1、DTLDTL系列數模一體機技術文檔系列數模一體機技術文檔馬德飚 0755- 2009年3月28日 -數字網絡產品中心第一部分 中國數字電視發展廣電總局廣播科學研究院副院長鄒峰 2009年 3月22日在北京召開的CCBN2009數字電視中國峰會： CCBN的全稱China Cable Broadcasting Network 中文意思是國際廣播電視信息網絡 http:/ 數字電視中文網 3月22日消息：在召開的CCBN2009數字電視中國峰會上，廣電總局廣播科學研究院副院長鄒峰在發言中表示，廣電將投入25億元用于發展地面數字電視。鄒峰表示，廣電總局已經在地面數字電視的規模、要求、組網方面進行了大

2、量的工作準備。 在兩天前CCBN2009主題報告會上，國家廣電總局張海濤副局長也首次對今年的地面數字電視工作規劃進行了部署。據張海濤介紹，地面電視數字化從去年開始展開，今年計劃在全國直轄市、省會城市以及計劃單列市以及部分地級市共計100個城市開播地面數字電視，實現標清電視和模擬同步。 同時，廣電總局還計劃在直轄市、省會城市以及計劃單列市同時播出高清電視節目。 據悉，地面數字電視的第二階段將在360個地級市展開，而第三階段的重點是在2000多個縣播出標清節目。第一部分 中國數字電視發展數字電視標準包括三個標準數字電視標準包括三個標準:1.地面標準地面標準-GB20600-2006 數字電視地面廣

3、播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制業界稱為DMB-TH；2.有線電視標準有線電視標準-采用歐洲標準DVB-C；3.衛星電視標準衛星電視標準-采用歐洲標準DVB-S； 目前國內已經使用歐洲方案(DVB-T)、清華方案(DMB-T)和上海交大方案(ADTB-T)的地區必須在一年內轉換成新的DMB-TH標準 。 2008年1月出臺的國務院1號文件（關于鼓勵數字電視發展若干政策的通知）要求“從2008年起，有線數字電視運營機構應按照機卡分離的技術體制開展數字電視業務”。規定“有線數字電視接收終端(包括機頂盒和一體機)實行機卡分離技術體制(即數字電視接收終端與條件接收模塊完全分離)”，同時要求“在境內銷售

4、的具備地面數字電視信號接收功能的數字電視機應符合國家標準要求”。 公司2008年成功開發支持DVB-C、 DTMB 和PAL的全模式高清數字電視一體機DTL系列產品，采用美國Broadcom公司芯片。第二部分 中國數字電視標準DTMB：數字電視地面多媒體廣播：數字電視地面多媒體廣播Digital Terrestrial/Television Multimedia Broadcasting 圖1：BCM3553機芯整機框圖 數模一體化高頻頭LGS-8G52DTMB信道解碼模塊未解擾的TS流被解擾的TS流條件接收模塊(CAM卡)中頻1中頻2DVB-C信道解碼PAL解碼MPEG-2解碼視頻DSP音頻

5、DSPPANELLVDS0有線天線BCM3553串行TS流A/D音頻切換ICI2SL/RS端子AV1AV2YPbPr1VGAHDMI2HDMI3USB1USB2SPDIF outYPbPr2LVDS1DDR1 256MbitDDR2 256MbitDDR3 256MbitDDR4 256Mbit128MBit NorFLash I2S功放揚聲器L/R耳機UART調試接口HDMI1HDMI切換開關待機CPUUART通信遙控按鍵板SPI調試接口運放PS321BD3841CS5340ATMEGA48V3547STA333BWHDCP-KEYIR/KEYIREEPROM第三部分：第三部分：BCM355

6、3機芯整機框圖機芯整機框圖一、機卡分離技術一、機卡分離技術 該機芯采用的CACA標準為DVB-CIDVB-CI，物理接口為PCMCIAPCMCIA接口。 先從條件接收原理說起。如下圖2，加擾指對TS流進行隨機化處理，使之成為偽隨機二進制序列，具有近似隨機序列的功率譜特征，不同的是它具有周期，但周期很長，一般是數小時甚至是數天。加擾電路按照何種方式加擾信息流，取決于CA系統的控制字CWCW（Control Word）。在接收端有一個相同的擾碼生成器，只要知道CW，運用對應的解擾算法就可以對相應的信息流解擾恢復原始信號。在這里CW起到了“鑰匙”的作用，只要獲得了CW，系統就被破解了。所以如何將CW

7、安全送到接收端，就成了CA系統的核心。后面的兩重加密過程便是為實現CW的安全傳送并達到授權控制的目的。 為了實現保密傳送CW，將CW送入加密電路1，使用業務密鑰SKSK (Service Key)對CW進行加密，形成授權控制信息ECMECM ( Entitlement Control Message），復用到傳送流當中。同時，將業務密鑰SK送入加密電路2，使用個人分配密鑰PDKPDK(Personal Distribute Key)，對SK加密，形成授權管理信息EMMEMM（Entitlement Management Message），也復用到傳送流當中。第四部分 關鍵技術說明圖圖2：條件接

8、收原理示意圖：條件接收原理示意圖 加擾電路加密電路1加密電路2MPEG2 TS流CW授權密匙KS個人分配密鑰PDKEMMECM加擾的TS流EMMECM加擾的TS流解密電路2解密電路1解擾電路通過發卡的形式發給用戶解擾后的TS流KSCWPDK信道一、機卡分離技術一、機卡分離技術 第四部分 關鍵技術說明 另外，CW是不斷變化的，在實際中210 s變化一次，若是對CW攻擊，即使 獲得一個CW，他的使用期限也是十分有限的。這種變化機制使對CW的盜取變得沒有意義。 如果將業務密鑰SK通過安全通道分配給用戶，一樣也能起到保護控制字的效果，為什么要再加一層加密操作呢？這種體制是為實現授權控制的目的。例如用戶

9、對某一業務授權期限到了（如沒有按時繳費），系統通過用戶管理系統的確認，將該業務的授權密鑰SK升級為SK1，但對過期用戶發送的仍然是SK經PDK加密而成的授權管理信息EMM，用戶雖然可以解密獲得SK，但還是不能享受該業務。 個人分配密鑰PDK通常由CA系統設備自動產生并嚴格控制，由網絡運營商通過CA系統提供的專用設備燒入智能卡的PROM中，不能再讀出。用戶通過購買智能卡方式獲得，避免被竊取的可能。 如圖3，在接收端，BCM3553檢測到TS流如果是加擾碼流，則將其輸出送入CAM卡，同時通過控制線驅動CAM卡工作。 一、機卡分離技術一、機卡分離技術 第四部分 關鍵技術說明圖3：機卡分離原理示意圖

10、智 能 卡解 擾 器BCM3553MCU1MCU2DVB-C信 道解 碼 模 塊解 復 用RGB視 頻音 頻MPEG2解 碼模 塊中 頻 2PCMCIA接 口控 制 線視 頻 處 理音 頻 處 理CAM卡EMM&ECMCW一、機卡分離技術一、機卡分離技術 第四部分 關鍵技術說明 CAM卡將智能卡管理程序調入CPU啟動運行，將智能卡的卡號讀出。在輸入的TS流中尋找PSI，在PSI中找到條件接收表CAT，根據CAT表中給出的EMM包標識碼（PID），找到相應的EMM信息，然后將智能卡的卡號與EMM內的授權信息中的卡號進行校對，如果校對無效，在電視機屏幕上將有”未經授權“提示。如果校對成功則

11、將ECM和EMM傳送給智能卡。 如圖2，智能卡先根據PDK用解密電路2從EMM里解出SK，再根據SK，用解密電路1從ECM中解出控制字CW （如圖2所示）。同時將密鑰SK存儲在智能卡中，今后的解密和解擾就直接調用卡中的SK就可以了，不需要重復執行授權過程，此時系統只需傳送ECM就行了（因為一般來說每2-10秒CW就換一次，所以ECM也要每2-10秒發送一次），只有當運營商要更新SK時才開始一個新的授權過程，通常每更新一次SK，運營商都要用幾天的時間（具體可根據用戶的多少來確定）不斷發送EMM給用戶進行授權，如果有些用戶由于其他原因在授權期間沒有開機，可通過電話聯系，由前端確認后，向該用戶發送專

12、用的EMM。 一、機卡分離技術一、機卡分離技術 第四部分 關鍵技術說明 用主芯片內置的DVB-C接收模塊，配合數模一體化高頻頭，能接收最高達128QAM等多種模式的有線數字信號。信道解碼:采用美國凌訊公司最新一代地面國標接收芯片LGS-8G52-A1, 配合數模一體化高頻頭，能接收國標各種模式的地面數字信號（無論是單載波還是多載波），具體參數見以下： (1)信道解調：中國中國DTMB，單載波和多載波，單載波和多載波. (DVB-C 16QAM、32QAM 64QAM、128QAM); (2)信源解碼 ：MPEG2 MPHL高清視頻解碼;AC3 音頻解碼; (3)實時操作系統 ：Linux ;

13、(4)中 間 件 ：ITVWare; (5)CA接口：無 二、二、 數字電視信號接收技術概述數字電視信號接收技術概述: 第四部分 關鍵技術說明二、二、 數字數字電視電視信號接收技術信號接收技術 第四部分 關鍵技術說明接收器的基本功能框圖如圖所示 數字信息 RF（環通） 串行數據 控制單元 （ 主 處 理 器 及存儲器） S/C 讀卡器 CA 模塊 智能卡 音頻 視頻 RF 輸入 智能卡 遙控/鍵盤 解復用/解擾 調諧器 QAM 解調器 PAL/D 解碼器 傳送流測試接口 音頻 視頻 圖形 處理 音/視頻 解碼器 二、二、 數字數字電視電視信號接收技術信號接收技術: 第四部分 關鍵技術說明 射頻

14、(RF)信號一路經分支器直接輸出，供模擬電視機用，另一路連至調諧/解調器。經過調諧器，從輸入多個8MHz數字調制頻道中選擇一個所需的信道，下變頻為中頻信號，經QAM解調器解調，輸出MPEG傳送流(串行或并行)，再通過獨立的條件接收(CA)通用接口模塊(機卡分離型)，處理信息認證授權、安全及解擾后，送出傳送流數據。該傳送流在MPEG-2解復用器中拆分數據包，提取其中所需的業務信息和節目內容，經過MPEG-2數字音視頻解碼，還原成非壓縮的數字音視頻信號。在接收器控制單元控制下, 經音頻/視頻/圖形處理單元，將圖象、聲音、圖形的數字信號轉換成模擬音視頻輸出。 此外，為了兼容接收模擬電視信號的廣播，從

15、調諧器/解調器還可以輸出一路模擬音頻解碼器，再送至圖形處理器，輸出模擬的音視頻信號。 在這里還有并行接口、串行接口等。二、二、 數字數字電視電視信號接收技術信號接收技術: 第四部分 關鍵技術說明1. RF接口及調諧器接口及調諧器/解調器解調器: 輸入RF調制信號連接到RF接口。調諧器/解調器模塊執行頻道選擇，解調及誤碼校正。從調諧器/解調器模塊輸出的MPEG-2傳送流（諧TS），饋送至解復用器模塊，或送到外部插入的條件接收（CA）模塊。在調諧器/解調器模塊中，信道選擇和解調型式都是由中央控制單元來控制。2. 解復用器解復用器: 解復用器與從調諧器/解調器或CA模塊來的傳送流同步，并按照用戶所選

16、擇的業務來選取所需的音頻、視頻或專用數據流。解復用器通常包含了用于對智能卡中經條件接收選取數據的業務/節目解擾的電路。專用數據流由接收器控制單元(主處理器)管理。而音頻及視頻數據流輸出到視頻/音頻解碼器。3. 視頻視頻/音頻解碼音頻解碼: 視頻/音頻解碼單元從輸入基本分組數據流恢復數字非壓縮音頻及視頻信號。這包括如拆分數據包、解壓縮、與有關業務同步等處理過程。二、二、 數字電視信號接收技術數字電視信號接收技術: 第四部分 關鍵技術說明4.音頻音頻/視頻視頻/圖形處理圖形處理: 圖形處理單元為用戶產生顯示的圖形及文字，并對數字音頻/視頻進行轉換，產生模擬音頻/視頻信號。模擬信號輸出至外部基帶連接

17、器。5. 控制單元及引導裝載程序控制單元及引導裝載程序:控制單元系一微處理器系統，管理所有的內部單元及所有附加外部插入單元。引導裝載程序是一個獨立的有軟件下載能力的軟件模塊，與系統軟件無關。6. 條件接收通用接口及插入條件接收通用接口及插入CA模塊（可選）模塊（可選）:條件接收通用接口是一傳送數據流的輸入/輸出接口。 插入CA模塊是通過通用接口附加的外部插入CA模塊。CA模塊的主要任務是對經條件接收控制的業務執行解擾。CA模塊可連接至一外部智能卡。7.智能卡接口及智能卡閱讀器智能卡接口及智能卡閱讀器:在接收器中嵌入了一個智能卡閱讀器，其余的條件接收功能在嵌入接收器系統軟件的CA模塊中。智能卡閱讀器允許外部智能卡（多個）連接到控制單元。8.遙控及按鍵遙控及按鍵:遙控功能應允許用戶移動光標及圖形指針，從而在圖形處理器所顯示的菜單上作出選擇。允許用戶除了遙控所提供的功能以外，還可進行按鍵的操作。9.模擬和數字信號接口模擬和數字信號接口:接收器的模擬和數字信號接口。與有線數字機頂盒相比 在DVB-C接收方面，與普通數字電視機頂盒相比，全模式數字電視一體機可以收看19201080的高清節目，而普通機頂盒不能。與高清機頂盒相比，由于采用機卡分離，可以適合各種不同