数字电视机卡分离标准化工作简介

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数字电视的优越性众所周知，比如图像清晰、节省频率资源、能够开展多种增值业务等等。因此数字电视必然有一部分节目需付费收看，有条件接收(CA)是解决电视付费的一个比较好的技术手段，运营商把一些数字电视节目进行加扰和加密，用户通过接收端进行解密、解扰而实现付费收看，运营商通过向用户发放智能卡和更新卡内信息来达到控制用户的目的。

目前，国际上有包括NDS、Nagravision、Canal+、Conax、Viaccess、Philips、Irdeto、Motorola等多家CA厂商，国内也有永新同方、算通、中视联、天柏、三洲迅驰、朗视、华诺等二十多家CA厂商。如果在我国实行机卡捆绑的方式，即解扰和解密系统放在接收机里，这样不同的CA系统就要使用不同的接收机。假如北京与天津采用不同的CA系统，那么北京地区使用的机顶盒就不能拿到天津使用。由于要针对不同地区所选用的CA系统生产机顶盒，因此机顶盒厂商不能大批量的统一生产，而且每引入一种CA系统置于机顶盒中，都需要交纳昂贵的入门费及使用费。另外，目前用户使用的机顶盒大部分都是由运营商向制造商定购，而后赠送给用户的，运营商力图通过用户收看付费电视而收取费用，以弥补向制造商购买机顶盒的开销。

这样一种垂直的商业模式弊端较多。一是机顶盒制造商须针对不同的CA生产机顶盒，机顶盒制造商须向不同的CA系统提供商付高额的入门许可费及CA集成费，加大了机顶盒的成本，提高了市场进入的门槛，加重了研发的负担，影响了机顶盒的大规模生产。二是运营商须花大量的精力选择符合自己选用的CA系统的机顶盒，须准备大量的资金向制造商支付购买机顶盒的费用，这样加重了运营商的负担。三是消费者只能被动地接受运营商提供的机顶盒。同时，消费者若要收看不同运营商的节目，就需要不同的机顶盒或接收一体机。

为克服上面提到的种种弊端，唯有实施机卡分离的商业模式。数字电视机卡分离的“机”指数字电视接收机，即包括“机顶盒”、“一体机等”，“卡”则是指含有身份识别、电视收费等用户管理系统、能够实现CA解密解扰技术的卡,如图1所示。“机卡分离”的目的就是把接收机中的通用部分独立出来，做成“机”，而把各地广电运营商的条件接收部分做成“卡”，这种“机”就可以被各个运营商所通用，而价值含量不高的卡留在地方运营商和条件接收商手中。

当前数字电视接收机的生产成本已经成为市场需求和数字电视推广应用的重要因素。为了降低数字电视接收机的生产成本，必须解决各地接收条件不统一、互不兼容的突出矛盾。为此，实现“机卡分离”已经成为解决我国数字电视机顶盒价格偏高、打破地方垄断和制造商的规模化经营的唯一途径。

意义

“机卡分离”作为信息产业部主抓数字电视产业发展的一项技术选择和政策，具有重要意义，它不仅可以为机顶盒制造商带来规模效益、为机顶盒用户带来实惠，而且还疏通了广电运营商、家电企业和CA厂商之间的产业链关系。对广电运营商而言，他们不必为由谁来负担机顶盒的成本问题而烦恼，可以集中更多精力用于发展数字电视业务、发展用户和提供多种服务，还可以降低CA系统成本；对机顶盒产品生产企业而言，由于打破了以前广电运营的垂直垄断而大大地得到解放，使机顶盒产品实现规模化生产，进一步降低成本；对于国内的CA厂商而言，有利于他们在同一起跑线与国外的CA厂商竞争，同时还促成了国内CA卡产业的形成和发展。

标准介绍

目前，国际上的三大主流数字电视标准机构，分别是美国的ATSC（先进电视系统委员会）、欧洲的DVB（数字电视广播联盟）以及日本的ISDB（数字广播专家组）。他们分别制定了相应的数字电视机卡分离标准，如下所示：

1、POD (Point of Deployment)方案：美国ATSC组织主要采用POD方案，并于2000年美国OpenCable公布协议草案，2002年由美国SCTE正式颁布标准，2003年由美国FCC/ATSC定为强制标准，其物理层同样基于PCMCIA接口协议，主要用于电视一体机的CA等机卡分离和CP，POD模块不仅符合美国FCC所谓“分离CA功能”的方针，而且也易于处理破解(Cracking)，即便密钥数据泄漏也无需改动机顶盒，只需更换POD模块就可以了，但是POD模块造价昂贵，大量更换就不容易了。该标准具有强制性。

2、DVB-CI：欧洲DVB组织主要采用该技术方案，并于1996年标准草案，其物理层基于PCMCIA接口协议，公共接口在物理层上由PCMCIA（Personal Computer Memory Card International Association）标准稍加修改而成，公共接口在逻辑上分为两部分：传送流接口和控制流接口，前者用于MPEG-2 TS流的传送，主机选择节目并将它们送到模块中，经模块处理之后，这些节目被解扰并送回主机，其它没有被选择的节目则不作处理。适用于机顶盒的CA机卡分离，该标准的推广是非强制的。

3、日本模式：整个日本采用统一的CA，该标准的物理层接口采用ISO 7816 (SmartCard)协议。

我们国家在2000年就开始着手进行数字电视机卡分离相关研究，2002年，信息产业部成立了数字电视机卡分离标准工作组，纳入了包括上海交通大学、清华大学、深圳国微、大唐微电子、海信、海尔、长虹、LG、华虹、创维、康佳、TCL、九州、同洲、九方中实、西湖数源、同方、中视联、算通、天柏、LG、Philips等多家公司和科研机构进行研究和开发。目前，数字电视机卡分离（DTV-CI方案）标准在产业上已经比较成熟，该标准在技术细节、应用支持、标准的侧重点等方面同POD和DVB-CI有较大区别，并且能够更好的同我们的国情相符合。标准共分为两个部分：《数字电视接收机条件接收接口规范第1-1部分：DTV-CI技术规范》和《数字电视接收机条件接收接口规范第1-2部分：DTV-CI测试规范》。其中，标准1-1主要描述DTV-CI方案的技术规范，标准1-2为测试规范，即给出对采用DTV-CI方案的主机和卡通过标准符合性测试所要通过的测试步骤和满足的基本测试条件。标准1-1和标准1-2自2005年9月1日开始进入标准报批稿网上公示阶段。

接口

标准1-1采用的DTV-CI接口包括两个部分：传输流接口和命令接口。两个接口都采用层次化结构，以使得整体接口设计、实现更加容易。层次化结构中，高层实现相同，但是低层实现可以不同。

1、传送流接口：传送流接口实现传送流的双向传输功能。模块处理接收机选定的业务，返回解扰过的传送包，其他未选定的包不变，如果模块不具备解扰接收机选定业务的能力，则将传送流直接返回。传送流接口层次如图2所示。传送层和高层次在MPEG-2规范GB/T 17975.1-2000中定义。

2、命令接口：命令接口负责模块和接收机之间的通信。功能包括：支持同一个接收机处理多模块的能力、支持接收机和模块之间会话、支持对象扩展。层次结构如图3所示。

PC卡传输子层的具体实现特性取决于编码方式、消息交换协议，通用传输子层定义了与传输层连接的标识、初始和终止。会话层、资源层、应用层对所有物理实现是相同的。

应用层要求设计和应用语义无关，通信以资源为基础进行。

测试能力

目前信息产业部数字电视标准符合性检测中心已经完成数字电视机卡分离的标准符合性测试平台的搭建工作，具备了对数字电视机卡分离（DTV-CI方案）的相关产品的测试和评价能力。

通过该测试平台，可以完成对DTV-CI卡的接口、电压、电流、初始化、命令接口的多层协议、CA资源，日期－时间资源、MMI资源、热插拔信号和TS流等具体条目的测试和评定工作。还可以完成对符合DTV-CI规范的接收机的主机接口、电源、初始化、命令接口的多层协议、CA资源，日期－时间资源、MMI资源、热插拔信号、TS流和交互测试等条目的测试和评定工作。

该测试平台的最终目标为：

1、通过测试的接收机能够和任意一个通过测试的DTV-CI卡互连互通。

2、通过测试的DTV-CI卡能够和任意一个通过测试的接收机互连互通。

3、不能通过测试的接收机，由测试过程可以发现本身的CI协议栈出现的问题所在。

4、不能通过测试的DTV-CI卡，由测试过程可以知道自己内部的程序实现同标准要求存在那些差距。

5、该测试平台可以作为评价接收机和DTV-CI卡标准符合性的基准。

数字电视机卡分离是信息产业部的一项重大技术政策，其一方面可以更好的推动我国数字电视机卡分离产业政策，规范市场，适应国际贸易和技术交流，另一方面也是方便我国数字电视接收设备的开发与生产的需要。