道?CCTV-Si，同样采用数字加扰方式传播。改型后的条件接收系统，同时对CCTV-3、5、6、8和CCTV-Si实施加扰和控制，并在设计上考虑到对今后开办的其它加扰数字节目实施加扰和控制。

二 方案设计

作为中央一级数字电视平台，要求面向全国提供节目和发展用户，因此条件接收系统的设计既要考虑到系统的安全性，又要考虑到业务在全国的推广。

安全性是对条件接收系统的首要要求，但一个条件接收系统的安全性不能仅凭对其技术本身的评估来确定，还需要综合已有的应用规模和应用情况。从实现过程上看，目前在应用的各种条件接收系统可分为基于“算法”和基于“密钥”两大类，但实际上这两类条件接收系统在技术原理上并无本质区别。一个条件接收系统被非法攻击的情况与其应用规模有很大关系。一般来说，应用广泛、用户众多的条件接收系统比较容易受到攻击，因此其成功的应用往往意味着在技术上具备更高的安全性。此外，条件接收系统的安全机制实际上包含着更广泛的含义，包括及时侦查盗版智能卡的手段和反盗版的措施，应用广泛的条件接收系统通常在这方面具备更丰富的经验。中央电视台数字电视平台的业务范围覆盖全国，用户众多，对安全性有着很高的要求。对国际数字电视市场的调查表明，目前在一个数字平台中管理用户数量最多的条件接收系统是NDS，在其应用的BskyB和Direc TV这两个国际上规模较大的数字电视平台上所管理的用户都达到了数百万量级；而所应用的数字电视平台数量最多的条件接收系统是Irdeto。

众所周知，由“四级办”所延续下来的、我国现行的广播电视传播网络基本上是一个“横向”结构，中央节目要跨越两级或者更多的传输网络才能到达最终用户；而国外的数字电视系统大都是端到端的“纵向”结构，从节目源到用户终端都在同一个网络中。这种网络结构上的差异使得中央数字电视平台在实现“管理到户”方面，面临着更大的技术挑战。数字电视与传统模拟电视之间的一个显著差异是：数字电视在经营模式上主要依靠用户付费，而不是广告，这在客观上要求数字电视具备精确的管理到户的能力。因此，如何准确及时地掌握各地收看中央数字电视节目的用户数，是中央电视台数字电视平台经营和发展中必须解决的问题。我国目前的现实情况是，城镇观众主要通过各地市有线电视网接收电视节目，而我国现有7000多个有线电视网络，其中有相当部分在其数字电视平台中计划建立或正在建立自己的条件接收系统，用以管理和控制本地数字电视用户的收视。尽管在理论上，存在其它的方式获取各地有线电视网络中的用户收视数据，但多年的付费电视经营经验表明，如果没有条件接收系统上的技术手段实现对用户终端的管理，中央电视台数字电视平台很难得到各地用户收视的准确数据。在这种情况下，中央与地方两级条件接收系统共同管理和控制用户收视中央节目就成为一种有效的技术解决方案，因为两级条件接收系统能够在技术上保证中央、地方双方都拥有准确的用户收视数据。两级条件接收系统要求中央、地方采用同一种条件接收系统，鉴于各地方数字电视平台使用条件接收系统的情况比较复杂，中央电视台数字电视平台采用了在国内应用中占据主流的条件接收系统进行同密的方案。

在方案设计过程中，国家广电总局组织有关专家对国内外的条件接收系统进行了技术评估，从各方面进行综合比较，最后推荐了2家国外和6家国内的条件接收系统。综合考虑安全性和未来业务的推广，中央电视台数字电视平台最终采用了由Irdeto、NDS和永新同方3家条件接收系统进行同密的方案。

同密是DVB标准中定义的一种使多个条件接收系统工作于同一个传输流的方法。在同密模式中，控制加扰过程的加扰控制字CW被放在多个条件接收系统的ECM包中传送，用户只需采用其中任何一种条件接收系统的机顶盒和智能卡，就能够解扰加密传输流。DVB标准ESTI TS 101 197 V1.2.1“DVB SimulCrypt Part 1：Head-end archi-tecture and synchronization”中给出了同密系统的参考模型(如图1所示)。

但是，DVB的同密标准仅规定了条件接收系统与加扰器之间信息交换的协议，具体地说，规定了各ECMG与SCS之间，以及各EMMG与加扰器之间信息交换的协议。对于同密的实现方法，则未作明确规定。因此国内外已有的同密系统因同密的目的不同，存在着不同的实现方案。