數字電視故障排查及辦法3篇
時間:2022-04-04 10:57:47
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第一篇
1前言
虎林數字電視推廣始于2011年9月,隨著數字電視戶數的不斷增加,新的故障現象隨之產生,如何能在最短的時間內解決問題,保障用戶正常收看電視,不僅對廣大維護人員是一種考驗,而且對廣電服務水平的提升也提出了更高的要求。只有對日常工作中數字電視出現的故障原因加以分析和總結,才能在日后數字電視維護中起到事半功倍的效果,筆者結合工作實際對數字電視出現的常見故障進行分析和總結,得出了一些行之有效的解決辦法,和大家共勉。
2排查數字電視故障常用的技術指標
在對數字電視進行故障排查前,我們應該對數字電視的兩個最常用又非常重要的技術指標加以了解。
2.1MER(調制誤差率)
是指平均矢量幅度與誤差矢量幅度的有效值的比值,用dB表示,它反映的是實際信號對理想信號位置的總體偏移程度(如系統噪聲、CSO、CTB、侵入噪聲等)。在只考慮頻道中的高斯噪聲時,MER近似于基帶數字信號的SNR。基于8MHz的64QAM的MER門限值為24dB,一旦低于此值,就會對數字信號產生“峭壁或懸崖”效應,圖像就會從滿意的效果變成馬賽克、靜幀或黑屏。
2.2BER(比特誤碼率)
是指錯誤比特數和發送比特總數的比。數字信號不同于模擬信號,一切損傷與干擾最后都會反映在BER上,1E-04為64QAM系統FEC校正前的BER臨界,高于此誤碼率,系統的傳輸質量將急劇劣化,而誤碼率在1E-06、1E-07時將會出現可察覺的圖像損傷,誤碼率在1E-09以下時信號質量相當好。
3數字電視出現故障環節及表現形式
數字電視的故障現象主要表現為:馬賽克、黑屏、靜幀、某些頻點沒有信號等。造成這些故障的原因很多,如省SDH信號傳輸故障、前端機房系統故障、電纜分配網故障、用戶終端機頂盒故障等。
4實例分析數字電視常見故障及解決辦法
本文主要從幾個核心環節對數字電視經常出現的或者可能出現的故障加以分析。
4.1SDH主干光纖環網出現故障
2010年加入省網絡公司后,我們的信號源主要是通過SDH主干光纖環網接收省公司數字電視信號,偶爾也會出現圖像短暫停頓,或者圖像有點卡,經測量發現主要是由兩方面原因造成的,一是主干光纜被刮碰,導致光纜衰減增大,產生誤碼;二是由于SDH系統本身產生的抖動、漂移、導致數據流損傷,信噪比下降,相位失真。我們前面介紹了采用64QAM的調制信號,MER門限值為24dB,一過突變門限點,BER就從10-9突變到10-4,這時數字電視圖像就會出現短暫停頓或馬賽克。當數字電視的MER值降低到22dB時,機頂盒無法對64QAM的數字電視信號進行解調,產生懸崖效應即黑屏,這時用戶就無法正常收看數字電視了。對第一種情況可以通過OTDR定位光纜故障點,直接將故障點的光纖重新熔接即可解決。對第二種情況可以考慮加大發射端的光功率,這樣可以改善系統的誤碼、抖動和漂移。
4.2數字電視推廣過程中
前端機房采用模數混傳的方式傳送信號,如果配置不當,可導致干擾情況的發生虎林分公司在數字電視推廣過程中,采用的是模數混傳的信號傳輸方式,這種方式可以共享前端放大器、光發、光分路器、光放等設備,大大減少了設備的資金投入,但在器件和電平設置上一定要十分注意。首先,我們在整轉剛開始采用的是二分配反接的方式做的簡單混合,結果數字電視出現靜幀、聲音不連貫等現象,經排查是由于二分配的反向隔離度很小,增加了模擬信號對數字信號指標的影響。為了提高數字電視的指標,我們在二分配混合前在數字電視正向總輸出加接了一個大的分支,增加了模數信號之間的隔離度,數字電視指標恢復正常,達到了良好的收視效果。其次,由于數字信號的失真對模擬信號的C/N值產生影響和數字信號會受到CSO、CTB及光設備的削波影響,所以數字電視信號要在這兩者之間折中考慮:一方面減少頻道產生的干擾,另一方面要增加數字信號的抗干擾性。實踐經驗告訴我們,64QAM信號的電平設置低于模擬信號6-10dB,是模數混傳時的最佳電平差值,可以達到互不干擾且穩定傳輸的目的。
4.3HFC混合網中繼設備或線路出現故障
虎林分公司于2012年3月進入整轉收尾期,有線數字電視戶數達5萬多戶,在運行維護過程中,各類的數字電視故障隨之而來,特別是在2-011年的大規模整轉期間,我市偉光鄉大部分村屯用戶出現數字電視信號間歇性閃斷的情況,主要表現為用戶在看電視的過程中會間歇性的出現黑屏(用戶稱之為眨眼),尤其是在晚上出現的頻率更高,受影響用戶千余戶,如果不能及時得到解決,不僅會給公司的直接經濟利益帶來損失,而且對接下來的數字電視推廣工作在社會中會產生很大的負面影響,可以說對我們是一個非常大的考驗,公司對此事高度重視,專門成立故障排查小組,通過數字場強儀測試用戶端信號電平正常,當時測試值為63dB,MER指標和BER指標也都非常好。當時夜間室外溫度達到零下25度,氣溫很低,直觀判斷可能是放大器模塊隨著溫度變化改變了正常的工作參數才出現的故障,于是我們將放大器裹了一層厚厚棉布,觀察了兩天,故障依然存在,通過更換新的放大器問題依舊。經過重新對問題的分析,對出現此類現象的村屯進行了歸類,發現這些村屯的信號都是來自分前端的同一臺光放。我們對其輸入輸出光功率進行測試,指標沒有發現異常,然而光放的前面板,顯示輸出光功率時高時低,不穩定,后來通過更換光放設備,問題終于得到解決。通過此類的故障排查,使我們懂得了有些設備通過儀器測試表面上看正常,其實設備本身可能存在故障隱患,并且看問題一定要全面,不要這塊出問題就查這塊,應該有一個比較縝密的思路,出現類似這樣區域性的故障,應該先觀察故障現象,然后可以嘗試從用戶端到分前端再到總前端排查設備故障,雖然光設備出現故障的概率很低,但是遇到這種一臺光放所覆蓋區域出現同樣的故障現象時,最好的辦法就是先將設備進行替換,先排除設備故障,再進行下一環節的排查。這樣對解決這類問題會有很大的幫助。
4.4同頻干擾導致無法收看數字電視節目
2011年10月我公司的數字電視整轉工作正如火如荼地進行,卻遇到了一個很難解決的技術問題。位于東城鎮所轄的十幾個村屯2000多個用戶反映,每天晚上6點到10點有十幾個頻道不能正常收看。經查是243MHz和251MHz這兩個頻點的節目,由于其中既有2009年發展的老用戶,當時是采用九聯的機頂盒,又有2011年發展的新用戶,采用的是創維機頂盒。兩種機頂盒表現的癥狀也不太一樣,九聯機頂盒在這兩個頻點上表現為電視屏幕間歇性出現馬賽克,創維機頂盒表現為間歇性黑屏,當時正值整轉高峰期,部分用戶趁機虛張聲勢,說數字電視不如模擬電視,開通數字電視就是為了漲價。如果這個問題解決不了,我們就不交費。面對如此巨大的壓力,當務之急就是查找原因,尋找解決辦法。從出現故障的規律來看,基本上可以判斷為有干擾信號入侵網內,我們用頻譜分析儀對這個區域進行空間信號測試,測試結果如圖1和圖2。圖1圖2在240MHz的頻點上有一個84dBuV的強信號,248MHz的頻點有一個81.5dBuV的強信號,這兩個頻點的信號恰好干擾了243MHz和251MHz這兩個頻點。而且每隔20幾秒有規律地干擾一次。后來經過調查得知,在2011年7月份某部空軍在此架設了一部雷達天線,10月份投入使用,同時原來有一部雷達也從地下搬到了地上。當雷達工作時就產生了上述干擾,我們知道駐軍部隊的雷達頻點是不可能輕易改變的,我們只有想辦法通過其他渠道避開干擾。首先,我們采用的是最簡單、直接地加強屏蔽的方法,在干擾較嚴重的地方,利用放大器直接帶幾個用戶進行測試,用新線直接連接用戶,加強屏蔽,將放大器空置端口擰上75歐終端電阻,將機頂盒的環路輸出和電視機的RF輸入用屏蔽紙屏蔽上。雖然聲音上有所改善,但是圖像還是出現馬賽克或黑屏。其次,我們想到了用更換頻點的辦法,用此種辦法對使用創維機頂盒的用戶影響不大,因為創維機頂盒擁有頻道跟隨表機制,利用頻道跟隨表功能可以輕松實現頻點的改變,對用戶還不會產生任何影響。但是對九聯機頂盒的用戶影響就非常大了,頻點的改變意味著必須通過恢復出廠設置,重新搜索才可以把臺搜全。為了解決2000戶受干擾的問題,而犧牲其他近8000戶九聯機頂盒用戶的利益,勢必會產生更大的負面影響。最后,我們采用了增加頻點的辦法,我們機房使用的是哈雷的IPQAM設備,此設備的最大優點是穩定,而且可以任意地復制某個頻點的信息,我們把243MHz和251MHz兩個頻點的信息復制到419MHz和435MHz,以避開干擾源。對創維機頂盒采用頻道跟隨表把243MHz和251MHz兩個頻點刪除,直接調用419MHz和435MHz的頻點信息。而對于九聯機頂盒則相當于在網內多傳送了兩個419MHz和435MHz頻點,并且與243MHz和251MHz頻點節目內容相同。這樣在干擾區域創維機頂盒只需要用戶關機再開機,直接調用頻道跟隨表,原來的頻點就直接變成現在的419MHz和435MHz頻點了。在干擾區域九聯的機頂盒只能通過恢復出廠設置,重新搜索解決了。而其他不再干擾區域的九聯機頂盒用戶,無需任何操作。通過此種方式不僅解決了該地區的干擾問題,而且得到了當地用戶的好評,不僅公司的利益沒有受到損失,而且還產生了很好的社會效益。
4.5用戶分配網線路問題導致部分頻道出現馬賽克或某些頻點搜索不全
這個問題相信從事網絡維護的工作人員都能遇到,將問題歸納總結可以發現有如下兩種可能。第一種情況是部分頻道出現馬賽克。1)HFC網中用戶分配網的線路接頭連接不良,導致阻抗不匹配而引起的,嚴重時將導致個別頻點搜不到;2)用戶自行改造家庭內部有線電視線路,導致接線不規范,或使用不合格器材,電纜采用直接連接而不使用連接器,接頭氧化造成接觸不良;3)網絡中線路老化嚴重、分支分配器接反或網絡設計不合理、入戶信號電平過低。第二種情況是某些頻點搜索不到。1)沒有頻道跟隨表功能的機頂盒在搜索過程中千萬不要斷電,否則會導致頻道搜索不全,可先通過恢復機頂盒的出廠設置,然后重新搜索解決;2)有頻道跟隨表功能的機頂盒開機后進入自動搜索界面,可能是信號接觸不良或是前端機房的碼流播發服務器故障導致無法播放頻道碼流文件;3)網絡條件不好,在低頻點發生頻道搜索不全的可能性最大,我們在123MHz和131MHz這兩個頻點傳送本地的虎林新聞等自辦節目。經常有用戶打電話說沒有虎林臺,剛開始還以為機頂盒有故障,經查,不是。又對用戶端的輸入電平經過測試,也正常,輸入電平65dBµV,BER的值為1E-04,正好在臨界值,誤碼率很高。后來發現進入用戶端的信號線老化嚴重,接頭接觸不良,屏蔽不好等造成信號平坦度不好,導致低端的這個頻點受到電磁干擾,所以搜索不到該頻點的節目。有線電視網絡工程可以說是接頭工程,活動連接器較多,接頭是否牢固、屏蔽是否完好,對網絡質量影響非常大。有的用戶在單元、室內之間私自串接,網絡可靠性差,最終會導致部分頻道出現馬賽克、搜臺不全等現象。
4.6智能卡故障,導致無法收看數字電視節目
前段時間,個別用戶打電話說,機頂盒開機后智能卡處于休眠狀態,無法正常收看電視。這種情況很少見,我們先對卡的授權進行了查看,發現授權都已正常接收,后來嘗試對此卡重新刷新授權,銷戶、重新開戶都沒有激活此卡。和同方CA工程師溝通,原來是同方CA的一種保護機制,為了防止在短時間內有人頻繁地進行插拔智能進行一些非法操作,例如復制卡,或對卡進行解密等。前端數據庫和智能卡都存有版本號CARDVER值,這個值初始為0,數據庫中的值必須保證比卡中的值大。但是相差不能超過8(各地設定的值可能不一樣),如果卡中的數值超過數據庫中的記錄數值就會自動將卡保護起來休眠。解決辦法可以通過將機頂盒斷電5分鐘后再開機,使智能卡的CARDVER值為0,即可恢復收看數字電視節目了。
4.7電視機輸出畫面不正常
電視機無圖像、無聲音或有圖像、有聲音但是顏色不正常。出現上述情況首先檢查機頂盒與電視機的音視頻連接線是否正確,電視機是否切換到相應的視頻通道上,機頂盒是否處于待機狀態。我們在實際維護中也發現少數用戶購買的是進口電視機,接上機頂盒后輸出顏色不正常,或出現缺色現象,可先查看視頻輸出線有無接觸不良或損壞,然后看一下電視機的制式。進口電視機默認的制式為NTSC,而我們采用的是PAL制式,由于制式不一致才導致缺色或顏色不正常。
5結束語
數字電視的推廣應用是適應科技進步,服務城市信息化建設,加快廣播電視發展的必然產物,它是一項系統工程,需要動用大量的人力、物力,尤其是在技術維護和售后服務這個環節更是至關重要。如何能在出現問題時及時得到解決,為用戶提供最優質、最周全、最滿意的服務,對一線維護人員提出了更高的要求,今后還有許多問題等待我們去解決,還有許多工作需要我們去探索和實踐。我們只有腳踏實地,練就一身好的技術本領,才能全方位、多角度地分析和解決問題,才能贏得時間、贏得用戶、贏得市場!
本文作者:王傳寶工作單位:黑龍江廣播電視網絡股份有限公司虎林分公司
第二篇
一、六西格瑪管理
當然這是六西格瑪質量水平的理想狀態。實際上,實施六西格瑪并不一定要達到六西格瑪水平的質量,而在于對過程進行突破性的改進和創新。如今,六西格瑪已經遠遠超出了它的統計含義,成為了一種用戶驅動下的持續改進的管理模式。本公司推行六西格瑪管理,也不應該僅僅把六西格瑪作為一種指標或者目標,更應該把它當做一種企業文化來推廣。六西格瑪強調以過程的觀點來看待問題,它把過程定義為“一組將輸入轉化為輸出的一組相互關聯的或相互作用的活動”,任何活動都可以看成是一組過程。現在不僅世界500強公司,一些中小型企業也開始使用六西格瑪管理來改善其產品質量,六西格瑪不僅運用于生產領域,同樣,在服務行業也得到廣泛的運用。
二、DMAIC過程
六西格瑪管理的核心過程為DMAIC,他們分別是五個步驟的英文首字母,這五個步驟分別為:define(定義階段)、measure(測量階段)、analyze(分析階段)、improve(改進階段)、control(控制階段)(如圖1)。D項目定義階段。項目定義階段,是六西格瑪項目DMAIC過程的第一個步驟,是項目團隊為后續工作確定一些基本問題,制定出六西格瑪項目的目標計劃。M數據測量階段。數據測量階段的目的主要包括選擇質量特性,定義績效標準,測量系統分析。測量系統分析是確定對關鍵質量因素的測量方式和對測量系統的準確性進行評估。A數據分析階段。在數據分析階段,實際的商業問題轉化為統計問題,在取得了必要的數據后,在分析階段我們開始尋找問題的原因。尋找波動來源是為了找出影響目前表現的潛在問題和因素,主要依據的是歷史數據。圖1DMAIC過程改進流程I項目改進階段。改進階段主要是基于分析階段所找到的根本原因,大膽地提出問題的解決方案。C項目控制階段。控制階段的目是確保過程改進一旦完成能繼續保持下去,而不會返回到先前的狀態。定義過程能力是確定改進實行后的效果,是否達到了預期的目標。一切六西格瑪管理理論的過程和活動是緊緊圍繞DMAIC來展開的。DMAIC是以數據為基礎的質量方法,用于改進現有的產品或過程,它是實現六西格瑪目標的關鍵。它是在總結了全面質量管理幾十年的發展及實踐經驗的基礎上產生的,是由項目管理技術、統計分析技術、現代管理方法等綜合而成的系統方法。
三、DMAIC在降低網絡故障中的應用
1.定義階段
定義階段的主要任務是:確認顧客的關鍵需求并識別需要改進的產品或流程,組建項目團隊,制定項目計劃,決定要進行測量、分析、改進和控制的關鍵質量特性,將項目界定在合理的范圍之內。目前公司領導層將數字電視干線網絡故障的KPI(考核指標)——月度故障率設定為0.2‰。這對故障發生率的要求非常高的,有必要針對目前數字電視網絡故障率進行有效的管理和控制。因此我們將本次六西格瑪項目目標確定為:通過初步建立網絡干線故障六西格瑪管理體系,力求降低故障發生率,優化網絡日常維護和故障處理流程,提升網絡的完好率,從而進一步提升節目質量,增加公司經濟效益,提升用戶滿意度,從宏觀上配合公司戰略發展的趨勢。確定項目之后,需成立一個實施降低數字電視干線網絡故障數目的六西格瑪項目管理團隊。通常六西格瑪項目都是跨職能的,這需要不同部門的人員參與進來,保證六西格瑪項目順利進行。因此本次項目團隊由本公司總經理室牽頭,成員由運維部門的主要工程技術人員和客服、建設部門的相關人員組成。組成項目團隊之后由團隊成員共同找出干線故障維護中容易出現問題的環節作為控制的關鍵點。
2.測量階段
測量階段的主要任務是:通過對現有過程的測量和評估,制定期望達到的目標及績效衡量標準,識別影響過程輸出Y的輸入Xs。在這一階段,首先得收集數據,由于干線設備種類多,可靠性要求高,出現故障的原因多樣,因此故障記錄的準確性、標準化是進行故障分析的前提條件。我們通過BOSS系統和96296故障呼叫中心著重收集了2010年到2012年的故障統計數據,并將這三年的故障按相似性進行分門別類,一共分為9個種類(如表1),根據該故障統計表制作出分類餅圖(如圖2)。數據收集完成之后,將原始數據表導入minitab軟件之中得到三年的單月趨勢圖(如圖3),從單月趨勢圖中可以看出每年單月故障的峰值都出現在七八月份,其他月份的故障數都在均值上下浮動。利用minitab軟件得到三年故障類型的帕累托圖(如圖四)。按照帕累托2-8原則,我們只對其累積和前80%的故障進行分析和控制。從圖四中我們可以發現一個規律,就是每年占故障數量前80%的故障類別基本上是保持一致的,即為停電,人為破壞,接頭故障,設備損壞。由此,我們得到此次六西格瑪項目管理和控制的關鍵項為停電,人為破壞,接頭故障,設備損壞。
3.分析階段
分析階段的主要任務是:通過數據分析確定影響輸出Y的關鍵Xs,即確定過程的關鍵影響因素。項目團隊根據長期的維護經驗提出影響停電、人為破壞、接頭故障、設備損壞等四項的所有可能的原因,然后在通過因果圖(如圖五)找出了其中關鍵原因。圖5干線故障因果圖針對每年7、8月份都出現的故障峰值,經過分析得出原因:1.由于夏季高溫天氣使得電纜、設備、器件加速老化,增加了信號傳輸的非線性失真,這樣容易使網絡傳輸性能下降,從而導致非線性指標劣化故障;2.由于每年揚州市區7、8月氣溫高容易導致雷雨天氣,特別城北、西湖及平山鄉等地勢較高地區是雷擊重災區,雷電產生的感應電流容易導致有源設備的電源模塊燒壞,導致設備損壞,從而造成信號中斷。
4.提高階段
提高階段的主要任務是:尋找最優改進方案,優化過程輸出Y并減小關鍵Xs的影響,使過程的缺陷或變異降至最低。針對因果圖中顯示的各種原因,項目團隊通過分析形成了以下故障改進措施。停電故障:1.加強網絡改造,減少有源設備串接,降低每臺光接收機的覆蓋范圍;最終向FTTH過渡;2.對經常停電短期無法改造區域,可考慮采取UPS、太陽能板等輔助供電方式。但這種解決辦法不但大幅提高網絡成本,還會引起輔助設備本身損壞、維護引起的故障,是不得已而采取的方法。人為破壞故障:1.加強巡線力度,及時發現故障隱患并加以排除;2.與道路、小區施工單位對接,及時提供線路資料,明確保護措施;3.保持箱體完好,及時維修損壞箱鎖;4.選好線路路由、減少源頭故障隱患。接頭故障:1.減少線路串接、以光纖到樓進行設計、改造;2.注意接頭施工工藝,加強接頭保護。設備損壞故障:1.選用可靠性高、平均無故障時間長的有源設備;2.及時與廠家溝通設備使用情況,方便廠家提高設備質量;3.安裝電源避雷器和雙隔離型分支分配器等避雷措施;4.定期測試線路接地,補充接地體,降低線路接地電阻;5.加強員工技術培訓,規范設備安裝調試流程。具體到各部門,網絡建設部門設計人員應對網絡總體規劃、路由走向等進行優化,對接地、避雷器、設備安裝地點等精心布置;工程監理人員應對管道建設深度、架空線路的高度、工程施工工藝等進行嚴格把關;同時對施工隊進行必要的技術指導與培訓。運維部門應根據網絡狀況如停電多發地、供電與信號傳輸走向不一致的區域、網絡老化嚴重區進行網絡改造;對設備安裝調試人員進行技術培訓;建立光纜定期檢測維護制度,及時發現并消除光纜線路和接頭傳輸性能的改變;加強線路接地電阻測試,適時補打接地體。集團服務部加強線路巡護,及時發現并消除線路隱患;加強對道路、小區改造等易造成破壞區的看護,及時與施工方對接,將我們路由等資料及時送達。材料采購部門加強設備器材進貨的質量把關,及時將設備器材使用遇到的問題與廠方溝通,方便廠方及時改進。公司技委會應根據當前技術發展狀況及時調整網絡技術構架。
5.控制階段
控制階段的主要任務為:將改進階段措施列入日常管理,對改進成果進行固化,通過修訂工作流程、建立工作績效考核標準等方法,使成功經驗制度化,通過有效的監測使改進績效可以保持,并尋求進一步提高改進效果的持續改進方法。得出改進措施之后,我們將改進措施和意見提交到公司管理層,得到公司領導的大力支持,公司出臺了《改造工程意見》,修改了相應的工作制度,來保障這些改進措施得以順利進行。到目前為止,總共改造了10個小區,改造了一批故障多發區,有效的降低了故障率。根據統計顯示2013年1月到7月的故障數為280個,KPI為0.173‰,由此我們有理由認為故障數得到了有效的控制。通過繼續統計故障數,來進一步監控項目成果,一旦發現有異常出現,立即查找原因,消除波動源。
實施六西格瑪管理的關鍵是管理而不是技術問題.它同時也是一場企業文化的變革。作為持續改進質量的方法,它的應用非常廣泛,不僅用于生產領域,在服務行業也能充分發揮作用。正是因為其應用范圍廣,且行之有效,故才能在自摩托羅拉誕生以來短短的30年間風靡全球。就數字電視運營商來說,它也能用于很多方面。三網融合后,廣電將直面與電信、移動的競爭,競爭的關鍵在于誰能抓住顧客,誰就能獲得最終的勝利。而獲得顧客的關鍵在于提高顧客滿意度,而六西格瑪恰恰是提高顧客滿意度的一個好方法。同樣,在減少故障時長,工程建設等多個方面也能發揮出很好的作用。最后,在數字電視質量管理中運用六西格瑪的主要難點在于六西格瑪管理是建立在詳實的數據分析基礎上的,它是依據數字、數據進行決策的管理方法,強調“用數據說話”,“依據數據進行決策”。因此需要我們設計、使用一套行之有效的數據收集體系,畢竟數據是管理的靈魂,沒有數據的管理是盲目的。因此,如何設計一種適合收集數字電視數據的有效方法,成為了我們廣電人值得研究的一個問題。
本文作者:牟春誠羅旭何坤工作單位:中廣有線揚州分公司
第三篇
1.條件接收系統的應用特點
數字電視是一種端到端的系統,它是將模擬信號抽樣、量化、編碼后,轉變成數字信號,通過各種處理方式來對信號進行管理和控制,以實現電視節目的傳輸。這種方式的所有過程都是數字化處理,正是因為這樣,才能夠讓數字電視設備的性能比模擬電視設備要高出不少,一些模擬設備無法實現的功能,也得以實現。全數字處理方式能夠減少在提升服務質量和安全性能的時候的難度。條件接收條件接收就是對視頻、音頻和數據等信息加密、傳輸并為合法用戶接收解密的過程。用戶在通過授權后才能夠使用數字電視系統中的增值服務和有償服務。采用條件接收廣播電視的方式,能夠為運營商的權益帶來保證,并且讓廣播電視不在以單純的廣告作為主要收入,提供了多元化的經營模式。
2.條件接收系統的原理
對條件接收系統的了解可以通過其基本技術來達到目的。首先就是CA系統的用戶管理系統,它是對用戶授權情況進行記錄的一個數據庫系統;然后就是節目管理、服務加擾和解擾系統,它是對服務授權情況進行控制的數據庫系統。像是秘鑰管理、傳輸系統技術、讀卡技術等等是CA系統必備的基本技術,也是對信息進行加密、解密和管理的主要核心內容。常用的CA系統一般有3層加密體制。首先是對音視頻、數據流的加擾,它是擾碼序列對信息流進行加密處理的過程。擾碼序列是偽隨機二進制序列,它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。PRBS指擾碼序列生成器。生成器的初始條件受控于控制字(CW),在初始條件已知的情況,可以推測出生成的擾碼序列。根據這個原理,只要在接收端有一個相同的擾碼生成器,同時將CW發送給接收端用于控制它,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“種子”的作用,只要獲得了CW,系統就被破解了。所以如何將CW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。為實現保密,使用授權密鑰帕對控制字CW加密形成授權控制信息(ECM),復用到傳送流當中。同時使用分配密鑰KD對授權密鑰KS加密形成授權管理信息(正MM),也復用到傳送流當中。分配密鑰KD通常是固化在智能卡中,用戶通過購買智能卡方式獲得,避免廣播方式的信道傳送有被竊取的可能。如果將授權密鑰KS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。
3.兩種實現方式
根據上文中對于條件接收的原理介紹,我們可以知道,信息保密性是CA系統中最重要特性。現實中的CA系統使用的加密算法都是各個系統運營商自己研發的,是不對外公開的,因此CA系統存在排他性,不具備通用性。歐洲DVB標準組織制定了同密和多密兩個條件接收系統,目的就是希望能夠解決其不通用性問題。
3.1同密條件接收系統
發送端有多個CA系統的話,使用同密條件接收系統的方式就是,通過對不同運營商之間的商業協議,來使用同樣的控制字生成器的擾碼生成器,對信號進行加擾。不同系統之間的差別是從對CW的加密開始的,各個系統使用自己的加密算法對CW和授權密鑰KS加密。用戶管理系統可以公用也可以分開。節目管理系統會將各種CA系統的標識CA_System_Id以及EMM,ECM索引信息一一對應描述在PSFSI信息中。智能卡中集成了兩套私有的解密算法,對應與前端生成EMM和ECM的加密算法,從而獲得CW,送到接收解碼器STB中,STB酌解碼芯片中有集成了通用解擾算法的解擾器,通過它就可以將原始信號進行恢復。用戶在獲取了任何一種機密系統授權后,都能夠進行節目的接收。在這樣的方式下進行信號加擾和解擾,都是用通用算法,因此,智能卡是此通信方式安全的主要保障,必須要將條件接收系統內嵌于接收機內。
3.2多密條件接收系統
了解了同密的原理,多密系統的原理容易理解了。他們不同的是對于多密系統各種CA系統運營商使用各自不同的CW,不同的擾碼生成器和加擾算法,相同的是,后面的兩層加密算法也是私有的。這使接收端不能使用解碼芯片中的公共解擾算法電路,但使用條件接收模塊很好地解決這個問題。他是將接收端所需的3層解密電路都集成到一個使用通用接口標準的模塊中。模塊中集成了微處理芯片和濾取CAT,EMM,ECM所需的硬件電路,主機需要做的就是濾取出節目對應的PMT表,獲取CA相關的信息按通用接口標準協議規定的格式發送到模塊就可以了。模塊與主機間的命令接口提供模塊和主機部分的通信方式卻不需要主機了解具體的細節操作。這種通用接口的應用,使一臺機盒可以使用多個CA運營商的模塊,也就是可以收看由不同CA系統控制的節目。
4.兩種方式的比較
4.1通信方式
在同密方式下,TS流中載有所有應用的CA系統的EMM和ECM,增加了發送端復用難度(每個EMM,ECM流都必須分配唯一的PID,還有一些同步要求),同時也增加了通信帶寬要求。一個TS流中通常只有一套CA系統的應用,所以信息量比同密方式小。
4.2機頂盒的通用性
由于同密系統的機頂盒內必須集成特定CA系統軟件,而同密方式的接收機將與CA相關的軟硬件系統都集成在一張CI模塊中,機頂盒可應用任何符合通用接口標準的模塊,因此可應用在多種CA系統中。通用性方面多密優于同密。
4.3安全性比較
多密方式的控制字CW形式和3層加密算法都是私有的,若要破解至少需要已知2套加密算法,而同密算法使用的CW編碼空間是公開的而且使用的解擾算法是通用的,所以他比多密系統少了一層防破解防線。還有就是,具有同密系統的機頂盒與智能卡的通信接口的開放性比較高,盜密者,能夠輕易的通過主機和卡的通信接口來進行信息分析,便可以進行節目盜取,因此同密系統的接口沒有多米系統好,大部分的破解系統都是這樣的方式進行的。
4.4成本比較
多米系統的優勢雖然比較多,但是同樣的價格也是比較高的。市場中單個模塊普遍的價格為300到400元之間,部分甚至超過千元。多密系統不能夠單獨的使用一個模塊,那樣就失去了使用多密的意義。因此多密系統的成本要遠遠超過機頂盒,而我國的數字電視尚屬發展階段,所以不會使用多密系統,但是未來一定會用多密系統代替同密系統。
本文作者:孫長祥龔淑艷工作單位:方正縣天門鄉文化站
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