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1、 题题(中英文)(中英文)目: 有线数字电视 CA 系统设计与实现 目: 有线数字电视 CA 系统设计与实现 Research and Implementation of Cable Digital Television Research and Implementation of Cable Digital Television Conditional Access System Conditional Access System 作者姓名: 周钰婷 作者姓名: 周钰婷 学校指导教师姓名职务 王泉 教授 学校指导教师姓名职务 王泉 教授 工程领域： 计算机技术 工程领域： 计算机技术 企业指
2、导教师姓名职务 张道恒 高工 企业指导教师姓名职务 张道恒 高工 提交论文日期： 二 O 一二 年四月 提交论文日期： 二 O 一二 年四月 代号 分 类 号 学号 密级 代号 分 类 号 学号 密级 10701 10701 TP302 07779601270777960127 U D C编号编号 摘 要摘 要 随着有线数字电视的迅速发展,现有的模拟电视正逐渐退出有线电视。 条件接 收系统 CAS 在有线数字电视领域得到了广泛应用,而且是数字电视中必不可少的一 个子系统。本文以条件接收系统在有线数字电视的应用为背景,对 CAS 技术进行了 研究与设计,并在贵州省遵义市数字电视建设的实际项目中进
3、行了实现。 论文首先对有线数字电视与传统模拟电视技术进了对比，分析了 CAS 在数字 电视发展中起到的重要推动作用。其次，对 CAS 的系统逻辑结构进行了分析和研 究，重点放在了对解决数字电视信号的加扰，以及在机顶盒 STB 终端的解扰。通 过有条件接收系统 CAS 的建立，实现机顶盒对应智能卡的管理、对节目进行加扰、 授权，提供了数字电视用户的有效管理的基础。深入分析了 CA 授权控制信息的发 送与控制字 CW 生效的同步，CA 与加扰器的通信。并分析条件接收授权管理信息 EMM 和授权控制信息 ECM 的实现关系。最后论文实现 CA 的同密和多密模式、智能 卡的授权、系统寻址和提高带宽的利
4、用率，同时实现 CAS 与 SMS 用户管理系统相 对接，实现节目的授权安全可靠。 论文的内容已成功应用于贵州省遵义市有线数字电视系统建设中，经过半年 多的试运行，完全达到了设计的要求。 关键词：关键词： 数字电视 条件接收 CAS 加扰 加密 同密 数字电视 条件接收 CAS 加扰 加密 同密 Abstract With the rapid development of cable digital television ，a gradual disappearance of analog television of cable television. Conditional access s
5、ystem CAS has got the extensive application in cable digital television. CAS is a indispensable subsystem to digital TV.This thesis took the CA technology in the profession application as a background, has researched and implementation CA technology, and realized the conditional access technology in
6、 the project construction in Zuny city cable digital television of Guizhou province. First, the author compared the traditional analogue television technology to cable digital television technology. Next, the author analyzed the CA technology which has played an important role in the development of
7、the digital television. Author got analysis approach the logica structure of CAS. Focuses on the analysis of solving the problem of scrambling digital television ，descrambling of set-top cable box STB. To set up the conditional access system, managing set-top box and television smart card, scramblin
8、g and accrediting the TV program. It also provides a basis for managing digital TV consumers more effectively and more efficiently. This thesis make a project to solve this problem.It includes Synchronization between ECM and control, communication between the CA and program scrcramble. It analyses t
9、he bandwidth of conditional access and the realization form of EMM and ECM. Last, the thesis has realized the CA simulcrypt and multicrypt, accrediting the smart card, system addressing, and made to raise the bandwidth.It realized the interconnection of CAS and SMS. It also made the accreditation sa
10、fe and reliable. The paper researchs content has succeeded applied in constructing of Zunyi city digital televison conditional access service system. It has been tried the movement for more than a half year time, the system has satisfied the design requirements completely. Key word: Digital TV condi
11、tional access CAS scrambling encryption Simulcrypt 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论.1 1.1 引言1 1.2 课题背景及研究意义1 1.2.1 数字电视及条件接收系统现状1 1.2.2 CA 技术的研究意义.2 1.3 论文的工作和章节安排3 第二章 条件接收系统的发展及其核心技术第二章 条件接收系统的发展及其核心技术 5 2.1 国内外 CAS 发展动态5 2.1.1 国内外 CAS 发展概述5 2.1.2 CAS 发展趋势.6 2.2 条件接收系统实现的核心技术7 第三章第三章 条件接收系统结构原理与实现技术条件接收系统结构原理与实现
12、技术 9 3.1 CAS 的结构原理.9 3.1.1 条件接收系统的组成9 3.1.2 条件接收系统的工作原理11 3.2 MPEG-2 标准.12 3.3 条件接收系统技术分析13 3.3.1 加解扰技术13 3.3.2 加解密技术14 3.3.3 寻址技术15 第四章第四章 通用条件接收系统的设计及实现通用条件接收系统的设计及实现 17 4.1 数字电视系统结构设计19 4.1.1 数字前端 CAS 基本配置.19 4.2 数字电视 CA 系统设计20 4.2.1 CAS 遵循的标准及系统要求.20 4.2.2 数字前端 CAS 设计.22 4.2.3 CAS 基本功能实现.23 4.3
13、ECMG 的功能设计与实现.24 4.4 EMM 的功能设计与实现.25 4.5 节目管理的实现27 4.5.1 节目信息管理.27 4.5.2 CA 业务描述符.27 4.6 智能卡管理28 4.6.1 智能卡 ID 号29 4.6.2 智能卡编号（CARD_NO)30 4.7 系统安全性的规划实现30 4.7.1 同密技术30 4.7.2 多密技术32 4.7.3 系统网络安全保障及措施32 第五章 两级 CA 的设计与实现第五章 两级 CA 的设计与实现 35 5.1 两级 CA 的实现35 5.1.1 两级 CA 需求35 5.1.2 两级 CA 技术实现35 5.2 两级 CA 技术
14、实现方案36 5.2.1 两级 CA 技术方案设计37 5.2.2 接口安全39 5.3 智能卡权限表示39 5.4 实施步骤40 5.4.1 软硬件特别要求40 5.4.2 实现两级 CA 需新增设备40 第六章 系统功能稳定性及安全性测试第六章 系统功能稳定性及安全性测试 43 6.1 CAS 系统的性能分析.43 6.2 系统功能测试45 6.3 系统安全及稳定性测试47 第七章 结束语第七章 结束语.49 致 谢 致 谢 51 参考文献参考文献.53 研究成果及发表论文研究成果及发表论文 55 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 引言 1.1 引言 数字电视（Digita
15、l TV）作为一种从演播室到发射、传输、接收的所有环节 都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由 0、1 数字串所构成 的二进制数字流来传播的电视类型，无论是在节目采集、节目制作，乃至节目传 输等环节，都展示出比传统的模拟电视数字电视图像质量高、节目容量大(是模拟 电视传输通道节目容量的 10 倍以上)和伴音效果好的特点。从发展趋势来看，数 字电视正展现出逐渐替代传统模拟电视的强劲态势。数字电视的发展的业务类型 多，能从传统的用户无选择地收看节目，到能实现互动业务。原有的模拟电视系 统已经不能适应用户的收看需求，随着数字电视的飞速发展，数字电视技术也在 不断更新换代。 在数字电视
16、的设计与实现过程中，条件接收技术（Conditional Access）是 最为核心的关键技术之一。CA 对数字电视节目和一些数字电视业务进行加密、加 扰，让只能经过 CA 授权的合法用户才能收看到相应的节目和一些数字电视业务。 从而既使付费用户可以自由选择收看节目，又能保证运营商的利益。同时 CAS 的 产生也可以让节目制作单位有动力制作出更多更好的付费节目，数字电视用户也 有了更大的选择余地。 本文以贵州省遵义市广电网络数字电视条件接收系统作为对象，对其中的核 心技术加解扰、 加解密、 寻址技术、 以及 CAS 与 SMS(Subscribe Management System) 模拟客户管理系统、加扰器的对接、CA 同密和多密技术进行了研究，并根据 CA
