关键词 有线电视 信号通道控制 集线器
1 概述
收费难，是目前有线电视网管理者面临的困难。可以预见，如果用目前的传统收费方式，当有线电视网与Internet连接后，综合信息业务收费就更难。因为今后用户的应效费额各不相同。电视信号加扰/解扰系统的本质是对特定信号作格式保密的非标准信号变换，是保密通信技术的一个分支，随今后技术和工艺的进步将会有不断的发展。但用加扰/解扰的方式应用于面对公众的有线电视收费目的，存在着以下严重问题。
（1）成本高。每个用户须经专用解扰设备才能进行收看。
（2）若今后传送若干种类的不同格式的信号，需要多种解扰设备。
（3）解扰设备置于用户室内，安全性难以保证，并且解扰设备的技术保密性使得它维护困难。
（4）对信号操作必然造成信号失真
因此必须开发出一种更方便、功能更强大的监控与收费管理系统来完成对整个有线电视网的管理工作。这个系统必须具备以下基本特征：
（1）信号兼容性：对信号格式无要求，即能容许系统同时存在不同用途的设备和传送各种信号，包括任何加/解扰后的信号，更不能因信号处理方式和信息量的多少而更新淘汰。
（2）安全性是管理和收费的关键。任何条件下的误控将损坏网络的服务质量。若被非法用户用技术手段破译，将会导致更多的非法用户效仿。
（3）完善的管理功能：包括以收费计费为核心的全部管理（设备编号、用户初装登记、计费核算、财务统计、自动对用户通道控制和免费收视时间段的控制等）。
（4）规范和标准化：完善的管理只有以规范化和标准化为基础才有可能。管理系统应借鉴电信网的规范化、标准化的设计、施工、维护经验。
（5）适应未来的发展，虽然我们不能预知未来的通信计费和信号格式，但可以执行未来设备的控制指令。 为此笔者开发了一种新型的有线电视监控与收费管理系统，该系统是采用计算机技术、网络技术、通信技术等现代高科技手段，借助电信网管理控制的成功经验，并结合有线电视发展的现状和未来发展需要而研究设计的新产品。它能满足今后信号的格式（信号制度）由模拟信号转向数字信号，由单一的电视信号传送过渡到（双向通道）综合信息服务的要求。
2 系统组成
系统组成示意图如图1所示。由图可知，网络管理者通过用主机管理，管理信号指令经数据调制器混合于CATV信号群，传送到用户集线器，集线器中的数据解调器通过恢复管理信号指令到计算机（可由单片机完成），由计算机控制用户信号通道的信号分配矩阵，从而达到控制用户信号通道的目的。这样，各用户的集线器的各户输出端口（群）逐户受控于管理者的主机，只须在控制主机配以强大的功能软件，管理者就可以像程控交换机管理电信网一样管理有线电视网的现有用户。这样就实现了以通道控制为核心的“路权控制”，其用户端口的信号电平是否正常取决于该用户是否合法。
由于控制过程是对用户端口进行切断或接通的开关式工作，无论是模拟信号还是数字信号都不会对信号有任何损害。而且由于开关状态的无方向性，就使得将来用于双向传输时无淘汰之忧。
由图1可以看出，用户集线器是非常关键的设备，尤其是在要求对用户的良好信号服务条件下，对其工件可靠性和安全性有很高的要求。在20世纪90年代初期，出现了寻址分支器的方案。但由于安全性问题与收费目的的抵触而没有得到推广。随着网络技术的发展，目前城市的新建电视网均在用户分配网中采用了集中分配的拓朴结构，从客观上为集线器的使用创造了条件。这种集线器是一种集用户放大器、分支/分配器为一体的集中分配设备，内置了标准的数据解调器、完整的单片（单板）计算机系统、译码控制矩阵、无触点双向高频电子开关矩阵，执行寻址控制信号对用户集线器的各种端口的独立控制。
虽然集线器的内置功能强大，造成成本很高，但由于控制端口多（12-21个用户端口），使得每户平均成本低。并且将传统网络的750MHz放大器和信号分配器内置，将该部分成本转移到集线器中，网络中不再需要用户放大器和楼栋内部入户的分支、分配器等，实现网络的户均成本比传统无控制的放大分支网络方案的成本增加很少，并且性能好，入户电平规范，准确、施工调试简洁、标准、可靠。集线器内置放大器统一按750MHz设计、生产。在实际应用中，可根据当前网络的频率上限选配相应的均衡器，具有很大的灵活性，处于网络的最后一级，对信号的平坦度基本上无影响。关于双向放大问题，也只需增加几百元便可由厂商增加反向放大通道即可。
3 系统功能及管理软件
3.1系统功能
（1）计算机+管理软件+打印机：构成管理者（收费者）对所有网络用户的管理，通过软件对用户的计时收费状态进行管理，自动控制操作。
（2）数据加密调制器：完成计算机输出的控制信号加密处理并加载到某一指定频点，将控制信号从收费管理厅载送到前端机房（或分前端）经干线送到各集线器。
（3）集线器：控制信号随电视信号经干线输送到各用户群的集线器，集线器由信号分配器、信号解调器、单片机及高频开关矩阵组成，实现对用户的独立控制。
3.2管理软件
整个软件共分为数据采集、数据查询、数据统计、报表打印和操作管理五个部分。如图2所示。
软件设计原则是以用户端口控制目的为核心，利用计算机的强大功能，同时实现有线电视台与用户有关的全部管理功能，实现管理工作自动程序化。
（1）数据采集：数据采集部分的主要目的是以实现有线台的系统目标和实现政策规定而设。包括系统设置、设备初始化、用户管理、收费管理、状态控制和信息显示六个子程序。
（2）数据查询：包括缴费查询、扣款查询、信号查询和注销查询。可方便地按号码查询用户与有线台的缴费关系，停、开信号过程及日期，非常详细，这些查询功能是为方便用户在费用问题上存在疑问时能随时打印出费用明细信息，让用户放心。也为可能发生的纠纷提供详尽资料。
（3）数据统计：包括月统计和年统计，是为方便有线台负责人或会计检查核对应收款与实收金额是否相符的必要子程序。
（4）报表打印：对每月、每年所收款、每年所交款、每月欠款统计结果进行打印。对欠款达一定数额的用户打印欠款单进行催缴。
（5）使用管理：包括的功能有为各操作员分配权限，当权限设置分配好后，各位操作人员可用“口令设置程序”自行设定自己的密码。操作时，用不同的代号进入系统就必须输入自己的密码，进行有限范围的操作。记录各操作员的行为，以供负责人监督，防止操作员徇私舞弊。
可寻址通道控制技术应用于CATV是网络概念的一次变革，是吸收电信管理方式的产物，经许多有线电视台使用，收到了良好的经济效果。当然，由于初期设备投资较大，各电视网可以采用分片、分阶段的方式进行改造。该系统由于户均成本低，系统操作和管理方便，安全性和可靠性高，面向未来发展的规范，它的应用将为家电产品信息化起到推动作用。
摘自《电子技术》2001.4
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