УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ДОСТУПА АБОНЕНТА К ТВ-КАНАЛАМ Российский патент 1998 года по МПК H04N7/167 H04K1/02 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системе кабельного телевидения (КТВ) для обеспечения защиты от несанкционированного доступа (НСД) абонента к специальным (платным) ТВ-каналам.

Известно устройство для приема сигналов, передаваемых по стандартным и специальным каналам кабельного телевидения [1 и 2].

Например, известно устройство, предназначенное для подключения к антенному входу телевизоров, принимающих ТВ-каналы частотных диапазонов I,III,IV, V. На входе устройства, связанного с линией кабельного телевидения установлен коммутатор, обеспечивающий прямое соединение линий с телевизором или подключение их к антенному входу аппаратуры через преобразователь частоты. Прямое соединение линии с телевизором используется при приеме стандартных ТВ-каналов. В случае приема специальных ТВ-каналов на частотах, расположенных между частотами указанных диапазонов, применяется преобразование частоты, переносящее спектр принимаемых специальных ТВ-сигналов в требуемый диапазон частот, свободных от помех [3].

Известно устройство, в котором некоторые ТВ-программы передаются в засекреченном виде. Засекречивание осуществляется путем введения в спектр основного сигнала помехового сигнала с изменяющейся частотой [4]. Для модуляции частоты несущей используется сигнал ступенчатой формы, причем число ступенек равно числу частотных каналов, а интервал между ступеньками соответствует частотному интервалу между каналами. При засекречивании ТВ-радиосигнала любого канала помеховый сигнал замешивается только в те моменты, когда его частота попадает в полосу пропускания этого канала. На приемной стороне у абонента располагается соответствующее приемное устройство, осуществляющее декодирование и выделение информационного сигнала.

Известно также устройство для передачи по сети КТВ специальных ТВ-программ с дополнительной помехой абонентам, снабженных устройством для ее устранения [5]. Помеха передается модулированной синусоидальными колебаниями несущей частотой, мало отличающейся от несущей частоты сигналов изображения. Учитывается, что огибающая спектра модулированных синхроимпульсов строчной развертки может быть представлена в виде ряда лепестков, симметричных относительно несущей частоты сигналов изображения, что позволяет принять частоту несущей помехи мало отличающейся от частоты, при которой огибающая 1-го из этих лепестков становится равной нулю.

Устранение помехи у абонента осуществляется подключенной ко входу приемника цепью со свойствами режекции, содержащей один или более элементов с ПАВ.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является, выбранное в качестве прототипа, устройство [6] для защиты от НДС со стороны абонента к ТВ-каналам в сети КТВ (патент N 4651204, США, завл. 15.10.85, N 787209, опубл. 17.03.87, приор. от 15.10.84, N 59-216878, Япония, кл. Н О4 К1/02, кл. 380-7). В данном устройстве предусмотрена возможность блокирования отдельных ТВ-каналов для каждого абонента системы. Блокировка достигается путем замешивания помеховых сигналов (ПС), формируемых местным генератором, который конструктивно размещается в абонентской распределительной коробке. Устройство замешивания помехового сигнала содержит последовательно соединенные широкополосный усилитель, подключенный к ответвителю магистральной линии системы, 1-ый смеситель, полосовой фильтр, усилитель промежуточной частоты (ПЧ), регулируемый аттенюатор, амплитудный модулятор, 2-ой смеситель, усилитель высокой частоты, коммутатор. На опорные входы 1-го и 2-го смесителей подается гетеродинный сигнал со ступенчатым изменением частоты. Дискретные значения частот гетеродинного сигнала соответствует частотам блокируемых ТВ-каналов. После первого смесителя ТВ-сигнал на ПЧ подвергается с помощью амплитудного модулятора глубокой АМ, причем модулирующим сигналом является гармонический сигнал с частотой 100 - 500 кГц. Затем после обратного преобразования частоты полученный таким образом помеховый сигнал через управляемый коммутатор замешивается в ТВ-сигнал, поступающий к абоненту.

Устройство, выбранное в качестве прототипа, обладает повышенной сложностью схемно-технического решения, необходимостью применения блоков, обеспечивающих высококачественную обработку информационного телевизионного сигнала (усилители, смесители, коммутатор и т.д.). Кроме того, у него отсутствует обратный канал от абонента к станции, что делает невозможным определение попытки абонента осуществить НСД к защищаемому каналу. Кроме того, обратный канал создает определенные удобства абоненту для запроса требуемой информации.

Это приводит к недостаточной надежности защиты от несанкционированного доступа абонента к ТВ-каналу.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность защиты от несанкционированного доступа абонента за счет передачи дополнительного помехового сигнала и сигнала обратного канала от абонента.

Это достигается тем, что устройство защиты от несанкционированного доступа абонента к ТВ-каналам, содержащее фильтр приема, вход которого соединен с входом предлагаемого устройства, выход фильтра приема соединен с входом блока приема, один из выходов которого соединен с входом блока формирования кодов, а другой выход блока приема соединен с одним из входов блока сравнения, другой вход блока сравнения соединен с одним из выходов блока формирования кодов, один из выходов блока сравнения соединен с входом блока включения, выход которого соединен с управляющим входом генератора помех, выход которого соединен с одним из входов сумматора - другой выход блока сравнения соединен с управляющим входом сумматора, другой вход сумматора соединен с входом предлагаемого устройства, снабжено дополнительно блоком модуляции, вход которого соединен с одним из выходов блока формирования кодов, а выход блока модуляции соединен с генератором помех, генератором сдвига, выход которого соединен с одним из входов смесителя, один вход которого соединен с выходом предлагаемого устройства, а другой вход смесителя соединен с выходом генератора сдвига, фильтром передачи, вход которого соединен с выходом смесителя, а выход фильтра передачи соединен со входом заявляемого устройства.

Попытка абонента к несанкционированному доступу (НСД) может заключаться, во-первых, в подаче на вход "Устройства" разрешающего сигнала, промодулированного сигналом кодовой группы данного абонента. В этом случае устройство будет работать в режиме, описанном в материалах заявки, и абонент получит несанкционированный доступ к ТВ-каналам. Данная попытка технически осуществима, если абоненту каким-то образом станет известным значение несущей частоты разрешающего сигнала и код, присвоенный данному абоненту.

С целью защиты от подобного НСД в "Устройстве" предусмотрена возможность устанавливать абоненту код оперативно со станции с последующей записью его в блоке формирования кодов 3 и сравнение записанного кода в блоке сравнения 4 с кодом, поступающим в данный момент с выхода блока приема 2. Подобное техническое решение позволяет периодически изменять код данного абонента, что существенно затруднит возможности НСД к ТВ-каналам. Во-вторых, НСД к ТВ-каналам может заключаться в попытке абонента отключить связи генератора помех с остальными блоками "Устройства". В этом случае абонент получает НСД к ТВ-каналам. С целью исключения и этой возможности в "Устройстве" 5 предусмотрено введение дополнительных блоков: генератора сдвига 5, смесителя 6, фильтра передачи 7, блока модуляции 8.

На чертеже представлена блок-схема устройства защиты от несанкционированного доступа (НСД) абонента к ТВ-программам.

Устройство защиты от несанкционированного доступа абонента к ТВ-программам содержит последовательно соединенные фильтр приема 1, вход которого соединен с входом устройства и блок приема 2, выходы которого соединены соответственно с блоком формирования кодов 3 и блоком сравнения 4, выход блока формирования кода 3 соединен с входом блока модуляции 8, выход которого соединен с входом генератора помех 10. Выход блока сравнения 4 соединен с сумматором 11, с входом блока включения 9, выход которого соединен с управляющим входом генератора помех 10, выход которого соединен с одним из входов сумматора 11. Выход сумматора 11 соединен с выходом устройства и с одним из входов смесителя 6, выход генератора 5 соединен с другим входом смесителя 6, выход которого соединен с входом фильтра сигнала абонента 7, выход которого соединен с входом устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройство защиты от несанкционированного доступа абонента к ТВ-программам (далее называемое "Устройство") постоянно подключено между источником ТВ-программ и телевизионным приемником абонента. При этом генератор помех 10, входящий в состав устройства, работает в непрерывном режиме с модуляцией колебаний сигналом кодовой группы данного абонента. Модулированный сигнал от генератора помех через сумматор 11 поступает на выход "Устройства" и далее на вход телевизионного приемника.

При поступлении на вход устройства ТВ-программ (общего пользования и платных) прием платных ТВ-программ абонентом, не уплатившим абонементную плату, невозможен, т.к. генератор помехи 10 создает сильные помехи в приеме соответствующего ТВ-канала. Для обеспечения санкционированного приема абонентом ТВ-программ на вход "Устройства" поступает разрешающий сигнал, промодулированный сигналом кодовой группы данного абонента. После выделения фильтром приема 1 сигнал поступает на блок приема 2, сигнал усиливается, детектируется, а также выделяется сигнал кодовой группы данного абонента. Далее сигнал кодовой группы поступает на блок сравнения и куда одновременно из блока формирования кода 3 поступает контрольный сигнал кодовой группы данного абонента. Блок формирования выполнен по стандартной типовой схеме, приведенной, например, (Якубовский С.В. Аналоговые и цифровые микросхемы. М.: Р и С, 1985, Ерофеева Ю.Н. Импульсные устройства. М.: Высшая школа, 1989, Справочник по интегральным микросхемам /Под ред. Б.В.Тарабарина. М.: Энергия, 1981). При совпадении контрольного сигнала кодовой группы с сигналом кодовой группы абонента с выхода блока приема 2, управляющий сигнал с выхода блока сравнения 4 поступает на блок включения 9, который выключает генератор помех 10 и абонент получает возможность приема соответствующего ТВ-канала. Для повышения степени защищенности "Устройства" от преднамеренных попыток абонента самостоятельно сформировать и подать в устройство разрешающий сигнал с соответствующим сигналом кодовой группы в "Устройстве" предусмотрена подача сигнала кодовой группы данного абонента с выхода блока приема 2 в блок формирования кода 3. Это позволяет в произвольные моменты времени (ежедневно, еженедельно и т.д.) устанавливать данному абоненту различный кодовый сигнал путем записи его в оперативную память блока формирования кода 3 с целью последующего сравнения его с кодом на выходе блока приема 2 в течение действия данного кода абонента. Одновременно с целью повышения степени достоверности определения попытки абонента к несанкционированному доступу к ТВ-каналам в "Устройстве" предусмотрена подача сигнала с выхода сумматора 11 на вход смесителя 6, на другой вход которого поступают синусоидальные колебания от генератора сдвига 5. С выхода смесителя 6 суммарный сигнал поступает на вход фильтр 7, на выходе которого формируется колебание с частотой, определяемой частотой генератора сдвига и генератора помех, отличной от частоты разрешающего сигнала и несущих частот ТВ-каналов.

Сформированный сигнал абонента, представляющий собой колебание, промодулированное сигналом кодовой группы данного абонента, с выхода фильтра 7 поступает на вход "Устройства" и далее в линию связи, в которой осуществляется непрерывный контроль и анализ несущей частоты абонента и его кодового сигнала.

При любой несанкционированной попытке абонента получить доступ к "Устройству", отключить генератор помех или отключить связи, соединяющие его с другими блоками "Устройства" приводят к немедленной фиксации этого в станционном оборудовании, формированию соответствующих сигналов оповещения и аварии, а также к прекращению подачи ТВ-каналов данному абоненту путем подачи запрещающего сигнала данному абоненту на участке разрешающего сигнала. Запрещающий сигнал представляет собой колебание с несущей частотой на участке разрешающего сигнала, промодулированное кодовым сигналом запрета приема ТВ-каналов данному абоненту. В этом случае после сравнения в блоке сравнения 4 соответствующих кодовых сигналов с выхода блока формирования кода 3 и с выхода блока приема 2 вырабатывается управляющий сигнал на сумматор 11, запрещающий подачу ТВ-каналов данному абоненту.

Предлагаемое устройство защиты от несанкционированного доступа абонента к ТВ-каналам может быть практически реализовано на радиоэлектронных компонентах широкого применения, используемых в бытовых телевизионных приемниках.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в том, что с целью повышения надежности защиты от несанкционированного доступа абонента к специальным (платным) ТВ-каналам в составе абонентского устройства предусмотрены генератор помех и обратный канал связи от абонента к станции, образованный при помощи введения в состав устройства генератора сдвига, смесителя и фильтра промодулированный специальным кодом абонента, содержащим в том числе дополнительную информацию о любой попытке доступа к устройству защиты с целью исключения (выключения) генератора помех.

Оперативный контроль за функционированием устройств защиты у каждого абонента, осуществляемый станцией, позволяет немедленно, после получения сигнала о попытке НСД абонента к каналу, прекращает подачу ТВ-канала данному абоненту.

Подобное устройство защиты обеспечивает эффективный контроль и воздействие на абонентов не уплативших своевременно абонентную плату или пытающихся получить доступ к ТВ-каналам вообще без оформления абонентной платы.

Широкое развитие сети кабельного телевидения предполагает установку устройств защиты большому числу абонентов (в будущем возможно каждому), что создает условия для высокой технико-экономической эффективности применения устройства защиты с оперативным контролем и принятием мер к абонентам пытающимся получить НСД к ТВ-каналам.

1. Колли Д.К., Хенкок К.И. Обзор систем кабельного телевидения. ТИИЭР, т.73, N 5, май 1985, с.196-214.

2. Патент США N 4638356, опубл. 20.01.87, МКИ Н О4 17/00, НКИ 358/118 (Связь, 1988).

3. Заявка ФРГ N 3533943, заявл. 24.09.85 опубл. 17.04.87, МКИ Н О4 15/44 (Связь,1988).

4. Патент США N 4737990, МКИ Н О4 17/167, заявл. 3.04.86, опубл. 12.04.88, приоритет Японии от 4.04.85.

5. Патент США N 4748667, МКИ Н О4 17/167, Н О3 Н 7/00, НКИ 380/7.

6. Патент США N 4651204, заявл. 15.10.85, опубл. 17.03.87, приоритет Японии от 15.10.84, (Связь, 1988).

Устройство защиты от несанкционированного доступа абонента к ТВ-каналам относится к области радиотехники и может быть использовано в системе кабельного телевидения. Цель изобретения - повышение надежности защиты от несанкционированного доступа абонента за счет передачи дополнительного помехового сигнала и сигнала обратного канала от абонента. Указанная цель достигается тем, что известное устройство по патенту США N 4651204 дополнительно снабжено блоком модуляции, вход которого соединен с одним из входов блока формирования кодов, а выход блока модуляции соединен с генератором помех, а также генератором сдвига, выход которого соединен с одним из входов смесителя, один вход которого соединен с выходом заявляемого устройства, а другой вход смесителя соединен с выходом генератора сдвига, выход смесителя соединен с входом фильтра передачи, а выход данного фильтра соединен с входом предлагаемого устройства. 1ил.

Устройство защиты от несанкционированного доступа абонента к ТВ-каналам, содержащее фильтр приема, вход которого соединен с входом устройства, выход фильтра разрешающего сигнала соединен с входом блока приема, один из выходов которого соединен с входом блока формирования кодов, а другой выход блока приема соединен с одним из входов блока сравнения, другой вход блока сравнения соединен с одним из выходов блока формирования кодов, один из выходов блока сравнения соединен с входом блока включения, выход которого соединен с управляющим входом генератора помех, выход которого соединен с одним из входов сумматора, другой выход блока сравнения соединен с управляющим входом сумматора, другой вход сумматора соединен с входом устройства защиты, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено блоком модуляции, вход которого соединен с одним из выходов блока формирования кодов, а выход блока модуляции соединен с генератором помех, а также генератором сдвига, выход которого соединен с одним из входов смесителя, один вход которого соединен с выходом устройства, а другой вход смесителя соединен с выходом генетора сдвига, выход смесителя соединен с входом фильтра передачи, а выход данного фильтра соединен с входом устройства.