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文档简介
1、广电集成测试组2006年1月新员工入门数字电视原理系列0前言您好!本胶片将帮他更轻松地进入数字电视系统的知识领域中,在开场学习之前,我们建议您先看看以下的阐明,以到达更好的学习效果!1.这个胶片是专门为了从未接触过数字电视广播知识的读者而专门整理的,首要的目的是让您快速地建立起对整个数字电视系统的整体概念,因此对于许多的知识点并不会作很详细的引见。但我们置信,在看完本胶片之后,聪明的您一定可以比较轻松地进一步学习各个详细的知识点。前言2.对于在胶片中引见到的各个关键知识点,假设您觉得还有深化了解的兴趣,请看看备注栏,我们在其中为您提供了相关资料的称号以供参考,详细资料文档请向周围同事索取。3.
2、胶片中会作阶段性的小结,也会在适当的实践建议您进展一些实践操作的学习,这些都是前人的阅历,假设您能仔细地回答这些问题、进展相应的练习,对学习是有益处的。前言4.对于在学习中遇到的困难,请自动向周围同事讨教,假设我们也解答不了,我们可以一同向相应的开发人员讨教。5.假设您发现该胶片存在任何编写不合理的地方,请将意见反响给我们,我们将不断改良,谢谢!首先让我们看看,什么是数字电视?数字电视就是:节目从有线电视台传输到我们家里,这一过程中节目是以数字信号的方式存在。严谨一些的表达是:以数字信号的方式进展电视信号的产生、存储及传输。假设您明白“模拟信号与“数字信号的差别,可直接跳过此页。“模拟信号是这
3、样的一种信号:它的物理值具有绝对的表征意义,例如一个电压波形,当它是1V时,与当它是1.02V时,是被视为两个完全不同的值。“数字信号是这样的一种信号:它的物理值不直接拥有表征意义,例如在某些数字电路中,一个电压波形,当它低于0.5V时,无论究竟是多大,都表征“0;而当它高于0.5V时,那么被视为“1。也就是说,数字信号,其实是利用了真实世界中的某种物理量如电压,人为地划分成假设干区间。当该物理量的值落在某一区间内时,就将其断定为某一商定好的数字值。这就是数字信号与模拟信号的本质差别。当数字信号遭到干扰时,只需其当前值依然落在其应该在的区间内,那么其表征的值就没有遭到影响。这就是数字信号抗干扰
4、才干强的缘由。置信您曾经有一些疑问了,究竟数字电视有哪些益处呢?首先说说数字信号的益处:“数字是和“模拟相对应的,数字信号具有比模拟信号强得多的抗干扰才干。因此即使线路传输过程中衰减比较大,或者是遭到一些干扰,信号依然能坚持良好,至少要比模拟信号遭到的影响小一些。同时,从通讯的角度上看,频率是一种资源,射频的频带是有限的,由于采用的技术不同,数字电视系统能比传统模拟电视更有效地利用带宽。在一样的带宽下,数字电视能传输的节目是模拟电视的几倍详细视数字电视节目的码率而定。通常一根同轴电缆最大可以传输几百套节目。同时,数字电视运用的MPEG-2编码,能支持多种不同分辨率及复杂度的编码方式,使节目的视
5、音频质量能随需应变,且能满足较高的欣赏需求。此外,假设运营中能运用双向网络,那么用户可以更多地参与到节目中,例如在线点播、在线竞猜等,可以衍生出许多增值业务。从用户角度来说,运用数字电视可以享用更高质量的视频信号,更加丰富的业务,更加优质的效力。从运营商角度来说,可以更好地控制用户,改动整个运营思绪和方法。数字电视的另一大优势就是可以把众多的节目拆开,变为产品包进展销售。例如:A用户可以只购买根本节目套餐,那么他就看不到电影频道;而B用户额外购买了电影频道,那他就可以收看到电影频道。这和以前的模拟电视“只能开通或者不开通,无法选择性地购买,是有艰苦的区别。由于从运营商的角度来讲,节目是有本钱的
6、。假设播放电影,投入了更多的本钱,势必要提高收费。假设是模拟电视,运营商无法知道一个用户能否看了电影频道,那么无法区别对待,假设对每个用户均提价,那么不看电影的用户就有意见了,因此一些高本钱的业务就无法开展。而在数字电视系统中,由于运用了加扰技术,就可以对每个用户进展区分对待,区分收费,因此将使整个运营更加的有活力。情愿付款的用户可以享用更多的节目,而运营商也将在这样的过程中获得更多的收益。该部分内容在后面有详细引见此外,在数字电视系统中,可以实现许多以前模拟电视无法实现或者很难实现的业务功能。例如:EPG电子节目指南。提供当天及未来假设干天的节目时间表,以后就不需求再买电视报啦_VOD视频点
7、播;NVOD准视频点播;数据广播阅读局方限定的一些网页;等等见下页的解释VOD业务和NVOD业务那么,在当前广电网络多为单向网络,没有回传通道的情况下,如何实现节目的选择收看呢?答案就是NVOD业务。NVODNear Vedio On Demand业务 :由于HFC网络资源有限,而VOD的资源占用量相对较大,因此目前普遍运用的是NVOD准视频点播。NVOD把节目的播出时间点固定,多个不同时间点开场的节目并行播放,让用户可以选择离本人最近的时间点观看,从而到达类似VOD的效果。比如电视台运用NVOD播放,影片长度为1小时30分,那么运用6个通道循环播放,每个通道的开场时间间隔15分钟,比如分别为
8、12:00,12:15,12:30,12:45,13:00,13:15,那么观众假设想点播节目,最多只需求等15分钟。VODVedio On Demand业务 :VOD就是实时视频点播业务,当用户想观看某个节目时,经过回传网络订购该节目,电视台立刻为此用户专门开设一个传输通道,于是用户可以马上收看该节目,网络上的流媒体电影就可以看作为视频点播的一种。说了这么多,我们还是先看看数字电视系统的整体组网图吧。该图附有讲解动画,请播放胶片观看CAHFCQAM加扰器矩阵用户管理系统STBHFC模拟节目编码器节目传输网卫星接纳机适配器复用器传输网络SDHQAM本地监视解码器EPG Server节目源,可有
9、多种来源复用器将多个节目合并到一路TS流中传输CA控制加扰器对码流进展加扰,这样没有交费开通业务的用户就收看不到节目了QAM调制器,将加扰器传过来的信号调制成QAM信号,并移频至某一射频频点上,经过HFC网络广播出去。由于有多个QAM输出多路射频信号,中间还需求一个混频器将多路信号混合在一根同轴电缆上传输。混频器机顶盒接纳到信号,从其中过滤出需求的节目码流,进展解扰,输出到电视机上观看。本地监视解码器,是局方用来对复用后的码流进展监控的。电子节目指南产生器,有了它就可以在电视上直接看到节目预告了。适配器用户管理系统SMS,控制CA对交费的用户进展相应的授权,实现对用户、业务的管理,使整套系统可
10、运营。省局的节目要下发到地市播放,中间需求将信号方式从ASI转换成DS3,经过光纤等方式传输到地市,再转换回ASI方式,交给QAM进展调制,广播到用户家中。解释:在DVB中规定,射频的频谱上,每8MHz做为一个频点,传输一路TS流。根据计算,当每套节目的码率是6Mbps,一个频点通常能够传6套节目。这意味着需求多个频点才可以满足运营需求,而一个QAM只能调制一个频点的信号,因此需求有多个QAM,调制后,多路信号要混到一根同轴电缆上传输。作为解码端来讲,它运用高频头进展下变频,虽然电缆上包含了一切信号,但一个高频头同一时间只能接纳一个频点的信号。这点需求明确。下页的图,从分层的角度对数字电视系统
11、进展了划分,并简要指出了各层的主要功能/责任。其中的DTX8000及InfoLink就是我们公司的前端及机顶盒产品称号。数字电视处理方案DTX8800编码器DTX8000数字电视交换平台Internet彩信/短信网关挪动彩信互通iSiManager用户管理系统数据广播效力器GSM/CDMA/3G基于CABLE的综合业务超市HFC业务控制层 认证及授权系统业务传输层 视频编码 码流复用 业务数据插入 DVB加扰用户接入层 根本型终端 交互型终端运营支撑层网络管理资源管理用户管理ICD业务计费系统PMSEPG系统MMS及MAIL效力器DTX8800复用加扰器DTX8200调制器InfoLink网络
12、图片下载认证系统中视联授权系统业务及支撑层 EPG系统 IPPV效力器 彩信及MAIL效力器清华同方授权系统Irdeto授权系统InfoLinkInternet网关学习小结看完前面的组网图,建议您如今给本人口头复述一下:数字电视节目从原始节目源开场,是如何一步步处置,经过了哪些设备,送到用户家中的电视机上的?另外请您再回想一下,数字电视有哪些优点?MPEG-2系统层下面我们要学习MPEG-2的系统层。在前面的学习过程中,置信您也很有兴趣想知道,究竟节目是如何被处置成信号送给用户的,用户的机顶盒又是如何将信号复原成节目的。这些疑问,都会在紧接着的学习中得到初步的解答。首先引见一下MPEG,他们制
13、定了许多规范哦:MPEG(Moving Picture Expert Group) 运动图像专家组,该组织成于1988年,专门研讨运动图像及其伴音的编解码、存储、传输等。该组织制定的很多规范成为如今国际通用的规范。MPEG规范:MPEG-1 视频:NTSC(352X240X30) PAL(352X288X25) 音频:2声道 速率:1.5Mbps 运用领域:VCDMPEG-2 视频:352X240到1920X1080四级五配置11种方式 音频:支持5.1声道和7.1声道等多种方式 速率:从4Mbps80Mbps 运用领域:数字电视、HDTV、DVDMPEG-4 专门针对多媒体运用的图像编码规范
14、MPEG-7 基于内容表示的规范,运用于多媒体信息的搜索、过滤、组织和处置 还未完成根据我们平常了解到的一些视音频产品常识,我们应该都知道MPEG是一种视音频编码规范,但您知不知道,其实MEPG-2不仅仅包括了编码,还包括了码流的封装格式及数据流的格式。正由于如此,MPEG-2协议就根本满足了数字电视广播系统的需求。以其为根底,DVB组织添加了一些内容,使其更顺应于数字电视业务,就产生出了DVB规范。MPEG组织及规范Part 1:System 描画多个视频、音频和数据根本码流合成传输码流和节目码流的方式Part 2:Video 视频编解码方法Part 3:Audio 音频编解码方法Part
15、4:Compliance 一致性测试,用于检测一个码流能否符合MPEG-2Part 5:Software 描画了一二三部分的软件实现方法看一看,其实MPEG-2的规范里包含了许多内容的。其中的Part 1系统层就是我们需求重点学习的。MPEG组织及规范Part 6:DSM-CC (Digital Storage Media Command and Control) 数字存储媒体命令与控制Part 7:MPEG-2 AAC MPEG-2 Advance Audio Coding 多声道声音编码算法规范 Part 8:10-bit Video Extension 采样精度为10bit的图像编码规范
16、已废弃Part 9:Extension for real time interface for system decoders 系统解码器实时接口扩展规范Part 10:Conformance Extensions for DSM-CC DSM-CC 一致性扩展测试缩略语缩略语:TS传输流 Transport Stream PCR节目参考时钟 Program Refrence ClockPSI节目公用信息 Program Special InfomationSI业务信息 Service InfomationPID包标志 Packet IDES根本流 Elementary StreamPES 打
17、包根本流 Packet Elementary StreamVPES Video Packet Elementary StreamAPES Audio Packet Elementary StreamPAT节目关联表阐明码流中节目数及其PMT PIDPMT节目映像表阐明节目根本流及其PIDSDT效力描画表存放节目称号和节目提供者CAT条件访问表加密流的控制信息NIT网络信息表下面这些常用的缩略语在后面会经常出现,您可以先阅读一遍,后面详细碰到了再回来查阅。MPEG-2的系统层定义了两种码流构造:PS (Program Stream) 节目数据流针对错误少的环境,例如交互式多媒体分组长度可变普通比
18、较长TS (Transport Stream) 传输流针对易发生错误的环境将多个独立时间基点的多道节目合成单独的数据流,属于同一套节目的各个PES分组具有一样的时间基点,长度188个字节。MPEG-2的系统层比如存在硬盘上的媒体文件DVD光盘等比如射频等各种传输信道为什么与分组包长度有关呢?由于传输出错时,整个包会被丢弃,环境越容易发生错误,那么包长就要设计得更小一些,防止一丢就丢一大块,影响节目观看。在数字电视系统中运用的是TS流,我们先来看看TS流的构造吧。TS流的根本概念传输流Transport Stream(通常称为一路码流),是最根本的传输实现,数据最终以码流的方式输出。码流部分其实
19、就是DVB协议的最底层, 类似于TCP/IP协议的数据链路层,这一层关怀的是数据打包,数据帧构造和传输,而不关怀负载是什么。码流中最根本的单位是188字节的包(Packet,又称为分组),前4BYTE是包头,后184为负载 有的包大小为204字节,那是由于在原来的188字节后加了16字节的前向纠错(R-S编码),需求进展转换处置时可以直接裁剪掉。在实践的数字电视运用中,由于实践信道会有各种干扰导致的误码,这16个字节的纠错是必然要运用的。188BYTE188BYTE188BYTE188BYTE188BYTE188BYTEHeader 4BYTEPayload 184BYTE码流中包的传输包是信
20、息的最小单位,包的类型由包中的负载决议。一个包有能够是视频,音频,辅助信息,或者是填充的空包。码流的速率称为码率,单位是bit/s,因此可以计算出一个100M的码流文件在码流发生器上以38M码率发送时,继续时间是:100M(BYTE) 8 / 38M = 21.05秒视频包音频包空包SI包视频包空包SI包T图:码流中数据包的传送 时间轴码流传输采用时分复用方法,也就是说同一时间只能传输一个包,多个包经过排序的方式,在不同的时间里依序进展传输,就像行人搭乘扶手电梯一样。码流中包的传输PAT分组APES分组根本流VPES分组根本流音频根本流视频根本流ESES音频帧视频帧PESTP分组PMT分组CA
21、T分组从下往上看看这个图:视频根本流即紧缩好了的视频信号先是被封装,成为视频打包根本流VPES;由于TS流的根本传输单元是TS包,因此VPES再次被打包成TS包图中的TP分组;然后它和其它的众多TS包一同,混合复用到TS流中送出。视频包音频包空包SI包视频包空包PSI包码流中包的传输问题: 视频包、音频包、空包、SI包等全部在TS流中传输,那么接纳方如何识别哪些是音频,哪些是视频呢?这个稍后会有解答,在此之前还需求您先多了解一些根本概念,请先跳过这个问题往下看吧_TS流的构造大约是这样了,下面我们看看DVB是如何将TS流与数字电视结合起来的。DVB网络组织构造DVB网络的树状构造,层次从高到低
22、分别为Network网络 Transport Stream传输流 Service 效力 Component组件。ShenZhenNetworkTransport Stream 1Transport Stream 2Transport Stream 3CCTV-1CCTV-2CCTV-nSZTV-1SZTV-2数据广播视频音频PCRECMServiceComponentTSNetwork私有数据DVB网络组织构造Network 网络 : 每个区域性的TS流集合都可以称作一个网络,如亚洲一号卫星网络,CANAL+网络,DVB系统中每个正式的网络都有一个全球独一的标识(Network_id)。在NI
23、T表中的Network_id字段描画。ShenZhenNetworkTransport Stream 1Transport Stream 2Transport Stream 3CCTV-1CCTV-2CCTV-nSZTV-1SZTV-2数据广播视频音频PCRECMServiceComponentTSNetwork私有数据DVB网络组织构造Transport Stream 传输流 : 就是数字比特流,承载效力的通道,传输到用户时一个流即对应一个频点。一个网络中可以有多个流,一个流中可以有多个数字电视效力。(每个流拥有本人的TS_id作为身份标识)ShenZhenNetworkTransport
24、Stream 1Transport Stream 2Transport Stream 3CCTV-1CCTV-2CCTV-nSZTV-1SZTV-2数据广播视频音频PCRECMServiceComponentTSNetwork私有数据DVB网络组织构造Service 效力 : 业务的载体,是面向用户的最小单位,类似模拟电视中“频道台的概念,但范围要更广,并不仅仅指电视节目。比如中央一台就是一个数字电视效力。效力有很多类型:数字电视,数字广播,Loader效力,数据广播效力等。(效力依托Service_id来标识本身)ShenZhenNetworkTransport Stream 1Transp
25、ort Stream 2Transport Stream 3CCTV-1CCTV-2CCTV-nSZTV-1SZTV-2数据广播视频音频PCRECMServiceComponentTSNetwork私有数据DVB网络组织构造Component 组件 : 最底层的根本流,如一路视频、音频、或一路数据广播ShenZhenNetworkTransport Stream 1Transport Stream 2Transport Stream 3CCTV-1CCTV-2CCTV-nSZTV-1SZTV-2数据广播视频音频PCRECMServiceComponentTSNetwork私有数据DVB网络组织
26、构造问题:如何在一个传输流中传输多个Service?接纳方如何正确识别同一流中不同Service的Component?接下来将解答这个问题,以及之前遗留的“如何区分各种包的问题 _ShenZhenNetworkTransport Stream 1Transport Stream 2Transport Stream 3CCTV-1CCTV-2CCTV-nSZTV-1SZTV-2数据广播视频音频PCRECMServiceComponentTSNetwork私有数据节目1视节目2音节目3视节目1音PATPMT包头PID在TS包的构造中,前面4个BYTE定义为包头。其中有一个叫PIDPacket_ID
27、的字段。协议规定,对于要进展传输的一个组件,或者一个Section,当被封装为TS包时,其PID一样。例如:某电影频道的视频数据,装载它的各个包,其PID都为0152;其音频数据那么都在PID为0196的包中传输。上述数字为随意举例188字节4字节TS包头16字节RS编码顺应字段有效负载换句话说,抽取出拥有一样PID的一切包,依序重组在一同,就是一个原始数据源。还是用前面那个例子来阐明:假设我们依序过滤出PID为0152的包,将其重新组合,就成了打包前的VPES流即视频打包根本流因此,我们从机顶盒的角度,就把“获得某节目视频流数据的义务,转化成了“得知该节目视频所在PID的义务。那我们怎样才干
28、知道某节目视频、音频及其它相关数据究竟对应哪个PID呢?请往下看_TS流的包构造包头数据构造:PID (包标志) 用于标识该TS包所携带数据的类型。PID内容0 x0000PAT0 x0001CAT0 x00020 x000F保留0 x0010NIT0 x0011SDT0 x0012EIT0 x00130 x001F保留0 x00200 x1FFE用户定义0 x1FFF空包有少数一些PID被规定用于传输某些特定数据;而另一些用户定义那么可灵敏运用。经过此表,接纳方能识别出一部分的TS包如PAT、CAT等,但对视频TS包、音频TS包等还是无法识别!怎样办?看看后面的解释。这些PAT、CAT等,都
29、是数字电视节目所需求的一些表Table。这么多表记不住?没关系,后面会有解释的PSI(Program Specific Information)节目特殊信息:PAT (Program Association Table) 节目关联表PMT (Program Map Table) 节目映射表CAT (Conditional Access Table) 条件接受表NIT (Network Information Table) 网络信息表SI(Service Information)效力信息:SDT (Service Descriptor Table) 效力描画表BAT (Bouquet Assoc
30、iation Table) 业务群映射表EIT (Event Information Table) 事件信息表TDT (Time and Data Table) 时间日期表TOT (Time Offset Table) 时间日期表另外还有一些传输运用的表,比较不常见:RST 运转形状表 ST 填充表 TSDT 流描画表 DIT 中断信息表 SIT 选择信息表 PSI信息, SI信息节目1:中央一台节目2:凤凰卫视节目3:探求频道节目4:广东体育我们有4个节目要传送到用户家里,该怎样做呢?这些节目要有明确的构造,以便用户可以很方便的找到,或者可以快速确定能否有节目。因此首先需求一个索引,索引应该
31、尽能够的小,以便减小传输中的错误发生几率和接纳器可以尽快确实认能否存在节目索引由于索引必需很简约,不能放下每个节目的信息,所以每个节目都需求各自单独的部分来给本人效力,比如存放视音频的途径,ECM信息等节目信息1节目信息2节目信息3节目信息4然后就是对加密节目的支持了,总得有个东西来放CA信息吧?CA信息另外需求一个信息来描画整个通道,TS流的称号,传输方式,有几个节目等等等等通道信息如今可以比较完美的提供电视效力了。MPEG-2协议曾经完成了义务看到数字电视。这些信息就是:PAT:节目关联表Program Association tablePMT:节目映射表Program Map table
32、CAT:条件接纳表Conditional Access tableNIT:网络信息表Network Information tablePMT-1PMT-2PMT-3PMT-4PATCATNIT但是光能看电视可还不够,数字电视不仅仅让观众看电视,还应该是一个业务平台,可以提供应用户更丰富的效力,因此在MPEG-2的根底上,DVB中添加了一些信息效力描画1DVB中扩展了Program节目的概念,称为效力Service,效力不仅仅包含原来的数字电视效力,还可以包含附加业务,虽然目前来说附加业务的运用也不多,但至少为未来提供了一个比较完善的框架。既然是叫效力了,就要有对每个效力的描画,比如效力称号,效
33、力提供商,效力类型,效力形状等等。用户能看到最直接的效力信息就是效力称号了,也就是节目称号,比如“中央一台效力描画2效力描画3效力描画4刚刚说的Bouquet还没有地方来表示呢,于是需求一个Bouquet的整体描画。业务群然后就是EPG了,EPG的信息量比较大,需求单独放在一个地方。有了EPG也就得有个终端的时间和头端同步的方法,找个地方放时间和日期时间信息EPG信息看看这些信息分别是什么表吧:SDT:效力描画表Service Descriptor TableBAT:业务群关联表Bouquet Association TableEIT:事件信息表Event Information TableT
34、DT:时间日期表Time and Data TableTOT:时间偏移表Time Offset TableEITTDT/TOTBATSDT先来看看这个PSI/SI表的讲解动画:STB如何找到节目一看完上页的讲解动画,您是不是觉得有好些表都不知道是干什么的,很困惑?可以这么了解,在MPEG-2协议中,采用了一种索引的思绪来进展节目的寻觅。详细是这样的:步骤一:您应该还记得,0 x0000代表了PAT表,对吧?这就意味着解码端机顶盒可以凭着直接检查TS包头的PID,就找到PAT表。步骤二:PAT表之所以叫做节目关联表,就是由于它指出了当前这个TS流中包含的各个节目其各自所对应的PMT表的PID,即
35、它提供了进一步找到节目的“绳头。STB如何找到节目二步骤三:既然我们能知道某个节目它的PMT表所在的TS包的PID了,那我们就能经过检索PID的方式,把这个PMT表找出来。步骤四:PMT表叫做节目映像表,它指出了它所描画的节目其所对应的视频流、音频流、PCR时间参考信息的PID,即它提供了找到各个组件的“绳头。步骤五:我们以视频为例,既然有了视频所在TS包的PID,那就在当前TS流中过滤出PID等于这个PID值的包,这些过滤出来的包依序陈列,就可以从中复原出视频流了。当然,这个复原并不是这么简单的一陈列就OK了,还记得前面那个讲打包的图吗?机顶盒需求从这些包中先复原出视频打包根本流VPES,然
36、后再将多个VPES复原出视频根本流VES。STB如何找到节目三步骤六:按照上述的方法,我们就可以分别地得到一个节目的各个组件。有了视频根本流、音频根本流、参考时钟,机顶盒就可以对节目进展解码,输出显示在电视画面上了。STB如何找到节目四由于EIT中包含了时间信息,而用户的机顶盒上的时间又未必准确,因此就需求另外两个表:TDT和TOT来配合。TDT描画了当前的日期及一个通用时间,而TOT描画了当前地域的时区偏向。但这些只是完成了节目的解码,可节目称号、电子节目单EPG等等又是怎样来的呢?0 x0011是SDT的PID,SDT就是效力描画表,它最重要的作用就是给出各个节目的称号、节目提供商的信息等
37、。EIT叫事件信息表,PID是0 x0012。什么是事件?可以这样了解,一集电视剧可以是一个事件。EIT描画了各个Service中当前的事件,下一个事件,当天甚至是后续假设干天的一切事件。其实说白了,就是列出当前及后续的电视节目,包括了节目称号及播出时间。STB如何找到节目五还记得前面很大的那张组网图吧?在图的后面提到过,实践运用中一根同轴电缆中会同时有很多个频点在传送信号,即存在多路TS流。但是解码一侧,即机顶盒,由于只需一个高频头,因此同一时间只能调在某一频点上,只能接纳一路TS流。在整个网络即包含一切TS流中,需求有一个表来描画这整个网络,比如这个网络中有哪些频点是有节目信号的,哪些是没
38、有的,这就是NIT表,PID固定为0 x0010。这个表在实践运营中会在一切的频点上都存在。只需在某一路TS流中有NIT表,就可以让机顶盒在搜索节目时,对这一个频点进展快速搜索。它会找到NIT表,从而经过它知道哪些频点是有信号的,再进一步去搜。这就比从头到尾地遍历一切频点要快的多。BAT说了这么多,那BAT是干什么用的?业务群是个什么东西?可以这样了解:业务群是指从运营业务或者节目内容的角度看,可以归为同一类的这样一些节目。例如:可以把ESPN、中央5套、凤凰体育、南方体育等均归为“体育业务群,那么假设机顶盒有相应的配合,那么可以自动进展归类,列出体育类,方便用户进展分类挑选。甚至可以在遥控器
39、上设一个体育钮,一按就在各个体育频道间切换。要知道,数字电视的节目数很多,要找一个台,要是从头到尾阅读也是很苦楚的哟_学习小结前面学了一大通TS流,以及各种表,请您尝试回想一下,用笔本人画一画节目的视频、音频及PCR数据等打包混合成一路TS流的表示图。另外请您再回想一下,机顶盒是如何在一路TS流中将一个节目找出来的?这个过程一步步怎样走,需求用到哪些表?在学习了这一部分内容之后,建议您回过头再翻开最前面的组网图重新看一看,将刚刚学过的这部分知识与组网图联络起来,想想详细数据是如何被处置的。条件接纳原理还记得那些表中有一个CAT吗?为什么在上面没有讲到?由于它是条件关联表,是运用在条件接纳中的,
40、接下来的胶片就是对这部分知识进展讲解。条件接纳原理后续我们所要学习的,都是指的单向网络,即从终端到前端的方向上不存在上传通道,信号只能下行。还记得前面说到的数字电视的优点之一吗:数字电视可以只让付费的用户可以收看到相应的节目。这就是“条件接纳!假设一个网络是双向单播网络,那么本身就曾经能到达条件接纳的效果。假设一个网络是双向广播网络,那么可以运用鉴权认证的方式实现条件接纳。但由于当前的多数广电网络都是单向网络,这就要依托授权的方式实现“条件接纳。注:鉴权认证是终端与局端双向交互、动态获取密码;授权是不需恳求,局端直接将他有权观看的节目的密钥发给他。条件接纳原理为什么要引入 条件接纳系统 Con
41、ditional Access System数字电视的运营需求进展有效收费保证交费用户能正常收看电视节目的同时,限制非法用户的盗看需求一个身份识别系统数字电视网络仍采用模拟电视的HFC网络HFC是一个单向网络,用户无法向广电提供身份信息为什么如今的网络较多的是单向网络?当前数字电视系统大多数是利用了之前已有的模拟电视的同轴电缆网络进展播放,该原有的网络是单向的网络,假设要改呵斥双向的,有技术上及资金投入上的难度。下面将分层讲解码流是如何被加扰的。在此之前,先明确产品的概念:产品是指在数字电视系统运营中可以被独立销售的最小单位。比如,某运营商将A节目和B节目捆绑成一个产品进展销售,那么用户就只能
42、购买“A+B套餐,不能单买A节目。那确实只需A不要B怎样办?运营商可以再单独把A定义为一个产品,B定义为一个产品来销售。这里强调产品的概念,是由于下面提到的SK密钥是和产品一一对应的,一个产品对于一个SK。条件接纳原理加扰TSTS解扰TSTSCWCW第一层:码流加扰加扰过程是在发送端用一个伪随机序列CW,Control Word对复用后的TS流进展实时扰乱控制,运用加扰序列控制对打包的图像信号进展扰乱。接纳端必需获得CW,再次对码流进展位运算才干将码流复原只需授权用户才干获取CW,才干对码流进展解扰CW假设明文传输,那么很容易被破解,因此提出需求对CW进展加密,在码流中传送的是密文信息。如何严
43、密传输CW?如何使只需授权用户才干获取CW呢?发送端接纳端条件接纳原理加扰TSTS解扰TSTSCWCW第二层:访问控制CW加密发送端:采用SK加密密钥对CW进展加密,传输加密后的数据ECM接纳端:必需先获取SK,然后运用SK对ECM进展解密,得到CW如何保证只需授权用户才干得到SK?发送端接纳端加密CWECM解密ECMCWSKSKSK与产品一一对应条件接纳原理加扰TSTS解扰TSTSCWCW第三层:授权管理SK加密发送端接纳端加密CWGECM解密ECMSK加密SKEMM解密EMMPDKPDKCW讲解见下一页条件接纳原理第三层:授权管理SK加密每一授权用户将获得一张IC卡,在卡内保管有一个或多个
44、PDK个人密钥,在发送端运用PDK对SK进展加密,生成数据以EMM的方式打包进码流中。这样保证只需拥用该PDK的用户才干解密得到SK。发送端接纳端加密SKEMM解密EMMPDKPDKSKCA与智能卡是配合运用的,即一个运营环境中,机顶盒上的智能卡与局端配合的CA是同一公司的产品,是成套运用的。缘由是产生ECM与EMM的算法都是CA厂家的中心,不能够外露。看看下一页的图,图中表述了各个模块担任的功能。条件接纳原理加扰TSTS解扰TSTSCWCW发送端接纳端加密CWGECM解密ECMSK加密SKEMM解密EMMPDKPDKCW之所以要引入SK,是由于假设直接用PDK加密CW,由于PDK的数量宏大,
45、而CW的变卦较快,加密后产生的数据很大由于SK变化缓慢,采用PDK加密SK生成的EMM数据量相对较小由于SK是针对产品的,数据量小,采用SK加密CW生成的ECM数据量相对较小根据CW和SK的轮播周期,他可以大致比较一下,引入SK以后,ECM+EMM的数据量与直接采用PDK加密CW的数据量,就应该明白了为什么要引入SK。这就相当于1000乘以1000,远大于这两个1000乘以一个50的和。条件接纳原理加扰TSTS解扰TSTSCW发送端接纳端加密CWECM解密ECMSKSK加密EMM解密EMMPDKPDK加扰器机顶盒CASMART CARDCWG这两条虚线将图分割为4部分。由于技术严密的缘由,加密
46、算法包含在CA内部,解密算法包含在智能卡内部,两者经过专门的接口与外界加扰器、机顶盒通讯。了解上述的流程能够有一定难度,不要紧,先强调一下:一个用户智能卡拥有一个独一的PDK一个产品或者说套餐在一长段时间内对应一个SK一个加扰单元被加扰对象在某一瞬时对应一个CW回头再看看流程图,了解一下吧_下一页是一张同密的表示图。从图中可以看到,同密就是在一个网络中,有多个公司的“CA智能卡存在,每个CA都只为其对应的智能卡进展加密,生成ECM、EMM数据混入码流发送。这样做的益处在于:作为运营商来讲,假设一运用了某一厂家的CA就不能改换厂家,必需不断用其CA及智能卡进展扩容,那么不能引入竞争,不利于降低本
47、钱。有了同密技术,可以恣意引入新CA,老CA也继续运转不受影响。条件接纳原理加扰TSTS解扰TSTSCW发送端接纳端加密CWECM2ECM1SK2SK1SK1EMM2解密EMM1PDK2PDK1加扰器机顶盒加密SK1ECM1加密加密PDK1SK2EMM1CA1CA2解密解密解密PDK2ECM2EMM2SK2两CA的同密加扰IC2IC1下一页是一张CA系统与周边系统配合的模块表示图。看这张图时,您可以不需求深究太多的内容,只简要地了解一下都有哪些模块就可以了,详细内容可在学习胶片时学习。从图中可以看到,CA需求从用户管理系统得到详细对每个用户的授权情况、需求与加扰器通讯以获得CW并输出相应的EC
48、M、EMM数据。复用加扰器 CAS条件接纳系统架构MUXSCRCWGSCSECMGEMMGSMSCW/ACECMsECMsCWEMMsTSCWSCS同密同步器MUX复用器SCR加扰器CWG控制字生成器ECMG授权控制信息生成器EMMG授权管理信息生成器SMS订户管理系统AC访问准那么TS流TCP/IP内部通讯SMS InterfaceService ManagerConfiguration Manager码流中的疑问:STB如何知道码流中能否存在加扰节目?STB如何知道哪个节目是加扰的?如何知道某个PID能否被加扰呢?STB如何知道何时该用下一个CW呢?STB如何知道某用户对某节目能否拥有授权
49、?码流中的清流未加扰的码流PSI/SIPAT/PMT/SDTNIT/BAT/TDT/TOTES视频ES Video PID音频ES Audio PIDPCR PCR PID先看看这些根本概念:码流中的加扰码流CAT (Conditional Access Table) 条件接纳表在加扰的码流中,为标识各个CAS对应的EMM流,因此在码流中新增了一个CAT表码流中的加扰码流CAT (Conditional Access Table) 条件接纳表在加扰的码流中,为标识各个CAS对应的EMM流,因此在码流中新增了一个CAT表CAT CA_descriptor1CA_descriptor2CA_des
50、criptor_tag 0 x09Descriptor_length 0 x04CA_System_ID 0 x0604CA_PID 0 x0100CA_descriptor_tag 0 x09Descriptor_length 0 x0008CA_System_ID 0 x4A02CA_PID 0 x0101Private_Data 0 x01020304码流中的加扰码流PMT (Program Map Table) 节目映射表在加扰的码流中,由于加扰普通以节目或根本流为根本加扰单元进展加扰,因此需求为这些加扰单元指定对应的ECM PID。PMT 视频根本流 PID音频根本流1 PID音频根
51、本流2 PIDCA_descriptorCA_descriptor 在PMT表中的位置指明了加扰类型 1在一切根本流之前 Service加扰,一切根本流采用一样的CW,且CW由CA_descriptor中的CA_PID指定的ECM提供码流中的加扰码流PMT (Program Map Table) 节目映射表在加扰的码流中,由于加扰普通以节目或根本流为根本加扰单元进展加扰,因此需求为这些加扰单元指定对应的ECM PID。PMT 视频根本流 PID音频根本流1 PIDCA_descriptor1CA_descriptor_tag 0 x09Descriptor_length 0 x04CA_Sys
52、tem_ID 0 x0604CA_PID 0 x0081CA_descriptor2CA_descriptor_tag 0 x09Descriptor_length 0 x04CA_System_ID 0 x4A02CA_PID 0 x0082码流中的加扰码流PMT (Program Map Table) 节目映射表在加扰的码流中,由于加扰普通以节目或根本流为根本加扰单元进展加扰,因此需求为这些加扰单元指定对应的ECM PID。PMT 视频 PID音频1 PID音频2 PIDCA_descriptor1CA_descriptor2CA_descriptor3CA_descriptor 在PMT
53、表中的位置指明了加扰类型 3在多个根本流之后均有 其后有CA_descriptor的根本流均被加扰,且CW由各个根本流之后对应的CA_descriptor中的CA_PID指定的ECM提供 当这些CA_descriptor均一样时称为PID Group加扰。码流中的综上所述,CAT中描画了EMM流所在的PID,PMT中描画了各个被加扰的对象其ECM流所在的PID。有了这些PID,就可以从码流中检出EMM流和ECM流。EMM流是包含了一切智能卡的EMM数据的,数据量比较大。因此智能卡从EMM流中,根据本身的卡地址,过滤出是发送给本人的EMM信息,然后解得SK。ECM流是一个加扰单元即被加扰的对象对
54、应一个ECM流,因此当获得SK后,就可从ECM流中解出CW,从而对码流进展解扰。想想看,为什么EMM流包含一切智能卡数据?为什么ECM是一个加扰单元对应一个。学习小结请您回答:为什么要实现条件接纳?假设系统不能实现条件接纳,会导致什么后果?另外请您再用笔画一画,清流是如何被经过3层加扰加密,从而实现单向网络中的条件接纳的?要求可以本人口头表达出各个密钥是如何产生出ECM、EMM的。在学习了这一部分内容之后,建议您回过头再翻开最前面的组网图重新看一看,将刚刚学过的这部分知识与组网图联络起来,想想条件接纳需求哪些系统组件作配合?MPEG-2视音频编解码原理由于视音频编解码技术与数字电视系统的相关性
55、较弱,即使了解不多,也不影响对整个系统的学习,因此这里不做引见。请直接参看学习胶片称号见备注。当前只需求知道一点:模拟的视音频信号是经过编码器编码,变成数字视音频信号的。机顶盒机顶盒作为数字电视系统的终端,承当着“将业务最终呈如今用户面前的重要义务。什么是机顶盒机顶盒 Set Top Box模拟机顶盒IPTV机顶盒DVB-C机顶盒DVB-T机顶盒DVB-S机顶盒.这就是我们学习的主要对象:“基于DVB规范,基于同轴电缆的机顶盒。数字电视机顶盒数字电视机顶盒包括DVB-C、DVB-T、DVB-S目前通用的STB功能接纳数字视频广播信号完成MPEG2/1规范的视频、音频的解码信号输出CA条件接纳E
56、PG功能数据广播DSM-CC、网络阅读NVOD这些是STB最起码的功能扩展功能VOD在线游戏IP PHONE可视PVR录像功能数字电视机顶盒开展趋势开展趋势:家庭综合媒体网关,集数字电视收看、点播、上网、文娱、功能于一身。这些扩展功能多数是需求基于双向网络的既然机顶盒有这么多的功能,而新的功能又能够不断地推出,许多的功能都是需求修正机顶盒上的软件,以作配合,那么就涉及到机顶盒的软件晋级。由于数字电视机顶盒本身就处于一个数字通讯环境中,因此它的晋级是可以经过局端来控制及下发数据的。这就是所谓的Loader晋级。用户在家中能够会收到提示“能否开场晋级,约需XX分钟,假设确认就可以晋级。当然,视详细
57、机顶盒的实现,也有能够是在用户不观看节目,即待机时,悄然开场晋级_学习小结如今请您列举出数字电视机顶盒的主要功能(下页有详细答案)。回想胶片前面的组网图,想想STB在各种业务及功能的实现中,需求作出什么样的配合。STB主要功能当前业界STB的主要功能有哪些?答:1STB的首要功能是数字电视节目信号接纳、解码、播放功能。 2STB另外一个重要功能是条件接纳CA 。CA系统主要为数字电视广播收费提供保证手段,假设用户没有购买该节目,那么从码流里收不到解密密钥,于是看不了该节目。 3STB第三个重要功能是电子节目指南EPG。 4还一个是数据广播。用数字电视广播部分数据业务,目的是实现一些类似IP网络
58、的数据功能,实践用途还不大,主要是政府干涉。 STB的业务开展空间非常大,如股票、电子商务、IP网络、游戏,最终将成为微软推崇的家庭数字文娱中心!数字电视正在成为一个高速开展的庞大产业!华为SMSiSiManager在前面的组网图中,有一个组件叫SMS,这就是订户管理系统。后续的胶片将引见我们公司南研所开发的SMS产品iSiManager。前面我们学习条件接纳原理的时候,知道CA要和SMS有通讯,目的是SMS存储有用户的详细订购信息,而CA的主要义务只是生成ECM、EMM数据。从这个角度看,SMS的义务就是处置用户的订购数据,并正确告知CA,令其为应授权的用户智能卡授权。既然SMS管理着一切用
59、户的订购信息,那么它就相应的要提供“可供运营商进展业务运营的操作。详细点,就是提供应营业员、管理员等相应的操作界面,以及维护、报表、计费等功能,使得整套系统可以真正满足商业运用。下页是我们公司的SMS的功能模块表示图带讲解动画华为数字电视SMS功能银行接口多CAS支持、CAS同密支持根本功能:业务逻辑及计费的处置模块营业流程、大客户管理、资源管理、产品管理、缴费管理、简单客服流程、权限管理、运营信息维护等功能自定义报表应急终端维护终端帐务中心:用于对帐和结算呼叫中心接口:实现呼叫中心与SMS的无缝衔接、自动业务受理等充值功能计费中心通用前置机解释见下页APPApplication应用服务程序E
60、OSEmergency Operation System应急运营系统GFEPGeneral Front End Processor通用通信前置机ISAPIntelligent Service Access Platform 智能业务接入平台ISMPIntelligent Service Management Platform 智能业务管理平台SMACService Management Access Client 业务管理接入客户端通用前置机GFEP完成接口适配层同外部相关联实体的音讯编解码与转发。GFEP提供了与条件接纳系统、银行、短音讯中心、呼叫中心、充值中心的接口,可以有效扩展多种增值业
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