KR20010033472A - 디지털 전송 시스템을 위한 스크램블링 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 시청각 전송 시스템을 위한 독립적 스크램블링 유닛(1)에 관한 것이다. 상기 스크램블링 유닛은 물리적으로 분할된 멀티플렉서로부터 수집된 전송 패킷 스트림을 수신하기 위한 입력, 고르지 않은 제어 워드에 따라서 수신된 전송 스트림을 스크램블링하기 위한 스크램블링 장치 및 연속 전달을 위한 전달기 수단에 스크램블드된 전송 스트림을 보내기 위한 출력을 포함한다. 스크램블링 유닛(1)은 데이터 스트림에서 다른 패킷을 도입하기 위해 또한 사용될 수 있다.

Description

디지털 전송 시스템을 위한 스크램블링 유닛{Scrambling Unit For a Digital Transmission System}

스크램블되거나 또는 암호화된 데이터의 전송은 디지털 유료 TV 시스템의 분야에 공지되고, 여기서 스크램블된 시청각 데이터는 다수의 예약기에서 방송되고, 디코더 또는 리시버/디코더를 소유하는 각 예약기는 이어지는 보기를 위해 전송된 프로그램을 디스크램블링 하는 것이 가능하다.

데이터의 스크램블링은 데이터의 전송된 전달 스트림을 수집하도록 또한 응답 가능한 멀티플렉싱 장치에 의해 일반적으로 수행된다. 멀티플렉서는 디지털 비디오, 오디오 또는 다른 디지털 데이터를 수신하고, 단일 전송 패킷 스트림을 수집한다. 전송 스트림에서 각 패킷은 일반적으로 미리 결정된 길이의 패킷이고 헤더 및 패이로드를 포함한다.

패킷 헤더는 패킷을 확인하고 패킷 내에서 데이터(비디오, 오디오등)의 타입에 상응하는 패킷 ID 또는 PID를 포함한다. 패킷의 패이로드는 예를 들면, 프로그램 가이드와 같은 특별한 기능을 제공하기 위한 리시버/디코더에 의해 처리되는 애플리케이션 데이터와 같은 오디오, 비디오 또는 다른 데이터를 포함한다.

인습적으로, 패이로드 데이터는 멀티플렉서에 의해 생성되는 랜덤 제어 워드를 빠르게 변화함에 의해 스크램블된다. 이 제어 워드는 스크램블된 데이터와 관련하여 전달 패킷 스트림에 삽입된 ECM, 또는 표제 제어 메시지내에서 리시버/디코더로 전달된다. ECM은 접근 권리와 같은 다른 정보를 포함하고 전송 전에 적당한 암호키에 의해 자체적으로 암호화된다.

암호화된 ECM은 분할 접근 제어 시스템, 특별한 채널 또는 서비스 제공자를 위한 소유에 의해 일반적으로 준비된다. 접근 제어 시스템은 스크램블링 제어 워드를 멀티플렉서로부터 수신하고, ECM에 제어 워드를 삽입하고, 현재 암호키로 전체 ECM을 암호화하고 멀티플렉서에 암호화된 ECM을 되돌려 보낸다. 멀티플렉서는 스크램블된 데이터와 함께 전송 스트림에서 암호화된 ECM을 삽입한다.

스크램블된 데이터와 암호화된 ECM은 ECM이 해독되도록 동일한 암호키에 접근되는 리시버/디코더로 전송되고, 디스크램블 가능한 전송된 데이터에 제어 워드를 습득한다. 촉진키는 규칙적으로 변화하고 정산된 예약기에 속해있는 디코더는 그 달 동안 암호화된 ECM을 해독하기 필요한 촉진키를 월별 EMM(표제 관리 메시지)로 일반적으로 수신될 수 있다.

멀티플렉서에 의해 생성된 제어 워드와 함께 스크램블링 데이터의 이점은 시스템이 다수의 접근 제어 시스템을 위해 동시에 스크램블 데이터로 나란하게 확장될 수 있다는 것이다. 이것은 예를 들면, 내용 공급기가 다른 수명, 특징의 디코더의 혼합된 저장소에서 방송된다. 각 접근 제어 시스템은 멀티플렉서에 의해 그 순간에 사용된 제어 워드를 수신하고 그 후에, 자체 소유의 ECM에서 생성되고, 전송 패킷 스트림에서 결합을 위한 멀티플렉서에 보내진다. 이러한 "시멀크립트" 시스템은 모든 데이터를 스크램블하기 위한 동일한 제어 워드를 사용한다.

한편, 이 종류의 시스템은 실시예 조건에서 비교적 간단하고, 멀티플렉서 및 접근 제어 시스템 사이에서 통신 관리는 다르게 실시될 수 있다. 더욱이, 보호 레벨은 스크램블링 제어 워드를 생성하기 위한 멀티플렉서에 의해 사용된 알고리즘의 복잡성에 의해 종종 제한 받는다.

본 발명은 디지털 시청각 전송 시스템을 위한 스크램블링 유닛에 관한 것으로, 특히, 이러한 스크램블링 유닛을 포함하는 스크램블링 시스템과 함께 디지털 전송 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 스크램블링 시스템의 요소를 도시한다.

도 2는 도 1의 스크램블링 유닛을 자세히 도시한다.

도 3은 본 발명의 추가의 실시예를 도시한다.

본 발명의 목적은 종래 기술 시스템의 일부 또는 모든 문제점을 극복하기 위한 다양한 양태와 실시예에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명에 따라서, 디지털 시청각 전송 시스템을 위한 스크램블링 유닛이 제공되고, 스크램블링 유닛은 물리적으로 분할 멀티플렉서로부터 수집된 전송 패킷 스트림을 수신하기 위한 입력을 포함하고, 임의의 제어 워드에 따라서 수신된 전송 스트림을 스크램블링하기 위한 스크램블링 장치와 전송기에서 스크램블된 전송 스트림을 전달하기 위한 출력은 멀티플렉서 동작의 독립적인 스크램블링 유닛에 의해 전달 패킷 스트림의 스크램블링을 허용하도록 하는 연속 전송을 의미한다.

종래 시스템과 달리, 데이터의 스크램블링은 단일 전달 스트림을 형성하기 위한 다양한 데이터 스트림과 함께 다중 송신하도록 동시에 멀티플렉서에 의해 수행되고, 본 발명은 불연속적인 스크램블러 유닛이 이미 수집된 전송 스트림을 전용된 입력을 통하여 수신하는 전체적으로 다른 해결책을 제안한다.

이 해결책은 시스템의 분리된 스크램블링 및 멀티플렉싱 부분 사이에서 기능의 분할을 통하여 시스템의 각 요소 사이에서 통신 관리를 용이하게 한다. 더욱이, 스크램블링 유닛이 멀티플렉서 스크램블러 장치의 일반적 한계에 의해 속박되지 않기 때문에 스크램블링 알고리즘의 복잡성 레벨이 증가할 수 있다.

스크램블링 장치는 전송 스트림 패킷의 선택된 패킷의 일부 또는 모든 패이로드에서 스크램블링을 수행할 수 있다. 높은 "전송 스트림" 스크램블링 레벨에서, 주어진 전송 스트림 패킷의 모든 패이로드는 예를 들면, 스크램블될수 있다. 선택적으로, 패킷의 패이로드의 부분만이 스크램블될 수 있다.

스크램블링 장치에 부가적으로, 스크램블링 유닛은 전송 스트림에서 전송 패킷 데이터를 삽입하기 위한 패킷 삽입 수단을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 스크램블링 유닛은 암호화된 ECM 메시지내에 스크램블링 제어 워드를 포함하는 패킷을 도입하기 위해 사용될 수 있다. 데이터의 다른 타입은 유닛의 멀티플렉서 다운스트림의 제한에 상관없이 유용한 대역폭의 완전한 사용이 되도록 전송 스트림에 동일하게 삽입될 수 있다.

하나의 실시예에서, 패킷 삽입 수단은 삽입되는 패킷에 의해 무효 패킷의 존재를 감지하고 삽입된 패킷에 의해 이 패킷을 교체함에 의해 전송 스트림에서 데이터의 패킷을 삽입하도록 수행될 수 있다. 무효 패킷은 어떤 데이터도 포함되지 않은 멀티플렉서의 동작 사이클동안 생성되는 패킷이다. 이것은 특성 PID 값에 의해 일반적으로 확인된다.

스크램블링 유닛은 미리 결정된 전송 패킷의 일부 또는 전부를 메모리에 확인 및 복사하기 위한 필터를 또한 포함한다. 예를 들면, 필터는 사용자 특정 테이블 또는 그와 유사한 것과 같이, 스크램블러에 의해 수정되는 데이터를 포함하는 그들 PID 값에 의해 특정 전송 패킷을 확인하기 위해 미리 프로그램될 수 있다. 필터링은 전송 패킷의 패이로드내에서 테이블 ID를 응시함에 의해 패킷 부분에서 동일하게 수행될 수 있다.

바람직하게, 예를 들면, 스크램블링 유닛은 무효 패킷의 그것에 패킷의 패킷 ID를 전송하는 미리 결정된 패킷을 감지하기 위한 패킷 감지 수단을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 한편, 패킷은 이것의 PID 값에 의해 필터링될 수 있고, 동일한 PID 값으로 수정된 패킷에 의해 교체되고, 동일한 PID로 다중 패킷의 생성을 피하기 위해 이 PID로 원래의 패킷을 감지할 필요가 있다. 감지된 패킷은 무효 패킷이 되고, 이후에 패킷 삽입 수단에 의해 도입되는 다른 패킷으로 무시되거나 또는 교체될 수 있다.

바람직하게, 스크램블링 유닛은 수신된 전송 데이터 스트림에서 미리 결정된 패킷 ID의 패킷 수를 카운팅하기 위한 패킷 카운팅 수단을 포함한다. 예를 들면, 패킷 카운팅 수단은 ECM 패킷을 삽입하기 위한 전송 스트림에서 유용한 공간의 평가가 가능하도록 데이터 스트림에서 무효 패킷의 수를 카운트하기 위해 사용될 수 있다.

바람직하게, 스크램블 유닛은 예정된 패킷 또는 패킷의 집합에 할당되는 패킷 ID 값을 변경하기 위한 패킷 ID 재매핑 수단을 또한 포함한다. 이것은 입력되는 스트림에서 발생하지 않은 것에서 또는 필터링되는 것에서 PID 값을 변경함에 의해 전송 스트림에서 삽입된 패킷의 PID 값과 이미 존재하는 패킷의 PID 값 사이에서 특정 충돌의 위험을 제거하기 위해 사용될 수 있다.

위에서 기술된 스크램블링 유닛은 독립형 모드에서 동작될 수 있다. 선택적으로, 유닛은 스크램블링 시스템의 부분을 형성할 수 있고, 시스템은 전송 스트림을 스크램블링하기 위한 스크램블링 유닛에 의해 전송되고 수신되는 제어워드를 형성하도록 중앙 제어 수단을 또한 포함한다. 중앙 제어 수단은 제어 워드를 형성하기 위한 제 2 PC와 스마트 카드와의 조합에서 중앙 제어 스테이션으로써 동작되는 단일 PC 또는 PC에 의해 실시될 수 있다.

바람직하게, 스크램블링 시스템은 중앙 제어 수단과 연결되고 중앙 제어 수단에 의해 공급되는 제어 워드를 수신하는데 적당하고, 제어 워드를 포함하는 암호화된 메시지 즉 ECM 메시지를 중앙 제어 수단에 되돌려 보내는 하나 이상의 접근 제어 시스템을 또한 포함한다.

이 방식에서 중앙 제어 수단은 "가장암호화" 원리에 따라서 복수의 접근 제어 시스템에 의해 동일한 제어 워드를 기본으로 ECM의 생성을 가능하게 할 수 있고, ECM 및 전송 스트림에서 ECM의 동기화된 삽입 및 제어 워드에 따라서 전송 데이터의 스크램블링을 위한 스크램블러에서 그것들과 연관된 제어 워드를 전달한다.

바람직하게, 중앙 제어 수단으로부터 스크램블링 유닛에 전달된 일부 또는 모든 데이터는 비밀 암호 키에 따라서 신호의 생성으로 중앙 제어 수단에 의해 인증된다. 공용/개별 암호 배열이 사용되는 경우에, 스크램블링 유닛은 데이터의 원천을 변경하기 위한 스크램블러를 허용하는 동일한 공용키를 소유한다. 특히, 모든 제어 워드 데이터는 스크램블러가 인증되고, 2개 사이에서 연결의 틈에 의해 제어의 위조 가능성을 피하도록 전송된다.

부가의 보안 측정이 예를 들면, 대칭 알고리즘, 메시지의 암호 및 해독을 위해 필요한 키를 각각 소유하는 중앙 제어 수단 및 스크램블링 유닛에 따라서 모든 전송된 데이터를 암호화함에 의해 도입될 수 있다.

위의 스크램블링 시스템의 실시예는 단일 스크램블링 유닛, 단일 중앙 제어 수단등에 관련하여 기술되어 왔다. 그러나, 현실성의 이유로 시스템의 각 요소를 위해 적어도 하나가 대기되거나 또는 후원되는 것이 바람직하고, 바람직한 실시예에서, 시스템은 다수의 스크램블링 유닛과 전송 스트림의 생성과 연관된 중앙 제어 수단을 포함한다. 이 방식에서, 시스템은 시스템의 관련 부분의 실패 사건 또는 잘못된 동작에서 제어 수단과 스크램블링 유닛 사이에서 변환된다.

바람직하게, 이러한 시스템에서 각 스크램블링 유닛은 중앙 제어 수단에서 예를 들면, 이것의 동작 구성 특성 및/또는 현재 제어 워드값(또는 정규 제어 워드 값)을 주기적으로 저장함에 의해 연결이 되지 않은 경우에 자체적으로 동작하기에 적합하다.

본 애플리케이션의 명세서에서 용어〈〈디지털 시청각 전송 시스템〉〉은 우선적인 시청각 또는 멀티미디어 디지털 데이터를 전송 또는 방송하기 위한 모든 전송 시스템을 의미한다. 본 발명이 방송 디지털 텔레비전 시스템에서 특별하게 적용가능한 반면, 본 발명은 멀티미디어 인터넷 애플리케이션등을 고정된 통신 네트워크에 의해 전송되는 데이터를 필터링하는데 동일하게 사용될 수 있다.

MPEG이라는 용어는 국제 표준화 워킹 그룹 기관 "동영상 전문가 그룹" 및 특히 한정하려는 것은 아니지만, 디지털 텔레비전 애플리케이션을 위해 전개된 MPEG-2 표준화에 의해 전개된 데이터 전송 표준을 언급하고, ISO 1318-1, ISO 13818-2,ISO 13818-3 및 ISO 13818-4 문서에서 제시된다. 본 출원 애플리케이션에 관하여, 용어는 디지털 데이터 전송의 필드에서 적용 가능한 MPEG 포맷의 모든 다양성, 변형, 또는 개선을 포함한다.

도 1을 참조하여, 디지털 텔레비전 중앙 제어 스테이션(2) 및 제어 워드 생성기(3)를 위한 스크램블링 시스템을 도시한다. 제어 워드 생성기(3)는 도시된 바와 같이, 데이터를 표시하기 위한 암호 키를 포함하는 스마트 카드를 수신하기에 적합한 스마트 카드 판독기를 포함하는 PC 타입 컴퓨터가 될 수 있다. 선택적으로, 제어 워드 생성기는 랙 타입 유닛, 제어 스테이션(2)에 삽입되는 부가의 카드가 될 수 있다.

스크램블링 유닛(1)은 멀티플렉서(4)로부터 언스크램블드된 전송 패킷을 그것의 입력에서 수신하고, 적당한 전송 링크 또는 그와 유사한 것을 통하여 전송 전에 준비를 위해 모줄레이터(5)에 스크램블된 전송 스트림을 통과시킨다.

멀티플렉서(4)는 MPEG 표준에서 형성하는 일반적인 멀티플렉서일 수 있고, 비디오, 오디오, 텔레텍스트 등 정보를 수신할 수 있고, 이 데이터로부터 암호화되지 않은 전송 패킷 스트림을 생성할 수 있다. 일반적인 MPEG 방송 시스템, 비디오, 오디오등에서 데이터는 패킷화된 요소적 스트림(PES)의 형태에서 멀티플렉서에 공급될 수 있다. 다른 패킷 데이터는 전송 스트림에서 동일하게 멀티플렉싱될 수 있다.

멀티플렉서의 출력은 헤더를 포함하는 전송 패킷의 시퀀스 및 PES 또는 다른 데이터를 포함하는 패이로드를 포함한다. 멀터플렉서에 공급되는 데이터와 멀티플렉서의 효과에 의존하여, 패킷 스트림은 어느 데이터도 포함하지 않는 소위 무효 패킷의 더 많은 수 또는 더 적은 수를 또한 포함한다.

멀티플렉서에 제공되는 데이터 스트림에서 데이터의 다른 타입은 섹션으로 분할될 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 데이터는 여러 개의 테이블 또는 모줄의 형태에서 멀티플렉서에 또한 제공될 수 있고, 테이블은 다운로드되고 완전한 애플리케이션을 형성하도록 전송 시스템의 다른 끝에서 리시버/디코더에 의해 수집된다. 전송 패킷 스트림에서 유사한 방식으로 테이블은 테이블 ID 또는 TID 값의 수단에 의해 확인될 수 있다.

데이터 스트림에서, 데이터 패킷은 그것들의 패킷 ID 또는 PID 또는 하나의 PID 값을 가지는 비디오 데이터, 오디오 데이터 등에 의해 확인된다. MPEG 표준에서, 무효 패킷 데이터는 0x1FFF의 예정된 PID 값을 가진다. 반대로, 데이터(오디오, 비디오)의 주어진 타입에 할당되는 PID값은 내용 제공자에 의해 결정될 수 있다. MPEG 전송 스트림의 패킷 구조, PES의 형태, 섹션되고 표로 만들어진 데이터에 관하여 더욱 상세히 하기 위하여, 판독기는 국제 표준 문서 ISO 13818-1, ISO 13818-2, ISO 13818-3, 및 ISO 13818-4에 언급된다. 이러한 표준들은 MPEG 장치 사이에서 호환성을 인증하기 위해 필요한 물리적 인터페이스층의 특성을 설정하고, 비동기 직렬 인터페이스(ASI)의 사용이 하나의 예로써 주어진다. 다른 링크 또는 인터페이스는 예를 들면, SPI, LVDS, G703에서 가능하다.

모줄레이터(5)는 위성, 케이블, 네트워크 링크와 같은 통신 링크를 통하여 전송을 위해 적당한 형태로 디지털 전송 패킷 스트림을 변경하기 위해 필요한 일반적인 타입의 것이다.

스크램블 유닛(1)은 중앙 제어 스테이션(2)으로부터 ECM 및 제어 워드 데이터를 수신하기 위해 부가적으로 연결되고, 제어 워드 생성기(3) 및 하나 이상의 조건적 접근 시스템(6,7)에 교대로 연결된다. 제어 워드 생성기(3)는 무작위된 제어 워드 스트림을 생성 가능하고, 생성된 무작위 제어 워드 데이터를 표시하기 위한 개별 키를 포함하는 스마트 카드를 판독하기 위한 카드 판독기를 포함할 수 있는 PC 타입 컴퓨터를 포함한다.

중앙 제어 스테이션(2)은 사실 제어 워드 생성기(3)에 통합될 수 있는 PC 또는 그와 유사한 것을 또한 포함할 수 있다. "가장암호화"의 원리에 따라서 동일한 제어 워드가 여러 개의 접근 제어 시스템을 위한 전송을 암호화하는데 사용된다. 각 접근 제어 시스템은 제어 워드를 암호화하고, 이 접근 제어 시스템을 사용하여 예약기에 방송을 위한 ECM을 준비하기 위한 자체 암호키로 제어 워드와 다른 데이터를 암호화한다.

중앙 제어 스테이션(2)은 중앙 제어 스테이션(2)에 다시 보내지는 암호화된 ECM 메시지를 준비하는 접근 시스템(6,7)에 적당한 통신 링크를 통하여 제어 워드 데이터를 통과하도록 구성된다. 중앙 제어 스테이션(2)은 ECM 메시지(하나 이상의 전송 패킷의 형태에서), 예를 들면, 스크램블링 유닛(1)에 TCP/IP 링크를 통하여 연관된 제어 워드 데이터를 전송한다.

타협되는 통신의 가능성과 시스템의 외부에서 시작되는 다른 데이터에 의해 대용되는 제어 워드 데이터를 피하기 위하여, 제어 워드 데이터는 위에서 언급된 바와 같이, 생성기(3)와 연관된 스마트 카드에서 발생되는 개별키에 의해 생성의 순간에 표시된다. 스크램블링 유닛(1)은 공지된 개별/공용 키 인증 방법에 따라서 표시된 데이터를 인증하기 위해 사용될 수 있는 동일한 공용키를 소유한다. 제어 워드 데이터가 정확하게 인증되지 않을 경우에, 스크램블링 유닛은 전송 패킷 스트림의 스크램블링을 수행하기 위해 거부될 수 있다.

제어 스테이션(2)과 스크램블링 유닛(1) 사이에 통과되는 통신의 암호는 예를 들면, 대칭적인 암호 방법 및 중앙 제어 수단과 스크램블링 유닛에 의해 발생되는 개별키 쌍의 사용을 통하여 또한 수행될 수 있다.

도 2를 참조하여, 도 1의 스크램블링 유닛의 구조는 자세히 기술된다. 이해된 바와 같이, 이 명세서에 도시된 여러 요소는 하드웨어 또는 소프트웨어 형태 또는 이것들의 조합으로 실시될 수 있는 기능적 블록을 표현한다.

유닛(1)은 입력(10,11)을 통하여 멀티플렉서로부터 암호화되지 않은 전송 스트림 출력을 수신한다. 멀티플렉서와 스크램블링 유닛간 링크에서 문제에 대항하여 보안를 제공하기 위하여, 2중 연결이 도시된 바와 같이, 각 입력(10,11)에 수신되는 동일한 전송 스트림으로 제공된다. 연결이 다른 멀티플렉서 소스로부터 생성되는 데이터 스트림의 잉여를 조절하기 위해 또한 사용될 수 있다.

MPEG 스트림에서 패킷의 동기와 타이밍에 관한 정보는 디코더와 동기 요소(12, 13)에 의해 중앙 마이크로프로세서(15)에 제공된다. 디코더와 동지 요소는 물리적 레벨(클럭 존재, 정확한 ASI 또는 다른 인터페이스 특징 등)에서 MPEG 스트림에 상응하는 데이터를 감지한다. 동기 요소는 데이터의 연속된 동기적 처리를 보장하기 위해 MPEG 동기 바이트를 회복한다. 이러한 요소들은 예를 들면, MPEG에서 해독 링크의 요소로써 MPEG 리시버/디코더 유닛에서 수집되고 찾아진다.

입력 중 어느 하나를 통하여 수신되는 스트림에 있어 오류 사건에서, 마이크로프로세서는 다른 입력을 통하여 수신되는 스트림에서 변화되는 스위칭 요소(14)를 제어한다. 도시된 바와 같이, 전달된 데이터의 연속적 흐름을 유지하기 위해 주어진 필요성, 잉여의 순서는 스크램블링 시스템의 다른 레벨에서 반복될 수 있다. 기술된 바와 같이, 출력(18,19)을 통하여 전송 스트림은 일반적으로 스크램블된다. 그러나, 유닛으로부터 언스크램블되고 변경되지 않은 출력을 제공하기 위해서, 또는 테스팅 목적을 위해서 또는 오류의 사건에서 스크램블링 회로를 바이패스하기 위해서, 유닛은 수동으로 동작 가능하고 유닛을 통하여 직접적으로 통과되는 전송 패킷 스트림을 가능하게 하는 비상 바이패스 스위치(16, 17)를 또한 포함한다.

교차부(20)에 의해 도시된 바와 같이, 바이패스 모드에서 입력/출력 링크는 입력(11)을 통하여 수신된 스트림이 출력(19)을 통하여 나타나는 동안, 입력(10)을 통하여 수신된 스트림이 출력(18)을 통하여 나타나듯이 스위치될 수 있다. 선택적으로, 연결(20)의 구조를 변경함에 의해, 입력(10)은 출력(19)에 연결될 수 잇고 입력(11)은 출력(18)에 연결될 수 있다. 교차부(20)는 예를 들면, 유닛, 바람직하게 변경될 수 있는 구성에서 막힌 외부 리드에 의해 실시될 수 있다. 이 교차부는 다시 더욱 쉽게 효과되는 개별 통신 채널로 변경 가능하다.

이러한 실시예의 이점은 전력 손실의 경우에도, 신호가 유닛을 통하여 통과 될 수 있듯이 완전하게 수동적이라는 점이다. 릴레이에 의해 활성화된다면, 바이패스는 전력 손실이 발생될 때 자동적으로 활성화될 수 있다.

PID 카운터(21), PID 필터(22), PID 감지 유닛(23), PID 재매핑 유닛(24), 패킷 삽입 유닛(25) 및 스크램블러(26) 요소의 기능은 이제 기술된다. 분명해지듯이, PID 필터(22) 및 PID 카운터(21)와 같은 이러한 여러 요소는 수신된 전송 스트림에서 수행되는 디멀티플렉싱 및 디스크램블링에서 사용되는 리시버/디코더의 명세서에 공지되어 있다.

유사하게, 스트램블러(26), 패킷 삽입 유닛(25), PID 재매핑 유닛(24) 및 PID 감지 유닛(23)과 같은 요소는 일반적으로 조합된 멀티플렉서/스크램블링 장치의 명세서에 공지되어 있다. 한편, 이러한 요소들의 조립 및 구성하기 위한 기술에서 당업자에게 어려움이 없고, 기술된 바와 같은 외부의 명세서에서 이러한 요소의 특정 조합과 병렬은 결코 전체적으로 독창적이지 않다고 결코 인식되지 않는다.

마이크로프로세서(15)에 의해 프로그램 가능한 PID 카운터(21)는 전송 패킷의 주어진 블록에 존재하는 이 PID 값을 제공하는 패킷의 수를 카운트할뿐만 아니라 전송 패킷 스트림에서 예정된 PID 값으로 패킷의 존재 또는 부재를 변경하기 위해 사용될 수 있다. 특히, PID 카운터(21)는 부가 패킷(아래에 도시된)의 삽입을 위해 가능한 비트율을 측정하도록 전송 스트림(MPEG PID 값:0x1FFF)에서 무효 패킷 존재의 수를 카운트하기 위해 사용된다. 선택적으로, 카운터(21)는 개별 데이터 패킷 또는 유닛에 의해 수정되거나 삭제되는 개별 데이터 패킷 또는 그와 유사한 것과 같은 패킷의 존재를 감지하기 위해 사용될 수 있다.

데이터 스트림을 더욱 완전하게 분석하기 위해서, PID 필터 및 디멀티플렉스 유닛(22)은 주어진 PID 값의 패킷 시퀀스를 필터링하고 메모리(27)에 이러한 패킷을 복사하기 위해 사용된다. 필터 유닛(22)은 전송 패킷 스트림에서 예를 들면, 섹션의 필터링 및/또는 전송 패킷의 패이로드내에서 데이터 테이블과 같은 전송 패킷 스트림에서 낮은 레벨에 필터링을 수행하기 위해 또한 사용될 수 있다. 리시버/디코더에서 사용되는 일반적인 필터 유닛으로써, 필터(22)는 테이블 ID 값, 테이블 ID 확장 값, 섹션 데이터 등을 인식하기 위해 프로그램될 수 있다.

필터(22)의 구성은 마이크로프로세서(15)에 의해 결정되고, 도 2에 도시된 중앙 제어 스테이션에서 네트워크 어뎁터(28)와 TCP/IP 링크를 통하여 교대로 연결될 수 있다. 중앙 제어 스테이션은 데이터 스트림의 필터 출력에서 패킷을 선택할 수 있다.

데이터 스트림에서 접근되거나 또는 필터링된 패킷은 마이크로프로세서(15)에 연관된 메모리(27)에서 필터(22)에 의해 복사된다. 메모리에 저장된 패킷은 부가의 분석 또는 수정을 위하여 중앙 제어 스테이션에 TCP/IP를 통하여 전송될 수 있다. 중앙 제어 스테이션은 예를 들면, 수정을 위해 주어진 PID 값의 특정 개별 데이터 패킷을 필터링하기 위해 결정될 수 있고, 새로운 PID 값으로 전체적인 새로운 패킷이 전송 스트림에 삽입되는 사건에서 전송 스트림의 내용에 기술되기 위해 사용되는 패킷의 수정을 요구할 수 있다.

이해되듯이, 사실 메모리에서 필터링 되고 복사되었던 주어진 패킷이 전송 스트림에서 물리적으로 제거된다는 것을 의미하지 않는다. 따라서, 주어진 PID 값의 패킷이 전송 스트림에 삽입되는 사건에서, 충돌을 피하도록 이 값을 가지는 본 패킷을 소거하기 위해 필요하다. 이것을 행하기 위해서, 패킷 소거 유닛은 무효 패킷의 PID 값에서 패킷의 PID 값을 변경함으로써, 무효 패킷에서 주어진 PID 값의 전송 패킷에 적당하다. 특별하게, MPEG 표준 패킷의 경우에, 이어지는 변화가 패킷 헤더에서 수행될 수 있다.

0x1FFF로 강제되는 PID 값

00으로 강제되는 전송_스크램블링_제어

01로 강제되는 적합_필드_제어

0으로 강제되는 패이로드_유닛_시작_지시지.

0으로 강제되는 연속 카운터(선택적으로)

이해되듯이, 추측하던데 그것들이 패이로드를 포함하지 않고 전송된 패킷이 모두 의지되고 삭제되도록 의도되기 때문에, 전송 스트림에서 무효 패킷은 판독되지 않는다. 더욱이, 기술된 바와 같이, 패킷 삽입 유닛(25)은 사실 전송 스트림에서 삽입을 위하여 메모리에 수용된 패킷에 의해 무효 패킷을 삭제 및 교체하기에 적합하다.

삭제 유닛(23)이 그것들의 PID 값에 의해 변경함에 의해 무효 패킷에서 특정 PID 패킷이 삭제되는 부가적이고 동일한 방식에서, PID 재매핑 유닛은 새로운 PID 값에서 주어진 PID로 변경되도록 제공될 수 있다. 예를 들면, 유닛은 아래와 같이 구성될 수 있다.

입력되는 PID 값 재매핑 PID 값

0x20 0x0100

0x21 0x0101

0x22 0x0200

0x23 0x0201

전송 패킷 헤더에서 PID 필드만이 수정된다. 전송 패킷은 변경되지 않은 잔존 PID 값에 의해 지정되지 않는다. 삭제 유닛에서와 같이, PID 재매핑 유닛의 구성은 중앙 제어 스테이션에 의해 사실상 결정된다. 패킷 유닛(25)이 시초의 전송 스트림에 존재하지 않는 PID 값의 패킷을 삽입하기 위해 프로그램되는 경우에, PID 값의 재매핑이 필요하지 않다. 반대로, 잠재적 충돌이 삭제되는 경우에, PID 재매핑 유닛은 새로운 값에 시초의 전송 스트림에서 충돌 PID 값을 리맵할 수 있다.

패킷 삽입 유닛(25)에서 교대로, 이 유닛은 전송 스트림에서 특정 무효 패킷 존재를 교체하도록 메모리(27)에서 유지되는 전송 패킷을 삽입하기에 적합하다. 삽입된 패킷의 PID 값의 변경 또는 관리는 유닛(25)에 의해 효과적이지 않다. 위에서 언급한 바와 같이, 잠재적 PID 충돌은 PID 재매핑 유닛(24)과 PID 삭제 유닛(23)에 의해 조절된다.

패킷은 몇가지 다른 방식으로 전송 스트림에 삽입될 수 있다.

1. 사이클 데이터 삽입. 이것은 예를 들면, 데이터의 정적 테이블을 도입하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우에, 패킷은 메모리(27)에서 대기 행렬에 저장되고, 스케줄러는 스트림에서 사이클 형태로 패킷 데이터를 도입하기 위해 적당한 간격으로 각 대기 행렬에서 판독되고, 패킷은 무효 패킷의 각 발생에서 도입된다. 스케줄러는 전송된 시퀀스의 정확한 수를 확인하도록 패킷 시퀀스내에서 연속 카운터(예를 들면, 패킷의 연속적 수)로 조절된다.

2. ECM 동기화된 삽입. 이 경우에, ECM 메시지는 제어 워드 데이터에 함께 연관되어 제어 스테이션으로부터 수신된다. ECM 메시지는 순환 데이터로써 삽입되고, 제어 워드 데이터를 사용하는 스크램블러(26)에 의해 수행되는 스크램블링 동작으로 동기화 된다.

3. 원샷 데이터삽입. 이 경우에, 패킷 시퀀스는 전송 스트림에서 단지 한번에 삽입된다. 시퀀스는 메모리에서 FIFO 대기 행렬에 저장되고, 대기 행렬에서 다음 패킷은 다음 무효 패킷의 발생에 삽입된다. 이 경우에, 시퀀스에서 패킷의 연속 카운터는 스크램블링 유닛에 의해 수신되기 전에 미리 결정될 수 있다. 원샷 데이터 삽입은 제어 스테이션(2)으로부터 또는 EMM 생성기와 같은 다른 소스로부터 수신된 데이터를 삽입하기 위해 사용된다.

이러한 동작에서 중앙 제어 스테이션(2)에서 스크램블링 유닛(1)까지 전달되는 패킷 또는 패킷의 시퀀스는 인증 값과 연관되어 확인될 수 있어서, 중앙 제어 스테이션은 전송 스트림에서 패킷 또는 패킷의 시퀀스의 삽입을 유린 또는 호출할 수 있다.

수정되고 고안된 ECM을 포함하는 전송 패킷 스트림은 스크램블러(26)를 통과한다. 스크램블러(26)는 일반적인 멀티플렉서/스크램블러 장치에서 사용되듯이 디지털 스크램블러에서 사용할 수 있다. 전송된 데이터(ECM 메시지의 데이터는 제외하고)의 스크램블링을 수행하기 위해서, 스크램블러는 그것들이 스크램블된다는 것을 지시하는 PID 값을 가지고 패킷의 그룹을 준비하기 위해 필요한 PID 정보를 제공한다.

스크램블링은 전송 스트림 레벨 즉, 전송 패킷의 전체 패이로드에서 또는(예를 들면, 오디오/비디오 타입 데이터를 위한) PES 레벨에서 즉, 전송 패킷내에 포함된 PES 패킷의 패이로드에서 수행될 수 있다. 스크램블링의 여러 타입은 서비스 제공자의 요청에 따라서 고안될 수 있다.

스크램블러는 중앙 제어 스테이션(1)에 의해 제공되는 제어 워드에 따라서 데이터의 스크램블링을 수행한다. 위에서 기술한 바와 같이, 제어 워드 데이터는 개별키, 제어 워드 및 유닛(1)에 전달된 신호에 의해 중앙 제어 스테이션에서 표시된다. 유닛(1)은 동일 공용키를 포함하는 스마트 카드(29)를 판독하기에 적합한 스마트 카드 판독기를 포함한다. 동시에 제어 워드가 스크램블러(26)를 통과하듯이, 마이크로프로세서(15)는 도시된 바와 같이, 공용키를 사용하여 신호를 변화시킨다.인증 처리에서 오류가 있을 경우에, 스크램블러(26)는 스크램블링을 종결시키거나 또는 수신된 제어 워드를 삭제하기 위해서 지시될 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 중앙 제어 스테이션과 스크램블링 유닛 사이에서 통신은 대칭적 알고리즘의 수단에 의해서 또한 암호화될 수 있고, 이 경우에, 스마트 카드(29)는 인증 단계 전에 통신된 데이터를 해독하기 위해 필요한 키를 또한 포함할 수 있다.

부가적으로, 스크램블링 유닛이 중앙 제어 스테이션에 독립적으로 다른 소스로부터 전달된 데이터를 수신하기에 적합한 경우에, 중앙 제어 스테이션으로부터 스크램블링 유닛까지 메시지를 전달하기 위해 사용된 네트워크는 다른 소스로부터 수신된 메시지를 수신하기 위해 사용된 네트워크에서 물리적으로 분리될 수 있다. 이 경우에, 네트워크 어뎁터(28)는 2개의 분리 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있고, 다른 소스로부터 데이터를 수신하기 위한 인터페이스는 스크램블링 시스템의 외부 소스에 의해 재프로그램 되는 유닛을 방지하기 위해 "판독만 가능"하다.

도시된 바와 같이, 스크램블링 유닛은 유닛으로부터 판독되는 확실한 전송 스트림이 가능하도록 출력(30, 31)을 또한 포함한다. 바이패스 스위치(16, 17)에 의해 얻어진 출력과 달리, 출력(30,31)은 패킷 등의 삽입/삭제에 의해서 수정된 후, 그러나 스크램블링이 수행되기는 전에, 전송 스트림을 표현한다. 이러한 출력은 유닛에 있어 동작의 감시와 명확하게 동작의 결과를 모니터링하기 위해서 사용될 수 있다. 부가적으로, 유닛은 테스트 목적, 네트워크의 구성, 또는 터미널에 의한 기본 데이터 삽입(파일 전송 능력)을 위해 마이크로프로세서에 있어 질문이 가능하도록 표준 RS 232 인터페이스(32)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 추가의 실시예를 도시하고, 도 1의 시스템의 여러 요소는 요소의 잉여를 통하여 보안을 제공하기 위해 중복된다. 특히, 대기 중앙 제어 유닛(2a) 및 제어 워드 생성기(3a)와 함께 대기 스크램블링 유닛(1a)은 지시되었다.

ECM의 생성과 관련된 접근 제어 시스템의 부분은 또한 중복되고, 이것은 참조 번호(6a,7a)에 의해 지시된다. 오디오, 비디오등 신호는 대기 멀티플렉서(4a)에 의해 또한 통과될 수 있다. 더욱이, MPEG 전송 채널의 생성을 위한 제 2 전송 채널은 본 시스템에 의해 또한 조절될 수 있다. 이것은 멀티플렉서(40, 및 이것의 대기 40a), 스크램블링 유닛(41, 및 이것의 대기 41a) 및 모줄레이터(42)에 의해 지시된다.

시스템에서 다양한 요소의 잉여가 제어 스테이션(2, 2a)간에 통신 링크 및/또는 감시기에서 연결 또는 라인(43)에 의해 지시되는 원격 터미널에 의해 조절될 수 있다. 특히, "심박동" 신호는 스테이션(2)에서 스테이션(2a)까지 제공될 수 있고, 제어 스테이션(2a)은 ECM 메시지 생성의 제어와 이 신호 간섭의 경우에 제어 워드 데이터가 취해지게 된다. 유사하게, 스크램블러 유닛(1, 1a)은 하나 또는 다른 스크램블링 유닛의 오류 경우에, 2개 사이에서 기능의 전달이 가능하도록 제어 스테이션을 위해 조절될 수 있다.

부가적으로, 유닛(1, 1a)이 제어 스테이션(2, 2a) 및/또는 전원 공급이 중단된 후에 연결되지 않은 경우에, 연속 동작되도록 각 스크램블러 유닛(1,1a)은 유닛의 동작 구성 및/또는 예정된 간격에서 제어 워드 값을 플래쉬 메모리에서 기억하기에 적합하다.

선택적으로, 고정된 예정 구성과 제어 워드 값은 연결되지 않은 경우 및/또는 파워 다운의 경우에 사용되기 위해 메모리에 기억된다.

구성 값은 유닛이 삭제 또는 교체되는 것을 의미하는 자세한 패킷 ID를 포함할 수 있다.

Claims (16)

1. 스크램블링 유닛이 물리적으로 분할된 멀티플렉서로부터 수집된 전송 패킷 스트림을 수신하기 위한 입력, 고르지 않은 제어 워드에 따라서 수신된 전송 스트림을 스크램블링하기 위한 스크램블링 장치 및 연속 전달을 위한 전달기 수단에 스크램블드된 전송 스트림을 보내기 위한 출력을 포함하여, 독립적으로 멀티플렉서 동작의 스크램블링 유닛에 의해 전송 패킷 스트림의 스크램블링을 허용하는 디지털 시청각 전송 시스템을 위한 스크램블링 유닛.
2. 제 1 항에 있어서, 스크램블링 장치는 전송 스트림 패킷에 있어 선택된 패킷의 일부 또는 모든 패이로드에서 스크램블링이 수행되기에 적합한 스크램블링 유닛.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 전송 스트림에서 전송 패킷 데이터를 삽입하기 위한 패킷 전송 수단을 또한 포함하는 스크램블링 유닛.
4. 제 3 항에 있어서, 패킷 삽입 수단이 무효 데이터의 존재를 감지하고, 삽입된 패킷에 의한 무효 데이터를 교체함에 의해 전송 스트림에서 데이터 패킷을 삽입하는 스크램블링 유닛.
5. 선행 항 중 어느 한 항에 있어서, 예정된 전송 패킷의 일부 또는 모든 메모리에 확인 및 복사하기 위한 패킷 필터 수단을 포함하는 스크램블링 유닛.
6. 선행 항 중 어느 한 항에 있어서, 예정된 패킷 또는 패킷의 세트를 삭제하기 위한 패킷 삭제 수단을 또한 포함하는 스크램블링 유닛.
7. 제 6 항에 있어서, 패킷 삭제 수단이 무효 패킷의 패킷 ID에서 패킷의 패킷 ID를 전달함에 의해 패킷을 삭제하는 스크램블링 유닛.
8. 선행 항 중 어느 한 항에 있어서, 수신된 전송 데이터 스트림에서 예정된 패킷 ID 값에 있어서 패킷의 수를 카운팅하기 위한 패킷 카운팅 수단을 또한 포함하는 스크램블링 유닛.
9. 선행 항 중 어느 한 항에 있어서, 예정된 패킷 또는 패킷의 세트에 할당된 패킷 ID 값을 변경하기 위한 패킷 ID 재매핑 수단을 또한 포함하는 스크램블링 유닛.
10. 전송 스트림을 스크램블링하기 위한 스크램블링에 의해 전달 및 수신된 제어 워드를 생성하기 위한 중앙 제어 수단과 함께 선행 항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 스크램블링 유닛을 포함하는 스크램블링 시스템.
11. 제 10 항에 있어서, 중앙 제어 수단과 연결되고, 중앙 제어 수단에 의해 공급되는 제어 워드를 수신하기 위해 적응되고, 제어 워드를 포함하는 암호화된 메시지를 중앙 제어 수단에 되돌리기 위한 하나 이상의 접근 제어 시스템을 포함하는 스크램블링 시스템.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 중앙 제어 수단으로부터 스크램블링 유닛까지 보내지는 일부 또는 모든 데이터는 보안 암호 키에 따라서 신호의 생성에 의한 중앙 제어 수단으로 인증되는 스크램블링 시스템.
13. 제 10항, 제 11 항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 단일 전송 스트림의 생성과 연관된 다수의 스크램블링 유닛과 연관된 중앙 제어 수단을 포함하는 스크램블링 시스템.
14. 제 10 항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 또는 각 스크램블링 유닛이 작업 구성 특성 및/또는 전류 제어 워드 값을 저장하기에 적합한 스크램블링 시스템.
15. 사실상 참고로 이 명세서에 기술된 바와 같고 수반된 도면에 도시된 바와 같은 스크램블링 유닛.
16. 사실상 참고로 이 명세서에 기술된 바와 같고 수반된 도면에 도시된 바와 같은 스크램블링 시스템.