System warunkowego dostępu (CA - Conditional Access) stosowany jest po to, aby nadawane programy oraz inne usługi mogły być odbierane tylko przez uprawnione do tego osoby. Jest to jeden z podstawowych elementów biznesu płatnej telewizji, o ogromnym znaczeniu dla komercyjnego sukcesu telewizji cyfrowej - dlatego problemy związane z dostępem warunkowym okazały się najbardziej kontrowersyjnym elementem projektu DVB (Digital Video Broadcasting).

Jednym z zadań projektu DVB było uzgodnienie jak najdalej idącej, możliwej do osiągnięcia standaryzacji technicznej systemów warunkowego dostępu, z równoczesnym uwzględnieniem różnych interesów grup działających na rynku pay-TV. Rozważano przede wszystkim w jakim stopniu otwarte, międzynarodowe standardy kodowania i transmisji sygnałów powinny być wprowadzone w płatnych telewizjach, które są systemami zamkniętymi, stanowiącymi prywatną własność. Równocześnie zdawano sobie sprawę ze znaczenia jakie mają systemy płatnej telewizji dla rozwoju telewizji cyfrowej - uważa się nawet, że mogą one z czasem stać się uniwersalnym środkiem dystrybucji telewizyjnej. W toku prac prowadzonych przez grupę DVB widać było wyraźnie, że operatorami, którzy najchętniej będą inwestować w infrastrukturę cyfrowej telewizji są funkcjonujący dotychczas oraz nowi operatorzy pay-TV.

Znaczenie warunkowego dostępu, jego technologicznej koncepcji i systemu zarządzana, nie ogranicza się tylko do usług kodowanych, odbieranych na zasadzie subskrypcji. Stosowanie dostępu warunkowego może okazać się konieczne przy przesyłaniu usług niekodowanych wówczas, gdy umowy związane z ochroną własności intelektualnej nie pozwalają na przekroczenie granic pokrycia ściśle określonego obszaru.

Zasada działania

Dla kontrolowania dostępu do programów konieczne jest zastosowanie dwóch głównych technologii. Pierwsza to scrambling (kodowanie) i descrambling (rozkodowywanie) przesyłanych programów; druga to kontrolowanie descramblingu w taki sposób, aby rozkodowane programy można było oglądać tylko na wybranych odbiornikach - zazwyczaj są to odbiorniki należące do osób, które wniosły odpowiednie opłaty. W systemie dostępu warunkowego do scramblera wprowadzone zostaje słowo kontrolne. Uprawnione przez operatora descramblery odbierają to słowo kontrolne, co umożliwia im rozkodowanie programów. Sposoby przesyłania słów kontrolnych i zarządzana nimi są różne w różnych systemach dostępu warunkowego.

W ramach projektu DVB nie udało się uzgodnić jednego, europejskiego systemu dostępu warunkowego. Za standaryzacją CA opowiadali się przede wszystkim nadawcy publiczni, przeciwnikami tej koncepcji byli nadawcy pay-TV. Ostatecznie ustalono, że pewne rozwiązania technologiczne elementów dostępu warunkowego w systemach DVB mogą stanowić własność operatorów, a więc na rynku funkcjonować będzie zapewne coraz więcej różnych systemów CA.

Odstępując od koncepcji uniwersalnego CA, członkowie grupy DVB uznali za celowe opracowanie wspólnego algorytmu scramblingu (Common Scrambling Algorithm) dla transmisji cyfrowej. Tak powstała specyfikacja składająca się z trzech części: pierwsza dotyczy descramblera, druga - scramblera, a trzecia - generacji i przesyłania słów kontrolnych do scramblera. Szczegóły koncepcji scramblingu, zmazane z zabezpieczeniem przesyłanych sygnałów, nie będą publikowane, są natomiast udostępniane przez Europejski Instytut Standardów Telekomunikacyjnych ETSI tym organizacjom i wytwórcom, którzy podpiszą zobowiązanie nie ujawniania tych informacji. System scramblingu podlega regulacjom kontroli eksportu, a w niektórych krajach regulacjom dotyczącym stosowania.

Przyjęcie zasady wspólnego algorytmu scramblingu umożliwia stosowanie różnych systemów CA w różnych, ale współpracujących ze sobą mediach transmisyjnych, jak na przykład satelity i sieci kablowe. Na granicy między tymi mediami proces przejścia z jednego systemu CA na drugi (tzw. trans kontrola ) odbywa się wówczas bez konieczności descramblingu i ponownego scramblingu, a więc przejęcie kontroli nad przesyłanym sygnałem dokonywane jest w sposób prostszy i tańszy.

Simulcrypt

Stosowanie wspólnego systemu scramblingu przy transmisji sygnałów cyfrowych w standardzie MPEG pozwala na wprowadzenie do przesyłanego strumienia danych szeregu informacji, które umożliwiają kontrolę tego samego zakodowanego programu, choć generowane są przez kilka różnych systemów warunkowego dostępu. Technika ta, nosząca nazwę Simulcrypt, pozwala na:

• dostarczanie tego samego programu do odbiorców posiadających dekodery różnych systemów warunkowego dostępu, oraz
• przejście z jednego systemu warunkowego dostępu na drugi w dowolnej grupie odbiorców posiadających dekodery, na przykład dla ochrony przed piractwem.
  

Rys. 5.16. Schemat działania Simulcryptu. [8]

Proces scramblingu sterowany jest przez jedno słowo kontrolne, które pochodzi ze wspólnego źródła, ale może też być generowane w jednym z systemów warunkowego dostępu. To słowo kontrolne dostarczane jest albo do grupy dekoderów typu 1, pracujących w systemie CA 1, lub do grupy dekoderów typu 2, pracujących w systemie CA 2. Dane obu systemów przesyłane są w multipleksie wraz z programem.

Wspólny interfejs (Cl - Common Interface)

Grupa DVB opracowała specyfikację wspólnego interfejsu Cl. Umożliwia on wykorzystywanie wspólnego descramblera razem z elementami własnymi różnych systemów warunkowego dostępu. Cały ten układ wykonany jest w postaci oddzielnego modułu, przyłączanego do gniazda interfejsu w odbiorniku DVB. Interfejs znajduje się pomiędzy tym modułem a zespołem, który zawiera demultiplekser i dekoder MPEG oraz tuner (demodulator dla transmisji kablowej, satelitarnej lub naziemnej. Koncepcja wspólnego interfejsu stwarza więc możliwość połączenia w jednym systemie standardowych elementów MPEG/DVB z tymi elementami warunkowego dostępu, o których technologii i zastosowaniu decydują poszczególni operatorzy pay-TV.

Fizyczne wykonanie modułu interfejsu z 68-kontaktowym złączem odpowiada standardowi PC Card, opracowanemu dla komputerów osobistych. Pierwsza demonstracja Cl odbyła się w grudniu 1996 r., a proces standaryzacji przeprowadzono w 1997 r. pod auspicjami Europejskiego Komitetu Standaryzacji Elektrotechnicznej CENELEC.

Rys. 5.17. Koncepcja wspólnego interfejsu [8]

Problemy prawne związane z dostępem warunkowym

Zadaniem, jakie postawiła sobie grupa DVB, było opracowanie takiej technologii, która umożliwiłaby konsumentowi posiadanie tylko jednego odbiornika, i związanego z nim układu CA, dla odbioru wszystkich dostępnych, zakodowanych programów. W toku prac nie udało się osiągnąć całkowitego consensusu w postaci jednego zestawu uzgodnień operacyjnych, związanych z funkcjonowaniem systemów warunkowego dostępu. Niemniej osiągnięty został pewien poziom standaryzacji wspólnych rozwiązań, które stały się inspiracją dla europejskiej legislacji.

Najważniejszym dokumentem prawnym dotyczącym systemów dostępu warunkowego jest Dyrektywa 95/47/EC Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej o standardach transmisji telewizyjnej.

Dyrektywa ta zaleca stosowanie wspólnego descramblera we wszystkich europejskich urządzeniach powszechnego użytku dla telewizji cyfrowej, w których dokonywany jest descrambling. O transkontroli na granicy mediów mówi się w Dyrektywie w następujący sposób: „Funkcjonujące na europejskim rynku systemy dostępu warunkowego muszą mieć możliwości techniczne dla efektywnej cenowo trans kontroli w kablowych stacjach czołowych, zapewniającej możliwość całkowitej kontroli, na poziomie lokalnym lub regionalnym, usług wykorzystujących takie systemy dostępu warunkowego”. Oznacza to, że operatorzy kablowi będą mogli w swoich stacjach czołowych „wyjąć” cyfrowe usługi telewizyjne z całego, przesyłanego przez satelitę, strumienia zmultipleksowanych i zakodowanych informacji, a następnie ponownie zakodować te usługi dla dystrybucji w swoich sieciach.

Do odbioru pay-TV potrzebne są przystawki do odbiorników (sef-top-box), których technologiczna koncepcja stanowi często własność operatora systemu CA i których funkcje są przez tego operatora kontrolowane.

Popularne systemy kodowania