Brevet FR2677208A1 — publié le 19921204

i PROCEDE ET DISPOSITIF D'INSERTION DE VOIES PAQUETS DANS UN SIGNAL DE TELEVISION A MULTIPLEX ANALOGIQUE-NUMERIQUE L'invention concerne la diffusion de programmes de télévision, et notamment de programmes de télévision à accès conditionnel, sous forme d'un signal à radio-fréquen- ce constitué d'un multiplex temporel de signaux analogiques d'images et de signaux numériques de données et de son; elle trouve une application particulièrement importante dans la diffusion de programmes suivant la norme MAC/PAQUET (qu'on désignera pour simplifier par le terme MAC/P) utili- sant le système d'accès d'Eurocrypt défini dans le document "Système d'accès conditionne Z pour la famille MAC/PAQUET: Eurocrypt" publié en mars 1989. L'invention est cependant applicable à la diffusion de programmes sous forme de signaux autres que ceux de la norme et notamment de signaux de télévision haute défini- tion dits HD MAC. L'invention vise plus particulièrement à fournir un procédé et un dispositif permettant d'insérer, dans un si- gnal entrant du type ci-dessus défini, dont la partie numé- rique est incomplètement utilisée, une ou plusieurs voies paquets supplémentaire. Dans le cas d'un signal MAC/P, l'invention peut être mise en oeuvre chaque fois que le signal entrant com- porte, dans sa partie numérique, des paquets de bourrage représentant des ressources inutilisées, en nombre suffi- sant. La substitution de paquets de bourrage par des pa- quets supplémentaires, surtout lorsqu'ils sont embrouillés par un circuit introduisant un retard, semble a priori dif- ficile à réaliser En effet, d'une part il est indispensa- ble de ne faire subir aucune altération aux composantes du signal entrant, en particulier lorsqu'il est embrouillé et d'autre part il faut éviter tout déphasage relatif dépas- sant une fraction d'échantillon dans le signal sortant Au surplus, il faut dans la quasi-totalité des cas insérer non seulement les paquets représentant une ou plusieurs voies supplémentaires, mais aussi les informations permettant de retrouver ces voies dans le signal de sortie. L'invention vise à fournir un procédé et un dispo- sitif permettant de répondre à ces conditions. Elle propose notamment dans ce but un procédé d'in- sertion de voies paquets supplémentaires dans un signal en- trant de diffusion de programmes sous forme d'un multiplex numériqueanalogique du genre ci-dessus défini, dans lequel la partie numérique comporte des paquets de bourrage inuti- lisés (ou éventuellement des paquets représentant une voie son ou données à écarter au profit d'une autre), caractérisé en ce qu'on démultiplexe le signal d'entrée pour séparer la partie numérique de la partie ana- logique, on substitue des paquets constituant une voie sup- plémentaire à une partie au moins des paquets de bourrage, on détermine le retard provoqué par la substitution de pa- quets et on effectue un multiplexage des parties analogique et numérique après avoir imposé à la partie analogique un retard correspondant à la durée de l'opération de substi- tution de paquets. Dans le cas d'un signal de type MAC/P, on extrait la voie zéro et les paquets utiles de la partie numérique, en éliminant les inutilisés, tels que les paquets de bour- rage, et on constitue une nouvelle partie numérique à partir des paquets utiles du signal d'entrée, des paquets de la voie supplémentaire et d'une nouvelle voie zéro con- tenant des données d'identification de la voie supplémen- taire. L'invention propose également un dispositif permet- tant de mettre en oeuvre le procédé ci-dessus défini, com- prenant des moyens de démultiplexage séparant la partie nu- mérique du signal entrant de la partie analogique, des moyens pour substituer des paquets constituant la voie à insérer à une partie au moins des paquets inutilisés et des moyens de multiplexage de la partie analogique inchangée et de la partie numérique modifiée par substitution de paquets. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: la figure 1 est un schéma de principe montrant les opérations effectuées au cours d'un procédé d'insertion des paquets représentant une ou plusieurs voies son dans un signal constitué d'un multiplex numérique-analogique cor- respondant à la norme MAC/P; et la figure 2 est un synoptique de principe d'une unité de traitement utilisable pour le traitement des pa- quets du multiplex suivant le procédé schématisé en figure 1. La première opération effectuée sur le signal en- trant 51 est constituée par un démultiplexage 1, permettant de disposer en temps réel des différentes composantes du signal: partie analogique ou MAC, constituée par le si- gnal d'image (luminance et chrominance), fractions de la partie numérique, constituées par le contenu de la ligne 625, les paquets P 1, qui constituent eux-mêmes un multiplex, et éventuellement le télétexte, certaines au moins de ces fractions pouvant être embrouil- lées avec une clé d'exploitation du genre décrit dans le document Eurocrypt. Le multiplex constitué des paquets Pl comporte, d'une part des paquets à conserver, représentant une ou plusieurs voies son, et d'autre part des paquets (paquets de bourrage en général) ayant une structure identifiable qui doivent être remplacés par les paquets représentant une ou plusieurs voies son ou données supplémentaires. Les paquets de bourrage peuvent, au gré du diffu- seur, être constitués uniquement par des zéro, uniquement par des un, par une combinaison suivant une séquence pré- déterminée ou par une combinaison aléatoire Certains des paquets (les paquets d'ordre zéro dans le multiplex de cha- que trame de signal, dans le cas du MAC/P) constituent une voie d'identification des services, souvent dénommées voie zéro. Le multiplex des paquets Pl est soumis, au cours d'une étape de traitement 2, à des opérations d'extraction des paquets à remplacer et d'insertion des paquets repré- sentant une voie nouvelle, provenant d'une source 3, ou plusieurs. Pour permettre le multiplexage des paquets résul- tant du traitement avec les autres composants numériques et avec la partie analogique non modifiée, il est nécessaire, lorsque le signal est brouillé, d'assurer une remise en phase du multiplex analogique et des autres composants. Pour cela, on détermine le retard subi par les paquets lors du traitement 2 Dans le mode de réalisation montré en figure 1, le calcul 5 du retard est effectué par comparaison entre le multiplex constitué par les paquets provenant du traitement 2 et un signal de synchronisation de trame extrait de la ligne 625 et qui permet de reconstituer également le signal de synchronisation de ligne. Il serait également possible de déterminer le re- tard en utilisant, en addition au signal de synchronisation de trame ou à sa place, les signaux de synchronisation de ligne présents dans les paquets à chaque ligne. Le calcul 5 du retard est effectué à partir de si- gnaux provenant d'une part de l'extraction de synchronisa- tion 4, d'autre part, du multiplex de paquets P 2 résultant du traitement Ce retard est utilisé pour trois opérations de mise en phase 6, 7 et 8, respectivement sur la partie analogique, le télétexte s'il existe et la ligne 625. Cette synchronisation n'est pas nécessaire dans le cas d'un signal non embrouillé, car un retard de quelques trames du son par rapport à l'image n'est pas gênant. Les composantes obtenues sont regroupées par multi- plexage 9 et constituent un signal sortant 52 en bande de base qui peut être utilisé pour moduler de nouveau une por- teuse Le signal 51 peut être directement disponible en bande de base ou obtenu par démodulation d'un signal d'entrée: ce dernier cas est notamment celui de la mise en oeuvre de l'invention en tête de réseau terrestre de diffu- sion, la source A étant alors par exemple un récepteur de diffusion par satellite. Les diverses étapes décrites Jusqu'ici peuvent être réalisées en utilisant uniquement des composants actuelle- ment disponibles, sauf pour le traitement 2 Cette étape peut être réalisée en utilisant un bloc du genre montré en figure 2, qui constitue un mode de réalisation avantageux, mais non exclusif. Le bloc montré en figure 2 est notamment utilisable en cas d'accès conditionnel à la voie ou aux voies supplé- mentaires insérées Dans ce cas, le multiplex 52 doit com- porter un message de contrôle de titre d'accès ECM, conte- nant un mot de contrôle CW chiffré par une clé d'exploi- tation SK propre à l'opérateur et indiquant les conditions d'accès au programme, modifié à fréquence élevée (une fois toute les 256 trames par exemple) Un message de gestion des titres et droits d'accès EMM propre à l'opérateur fournissant la voie insérée peut également être inséré, bien que les messages EMM puissent être fournis à l'abonné par un canal différent. Le multiplex P 1, constitué de paquets, est appliqué à un circuit de débrassage et de désentrelacement 13 four- nissant les paquets dans leur ordre naturel à un circuit d'extraction 12 Ce dernier écarte totalement les paquets de bourrage Il transmet les paquets utiles entrants, par une première sortie, à un multiplexeur de paquets 11 Sur une autre sortie, le circuit 12 adresse la voie d'identifi- cation des services ou voie zéro à un générateur de nouvel- le voie zéro 15. Les paquets de substitution de la voie ajoutée et les indications de service supplémentaires permettant au décodeur d'abonné d'identifier la voie ajoutée peuvent être fournis par un opérateur local 20 Les signaux de son et de données sont envoyés, avec le même codage que celui du mul- tiplex paquets du signal entrant, à un générateur local 14 qui formate les signaux reçus en des paquets également ap- pliqués au multiplexeur 11 Les indications d'identifica- tion de la voie son ou données ajoutée sont adressées au générateur 15 qui les insère dans la voie zéro nouvelle. Enfin, si les paquets insérés n'occupent pas la to- talité de l'espace restant dans celui réservé aux paquets dans le multiplex, un générateur local 16 fournit des pa- quets de bourrage au format et avec la composition des paquets de bourrage d'origine. Le multiplexeur de paquets 11 insère les différen- tes composantes numériques qu'il reçoit dans l'ordre appro- prié sous la commande d'un séquenceur non représenté dont la constitution peut être classique et dont le signal d'horloge peut être généré à partir du signal P 1. Lorsque la voie à insérer fait l'objet d'un accès conditionnel, le multiplexeur de paquets 11 doit également introduire, dans le multiplex de sortie, au moins le message de contrôle d'accès ECM, renouvelé périodiquement, contenant le mot de contrôle CW chiffré par la clé d'exploitation SK Les messages successifs de contrôle de titre d'accès ECM sont générés par un circuit de génération et de chiffrage des mots de contrôle 17 et adressés au multiplexeur 11 qui les insère dans le multiplex. Le multiplexeur peut également recevoir des messa- ges de contrôle de gestion des titres et droit d'accès d'un injecteur local supplémentaire de messagerie 18, qui reçoit les informations nécessaires d'un organe central de gestion GTA. Dans la séquence de paquets fournie par le multi- plexeur 11, les voies contenues dans le signal SI sont inchangées et en général n'ont pas à être traitées de nou- veau En particulier, elles restent embrouillées si elles l'étaient Seule reste donc à embrouiller, le cas échéant, la voie ou les voies de son et/ou de données introduites par l'opérateur 20 L'opération est effectuée dans un cir- cuit d'embrouillage 19 qui reçoit d'une part le multiplex numérique modifié, d'autre part les mots de contrôle suc- cessifs SK (CW) chiffrés par la clé d'exploitation SK Le multiplex embrouillé de sortie du circuit 19 est envoyé à un circuit d'entrelacement et de brassage 21 symétrique du circuit 13 et, de là, au modulateur d'émission. Comme cela a été indiqué plus haut, l'invention est susceptible de nombreuses variantes La voie paquets à in- sérer peut transporter une information de nature quelcon- que, non limitée au son Il est possible de substituer une voie son à une autre, par exemple pour doubler une retrans- mission de film, à condition que le débit de paquets exigé par la nouvelle voie son ne dépasse pas le total du débit de la voie son à remplacer et du débit de paquets de bour- rage Il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes, aussi plus généralement qu'à toutes celles restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1 Procédé d'insertion d'au moins une voie paquets supplémentaire dans un signal entrant de diffusion de pro- grammes sous forme d'un multiplex temporel de signaux ana- logiques d'images et de signaux numériques de données et de son, dans lequel la partie numérique comporte des paquets inutilisés, caractérisé en ce qu'on démultiplexe le signal d'entrée pour séparer la partie numérique de la partie ana- logique, on substitue des paquets constituant au moins une voie paquets supplémentaire à une partie au moins des pa- quets de bourrage, on détermine le retard provoqué par la substitution de paquets et on effectue un multiplexage des parties analogique et numérique après avoir le cas échéant imposé à la partie analogique un retard correspondant à la durée de l'opération de substitution de paquets. 2 Procédé selon la revendication 1, d'insertion dans un signal de type MAC/P, caractérisé en ce qu'on ex- trait la voie zéro et les paquets utiles de la partie nu- mérique, en éliminant les paquets de bourrage, et on cons- titue une nouvelle partie numérique à partir des paquets utiles du signal d'entrée, des paquets de la voie supplé- mentaire et d'une nouvelle voie zéro contenant des données d'identification de la voie supplémentaire. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, au cours du démultiplexage, on sépare la ligne 625 et le télétexte éventuel et en ce que, avant multiplexage des parties analogique et numérique, on impose également, à la ligne 625 et au télétexte éventuel, un retard correspon- dant à la durée de l'opération de substitution des paquets et d'embrouillage éventuel. 4 Procédé selon la revendication 2 ou 3, caracté- risé en ce que, lors de la reconstitution de la nouvelle partie numérique, on injecte des messages de contrôle de titre d'accès à la voie supplémentaire et en ce que, après multiplexage, on embrouille la voie supplémentaire à partir de mots de contrôle chiffrés par une clé d'exploitation contenue dans les messages de contrôle de titre d'accès. Dispositif d'insertion d'au moins une voie pa- quets supplémentaire dans un signal entrant de diffusion de programmes sous forme d'un multiplex temporel de signaux analogiques d'image et de signaux numériques de données et de son, dans lequel la partie numérique comporte des paquets inutilisés, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de démultiplexage séparant la partie numérique du signal entrant ( 51) de la partie analogique, des moyens pour substituer des paquets constituant la voie à insérer à une partie au moins des paquets inutilisés et des moyens de multiplexage de la partie analogique inchangée et de la partie numérique modifiée, provenant des moyens de substi- tution, pour constituer un signal sortant ( 52). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par des moyens d'extraction de signal de synchronisation de la partie numérique, des moyens de calcul du retard intro- duit par la substitution de paquets et éventuellement d'embrouillage des paquets constituant la voie à insérer et des moyens pour retarder la partie analogique de la valeur du retard avant application aux moyens de multiplexage. 7 Dispositif selon la revendication 6 d'insertion dans un signal MAC/P, caractérisé en ce que les moyens de démultiplexage sont prévus pour fractionner la partie numé- rique en isolant la ligne 625, le télétexte et les paquets et en ce que les moyens de retard sont prévus pour retarder également la ligne 625 et le télétexte avant multiplexage. 8 Dispositif selon la revendication 6 ou 7 d'in- sertion dans un signal MAC/P, caractérisé en ce que les moyens de substitution comprennent: un circuit d'extrac- tion ( 12) qui transmet les paquets utiles entrants à un multiplexeur de paquets ( 11) et la voie zéro à un généra- teur de nouvelle voie zéro ( 15); un générateur local ( 14) de formatage des paquets de substitution de la voie ajoutée et d'indications de service supplémentaires permettant au décodeur d'abonné d'identifier la voie ajoutée, attaquant le multiplexeur de paquets ( 11); un générateur local ( 16) fournissant éventuellement des paquets de bourrage au for- mat et avec la composition des paquets de bourrage d'origine; ledit multiplexeur de paquets ( 11) constituant, à partir des différentes composantes numériques, un multi- plex adressé aux moyens de multiplexage numérique- analogique. 9 Dispositif selon la revendication 8 d'insertion dans un signal MAC/P avec embrouillage de la voie insérée, caractérisé par un circuit de génération et de chiffrage de mots de contrôle ( 17) fournissant au moyens de multiplexage ( 11) les mots de contrôle chiffrés pour intégration dans le multiplex paquets et un circuit d'embrouillage ( 19) placé à la sortie des moyens de multiplexage pour embrouiller la voie ajoutée à partir des mots de contrôle à chiffrer.