从FCC放弃CableCARD看机卡分离

背景资料：

      2009年12月25日美国联邦通信委员会(FCC)宣布了一个震惊的消息，承认CableCARD是一个彻底的失败，并放弃CableCARD。CableCARD在中国也叫机卡分离大卡方案。这对中国广电正在推行的“机卡分离”政策敲响了警钟。

      他山之石可以攻玉，本文希望能给业界和管理者一个参考信息，避免重蹈别人走了10年的覆辙。

什么是CableCARD

      CableCARD是一种装有各有线电视运营商不同的收费系统的、给用户配备的安全组件，参照PCMCIA标准和DVB-CI标准，也就是我们所称的大卡，消费者只要将此卡插入家中的电视机、机顶盒就能收看有线电视运营商提供的数字节目，而这些电视机和机顶盒也必须具备一个或两个机卡分离插座。

      在2007年之前，美国的有线电视运营商和现在的中国运营商一样采用定制的机顶盒免费送给用户，收取收视费盈利。美国的机顶盒市场大部分被Motolola和SA垄断，这些大量的机顶盒没有通过自由市场而是通过运营商直接进入了用户家庭。机顶盒应该就是一个家电产品，看着Motolola和SA等机顶盒公司赚得盆满钵满，松下、三星、索尼、LG等这些生产电视机和机顶盒的厂商坐不住了，通过美国消费电子协会（CEA），要求运营商采取“机卡分离”措施，以便从运营商机顶盒和一体机市场分一杯羹。但有线运营商们以各种理由拖延，经过多年的抗争，FCC勒令有线运营界必须在2007年7月1日兑现机卡分离的承诺。那些家电制造商曾为此欢欣鼓舞，称消费电子制造业打赢了“机卡分离”的独立战争。

      对于美国有线电视运营商来说，如果实现了机卡分离，实现机顶盒和一体机的市场化，既可以降低其推广数字电视的成本，扩展用户数量；站在用户的角度，用户又可以从市场上购买自己喜欢的机顶盒，对于不喜欢使用机顶盒的用户也是一个好消息；站在那些家电制造商的角度，还可从有线运营商封闭的市场里分一杯羹。这三方面看似一个多赢的局面，经过长达10年的尝试，为什么到后来被宣布是一个“彻底的失败”呢？更让人不解的是“机卡分离”政策对运营商有利，为什么他们却要反对呢？这是一个十分复杂技术和商业问题。

为什么有“机卡分离”？

      现在世界范围内的数字电视技术标准起源于欧洲的DVB标准，美国和中国的有线数字电视技术标准完全照搬照抄欧洲的DVB-C标准。在DVB标准中没有定义详细的加密接口规范，只允许采用同密手段引入不同加密系统的竞争。这些加密系统的软件与机顶盒软件捆绑在一起再与硬件捆绑，如果加密系统软件是由独立的第三方软件公司提供，还需要将涉及到加密系统安全的机顶盒部分的CA加密软件授权给不同的机顶盒厂家，不但造成了加密系统的不安全，也已经证明是造成机顶盒混乱的重要原因。如果多个CA在市场上同时存在，那将是混乱的指数倍，生产各式各样加密系统的机顶盒对机顶盒厂家及运营商来说是一件麻烦事。最初，大家想到了如果像手机那样能够机卡分离，这个问题应该可以解决，但事与愿违。

      手机终端得以市场化，是因为实行了有效的机卡分离。运营商只负责发卡，通用的手机可以由各个手机生产厂大批量生产，所以才迅速普及。

      于是大家都希望能有一种通用的机顶盒，厂家可以不再针对特定的运营商就可以大批量生产，运营商也只负责发卡。但这样照搬照抄手机市场模式，却因各个运营商所采用的CA加密系统接口标准高度私有保密不统一，无法实现类似手机市场的那种理想的机卡分离，只能用一个模块将私有保密的CA接口包裹起来，然后再在模块上插入CA智能卡，连同模块一起插入到配备通用CI插座的机顶盒上使用。这个模块在欧洲叫做CI模块，在美国叫做CableCARD，在中国叫做大卡。人们期望采用这种CI模块的方式实现人们梦寐已久的机顶盒“机卡分离”。

CI模块“机卡分离”的缺点

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      在采用CI模块之后，机顶盒是通用了，可以由机顶盒厂家批量生产，但随着CI模块的使用，一系列的问题开始暴露出来。

      1、CI模块混乱成本高。因为各个CA的接口标准私有不通用，使用不同的CA卡也必须配备不同的CI模块，虽然机顶盒通用了，但模块又变成了私有不通用的，同样限制了它的批量使用。这种模式实际上将机顶盒的混乱转移到了CI模块的混乱，并没有根本解决问题。随着机顶盒成本的不断降低，CI模块成本并没有降低，甚至比一台机顶盒还要贵。

      2、降低了黑客破解CA的门槛，影响到了CA的安全性。由于在CI模块内的代码主要是和CA有关，且代码量不大，便于黑客分析破解。CI模块最早在欧洲使用，黑客们在CI模块中找到了破解CA的途径，各公司的第一代CA很快就全部告破。至今还可以在欧洲的数字电视网站上看到众多的黑客破解信息。

      3、解决运营商的其他问题。随着运营商对用户服务水平的提高，各种在机顶盒上的应用应运而生，例如VOD、增强EPG功能等等。这些功能需要在机顶盒软件方面进行开发，仅仅采用大卡的方式还是解决不了问题。在中国各地又多了各种私有封闭的浏览器和股票系统，也同样是采用CI模块的机顶盒所解决不了的。

美国运营商抵制“机卡分离”的原因：

      在商务方面，既然美国的运营商已经大量使用了MOTO和SA的机顶盒，那么前端系统也一般由他们同时提供，这样就带来了一系列的问题。

      首先是技术高度封闭。所有的系统都由一家供应商提供，他们当然不愿意向其竞争对手开放去帮助松下、LG等公司从自己碗里分食利润。于是，类似VOD和增强EPG等功能只能在他们自己的机顶盒上使用。于是，使用松下、LG等公司的机顶盒或一体机只能收看基本的加密节目包，不能享受到运营商提供的其他服务。

      美国有线电视收费很高，一场热门的拳击比赛的收视费会到60美元以上，比从中国进口一台机顶盒还要贵。运营商对加密系统的安全性要求很高，他们对CableCARD的安全性当然感到担忧。所以美国数字有线电视采用了安全性很高的无卡CA系统，而无卡CA系统本身也不需要CI模块。

      在没有做到像PC机那样有开放透明的标准，且没有有效的软硬件分离之前，机顶盒供应商越多，机顶盒就会越混乱，软件升级就越困难。即使MOTO、SA等技术提供商愿意为其他机顶盒提供服务，相信面对混乱的机顶盒，他们也是无能为力。技术水平相对较高的美国运营商当然会明白这个道理。

      综上所述，在运营商担心对用户服务质量下降、加密系统安全漏洞以及机顶盒混乱的情况下，运营商当然会“抵制”机卡分离政策，实际上也是出于无奈，再加上在技术上的不可操作性，迫使FCC承认CableCARD机卡分离政策是一个“彻底的失败”。

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      所以，在美国市场上销售的电视机的“机卡分离”接口部分电路纯粹是一种浪费，这种现象也开始在中国出现。

不解决CA接口私有封闭的“机卡分离”政策同样也会失败

      在我国，为了解决机顶盒“机卡分离”问题，除了确定CI接口标准外，还确定了UTIUSB机卡分离标准，这种机卡分离标准在形式上和DVBCI是一样的，也是将私有封闭的CA接口包裹起来，同样也是将机顶盒的混乱转移到外置模块的混乱上，只是连接方式改变、引脚减少而已。在同一个场所，同时存在两个标准本身就造成了混乱，就像地面国标一样，变成了利益集团的博弈和管理者对各方利益的权衡。

      可以断定，在美国历经10年试用的“机卡分离”最终宣告失败，在中国也是前途未卜，很可能面临同样的命运。

电视机厂家生产一体机应当慎重

      从现在的市场状况来看，力推“机卡分离”的除了模块的供应商，还有电视机厂家，特别是在美国占有市场的三星、松下、LG等外资电视机厂家，国内推广力度最大的有TCL。在用户实际使用一体机的过程中已经暴露出了很多问题，用户多花了钱，购买了一体机还得需要在配备一个机顶盒才能收看，引起了很多用户的投诉。也可能是看到了CI模块的缺陷，眼下一些电视机厂正在实施的一体机计划很多是采用所谓的1+1方式。

      所谓的1+1方式就是，实际上将机顶盒部分电路做成一个数字模块，然后再与原来电视机的视频输入部分用一个接口连接在一起，把电视机厂家担心的一体机混乱转移到了这个活动的数字模块上。这种模式因为数字模块和电视机的连接比较简单，受到了电视机厂家的青睐，但同样也存在很多问题。

      首先，因为采用插座对接或连线模式，数百兆的HDMI数字信号很难实现完整的连接，这些数字模块与原来电视机输入接口的连接基本上是模拟连接，在小尺寸电视机上收看效果影响不大。但在大尺寸的电视机上，图像质量会有所下降。

      其次，高清平板电视逐渐成为主流，再配备高清接收模块，采用简单的1+1模式的时候，不能充分发挥电视机和机顶盒各自的优势，会在看标清电视信号时出现图像质量下降的现象，很多已经使用高清机顶盒的用户已经发现了这种现象。

      再次，电视机厂家的这种1+1模式的思维也和美国CableCARD的思路一样，电视机厂家的这个数字模块可以理解成放大了的CableCARD，只是包含了机顶盒的所有功能，将混乱转移到这个数字模块之后，也同样逃脱不掉类似机顶盒的混乱，因为不能量产，其成本甚至比机顶盒还要高，还不能进行高质量的数字连接，用户购买这种一体机也就失去了意义。

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      比1+1模式还要独立的CableCARD已经被FCC认为是彻底的失败，1+1模式的一体机也肯定不会走太远！

利用下载式CAS的探索之路

      美国有线电视运营商曾表示，今后数字电视CAS的发展方向的“DownloadableCAS技术”，该项目仍沿用PCMCIA卡，目的是让消费电子厂商批量和大规模地制造标准数字电视接收设备，让不同运营商的用户，通过不同的CableCard，方便使用各自不同的智能卡。

      在发现上述技术仍然存在靠封闭获得安全的缺陷之后，cablelabs认为解决机卡分离的最好方法是采用下载式的条件接收系统DCAS，终端的CA将通过软件的方式安装到机顶盒中，不需要CAM卡或CableCARD，甚至不需要智能卡，就可以实现机卡分离，更为方便，安全性更高，成本也更低廉，该技术已得到了意法半导体、博通、卓然、恩智浦、富士通等主流芯片厂家的支持，先后推出了多款支持DCAS的芯片投入市场。如果不需要智能卡，这种技术和国内的泰信下载式无卡CA技术类似。传统的机卡分离方案以及智能卡CA方案已经面临着新技术的巨大挑战。

      “机卡分离”在中国除了信产部颁布的关于基于PCMCIA大卡和基于USB的UTI标准之外，国内专门研究无卡CA技术的泰信电子也提出了开放式的可下载CA技术，该技术实现了靠近底层的接口统一和开放，因而可以在软件上将各种私有的CA接口包裹起来，将各种私有封闭的CA在靠近底层实现了接口统一。如果所支持的机顶盒内置安全模块，还可以去掉智能卡，这在很大程度上实现了类似PC机的软硬件分离，无缝连接传统封闭式的智能卡CA和将来开放环境下包含DRM功能的CA平台，可在条件接收技术领域起到承前启后的作用。该技术已经在富士通高清机顶盒上得到了应用，并有望在一体机上大量使用。

用＂软硬件分离＂代替＂机卡分离＂是数字电视技术的发展方向

      迅速发展的PC机产业，所采取的商业和技术模式就是软硬件分离，并在此基础上总结出了半导体产业的“摩尔定律”。PC机的所有硬件接口都是开放的，所有的软件可以基于开放的接口进行开发，一方面硬件可以量产，产生横向竞争，充分的市场化使得硬件性价比得以飞速提高，另一方面软件产品也随着硬件的不断提升进行不断的升级，并根据用户对软件性能更高的要求来刺激硬件性能的提高，相互形成了发展的正效应。

      我国数字电视用户已经达到6500万之巨，很多平移较早的广电已经开始感觉到机顶盒正在变成它们的一个包袱。这个包袱首先体现在这些机顶盒开始进入维修和更新期，现在又面临着高清机顶盒的推广和普及问题。从大局来讲，机顶盒家电市场化理应是一个趋势，但广电采用了私有不透明的智能卡CA标准却变成了机顶盒市场化的最大阻碍，进而一体机的市场化也成了水中月。

      美国CableCARD的“机卡分离”政策实际上是应对私有封闭CA技术所做出的妥协，历经10年的试用及探索已经证明了是一个代价沉重的失败。整个数字电视产业链也因此受到拖累，技术封闭创新不足，发展落后。可见，私有封闭标准的引入，连技术发达的美国都无能为力，更何况是在中国呢？

      随着三网融合技术的推进，以及机顶盒芯片性能的提高，数字电视技术走向开放已成必然，并将越来越有IT化的特质。参照PC机行业成功的软硬件分离商业和技术模式，可以避免数字电视技术继续走弯路。而开放的PC产业没有一项像数字电视CA那样，通过私有封闭的技术拖累整个产业发展的步伐。

      淘汰私有CA标准的束缚，提高服务质量，在广电业界的呼声日益升高。采用开放的技术标准，进而形成数字电视机顶盒和一体机的市场化的美好前景，需要广电业界同仁及产业界的齐心协力，共同开创。