NL8900307A - Publiek communicatiesysteem met gedistribueerde stations, alsmede station en substations voor gebruik in zo een communicatiesysteem. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Publiek communicatiesysteem met gedistribueerde stations, alsmede station en substations voor gebruik in zo een communicatiesysteem.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

De uitvinding betreft een publiek communicatiesysteem met gedistribueerde stations, bevattende een zend(broadcast)subsysteem om vercijferde audio- en/of video-informatie uit te zenden, een overkoepelend verrekeningssysteem om aan de gedistribueerde stations ontvangstrechten (entitlements) te distribueren, en in elk station een selektief aktiveerbaar en door een ontvangstrechti.nformatie justifieerbaar verontcijfersubsysteem om de vercijferde informatie te ontvangen en na verontcijfering aan een weergeeftoestel toe te voeren. Het bovenstaande kan gerealiseerd zijn als een systeem voor betaaltelevisie; daarbij kan de betaling gebeuren bij abonnement, of slechts voor zover van de geleverde programma's ook inderdaad gebruik wordt gemaakt. Het. distribueren van de ontvangstrechten kan op onderscheidene manieren gebeuren, bijvoorbeeld via een telefoonverbinding, al dan niet in samenwerking met informatie uit het vercijferde audio-videosignaal, middels een systeem met zogenoemde chipkaarten, of doordat elk station voorzien is van een muntautomaat. Het „is mogelijk, dat. de toegang verschaft wordt aan bepaalde personen, en niet aan anderen, zonder dat verrekening plaatsvindt. In dat geval is een chip-kaart als identifikatiemiddel zeer geëigend. Het zendmedium kan zijn de ether of een kabelverbindingsorganisatie. De signaalbron kan zijn een zender of een afspeelapparaat, in dat geval met een kabelverbinding. De uitvinding is in het bijzonder van toepassing voor, doch niet uitsluitend beperkt tot, consumententelevisie.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Het opgemelde systeem werkt eenvoudig als er slechts één enkel verrekeningssysteem aanwezig is dat per abonnement werkt.

De uitvinder heeft de toenemende complexiteit voorzien die kan optreden als er meerdere verrekeningssystemen parallel aktief worden, bijvoorbeeld in verschillende landen gebaseerde zendsystemen, waarbij de ontvangstrechten op verschillende basis gerealiseerd kunnen zijn, en waarbij ook de signaalvormen van het zendsubsysteem verschillende definities kunne volgen. Het is onder meer een doelstelling van de uitvinding om in zo een communicatiesysteem de organisatie in een ontvangststation effektief te realiseren, voor het geval door de bovengenoemde divergenties de informatie van het ontcijfersubsysteem niet zonder meer eenduidig van te voren bekend is. De uitvinding realiseert volgens één harer aspekten de doelstelling doordat zij verschaft een publiek communicatiesysteem, bevattende een zendsubsysteem om vercijferde audio- en/of video-informatie uit te zenden, gedistribueerde stations om deze informatie na ontvangst te verontcijferen en voor een weergeeftoestel beschikbaar te stellen, en pen overkoepelend verrekensysteem/toegangseontrolesysteem om selektief per station een verontcijfersleutel beschikbaar te stellen, waarbij een station bevat ten minste één sleutelsubstation (CASS) en ten minste één ontvangsubstation, waarbij per station alle dergelijk substations onderling verbonden zijn door een seriële bus zonder centraal busbesturingssubstation, dat elk ontvangstation middelen bevat om een aktuele programmakeuze te ontvangen en opslagmiddelen om alsdan daardoor een selektief verrekensysteem/toegangscontrolesysteem te identificeren, alsmede aanspreekmiddelen om een bij dat verrekensysteem/ toegangscontrolesysteem behorend sleutelsubstation aan te spreken en een ontvangstrecht te verifiëren alsmede daaraan een verontcijfersleutel te ontlenen, doch bij ontstentenis van dat. ontvangstrecht een vrijgave voor een verdere aanspreekoperatie mogelijk te maken.

De uitvinding betreft mede een station voor gebruik in zo een systeem, alsmede een sleutelsubstation en een ontvangersubstation voor gebruik in zo een station.

Verdere aantrekkelijke aspekten zijn gereciteerd in onderconclusies.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

De uitvinding wordt nader uitgelegd aan de hand van enkele figuren.

Figuur 1 geeft een communicatiesysteem volgens de uitvinding; figuur 2 geeft een ontvangersubstation te gebruiken in een stations volgens de uitvinding; figuur 3 geeft een sleutelsubstation te gebruiken in een station volgens de uitvinding.

SYSTEEMBESCHRIJVING

Figuur 1 geeft een publiek communicatiesysteem volgens de uitvinding. Blok 20 stelt voor een zendsubsysteem dat in dit geval is uitgerust met een paraboolantenne 22 om audio- en/of video-informatie in de vorm van programma's uit te zenden. Deze informatie is vercijferd middels een voorafbepaalde vercijfersleutel. Deze sleutel, althans de sleutel die nodig is voor het terugversleutelen, is niet algemeen bekend. De informatie bereikt de satelliet 24, wordt aldaar versterkt en terug uitgezonden naar een terrestrische paraboolantenne 26. Blok 28 stelt voor een demodulator/controller. Deze versterkt de analoge signalen, voert FM-demodulatie uit, zet het gedemoduleerde signaal om in een bitstroora, regelt eventueel de stand van antenne 26, enzovoorts.

Deze bi.tstroom gaat naar ontvangersubstations 30, 32. Daarin wordt de ontvangen informatie met een verontci.jfersleutel verontcijferd en toegevoed aan weergeeftoestellen 38, 40. Blokken 34, 36 stellen voor sleutelsubstations, die onder nader te bespreken omstandigheden de verontcijfersleutel aan ontvangrsubstations 30, 32 beschikbaar stellen. Dit laatste gebeurt middels communicatie over seriële bus 44. Op zichzelf is een dergelijke seriële bis beschreven in het Amerikaanse octrooi 4,429,384 en staat bekend als de D^B-bus; op zichzelf is de uitvinding niet beperkt tot toepassing van juist deze bus. Een bijzonder Λ voordeel van de D^B-bus is de afwezigheid van enig busbesturignssubstation. Blok 42 stelt voor een overkoepelend verrekeningssysteem/toegangscontrolesysteem als gereleveerd. Dit aktiveert in sleutelsubstations 34, 36 de verontcijfersleutel, welke past bij de vercijfersleutel die in zendsubstation aktief is. Het aktiveren in substations 34, 36 kan bijvoorbeeld door een telefoonverbinding, waarover een sleutelinformatie wordt gezonden. Het is ook mogelijk dat deze informatie reeds aanwezig is en dat een selektie tussen een aantal sleutels wordt gemaakt. Het is ook mogelijk dat een deel van de sleutel in de programma-informatie aanwezig is en tezamen met informatie uit het verrekensysteem de eignelijke verontcijfersleutel vormt. Ontvangersubstations 30, 32 bevatten gebruikersaktiveringsingangen 46, 48, zoals een toetsenbord of een infrarood-besturingselement. Hierdoor kan een keuze gemaakt worden tussen "uit" of "aan", en eventueel een programmaselektie (zenderkeuze, kanaalkeuze en dergelijke). De elementen 30, 32, 34, 36 en 38, 40 vormen tezamen een station.

Het systeem van figuur 1 kan anders zijn opgebouwd; het aantal verrekeningssystemen kan anders (groter) zijn; er kunnen meer ontvangersubstations op eenzelfde antenne zijn aangesloten; anderzijds kan ook elk ontvangerstation zijn eigen sleuteIsubstation bezitten.

Het verrekensysteem kan gebaseerd zijn op het principe van de chip-kaart: deze wordt dan in het sleutelsubstation ingevoed: tezamen bevatten kaarten en substation dan voldoende informatie voor de verontcijfering. De chip-kaart kan georganiseerd zijn volgens het debetprincipe: de kaart wordt door de consument aangekocht en vergegenwoordigt dan een zekere waarde. Al naar gelang het consumeren van bepaalde programma-informaties wordt dan deze waarde allengs verbruikt.

Het audio/videosignaal (22, 24, 26) kan ook geheel of gedeeltelijk analoog zijn. Dan worden in zender/ontvanger de analoge signalen verwerkt, waarbij echter de waarde of codering van de verontcijfersleutel in sleutelsubstations digitaal is opgeslagen en digitaal wordt gecommuniceerd. Het overdrachtsmechanisme (22, 24, 26) kan voorts gebaseerd zijn op een kabelorganisatie of een lokale speler. Dit brengt geen wezenlijke verandering. Naast bovengenoemde substations kunnen er verdere substations op de seriële bus zijn aangesloten. Op zichzelf veroorzaakt ook dit geen essentiële verandering. Het is mogelijk dat bepaalde informatie wël vercijferd is (de "programma's") en andere niet (bijvoorbeeld reclameboodschappen en vóóraankondigingen of catalogi van de programma's.

EIGENSCHAPPEN VAN EEN ONTVANGERSUBSTATION

Hierna worden eigenschappen van een voorkeursuitvoering van een ontvangersubstation beschreven, in combinatie met de eerder beschreven realisatie van een seriële bus, de zogenoemde D B-bus hier niet nader besproken. De bit-formaten, de opbouw van de berichting, wisseling tussen modes met verschillende bitsnelheden, organisatie op het gebied van ontbrekende/aanwezige bevestigingsbits en dergelijke, worden hier kortheidshalve niet besproken. De volgende data zijn nu aanwezig in het ontvangersubstation: a. zijn eigen busadres; dit is nodig omdat alle busberichten het eigen adres van het zendersubstation bevatten.

b. de toelaatbare normeringen van de audio/video-informatie. Dit definieert de grondtypen zoals die volgens PAL, NTSC, MAC-familie, MUSE, en dergelijk. Op zichzelf zijn deze normeringen gepubliceerd en worden hier niet nader besproken. In het algemeen zal de ontvanger momentaan één grondtype accepteren, maar het is mogelijk om bij overgaan tussen twee programma's ook van grondtype te wisselen.

c. specifieke modaliteiten betreffende zijn eigen funktioneren tegenover de eerder genoemde seriële bus, zoals de faciliteit om de als meesterstation te funktioneren, de geïntendeerde bitsnelheid, en mogelijke andere bitsnelheden. en de hoeveelheid bufferruimte welke direkt beschikbaar is voor het ópstaan van informatie.

d. het aktueel ontvanger, respektievelijk direkt ontvangbare grondtype voor het AV(audio-video)signaal.

e. een aanwezigheidstabel voor de sleutelsubstations, welke geschikt zijn voor de respektievelijke grondtypen als die welke toelaatbaar zijn in het ontvangersubstation met betrekking tot de audio/videosignalen. De desbetreffende sleutelsubstations zijn dus adresseerbaar door het ontvangersubstation in kwestie. Zo een tabel kan voor elk sleutelsubstation dus bevatten: - een volgnummer - een substationadres - type van de conditionele toegant tot het audio/videosignaal, zoals momenteel bijvoorbeeld NRMSK, Eurocrypt-NTA/Philips, Eurocypher, Eurocrypt-CCETT/CanalPlus, Filmnet (analoog); bij het type behoren direkt het codeer/vercijferformaat, de sleutelworoden, formulering-formattering van de ontvangstrechten; de bovengenoemde types zijn op zichzelf voorwerp van standaardisatie - CAS-verrekensysteem: dit geeft de naam van de desbetreffende organisatie, zoals -CanalPlus-, -Scansal-.

f. een tabel voor het opslaan van grootheden bij het verontcijferingsproces. In bepaalde gevallen kan een ontvangersubstation meerdere verontcijferprocessen tegelijkertijd uitvoeren. De tabel kan voor elke soort code dus bevatten: - een referentievolgnummer, dit kan werken om het verontcijferproces te identificeren (samen met het busadres van het sleutelsubstation) dat het betreffende sleutelwoord gebruikt; dit volgnummer kan derhalve in het busprotocol worden opgenomen - een code die aangeeft welke dienst of diensten door het betreffende proces geboden kan (kunnen) worden - een code die aangeeft of de betreffende dienst gratis is, dus vrij toegangkelijk, of dat een verontsleuteling moet worden uitgevoerd, met behulp van een niet vrij beschikbare sleutelinformatie - een code die aangeêft dat, zelfs in geval de informatie vrij toegankelijk, er alsnog een verontsleuteling moet worden uitgevoerd - het nummer van het desbetreffende decryptorsubstation.

ETTtFNSCHAPPEN van een sleutelsubstation

Hierna worden eigenschappen van een sleutelsubstation beschreven. In het algemeen bevat een sleutelsubstation informatie die behoort bij een vast verontcijfermechanisme (eventuee] meerdere). De sleutel zelf, alsmede eventuele verrekeninformatie kan daarbij uiteraard variable zijn, bijvoorbeeld omdat een financieel tegoed voortdurend verder wordt aangesproken. De stationaire informatie is de volgende.

- bet busadres van de seriële bus, om als slaafstation geadresseerd te kunnen worden, respektievelijk als eigen adres bij optreden als meesterstation, alsmede medegegevens betreffende het optreden van dit substation ten opzichte van de bus, zoals de bitsnelheid - de signaalnorm; deze definieert, de signaalnorm (PAL, NTSC ... etcetera) waarop de ontvangstrechten, sleutels en dergelijke betrekking hebben - hte type voorwaardelijke toegang waarop het betreffende sleutelsubstation is gericht, zoals bijvoorbeeld de reeds eerder genoemde reeks NRMSK, Eurocrypt-NTA/Philips, Eurocypher, Eurocrypt-CCETT/CanalPlus, enzovoort. In eerste instantie zal een enkel sleutelsubstation werken op één enkel type beveiliging - de naam van de organisatie/instantie die bij het systeem leverancier is van de informatie en/of de ontvangstrechten vergeeft, zoals CanalPlus, enzovoort - een uniek klantennummber dat bijvoorbeeld gebruikt wordt voor administratieve toepassingen.

Een sleutelsubstation kan binnen een bepaalde signaalnorm onderscheidene processen uitvoeren, bijvoorbeeld doordat de sleutelinformatie gewijzigd wordt of gekozen uit meerdere, steeds aanwezige mogelijkheden. De ontvangstrechten kunnen volgens voorafbepaalde specifikaties worden verwerkt. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om per programma een uur-prijs te definiëen die tussen programma's en organisaties vrij te kiezen is.

APPLIKATIEPROTOCOL

Hierna wordt een applikatieprotocol besproken. In het algemeen vindt over de seriële bus tussen ontvangersubstation en sleute]substation een dialoog plaats. Er kunnen commando's, verzoeken en bevestigingen, respektieve]ijk specifikaties worden gecommuniceerd.

De specifikaties kunnen nul, één of meer dan één parameters bevatten.

Eerst maakt, bijvoorbeeld bij aanzetten van de spanning, het sleutelsubstation zich bekend aan alle ontvangersubstations in het station. Als dit door een (het) ontvangersubstation wordt geaccepteerd, vraagt dit het sleutelsubstation om alle relevante informatie (dus de inhoud nodig om de tabel in het ontvangersubstation te vullen). Als een ontvangersubstation onder spanning wordt gezet, vraagt het alle sleutelsubstations in het station of met het doel om zijn eigen tabel te vullen.

Bij het afstemmen op een beveiligd kanaal selekteert het ontvangersubstation signaalpakket -0-. Dit is in de genoemde signaaltypen gestandaardiseerd. Als het betreffende kanaal voorzien is van een toegangsbeveiliging die geldt voor de betreffende dienst, wordt deze beveiliging in werking gesteld en moeten er dus van toepassing zijnde sleutelwoorden worden verschaft. Alle sleutelsubstations die bij de betreffende signaalnorm en de voorwaardelijke toegengsvorm in kwestie passen, worden dan afgevraagd of ze enige verdere sleutelwoorden beschikbaar hebben. Als dit zo is, krijgt het sleutelsubstation in kwestie de parameters van de desbetreffende dienstverlening. Het sleutelsubstation, in geval van toepasbaarheid van deze dienst, geeft de sleutelinformatie aan het ontvangstation. Eventueel wordt het meest gerede sleutelsubstation geselekteerd. Dan ontvangt het ontvangstation de sleutel in kwestie. Als een sleutelsubstation bij afvragen geen of geen relevante sleutelinformatie beschikbaar heeft, geeft het een ontkennend antwoord, en wordt zo mogelijk een ander sleutelsubstation afgevraagd. Als alle aanwezige, bij de betreffende norm behorende sleutelsubstations een ontkennend antwoord geven, is er geen ontvangstrecht verifieerbaar, bijvoorbeeld doordat een bepaalde tijd verlopen is of een saldotegoed verbruikt. In dat geval detekteert het ontvangersubstation in kwestie dat alle sleutelsubstations negatief hebben gereageerd en geeft het een foutmelding op geëigende manier, bijvoorbeeld met een visuele signalering op een LED, of een afbeelding op het weergeeftoestel. Dit wordt kortheidshalve niet nader besproken.

Als er over het audio/videokanaal (via blok 28 in figuur 1 dus) informatie betreffende ontvangstrechten worden ontvangen, worden nnV eerst met de sleutelsubstations gecheckt, en ventueel deze laatste bijgeladen, respektievelijk wordt de toelating van een bepaalde groep klanten bijgewerkt. Hiervoor moeten dus de sleutelsubstations voor de betreffende signaalnorm en leveranciersorganisatie worden opgezocht. Ook hier is er steeds de mogelijkheid dat de afgevraagde stations afwezig of reeds volbezet zijn. Dan wordt ofwel uitgeweken naar een nog wèl aktiveerbare funktie, of als dat ook niet mogelijk is, geeft het systeem een foutmelding.

BESCHRIJVING VAN TWEE SUBSTATIONS

Figuur 2 geeft een ontvangersubstation te gebruiken in een stations volgens de uitvinding. De nog niet verontsleutelde informatie arriveert op ingang 50, deze informatie is in dit voorbeeld verondersteld digitaal te zijn. Element 64 is een detektor voor specifieke, niet versleutelde codes, die het begin en het einde van een programma aangeven, verder bijvoorbeeld een code die het desbetreffende programma identificeert (bijvoorbeeld om commerciële terugkoppeling te bekomen) en een prijsgeven dat met een eventueel tegoed in het sleutelsubstation verrekend dient te worden. Het is mogelijk dat dezelfde code periodiek in het programma is opgenomen (bijvoorbeeld 1x per seconde, eventueel met een progressief bijwerken van de prijs); dit signaal komt op ingang 68 van de busaanpassingsschakeling 66 annex besturingsschakeling. Voorts bezit dit een ingang 46 voor het ontvangen van programmakeuzesignalen, bijvoorbeeld een frequentiekanaal. Zo nodig worden deze signalen verwerkt tot een besturingssignaal op lijn 76 voor blok 28 in figuur 1 (vergelijk de onderbroken lijnen 31, 33). Daardoor kunnen de oriëntatie van de paraboolantenne 26, de frequentie-afstemming, modulatie, en dergelijke worden bijgesteld. Het is ook mogelijk dat het signaal op lijn 46 associatief wordt verwerkt, zodat in blok 28 gezocht wordt naar een optimale keuze, bijvoorbeeld de sterkste zender voor een bepaalde kanaalidentifikatie. Onder besturing van de code op lijn 68 (dit kan een interrupt genereren) controleert schakeling 66 of de door de code aangegeven informatie overeenstemt met de in ontvangersubstation gevolgde verontcijferprocedures. Aanvankelijk zal dit niet zo zijn wordt de aanwezigheidstabel voor de sleutelsubstations geraadpleegd. Het gewenste sleutelsubstation wordt dan over de bus 72 geaktiveerd om de sleutelinformatie af te geven, zoals eerder gemeld. De ontvangen sleutelinformatie wordt opgeslagen in geheugen 62 dat in direkt contact staat met de speciale verontsleutelinrichting 60. Deze ontvangt via eerst-in-eerst-uit geheugen 52 de versleutelde informatie van ingang 50. In element 60 vindt verontsleuteling plaats op de wijze van een filter. Op zichzelf zijn verontcijferoperaties welbekend; kortheidshalve worden ze niet nader besproken. Na verontcijfering worden de informatiewoorden opgeslagen in eerst-in-eerst-uit buffer 56, om daarna op uitgang 58 aanhet relevante weergeeftoestel te wroden afgegeven. Pijl 54 geeft aan dat de twee eerst-in-eerst-uit buffers gekoppeld zijn; zo zijn des tromen op de lijnen 50 en 58 synchroon; de operatie in element 60 behoeft hiermee niet volledig synchroon te lopen, Blok 66 of blok 62 bevat geheugen voor het opslaan van eerder genoemde tabellen. De organisatie binnen het ontvangerstation is symbolisch weergegeven; de organisatie op circuitniveau kan verschillend zijn. Al naar gelang de vereiste complexiteit kunnen de respektievelijke funkties door gecompliceerdere of eenvoudiger bouwstenen worden uitgevoerd. Alle communicatie intern kan over een bus worden uitgevoerd, dan wel als getekend over toegewijde verbindingen.

Figuur 3 geeft een sleutelsubstation te gebruiken in een station volgens de uitvinding. Het substation 90 bevat een aanpassingselement naar de seriële bus 82 dat tevens zorgt voor de centrale besturing van het substation. Voorts is aanwezig een geheugen 84 voor onder meer opslag van de beschreven tabelinformatie. Voorts is aanwezig een aanpassingelement 86 naar een chip-kaart 88 die in het sleutelsubstation kan worden ingebracht om de ontvangstrechtinformatie te presenteren. In dit geval kan het sleutelstation als slaaf werken, als de afvraging naar de ontvangstrechten door het ontvangersubstation voldoende frequent optreden. In andere gevallen kan het sleutelsubstation ook als meesterstation fungeren, bijvoorbeeld om te signaleren dat de chip-kaart is aangebracht, dan wel weggenomen, dan wel om te signaleren dat het sleutelsubstation op andere wijze in of uit funktie is geraakt.

Claims (2)

1. Publiek communicatiesysteem, bevattende een zendsubsysteem om vercijferde audio- en/of video-informatie uit te zenden, gedistribueerde stations om deze informatie na ontvangst te verontcijferen en voor een weergeeftoestel beschikbaar te stellen, en een overkoepelend verrekensysteem/toegangscontrolesysteem om selektief per station een verontcijfersleutel beschikbaar te stellen, waarbij een station bevat ten minste één sleutelsubstation (CASS) en ten minste één ontvangsubstation, waarbij per station alle dergelijk substations onderling verbonden zijn door een seriële bus zonder centraal busbesturingssubstation, dat elk ontvangstation middelen bevat, om een aktuele programmakeuze te ontvangen en opslagmidde]en om alsdan daardoor een selektief verrekensysteem/toegangscontrolesysteem te identificeren, alsmede aanspreekmiddelen om een bij dat verrekensysteem/ toegangscontrolesysteem behorend sleutelsubstation aan te spreken en een ontvangstrecht te verifiëren alsmede daaraan een verontcijfersleutel te ontlenen, doch bij ontstentenis van dat ontvangstrecht een vrijgave voor een verdere aanspreekoperatie mogelijk te maken.

2. Station, te gebruiken in een publiek communicatiesysteem volgens conclusie 1 en bevattende ten minste één ontvangsubstation en ten minste één sleutelsubstation, waarbij alle dergelijke substations verbonden zijn door een seriële bus, dat elk ontvangstation middelen bevat om een aktuele programmekeuze te ontvangen, voorts opslagmiddelen om op te slaan een lokaal busadres, een lijst van te ontvangen normeringen van de audio/video-informatie, alsmede specifieke modaliteiten betreffende zijn eigen funktioneren ten aanzien van de seriële bus, en voorts bezit middelen om door de ontvangen programmakeuze een bijbehorend selektief verrekeningssysteem te identificeren en een daarbij behorend sleutelsubstation aan te spreken en een ontvangstrecht te verifiëren alsmede aan dat sleutelsubstation een verontcijfersleutel te ontlenen.