Цифрлік кабельдік смарт-карта технологиясы

Кіріспе

Цифрлік кабельдік смарт-карта

CableCARD – АҚШ тұтынушыларына кабельдік теледидар компаниясы ұсынбаған, мысалы, теледидар қорапшасы сияқты құрылғыларда, цифрлық бейнежазғыштарда, жеке компьютерлерде және теледидарларда цифрлық кабельдік теледидар арналарын көруге және жазуға мүмкіндік беретін арнайы PC Card құрылғысы. Картаны әдетте жергілікті кабель операторы, ай сайынғы шамалы төлеммен ұсынады. Кең мағынада, CableCARD – АҚШ кабельдік теледидар индустриясының кабельдік емес компаниялардың құрылғыларына кабельдік теледидар желілеріндегі мазмұнға қол жеткізуді қамтамасыз ету үшін жасаған технологиялар жиынтығы. Кейбір технологиялар физикалық картаға ғана емес, сонымен қатар картаны пайдаланатын құрылғыға ("Host") да қатысты. Кейбір CableCARD технологияларын физикалық CableCARD жоқ құрылғылармен де пайдалануға болады. CableCARD – 1996 жылғы Телекоммуникация туралы заңда белгіленген АҚШ федералды үкіметінің мақсатының нәтижесі болды, ол кабельдік операторлардың эксклюзивті жабдықтарын пайдалану қажеттілігін жойып, теледидар қорапшалары үшін бәсекелестік сауда нарығын дамытуға бағытталған. Бұл тұтынушыларға көбірек таңдау және төмен қына баға ұсынуы тиіс еді. 2020 жылғы FCC шешімі кабельдік компаниялардың CableCARD ұсыну міндеттемесін алып тастады, бірақ олар әлі де тұтынушыларға "бөлінетін қауіпсіздік" арқылы қол жеткізу опцияларын ұсынуға міндетті.

Интеграцияға тыйым салу

Басты мәселе, кабель операторларының жабдық өндірушілерге тиімді қауіпсіздікке қол жеткізу механизмдерін ұсынуға қызығушылығы болмауы еді. Бұл мәселені шешу үшін FCC 2005 жылдың 1 қаңтарына дейін кабель операторлары үшінші тараптарға қолжетімді болатын ажыратылатын қол жеткізу құрылғысын пайдалануға міндеттеді және интеграцияланған қауіпсіздікке қол жеткізу механизмі бар жабдықты ұсынуға тыйым салды. Бұл ереже көбінесе «интеграцияға тыйым салу» деп аталады және кабель операторлары сотта да, FCC-ге берген шағымдарында да оған қарсы күресте сәтсіз болды. Мұндай мерзім 2007 жылдың 1 шілдесіне дейін екі рет ықшамдатылды, содан кейін күшіне енді. Интеграцияланған қауіпсіздікке тыйым салу 2015 жылдың желтоқсан айында аяқталды.

Техникалық шолу

CableCARD – CableLabs компаниясының SCTE 28, SCTE 41, CEA 679 және басқа стандарттармен анықталған POD модулі үшін тіркелген тауарлық белгісі. Физикалық CableCARD клиентті сәйкестендіру және рұқсат беру үшін хосттың (әдетте цифрлық теледидар немесе топ-бокс) ұясына салынады, сондай-ақ меншік топ-бокс қажеттілігінсіз шифрланған цифрлық кабельдік сигналды декодтау үшін қолданылады. Кабельдік тюнер, QAM демодуляторы және MPEG декодері хост жабдығының бөлігі болып табылады. Карта шартты қолжетімділік және шифрлау функцияларын орындайды және хостқа MPEG 2 тасымалдау ағынын жібереді. Карта сондай-ақ кабельдік компанияның бас серверлерінен аудиодиапазоннан тыс сигнал беру арнасы арқылы жіберілген хабарламаларды қабылдайды және оларды хостқа жібереді. CableCARD стандартты және жоғары ажыратымдылықтағы арналарға қол жеткізу үшін пайдаланылуы мүмкін, егер олар коммутацияланған бейне жүйесінің бөлігі болмаса. (Бұл тек бір бағытты құрылғыларға қатысты; екі бағытты құрылғылар ауыстырылған бейнені қабылдап, көре алады. Бір бағытты құрылғылардың ауыстырылған бейнені қабылдау және қарау мүмкіндігі Tuning Resolver Interface Specification қосылуымен өзгерді. Коммутацияланған бейнеге қажетті бас станциямен байланыс үшін тюнинг адаптерлері мен тюнинг адаптерлерінің интерфейстері қосылды.) Егер пайдаланушыда QAM тюнері бар болса (кейбір теледидарлар мен DVR-ларда кездесетін мүмкіндік), кодталмаған цифрлық кабельдік арналарды көру үшін CableCARD қажет емес. CableCARD қолдауы жоғары деңгейдегі теледидарларда, оларда CableCARD үшін арнайы ұя және кіріктірілген кабельдік тюнер бар, көбінесе кездеседі. Карта кабельдік абоненті таңдаған арналар мен қызметтерді ашуға арналған бірегей «кілт» сияқты жұмыс істейді, сондай-ақ теледидардың қашықтан басқару пульті кабельдік арналарды басқаруға мүмкіндік береді. CableCARD-ты қолдайтын теледидарлар өндірушілермен «цифрлық кабельге дайын» (DCR) деп белгіленуі керек. Сұраныс бойынша бейне сияқты интерактивті мүмкіндіктер CableCARD хост құрылғысының OpenCable хост құрылғысы болуына байланысты, ал физикалық картамен ешқандай қатысы жоқ. Бұл «CableCARD 2.0» терминін сұраныс бойынша бейнеге қатысты талап ретінде қолдануды жаңылыстырады, өйткені екі бағытты қызметтер бастапқыда нақты карталармен қамтамасыз етілді. M карталары қазіргі CableCARD құрылғыларымен кері үйлесімді. Көп ағындыларды қолдамайтын ескі CableCARD құрылғыларында карта бір ағынды карта ретінде көрінеді. CE компаниялары көп уақыттан бері көп тюнерлерді пайдаланатын құрылғылармен бәсекелесу үшін CableCARD 1.0 хост құрылғылары үшін M карталарын алуға тырысып келеді. Бұл Moxi және TiVo CableCARD DVR, суретке сурет қосылған теледидарлар және CableCARD жабдықталған жеке компьютерлер сияқты өнімдер үшін маңызды, олар пайдаланушы бір бағдарламаны көріп жатқанда екінші бағдарламаны жазуы керек. Бұл үшін осы өнімдерге бірнеше S карталарын пайдалану қажет болар еді.

CableCARD is a term trademarked by CableLabs for the Point of Deployment (POD) module defined by standards including SCTE 28, SCTE 41, CEA 679 and others. The physical CableCARD is inserted into a slot in the host (typically a digital television set or a set top box) in order to identify and authorize the customer, and to provide proprietary decoding of the encrypted digital cable signal without the need for a proprietary set top box. The cable tuner, QAM demodulator, and MPEG decoder are part of the host equipment. The card performs any conditional access and decryption functions, and provides a MPEG 2 transport stream to the host. The card also receives messages sent over the out of band signaling channel by the cable company's headend servers and forwards them to the host. CableCARDs may be used to access both standard definition and high definition channels as long as they are not part of a switched video system. (This applies to one way devices only; two way devices are capable of receiving and viewing switched video. The ability for one way devices to receive and view switched video has changed with the addition of the Tuning Resolver Interface Specification. Tuning adaptors and tuning adaptor interfaces have been added to provide communication back to the headend needed for switched video.) CableCARDs are not necessary for viewing unscrambled digital cable channels if the user has a QAM tuner—a feature in some televisions and DVRs. CableCARD support is most common on higher end televisions that include a special slot for the CableCARD and a built in cable tuner. The card acts like a unique "key" to unlock the channels and services to which the cable customer has subscribed, and the television's remote control will also control the cable channels. Televisions that support CableCARD should be labeled by the manufacturer as "digital cable ready" (DCR). Interactive features such as video on demand rely on the CableCARD Host device being an OpenCable Host Device and have nothing to do with the physical card. This makes the common use of the phrase "CableCARD 2.0" as a requirement for video on demand misleading, since two way services have been provided with the actual cards from the very beginning. M Cards are backward compatible with current CableCARD devices. In older CableCARD devices that do not support multiple streams, the card appears to be a single stream card. CE companies have long wanted M Cards for their CableCARD 1.0 host devices in order to compete with devices that use multiple tuners. This is important for products such as Moxi and TiVo CableCARD DVRs, televisions with picture in picture and CableCARD equipped personal computers, which need to record one show while a user is watching another. To enable this without an M Card, these products would be required to use multiple S CARDs.

Қолданыстағы стандарттар мен сертификаттау рәсімдері

АҚШ-тағы кабель провайдерлері FCC талабына сәйкес CableCARD 2.0 стандартын қолдауға міндетті. Бұл ерекшелік CableLabs компаниясымен әзірленді, ол кабельдік компаниялар консорциумы басқаратын зерттеу тобы. CableCARD-ты пайдаланатын құрылғылар «хосттар» деп аталады және CableLabs-тің ерекшеліктеріне сәйкестігін растауы тиіс. Сертификаттау процесі ұзаққа созылуы мүмкін және әр үш ай сайын жүйелі түрде топтамалар бойынша жүргізіледі. OpenCable хосттарының CableCARD бір бағытты, жалғыз ағынды ерекшеліктеріне сәйкестігін тексеру үшін алғашқы HPNX тест құралын 2003 жылы SCM және Digital Keystone шығарды. Кейіннен, 2006 жылы Digital Keystone екі бағытты және M картасының ерекшеліктерін қолдайтын HPNX Pro нұсқасын шығарды. CableLabs жариялаған «M UDCP құрылғыны қабылдау сынақ жоспары» OpenCable хост құрылғыларын растау үшін HPNX Pro тест құралын қалай пайдалану керектігін көрсетеді. CableCARD құрылғыларының OpenCable ерекшеліктеріне сәйкестігін тексеру үшін алғашқы тест құралы – Margi Systems компаниясы жасаған Host Emulator Tool – 2003 жылы CableLabs компаниясы Scientific Atlanta (Cisco) және Motorola POD құрылғыларын растау үшін пайдаланды (POD кейіннен CableCard деп аталды). АҚШ-тағы кабель компаниялары осы ерекшеліктерге сәйкес келетін CableCARD-тарды ұсынуға міндетті және олардың желілері мен сертификатталған CableCARD құрылғылары арасындағы үйлесімсіздіктерді түзетуі керек. Қазіргі CableCARD стандарты екі негізгі топтың арасындағы қақтығыстан туындады: Ұлттық кабельдік және телекоммуникациялық қауымдастық (NCTA) өкілдік еткен кабельдік компаниялар және Тұтынушы электроника қауымдастығы (CEA) өкілдік еткен тұтынушы электроника компаниялары. CableCARD ерекшеліктерінің келісілген бөлігі бір бағытты қызметтердің жұмыс істеу қағидаларын сипаттайды, сондықтан FCC UDCP (Біржақты цифрлық кабель өнімі) деп аталатын бөлігін ғана талап етті. Бұл ғана қажет болғандықтан, алғашқы құрылғылардың көпшілігі бір бағытты мүмкіндіктерге ие болды, бірақ шығарылған барлық CableCARD-тар екі бағытты мүмкіндіктерге ие болды. CableCARD стандартына енгізілген көптеген жақсартулар, соның ішінде қосымша Multi Stream қолдауы CableCARD 2.0 ретінде белгілі болды. Оптикалық кабельдік қызметтер (мысалы, Verizon Fios) кабельдік қызметтер ретінде жіктеледі және FCC ережелеріне сәйкес CableCARD стандартын қолдауы тиіс. Канадада Cogeco және Shaw кабельдік провайдерлері CableCARD мүмкіндігі бар DVR құрылғыларын ұсынады. Еуропадағы бейнепровайдерлер DVB стандартына сәйкес болуы керек, ол тәуелсіз стандарттау органдарымен басқарылатын, кең ауқымды ашық стандарт. CableCARD теледидарлық емес функцияларды да қолдай алады және хост модуляция мен демодуляция функцияларын қамтамасыз ететін, ал карта кодтау мен IP маршрутизациясы функцияларын қамтамасыз ететін кабельдік модем контроллері ретінде әрекет ете алады; алайда, бұл мүмкіндік сирек қолданылады және кабельдік провайдерге байланысты.

Cable providers in the United States are required by the FCC to support the CableCARD 2.0 standard. The specification was developed by CableLabs, a research group run by a consortium of cable companies. Devices that use CableCARDs are known as "Hosts" and must be certified as compliant with the specification by CableLabs. The certification process can be lengthy and is performed in batches on a regular cycle every three months. The first test tool to verify compliance of OpenCable hosts with the CableCARD one way single stream specifications, HPNX, was released by SCM and Digital Keystone in 2003. Subsequently, the HPNX Pro version, supporting two way and M card specifications, was released by Digital Keystone in 2006. The "M UDCP Device Acceptance Test Plan" published by CableLabs defines how to use the HPNX Pro test tool to validate the OpenCable host devices. The first test tool to verify compliance of the CableCARD devices with the OpenCable specifications, Host Emulator Tool, and produced by Margi Systems, was first utilized by CableLabs to validate the Scientific Atlanta (Cisco) and Motorola POD devices in 2003 (POD was later renamed to CableCard). Cable companies in the United States are required to provide CableCARDs conforming to this specification, and must correct incompatibilities between their networks and certified CableCARD devices. The current CableCARD standard was borne out of an adversarial process between two main groups: cable companies represented by the National Cable & Telecommunications Association (NCTA) and consumer electronics companies represented by the Consumer Electronics Association (CEA). The portion of the CableCARD specs that could be agreed upon describe how one way services work, so only the portion known as UDCP (Unidirectional Digital Cable Product) was required by the FCC. As it was the only thing required, most of the early devices were one way capable; however all the actual CableCARDs produced were two way capable. Many enhancements to the CableCARD standard including the optional Multi Stream support became known as CableCARD 2.0. Optical cable services (e. g. Verizon Fios) are classified as cable services and must, by FCC rules, also support the CableCARD standard. In Canada, cable providers Cogeco and Shaw offer CableCARD enabled DVRs. Video providers in Europe must conform to the DVB standard which is a more comprehensive open standard governed by independent standards bodies. CableCARDs can also support non television functions and can act as a cable modem controller with the host providing modulation and demodulation functions and the card providing decoding and IP routing functionality; however this feature is rarely used and depends on the cable provider.

Бала асырап алу

АҚШ-та CableCARD-ты енгізуге кабельдік операторлар көп қарсылық көрсетті, өйткені олар өздерінің топтық қораптарын қолдауды қалаған. 2006 жылдың ақпан айына дейін қабылдау баяу болды, 141 000 данаға жетті. 2007 жылдың шілдесінде FCC-нің топтық қораптардағы интеграцияланған қауіпсіздікті тыйым салуымен, барлық жаңа топтық қораптар CableCARD-ты шифрлау механизмі ретінде пайдалануын талап еткенімен қарсылық азая бастады. 2009 жылдың маусымына қарай АҚШ-тың 10 ірі "қалыптасқан" кабельдік операторлары CableCARD-пен жабдықталған 14 миллионнан астам операторлық топтық қораптарды және бөлшек сауда құрылғыларында пайдалану үшін 437 800 CableCARD модульдерін орнатты. Ұлттық кабельдік теледидар қауымдастығы 2016 жылдың сәуірінде тоғыз ірі кабельдік операторлардың бөлшек сауда құрылғыларында пайдалану үшін бар болғаны 621 400 CableCARD қолданғанын, ал 55 миллион операторлық CableCARD-пен жабдықталған топтық қораптарды ұсынғанын хабарлады. Бұл CableCARD-тың топтық қораптардың бәсекелі бөлшек сауда нарығын құру мақсатына жете алмағанын көрсетеді. АҚШ-тан тыс елдерде CableCARD тек Оңтүстік Кореяда Nagravision және VideoGuard шартты қолжетімділік (CA) жүйелерімен бірге қолданылды. АҚШ-та CableCARD-ты қабылдау көбінесе Cisco-ның PowerKEY (алғашқыда Scientific Atlanta әзірлеген) және Motorola-ның (қазір Arris) MediaCipher CA жүйелерімен үйлесімді болды.

Келесі бастамалар

2010 жылы Федералды байланыс комиссиясы (FCC) AllVid деп аталатын жаңа жүйеге қатысты сауалнама жариялады. CableCARD-тан өзгеше, AllVid электрондық бағдарламалар, көруге ақы төлеу және сұраныс бойынша бейне сияқты екі тарапты қызметтерді іске қосуды мақсат еткен. Кабельдік индустриядағы көптеген мамандар физикалық CableCARD-тарды толығымен жоюды қолдап жүр. Бұл кабельдік компаниялар физикалық карталардан бас тартуды қалайды және физикалық CableCARD орнына жүктемелі шартты қолжетімділік жүйесі (DCAS) деп аталатын жүктемелі қауіпсіздік компонентін пайдалануды ұсынады. Осы ұсыныс бойынша, әрбір үйлесімді құрылғыға арнайы қауіпсіздік чипі орнатылуы тиіс; егер қауіпсіздік жүйесі бұзылса, жаңа қауіпсіздік бағдарламасын құрылғыға жүктеуге болады. FCC әзірге оны мақұлдаған жоқ. Тұтынушылық электроника компаниялары кабельдік компаниялардың желілеріне еркін қол жеткізуді қамтамасыз ететін өз ұсыныстарын жақтады, ал CableLabs-тың рөлі желінің тұрақтылығы мен қауіпсіздігін сақтау үшін кабельдік компаниялардың мүдделерін қамтамасыз етумен шектелді. 2020 жылдың қыркүйегінде FCC кабельдік операторлардың CableCARD қолдауын және есеп беру талаптарын жойды, кабельдік индустрияның CableCARD-ты енгізуі мен пайдалануы «көкнәрлі» болғанын мойындады және бәсекелестік Интернет арқылы ағынмен берілетін медиа арқылы тұтынушыларға қосымша мүмкіндіктер ұсынғанын атап өтті.