浅析数字电视区域锁定技术

1 引言

目前，国家广电总局正在为全国推行数字电视整体转换计划进行有关准备，广播电视数字化已被国家列入“十五”计划，并被纳入正在制定的国家中长期科技发展规划。从我国国情出发，以较短的时间和较低的成本，推进有线电视数字化整体转换，是与时代同步、与世界同步的大趋势。现在全国省一级数字电视前端基本都已经搭建完成，并逐步进行系统的扩容、完善。随着前端建设的完成、完善，网络整合、大力推广数字电视业务将成为各省级网络公司的工作重点。但是由于各地的经济发展水平不同，采取的营销策略及价格策略也不尽相同。如何保证机顶盒和智能卡的区域唯一性和合法性，防止机卡漫游，并从根本上保障各地区的运营利益，这是各个省级运营商都应该考虑的。数字电视业务的区域锁定技术由此产生，本文就数字电视的区域锁定技术的概念及几种实现方案进行探讨。

2 分布式数字电视系统

区域锁定概念的提出是针对分布式数字电视系统提出来的，在集中式网络中没有区域锁定的概念。分布式数字电视系统由省中心主系统和各地市分系统组成。省中心系统由完整的前端、CA、SMS等各部分组成，地市分系统则根据需要选择其中的某一部分或若干部分构成，但都应具有分前端设备部分。

分系统根据各地的具体情况可以采用复杂不同的方式，如本地需加入自己节目的地区可以增加编码、压缩设备，需对本地节目加密还应加入加扰器等设备。最简单的方式是在地市增加若干台QAM调制器，将省中心的节目根据本地区的频点规划调制到本地有线网中。

3 区域锁定与区域禁播

区域锁定与区域禁播是两个不同概念。区域禁播CA系统对数字电视业务提供的有效控制的一种技术，区域禁播是针对数字电视业务层的控制。区域锁定是防止在统一前端技术体系下的区域漫游，是对机顶盒和智能卡的区域唯一性和合法性进行控制。特定的机顶盒和智能卡只能在唯一的区域有效地接收数字电视业务。

区域禁播中的区域只是一个逻辑上的划分，并不一定是地理位置上的区域划分。区域禁播是针对某一项或多项业务的控制，常常与节目授权共同作用。当某个业务设置了区域禁播，该逻辑区域内的用户无论是否拥有该业务的授权都无法收看该业务。

区域锁定是针对所有的业务而言，区域锁定中的区域是地理位置上的区域划分，通常以行政区域作为区域锁定的执行对象。可以有效地对各地营销策略与价格策略进行控制，有效防止机顶盒和IC卡漫游，最大限度地保障各级运营商的经济利益。

4 区域锁定的基本原理

区域锁定的基本原理如下：

省中心前端集中产生带有特定标志的SI信息，这些SI信息在各个地区分前端进行转发时，由分前端设备对SI信息进行一定的处理，保留与本地相关的部分，过滤掉与本地无关的内容。用户端智能卡或机顶盒中的区域信息与SI信息中特定信息进行比较，如果二者相同智能卡完成节目的解密动作，反之智能卡则拒绝对节目进行解密。

区域锁定的关键是对节目码流中的SI信息进行相应的处理。但它同时又涉及数字电视CA、SMS、智能卡和机顶盒等多个环节，需要这多个环节共同作用才能实现区域锁定。

首先，需要省中心前端能产生具有特定标志的SI信息，并能将带有该SI信息的节目流正确地传输到各个分前端。其次，各个分前端要能对接收到地SI信息进行修改或过滤，保留本地所需的内容部分，然后将处理后SI信息随节目流发送到本地用户网中供用户接收。用户端智能卡或机顶盒中需CA厂家提供对区域信息处理的能力，以便能将此区域信息与SI中的特定标志进行核对，实现控制机顶盒的工作，进而达到每个智能卡或机顶盒只能在特定、唯一的区域进行有效的业务接收。

5 区域锁定技术解决方案

区域锁定技术解决方案由CA厂家决定，比较常用的方案有两种，一种是通过NIT来实现区域锁定，另一种是通过BAT来实现区域锁定，下面就两种实现方案进行讨论。

5．1 NIT实现区域锁定技术方案

NIT区域锁定方案主要是通过控制机顶盒对NIT的接收，进而实现机顶盒对节目的正常收视。根据NIT的生成方式又可以分为集中式和分布式两种方式，两种方式实现的难易程度、控制效果各有千秋。

分布式NIT区域锁定采用由省中心统一产生针对各个地区的不同PID的NIT，NIT带有由CA定义的区域标志，在各个地区分前端选取本地所需的NIT表进行映射，过滤与本地无关的NIT表。

集中式NIT区域锁定采用由省中心产生带有多个区域定义字段的统一NIT表，每个字段含有特定的区域定义和与本地一致地网络信息，在各个地区分前端无需对NIT进行映射，只需将码流调制到本地有线网中即可。在机顶盒端通过比较智能卡或机顶盒中的地区标志，从NIT中读取与本地标志位相同部分的网络信息。

分布式NIT区域锁定需分前端使用带有特殊处理功能的QAM调制器，集中式NIT区域锁定对QAM调制器没有特殊要求。分布式NIT区域锁定由于每个地区的NIT表中只含有本地区域信息，所以能够有效的锁定用户。集中式NIT区域锁定由于NIT表中含有各个地区的区域信息，如果某两个地区网络频率规划出现重叠，则可能造成跨地区用户能够收看到重叠部分的节目。因此在采用集中式NIT区域锁定的方案时，还应该由省网络中心对各个地区的频率使用作出统一的规划。

5．2 BAT实现区域锁定技术方案

BAT表由于不是DVB强制要求的表，并不是所有CA厂家能支持BAT表功能，但通过BAT表能实现对用户的良好控制。NDS公司充分利用BAT表的作用，对用户群提供了方便、快捷的管理方式。

NDS公司采用BAT表控制机顶盒显示提供给用户的节目列表。智能卡中有多位比特位表示用户的Bouquet值，机顶盒只显示BAT表中与本地Bouquet值相同的节目列表，用户只能在显示的节目列表中选择节目收看。跨地区使用用户由于在BAT中找不到与自己相符的Bouquet值，在用户终端无法显示节目列表，用户也就无法选择节目收视，从而达到控制用户跨地区收视。

5．3 几种技术方案的比较

由于NIT表的结构相对简单，而且在分前端一般只需要对NIT表的PID进行映射即可，对分前端的设备要求不高。现在有许多厂家都推出了带PID映射功能的QAM调制器，而且许多QAM调制器还可以完成NIT表的本地生成，所以不会对分前端的建设增加过大的额外投入。BAT/SDT共用同一个PID，其中SDT表的内容在每个TS流中都不一样，BAT中含有大量的CA厂家自己定义的私有描述子，所以在分前端对BAT表进行处理时要比NIT表复杂一些。现在支持BAT表处理的QAM调制器厂家还不是很多，在设备选择上存在一定的困难。

用户端区域位的设置可在机顶盒中设置，也可以在智能卡上进行设置。如果将该区域位与机顶盒的软件结合在一起，对区域位的修改不方便，使用不够灵活。与此相对应的另一种方法是提供选择菜单供用户选择，但该方法的缺点是安全性差。

将该区域位放置在智能卡中，用特定的某些位来表示区域，运营商可以灵活的设置用户的区域标志。如果用户因某种原因由地区A迁至地区B，无需更换机顶盒和智能卡硬件，只需通过用户管理系统更改该用户的区域设置及可收看到该地区的节目。而用户也无需关系自己所处地区的区域标志。该方法对于运营商和用户来说都比较方便、灵活。

6 总结

数字电视现在正处在由建设阶段过渡到整体运营阶段的时期，对于省级网络公司而言，分前端业务的扩展对公司的规模化运营显得及其重要。随着网络整合工作的不断推进，用户的区域锁定必将成为一个重要的话题。各个省级网络公司应根据各自的网络特点选择相应的方案实现区域锁定功能的实现。在此仅对区域锁定技术发表个人的一点感受和想法，供各位同仁参考和探讨。