CN101631228B - 一种支持dvb cas的网络时移电视实现方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支持DVB CAS的网络时移电视实现方法及其系统，其避开具体CAS特点，采用通用的逻辑方案，实现了对不同CAS的统一处理，适应现有DVB-C或IPTV数字电视业务采用多种CAS的现状。本发明的一种支持DVB CAS的网络时移电视的实现方法，至少包括一适用于TVS网络服务端的支持DVB CAS加扰的单节目流数据的时移处理方法；一同时适用于基于IPQAM接入和基于以太网接入的DVB CAS网络时移电视实现方法和适用于DVB CAS网络时移电视的客户端软件实现方法。根据本发明的支持DVB CAS的网络时移电视实现方法及其系统，能够克服网络时移电视对DVB CAS加扰节目处理上的难题，解决网络时移电视在数字电视推广环境下的瓶颈问题。

Description

一种支持DVB CAS的网络时移电视实现方法及其系统 

技术领域

本发明涉及在DVB-C或IPTV环境下开展网络时移电视(TVS：TV Shifting)服务时对DVB CAS(Digital Video Broadcasting-Conditional Access System：数字视频广播条件接收系统)加扰节目的一种处理方式，具体涉及一种支持DVB CAS的网络时移电视实现方法及其系统。 

背景技术

随着技术进步，传统的广播式的电视服务正在被交互式的电视服务所代替。在交互式电视服务中，网络时移电视(TVS：TV Shifting)是一个重要的业务。网络时移电视的出现，可以提供给用户在一定时间范围内自主选择节目段的能力，大大改善了用户的收看体验，是交互式电视服务的重要组成。 

但是，对于DVB CAS加扰的节目进行网络时移操作时，存在精确同步定位困难、I帧无法正常提取、授权信息无规律性跳转等处理上的困难，因此目前网络时移电视主要处理的是非加扰的节目流。但是随着数字电视的推广，为了保护内容，越来越多的节目已经采用了DVB CAS加扰技术，因此迫切需要一种技术来实现支持DVBCAS加扰的网络时移电视。 

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而进行研发的，其目的在于提供一种支持DVB CAS的网络时移电视实现方法及其系统，以克服网络时移电视对DVB CAS加扰节目处理上的难题，解决网络时移电视在数字电视推广环境下的瓶颈问题。 

为了实现上述目的，本发明的支持DVB CAS的网络时移电视(TVS)实现方法及其系统中，避开具体CAS特点，采用通用的逻辑方案，实现了对不同CAS的统一处理，适应现有DVB-C(DVB-Cable：DVB-同轴电缆)或IPTV(Internet Protocol Television：网络电视)数字电视业务采用多种CAS的现状。 

为此，本发明采用如下的技术方案： 

本发明的一种支持DVB CAS的网络时移电视的实现方法，其特征在于，至少包括一适用于TVS网络服务端的支持DVB CAS加扰的单节目流数据的时移处理方法； 同时适用于基于IPQAM(IP Quadrature Amplitude Modulation：边缘正交调幅调制器)接入和基于以太网接入的DVB CAS网络时移电视实现方法和适用于DVB CAS网络时移电视的客户端软件实现方法，具体步骤为： 

a)在TVS网络服务端对不加扰的单节目流采用常规的I帧标识、分析的存储策略；对DVB CAS加扰的单节目流，采用插入时间戳信息的存储策略； 

b)在TVS网络服务端，支持DVB CAS的TVS业务实现分为基本型TVS和增强型TVS。在基本型TVS中，采用时间戳定位方式实现暂停操作的粗略定位，采用快跳的方式实现快进和快退操作；在增强型TVS中，采用时间戳加TS(TransportStream：传输流)包计数的方式实现暂停操作的精确定位；在增强型TVS中，根据客户端传递过来的I帧定位信息，不断完善录制文件的I帧位置信息，从而逐渐调整快进和快退播放从快跳转为I帧播放； 

c)在TVS网络服务端内实现对客户端接入方式的自适应。在客户端发起TVS业务请求后，根据客户端上线信息和网络状况，TVS网络服务端自主选择IPQAM或者以太网作为客户端的接入方式，并在后续的信令交换中保持两种接入方式下的信令格式一致性； 

d)在TVS客户端软件中，对ECM(Entitlement Control Message：授权控制信息)数据包的接收，不采用翻转接收方式，而是对ECM包进行记录和比对，抛弃相同的ECM包，将不同的ECM包交给CA(Conditional Access：条件接收)模块处理。 

在上述方法中，TVS网络服务端的TVS数据源来源于DVB-IP网关设备。该设备支持将DVB CAS加扰的复用流转换为DVB CAS加扰的单节目流，送给TVS网络服务端进行处理。 

在上述方法中，TVS网络服务端同时支持IPQAM接入和以太网接入的TVS客户端，即同时支持DVB-C方式和IPTV方式的TVS客户端。 

在上述步骤a)中，TVS网络服务端首先对来自DVB-IP网关的单节目流进行分析，判断是否是加扰节目。 

如果是非加扰节目，则对节目流进行I帧分析，并记录I帧位置，为快进和快退的I帧播放提供定位手段。 

如果是加扰节目，由于视频数据被加扰，因此无法获得I帧位置信息，对此采用插入时间戳的方式进行数据定位。插入时间戳的方式采用标准的TDT/TOT表(Time and Date Table：时间和日期表/Time Offset Table：时间偏移表)插入方式。由于TDT/TOT表时间分辨率只到秒，因此也可以采用插入私有数据包的方式，私有数据包的时间分辨率可以由插入者自主选择。 

在上述步骤b)中，由于DVB CAS对节目流数据的加扰，TVS网络服务端无法对I帧数据进行分析定位，因此无法采用常规的I帧播放方式。对此我们采用如下方式： 

对于基本型TVS，网络服务端采用快跳的方式实现快进或快退操作。其实现方式为，根据快进或快退的速率要求，前跳或后跳一定数量的TS包，然后常规正向播放一段TS流，之后再前跳或后跳一定数量的TS包，再常规播放一段TS流，如此反复，用快跳来实现快进或快退操作。 

对于增强型TVS，TVS网络服务端通过TVS客户端来收集I帧位置信息。在信息不足时，采用跳播的方式实现快进或快退操作。当信息量达到要求后，改用I帧播放的方式实现快进或快退操作。 

为收集I帧位置信息，TVS客户端在播放时移节目的同时向TVS网络服务端报告I帧在TS流中的位置，I帧在TS流中的位置以I帧起始位置的TS包所在位置标识，标识方式可以采用该TS包与TS流中某个时间戳的相对位置表示。 

在上述步骤c)中，采用统一的TVS服务端同时处理来自有线网络和以太网络的TVS客户端服务请求。TVS客户端上线之后，向TVS服务端汇报自己可用的接入方式(有线网络接入，以太网接入或有线网络和以太网络双模接入)，当TVS客户端发起TVS业务请求的时候，TVS网络服务端根据记录的客户端接入方式和当前网络使用状态，选择合适的接入方式，并将接入方式通知给客户端。同时，在后续的业务过程中保持一致的信令格式，从而实现业务与接入网络的无关性。 

在上述步骤d)中，一般DVB CAS对ECM包处理采用相邻包翻转tableID的最后一个比特位的方式标识ECM包内容的改变，相应的客户端软件普遍采用翻转tableID滤波器相应比特位来控制ECM包的接收。但是在跳播过程中，由于跳播位置的不确定性，跳播后得到的ECM tableID可能与跳播前的ECM tableID对应比特位相同而没有翻转，为此客户端无法采用tableID滤波器翻转比特位的方式接收ECM包。为解决该问题，我们采用记录相邻ECM包，进行比对，抛弃相同ECM包，将不同的ECM包送给DVB CAS处理的方式。 

另外，本发明的一种支持DVB CAS的网络时移电视系统，其特征在于，该系统包括：DVB-IP网关设备、TVS网络服务端、基于IPQAM的有线电视接入网或以太接入网、TVS客户端， 

所述DVB-IP网关设备支持将DVB CAS加扰的复用流转换为DVB CAS加扰的单节目流，并传送给所述TVS网络服务端进行处理； 

所述TVS网络服务端，首先对来自所述DVB-IP网关设备的单节目流进行分析，判断是否是加扰节目，对不加扰的单节目流采用常规的I帧标识、分析的方式进行存储，对DVB CAS加扰的单节目流采用插入时间戳信息的方式进行存储；在所述TVS网络服务端，支持DVB CAS的TVS业务实现分为基本型TVS和增强型TVS，其中，在所述基本型TVS中，采用时间戳定位方式实现暂停操作的粗略定位，采用快跳的方式实现快进和快退操作；在所述增强型TVS中，采用时间戳加TS包计数的方式实现暂停操作的精确定位，客户端通过对解扰后的数据分析，得到视频I帧位置并将该位置信息回传给所述TVS网络服务端，所述视频I帧位置采用TS包和时间戳的相对位置标识，所述网络服务端根据所述客户端传递过来的I帧定位信息不断完善录制文件的I帧位置信息，逐渐调整快进和快退播放从快跳转为I帧播放； 

在所述TVS网络服务端内实现对所述客户端接入方式的自适应，在所述客户端发起TVS业务请求后，所述TVS网络服务端根据所述客户端上线信息和网络状况，自主选择所述基于IPQAM的有线电视接入网或以太接入网作为所述客户端的接入方式，并在后续的信令交换中保持两种接入方式下的信令格式一致性； 

TVS客户端包括有线电视客户端和IPTV客户端，在所述TVS客户端软件中，通过对ECM包进行记录和比对，抛弃相同的ECM包，将不同的ECM包交给CA模块处理的方式来完成对ECM数据包的接收。 

综上所述，本发明的一种支持DVB CAS的网络时移电视的实现方法及其系统有以下几个主要的特点： 

(1)录制节目时在TS流中插入兼容TS包结构的时间戳信息，为客户端和网络服务端提供共同的定位标志。 

(2)采用跳播方式避免了对I帧定位的困难。 

(3)通过客户端汇报解扰后的I帧位置信息，在网络服务端得到充足信息后，转变跳播为I帧播放，提供更好的用户体验。 

(4)采用统一的TVS服务端，通过记录TVS客户端上线信息和网络使用状态，自适应的选择相应接入方式，并采用一致的信令格式，使业务与客户端接入方 式分离，从而同时支持有线电视客户端和IPTV客户端。 

附图说明

图1为利用本发明的支持DVB CAS的网络时移电视系统架构图。 

图2为表示本发明的实现方法中的TVS网络服务端自主选择接入网的模式图。 

图3为表示本发明的实现方法中的I帧起始位置TS包的定位的模式图。 

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。 

图1所示是支持DVB CAS的网络时移电视系统架构图，系统由DVB-IP网关、TVS网络服务端、基于IPQAM的有线电视接入网或以太接入网、TVS客户端(有线电视客户端或IPTV客户端)构成。 

图2所示是TVS网络服务端对客户端接入方式的自适应，其中DVB-C客户端只能选择基于IPQAM的有线电视接入网络，IPTV客户端只能选择以太网接入网络，而双模客户端可以根据接入网状态，选择有线电视接入网或者以太网络接入网。 

如图1以及图2所示，本发明的支持DVB CAS的网络时移电视系统中，在接入网络上同时支持有线电视网络和以太网络。有线电视网络的TVS业务通过QAM的广播和IPQAM的单播切换来实现；以太网络的TVS业务通过以太网的组播和单播切换来实现。 

图3所示是位置信息以I帧所在的TS包和TS流内时间戳的相对位置标识的方法，在该图中，I帧起始位置TS包位置为“时间戳TS包+3”。 

下面介绍基本型TVS的具体的实施方案， 

1)TVS服务启动后，首先由DVB-IP网关将解复用后的加扰单节目流(TSover IP)发送到TVS网络服务端，在该单节目流中，包含DVB CAS相关信息(CAT、EMM(Entitlement Management Message，授权管理信息)，ECM等)。 

2)TVS网络服务端对送入的加扰单节目流进行分析，并录制到磁盘，同时生成节目的辅助标识文件，用于实现更快的服务器端文件定位。 

3)TVS网络服务端监测TVS客户端的上线信息，记录客户端的接入网类型，同时监测有线电视网络接入网和以太网接入网的网络状态。 

4)TVS网络服务端在完成一定时间的分析录制之后，开始提供TVS服务， 接受来自客户端(有线电视终端或IPTV终端)的业务请求。 

5)TVS客户端首先进入直播的TVS节目，在有线电视网络中是QAM广播节目，在以太网中是组播节目。当用户选择VCR(Video Cassette Recorder，视频录放机)操作时，TVS服务器根据客户端上线信息中提供的客户端能力和当前接入网状态，选择合适的业务接入方式(如图2所示)，并通知客户端，完成启动后，TVS客户端和网络服务端进入相应的VCR服务过程，具体过程如下： 

a)暂停操作 

i.客户端发出“暂停”消息给网络服务端 

ii.网络服务端记录用户时间点(以网络服务端时间为准) 

iii.网络服务端发新的IPQAM频点或单播信道信息到客户端 

iv.客户端停止广播节目或组播处理，转到IPQAM频点或单播信道 

b)恢复播放 

i.客户端发“恢复播放”信息给网络服务端 

ii.网络服务端从记录的时间点开始正常播放 

c)回到直播节目(包括快进到底) 

i.客户端发送“回到广播节目”到网络服务端 

ii.客户端返回广播频点或组播信道，正常DVB CAS节目播放 

iii.网络服务端释放频点或单播资源，结束服务 

d)快进，快退 

i.客户端发“快进，快退”信息给网络服务端 

ii.网络服务端从当前时间点开始跳播 

iii.客户端采用软件缓存ECM，然后比较下一次ECM，判断是否不同，在决 

定是否送ECM数据给CAS模块。 

e)跳转播放 

i.客户端发“跳转播放”信息给网络服务端，并携带跳转到的时间点信息 

ii.网络服务端从跳转消息提供的时间点播放 

以上是基本型TVS业务的实施方案。 

对于增强型TVS业务， 

在上述步骤2)中， 

a)TVS录制过程中插入时间戳(TDT/TOT或私有包)，用于服务器端和客 户端定位信息同步； 

b)正在处于点播状态的TVS客户端，通过解扰后的数据分析，获得I帧所在TS包位置信息(如图3所示，该信息以I帧所在的TS包和TS流内时间戳的相对位置标识，在该图中，I帧起始位置TS包位置为“时间戳TS包+3”)，并将该位置信息汇报给TVS网络服务端，TVS网络服务端分析并记录相关信息，生成I帧索引文件。 

在上述步骤5)中，当TVS网络服务端记录的I帧位置信息满足一定条件后，对于来自客户端的新的用户VCR操作，TVS网络服务端将采用I帧播放来代替相应的跳播，从而实现更加友好的用户体验。 

Claims (9)

1.一种支持DVB CAS的网络时移电视的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)在网络时移电视的网络服务端，首先对来自DVB-IP网关的单节目流进行分析，判断是否是加扰节目，对不加扰的单节目流采用常规的I帧标识、分析的方式进行存储，对DVB CAS加扰的单节目流采用插入时间戳信息的方式进行存储；

b)在所述网络时移电视的网络服务端，支持DVB CAS的网络时移电视的业务实现分为基本型网络时移电视和增强型网络时移电视，其中，在所述基本型网络时移电视中，采用时间戳定位方式实现暂停操作的粗略定位，采用快跳的方式实现快进和快退操作；在所述增强型网络时移电视中，采用时间戳加TS包计数的方式实现暂停操作的精确定位，客户端通过对解扰后的数据分析，得到视频I帧位置并将该位置信息回传给所述网络时移电视的网络服务端，所述视频I帧位置采用TS包和时间戳的相对位置标识，所述网络时移电视的网络服务端根据所述客户端传递过来的I帧定位信息不断完善录制文件的I帧位置信息，逐渐调整快进和快退播放从快跳转为I帧播放；

c)在所述网络时移电视的网络服务端内实现对所述客户端接入方式的自适应，在所述客户端发起网络时移电视的业务请求后，所述网络时移电视的网络服务端根据所述客户端上线信息和网络状况，自主选择IPQAM或者以太网作为所述客户端的接入方式，并在后续的信令交换中保持两种接入方式下的信令格式一致性；

d)在所述网络时移电视的客户端软件中，通过对ECM包进行记录和比对，抛弃相同的ECM包，将不同的ECM包交给CA模块处理的方式来完成对ECM数据包的接收。

2.如权利要求1所述的支持DVB CAS的网络时移电视的实现方法，其特征在于，所述网络时移电视的网络服务端的网络时移电视的数据源来源于DVB-IP网关设备，该设备支持将DVB CAS加扰的复用流转换为DVB CAS加扰的单节目流，送给所述网络时移电视的网络服务端进行处理。

3.如权利要求1所述的支持DVB CAS的网络时移电视的实现方法，其特征在于，所述网络时移电视的网络服务端同时支持IPQAM接入和以太网接入的网络时移电视的客户端，即同时支持DVB-C方式和IPTV方式的网络时移电视的客户端。

4.如权利要求1所述的支持DVB CAS的网络时移电视的实现方法，其特征在于，所述网络时移电视的网络服务端录制节目采用插入TDT、TOT表或增加私有数据包的方式来增加时间戳信息。

5.如权利要求1所述的支持DVB CAS的网络时移电视的实现方法，其特征在于，所述增强型网络时移电视中，所述网络时移电视的网络服务端根据录制节目时插入的时间戳信息，结合TS包计数，精确定位暂停时的数据位置。

6.一种支持DVB CAS的网络时移电视系统，其特征在于，该系统包括：DVB-IP网关设备、网络时移电视的网络服务端、基于IPQAM的有线电视接入网或以太接入网、网络时移电视的客户端，

所述DVB-IP网关设备支持将DVB CAS加扰的复用流转换为DVB CAS加扰的单节目流，并传送给所述网络时移电视的网络服务端进行处理；

所述网络时移电视的网络服务端，首先对来自所述DVB-IP网关设备的单节目流进行分析，判断是否是加扰节目，对不加扰的单节目流采用常规的I帧标识、分析的方式进行存储，对DVB CAS加扰的单节目流采用插入时间戳信息的方式进行存储；在所述网络时移电视的网络服务端，支持DYB CAS的网络时移电视的业务实现分为基本型网络时移电视和增强型网络时移电视，其中，在所述基本型网络时移电视中，采用时间戳定位方式实现暂停操作的粗略定位，采用快跳的方式实现快进和快退操作；在所述增强型网络时移电视中，采用时间戳加TS包计数的方式实现暂停操作的精确定位，客户端通过对解扰后的数据分析，得到视频I帧位置并将该位置信息回传给所述网络时移电视的网络服务端，所述视频I帧位置采用TS包和时间戳的相对位置标识，所述网络时移电视的网络服务端根据所述客户端传递过来的I帧定位信息不断完善录制文件的I帧位置信息，逐渐调整快进和快退播放从快跳转为I帧播放；

在所述网络时移电视的网络服务端内实现对所述客户端接入方式的自适应，在所述客户端发起网络时移电视的业务请求后，所述网络时移电视的网络服务端根据所述客户端上线信息和网络状况，自主选择所述基于IPQAM的有线电视接入网或以太接入网作为所述客户端的接入方式，并在后续的信令交换中保持两种接入方式下的信令格式一致性；

网络时移电视的客户端包括有线电视客户端和IPTV客户端，在所述网络时移电视的客户端软件中，通过对ECM包进行记录和比对，抛弃相同的ECM包，将不同的ECM包交给CA模块处理的方式来完成对ECM数据包的接收。

7.如权利要求6所述的支持DVB CAS的网络时移电视系统，其特征在于，所述网络时移电视的网络服务端同时支持IPQAM接入和以太网接入的网络时移电视的客户端，即同时支持DVB-C方式和IPTV方式的网络时移电视的客户端。

8.如权利要求6所述的支持DVB CAS的网络时移电视系统，其特征在于，所述网络时移电视的网络服务端录制节目采用插入TDT、TOT表或增加私有数据包的方式来增加时间戳信息。

9.如权利要求6所述的支持DVB CAS的网络时移电视系统，其特征在于，所述增强型网络时移电视中，所述网络时移电视的网络服务端根据录制节目时插入的时间戳信息，结合TS包计数，精确定位暂停时的数据位置。

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