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数字电视CAS的过去现在和未来

上世纪90年代欧洲人开始制定数字电视DVB标准,至今已历时10多年。

本来在DVB中与条件接收相关的标准并没有定义一定要使用智能卡,可是由于受当时技术条件限制,智能卡CA技术占据了主导,且逐步形成了数字电视CA=智能卡CA的观念,以及伴随这一观念产生的传统商业模式。随着时间推移和技术进步,智能卡CA的弊端和传统商业模式对数字电视发展的制约也逐渐显现,为此,不少有识之士为革除这一弊端和促进数字电视发展进行了有益探索。本文作为这种探索的一个观点与大家分享。

本文结尾说道,当今的中国数字电视缺的不是技术,而是为运营商客户服务的责任,以及运营商突破传统的勇气。这一观点特别值得运营商深思。

一、数字电视条件接收系统(简称CAS)的起源

国内数字电视的条件接收CAS技术参照十多年前欧洲人制定的DVB标准,世界上其他数字电视标准也是参照的DVB标准,例如日本的ISDB、北美的ATSC,与DVB标准不同的仅仅是信道传输部分,后端信源解码和CAS的标准与DVB标准基本相同。所以,现在的数字电视的后端解码以及CA技术全世界是一样的。

基于DVB标准的数字电视芯片也同样起源于欧洲,近水楼台先得月,所以世界上最早最著名的CA公司均来自于欧洲。随着欧洲的DVB标准被世界各地采用,欧洲CA公司的市场扩展到了全世界,长期形成了固定的商业和技术模式,至今仍影响着世界数字电视条件接收CAS市场。

现在中国所使用的CA技术标准也源于DVB标准,CAS的商业推广模式和技术模式也同样在中国产生了深刻的影响。

最初的数字电视CA技术也有无卡方式的,主要是用在卫星接收工程机上。随着市场的发展,机顶盒开始进入大众消费领域,而CA技术是面向运营商客户,不同的市场方向导致CAS逐渐形成了独立的数字电视技术分支,当时的MCU运算能力有限,而解密算法又不能太简单,设计一个能在运算能力差的MCU上快速运行的算法不是件很容易的事,能够保护运行这种算法并方便单独贩运的器件,非智能卡莫属。所以,智能卡就成了当时数字电视CA的首选,发展至今。

二、数字电视CAS系统的商业模式的形成

在制定DVB标准的时候,还是4位和8位单片机的天下,也就是当今嵌入式技术的鼻祖,还没有像当今理解的32位复杂嵌入式系统的概念,数字电视技术还是一个相当新的技术。不论芯片、软件还都刚刚起步,数字机顶盒硬件非常复杂,线路板比现在的PC机主板还要大,上面大大小小的芯片密密麻麻,当时即使在欧美,也只有那些大公司才有实力研究数字电视技术。直到现在,数字电视技术还是一项较综合的系统技术。所以在当时情况下,由一家公司来开发完成既针对机顶盒市场又针对运营商CAS市场的各种软件是很难想象的,大家只能分工协作,由多家厂商共同完成。当时CAS条件接收技术更是神秘,标准也不公开,只有参与制定相关技术标准的相关公司才能掌握,CAS部分从技术角度自然就单独分离出来。最早参与的几家欧洲公司,有天时地利优势,在最初的几年时间内,几乎垄断了整个世界的数字电视条件接收技术市场,并逐渐形成了现在的商业推广模式:

只要某个运营商选择了某家CAS,给该运营商供应机顶盒的所有厂家都要集成这家CA,并向其交纳集成测试费用。如果某家CA公司的CAS被多家机顶盒厂商集成,又有利于这家公司向运营商推销其CA,采用该CAS的运营商也就越来越多。反过来,采用该CAS的运营商越多,也就会有越多的机顶盒厂家跟进集成这家公司的CA。这样一来,CA公司、机顶盒厂家就形成了一个利益共同体,而这个共同体的核心就是CA公司,他不仅能对机顶盒厂家甚至芯片厂家发号施令,迅速形成垄断,同时还间接控制了运营商的命脉。如果当初没有广电总局要求同密国产CA的政策,打破国外CA公司的垄断,可能就没有了目前国内CA公司的辉煌。这就是传统数字电视封闭商业模式的由来。由于我国数字电视技术是借鉴欧洲标准,我们在引进技术的同时也把这种商业模式引了进来。这种模式在后来逐步增加到数据广播和其他增值应用中,不仅没有得到改变,反而变得更加复杂,更加封闭。

这种封闭的商业模式是以较深较复杂的技术为背景的,运营商很少有这样高深的技术判断能力,对这种商业模式只能被动的适应,使得这种封闭的商业模式又得到了进一步的发展与加强。在这种封闭的商业模式下,上游产业链上各方利益除在头端软、硬件上体现外,更集中体现在机顶盒上,致使机顶盒成本居高不下。中国广电由于其公益性质决定属保本微利经营,基本没有什么积累,面对数字电视头端成本和机顶盒成本居高不下的制约,广电总局倡导的整体转换也就只能艰难慢行,成本问题也就成为制约整体转换实施与推进的严重障碍。

三、数字电视CAS市场及技术现状

条件接收CAS、浏览器、其它增值应用等实际上都是应用软件,传统的商业模式下,分别由不同的软件公司提供,由机顶盒厂家将这些软件集成组合到机顶盒上,这些公司再联合向运营商推销。而中国的数字电视运营商至今仍是一个个市场孤岛,在技术上处于弱势,很容易被看似市场化的联合推销分割包围。因此,在中国数字化进程中,运营商为此付出沉重代价已是不争的事实。正如原绵阳网络公司老总付建林先生所言,严重的是如果在一个市场上投放多款机顶盒产品,则为未来经营、应用开发和服务埋下了严重隐患——在发现所使用的CA出现安全隐患时束手无策,在需要增加新的增值应用时困难重重。为了解决这个难题,很多有识之士进行了积极探索,付出了艰辛的努力,提出了各种解决办法。采用中间件是人们首先想到的,主要有以下两种方式:

用基于JAVA的中间件

采用这种方式,CAS、数据广播、其它增值应用全部都要用JAVA语言去写。比较典型的就是基于JAVA的MHP中间件,由于这种中间件对机顶盒芯片性能及配置要求较高,还涉及到一些知识产权问题,基本陷于停滞状态。假如未来这种高配置的机顶盒成本降低,也不存在知识产权问题,这种方式确实是个不错的选择。如果变成现实,机顶盒性能会有很大提高,就向PC机靠近了,可以很好地实现软硬件分离,所以X86阵营的机顶盒芯片供应商及系统供应商倾向于MHP中间件。这种中间件在技术上没有问题,问题是软硬件成本令人难以接受,前景尚不明朗。

2、基于浏览器的中间件

这种中间件的功能比不上基于JAVA的MHP中间件,需要和机顶盒的基本应用结合才能使用,目前主要用来实现数据广播、双向互动的一些应用。例如,广西广电网络正在开发的互动点播、时移电视回放、卡拉OK点唱、游戏对战、彩票购买、股票实时交易、水电气费和有线电视费用的自助交纳等多种服务就是基于浏览器中间件。以上这些应用可以独立于机顶盒系统单独开发,在这些应用上是部分的软硬件分离。虽然这种应用在目前情况下已经足够,但不排除将来这种中间件的升级。

中间件没有一个固定的定义,普遍理解为中间件是位于平台(硬件和操作系统)和应用之间的通用服务。但是早期广电行业有些技术人员普遍从台式机、服务器系统平台上来理解中间件,在当时机顶盒芯片性能还很差的情况下,数字电视需求上有很强的理想主义色彩,希望在机顶盒上实现很多功能,想让基础应用、CAS、数据广播、其它增值应用都基于中间件之上,结果让人大失所望。归根到底,数字电视技术不同于台式机及服务器的嵌入式系统,运算能力及资源有限,把台式机上一些概念放到机顶盒上,无异于期望把一辆自行车改造成一台摩托车。最后还是要回归理性,还是要基于机顶盒芯片性能的提高,但是封闭的商业模式又阻碍了高性能机顶盒芯片进入数字电视市场。

因为条件加密接收系统CAS的存在,让数字电视技术相对封闭,也给数字电视CA技术披上了神秘的外衣。许多数字电视运营商由于技术水平有限,缺乏对技术发展方向的判断,只能以“两个凡是”作为决策判断的依据:凡是已经批量用过的就是好的;凡事没有问题的就是没问题。人云亦云,不论是对CA还是芯片,盲目相信所谓的“主流”,让传统数字电视的商业及技术模式更加牢固。

芯片的发展受制于软件环境的完善,一种新的芯片从问世到批量生产,需要经过多种软件的集成、测试,其中包含CA软件,一般需要花费2-3年的时间才能完善,致使机顶盒芯片更新换代很慢。当该芯片开始批量生产的时候,按照“摩尔定律”,芯片技术已经发展了两代。更有许多芯片还没有开始量产就落后了,导致一些机顶盒芯片公司退出该市场,特别是针对有线机顶盒芯片公司,真正能够满足要求的芯片寥寥无几。运营商不得不付出高昂的成本去购买性能过时的机顶盒产品。

高昂的转换成本让运营商付出了沉重的代价,这也是在特定条件下所必需付出的学费。现在许多数字电视运营商的技术水平有了很大的提高,也开始积极探索新的出路。为了改变这种现状,克服CAS对数字电视技术发展的影响,人们进行了有益的探索。

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