条件接收系统的工作原理及对数字电视的影响

近几年数字电视能够飞速发展，CAS（条件接收系统）为数字电视运行商发展提供了至关重要的保障，其功不可没。

一、数字电视为什么要采用CAS

广播电视网络已从原来粗放型经营发展到现今的集约经营管理。集约经营是指在前端复用器里对提供的节目或服务进行管理，通过用户管理系统（SMS）对每个用户的要求实行记录、统计、管理，使整个系统提供的各种服务精确到每个终端。在终端，用机顶盒实现系统提供的各种服务CAS贯穿于前端服务器、SMS、机顶盒三个环节中。CAS的目的是将收费服务对应的码流加扰，对用户密钥加密，建立一个确保只有被授权用户才能收到节目的用户授权管理系统，使每个用户必须按时交费才能获得服务。CAS涉及的技术很厂，但主要的是加扰和加密。

二、几个有关概念

1.加扰：指在前端系统的控制字CW的控制下。连续不断地对被传送的全部内容（视、音频流和数据流）进行扰乱，使不用恰当的解码器和密钥就不能收到正确的信号。

2.控制字CW：指用于解码器中的电子密钥。CW是CA的关键。必须可靠地传输。CW由前端加密后经网络传送到用户机顶盒的智能卡上，经解密后产生密钥。为了防止被破译，CW要不断改变，一般每隔5～lO秒改变一次。

3.同密：是一种加扰方式。该方式通过同一种加扰算法和控制字使多个条件接收系统一同工作。这种方式便于多级运营管理，为多级运营商选择CA系统提供灵活性（不必大家都使用同—CA系统）。而每台机顶盒也只需选用一种CA系统，不必装多个CA系统。这样便于不同的CA开发商在同一网络中公平竞争。

4.授权控制信息ECM－ ECM传送加密后的密钥和节目标识、收视条件、加扰算法、提供商等。ECM是在前端形成的。把控制字发生器产生的加扰控制字，按一定的数据编码格式加密、打包，送到复用器中传送。在接收端，ECM用来控制解扰。

5授权管理信息EMM：是授权用户对某个业务进行解扰的信息。对用户在什么时间看，看什么节目授权。在前端，EMM发生器从用户管理系统取得授权信息（用户标识号、智能卡号、用户授权信息等）和密钥，编码后形成EMM数据包，加密送到复用器中传送。在接收端，EMM也用于控制解扰。

三、条件接收系统（CAS）的工作原理

1.在前端CAS的工作原理

首先由控制字发生器产生加扰控制字（CW），提供给加扰器和加密器A。

加扰器根据提供的控制字（CW），对来自复用器的TS流进行加扰运算。加扰器的输出结果就是经过加扰打乱了的TS流，控制字就是加扰所用的密钥。

加密器A接收到控制字（CW）之后，根据用户授权系统提供的业务密钥对控制字进行加密运算。加密器A的输出结果就是加了密的控制宇，称为授权控制信息（ECM）。

业务密钥在送给加密器A的同时，也送给了加密器B。它能够自己产生密钥，并且能够对授权系统提供的业务密钥进行加密。加密器B的输出结果就是加了密的业务密钥，称为授权管理信息（EMM）。

上面所产生的ECM和EMM信息都送往MPEG－2复用器、与其他的TS流一起进行打包，形成TS流再输出。

2.在用户端CAS的工作原理

解调后的加扰数据流经过解扰器解扰，然后送往解复用器。

解复用器根据TS流的包结构，提取出ECM不口EMM控制信息。

提取出来的ECM和EMM信息分别被送往智能卡的解密器A和解密器B，然后恢复出加扰控制字（CW），把CW送往解扰器。

恢复控制字的过程非常短暂，一旦恢复出正确的控制字后，解扰器便能正常解扰，把加扰岱流变成正常的TS流。

CAS杜绝了原有模拟有线电视网私拉乱接的现象，使得广电运营商能够更好地维护自己的权益。