PL190503B1

PL190503B1 - System transmisji cyfrowych sygnałów audiowizualnych

Info

Publication number: PL190503B1
Application number: PL98341389A
Authority: PL
Inventors: Lionel Tranchard; Christophe Declerck
Original assignee: Canal Plus Sa
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2005-12-30
Also published as: EP1040663A1; KR100666438B1; ID24906A; PL341389A1; TR200001921T2; HUP0101152A3; BR9813618A; JP2001527350A; ZA9811812B; NO20003247D0; EP0926894A1; HRP20000331A2; HUP0101152A2; AU1777099A; CN1174619C; WO1999033271A1; CA2311488A1; CN1285114A; IL136955A0; NO20003247L

Abstract

1. System transmisji cyfrowych sygna- lów audiowizualnych zawierajacy multiplek- ser i blok kodujacy, znamienny tym, ze blok kodujacy (1) jest wydzielony fizycznie z m ul- tipleksera (4), przy czym blok kodujacy (1) zawiera wejscie (10, 11) odbierajace zesta- wiony transportow y strum ien pakietow y z wydzielonego fizycznie multipleksera (4), koder (26) kodujacy odebrany strumien tran- sportowy zaleznie od generowanego losowo slowa sterujacego (CW ) 1 wyjscie (18, 19) wysylajace zakodowany strumien transpor- towy do obwodów nadawczych dla dalszego przesylania, przy czym kodowanie transpor- towego strumienia pakietowego w bloku ko- dujacym (1) jest niezalezne od dzialania m ul- tipleksera (4) i sygnalów odebranych przez multiplekser (4) Fig 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest system transmisji cyfrowych sygnałów audiowizualnych

Nadawanie zakodowanych, czyli szyfrowanych przez zmieszame, danych jest znane w dziedzinie płatnych systemów telewizyjnych, gdzie zakodowana informacja audiowizualna jest nadawana rozsyłowo do pewnej liczby abonentów, przy czym każdy abonent posiada dekoder lub odbiornik/dekoder umożliwiający zdekodowame nadawanego programu w celu jego obejrzenia

Kodowanie danych realizowane jest zwykle za pomocą urządzenia multipleksującego, odpowiedzialnego również za zestawianie nadawanego transportowego strumienia danych. Multiplekser odbiera dane wizyjne, foniczne i inne dane cyfrowe, i zestawia pojedynczy transportowy stiumień pakietów Każdy pakiet w strumieniu transportowym ma zwykle wyznaczoną z góry długość i zawiera nagłówek i treść uzyteczną. Nagłówek pakietu zawiera identyfikator pakietu (PID) identyfikujący pakiet i odpowiadający typowi danych w pakiecie, na przykład wizyjne, foniczne itp Treść uzyteczną pakietu zawiera dane foniczne, wizyjne lub inne dane cyfrowe, jak na przykład dane aplikacji przetworzone przez odbiornik/dekoder, zapewniające wykonywanie funkcji dodatkowych, na przykład generowanie przewodnika programowego itp

W znany sposób dane uzyteczne są kodowane przez nagle zmieniające się słowo sterujące, generowane przez multiplekser. To słowo sterujące jest następnie w sterującym komunikacie upoważnienia (ECM) wstawianym w pakiet transportowy w połączeniu z kodowanymi danymi. Komunikat ECM zawiera inne informacje, jak na przykład prawa dostępu i sam jest szyfrowany odpowiednim kluczem szyfracyjnym przed transmisją.

Zaszyfrowany komunikat ECM jest zwykle sporządzany przez oddzielny system sterowania dostępem, należący do konkretnego kanału, czyli dostawcy usług. System sterowania dostępem odbiera z multipleksera zakodowane słowo sterujące, umieszcza słowo kontrolne w komunikacie ECM, szyfruje cały komunikat ECM aktualnym kluczem szyfracyjnym, i nadaje zaszyfrowany komunikat ECM z powrotem do multipleksera. Multiplekser następnie wprowadza komunikat ECM w strumień transportowy wraz z zakodowanymi danymi.

Zakodowane dane i zaszyfrowany komunikat ECM są transmitowane do odbiornika/dekodera mającego dostęp do równorzędnego klucza szyfracyjnego, w celu zdeszyfrowama komunikatu ECM, a zatem otrzymania słowa sterującego do rozkodowania nadawanych danych Klucz eksploatacyjny zmienia się regularnie, a dekoder, należący do abonenta, który wniósł stosowane opłaty, zwykle otrzyma miesięczny komunikat upoważniający do zarządzania (EMM), klucz eksploatacyjny potrzebny do deszyfrowania zaszyfrowanego komunikatu ECM w ciągu tego miesiąca..

Zaleta wynikająca z kodowania danych słowem sterującym generowanym przez multiplekser polega na tym, ze system można rozszerzyć, dla równoczesnego równoległego kodowania danych pewnej liczby systemów sterowania dostępem. Mozę to być na przykład konieczne, na przykład tam, gdzie dostawca nadaje do mieszanego zestawu dekoderów dla różnych grup wiekowych, o różnych parametrach itp. Każdy system sterowania dostępem odbiera słowo sterujące stosowane w tym momencie, a następnie swój własny komunikat ECM, który jest wysyłany do multipleksera, w celu włączenia go w transportowy strumień pakietów Takie systemy „simulcrypt” wykorzystują to samo słowo sterujące do kodowania danych.

Jakkolwiek systemy tego rodzaju są stosunkowo proste w realizacji, to zarządzanie połączeniami między multiplekserem a system sterowania dostępem w implementacji może być trudne Ponadto, poziom bezpieczeństwa jest często ograniczony złozonością stosowanego algorytmu generowania kodującego słowa.

Istotą systemu transmisji cyfrowych sygnałów audiowizualnych według wynalazku zawierającego multiplekser i blok kodujący, jest to, ze blok kodujący jest wydzielony fizycznie z multipleksera, przy czym blok kodujący zawiera wejście odbierające zestawiony transportowy strumień pakietowy z wydzielonego fizycznie multipleksera, koder kodujący odebrany strumień transportowy zaleznie od generowanego losowo słowa sterującego i wyjście wysyłające zakodowany strumień transportowy do obwodów nadawczych dla dalszego przesyłania, przy czym kodowanie transportowego strumienia pakietowego w bloku kodującym jest niezależne od działania multipleksera i sygnałów odebranych przez multiplekser

190 503

Korzystnie koder realizuje kodowanie na części lub całości użytecznej zawartości wybranych pakietów transportowego strumienia pakietowego.

Korzystnie blok kodujący zawiera blok wstawiania danych pakietu transportowego w strumień transportowy

Korzystnie blok wstawia pakiet danych w strumień transportowy przez wykrycie obecności pakietu zerowego i zastąpienie pakietu zerowego pakietem przeznaczonym do wstawienia

Korzystnie blok kodujący zawiera filtr pakietów identyfikujący i kopiujący do pamięci część lub całość wyznaczonego wstępnie pakietu transportowego

Korzystnie blok kodujący zawiera blok anulowania pakietów do anulowania wyznaczonego pakietu lub zestawu pakietów

Korzystnie blok anulowania pakietów anuluje pakiet przez transformowanie identyfikatora pakietu na identyfikator pakietu zerowego.

Korzystnie blok kodujący zawiera blok zliczania pakietów zliczający numery pakietów o zadanej wartości identyfikatora pakietu w odbieranym transportowym strumieniu danych.

Korzystnie blok kodujący zawiera blok remapowania identyfikatora pakietu zmieniający wartość identyfikatora pakietu przypisanego do wyznaczonego pakietu lub zestawu pakietów.

Korzystnie zawiera ponadto centralne stanowisko sterujące do generowania słowa sterującego nadawanego i odbieranego przez blok kodujący dla kodowania strumienia transportowego.

Korzystnie zawiera dołączone do centralnego stanowiska sterującego jeden lub wiele systemów sterowania dostępem, każdy, z których odbiera słowo sterujące dostarczane przez system sterowania dostępem i odsyła z powrotem do systemu sterowania dostępem zaszyfrowany komunikat zawierający słowo sterujące.

Korzystnie niektóre, lub wszystkie, dane wysłane z centralnego stanowiska sterującego do bloku kodującego są uwierzytelniane przez centralne stanowisko sterujące przez wygenerowanie sygnatury zgodnie z tajnym kluczem szyfrującym.

Korzystnie zawiera wiele bloków kodujących i przyporządkowanych centralnych stanowisk sterujących związanych z generowaniem pojedynczego strumienia transportowego.

Korzystnie każdy blok kodujący realizuje zapisywanie parametrów swojej konfiguracji roboczej i/lub aktualnej wartości słowa sterującego.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest ułatwienie komunikacji między wszystkimi elementami systemu, przez podział funkcji między oddzielne części, kodującą i multipleksującą. Ponadto, ponieważ blok kodujący nie jest ograniczany zewnętrznymi ograniczeniami multiplekserowych urządzeń kodujących, to można zwiększyć poziom złozoności algorytmu kodującego.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy systemu w jednej z korzystnych odmian wykonania wynalazku, fig. 2 - szczegółowo blok kodujący z fig. 1 a fig. 3 - schemat blokowy mnej odmiany wykonania wynalazku.

Na wstępie opisu przykładów wykonania wynalazku należy wyjaśnić, ze w mniejszym opisie termin „system transmisji cyfrowych sygnałów audiowizualnych odnosi się do wszystkich systemów transmisyjnych służących do transmisji i rozsyłania, głównie cyfrowych, danych audiowizualnych lub multimedialnych. Jakkolwiek mniejszy wynalazek ma szczególne zastosowanie do rozsyłowego cyfrowego systemu telewizyjnego, to można go również wykorzystywać do filtrowania danych przesyłanych przez stałą sieć telekomunikacyjną dla multimedialnych zastosowań internetowych itp.

Ponadto termin „MPEG” odnosi się do standardów transmisji danych opracowanych przez grupę roboczą międzynarodowej organizacji normalizacyjnej (lSO) o nazwie „Motion Pictures Expert Group” (grupa ekspertów do spraw ruchomych obrazów), a zwłaszcza do standardu MPEG-2, opracowanego do zastosowań telewizji cyfrowej i opublikowanego po raz pierwszy w dokumentach lSO 13818-1, lSO 13818-2, lSO 13818-3 i lSO 13818-4. W odniesieniu do niniejszego opisu, termin ten obejmuje wszystkie warianty, modyfikacje lub opracowania podstawowych formatów standardu MPEG mogących mieć zastosowanie w dziedzinie cyfrowej transmisji danych

190 503

Na fig 1 przedstawiono system zawierający centralne stanowisko sterujące 2 i generator 3 słowa sterującego Generatorem 3 słowa sterującego może być, jak to przedstawiono, komputer typu PC zawierający czytnik kart inteligentnych dostosowany do przyjmowania karty inteligentnej zawierającej klucz szyfrujący do sygnowania danych. W odróżnieniu od tego, generator 3 słowa sterującego może stanowić blok panelowy z wkładką do wstawiania do stanowiska sterującego w centralnym stanowisku sterującym 2

Blok kodujący 1 odbiera na wejściu nie kodowane pakiety transportowe z multipleksera 4 i przepuszcza kodowany stiumień transportowy do modulatora 5 w celu wstępnego przygotowania do transmisji za pośrednictwem odpowiedniego łącza transmisji satelitarnej lub podobnego

Multiplekser 4 może być dowolnym znanym multiplekserem zgodnym ze standardem MPEG i nadającym się do odbioru cyfrowej informacji wizyjnej, fonicznej, teletekstowej itp., wytwarzania z tych danych nie szyfrowanego pakietu transportowego. W znanym systemie rozsyłowym MPEG dane wizyjne, foniczne itp. mogą być dostarczane do multipleksera w postaci pakietowanego strumienia elementarnego (PES). Równie dobrze w strumień transportowy można przez multipleksowanie wprowadzać inne dane dacyjne.

Na wyjściu multipleksera 4 występuje sekwencja pakietów transportowych zawierających nagłówek i treść zawartą w strumieniu PES, lub innych danych. Zależnie od danych podawanych do multipleksera 4 ljego sprawności, strumień pakietów może równie zawierać większą lub mniejszą liczbę tak zwanych pakietów zerowych, nie zawierających danych.

Inne typy danych w strumieniu danych podawanych do multipleksera można podzielić na sekcje Dodatkowo, lub zamiast, dane mogą być podawane do multipleksera w postaci pewnej liczby tablic lub modułów, przy czym tablice zostają załadowane i zestawione przez odbiornik/dekoder na drugim końcu systemu transmisyjnego tworząc zamkniętą aplikację. W podobny sposób, jak pakiety w strumieniu transportowym pakietów tablice mogą być identyfikowane za pomocą identyfikatorów tablic (TID).

W strumieniu danych, pakiety danych identyfikowane są swoimi identyfikatorami pakietów PID, danymi wizyjnymi mającymi jedną wartość identyfikatora PID, danymi fonicznymi z innym, itd. W standardzie MPEG, pakiety zerowe danych mają wyznaczoną z góry wartość identyfikatora PID wynoszącą 0x1FFF Dla kontrastu, wartość identyfikatora PID przypisaną do danego typu danych (fonicznych, wizyjnych, itp.) może być określona przez dostawcę zawartości. Szczegóły dotyczące struktury pakietowej strumienia transportowego standardu MPEG, postaci strumienia PES oraz danych sekcjonowanych i tabelaryzowanych podane są w cytowanych wyżej międzynarodowych dokumentach normalizacyjnych ISO Te standardy ustanawiają również parametry fizycznej warstwy interfejsowej niezbędne do zapewnienia kompatybilności między urządzeniami standardu MPEG, przy czym jako jeden z przykładów podają użycie asynchronicznego interfejsu szeregowego (ASI) Możliwe jest stosowanie innych interfejsów lub łączy, np. SPI, LVDS, G703 itp.

Modulator 5 może być dowolnego znanego typu, koniecznego do konwersji cyfrowego transportowego strumienia w postać odpowiednią do transmisji przez łącza telekomunikacyjne, nadawczo - odbiorcze łącza satelitarne, kablowe, sieciowe itp.

Blok kodujący 1 jest dodatkowo połączony do odbioru komunikatu ECM i danych słowa sterującego z centralnego stanowiska sterującego 2, które z kolei jest dołączone do generatora 3 słowa sterującego i jednego lub więcej systemów 6, 7 warunkowego dostępu. Generator 3 słowa sterującego zawiera komputer typu PC nadający się do generowania randomizowanego słowa sterującego i włączania czytnika kart do czytania karty inteligentnej zawierającej klucz prywatny do sygnowania wygenerowanych w taki sposób losowych danych słowa sterującego

Centralne stanowisko sterujące 2 może równie zawierać komputer PC lub podobny, i w zasadzie może nawet być zintegrowane z generatorem 3 słowa sterującego. Zgodnie z zasadami systemu „simulcrypt”, to samo słowo sterujące wykorzystywane jest do szyfrowania transmisji dla pewnej liczby dostępowych systemów sterujących Każdy dostępowy system sterujący szyfruje słowo sterujące i inne dane swoim własnym kluczem szyfracyjnym w celu przygotowania komunikatu ECM do rozesłania do abonentów z użyciem dostępowego systemu sterującego

190 503

Centralne stanowisko sterujące 2 jest zatem skonfigurowane do przepuszczania danych słowa sterującego za pośrednictwem odpowiedniego łącza telekomunikacyjnego do systemów dostępowych 6, 7, które przygotowują zaszyfrowane komunikaty ECM, które są nadawane zwrotnie do centralnego stanowiska sterującego 2. Centralne stanowisko sterujące 2 następnie nadaje komunikaty ECM (w postaci jednego lub więcej pakietów transportowych) i przyporządkowane dane słowa sterującego za pośrednictwem, na przykład, łącza TCP/IP do bloku kodującego 1

Dla uniknięcia niebezpieczeństwa naruszenia łącza telekomunikacyjnego i zamiany danych słowa sterującego na inne dane, pochodzące spoza systemu, dane słowa sterującego są sygnowane, w momencie ich generowania, kluczem prywatnym przechowywanym na karcie inteligentnej skojarzonej z generatorem 3 w sposób opisany powyżej Blok kodujący 1 posiada równoważny klucz publiczny, który może być wykorzystywany do uwierzytelniania danych sygnowanych, zgodnie ze znanymi sposobami uwierzytelniania, z kluczem prywatnym/publicznym W przypadku, kiedy dane słowa sterującego nie zostaną popranie uwierzytelnione, blok kodujący może odmówić realizacji kodowania transportowego strumienia pakietowego

Dalsze szyfrowanie łączności, między stanowiskiem sterującym. 2 a blokiem kodującym 1, również może być realizowane, na przykład, przez wykorzystanie metody szyfrowania symetrycznego, a pary kluczy prywatnych przechowywanej przez centralny środek sterujący i blok kodujący

Poniżej, na podstawie fig. 2, opisano strukturę bloku kodującego z fig. 1. Jest oczywiste, ze niektóre z przedstawionych elementów reprezentują bloki funkcjonalne wewnątrz dekodera, które mogą być zrealizowane w postaci sprzętowej, programowej albo z połączeniem obu postaci.

Blok kodujący 1 odbiera za pośrednictwem wejść 10, 11 nie szyfrowany strumień transportowy wyprowadzony z multipleksera. W celu zapewnienia pewnego stopnia zabezpieczenia przed problemami w łączu między multiplekserem 4 a blokiem kodującym 1, stosuje się połączenie podwójne, jak to pokazano, przy odbiorze na każdym z wejść 10, 11 tego samego strumienia transportowego. Te połączenia mogą być wykorzystywane do zarządzania redundancją strumieni danych wychodzących z różnych źródeł multiplekserowych.

Informacja o synchronizacji i taktowaniu pakietów w strumieniu pakietów standardu MPEG jest podawana przez dekoder i elementy synchronizacyjne 12, 13 do centralnego mikroprocesora 15. Dekoder i elementy synchronizacyjne wykrywają, ze dane odpowiadają strumieniowi standardu MPEG na poziomie fizycznym (obecność zegara, poprawny ASI lub inne parametry interfejsowe, ltp.) Element synchronizacyjny odtwarza bajt synchronizacyjny standardu MPEG dla zapewniania następnego synchronicznego przetwarzania danych. Te elementy są znane i znajdują się, na przykład, w blokach nadawczo - odbiorczych MPEG jako element łącza deszyfracyjnego.

W przypadku jakiejkolwiek nieprawidłowości w strumieniu odebranym za pośrednictwem jednego z wejść, mikroprocesor 15 steruje elementem komutacyjnym 14 przełączając go na strumień odbierany za pośrednictwem innego wejścia. Jak można zauwazyć, w razie konieczności utrzymania ciągłości przepływu transmitowanych danych, ten rodzaj redundancji można w sposób powtarzalny stosować na innych poziomach systemu kodującego.

Jak to opisano poniżej, strumień transportowy wychodzący za pośrednictwem wyjść 18, 19, jest zwykle kodowany Jednakże, w celu zapewnienia nie kodowanego i nie zmienionego przebiegu wyjściowego z bloku, albo do celów testowania, albo dla obejścia układów kodujących w przypadku niesprawności, blok dodatkowo włącza awaryjne przełączniki obejściowe 16, 17, uruchamiane ręcznie, które umożliwiają bezpośrednie przepuszczenie przez blok transportowego strumienia pakietów (odbieranych za pośrednictwem któregokolwiek z obu wejść).

Jak to przedstawiono za pomocą skrzyżowania 20 połączeń, łącze wejściowo-wyjściowe w trybie obejściowym mogą być przełączane tak, ze strumień odbierany za pośrednictwem wejścia 10 wychodzi przez wyjście 18, natomiast odbierany za pośrednictwem wejścia 11 wychodzi przez wyjście 19. W odróżnieniu od tego, przy zmianie układu połączenia 20, wejście 10 może być dołączone do wyjścia 19, a wejście 11 do wyjścia 18. Odcinek krzyzujący 20

190 503 może być zrealizowany, na przykład przez wyprowadzenia zewnętrzne bloku, których konfigurację w razie potrzeby można zmienić. Połączenie krzyzowe umożliwia również znacznie łatwiejszą w wykonaniu weryfikację poszczególnych kanałów telekomunikacyjnych

Zaleta takiego rozwiązania polega na tym, ze obejście jest zupełnie bierne, tak ze sygnał może przechodzić przez blok, nawet w przypadku zaniku zasilania, Przy uruchamianiu przekaźnikiem, obejście może być aktywowane automatycznie, kiedy występuje zanik zasilania.

Poniżej opisano działanie elementów licznika 21, filtru 22 identyfikatorów PID, bloku anulowania 23 identyfikatorów PID, bloku 24 remapowama identyfikatorów PID, bloku 25 wprowadzania identyfikatorów PID i kodera 26 Jak to w sposób jasny wynika z ponizszego opisu, niektóre z tych elementów, takich jak filtr 22 identyfikatorów PID i licznik 21 identyfikatorów PID są znane w związku z odbiornikiem - dekoderem, gdzie są wykorzystywane w operacjach demultipleksowania i dekodowania realizowanych na odbieranym strumieniu transportowym

Podobnie, elementy takie, jak koder 26, blok 25 wstawiania pakietów, blok remapowama identyfikatorów PID i blok 23 anulowania identyfikatorów PID są znane w związku ze znanym kombinowanym urządzeniem multipleksująco-kodującym Jakkolwiek dla specjalisty me jest trudne zmontowanie i skonstruowanie tych elementów, to tym niemniej jest oczywiste, ze konkretna kombinacja i zestawienie takich elementów w kontekście bloku zewnętrznego jak opisywany, są całkowicie oryginalne.

Licznik 21 identyfikatorów PID, programowalny przez mikroprocesor 15 może być wykorzystywany do sprawdzenia obecności lub nieobecności pakietów o określonej wartości identyfikatora PID w strumieniu transportowym pakietów, jak również liczby pakietów z tą wartością identyfikatora PID, która występuje w danym bloku pakietów transportowych. W szczególności, licznik 21 identyfikatorów PID można wykorzystywać do zliczania liczby pakietów zerowych w strumieniu transportowym (wartość identyfikatorów PID standardu MPEG: 0x1FFF), tak aby oszacować osiągalną prędkość transmisji w przypadku wstawiania dodatkowych pakietów. W odróżnieniu od tego, licznik 21 może służyć do wykrywania obecności pakietu, na przykład pakietu z danymi prywatnymi lub podobnego, który ma być zmodyfikowany lub anulowany przez blok.

W celu umożliwienia pełniejszej analizy strumienia danych, blok 22 filtru i demultipleksera wykorzystuje się do odfiltrowywania sekwencji pakietów o danej wartości identyfikatora PID i do kopiowania tych pakietów do pamięci 27. Blok 22 filtru może być wykorzystany również do realizacji filtrowania na niskim poziomie w strumieniu transportowym pakietów, na przykład, filtrowania sekcji i/lub tablic danych wewnątrz części uzytecznej pakietu transportowego, tak jak w znanych blokach filtrów stosowanych w odbiorniku - dekoderze, filtr 22 może być programowany na rozpoznawanie wartości identyfikatorów tablic, wartości rozszerzeń identyfikatorów, danych sekcji itp Konfiguracja filtru 22 ustawiana jest przez mikroprocesor 15, który z kolei jest połączony za pośrednictwem adaptera sieciowego 28 i łącza TCP/IP do centralnego stanowiska sterującego przedstawionego na fig: 2. Centralne stanowisko sterujące może zatem wybierać, które pakiety należy odfiltrować o strumienia danych

Pakiet strumienia danych po dostępie do mego Iub przefiltrowamu jest kopiowany przez filtr 22 do pamięci 27 przyporządkowanej do mikroprocesora 15. Pakiet przechowywany w pamięci może następnie zostać przetransmitowany za pośrednictwem łącza TCP/IP do centralnego stanowiska sterującego dla dalszej analizy lub modyfikacji. Centralne stanowisko sterującego może decydować, na przykład, o odfiltrowaniu niektórych prywatnych pakietów danych o danej wartości identyfikatora PID do modyfikacji lub może żądać modyfikacji pakietów wykorzystywanych do opisania zawartości strumienia transportowego w przypadku, kiedy wstawiane są całkowicie nowe pakiety o nowej wartości identyfikatora PID.

Jest oczywiste, ze fakt odfiltrowania danego pakietu i skopiowania go do pamięci nie znaczy, ze pakiet został usunięty fizycznie ze strumienia transportowego. Zgodnie z tym, w przypadku, kiedy pakiety o danej wartości identyfikatora PID są wstawiane w strumień transportowy, to dla uniknięcia kolizji konieczne będzie anulowanie istniejących pakietów o tej samej wartości W celu dokonania tego blok anulowania pakietów jest dostosowany do transformowania pakietów o danej wartości identyfikatora PID na pakiety zerowe, przez,

190 503 między innymi, zmianę wartości identyfikatora PID pakietów na wartość identyfikatora PID pakietu zerowego. Konkretnie, w przypadku pakietu standardu MPEG, należy dokonać następujących zmian na nagłówku pakietu

Wymusić wartość identyfikatora PID 0x1 FFF

Wymusić sterowanie kodowania transportowego 00

Wymusić sterowanie pola adaptacji 01

Wymusić wskaźnik początku bloku uzytecznego na 0

Wymusić stan licznika ciągłości 0 (ewentualnie)

Jest oczywiste, ze pakiety zerowe w strumieniu transportowym me są czytane, ponieważ przypuszczalnie nie zawierają treści uzytecznej i tak transformowane pakiety są we wszystkich przypadkach i zastosowaniach anulowane. Ponadto, jak to opisano poniżej, blok 25 wstawiania pakietów jest w rzeczywistości dostosowany do wykrywania i wymiany pakietów zerowych na pakiety przetrzymywane w pamięci w celu wstawienia do strumienia transportowego

Dodatkowo, i w ten sam sposób, jak blok 23 anulowania anulował pakiety o niektórych identyfikatorach PID do pakietów zerowych przez zmianę wartości ich identyfikatora PID, do zmiany dowolnego danego identyfikatora PID na nową wartość identyfikatora PID może służyć blok remapowania Mozę to być wymagane dla sztucznego ominięcia ograniczeń oryginalnego multipleksera, który podaje multipleksowany strumień do bloku kodowania, i/lub dla umknięcia konfliktów z nowymi pakietami przeznaczonymi do wprowadzenia w strumień transportowy Na przykład blok może byś skonfigurowany następująco.

Wejściowa wartość identyfikatora PID - Remapowana wartość identyfikatora PID

0x20	0x100
0x21	0x101
0x22	0x200
0x23	0x201

W nagłówku transportowego pakietu zmodyfikowane jest tylko pole identyfikatora PID Jak w przypadku bloku anulującego, konfiguracja bloku remapowania identyfikatorów PID jest w praktyce wyznaczona przez centralne stanowisko sterujące W przypadku, kiedy blok 25 wstawiania pakietów został zaprogramowany na wstawienie pakietów o wartości identyfikatora PID nie występującej w oryginalnym strumieniu transportowym, to remapowanie wartości identyfikatorów PID może nie być konieczne. W odróżnieniu od tego, w przypadku kiedy wykryto potencjalny konflikt, blok remapowania identyfikatorów PID przemapuje wchodzącą w konflikt wartość identyfikatora PID w pierwotnym strumieniu transportowym na nową wartość.

Przechodząc do bloku 25 wstawiania pakietów należy stwierdzić, ze ten blok dostosowany jest do wstawiania pakietu transportowego utrzymywanego w pamięci 27, przy wymianie dowolnego pakietu zerowego obecnego w strumieniu transportowym. Blok 25 nie zmienia wartości ani nie zarządza identyfikatorami PID wstawianych pakietów. Jak wspomniano powyżej, potencjalne konflikty identyfikatorów PID są obsługiwane przez blok 24 remapowania identyfikatorów PID i blok 23 anulowania identyfikatorów PID.

Pakiety mogą być wstawiane w strumień transportowy różnymi metodami, przez:

1. Cykliczne wstawianie danych Można ja wykorzystać, na przykład, do wprowadzenia tablic z danymi. W tym przypadku, pakiety są przechowywane w kolejce w pamięci 27, przy czym blok szeregujący odczytuje każdą z kolejek w regularnych odstępach czasu wprowadzając dane pakietowe cyklicznie w strumień, przy czym pakiet jest wprowadzany przy każdym, wystąpieniu pakietu zerowego Blok szeregujący operuje licznikiem ciągłości (to znaczy sekwencyjnym numerem pakietu) w sekwencji pakietów, dla zapewnienia poprawnego numerowania nadawanej sekwencji

Wstawitstae synchronizowane kamunikalami ECM. W tym przypadku komunikaty ECM odbierane są ze stanowiska sterującego razem z przyporządkowanym i danymi słowa sterującego Komunikaty ECM wstawiane są jako dane cykliczne, synchronizowane operacją kodowania realizowane przez koder 26 z wykorzystaniem danych słowa sterującego

190 503

3. Wstawianie jednoetapowe. W tym prympadku, sekwencję pakjętp wstawia się tylko jednokrotnie w strumień transportowy. Sekwencja zostaje zapamiętana w kolejce FIFO w pamięci, i przy pojawieniu się pakietu zerowego wstawiany jest następny pakiet z kolejki W tym przypadku licznik ciągłości pakietów w sekwencji może być ustawiony wstępnie przed odebraniem go przez blok kodowania. Jednoetapowe wstawianie danych można wykorzystywać do wstawiania danych otrzymywanych ze stanowiska sterującego 2, lub z innych źródeł, jak na przykład generatory komunikatów EMM.

Pakiety lub sekwencje pakietów wysyłane z centralnego stanowiska sterującego 2 do bloku kodującego 1 w dowolnej z tych operacji mogą być identyfikowane przyporządkowaną wartością identyfikatora, tak ze centralne stanowisko sterujące może pominąć lub wycofać wstawienie pakietu lub sekwencji pakietów w strumień transportowy

Transportowy strumień pakietów', zmodyfikowany i zawierający potrzebne komunikaty ECM, jest następnie przepuszczany do kodera 26. Koder 26 może odpowiadać cyfrowemu urządzeniu kodującemu stosowanemu w dowolnym urządzeniu multipleksująco-kodującym. W celu realizacji kodowania transportowanych danych (lecz me komunikatów ECM) koder zawiera informację o identyfikatorze PID niezbędną do utworzenia grup pakietów o wartościach identyfikatora PID wskazujących, ze mają one być kodowane.

Kodowanie może być realizowane na poziomie strumienia transportowego, to znaczy na całej zawartości uzytecznej pakietu transportowego, lub (na przykład dla danych typu audiowizualnego) na poziomie pakietów PES zawartych wewnątrz pakietów transportowych. Zależnie od wymagań dostawcy usług potrzebny może być każdy z typów kodowania.

Koder realizuje kodowanie danych zgodnie ze słowem sterującym podanym przez centralne stanowisko sterujące 2. Jak to opisano powyżej, dane słowa sterującego są sygnowane kluczem prywatnym w centralnym stanowisku sterującym, a słowo sterujące i sygnatura jest wysyłana do bloku kodującego 1 Blok kodujący 1 zawiera czytnik karty inteligentnej dostosowany do odkzyrywedla karty inteligentnej 29 zawierającej równoważny klucz publiczny W tym samym czasie, kiedy słowo sterujące jest przekazywane do kodera 26, mikroprocesor 15 weryfikuje sygnaturę z użyciem klucza publicznego, jak to pokazano. W przypadku, kiedy występuje błąd w procesie uwierzytelniania, koder 26 może otrzymać polecenie przerwania procesu kodowania lub zignorowania otrzymanego słowa kodowego.

Jak wspomniano powyżej, komunikacja między centralnym stanowiskiem sterującym 2 a blokiem kodującym 1 może być dodatkowo szyfrowana za pomocą algorytmu symetrycznego, i w tym przypadku, karta inteligentna 29 może zawierać klucz, konieczny do deszyfrowania przekazywanych, danych, przed etapem uwierzytelniania.

Ponadto, w przypadku, kiedy blok kodujący 1 jest dostosowany do odbierania danych wysyłanych z innych źródeł niezaleznych od centralnego stanowiska sterującego (na przykład źródła komunikatu EMM), do wysyłania komunikatów z centralnego stanowiska sterującego 2 do bloku kodującego 1 wykorzystuje się sieć, która może być fizycznie oddzielna od sieci wykorzystywanej do odbierania komunikatów otrzymywanych z innych źródeł. W tym przypadku, adapter sieciowy 28 powinien zawierać dwa oddzielne interfejsy sieciowe, interfejs do odbierania danych z innych źródeł, który jest „tylko do odczytu”, dla zapobieżenia przeprogramowaniu bloku przez źródła zewnętrzne względem systemu

Jak to przedstawiono, blok kodujący 1 zawiera poza tym wyjścia 30, 31 dla umożliwienia odczytu z bloku czystego wyjściowego strumienia transportowego W odróżnieniu od wyjścia otrzymanego za pomocą przełączników obejściowych 16, 17, wyjścia 30, 31 reprezentują strumień transportowy po modyfikacji przez wsrewiemp/adulowamp pakietów itd., lecz przed wykonaniem kodowania. Te wyjścia można wykorzystywać do kontroli pracy bloku i monitorowania wyniku operacji bez kodowania Ponadto, blok może być wyposażony w standardowy interfejs RS232 32, dla umożliwienia wymiany informacji z mikroprocesorem w celach testowych, przy konfigurowaniu sieci, lub wstawiania danych podstawowych (możliwości transferu plików) przez terminal

Figura 3 przedstawia następną odmianę wykonania wynalazku, w której pewna liczba elementów system z fig. 1 została powielona w celu zapewnienia zabezpieczenia przez redundancję elementów W szczególności, przedstawiono pozostające w gotowości centralne

190 503 stanowisko sterujące 2a i generator 3a słowa sterującego, wraz z rezerwowym blokiem kodującym la

Części systemów sterowania dostępem biorące udział w geneiacji komunikatów ECM powielono równiez, i oznaczono je odnośnikami 6a, 7a Sygnały foniczne, wizyjne ltp również mogą być przepuszczane przez rezerwowy multiplekser 4a Ponadto, mniejszy system może obsługiwać również drugi kanał transmisyjny w przypadku generowania kanału transportowego standardu MPEG Oznaczono go jako multiplekser 40 (i jego rezerwa 40a), blok kodujący 41 (i jego rezerwa 4la) oraz modulator 42

Redundancja różnych elementów w systemie może być wykorzystana za pośrednictwem łącza telekomunikacyjnego między stanowiskami sterującymi 2, 2a i/lub łącze do nadzorcy systemowego lub terminalu zdalnego wskazanego przez limę 43 W szczególności, ze stanowiska 2 do stanowiska 2a może być doprowadzany sygnał testu sprawdzającego poprawność pracy, przy czym stanowisko 2a działa tak, ze w razie jakiegokolwiek zamku tego sygnału przejmuje sterowanie generowaniem komunikatów ECM i danych słowa sterującego. Podobnie, bloki kodujące 1, 1a mogą być podporządkowane stanowiskom sterującym, umożliwiając przekazywanie funkcji między nimi w przypadku uszkodzenia jednego, czy drugiego bloku kodującego

Poza tym każdy blok kodujący 1, 1a może być dostosowany do zapamiętywania w określonych odstępach czasu, na przykład w pamięci FLASH, konfiguracji roboczej bloku i/lub wartości słowa sterującego tale, ze te bloki 1, 1a mogą kontynuować pracę w przypadku odłączenia od stanowisk sterujących 2, 2a i/lub po przerwie w zasilaniu.

W odróżnieniu od tego, w pamięci można umieścić stałą wyznaczoną z góry konfigurację i wartość słowa sterującego, do wykorzystania w przypadku odłączenia i/lub braku zasilania

Wartości konfiguracyjne mogą zawierać szczegóły identyfikatorów pakietów pozwalające określić, który pakiet jest przeznaczony do usunięcia lub zastąpienia, itd

190 503

Fig.1.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1 System transmisji cyfrowych sygnałów audiowizualnych zawierający multiplekser i blok kodujący, znamienny tym, ze blok kodujący (1) jest wydzielony fizycznie z multipleksera (4), przy czym blok kodujący (1) zawiera wejście (10, 11) odbierające zestawiony transportowy strumień pakietowy z wydzielonego fizycznie multipleksera (4), koder (26) kodujący odebrany strumień transportowy zaleznie od generowanego losowo słowa sterującego (CW) i wyjście (18, 19) wysyłające zakodowany strumień transportowy do obwodów nadawczych dla dalszego przesyłania, przy czym kodowanie transportowego strumienia pakietowego w bloku kodującym (1) jest niezależne od działania multipleksera (4) i sygnałów odebranych przez multiplekser (4).
2. System według zastrz. 1, znamienny tym, ze koder (26) realizuje kodowanie na części lub całości użytecznej zawartości wybranych pakietów transportowego strumienia pakietowego.
3. System według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze blok kodujący (1) zawiera blok (25) wstawiania danych pakietu transportowego w strumień transportowy.
4. System według zastrz 3, znamienny tym, ze blok (25) wstawia pakiet danych w strumień transportowy przez wykrycie obecności pakietu zerowego i zastąpienie pakietu zerowego pakietem przeznaczonym do wstawienia
5 System według zastrz. 1, znamienny tym, ze blok kodujący (1) zawiera filtr pakietów (22) identyfikujący i kopiujący do pamięci (27) część lub całości wyznaczonego wstępnie pakietu transportowego.
6. System według zastrz. 1, znamienny tym, ze blok kodujący (1) zawiera blok anulowania pakietów (23) do anulowania wyznaczonego pakietu lub zestawu pakietów.
7. System według zastrz. 6, znamienny tym, ze blok anulowania pakietów (23) anuluje pakiet przez transformowanie identyfikatora pakietu na identyfikator pakietu zerowego.
8. System według zastrz 1, znamienny tym, że blok kodujący (1) zawiera blok zliczania pakietów (21) zliczający numery pakietów o zadanej wartości identyfikatora pakietu w odbieranym transportowym strumieniu danych.
9 System według zastrz. 1, znamienny tym, że blok kodujący (1) zawiera blok remapowania identyfikatora pakietu (24) zmieniający wartość identyfikatora pakietu przypisanego do wyznaczonego pakietu lub zestawu pakietów.
10. System według zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera ponadto centralne stanowisko sterujące (2, 3) do generowania słowa sterującego (CW) nadawanego i odbieranego przez blok kodujący (1) dla kodowania strumienia transportowego.
11. System według zastrz 10, znamienny tym, ze zawiera dołączone do centralnego stanowiska sterującego (2, 3) jeden lub wiele systemów sterowania dostępem (6, 7), każdy z których odbiera słowo sterujące dostarczane przez system sterowania dostępem (6, 7) i odsyła z powrotem do systemu sterowania dostępem (6, 7) zaszyfrowany komunikat (ECM) zawierający słowo sterujące.
12. System według zastrz 10 albo 11, znamienny tym, ze niektóre lub wszystkie, dane wysłane z centralnego stanowiska sterującego (2, 3) do bloku kodującego (1) są uwierzytelniane przez centralne stanowisko sterujące (2, 3) przez wygenerowanie sygnatury zgodnie z tajnym kluczem szyfrującym.
13. System według zastrz 10, znamienny tym, ze zawiera wiele bloków kodujących (1) i przyporządkowanych centralnych stanowisk sterujących (2, 3) związanych z generowaniem pojedynczego strumienia transportowego.
14. System według zastrz. 10, znamienny tym, ze każdy blok kodujący (1) realizuje zapisywanie parametrów swojej konfiguracji roboczej i/lub aktualnej wartości słowa sterującego.

190 503