暢達學術論文網歡迎您光臨!
學術論文發表
《中國有線電視》雜志論文

EMM帶寬超限問題解決方案

2019-6-18 15:21:18 | 瀏覽120次 | 《中國有線電視》論文 | 全部雜志
  摘要:CAs可以為大中型付費媒體運營商的內容業務提供安全保證,并通過對最終用戶的管理提供 更豐富的付費手段。主要闡述了在艾迪德cAS系統(KMS)中EMM帶寬超限問題所產生的現象以及造 成的嚴重后果,并且提出了該問題的解決方案。
  關鍵詞:CAS;KMS;EMM;帶寬超限
           The Solution to EMM Band、jl,idth Ove咖n Problem
                     口YANG Rongxia 
  (Hebei Radio and 7relevision Info珊ation NetwDrk Group Co.,Ltd,Shijiazhuang 050000,China)
  Abstract:CAS can provide security guarantees for content services for large and medium-sized paid media op— erators and provide richer payment methods through management of end users.This article mainly elabomtes the phenomena and serious consequences caused by the EMM bandwidth oveITun problem in the Aidede CAS system(KMS),and proposes a solution to this pmblem.
  Key words:CAS;KMS;EMM;bandwidth overrun
   O 引言 在采用MPEG一2標準的數字電視系統中,與節目流有條件接收系統相關的兩個數據流是授權控制信 息(ECM,Entitle Control Message)和授權管理(EMM, Entitle Manage Message)。為了保證EMM帶寬資源的 有效利用,一般都會對每個EMM設置最大帶寬,但是 經過對EMM碼流分析后,發現在碼流中EMM帶寬有 時會超出設置的帶寬。
   1 CAS工作原理
   1.1 CAS定義 條件接收系統(conditional Access System,簡稱 CAS)是數字電視平臺不可缺少的部分,它負責完成用 戶的授權控制與管理信息的獲取、生產、加密、發送及 節目調度控制,保證只有已被授權的用戶才能收看節 目,從而保護制作商和運營商的利益。
   1.2基本原理 CAS的組成包括有:用戶管理系統sMs、業務信息 生成系統SIG、用戶授權管理系統sAs、節目管理 PMs/SI編輯系統、節目調度處理EIS、條件接收CA 等。共含有管理用戶的SMS和管理節目的CA兩大部 分。cA主要分為信號加擾和加密兩大部分。信號加 擾是通過一個隨機碼發生器所產生的隨機碼(稱為控 制字CW)來控制加擾器對信號的加擾;加密是要使加 擾的信號在接收端成功地解擾,接收端也必須要有和 加擾端一模一樣的控制字來控制解擾器,所以,如果直接將前端的cw傳送到接收端會很容易被黑客截獲而 使cAs失去作用。為此,要對Cw進行加密傳送,這 種加密是一種多層加密機制,可以增加cw傳送的安全性,直接對CW加密的第一層所產生的密文稱為授 權控制信息EcM,通過復用器與加擾的碼流一起傳 送,ECM還含有時間、節目價格、節目授權控制等信 息,因此EcM是面向節目的管理信息。對cw加密的 密鑰稱為工作密鑰sK,第二層加密是用稱為節目密鑰 PDK對SK進行加密,所產生的密文和從SMS獲取的 授權指令通過SAS生成的授權信息組成授權管理信 息EMM,EMM還含有智能卡號、授權時間、授權等級 等用戶授權信息。這些信息主要是完成對用戶的授權,因此EMM是面向用戶的管理信息,EMM對用戶在 什么時間看、看什么頻道進行授權,它也通過復用器與加擾碼流一起傳送,以上這些組成了CA最基本的加密系統。
   2 CA廠商 目前我公司主要使用的CA廠商見表1。 表1 主要使用的CA廠家 本文主要闡述的是KMS EMM帶寬超限問題。
   3 KMS系統架構 目前使用的KMS系統為以FSR為核心的EMM/ ECM分布式結構,具體情況如下:
   3.1 KMS邏輯架構框架 KMS邏輯架構如圖1所示。
   3.2網絡鏈接 KMS網絡鏈接如圖2所示。
   3.3線纜鏈接 KMS線纜鏈接如圖3所示。
   4 KMS系統EMM帶寬超限 KMS系統中的總智能卡數為6 865 025,已開卡智 能卡數為6 272 164。EMM最大允許帶寬為450 bps,EMM連接數為318,EcM連接數為315,平均使用帶寬 為250 kbps。經測試,實際EMM帶寬瞬時峰值(時間 間隔為20 ms)會達到1.6 Mbps,但是同時沒有發現節 目碼流有丟包的現象。 EMM超限問題會造成某些直播節目在播放過程 中產生馬賽克現象。目前KMS系統每月發送的SMS 指令超過500萬條,日平均超過16萬條。在用戶觀看直播視頻的同時,由于EMM帶寬超限所造成的馬賽 克現象影響了用戶的視覺感官享受,進而會造成后續 的一系列問題。
   5解決方案 針對上述問題,我們采取了以下措施進行解決。
   5.1 安裝EMM帶寬優化補丁 針對EMM帶寬不平滑的問題,安裝EMM帶寬優 化補丁,該補丁對KMs的EMM帶寬控制進一步優化,使EMM發送更均勻。另外對連接類型是section的 EMM連接進行調整,將全部EMM連接修改為packets 連接方式。 上述措施實施后,KMS系統的平均帶寬已經成功 控制在450 kbps之下。通過wireshark抓包分析,KMS 的EMM帶寬瞬時峰值(時間間隔為20 ms)約為1.1Mbps。
  5.2實施EMM分組標簽 同時在KMS系統中對EMM進行區域過濾,對各 個地區的加擾設備只發送該地區智能卡對應的EMM 數據,大大減少了地市的EMM帶寬,絕大部分地市的 EMM已經降低為調整前的50%以下。 河北KMs系統中的用戶數已經超過650萬,目前的EMM帶寬已經不 能滿足EMM循環的 要求,造成系統中經 常出現dead letter, EMM不能正常發K 出,進而造成授權信 息刷新不及時的問 題。同時由于各縣市的加擾設備的性 能差異,EMM帶寬 不能設置過大,否則 會引起EMM連接告警。為了解決這些問題,需要啟用 EMM連接上的分組 過濾功能,對現有的 智能卡進行分組。具體的方式如下:
 (1)BOSS系統對新開戶的智能 卡一定要使用帶LOcArrION信息的 SOFULL,這樣可以避免組地址被重 用而產生的授權信息和re矛on信息被修改的問題。
 (2)停止Negative Entitlements 刷新。禁用Negative Entitlements刷 新后刪除授權的EMM不會播出,就 可以避免出現E16的錯誤。
 (3)將智能卡和location對應信息導人KMS數據 庫,標明為SOL0cA,確保卡號唯一,并且所有的卡號 都有對應的location。
 (4)生成SOLOCA命令的腳本,統計目前系統中 所有的組信息 select distinct groupaddress/1 6 as groupaddress into tmp—sgroup f沁m CaSmartcardGmup order by gmupaddress/1 6 生成腳本,每一行是為一個super group生成sO— LOcA命令的腳本 select concat(Iselect concat(’’SOLOCA,000001,¨, Scno,¨,¨,Ioc)from sclo where scUniqueAddress in (select scUniqueAddress from CaSmancardGroup wheI℃groupaddI℃ss not in (sel∞t乎uu弘Id出ess‰l c£舊:伽p訓1e陀L)c撕onID=1) and groupAddress/16 =’,groupaddress,’)’)f而m tmp—sgroup order by gmupaddress 706 |l'、、⋯’⋯m11。i1 、¨lt·f’ l()(,lI卜⋯lrh n⋯1 IBM 3550 M4背板圖
 (5)運行步驟4中生成的腳本,每次根據EMM帶寬使用情況生成10—20個super gmup的SOLOcA命令,將結果保存到文件。
 (6)在command client中運行5中生成的批量命令。
  5.3 KMS版本升級 雖然上述的措施已經在一定程度上緩解了EMM 帶寬超限的問題,但是由于目前有兩路省平臺輸出的節目流無法進行區域過濾,所以這兩路節目流上仍存在EMM帶寬超限的情況。
  為了全面解決EMM帶寬超限的問題,對KMS系統進行了版本升級。升級后增加了對單個EMM連接 進行EMM帶寬控制的功能,可以通過對單個EMM連 接設置傳輸的EMM最大帶寬來解決EMM帶寬超限的問題,可以對EMM帶寬壓力較大的EMM連接進行 單獨的帶寬限制。
  6結束語
  針對KMS EMM帶寬超限問題,我們首先安裝了EMM帶寬優化補丁,優化帶寬控制;然后針對用戶數量較多、授權集中發送等問題采用了分組標簽的方式 對EMM進行區域過濾;最后將河北省網使用的KMS 3.12升級為3.17。經實踐,通過以上措施,EMM帶寬超限問題已基本解決。
  參考文獻: [1] 周巖.有線電視技術與寬帶技術的融合發展[J].產業與科技論壇,2014,(17):42—43.
  [2]錢振凱.基于加擾流的數字電視平臺建設方案 [J].有線電視技術,2011,(3):39—42.
  [3]周文浩.EMM在cAS中的運行實踐[J].中國有線電視,2012,(8):911—913.
  [4]劉思偉.有條件接收系統綜述[J].有線電視技 術,20ak4,1l(14):43—45. 1收稿日期:2018旬5.09
  楊榮霞(河北廣電信息網絡集團股份有限公司,河北石家莊050000)
本文是《中國有線電視》雜志正式刊出的論文,僅供個人學習參考,請勿轉載、抄襲或作其他用途!