СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ТЕЛЕВИЗИОННОГО АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА ПО КАБЕЛЬНЫМ ТЕЛЕВИЗИОННЫМ СЕТЯМ
SYSTEM FOR CONTROLLING TRANSMISSION OF ANALOGUE TELEVISION SIGNAL OVER CABLE TELEVISION NETWORKS

Изобретение относится к системам эфирного телевизионного вещания, а также к системам передачи информации по кабельным и другим коммуникационным линиям и сетям, использующим средства управления доступом абонентов к передаваемой информации. Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системе кабельного телевидения (КТВ) для обеспечения контроля и мониторинга доступа абонента к специальным (платным) ТВ-каналам и национальным каналам.
Примерно к концу 70-х появилась идея платного телевидения. Первоначально эту идею стали реализовывать кабельные компании: при неоплате услуг они просто либо физически отключали отвод кабеля у неплательщика, либо применяли систему частотных фильтров. На абонентский отвод ставился частотный фильтр, вносящий значительное затухание на частотах тех каналов, которые абонент не оплатил. В обоих случаях телевизор неплательщика не получал сигнал достаточной величины для отображения «картинки» на экране телевизора. Нетрудно видеть, что такая система применима лишь для мелких сетей (крупным сетям сложно контролировать несанкционированные подключения абонентов к кабелю) и совершенно не решает задачи несанкционированного центральным вещателем приема «исходного» сигнала канала со спутника или из эфира самими кабельными сетями.
Известно устройство для приема сигналов, передаваемых по стандартным и специальным каналам кабельного телевидения (Колли Д.К., Хенкок К.И. Обзор систем кабельного телевидения. ТИИЭР, т.73, №5, май, 1985, стр.196-214, и патент US №4638356, 358/118, опубл. 20.01.87).
Например, известно устройство, предназначенное для подключения к антенному входу телевизоров, принимающих ТВ-каналы частотных диапазонов I, III, IV, V. На входе устройства, связанного с линией кабельного телевидения, установлен коммутатор, обеспечивающий прямое соединение линий с телевизором или подключение их к антенному входу аппаратуры через преобразователь частоты.
Прямое соединение линии с телевизором используется при приеме стандартных ТВ-каналов. В случае приема специальных ТВ-каналов на частотах, расположенных между частотами указанных диапазонов, применяется преобразование частоты, переносящее спектр принимаемых специальных ТВ-сигналов в требуемый диапазон частот, свободных от помех (заявка DE №3533943, опубл. 17.04.87).
Известно устройство, в котором некоторые ТВ-программы передаются в засекреченном виде. Засекречивание осуществляется путем введения в спектр основного сигнала помехового сигнала с изменяющейся частотой (патент US №4737990, опубл. 12.04.88). Для модуляции частоты несущей используется сигнал ступенчатой формы, причем число ступенек равно числу частотных каналов, а интервал между ступеньками соответствует частотному интервалу между каналами. При засекречивании ТВ-радиосигнала любого канала помеховый сигнал замешивается только в те моменты, когда его частота попадает в полосу пропускания этого канала. На приемной стороне у абонента располагается соответствующее приемное устройство, осуществляющее декодирование и выделение информационного сигнала.
Известно также устройство для передачи по сети КТВ специальных ТВ-программ с дополнительной помехой абонентам, снабженных устройством для ее устранения (патент US №4748667, Н03Н 7/00, 380/7, oпубл. 31.05.88). Помеха передается модулированной синусоидальными колебаниями несущей частотой, мало отличающейся от несущей частоты сигналов изображения. Учитывается, что огибающая спектра модулированных синхроимпульсов строчной развертки может быть представлена в виде ряда лепестков, симметричных относительно несущей частоты сигналов изображения, что позволяет принять частоту несущей помехи мало отличающейся от частоты, при которой огибающая 1-го из этих лепестков становится равной нулю.
Устранение помехи у абонента осуществляется подключенной ко входу приемника цепью со свойствами режекции, содержащей один или более элементов с ПАВ.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство подключения абонента к ТВ-каналам в сети КТВ (патент US №4651204, Н03Н 7/00, H04N 7/167, опубл. 31.05.1988).
В указанном устройстве предусмотрена возможность блокирования отдельных ТВ-каналов для каждого абонента системы. Блокировка достигается путем замешивания помеховых сигналов, формируемых местным генератором, который конструктивно размещается в абонентской распределительной коробке. Устройство замешивания помехового сигнала содержит последовательно соединенные широкополосный усилитель, подключенный к ответвителю магистральной линии системы, 1-й смеситель, полосовой фильтр, усилитель промежуточной частоты (ПЧ), регулируемый аттенюатор, амплитудный модулятор, 2-й смеситель, усилитель высокой частоты, коммутатор. На опорные входы 1-го и 2-го смесителей подается гетеродинный сигнал со ступенчатым изменением частоты. Дискретные значения частот гетеродинного сигнала соответствует частотам блокируемых ТВ-каналов. После первого смесителя ТВ-сигнал на ПЧ подвергается с помощью амплитудного модулятора глубокой AM, причем модулирующим сигналом является гармонический сигнал с частотой 100-500 кГц. Затем после обратного преобразования частоты полученный таким образом помеховый сигнал через управляемый коммутатор замешивается в ТВ-сигнал, поступающий к абоненту.
Устройство, выбранное в качестве прототипа, обладает повышенной сложностью схемно-технического решения, необходимостью применения блоков, обеспечивающих высококачественную обработку информационного телевизионного сигнала (усилители, смесители, коммутатор и т.д.). Кроме того, у него отсутствует обратный канал от абонента к станции, что делает невозможным определение попытки абонента осуществить подключение к защищаемому каналу. Кроме того, обратный канал создает определенные удобства абоненту для запроса требуемой информации. Это приводит к недостаточной надежности доступа абонента к ТВ-каналу.
Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в упрощении системы доступа/ограничения доступа абонентов к телевизионным аналоговым сигналам по кабельным телевизионным сетям или сетям коллективного приема телепрограмм при сохранении дистанционного контроля и мониторинга (включения/отключения) посредством команд на RF отводы исполнительных блоков, включенных в абонентскую линию системы передачи телевизионного сигнала.
Указанный технический результат достигается тем, что система управления передачей телевизионного аналогового сигнала по кабельным телевизионным сетям, содержащая абонентский отвод или абонентский ответвитель сети кабельного ТВ, выполненный с целью приема телевизионного аналогового сигнала кабельного телевидения и передаче (условной) его приемнику абонента посредством кабельной абонентской линии или сети коллективного приема телепрограмм, система снабжена, по крайней мере, одним исполнительным блоком, состоящим из набора коммутируемых пар RF отводов «вход» и «выход» и устанавливаемого между абонентским отводом или абонентским ответвителем и приемниками абонента/ов и выполненным с возможностью электронного подключения/отключения приемника или приемников абонентов к телевизионному сигналу от указанного отвода или ответвителя, при этом указанный исполнительный блок или исполнительные блоки расположены в пределах одного здания, подключены к общему управляющему блоку, который выполнен с функцией формирования команд управления RF отводами и дистанционной подаче электропитания к исполнительным блокам, управляющий блок по локальной вычислительной сети и пределах здания или через сеть Интернет или локальную вычислительную сеть в пределах города связан с управляющей ЭВМ на базе персонального компьютера, выполненного с возможностью реализации функции передачи управляющего сигнала на управляющий блок для отключения соответствующего RF отвода на связанным с данным управляющим исполнительным блоком при нулевом балансе этого абонента в биллинговой системе оператора связи.
Кроме того, предлагаемая система снабжена коммутатором, связанным по локальной сети или через сеть Интернет с управляющей ЭВМ на базе персонального компьютера и выполненный с входами для подключения управляющих входов более чем одного управляющего блока.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - блок-схема системы управления передачей телевизионного аналогового сигнала по кабельным телевизионным сетям.
В рамках настоящего изобретения рассматривается система управления передачей телевизионного аналогового сигнала к потребителю по кабельным телевизионным сетям и сетям коллективного приема телепрограмм (СКПТ) с возможностью его контроля и мониторинга (включения/отключения) посредством команд на RF отводы исполнительных блоков (ИБ), включенных в абонентскую линию системы передачи телевизионного сигнала. Для формирования команд управления используется управляющая ЭВМ на базе персонального компьютера, подключенная к сети Ethernet, которая объединяет все управляющие блоки этой системы. К этой же Ethernet сети должен быть подключена управляющая ЭВМ, причем подключение может быть произведено как по локальной вычислительной сети оператора услуг связи внутри населенного пункта (города), так и посредством подключения через глобальную сеть Интернет (в данном случае может быть реализовано дистанционное управление частями системы, находящимися в разных населенных пунктах, от единой удаленной управляющей ЭВМ).
Назначение данной системы - дистанционное отключение/подключение абонентов аналогового и цифрового кабельного телевидения и сетей коллективного приема телевизионных программ.
Система управления передачей телевизионного аналогового сигнала по кабельным телевизионным сетям содержит абонентский отвод 1 или абонентский ответвитель 2 сети кабельного ТВ, выполненный с целью приема телевизионного аналогового сигнала кабельного телевидения и передаче (условной) его приемнику 3 абонента посредством кабельной абонентской линии или и сети коллективного приема телепрограмм. Система также снабжена, по крайней мере, одним исполнительным блоком 4, состоящим из набора коммутируемых пар RF отводов 5 «вход» и «выход», устанавливаемого между абонентским отводом или абонентским ответвителем и приемниками абонента/ов и выполненным с возможностью электронного подключения/отключения приемника или приемников абонентов к телевизионному сигналу от указанного отвода или ответвителя. Исполнительный блок 4 или исполнительные блоки расположены в пределах одного здания, подключены к общему управляющему блоку, который выполнен с функцией формирования команд управления RF отводами и дистанционной подаче электропитания к исполнительным блокам.
В системе одной структуры 9 (например, жилой дом) при количестве приемников абонентов больше, чем количество коммутируемых RF отводов в используемом исполнительном блоке, применяется управляющий блок 10, установленный в связи между персональным компьютером 7 и некоторым количеством исполнительных блоков 4, с которыми блок 10 связан по линиям 11 передачи управляющих сигналов.
Управляющий блок по локальной вычислительной и в пределах здания или через сеть Интернет 6 или локальную вычислительную сеть в пределах города связан с управляющей ЭВМ на базе персонального компьютера 7, выполненного с возможностью реализации функции передачи управляющего сигнала на управляющий блок 10 для отключения соответствующего RF отвода на связанным с данным управляющим исполнительным блоком (для отключения соответствующего приемника абонента) при нулевом балансе этого абонента в биллинговой компании 8 (в системе оператора связи).
Если в системе присутствует более одного управляющего блока, то возможно использование коммутатора, связанного по локальной сети или через сеть Интернет с управляющей ЭВМ па базе персонального компьютера и выполненного с выходами для подключения управляющих входов более чем одного управляющего блока.
В данной системе под используемыми терминами понимается следующее:
- Исполнительный блок (ИБ) представляет собой электронное устройство, состоящее из набора коммутируемых механически или электронно RF отводов (4-32 отводов), устанавливаемых между абонентским отводом или ответвителем КТВ, и служащее для непосредственного подключения/отключения необходимого абонента по команде УБ. Исполнительные блоки системы с количеством коммутируемых отводов от 4 до 16 устанавливаются в антивандальных шкафах в подъездах - там, где располагаются абонентские ответвители ТВ-сигнала. Не требуют подключения к электропитанию. Абонентская линия включается через исполнительный блок к отводу абонентского ответвителя.
- Абонентский ответвитель принимает сигнал кабельного телевидения и передает его далее к абоненту через ИБ посредством кабельной абоненсткой линии.
- Управляющий блок (УБ), по исполнению представляющий собой коммутатор для мониторинга подключенных ИБ (до 16 ИБ); выдача команд на включение/отключение необходимых RF отводов па конкретный ИБ; обмен информацией по сети Ethernet с сервером управления. Управляющий блок системы ставится 1 на каждый дом. Место установки - основной шкаф с активным ТВ-оборудованием и оборудованием СПД. Требует подключения к сети электропитания. Суммарная потребляемая мощность не более 12 W. К нему посредством «витой пары» подключаются ИБ системы числом от 1 до 8. Управляющий блок системы (единый в доме) требует подключения через Ethernet интерфейс к сети передачи данных провайдера (порт коммутатора) или опционально может быть подключен к сети Интернет стороннего оператора или через GPRS модем. Таким образом, система может использоваться как при наличии собственной сети передачи данных, так и с использованием каналов связи «третьей стороны».
- Сервер мониторинга и управления системой - мониторинг УБ и ИБ. На ПК ставится ПО управления системой, которое через сеть Оператора или стороннего Провайдера выдает команды управления на Управляющие блоки системы и собирает информации о состоянии Управляющих модулей. ПО управления имеет простейший интерфейс для управления абонентскими отводами, также предоставляется типовой формат командной строки для управления от существующих билинговых систем Оператора.
Настоящая система функционирует по следующему рабочему алгоритму. Управляющей ЭВМ на базе персонального компьютера программным способом формирует набор адресных управляющих сигналов. При получении от биллинговой системы сигнала, соответствующего наличию на сете абонента соответствующего баланса, управляющая ЭВМ осуществляет посыл управляющего сигнала на соответствующий управляющий блок, в котором формируется адресный сигнал, подаваемый в исполнительный блок. В исполнительном блоке при поступлении такого сигнала открывается RF-канал, через который происходит соединение приемника абонента с ответвителем или абонентским отводом.
При поступлении сигнала от биллинговой системы, соответствующего отсутствию на сете абонента соответствующего баланса, управляющая ЭВМ осуществляет посыл управляющего сигнала на соответствующий управляющий блок, в котором формируется адресный сигнал, подаваемый в исполнительный блок. В исполнительном блоке при поступлении такого сигнала происходит размыкание RF-канала и разрыв соединения приемника абонента с ответвителем или абонентским отводом.
Данная система осуществляет контроль за абонентами (их подключения/отключения) к сигналу КТВ и СКПТ. Система включает в себя устройства по осуществлению данных действий. Кроме того, система способна не просто отключать телевизионный сигнал на абоненткой линии, она может переключать источник входящего ТВ-сигнала на RT-выход исполнительного блока непосредственно (простое отключение/включение), но и пропускать входной сигнал через встраиваемые фильтры ТВ-сигнала (таким образом реализуется частичное ограничение числа принимаемых абонентом сети ТВ-программ).
Отличительным чертами данной системы являются:
- Наличие описанных выше устройств непосредственно по месту нахождения здания, подключенного к сети КТВ, что освобождает провайдера от аренды дополнительных площадей под расположение данного оборудования, подключение ИБ к сетям электропитания не требуется.
- Осуществление контроля за абонентами дистанционно, возможность как полного, так и частичного ограничения доступа абонента к ТВ-программам. Управление частями системы в пределах здания производится дистанционно через сеть Интернет или локальную сеть провайдера услуг связи.
- Относительная дешевизна и простота изготовления оборудования за счет широко известных и доступных комплектующих.
- Возможность стыковки программы управления ТВМ с любым программным обеспечением, которое ведет биллинговый учет абонентов провайдера.
Иными словами, предлагаемая система управления передачей телевизионного аналогового сигнала по кабельным телевизионным сетям представляет собой связующее (промежуточное) звено между абонентом (потребителем услуг КТВ) и провайдером (фирмой предоставляющей услуги КТВ), устройство, которое способно передавать (включать/отключать) сигнал тому или иному абоненту по средствам сети Ethernet (удаленно, дистанционно) или давать ограниченное число ТВ-программ.