FI76469B - Kommunikationssystem foer kabeltelevisionsnaet. - Google Patents

Description

1 76469

Kaapelitelevisioverkon kommunikointijärjestelmä. -Kommunikationssystem för kabeltelevisionsnät.

Tämä keksintö koskee kaksisuuntaista digitaalista tiedonvälitystä käyttävää kaapelitelevisio (yhteisantenni) -verkkoa.

Kaksisuuntaiset kaapelitelevisiojärjestelmät ovat yleisesti tunnettuja. On kehitetty digitaalisia tiedonsiirtomenetelmiä, joissa käytetään hyväksi tällaisten verkkojen kaksisuuntaista luonnetta. Esimerkiksi katso yhdysvaltalainen patentti no 3 803 491, Osburn ja yhdysvaltalainen patentti no 4 245 245, Matsumato ym. monen kulutta japalveluiden , kuten kotiin ulottuvien pankkipalveluiden, sähköisen postin ja sanomalehtien, kotoa käsin tehtävien ostosten ja muiden vastaavien palveluiden on kuviteltu tulevan jokapäiväisiksi .

Tähän asti kehitetyt menetelmät eivät kuitenkaan ole saaneet laajempaa käyttöä. Eräs syy siihen, että ne eivät ole saaneet yleistä hyväksymistä on se, että ne keskittävät digitaalisen tiedonvälityksen kaapelitelevisiojärjestelmän keskusasemapäähän. Tämä tarkoittaa sitä, että digitaalisia viestejä vaihdetaan keskusasema-pään ja käyttäjäsolmujen välillä. Tiedon keskittymisellä keskusasemapäähän on useita haittavaikutuksia.

Ensiksi, keskitetyn verkon suunnittelu vaatii monien osallistujien, varsinkin käyttö- ja huoltohenkilökunnan sekä laitteiston valmistajan ryhtymään samanaikaisesti yhteistyöhön varmistaakseen sen, että laitteisto ja tiedon esitysmuoto ovat yhteensopivia. Tärkeä tekijä kaksisuuntaisen kaapelitelevision tietopalveluiden viivästyneessä kehityksessä on ollut se, että kaikki osapuolet ovat olleet haluttomia yhteistyöhön ennen kuin määrätty järjestelmän arkkitehtuuri on saatu aikaan. Keskitetyn verkon arkkitehtuuri johtaa myös monimutkaiseen ja hankalasti käsiteltävään keskusasemapään laitteistoon. Keskusasemapään ohjelmisto on tähän asti kehitetyissä menetelmissä tyypillisesti monitoiminen, jotta sillä voitaisiin käsitellä erilaisia tietopalveluja yhtäaikaa. Siksi uusien palveluiden lisääminen jo olemassa oleviin palveluihin voi olla vaikeaa.

2 76469

Lisäksi, kun kokonaan uusia palveluja lisätään järjestelmään, keskitetyn järjestelmän kapasiteetti voidaan ylittää ja tämän vuoksi koko keskusasemapään rakenne on suunniteltava uudelleen, jotta kaikki halutut palvelut saadaan sovitettua siihen.

Järjestelmän luotettavuudessa on lisäksi tehty kompromissi, kun järjestelmän älykkyys on keskitetty; yksi ainoa virhe keskusase-mapäässä voi aiheuttaa sen, että mitään kaksisuuntaisista kaapeli-televisiopalveluista ei voida suorittaa.

Lopuksi, keskitetyssä järjestelmässä käyttöhenkilökunta on läheisesti tekemisissä palveluiden tarjoajien kanssa ja heitä rasittavat sellaiset ongelmat kuin informaation luottamuksellisuus, tiedon koskemattomuus ja väittelyt kilpailevien palveluiden tarjoajien oikeuksista päästä kuluttajien luo.

Tämä keksintö sisältää hajautetun tiedonvälitysjärjestelmän missä solmu, josta viesti on lähtöisin (lähtösolmu) ja solmu, joka vastaanottaa viestin (vastaanottosolmu) voivat sijaita missä tahansa kaapelitelevisiojärjestelmän eri pisteissä.

Tämän keksinnön erään näkökohdan mukaan lähtösolmu lähettää viestin kohti-keskusasemapäätä kaapelin taajuusalueen saapuvan siirtosuunnan osassa. Keskusasemapää lähettää uudelleen valikoivasti saapuvan siirtosuunnan viestin kaapelin taajuusalueen lähtevän siirto-suunnan osassa. Näin saadaan järjestelmä, jossa lähtösolmu voi lähettää viestin missä tahansa sijaitsevaan vastaanottosolmuun.

Kaapelitelevisioverkko on levinnyt suuren yleisön käyttöön. Sen vuoksi, toisen näkökohdan mukaisesti, tämä keksintö sisältää menetelmän, jonka avulla pääsy kaapelitelevisioverkkoon on kontrolloitu niin, että laittomilta käyttäjiltä kielletään pääsy verkkoon ja valtuutetuille käyttäjille myönnetään verkkoonpääsy. Tämän jälkimmäisen näkökohdan mukaan, lähtösolmu lähettää edelleen tarkistusviestin, josta tässä käytetään nimitystä kehystarkastuskoodi (FV), osana saapuvan siirtosuunnan viestiä.

Il 3 76469

Vielä erään tämän keksinnön näkökohdan mukaisesti keskusasemapään laitteisto tarkistaa kehystarkastuskoodin ja lähettää uudelleen vastaanotetun viestin kaapelin taajuusalueen lähtevän siirtosuunnan osassa vain, jos kehystarkastuskoodi osoittaa, että lähtösol-mu on valtuutettu käyttäjä, taaten siten käyttäjälle pääsyn kaapelitelevisioverkkoon. Vastaavasti keskusasemapään laitteisto ei lähetä uudelleen viestiä, jos kehystarkastusviesti osoittaa, että lähtösolmu ei ole valtuutettu käyttäjä, estäen siten käyttäjän pääsyn kaapelitelevisioverkkoon.

Kuten aikaisemmin mainittiin, keskitetyt verkostomallit eivät ole laajalle levinneitä, osittain sen vuoksi, että niissä vaaditaan osanottajia ryhtymään samanaikaisesti yhteistyöhön. Käyttämällä tätä keksintöä, kaapelitelevisiojärjestelmän käyttöhenkilökunta voi tarjota tietosokeaa tiedonsiirtopalvelua, jota tiedonsiirtopalvelua voivat puolestaan käyttää hyväksi yksityisyrittäjät tai kaapelitelevision käyttöhenkilöstö, hankkiakseen tiettyjä arvokkaampia palveluja.

Sen vuoksi tiedonvälitysjärjestelmä, joka sisältää tämän keksinnön tarjoaa hajautetun älykkyyden, järjestelmän kasvu keskusasemapääs-sä tai solmukohdissa on modulaarista ja sen vuoksi koko järjestelmän nopea tai hidas kehittäminen on mahdollista. Toisin sanoen kaapelitelevisiojärjestemän käyttöhenkilökunta voi perustaa tiedonvälitysjärjestelmän, joka tarjoaa määrättyjä liitäntöjä tieto-sokealle tiedonsiirtopalvelulle käyttäjän solmuissa. Keskusasemapään kanavakapasiteettia voidaan laajentaa, mutta sen arkkitehtuuri (sekä laitteisto että ohjelmisto) pysyy samana, kun koko järjestelmä kehittyy. Erilaisten kuluttajapalveluiden ja informaation-käytön kehitys, sekä tunnetun tyyppisten että sellaisten, jotka ovat vielä keksimättä, voi jatkus solmuliitännöissä, ilman rakenteellisia lisämuutoksia keskusasemapäässä.

Tämän keksinnön mukainen hajautettu verkon älykkyys johtaa vähemmän monimutkaiseen keskusasemapään laitteistoon. Keskusasemapää voidaan aluksi varustaa muutamalla tietokanavalla. Tietoliikenne-kuormituksen kasvaessa voidaan helposti lisätä kanavakapasiteettia .

4 76469

Uusia palveluja on helppo sovittaa tähän järjestelmään lisäämällä laitteistoa palvelusolmuissa, jotka voivat sijaita missä tahansa verkkoa. Esimerkiksi, uusi palvelusolmu elektronista rahaliikennettä varten voi sijaita pankissa, joka tarjoaa sellaista palvelua.

Vaikka jokaisen palvelusolmun monimutkaisuus riippuu tietyn palvelun monimutkaisuudesta, palvelusolmun ohjelmisto tulee yleensä olemaan yksinkertaistettu (keskitettyyn järjestelmään verrattaessa) johtuen yksittäisen palvelun yksittäisestä tehtäväluontees-ta.

Järjestelmän luotettavuutta lisätään tämän keksinnön avulla, sillä laitteiston yhden palvelusolmun vikautuminen vaikuttaa vain sen tarjoamaan palveluun eikä keskeytä palveluita, joita jäljelle jäävät palvelusolmut tarjoavat. Samoin yhteen palveluun kohdistuva suuri kuormitus ei olennaisesti vaikuta muiden palvelusolmujen palvelusaantiaikään.

Lopuksi, hajautetun älykkyyden tietoliikennejärjestelmä pyrkii erottamaan kaapelitelevision käyttöhenkilökunnan palveluiden tarjoajasta. Tiedon yksityisyyttä ja koskemattomuutta koskevat seuraukset tulevat palvelun myyjän vastuulle. Kaapelitelevision käyttöhenkilökunta yksinkertaisesti tarjoaa tietosokeaa tiedonsiirtopalvelua käytettäväksi sellaisena kuin palveluiden tarjoaja haluaa.

Kuvassa 1 on graafinen esitys kaksisuuntaisen kaapelitelevisiojär-jestelmän taajuusalueen jakautumisesta.

Kuvassa 2 on lohkokaavio tämän keksinnön keskusasemapään laitteistosta .

Kuvassa 2a on lohkokaavio tilaajapääteyksikön modemiosasta, joka sisältää verkkoonpääty-yksikön-

Kuvassa 3 on lohkokaavio, jossa kuvataan kaapelitelevisiojärjestel-mä, joka sisältää tämän keksinnön.

5 76469

Kuvassa 4 on lohkokaavio, jossa kuvataan kaksi kaapelitelevisio-järjestelmää, jotka on yhdistetty toisiinsa kaapelitelevisio järjestelmässä , joka sisältää tämän keksinnön.

Kuvassa 5 on esitetty tämän keksinnön yhteydessä käytetty tiedon-salaus- ja salauksenpurkumenettely.

Kuvassa 6 on vuokaavio ohjelmasta, jota käytetään tässä keksinnössä tuotettaessa kanavasaantikoodeja verkkoonpääsyn valvontalaitteessa .

Kuvassa 7 on esitetty vuokaavio ohjelmasta, jolla tuotetaan kehys-tarkastuskoodit verkon käyttäjäsolmuissa.

Kuvassa 8 on esitetty vuokaavio ohjelmasta kehystarkastuskoodin tarkastamiseksi tämän keksinnön käsittävän kaapelitele-visiojärjestelmän keskusasemapään kanavaan pääsyn valvontalaitteessa .

Kuvassa 9 on esitetty tämän keksinnön yhteydessä käytettäväksi tarkoitettu yleiskäytäntöinen arkkitehtuuri.

Kuvassa 10 on esitetty tämän keksinnön yhteydessä käytetty sanoman muoto; ja

Kuvissa 11a - 11 f on esitetty vaihdettujen viestien järjestys yhteyden aloittamiseksi ja lopettamiseksi lähtö- ja vastaanottosolmujen välillä tämän keksinnön mukaisessa kaapelitelevisiojärjestelmässä.

Tyypillinen kaapelitelevisiojärjestelmä pystyy siirtämään tietyn taajuusalueen, esimerkiksi 5 MHZ:stä 400 MHZ:iin. 50 MHZ:n yläpuolella olevat taajuudet on varattu keskusasemapäästä tilaajien päätteisiin lähetettäville signaaleille (eli lähtevälle siirtosuunnalle) . 50 MHZ:n alapuolella olevat taajuudet on varattu yksityisiltä tilaajapäätteiltä keskusasemapäähän lähetettäville signaaleille (eli saapuvalle siirtosuunnalle).

6 76469 Tämän keksinnön yhteydessä käytetty taajuusalueen jako on esitetty graafisesti kuvassa 1. Saapuvan siirtosuunnan taajuusalue 2 on 25 MHZ leveä ja ulottuu 5 MHZ:stä 30 MHZ:iin. Lähtevän siirtosuunnan taajuusalue 4 on myös 25 MHZ leveä ja se voidaan valita mistä tahansa sopivalta lähtevän siirtosuunnan taajuusalueen osalta.

Tyypillinen kaapelitelevisiojärjestelmän topologia näyttää ylösalaisin käännetyltä puulta. Keskusasemapää on ylösalaisin käännetyn puun latvassa ja tilaajien päätteet sijaitsevat rungossa ja oksissa. Keskusasemapäästä lähtevässä suunnassa lähetetyn viestin kuulevat kaikkien tilaajien päätteet. Kuitenkin, viesti, joka siirretään yksityiseltä tilaajapäätteeltä saapuvassa suunnassa kuuluu vain niiden tilaajien päätteissä, jotka ovat lähettävän tilaajan ja keskusaseman välisellä signaalin kulkureitillä. Sen vuoksi tietyltä tilaajapäätteltä lähetetyn viestin kuulee vain osa muista tilaajapäätteistä.

Tämän keksinnön mukaisesti jokainen taajuus saapuvan siirtosuunnan kaistalla 2 muodostaa parin vastaavan taajuuden kanssa lähtevän siirtosuunnan kaistalla 4. Keskusasemapäässä on laitteisto, joka vastaanottaa signaalin saapuvan siirtosuunnan kaistalla ja lähettää uudelleen valikoidusti signaalin korkeammalla vastaavalla taajuudella lähtevän siirtosuunnan kaistalla. Tällä tavoin kuulevat yksityiseltä tilaajapäätteeltä (saapuvan siirtosuunnan kaistella) tulevan viestin kaikki muut tilaajapäätteet (lähtevän siirtosuunnan kaistalla). Tämä mahdollistaa minkä thansa yksityisen tilaaja-päätteen lähettämään viestin mille tahansa toiselle kaapelitelevisio järjestelmässä olevalle tilaajapäätteelle.

Digitaaliset viestit lähetetään tässä järjestelmässä digitaalisella taajuusmoduloinnilla (FSK). Digitaalisella signaalilla on toinen kahdesta binäärisestä loogisesta tilasta, se on 1 tai 0. Kun digitaalinen signaali on loogisen 1:n tilassa, FSK-modulaattori lähettää ensimmäisellä taajuudella, ja kun binäärisignaali on loogisen 0:n tilassa, FSK-modulaattori lähettää toisella taajuudella. Samoin FSK-demodulaattori käsittelee FSK-signaalia tuottaakseen uudelleen alkuperäisen digitaalisen signaalin.

7 76469

Kuvassa 2 on esitetty tämän keksinnön mukainen keskusasemapään laitteisto. Kanavalle pääsyn valvontalaite (DCAM) 10 käsittää yksittäisille kanaville pääsyn valvontamodulit 11a, 11b, jne., verkkoonpääsyn valvontalaitteen liitäntäprosessorin 18 ja modernin 20. Yksittäiselle kanavalle pääsyä valvova moduli 11a sisältää FSK-demodulaattorin 12, kehystarkastuslogiikan 14, ja FSK-modu-laattorin 16. FSK-demodulaattori 12 on viritetty tietylle taajuudelle saapuvan siirtosuunnan kaistalla. FSK-modulaattori 16 on viritetty vastaavalle paritaajuudelle lähtevän siirtosuunnan kaistalla. Kehystarkastuslogiikka 14 tarkastaa vastaanotetun tiedon ja yhdistää valikoidusti FSK-demodulaattorin 12 lähdön FSK-modulaat-torin 16 tuloon. FSK-modulaattori 16 lähettää vastaanotetun signaalin uudelleen reaaliajassa vastaavalla korkeammalla taajuudella kaapelin taajuusalueen lähtevän siirtosuunnan osassa. Kehystarkastuslogiikka 14 liittyy myös verkkoonpääsyn valvontalaitteen lii-tätäprosessoriin 18, jonka avulla on kaksisuuntainen yhteys verkkoonpääsyn valvontalvontalaitteeseen modernin 20 kautta. Kehystarkastuslogiikan 14 toiminta kuvataan yksityiskohtaisemmin kuvan 8 selityksen yhteydessä.

Tämän keksinnön tilaajapäätelaitteiston modemiosa on esitetty kuvassa 2a. Verkkoonpääsy-yksikkömodemi 13 sisältää FSK-modulaatto-rin 19, FSK-demodulaattorin 15, kantoaaltoanturin ja törmäyksen tunnistinpiirin 3, taajuustarkastuspiirin 17 ja mikroprosessorin 21.

Käytön aikana digitaalisen signaalin lähtösolmusta 23 ottaa vastaan mikroprosessori 21. Mikroprosessori muotoilee digitaalisen tiedon kehysviestiksi ja sisällyttää kehystarkastuskoodin (FV) (kuvattu kuvan 7 yksityiskohtaisessa selityksessä) osaksi kehys-viestiä. Kehysviesti syötetään FSK-modulaattoriin 19, joka lähettää kehysviestin FSK-signaalina kaapelissa 25 saapuvassa siirto-suunnassa keskusasemapäähän.

Keskusasemapäässä 10 (kuva 2) FSK-demodulaattori 12 vastaanottaa koodatun kehysviestin. Kehysviesti tarkastetaan kehystarkastuslogiikassa 14. Jos vastaanotettu kehystarkastuskoodi (FV) osoittaa, e 76469 että käyttäjä on valtuutettu, silloin kehystarkastuslogiikka edel-leensyöttää kehysviestin FSK-modulaattoriin 16, joka lähettää ke-hysviestin reaaliajassa FSK-signaalina lähtevään siirtosuuntaan lähetysasemapäästä 10 kaikkiin tilaajapäätteisiin.

Kehysviesti otetaan vastaan verkkoonpääsy-yksikkömodemilla (NAU), joka on samanlainen kuin verkkoonpääsy-yksikkömodemi 13 kuvassa 2a. FSK-demodulaattori 15 ottaa vastaan lähetetyn kehysviestin (FV) ja lähettää edelleen vastaanotetun tiedon mikroprosessoriin 21. Huomaa, että FSK-demodulaattori 15 sallii verkkoonpääsy-yksik-kömodemin valvoa omaa lähetystään sekä myös sallii sen vastaanottaa tietoa muista verkkoonpääsy-yksiköistä.

Jotta kaapelitelevisioverkossa voisi olla osallisena useita käyttäjiä, on saapuvan siirtosuunnan taajuusalue jaettu 80:een FSK-kanavaan, joista jokainen voi lähettää nopeudella 128 Kb/s. Lähtevän siirtosuunnan taajuusalue on vastaavasti jaettu 80:een FSK-kanavaan, muodostaen järjestelmässä 80 kanavaparia. Kuitenkin kaa-pelitelevisiojärjestelmässä voi olla niinkin vähän kuin yksi DCAM-moduli 11a (kuva 2). Kun tietoliikennekuormitus kasvaa kaapelitelevisio järjestelmän käyttöhenkilökunta voi lisätä kapasiteettia lisäämällä lisämoduleja 11b, jne. Näin lisätään tietoliikennekapasiteettia tekemättä rakenteellisia muutoksia keskusase-mapääbän.

Jokaiselle tilaajapäätteen verkkoonpääsy-yksikölle (NAU) on luovutettu oma kanavansa. Luonnollisesti,jotta kaksi tilaajayksikköä voivat olla yhteydessä toisiinsa, niiden täytyy molempien olla samalla kanavalla. Sen vuoksi jokainen verkkoonpääsy-yksikkömodemi (NAU) pystyy muuttamaan lähetys- ja vastaanottotaajuuttaan käskystä, jonka antaa järjestelmää valvova verkkopalveluiden ohjain-tietokone .

Lisäksi tämän keksinnön avulla useat käyttäjät voivat jakaa saman kanavan. Kanavan jakaminen saadaan aikaiseksi käyttämällä alan asiantuntijoiden tuntemaa kantoaaltoa tunnustelevaa ja kanavan yhtäaikaisen käytön tunnistavaa menetelmää (CSMA/CD- menetelmää).

9 76469

Lyhyesti sanottuna, CSMA/CD on riitamenetelmä, jossa useat käyttäjät tarkkailevat kanavaa tunnistaakseen kantoaaltosignaalin. Käyt-täjäsolmu, joka haluaa lähettää viestin odottaa kunnes kanava on vapaa ja lähettää sitten Viestinsä kanavaan. Jos kaksi käyttäjää yrittää lähettää viestin samaan aikaan tapahtuu yhteentörmäys. Käyttäjät, jotka ovat yrittäneet lähettämistä huomaavat yhteentörmäyksen. Jokainen käyttäjä odottaa satunnaisen odotusajan, ennen kuin yrittävät lähettää uudelleen viestinsä.

Kaapelitelevisiojärjestelmä, joka sisältää tämän keksinnön on esitetty kuvassa 3. Tällainen järjestelmä sisältää keskusasemapään, joka käsittää tavanomaisen yksisuuntaisen kaapelitelevisiolähetys-laitteiston 22, joka tarjoaa tavallista video-ohjelmamateriaalia kaikille tilaajille. Signaalin jakotie sisältää yhdyskaapelit 24, jakovahvistimet 26, syöttöjohdot 28 ja lopuksi tilaajajohdot 29 yksittäisiin järjestelmän solmuihin 31.

On olemassa usean tyyppisiä yksittäisiä järjestelmän solmuja. Käyt-täjäsolmut ovat solmuja, joilla on pääsy kaapelitelevisioverkon tietoliikennepalveluihin. Käyttäjäsolmuja on kahdenlaisia; palve-lusolmuja 46 (palveluiden tarjoajille) ja tilaajasolmuja 48 (palveluiden tarjoajille) ja tilaajasolmujs 48 (palveluiden kuluttajille) . Toisen tyyppinen järjestelmäsolmu on valvontasolmu, jossa valvotaan kaapelitelevisiojärjestelmää (esimerkiksi verkkoonpääsyn valvonta, tietoliikennepalveluiden laskuttaminen jne.). Lopuksi on olemassa verkkosolmuja, jotka siältävät välityssolmun 50 kaapelitelevisioverkkojen väliseen kanssakäymiseen, ja porttisolmun 52 kaapelitelevisioverkon ja vieraiden verkkojen, kuten yleisen puhelinverkon väliseen kanssakäymiseen.

Palvelusolmu 40 on yhteydessä tilaajasolmuun 44 vastaavien verk-koonpääsy-yksikköjen (NAU) 38 ja 42 välityksellä tällaisissa tapauksissa kaapelitelevisiojärjestelmä tarjoaa perustiedonsiirto-palveluja niin, että kaapelitelevisiojärjestelmä on tuntumaton palvelun antajalle 40 ja tilaajalle 44. Esimerkiksi palveluiden tarjoaja voi hankkia asynkronoidun RS-232 palvelusolmulaitteen 40 ja siihen sopivan RS232 tilaajasolmulaitteen 44.

10 76469

Palvelusolmuun 46 ja tilaajasolmuun 48 voi liittyä (vastaavien verkkoonpääsy-yksiköiden (NAU) lisäksi) korkean tason tietoliikennepalveluja kuten täydellistä teletietopalvelua, jossa on mahdollisuus tiedon graafiseen esittämiseen. Tällaisessa tapauksessa palvelusolmun 46 tarvitsee vain hankkia teletietopalveluun sopivia sovellutuksia. Tilaajasolmun 48 laitteistoa (ja ohjelmistoa) voivat näin ollen käyttää useat eri palvelujen tarjoajat.

Järjestelmän valvontasolmut sisältävät kanavalle pääsyn valvontalaitteen (DCAM) 10 keskusasemapäässä, verkkoonpääsyn valvontalaitteen (NAC) 34, verkkopalveluiden ohjaimen (NRM) 36, ja verkkoliikenteen valmvontalaitteen (NTM) 32. Järjestelmän valvontasolmut liikennöivät kaapelitelevisiojärjestelmässä samalla tavalla kuin tilaaja- ja palvelusolmut. Lisäksi on olemassa kaksisuuntainen taajuusalueen ulkopuolinen kanava 30 verkkoonpääsyn valvontalaitteen (NAC) 34 ja kanavallepääsyn valvontalaitteen (DCAM) 10 välillä. Viestejä taajuusalueen ulkopuolisella kanavalla 30 laitteiden NAC 34 ja DCAM 10 välillä ei yleensä lähetetä kaapelitelevisioverkossa. Myös järjestelmän valvontasolmut 32, 34 ja 36 voivat sijaita missä tahansa kaapelitelevisiojärjestelmässä, lukuunottamatta kanavallepääsyn valvontalaitetta (DCAM) 10, joka sijaitsee keskusasemapäässä.

Verkkoonpääsyn valvontalaite (NAC) 34 on erityisesti ohjelmoitu tietokone. Sen ensisijainen tehtävä on taata tai estää käyttäsol-mujen verkkoonpääsy. Kun verkkoonpääsy on taattu, kanavansaanti-koodi (CAC) annetaan käyttäjäsolmulle, Kun verkkoon pääseminen estetään, annetaan käyttäjäsolmulle syy (esimerkiksi kanava täynnä, jne.). Kanavansaantikoodien tuottaminen ja lähettäminen on selitetty kuvan 6 tarkastelun yhteydessä.

Verkkopalvelujenohjain (NRM) 36 on toinen erityisesti ohjelmoitu tietokone. Sen tärkeänä tehtävänä on tietopalvelujen jakaminen eri käyttäjien kesken. Eräs tapa, jolla tämä saavutetaan on kuorman tasaaminen, se on virittämällä uudelleen yksityiset käyttäjä-modernit (FSK-modulaattori ja FSK-demodulaattori) niin, että tie-toliikennekuormitus on tasaisemmin jakautunut käytettävissä olevien kanavien kesken.

li ,, 76469

Verkkopalvelujen ohjaimen 36 toinen tärkeä tehtävä on luettelo-haun tarjoaminen käyttäjäsolmuille. Se on, verkkopalvelun ohjain (NRM) 36 pitää listää jokaisen käyttäjäsolmun sen hetkisestä ka-navataajuudesta (se on; alkuperäisestä tai uudelleenannetusta kanava taajuudesta) , sekä myös tämän solmun osoitteesta ja symbolisesta nimestä. Näin ollen, kuten seuraavissa kuvauksissa yksityiskohtaisemmin esitetään, käyttäjäsolmu voi saada halutun vastaan-ottosolmun osoitteen ja kanavataajuuden avaamalla yhteyden verkkopalvelun ohjaimen (NRM) 36 kanssa.

Verkkoliikenteen valvontalaite (NTM) 32 on kolmas erityisesti ohjelmoitu tietokone. Se on passiivinen tiedonkerääjä, joka kuunte-lee kaikkia kanavia ja kerää tietoja kaapelitelevisioverkon palvelujen käytöstä. Kerätyllä tiedolla on kaksi pääasiallista käyttöä: 1) tietopalveluiden laskutukset tehdään hiljaisina aikoina ja (2) kanavaliikennetilastot tarjotaan verkkopalvelujen ohjaimelle (NRM) 36 liikenteen ohjaustarkoituksiin, jakamaan käytettävissä olevaa taajuusaluetta; se on kuorman tasaamiseen.

Välityssolmu 50 tarjoaa kehden kaapelitelevisioverkon välille verkkojen välisen yhteyden, jotta nämä muodostaisivat yksiosoit-teisen kaapelitelevisioverkon digitaalista siirtoa varten. Kuten kuvasta 4 käy ilmi, kaksi kaapelitelevisioverkkoa 54 ja 56 on liitetty toisiinsa välityssolmuilla 50a ja 50b. Toinen kaapelitele-visiojärjestelmä 54 sisältää kanavallepääsyn valvontalaitteen (DCAM) 10a, verkkopalvelujenohjaimen (NRM) 36, verkkoliikenteen valvontalaitteen (NTM) 32 ja verkkoonpääsyn valvontalaitteen (NAC) 34. Toinen kaapelitelevisiojärjestelmä sisältää kanavallepääsyn valvontalaitteen (DCAM) 10b.

Yksinkertaisimmassa muodossaan välittimet 50a ja 50b suorittavat kaapelitelevisiojärjesteImien 54 ja 56 välisten tiettyjen viestien välistäsovittamista. Välitin 50a vastaanottaa lähtevän siirtosuunnan tietoa. Vastaanotettu tieto syötetään välittimeen 50b, joka puolestaan uudelleenlähettää tiedon saapuvassa siirtosuunnassa kaapelitelevisioverkossa 56. Näin ollen välityssolmujen 50a ja 50b käyttämisellä kaapelitelevisiojärjestelmät 54 ja 56 muodostavat yhden tietoverkon, joilla on yhteinen osoitetila, ja jossa 12 76469 mikä tahansa solmu molemmista järjestelmistä voi olla yhteydessä minkä tahansa toisen solmun kanssa.

Yksittäisessä kaapelitelevisioverkossa jokaiselle solmulle on annettu 24-b'itin osoite. Viestit, jotka on tarkoitettu tietyn vas-taanottosolmun vastaanotettaviksi, sisältävät vastaanottosolmun osoitteen. Kaikki solmut valvovat vähintään yhtä kanavaa. Kun vastaanottosolmun osoite on tunnistettu, koko viesti otetaan vastaan edelleenkäsittelyä varten.

Tietyllä solmulla olevan osoitteen lisäksi, on jokaiselle solmulle annettu salainen 56-Bittinen luku, nimeltään solmuavain. Solmua-vain on turvatoimenpide, joka on suunniteltu, jotta estettäisiin laittomien käyttäjien pääsy kaapelitelevisiojärjestelmän palveluihin. Päinvastoin kuin solmun osoitetta, solmuavainta ei koskaan lähetetä kaapelitelevisiojärjestelmässä. Lisäksi mahdollisten sol-muavainten lukumäärä 2^6 on hyvin suuri ja harvat avaimet ovat käytössä, joten mahdollisuus oikean solmuavaimen arvaamiseen on hyvin pieni.

Lyhyenä katsauksena järjestelmän toiminnasta (kuva 3), tarkastelemme tyypillistä tilannetta, missä lähtösolmu 44 on yhteydessä vastaanottosolmun 40 kanssa (kuva 3).

Ensimmäiseksi lähtösolmu pääsee kanavalle seuraavan prosessin mukaisesti: 1. Lähtösolmu ilmoittaa keskuspääasemalle (DCAM) verkkoonpääsy-pyynnön (FV-koodia ei ole liitetty mukaan).

2. Kanavallepääsyn valvontalaite (DCAM) 10 lähettää edelleen verk-koonpääsypyynnön verkkoonpääsyn valvontalaitteelle (NAC) 34, taajuusalueen ulkopuolisella kanavalla 30 (FV-koodia ei vaadita).

3. Verkkoonpääsyvalvontalaite (NAC) 34 lähettää salakirjoitetun ........

kanavasaantikoodin (CAC) lähtösolmuun. Kelpaava FV-koodi lähetetään verkkoonpääsyvalvontalaitteeseen (NAC) viestin kanssa niin, ti että se pääsee kanavallepääsyn valvontalaitteen (DCAM) läpi kes- kusasemapäässä.

76469 Lähtösolmu purkaa salakirjoitetun kanavasaantikoodin (CAC), jota lähtösolmu käyttää tuottaakseen omat FV-koodinsa. Lähtösolmu on näin ollen saanut luvan käyttää haluttua tietokanavaa.

Sen jälkeen kun lähtösolmu 44 pääsee kanavalle, se voi luoda yhteyden halutun vastaanottosolmun 40 kanssa seuraavasti: 1. Lähtösolmu välittää viestin verkkopalvelujenohjaimelle (NRM) 36 (nyt FV-koodi on mukana). Verkkopalvelujenohjaimelle (NRM) 36 lähetetty viesti sisältää halutun vastaanottosolmun symbolisen nimen.

2. Verkkopalvelujenohjäin (NRM) 36 etsii vastaanottosolmun nimen luettelostaan ja antaa halutun vastaanottosolmun kanavataajuuden ja osoitteen. Kelpaava FV-koodi lähetetään verkkopalvelujenohjai-men (NRM) 36 viestin kanssa niin, että se voi läpäistä kanavallepääsyn valvontalaitteen (DCAM) keskusasemapäässä.

3. Jos vastaanottosolmun 40 kanavataajuus eroaa lähtösolmun 44 kanavataajuudesta, lähtösolmu 44 muuttaa taajuutensa samaksi kuin mikä vastaanottosolmulla on ja toistaa edellä olevan toiminnan vas-taanottokanavan taajuudella päästäkseen verkkoon.

4. Lähtösolmu 44 antaa merkin vastaanottosolmulle 40 yhteyden-avauspyynnöllä.

5. Vastaanottosolmu 40 vastaanottaa yhteydenavauspyynnön ja jos tarpeellista saa kanavasaantikoodin edellä esitetyllä kanavaanpää-symenetelmällä. Vastaanottosolmu voi sen jälkeen vastata yhtey-den-avaus-hyväksytty-viestillä.

Tämän toiminnan lopussa, lähtösolmu 44 ja vastaanottosolmu 40 ovat samalla tietokanavalla, muodostaen yhteyden toistensa välille. Molemmat solmut 40 ja 44 voivat jatkaa yhteyttä niin kauan kuin yhteys lopetetaan sopivalla viestillä.

14 76469

Kanavansaantikoodien keksimästä oikeita FV-koodeja, käytetään kaksinkertaista tiedon salaus- ja purkauskaavaa. Käytetty tiedon-salaus perustuu DES-standardiin (The Data Encryption Standard), jonka on ottanut käyttöön National Bureau of Standards, Washington, D.C. Lyhyesti sanottuna, kuten kuvasta 5 käy ilmi, DES-kaavio mahdollistaa 64-bittisen sisääntulon 104 salauksen tai siinä olevan salauksen purkamisen 64-bittiseen ulostuloon 106 56 bittisen avaimen 102 avulla. Valvontalinja 108 määrää tapahtuuko salaus vai salauksen purkaminen.

Jotta 64-bittinen sisääntulo 105 voitaisiin salata, valvontalinja asetetaan salaustilaan. 56-bittinen avain 102 syötetään logiikkaan 100. Sen jälkeen 64-bittinen siääntulo syötetään logiikkaan ja salattu 64-bittinen ulostulo 106 on tämän jälkeen käytettävissä. Salasanoman purkamista varten valvontalinja 108 asetetaan salasa-noman purkausasentoon, 56-bittinen avain 102 syötetään logiikkaan 100, 64-bittinen salattu syöttötieto syötetään logiikkaan 100 ja sen jälkeen 64-bittinen tulostus on käytettävissä. Kaupallisia standardoituja integroituja piirejä on saatavissa DES-standardin toteuttamiseksi laitteistossa. Kuitenkin on ennakoitu, että DES-standardia tullaan toteuttamaan ohjelmistossa.

Vuokaavio, joka kuvaa ohjelmaa verkkoonpääsyn valvontalaitteessa (NAC) 34 (kuva 3) kanavasaantikoodien (CAC) tuottamiseksi on esitetty kuvassa 6. Ensiksi 56-bittinen satunnaisluku nimeltään saan-tiavain tuotetaan asekeleella 60. Seuraavaksi 64-bittinen satunnaisluku tuotetaan alkuarvokoodina (IV) askeleessa 62. Saantiavain ja alkuarvokoodi (IV) muodostavat yhdessä 120-bittisen kanavasaan-tikoodin (CAC), kuten käy ilmi askeleesta 64. Kanavasaantikoodi (CAC) lähetetään taajuusalueen ulkopuolisen kanavan kautta kana-vallepääsyn valvontalaitteelle keskusasemapäässä askeleella 66. Lisäksi verkkoonpääsyvalvontalaite (NAC) 34 muuttaa kanavasaanti-koodin (CAC) salakirjoitussanomaksi käyttämällä käyttäjän salaista solmuavainta ja se lähetetään käyttäjäsolmuun askeleella 68.

Vuokaavio, joka kuvaa ohjelmaa käyttäjän verkkoonpääsy-yksikössä (esimerkiksi verkkoonpääsy-yksikkö (NAU) 42 kuvassa 3) kehystar-kastuskoodien (FV) tuottamiseksi on esitetty kuvassa 7. Ensiksi

II

is 76469 se verkkoonpääsy-yksikkö (NAU), joka haluaa päästä kanavaan lähettää kanavaanpääsypyynnön askeleessa 70. Kanavaanpääsypuunnön käsittelee verkkoonpääsyn valvontalaite (NAC), joka tuottaa salakirjoitetut kanavasaantikoodin (CAC) kuten edellä on kuvattu kuvan 6 ohjelma vuokaavion mukaisesti. Käyttäjän verkkoonpääsy-yksikkö (NAU) askeleessa 72 ottaa vastaan salakirjoitetun kanavasaantikoodin (CAC). Käyttäjän verkkoonpääsy-yksikkö (NAU) purkaa 120-bittisen kanavasaantikoodin (CAC) käyttämällä omaa salaista sol-muavainta salasanoman purkausavaimena, joka antaa 56-bittisen saantiavaimen ja 64-bittisen alkuarvokoodin (IV), askeleessa 74. Alkuarvokoodin (IV) 64 bittiä kirjoitetaan tulostuksen saamiseksi askeleessa 76. Viimemainitut 64 bittiä muodostavat kahdeksan ke-hystarkastuskoodia (FV), joista jokainen sisältää 8 bittiä. Käyttäjän verkkoonpääsy-yksikkö (NAU) lähettää yhden näistä kahdeksasta FV-koodista jokaisessa sen seuraavassa kahdeksassa lähetetyssä kehysviestissä. Jokaiseen kehysviestiin sisältyy myös kehyksen järjestysluku (FS), jota lisätään yhdellä aina yhtä lähetettyä viestiä kohti. Kun kahdeksan FV-koodia on lähetetty kahdeksaa seu-raavaa viestiä varten, lisätään alkuarvokoodia (IV) ja se kirjoitetaan uudelleen salasanomaksi käyttämällä saantiavainta, jotta saadaankahdeksan lisä FV-koodia, joita käytetään seuraavaa kahdeksaa peräkkäistä kehysvistiä varten.

Tämän järjestelyn, jossa käytetään FV-koodeja, jotka perustuvat osittain kehysjaksoon, satunnaislukuihin ja salaiseen solmuavai-meen tarkoituksena on estää laittomien käyttäjien pääsu kaapelitelevisioverkon palveluihin tai muuten sotkemaan verkon ohjausta. FV-koodi muuttuu jokaista perättäistä kehysviestiä varten. Sen vuoksi salakuuntelija ei voi käyttää uudelleen kelvolliseksi tiedettyä FS-lukua ja FV-koodia. FS-luku sisällytetään lisäksi sen vuoksi, että varmistettaisiin FV-koodien synkronisointi lähetettävän solmun ja kanavallepääsyn valvontalaitteen välillä.

Vuokaavio, joka kuvaa ohjelmaa kehystarkastuslogiikassa 14 (kuva 2) FV-koodien tarkastamiseksi keskusasemapäässä on esitetty kuvassa 8. Kanavaanpääsypyyntö on vastaanotettu keskusasemapäässä askeleella 80. Kanavaanpääsypyyntö lähetetään edelleen taajuusalueen ,6 76469 ulkopuolella verkkoonpääsyn valvontalaitteelle (NAC) askeleessa 82. Verkkoonpääsyn valvontalaite (NAC) vastaa lähetettämällä salaamattoman kanavasaantikoodin (CAC), joka vastaanotetaan kana-vallepääsyn valvontalaitteessa (CAC) askeleessa 84. Kanavasaanti-koodia (CAC) käytetään saantiavaimen kanssa (kuten aikaisemmin on kuvattu) alkuarvokoodin (IV) salaamiseen kahdeksan FV-koodin synnyttämiseksi askeleessa 86. Kehyksen järjestysluku (FS) liittyy jokaiseen kahdeksaan FV-koodiin.

Käytännössä kanavallepääsyn valvontalaite (DCAM) ottaa viestit vastaan keskusasemapäässä, ja vertaa vastaanotettuja FS- ja FV-koodeja tietylle verkkoonpääsy-yksikön (NAU) osoitteelle aikaisemmin laskettuihin koodeihin, askeleessa 88. Jos FS- ja FV- koodit eivät ole samanlaiset kuin aikaisemmin lasketut FS- ja FV-koodit, kehystarkastuslogiikka 14 (kuva 3) estää saapuvan siirtosuunnan signaalin lähettämisen lähtevässä siirtosuunnassa askeleessa 90.

Jos FS- ja FV-koodit ovat samanlaiset kuin aikaisemmin lasketut FS- ja FV-koodit, saapuvan siirtosuunnan viesti lähetetään vastaavan lähtevän siirtosuunnan kanavataajuudella askeleella 92.

Sen jälkeen kun viimeinen kahdeksasta lasketusta FV-koodista on käytetty askeleessa 94, alkuarvokoodia (IV) lisätään askeleessa 96. Alkuarvokoodin (IV) lisätty arvo salakirjoitetaan käyttämällä saantiavainta kahdeksan uuden lisä- FV-koodin tuottamiseksi askeleessa 86.

Tähän asti kuvattu järjestelmä toiminta liittyy 2-suuntaisen yhteyden luomiseen kahden kaapelitelevisiojärjestelmän solmun välille. Kuvassa 9 on esitetty käytännön mukainen kerrostettu rakenne, joka myös sisältää korkeamman tason järjestelmätoimintoja. Kuvan 9 kerrostettu rakenne on läheisesti Kansainvälisen Standardijärjes-tön kehittämän OSI-suosltusmallin mukainen.

Kuvassa 9, kehysviesti 120 lähetetään fysikaalisen väliaineen (kaapelitelevisiojärjestelmä) läpi lähtösolmusta vastaanottosol-muun. Kehysviesti 120 järjestetään sisäkkäisiin kerroksiinErityisesti, lopullinen "siirrettävä tieto" on käyttökerroksessa 132. Käyttökerros asettuu esityskerroksen 130 sisään. Esityskerros 130 asettuu yhteyskerroksen 128 sisään, joka asettuu lähetykerroksen 126 sisään ja niin edelleen verkkokerrokseen 124 ja välitinkerrok- li 17 76469 seen 122 asti. Yleisesti, jokainen kerros sisältää edeltävän osan kuten 130a (joka edeltää käyttötietoa 132) ja jälkiosan kuten 130b (joka seuraa käyttötietoa 132). Kuitenkin missä tahansa kerroksessa kullekin kuuluva edeltävä osa voi olla minimaalinen ja kullekin kuuluva jälkiosa voi olla olematon.

Lähettävä solmu (lähtösolmu) kokoaa kehysviestin 120 kerros kerrallaan. Ensiksi vastaanottosolmu poistaa välitinkerroksen viestistä. Välitinkerroksen "tieto" on verkkokerros 124. Verkkokerroksen "tieto" on lähetyskerros 126 jne. käyttökerrokseen asti. Jokaiseen tämän käytännön mukaiseen kerrokseen liittyvät tietyt järjestelmän yhteystehtävät kuten seuraavassa on lyhyesti hahmoteltu.

Välitinkerros suorittaa perusyhteystehtävät kuten CSMA/CD- val-vonna, virhehavaintokoodien muodostamisen ja tarkastamisen, osoitteiden antamisen saman kaapelitelevisiojärjestelmän sisällä oleville lähtö- ja vastaanottosolmuille ja kehystarkastuskoodien muodostamisen.

Verkkokerros määrittelee yhteyden muodostusohjeet eri kaapelitele-visiojärjestelmissä sijaitsevien lähtö- ja vastaanottosolmujen välille. Verkkokerroksen informaatio on karkeasti arvioituna analogista puhelinnumeron kanssa, joka informoi tietoliikenneverkon val-vontasolmuja siitä, kuinka yhteys rakennetaan lähtösolmusta lopulliseen vastaanottosolmuun.

Lähetyskerros ohjaa tiedon kulkua lähtö- ja vastaanottosolmujen välillä sen jälkeen, kun yhteys on saatu aikaiseksi. Lähetysker-roksen tyypilliset toiminnot käsittävät kuittaukset vastaanotetuista viestipaketeista, ohjeet siitä mikä koskee lähetettävien pakettien maksimimäärää ja pakettien valvotun, luotettavan lähettämisen.

Yhteyskerrosta käytetään yhteyden aloittamiseen. Tässä mielessä verkkopalvelujen ohjain (NRM 36 kuvassa 3), josta on aikaisemmin ollut puhetta, oiver iko i st unut y h tey skerr o s kokona i suus. Yhteys kerroksen ohjaamiin tehtäviin sisältyy symbolista osoitteiden antamista, kanavareittien määräämistä lähtösolmuista vastaanottosolmuihin.

'8 76469

Esityskerros ohjaa käyttäjälle esitettävän tiedon muodostusta. Esimerkiksi lähtösolmu voi pyytää vastaanottosolmua tiedustelemaan onko vastaanottopäätteellä graafista näyttökykyä vai ainoastaan aakkosnumeerinen näyttökyky. Esityskerros käytäntö joka sopii käytettäväksi tämän keksinnön yhteydessä on esitetty julkaisussa "Videotext Standard Presentation Level Protocol", AT&T Press, toukokuu 1981.

Käyttökerros sisältää ohjelmat ja informaation, joka on käyttäjien saatavissa. Esimerkiksi, sähköisessä pankkipalvelussa, käyttökerros sisältäisi tietyt ohjeet sähköiselle rahaliikenteelle.

Kuvassa 10 on esitetty välitinkerroksen muotokäytäntö. Kehys muodostuu 8-bittisestä lipusta 134, 24-bittisestä vastaanotto-osoitteesta 136, 24-bittisestä lähtöosoitteesta 138, 8-bittisestä val-vontakentästä 140, yhteystasoviestistä 142, 16-bittisestä syklisestä tarkastuskoodista (CRC) 144 ja 8-bittisestä lipusta 146. CRC-koodi 144 on virhehavaintokoodi. Tähän järjestelmään soveltuva tietty CRC-koodi on Kansainvölisen Pikatiedotusliiton CCTT: in standardin mukainen. Lippu 134 on synkronoiva koodi (01111110), joka osoittaa kehysviestin alun. Vastaanotto-osoite 136 osoittaa vastaanottosolmun osoitteen. Tässä mielessä, lähtö- ja vastaan-ottosolmut on määritetty vastaavassa suhteessa lähettäviin ja vastaanottaviin solmuihin.

Valvontakentän 140 koodi määrää sisällön seuraavalle yhteystaso-viestille 142, joka sisältää muita määrättyjä kenttiä. Esimerkiksi, valvontakenttä voi ilmoittaa, että seuraa tietoa. Tällaisessa tapauksessa yhteystasoviesti 142 sisältäisi kehysjärjestysluvun (FS), kehystarkastuskoodin (FV) ja tietoa, jota käytettäisiin ra-kennekäytännön korkeammilla kerroksilla. Valvontakenttä 140 voi osoittaa kanavapyynnön verkkoonpääsyn valvontalaitteelle 34 (kuva 3), missä tapauksessa yhteystasoviesti ei sisältäisi mitään lisäkenttiä. Valvontakenttä voi osoittaa kanavan jättökäskyn, jossa tapauksessa FS-luku ja FV-koodi seuraisivat. Valvontakenttä 140 voi osoittaa kanavan antoviestin, jossa tapauksessa FS-luku, FV-koodi ja salattu kanavasaantikoodi (CAC seuraisivat. Valvonta-

II

19 76469 kenttä voi osoittaa, että viesti on kanavan epäyskäsky, missä tapauksessa yhteystasoviesti 142 sisältäisi FS-luvun, FV-koodin ja syyn kanavan pääsykiellolle. Käyttäjältä voidaan kieltää kanavaan pääsy, jos käyttäjää ei ole valtuutettu pääsemään kaapelitelevisioverkon palveluihin tai jos kanava on täynnä.

Kuten aikaisemmin on mainittu, kehystarkastuslogiikka 14 kanavaan-pääsyn valvontalaitteessa DCAM 10 (kuva 2) tarkastaa FV - koodin kehysviestissä samalla kun kehysviesti lähetetään reaaliajassa.

Näin ollen, FV-koodi on tarkastettava ennen kuin koko viesti lähetetään uudelleen. Heikoin tapaus ajan suhteen tapahtuu sen vuoksi, kun yhteystasoviesti ei sisällä tietoa. Kehystarkastuslogii-kassa kanavaan pääsyn valvontalaitteessa DCAM on 47:n bitin jakso (8-bittinen valvontakenttä ynnä 8-bittinen FS-luku ynnä 8-bit-tinen FV-koodi ynnä 16-bittinen CRC-koodi ynnä 8-bittinen lippu miinus 1 bitti) vertaamassa vastaanotettua FV-koodia aikaisemmin laskettuun FV-koodiin. Nopeudella 128 kb/s tämä on noin 400 mik-rosekuntia.

Kuvat 11a - 11 f kuvaavat lähtö- ja vastaanottosolmujen välillä vaihdettujen viestien järjestystä yhteyden aloittamiseksi. Selvyyden vuoksi kuvissa 11a - 11 f kuvatut viestimuodot kuvaavat vain niitä välitinkerroksen ja yhteyskerroksen osia, jotka ovat välttämättömiä tapahtumien järjestyksen ymmärtämiseksi.

Olettakaamme, että lähtösolmu 150 (kuva 11a) haluaa muodostaa yhteyden vastaanottosolmun 152 (kuva 11f) kanssa. Ensiksi lähtösolmu lähettää verkkopyyntöviestin 160 DCAM:lie 10 keskusasemapäähän lähtösolmun omalla kanavataajuudella. Viesti 160 koostuu lipusta, jota seuraa lähtösolmun osoite, jota seuraa koodi verkkopyynnölle. Mitään FV-koodia ei ole liitetty. Kanavallepääsyn valvontalaite DCAM 10 kuittaa pyynnön viestillä 162, joka sisältää useita lippuja.

Lähtösolmu saa CAC-koodin kuten käy ilmi kuvasta 11b. DCAM 10 lähettää verkkopyynnön edelleen viestissä 164 taajuusalueen ulkopuolella kanavalla verkkoonpääsyn valvontalaitteelle NAC 34. NAC 34 tarkastettuaan liikenteen määrän lähtösolmun omalla kanavalla sallii pääsyn tai ei salli sitä. Olettakaamme, että NAC 34 sallii ka- 20 7 6 4 6 9 navaanpääsyn lähtösolmulle 150, viesti 166 lähetetään taajuusalueen ulkopuolisella kanavalla takaisin DCAM:een 10 keskusasemapää-hän. Jälkimmäinen viesti 166 koostuu lähtösolmuosoitteesta ja läh-tösolmun ei-salatusta kanavasaantikoodista (CAC). Lisäksi verk-koonpääsyn valvontalaite NAC 34 lähettää lähtösolmulle 150, DCAM:n 10 kautta, lähtösolmun omalla kanavalla viestin 168. Viesti 168 koostuu lipusta, jota seuraa järjestyksessä ; lähtösolmun 150 osoite, NAC:n 34 osoite, NAC:n FS-luku, NAC:n FV-koodi, kuittaus ja CAC-koodi, joka on salattu käyttämällä lähtösolmun salaista solmuavainta salausavaimena. Viesti 168 lähetetään kanavaanpääsyn valvontalaitteen DCAM 10 välityksellä lähtösolmuun 150 sen jälkeen kun vastaava FS-luku ja FV-koodi on tarkastettu. Lähtösolmu 150 avaa tämän jälkeen yhteyden verkkopalvelujen ohjaimen NRM 36 kanssa, kuten näkyy kuvasta 11c. Ensiksi lähtösolmu lähettää viestin 170, joka koostuu lipusta, jota seuraa järjestyksessä; NRM:n 36 osoite, lähtöosoite, lähtösolmun FS-luku, lähtösolmun FV-koodi ja yhteyden avauspyyntö. Tämä viesti 170 tarkastetaan kanavaanpääsyn valvontalaitteessa DCAM 10 oikeaa FS-lukua ja FV-koodia varten ja lähetetään lähtevässä siirtosuunnassa verkkopalvelujen ohjaimelle NRM 36. NRM 36 vastaa kuittausviestillä 172, joka sisältää seuraavan järjestyksen; lippu, lähtösolmun osoite, NRM:n osoite, NRM:n FS-luku, NRM:n FV-koodi ja yhteyden avauskuittaus. Kun yhteys on avattu lähtösolmu 150 saa halutun vastaanottosolmun osoitteen ja sopivan vastaanottokanavan taajuuden, kuten näkyy kuvasta 11a. Lähtösolmu 150 lähettää viestin 174, jossa on seuraa-va järjestys; lippu, NRM:n 36 osoite, lähtösolmun osoite, lähtö-solmun FS-luku- lähtösolmun FV-koodi, yhteyspyyntökoodi, vastaanottosolmun nimi tai osoite. NRM 36 vastaa (yhä lähtösolmun omalla kanavalla) viestillä 176. Vastausviesti 176 on seuraavanlainen; lippu, lähtösolmun osoite, NRM:n 36 osoite, NRM:n 36 FS-luku, NMR:n 36 FV-koodi, vastaanottosolmun osoite, vastaanottokanavan taajuus, yhteydenpito suoritettu -koodi ja vastaanottokuittaus. Lähtösolmu 150 lopettaa yhteyden NRM:n 36 kanssa lähettämällä viestin 178. Tämä viimemainittu viesti 178 on seuraavanlainen; lippu, NRM:n 36 osoite, lähtösolmun 150 osoite, lähtösolmim FS-luku, lähtösolmun FV-koodi ja yhteyden päätöskoodi. NRM:n 36 vastaus on viesti 180, joka on seuraavanlainen; lippu, lähtösolmun osoite, NRM:n 36 osoite, NRM:n 36 FS-luku, NRM:n 36 FV-koodi ja

II

21 76469 yhteyden päätöskoodi.

Siten lähtösolmu 150 virittäytyy vastaanottokanavan taajuudelle ja saa vastaanottokanavaan pääsyvaltuudet verkkoonpääsyn valvontalaitteelta NAC 34, kuten kuvasta 11e käy ilmi. Viestien järjestys kuvassa 11e on analoginen aikaisemmin kuvissa 11a ja 11b kuvattujen viestien järjestyksen kanssa, joissa lähtösolmu 150 pääsi kanavalle omalla kanavataajuudellaan. Viestit 182 ja 186 kuvassa 11e ovat vastaavasti analogisia kuvassa 11a olevien viestien 160 ja 162 kanssa. Viestit 184, 188 ja 190 ovat analogisia vastaavasti kuvassa 11b olevien viestien 164, 166 ja 168 kanssa.

Lähtösolmulla 150 on nyt pääsy kanavalle vastaanottosolmun 152 taajuudella. Lähtösolmu 150 avaa yhteyden vastaanottosolmun 152 kanssa kuvan 11 f mukaan. Viestillä 192 on seuraava järjestys; lippu, vastaanottosolmun osoite, lähtösolmun osoite, lähtösolmun 150 FS-luku, lähtösolmun 150 FV-koodi ja yhteyden avauspyyntö.

Olettaen, että vastaanottosolmu 152 on aikaisemmin päässyt kanavalle vastaanottokanavan taajuudella (samanlaisella viestijärjestyksellä kuin on osoitettu kuvissa 11a, 11b tai kuvassa 11e), solmu 152 vastaa yhteyden-avaus-vastaanotettu-kuittauksella 194. Viestillä 194 on järjestys; lippu, lähtösolmun osoite, vastaanottosolmun osoite, vastaanottosolmun 152 FV-luku, vastaanottosolmun 152 FV-koodi ja yhteyden avauskuittaus-koodi.

Tässä kohdin, lähtösolmulle 150 ja vastaanottosolmulle 152 on aikaisemmin taattu verkkoonpääsy ja molemmat ovat samalla kanava-taajuudella. Tiedonsiirto voi nyt edetä käyttämällä muita rakenne-käytännön kerroksia. Kaapelitelevisioverkko tarjoaa tietosokeaa tiedonsiirtopalvelua lähtösolmun 150 ja vastaanottosolmun 152 välillä.

Kun tiedonsiirtoyhteys lopetetaan, lähtö- ja vastaanottosolmut 150, 152 lopettavat yhteyden sopivilla yhteyden päätösviesteillä, jotka ovat samanlaisia kuin kuvassa 11d lähtösolmun 150 ja NRM:n 36 välillä käytetyt lopettamisviestit 178 ja 180.

22 7 6 4 6 9

Huomaa, että asianomaisen solmun salaista solmuavainta ei koskaan lähetetä kaapelitelevisioverkkoon tai taajuusalueen ulkopuolella olevalle tietokanavalle. Näin ollen salakuuntelija ei voi keksiä solmuavainta suoraan. Lähin kaapelitelevisioverkkoihin lähetetty solmuavaimen johdannainen on salakirjoitettu CAC-koodi ja sitä seuraava FV-koodiin liitetty uudelleen salattu CAC-koodi. Tässä käytetty kaksinkertainen salausjärjestelmä tarjoaa suojan solmu-avaimen paljastumiselle ja luvattomalle käytölle.

Il

Claims (11)

23 7 6 4 6 9

1. Kaapelitelevisiojärjestelmän keskusasemalaitteisto, tunnettu siitä, että se sisältää: välineet (12) lähtösolmusta tulevan viestin vastaanottamiseksi, vastaanotetun viestin sisältäessä kehystarkastuskoodin; välineet liitettynä vastaanottovälineisiin (12) vastaanotetun viestin uudelleenlähettämiseksi olennaisesti reaaliajassa mainitusta kaapelitelevisiojärjestelmän keskusasemalaitteis-tosta; vastaanottovälineisiin (12) reagoivat välineet (14) kehystarkastuskoodin tarkastamiseksi ja tulossignaalin antamiseksi, joka signaali osoittaa onko lähtösolmu valtuutettu käyttämään kaapelitelevisioverkon palveluja vai ei; ja tulossignaaliin reagoivat välineet (16) estämään uudelleenlähe-tysvälineitä lähettämästä vastaanotettua signaalia uudelleen jos tulostus osoittaa että kehystarkastuskoodin sisältävä viesti on vastaanotettu lähtösolmusta, joka ei ole valtuutettu käyttämään kaapelitelevisiojärjestelmää.

2. Tietoliikennelaitteisto sanoman lähettämiseksi kaapelitelevisioverkossa, kaapelitelevisiojärjestelmän käsitäessä keskus-asemalaitteiston, mikä uudelleenlähettää vastaanotetun kehystarkastuskoodin sisältävän viestin kaapelitelevisiojärjestelmän kautta, välineet vastaanotetun kehystarkastuskoodin tarkastamiseksi ja välineet estämään uudelleenlähettämästä ainakin osaa vastaanotetusta viestistä kaapelitelevisiojärjestelmän kautta, mikäli kehystarkastuskoodi ei ole lähtöisin valtuutetulta tietoliikennelaitteelta, tunnettu siitä, että laitteisto sisältää: välineet (21) laitteistoa vastaavan solmuavairaen tallentamiseksi ; välineet (21,74,76,78) kehystarkastuskoodin muodostamiseksi solmuavainmuistin avulla; välineet (19), jotka on liitetty kaapelitelevisiojärjestelmään kehystarkastuskoodin sisältävän viestin lähettämiseksi, jossa 24 7 64 6 9 kehystarkastuskoodi siirretään ainakin ennen osaa viestistä, ja; kehystarkastuskoodin muodostavat välineet ovat edelleen riippuvaisia lähetysvälineistä niin, että kehystarkastusviesti tavallisesti vaihtuu jokaisessa peräkkäisessä viestissä.

3. Vaatimuksen 2 mukainen tietoliikennelaitteisto, tunnettu siitä, että se sisältää: välineet (15,71) salatun kanavasaantikoodin vastaanottamiseksi, ja missä kehystarkastuskoodin muodostavat välineet sisältävät välineet (21,71) salatun kanavasaantikoodin salauksen purkamiseksi solmuavainta purkausavaimena käyttäen kanavasaantikoodin ja alkuarvokoodin saamiseksi, ja; välineet (21,76) alkuarvon salaamiseksi käyttäen saantiavainta salausavaimena.

4. Vaatimuksen 3 mukainen tietoliikennelaitteisto, tunnettu siitä, että se sisältää: välineet (21,76), jotka käyttävät osaa salatusta alkuarvoluvus-ta kehystarkastuskoodina jokaiselle peräkkäiselle viestille; välineet (21,78) alkuarvon kasvattamiseksi jokaisella käsitellyllä lähetysviestillä; ja välineet (21,78), jotka ovat riippuvaisia alkuarvon kasvattamisesta, lisätyn alkuarvon uudelleensalaamiseksi.

5. Kaapelitelevisiojärjestelmä (24,26,28,29,31), joka käyttää 2-suuntaista tiedonsiirtoa, ja jossa on ainakin yksi saapuvan siirtosuunnan tietokanava ja ainakin yksi lähtevän siirtosuunnan tietokanava, tunnettu siitä, että se sisältää: ensimmäisen tietoliikennelaitteiston (42,48) viestin lähettämiseksi kaapelitelevisioverkkoon ensimmäisessä solmussa, laitteiston sisältäessä välineet lähetettävää viestiä vastaavan tiedon tallettamiseksi, välineet kehystarkastuskoodin muodostamiseksi, ja välineet jotka on liitetty kaapelitelevisioverkkoon kehystarkastuskoodin ja kyseisen talletetun tiedon sisältävän viestin lähettämiseksi saapuvan siirtosuunnan tietokanavalla; II 25 7 6 4 6 9 kaapelitelevisiojärjestelmän keskusasemalaitteiston (10), joka sisältää välineet kyseisen ensimmäisen laitteiston ensimmäisestä solmusta lähettämän kehystarkastuskoodin sisältävän viestin vastaanottamiseksi, vastaanottovälineisiin liitetyt välineet vastaanotetun viestin uudelleen lähettämiseksi olen naisesti realiajassa lähtevän siirtosuunnan kanavassa, näistä vastaanottovälineistä riippuvat välineet, jotka tarkastavat kehystarkastuskoodin ja osoittavat onko ensimmäinen tietoliikennelaitteisto valtuutettu käyttämään kaapelitelevisioverkkoa vai ei, ja näistä tarkastusvälineistä riippuvat välineet estämään valikoivasti uudelleen lähettämisvälineitä uudelleen lähettämästä vastaanotettua viestiä lähtevän siirtosuunnan tietokanavalla, jos tarkastusvälineet osoittavat, että ensimmäinen tietoliikennelaitteisto ei ole valtuutettu käyttämään kaapelitelevisioverkkoa; ja toisen tietoliikennelaitteiston (38,46) kaapelitelevisioverkon toisessa solmussa vastaanottamaan uudelleenlähetetyn viestin lähtevän siirtosuunnan tietokanavalla.

6. Menetelmä kaapelitelevisiojärjestelmän (24,26,28,29,31) pääsyn valvomiseksi, missä kaapelitelevisiojärjestelmä sisältää ainakin yhden saapuvan siirtosuunnan tietokanavan ja ainakin yhden lähtevän siirtosuunnan tietokanavan, menetelmän ollessa tunnettu siitä, että se sisältää seuraavat vaiheet: sarjatietoviestin vastaanottaminen saapuvan siirtosuunnan tietokanavalla; sarjatietoviestin uudelleenlähettäminen olennaisesti reaaliajassa lähtevän siirtosuunnan tietokanavassa, vastaanotetun sarjatietoviestin tarkastaminen sen määräämiseksi, onko sarjatietoviesti lähtöisin valtuutetulta käyttäjältä; ja valikoiva estäminen uudelleenlähettämästä ainakin osaa vastaanotetusta viestistä lähtevän siirtosuunnan tietokanavalla, jos vastaanotettu viesti ei ole lähtöisin valtuutetulta käyttäjältä.

7. Menetelmä kaapelitelevisiojärjestelmään (24,26,28,29,31) 26 76469 pääsemiseksi, kaapelitelevisiojärjestelmän käsittäessä keskus-asemalaitteiston, mikä uudelleenlähettää vastaanotetun kehys-tarkastuskoodin sisältävän viestin kaapelitelevisiojärjestelmän kautta, välineet vastaanotetun kehystarkastuskoodin tarkastamiseksi ja välineet estämään uudelleenlähettämästä ainakin osaa vastaanotetusta viestistä kaapelitelevisiojärjestelmän kautta, mikäli kehystarkastuskoodi ei ole lähtöisin valtuutetulta tietoliiikennelaitteelta, ja jossa järjestelmässä on verkkoon pääsyn valvontalaite (34), menetelmän ollessa tunnettu siitä, että se sisältää seuraavat vaiheet: kanavapyynnön (160) lähettäminen verkkoonpääsyn valvontalaitteella (34 ) ; salatun kanavasaantikoodin (168) vastaanottaminen verkkoonpääsyn valvontalaitteelta (34); ja kehystarkastuskoodin muodostuminen vastaanotetusta salatusta kanavasaantikoodista; ja viestin siirtäminen kaapelitelevisiotietoliikennejärjestelmässä sisältäen kehystarkastuskoodin, jolloin kehystarkastuskoodi siirretään ennen ainakin osaa viestistä.

8. Vaatimuksen 7 mukainen menetelmä kehystarkastuskoodin muodostamiseksi salatusta kanavasaantikoodista, tunnettu siitä, että se sisältää seuraavat vaiheet: salatun kanavasaantikoodin purkaminen (74) käyttäen purkaus-avaimena kyseisen käyttäjän salaista solmuavainta; ja puretun kanavasaantikoodin osan käyttäminen (76) saantiavaimena puretun kanavasaantikoodin toisen osan salaamiseksi tarkoituksena muodostaa kehystarkastuskoodi.

9. Laite kaapelitelevisiojärjestelmään (24,26,28,29,31) pääsyn valvomiseksi, joka kaapelitelevisiojärjeslmä sisältää ainakin yhden saapuvan siirtosuunnan tietokanavan ja ainakin yhden lähtevän siirtosuunnan kanavan, laitteen ollessa tunnettu siitä, että se sisältää: välineet (12) sarjatietoviestin vastaanottamiseksi saapuvan siirtosuunnan tietokanavalla; ti 27 7 6 4 6 9 vastaanottovälineisiin liitetyt välineet vastaanotetun sarja-tietoviestin uudelleenlähettämiseksi olennaisesti reaaliajassa lähtevän siirtosuunnan kanavassa, vastaanottovälineistä riippuvat välineet (14) vastaanotetun sarjatietoviestin tarkastamiseksi sen määräämiseksi, onko vastaanotettu sarjatietoviesti peräisin valtuutetulta käyttäjältä vai ei; tarkastusvälineestä riippuvat välineet (16) valikoivasti estämään uudelleenlähettämisvälineitä uudelleenlähettämästä ainakin osaa vastaanotetusta sarjatietoviestistä lähtevän siirtosuunnan tietokanavalla, jos tarkastusvälineet osoittavat, että vastaanotettu sarjatietoviesti ei ollut peräisin valtuutetulta käyttäjältä.

10. Laitteisto kaapelitelevisiojärjestelmään (24,26,28,29,31) pääsemiseksi, kaapelitelevisiojärjestelmän käsittäessä keskusasemalaitteiston, mikä uudelleenlähettää vastaanotetun kehystarkastuskoodin sisältävän viestin kaapelitelevisiojärjestelmän kautta, välineet vastaanotetun kehystarkastuskoodin tarkastamiseksi ja välineet estämään uudellenlähettämästä ainakin osaa vastaanotetusta viestistä kaapelitelevisiojärjestelmän kautta mikäli kehystarkastuskoodi ei ole lähtöisin valtuutetulta tietoliikennelaitteelta, ja jossa järjestelmässä on verkkoonpääsyn valvontalaite, tunnettu siitä, että laitteisto sisältää: välineet (21,19,70) kanavapyynnön (160) lähettämiseksi verkkoonpääsyn valvontalaitteelle; välineet (21,15,72) salatun kanavasaantikoodin (168) vastaanottamiseksi verkkoonpääsyn valvontalaitteelta; ja välineet (21,74,76,87) kehystarkastuskoodin muodostamiseksi vastaanotetusta salatusta kanavasaantikoodista; ja välineet viestin siirtämiseksi kaapelitelevisiotietoliikenne-järjestelmässä viestin sisältäessä kehystarkastuskoodin, jolloin kehystarkastuskoodi siirretään ennen ainakain osaa viestistä.

11. Vaatimuksen 10 mukainen laitteisto kehystarkastuskoodin 28 7 6469 muodostamiseksi salatusta kanavasaantikoodista, tunnettu siitä, että laitteisto sisältää: välineet (21,74) salatun kanavasaantikoodin purkamiseksi käyttäen purkausavaimena kyseisen käyttäjän salaista solmu-avainta; ja välineet (21,76) puretun kanavasaantikoodin osan käyttämikseksi saantiavaimena puretun kanavasaantikoodin toisen osan salaamiseksi kehystarkastuskoodin muodostamiseksi. Il 23 7 64 69 Patentkrau