采用预加密在单向网中实现Push TV和VOD

PushTV是在传统推送业务和视频点播技术上发展出来的新技术，借助带硬盘的机顶盒，能够在单向广播电视网络中实现交互视频点播业务。相比NVOD和TVOD业务，PushTV具有鲜明的特色，在节目质量和机顶盒性能上都有了很大提高。

VOD是交互式视频点播。所谓在单向网络中使用VOD是指利用广播频道传送VOD节目，而VOD节目的点播控制却是通过双向通道传输。

为了更好地实现上述增值业务，预加密技术的采用是关键，它能够对播出的节目进行预加密，保证无授权的节目被复制到接收设备上无法观看，并提供多种收费与支付模式。这样，点播精彩节目的人越多，节目提供商就会获得越多的收益，从而提供源源不断的好节目。数字电视产业将获得良性发展的动力。

当前PushTV和基于广播的VOD系统的关键技术包括节目编辑、先进的播出机制、及预加密技术。XML节目单能够让机顶盒自动管理硬盘节目，OC/DC相结合的播出方式能够达到最佳的效果，预加密技术则与传统CAS技术有许多相通之处。

未来PushTV和基于广播的VOD技术还将不断进步，获得更大的发展空间，受到电视观众的欢迎。

一、PushTV和基于广播技术的VOD技术

PushTV是采用推送方式将节目广播存储到机顶盒中的系统。借此用户可以在本地硬盘上进行播放、快进、快退、停止这样的PVR操作，得到全交互的视频点播体验。

基于广播技术的VOD是采用广播频道传送VOD节目，并利用双向通道进行播放、快进、快退、停止等控制，以满足用户的交互式点播要求。

机顶盒和存储技术的高速发展，使得带硬盘的PVR机顶盒功能不断增强，成本却迅速下降。现在，几万元的服务器变成了几百元的机顶盒，卫星网也变成了有线网和地面无线网，个人在家中接收推送节目的技术已经基本成熟。

数字电视的普及和NVOD业务的广泛应用，使得电视观众对于交互式VOD业务的热情逐渐高涨。全国已有5000多万数字电视用户，很多地区都开播了准视频点播（NVOD）业务。NVOD运营成本很低，但节目数量较少，快进快退的操作不太方便。因此，真正视频点播（TVOD）一直得到了广大用户的热烈期盼。

为了实现TVOD，广电部门必须投入巨资进行双向网络改造，部署众多的点播服务器，升级双向机顶盒。最困难的一点在于，每台机顶盒都需要一个独立的视频通道，而广电的网络带宽又非常有限，无法同时满足所有人的需要。

现在，PushTV和基于广播的VOD技术的使用，只需将节目通过广播通道传送到用户的机顶盒上，就能让每个家庭都实现个性化的视频点播。对于PushTV的播出，网络运营商无须进行网络改造，也不用在每个小区放一台服务器；而对于基于广播的VOD的使用，运营商需要提供一条双向通道用于命令交互控制，节目通过广播通道播出，充分利用广播资源，节省网络带宽；因此“空间换带宽”的PushTV和基于广播的VOD就成为了开展增值业务的一个新选择。

对于用户来说，如果说NVOD就像自来水，TVOD像去饭店吃大餐，那PushTV和基于广播的VOD就好比是预订的牛奶，只要有个奶箱，小红帽就会每天清晨把牛奶送到家。与互联网上的视频点播业务和电信的IPTV业务的相比，简便易用、清晰可靠的广电推送业务，也一定会吸引相当数量的家庭用户。

二、PushTV和基于广播的VOD的发展

在三网融合、高清电视的技术背景下，当前的PushTV和基于广播的VOD系统的具有区别于传统推送业务的鲜明特色。

首先，推送的内容中，高清节目、电子图书、教育课件等新媒体内容会占有相当的比例。PushTV和基于广播VOD的机顶盒不仅被用于节目点播，还成为了家庭信息终端，能够从广电网络上自动接收、存储大量多媒体信息，部分替代了从Internet上下载资源的功能。

其次，机顶盒功能更加强大。对于硬盘上的内容，可以通过前端实现自动下载、自动管理。通过USB接口，还能实现节目导入和导出备份。现在还出现了具备两个调谐器(Tuner)的机顶盒，一个用来播放实时节目，另一个用于在后台下载推送节目，不会影响正常节目的观看。

再有，就是对节目内容的保护。在广电行业中，运营商、节目商、制造商共同合作形成电视产业链。“内容为王”也是这个行业的真实写照。如果硬盘节目被轻易盗版，节目商无法获得足够利润再生产高质量的内容，电视观众势必会逐渐流失。则运营商和制造商的利润增长也成了无源之水。因此，对节目文件进行预加密的技术就成为了可持续运营的关键。

现在，预加密技术可以有效保护下载节目的版权：节目离开在线的机顶盒后就无法播放，在一个地方播放的节目不能拿到另一个地方观看，看过的节目文件过期后必须重新交费才能观看。这样，观众点播越多的节目获得的收益就越多，消费者的喜好转化成购买力，从而形成正向的推动力，让精彩的节目越来越多。

三、预加密PushTV和基于广播的VOD系统的组成与关键技术

预加密Push TV 和基于广播的VOD系统的组成与关键技术

PushT[FS:Page]V系统可划分为编辑、预加密、存储、播出、接收等几个部分。首先以网页方式（HTML）编辑播出节目内容介绍；对准备播出的节目内容预先加密，生成预加密文件；然后分别将预加密文件上传存储到网页服务器和内容服务器中待播；之后，播出系统编排XML格式的节目单，最后通过对象轮（OC）和数据轮（DC）的方式播出；接收设备可以接收前端系统发送的节目授权或刷卡购买授权，将存储在STB中的预加密节目解扰并播放。

同样，基于广播的VOD系统主要由节目编辑、存储、命令交互、播出、接收等几个部分组成。首先编辑VOD节目单，并存储到播控服务器上；将需要播出的VOD节目预先加密，生成预加密文件；然后将预加密文件上传到内容服务器中待播；用户通过双向通道与内容播控服务器进行交互，完成VOD节目点播；VOD播出服务器通过广播通道播出用户点播的节目；接收设备可以接收前端系统发送的节目授权或刷卡购买授权，并将预加密节目解扰和播放。

关键技术之一：节目单编辑

XML节目单结构

上图就是一个XML节目单的大致结构。与传统的节目单相比，PushTV节目单除了节目信息外，还包含了对机顶盒磁盘空间进行管理的内容，例如播放时间、有效期等。因为PVR机顶盒中的硬盘空间有限（160GB），一部高清电影就可能有10GB，没几天就可能装满，所以必须及时清理。如果让用户自己手动管理，就会非常麻烦。现在依据这些节目单中的控制信息，机顶盒就可以自动删除过期文件，下载最新节目。这样，就保证了每个家庭的机顶盒中总是能看到最新推送下来的节目。

关键技术之二：DC/OC播出

采用对象轮（OC）方式播出网页/AIT应用信息表等交互信息，可以将相关内容自动整理打包，便于机顶盒快速接收。例如，一个Html网页文件中可能包含许多图片，这些图片文件也应尽量和该HTML文件打在一个包里，机顶盒就可同时接收到，同时显示出来。否则，网页中的内容就有可能显示不全，或者要等很久才能显示出来。OC打包方式考虑到了对象之间的关联性，让相关的文件就近打包，可以达到最好的网页显示效果。

而对象轮（DC）方式的描述信息很少，便于高速传输大容量文件，特别适合播出高清电影等节目信息。

可见，OC/DC相结合的播出方式，能够充分发挥各自特长，同时满足传输节目指南信息和节目内容的技术要求。如果有必要，还可以采取主备冗余播出的方式，提高系统可靠性。

关键技术之三：VOD播出

要求VOD播出系统能够播出预加密文件，预加密文件通常是使用DVB加扰算法加密而生成的加密TS流文件，在这个文件包含了ECM信息，该信息携带了预加密数据包的解密密钥，因此VOD播出服务器必须能够播出该信息，否则接收端不能播出预加密节目。

关键技术之四：预加密

预加密系统

节目文件在存储前进行了预先加密，采用加扰算法改变了数字码流的排列顺序，而解扰的密钥也同时以密文方式写入到节目文件中。每个交费订户的授权信息（EMM）通过网络广播，机顶盒收到后，即可解开ECM得到密钥，实现“一机一卡”的在线控制方式。消费者可以按照产品、事件订购节目，也可通过电子钱包按次/按时刷卡点播节目。对于机顶盒来说，解密与解扰方式和传统CAS基本相同，此外还需要增加对XML控制信息的解析功能、PVR的播出控制命令、以及VOD的交互控制等。

预加密的处理流程

1)使用预加密处理系统制作加密TS文件：将节目的TS流或者视音频文件生成预加密TS流文件，并存储于加密流文件库中；记录相关的密钥信息和控制管理信息，并存储于CAS数据库中。每个预加密TS流文件中携带加扰节目描述信息（PMT中包含CA描述子）及ECM授权控制信息，加密的TS包遵循Mpeg2标准。

2)加密TS流播出：使用视频服务器及数据广播服务器，读取加密TS流文件并播出预加密的TS流节目。

3)产品定义与管理：使用PMS(节目/产品管理)系统，编辑节目列表（TS流文件组成的节目），并存储节目列表于扩展业务数据库中。

4)用户信息准备：使用SMS(用户管理)系统录入用户的各种相关信息。

5)用户收视控制卡准备：使用发卡系统发行用户智能卡，智能卡中带有用户基本信息、安全信息及授权信息。

6)订购产品：使用用户管理系统为用户订购基本业务或增值业务。

7)用户接收设备接收广播通道发送的用户授权信息，并存储在智能卡中。

8)用户接收设备接收广播通道发送的视音频TS流节目，可以正常地接收和处理各种基本的加扰业务。

9)用户接收设备接收广播通道发送的预加扰的视音频TS流节目，通过解密ECM消息获取CW，控制接收设备解扰并显示节目（VOD、时移TV）。

10)用户接收设备接收广播通道发送的预加扰的TS流数据文件，并将TS流文件存于存储部件中；接收设备通过用户界面操作，人为控制数据文件的播放TS流，并通过解密TS流中ECM消息获取CW，控制接收设备解扰并[FS:Page]显示节目(PushTV)。

11)用户接收设备接收广播通道发送的TS流节目，并将TS流存于存储部件中组成TS流的PVR文件；接收设备通过用户界面操作，人为控制PVR文件播放TS流，并通过解密TS流中ECM消息获取CW，控制接收设备解扰并显示节目（PVR节目）。

四、展望未来

如果对VOD市场前景做一个预测，可以看到NVOD、TVOD、PushTV、基于广播的VOD都具有自己的特点，互相无法替代，将共同在这个舞台上扮演不同的角色。NVOD和基于广播的VOD可能会更加普及，而PushTV的终端成本较高，TVOD带宽成本较高，将分享少量市场份额。

五、结语

PushTV和基于广播的VOD适合现有网络和终端形式，是一个值得尝试的新业务，会有一定的发展空间。预加密则是保证节目商利益，促进内容更加精彩的关键技术，将推动PushTV和基于广播的VOD产业链的稳步发展。

作者系：宁夏广播电视网络有限公司唐智

北京算通科技发展股份有限公司何锦