DE69223535T2

DE69223535T2 - Teilnehmersteuergerät mit gemeinsamen Störungsmodulen für Kabelfernsehen

Info

Publication number: DE69223535T2
Application number: DE69223535T
Authority: DE
Inventors: Robert Chamberlin; Jeffrey Cox; Aravanan Gurusami; Victor Jacek; Thomas Strong
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2012-03-14
Also published as: CA2063517C; EP0504991B1; DE69223535D1; JPH0591511A; EP0504991A3; CA2063517A1; JP3373863B2; EP0504991A2; US5140633A

Description

Hintergrund der Erfmdung

Es gibt immer mehr Nachfrage in der Kabelfernsehindustrie (CATV) nach einem Teilnehmersteuergerät außerhalb der Teilnehmerlokalität, das von dem Kabeloperator in der Kopfstation völlig gesteuert werden kann. Eine solche Anordnung würde die Notwendigkeit einzelner Set-Top-Teilnehmereinheiten, die alle selektierten Programme zu einem einzigen VHF-Kanal übersetzen überflüssig machen, wodurch der Teilnehmer nun über den ganzen Gebrauch neuester Fortschritte am Fernseher und am Videorecoder verfügen kann.
Eine solche Steueranordnung macht es möglich, daß alle Programmkanäle für einen Kabelteilnehmer verfügbar sind und vom Empfänger oder Videorecorder des Teilnehmers selektiert werden können, aber diese Anordnungen enthalten ebenfalls Mittel zum selektiven Sperren bestimmter Signale in denjenigen Kanälen je Teilnehmer, die für Abonnementsfernsehen gemeint sind.
Bestehende Anordnungen enthalten Steuersysteme, bei denen über eine Schaltmatrix eine Anzahl fester Oszillatoren mit einer Anzahl Teilnehmer gekoppelt sind. Die Steuerkapazität solcher Systeme ist jedoch beschränkt, weil jeder Oszillator nur ein einzelnes Signal sperrt. Es wurden aber auch Systeme vorgeschlagen, die einen oder mehrere Oszillatoren verwenden, die frequenzbeweglich sind und die unter programmierter Steuerung von der einen auf die andere Frequenz springen können, damit mehr als nur ein Signal gesperrt wird. Solche Systeme benutzen aber eine Störeinheit mit einem Oszillator und mit der zugeordneten Steuerschaltung für jeden Teilnehmer. Dies ist kosten- und materialaufwendig.
In EP-A-265.349 wird ein Mehrkanalsignalverteilungssteuersystem beschrieben, wobei eine bandbeschränkte Störungsquelle und ein Signalumsetzter ein Störsignal erzeugen in einem Frequenzband entsprechend dem eines selektiv zu sperrenden Kanals. Das Störsignal wird über eine Schaltanordnung den Signalen für spezifische Teilnehmerausgangsteile zugefügt, damit das Signal in dem selektierten Kanal dieses Teilnehmers überschattet wird.
In WO-A-89/08966 wird ein an einem anderen Standort aufgestelltes Kabelfernsehsperrgerät beschrieben, das Mikroprozessorbetätigungs- und -steuermittel zum Betätigen und Steuern einer Anzahl frequenzbeweglicher spannungsgesteuerter Oszillatoren enthält. Die spannungsgesteuerten Oszillatoren stören selektiv nur unerlaubte Zahlprogramme, die von einer Kopfstation zu einem bestimmten Teilnehmer frei gesendet werden.
Es ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Teilnehmersteueranordnung zu schaffen, die eine wesentliche Steuerung der Programmsignale schafft, die für einen Kabelteilnehmer verfligbar sind, aber zu verringerten Kosten und mit größerer Effizienz und Gebrauchsflexibilität.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung umfaßt Mittel zum gemeinsamen Gebrauch von Steuer- und Störschaltungen bei einer Vielzahl von Teilnehmern. Die Störschaltung enthält eine Anzahl Störmodule, die je eine Anzahl frequenzbeweglicher Oszillatoren enthalten. Die Störmodule werden alle von einem einzigen Prozessor gesteuert. Jederder Oszilatoren kann dadurch in der Frequenz eingestellt werden, damit Störsignale erzeugt werden, die sich auf Dienstsignale beziehen, die von dem CATV-System geliefert werden, auf deren Zugriff eine Steuerung erwünscht ist. Das Ausgangssignal jedes Oszillators wird in viele Ausgangsstrecken aufgeteilt und in vielen Richtungen gesendet, wobei jede Strecke einen HF-Schalter aufweist, und zwar derart, daß die Steuerung des Ausgangssignal für jeden Teilnehmer verfügbar ist. Die Ausgangssignale der den jeweiligen Oszillatoren und einem gemeinsamen Teilnehmer zugeordneten Schalter werden kombiniert, wodurch ein zusammengesetztes Störsignal für den Teilnehmereingang geschaffen wird.
Bei der beschriebenen bevorzugten Ausfiihrungsform kann eine erfindungsgemäße Teilnehmersteueranordnung für vier Teilnehmer bis zu 16 Oszillatoren zur Steuerung von sechzehn Signalen liefern. Es sei jedoch erwähnt, daß die Anzahl bedienter Teilnehmer und die Anzahl gesteuerter Signale im Rahmen der Erfindung größer oder kleiner werden kann.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß sie einen modularen Entwurf schafft, wodurch die Anzahl Oszillatoren (entsprechend der Anzahl zu sperrender Kanäle in dem CATV-System) beliebig geändert werden kann. Mit anderen Worten ein Kabeloperator kann eine erfindungsgemäße Teilnehmersteueranordnung installieren für Gruppen von Teilnehmern. Zunächst brauchen beispielsweise nur vier Signale gesteuert zu werden, d.h. vier Abonnementsfernsehkanäle. Sollte aber der CATV Operator zu einem späteren Zeitpunkt sich entscheiden, acht oder sechzehn solcher Dienste zu liefern, kann die Steueranordnung auf einfache Weise durch einfachen Hinzufügen zusätzlicher Störmodule mit den zusätzlichen Oszillatoren geändert werden.
Dazu umfaßt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Störmodule, die je vier frequenzagile Oszillatoren enthalten. Diese Module können den System beliebig zugefügt werden, unter der Bedingung, daß die Option, daß 4, 8, 12 oder 16 Oszillatoren für Steuerzugriff verfügbar sind, erfüllt ist. Dies schaffi ein kosteneffektives Produkt, wenn weniger Oszillatoren notwendig sind, während ein effektiver Verfahen zum Erweitern der Steuerung beibehalten wird, in dem fall, daß andere Dienste dem System zugefügt werden,ohne daß eine wesentliche Steuer- und Schaltaufwand hinzugefügt werden muß.
Ein anderes Merkmal der Erfindung ist das Schaffen einer gesteigerten Sicherheitseffektivität dadurch, daß ein einzigartiges Verfahren geschaffen wird zum Kombinieren von Störung zu dem von jedem Oszillator erzeugten Störsignal, wodurch eine große Störbandbreite geschaffen wird, die unmöglich aus dem Videosignal extrahiert werden kann, ohne daß auch die Videomformation selbst entfernt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichung

Fig. 1 ein Schaltbild der Erfindung mit den wichtigsten funktionellen Elementen,
Fig. 2 ein Schaltbild eines Störmoduls, wie in Fig. 1 dargestellt,
Fig. 3 ein Schaltbild der Frequenzstsuerschaltung, dargestellt is Fig. 1, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines in Fig. 2 dargestellten spannungsgesteuerten Oszillators.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 ist ein Systemschaltbild mit einem Teilnehmersteuergerät mit einer Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform schaffi eine Dienstsignalsteuerung für vier Teilnehmer und kann bis zu sechzehn Dienstsignale verbieten. Jedes Dienstsignal wird verboten ("gestört") unter Verwendung eines frequenzagilen Oszillators. Vierergruppen solcher Storoszillatoren sind in jedem Störmodul 5 vorgesehen.
Die HF-Verteilschaltung 1 liefert die Strecke für die Signale von dem Eingang 8 zu jedem der vier Teilnehmereingänge SUB 1 bis SUB 4. Breitbandkabelfernsehsignale treffen an einem gemeinsamen Eingang 8 ein und gehen durch eine Pegelregelschaltung 9, die aus vorhandenen Dämpfungsgliedern, Neigungsentzerren und/oder AVR-Schaltungen bestehen kann. Ein HF-Verstärker 10 steigert den Signalpegl und vermeiden ebenfalls, daß die von den Störmodulen 5 gelieferten Störsignale durch den Eingang 3 austreten und Interferenz erzeugen m dem Hauptkabelfernsehverteilungssystem. Die Breitbandsignale gehen danach durch einen Koppler 11, der dem Datenempfanger 3 einen Abtastwert des Signais zuführt. Der Datenempfänger enthält einen FSK-Demodulator und detektiert eine Anzahl von dem Kopfende gesendeter Codeworte, die zusammen mit dem prozessor verwendet werden sollen zum Schaffen einer Steuerung für die Teilnehmersteueranordnung, wie nachstehend beschrieben wird.
Das Hauptausgangssignal des Kopplers 11 wird danach durch eine Signaltrennstufe 13, die 4 gleiche Amplitudensignalstrecken erzeugt, eine für jeden Teilnehmereingang, aufgeteilt. Jedes Ausgangssignal der Signaltrennstufe geht durch einen FIF-Schalter 14, der von der Steuerschaltung 4 über einen Steuerbus gesteuert wird (deutlichkeitshalber mit nur einem HF-Schalter gekoppelt aber es dürfte einleuchten, daß eine Steuerung für jeden HF-Schalter geschaffen wird). Jeder HF-Schalter 14 ist geöffnet zur vollständigen Sperrung aller Kabelfernsehdienste von dem betreffenden Teilnehmereingang. Wenn der Schalter geschlossen ist, gehen alle Dienste ungestört durch diesen Punkt. Jedes Signal geht dann durch einen anderen HF-Verstärker 16, der das Signal steigert zu einem annähernd gewünschten Ausgangspegel und liefert ebenfalls eine Isolierung, so daß die Störsignale nicht rückwärts durch die Schaltungsanordnung gehen und Störung an anderen Teilnehmereingängen verursachen.
Die Kombinationsschaltung 2 schafft die Zuführung der Ausgangssignale der Störmodule 5 zu einem oder mehreren Teilnehmereingängen unter Ansteuerung der Steuerschaltung. Weil sie keinen Teil der Kombinierschaltung bilden, können die Störmodule 5 in Fassungen gesteckt oder auf andere Art und Weise mit der Kombinierschaltung gekoppelt werden.
Alle Störmodule 5 sind mit Ausgangsleitungen 30 gekoppelt, die mit je einem Koppler 27 in der Verteilerschaltung 1 gekoppelt sind. Jede Ausgangsleitung 30 enthält einen Verstärker 28 und einen Zweipolschalter 15 (hier für nur eine Ausgangsleitung dargestellt). Ein Störsignal für einen Teilnehmer geht zunächst durch einen HF Zweipolschalter 15. In der einen Position gestattet der Schalter einen normalen Betrieb, so daß Störsignale ungeändert zu dem Koppler 27 hindurchgehen können. In der zweiten Position kann die Frequenz jedes Oszillators geeicht werden, wie nachstehend noch beschrieben wird.
Wenn der Schalter 15 sich in der ersten Position befindet, werden die von den Störmodulen 5 gelieferten Störsignale über die Koppler 27 mit jedem der Teilnehmereingänge gekoppelt. Die resultierenden Signale sind je eine Zusammensetzung der Störfrequenzen und der ungeänderten Kabelfernsehsignale, wodurch Empfang der unerlaubten Dienste vermieden wird.
Die Steuerschaltung 4 enthält einen Prozessor 26, der ein Einzelchipmikroprozessor sein kann. Dieser erhält Daten von der Kopfstation über den Datenempfänger 3. Die Daten enthalten eine Frequenz- und Befugnistabelle von Codeworten, die von dem Prozessor 26 verarbeitet werden zum Schaffen der gewünschten Steuersignale zu den Störmodulen 5, zu der Kombinierschaltung 2 und zu der Verteilerschaltung 1 zum Erzeugen von Störfrequenzen und führt sie den betreffenden Teilnehmereingängen zu. Software zum Erhalten des hier beschriebenen gewünschten Schalt- und Steuerbetriebs kann ohne aufwendige Experimente vom Fachmann auf dem Gebiete der Programmierung formuliert werden. Solche Software kann aus zur Zeit oft angewandten, automatisierten Schalt-, Abfrage und Kalibrierungsalgorithmen erhalten werden, beispielsweise im Zusammenhang mit Set-top-Wandlem in der CATV-Industrie.
Jedes Störmodul 5 enthält zwei Schaltungsplatten. Jede Schaltungsplatte enthält, wie in Fig. 2 beschrieben, zwei spannungsgesteuerten Oszillatoren 18.
Die Frequenz jedes Oszillators 18 wird durch eine Steuerspannung Vc bestimmt, wie diese von der nachstehend beschriebenen Schaltungsanordnung 4 geliefert wird. Ein Störquellensignal, geliefert von der Störgeneratorschaltung 34, dargestellt in diesem Beispiel als Teil der Steuerschaltung (Fig. 3), erzeugt eine beschränkte Bandbreite von Leitungsgeräusch, das den Störmodulen 5 zugefülirt wird.
Vn wird der Steuerspannung Vc überlagert, wodurch eine beliebige Variation jeder VCO-Frequenz erhalten wird. Dadurch wird die Bandbreite des resultierenden Signals über eine Bandbreite gestreut, die der Bandbreite der Störquelle Vn entspricht. Dieses Signal verursacht, wenn es zu dem Kabelfernsehsignal hinzugefügt wird, Interferenz in dem Fernsehempfänger, der wegen der großen bandbreite des Trägersignals den Videoinhalt des Kabelfernsehdienstes völlig maskiert. Außerdem kann der störende Träger überhaupt nicht mit bekannten Filtermitteln entfernt werden, ohne daß auch der Videoinhalt entfernt wird.
Das Ausgangssignal jedes spannungsgesteuerten Oszillators 18 geht durch betreffende Tiefpaßfilter 21, die unerwünschte, aus Harmonischen der gewünschten Störfrequenz erzeugten Produkte entfernen. Bei dieser Ausführungsform wird jedes Signal danach über ein Schaltnetzwerk 22 über vier Strecken verteilt, wobei dieses Netzwerk jede Schaltvorrichtung, wie ein Widerstandsnetzwerk, sein kann wodurch ein Störsignal für jeden der vier gewünschten Teilnehmereingänge geschaffen wird. Die Schaltsteuerung an jeder Platte erfolgt durch eine logische Schaltung 19, die auf Steuersignale reagiert, die über den Steuerbus von der Steuerschaltung 4 geliefert werden. Obschon in Fig. 2 nicht dargestellt, kann das Schaltnetzwerk 22 auch einen HF-Schalter für jeden Signalausgang enthalten, der, wenn es durch die Steuereinheit 4 geschlossen wird, einen Durchgang für das betreffende Störsignal ermöglicht. Die Ausgangssignale der HF-Schalter können danach kombiniert werden und über ein anderes Tiefpaßfilter 23 geführt werden zum Entfernen harmonischer Störprodukte, die durch das Schalten entstanden sein könnten. Die Ausgänge dieses Tiefpaßfilter 23 werden danach unmittelbar mit den entsprechenden Signalausgängen der zweiten Platte in jedem betreffenden Störmodul 5 kombiniert.
Die von den Störmodulen 5 erzeugten Signale werden in die Kombinierschaltung 2 eingegeben, welche die entsprechenden Teilnehmerstörsignale zu einem zusammengesetzten Störsignal für jeden Teilnehmereingang kombiniert.
Wie in Fig. 3 dargestellt enthält die Frequenzsteuerschaltung 32 ein hybrides R/2R-Widerstandsnetzwerk 27 und wird durch acht Ausgangssignale betrieben zum Erzeugen analoger Regeispannungen für die Störoszillatoren 18 in den Störmodulen 5. Diese Spannungen werden von einem Hochgeschwindigkeitsoperations verstärker 28 gespeichert und werden einem 1 bis 16 analogen Multiplexer/Demultiplexer 29 zugeführt. Jedes Ausgangssignal des Multiplexers stellt einen der 16 spannungsgesteuerten Oszillatoren 18 dar (vier je Störmodul). Die Ausgangssignale Vc werden von einem Operationsverstärker 30 gespeichert und dem betreffenden Störmodul 5 zugeführt. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers wird durch einen Kondensator 31 auf dem Eingangspegel gehalten, so daß die gewünschte Spannung beibehalten wird, wenn der Multiplexer von einer bestimmten Schaltungsanordnung abgekoppelt wird. Der Prozessor 26 sequentialisiert durch jeden der Oszillatoren in den Störmodulen 5, indem die betreffenden Schalter geöffiiet werden, die Steuerspannung für die gewünschte Frequenz aufgesetzt wird und indem danach die Schalter geschlossen werden. Unter dem Einfluß des Prozessors 26 können die Störoszillatoren in der Frequenz bewegt werden zum Erzeugen von Interferenz in verschiedenen Dienstsignalen. Andere Oszillatoren können gleichzeitig nach wie vor auf einem einzigen Dienst fixiert sein, wodurch maximale Interferenz verursacht wird.
Die Steuerschaltung schafil ebenfalls eine Frequenzeinstellschaltung 6 mit einem HF-Verstärker 40 und mit einer festen Teilerschaltung 33, die von dem Prozessor 26 benutzt werden zum Abtasten des Ausgangssignals jedes Oszillators 18 zum Messen und Einstellen dessen Arbeitsfrequenz.
Fig. 4 beschreibt eine Ausführungsform eines spannungsgesteuerten Oszillators, der in den Störmodulen 5 benutzt werden kann. Die Störspannung kann ebenfalls in die Basis des Oszillatortransistors Q1 eingespeist werden, wodurch die Amplitude des Störsignals beliebig ändert.

Claims

1. Teilnehmersteuergerät zum Steuern des Zugriffs auf Kabelfernsehsignale mit:

einer Anzahl Interferenzerzeugungsquellen;

Mitteln zum Schalten wenigstens einer der Interferenzerzeugungsquellen zu einer Anzahl Teilnehmereingänge; und

Störungserzeugungsmitteln zum Ändern der von den Interferenzerzeugungsquellen erzeugten Störsignale, dadurch gekennzeichnet, daß jede Interferenzquelle der Anzahl Interferenzquellen eine Anzahl frequenzagiler Oszillatoren aufweist, wobei die Störungserzeugungsmittel eine beliebige Änderung der Frequenz jedes frequenzagilen Oszillators verursachen, und daß die genannte Teilnehmersteueranordnung Steuermittel aufweist zum Liefern von Steuersignalen in Antwort auf Daten, die zusammen mit den genannten Kabelfernsehsignalen übertragen werden, wobei die genannten Steuersignale die Frequenz jeder der genannten Interferenzerzeugungsquellen und der genannten Schaltmittel steuern.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Anzahl frequenzagiler Oszillatoren von einem einzigen Spannungsgenerator gesteuert wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Zugriff auf Kabelfernsehdienste für viele Teilnehmer durch Überlagerung eines Störungsträgers auf dem Teilnehmereingang innerhalb des Frequenzbandes des zu steuernden Dienstes und wobei jede lnterferenzerzeugungsquelle für die vielen Teilnehmereingänge gemeinsam ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, wobei die genannten frequenzagilen Oszillatoren in modularer Form vorgesehen sind, und zwar derart, daß eine zusätzliche Störkapazität dadurch zu dem System hinzugefügt werden kann, daß zusätzliche Oszillatormodule hinzugesteckt werden.

5. Anordnung nach Anspruch 2, wobei die Steuerspannung der frequenzagilen Oszillatoren mit einer derartigen Bandbreite des beliebigen Geräusches überlagert wird, daß die Ausgangsfrequenz der Oszillatoren innerhalb des gewünschten Dienstbandes beliebig geändert wird.

Fig. 1

Verteilungsschaltung

Pegel

Frequenzeinstellschaltung

Datenempfängersteuerbus

Steuerbus

Kombinierschaltung

Netzgerät

Steuerschaltung

Störschaltung

Fig. 2

Platte

Von dem CTL-Bus

Signalspeicher

Schaltnetzwerk

Fig. 3

Widerstandsnetzwerk

Von der HF-Verzerrungsquelle

digitaler Frequenzteiler

Störsignalgenerator

Zähler

Fig. 4

Ausgangssteuerung

Speiseschaltung

Ausgang

Störung

VCO-Steuerung