9509A型行搅乱式CATV加解扰系统

目前，应用于CATV网络中的加解扰系统形式很多，不同的形式所采用的加解扰技术也不同。本文介绍的是福州艺通电子设备有限公司出品的“Mermaid”9509A型CATV加解扰系统。该系统采用了我国广电部广发技字［1994］374号文附件中选用加解扰技术顺序首推的视频行顺序搅乱的加解扰技术。采用这种技术首先需要在视频基带上对信号进行数字化处理，而后将视频有效行的上、下位置进行随机搅乱，使电视图像的垂直画面遭到破坏，从而达到加扰目的。在接收端，只要将视频有效行的顺序恢复正常，就能保证用户收看正常的电视图像信号。

采用行顺序搅乱技术的加解扰系统在安全性、保密性和抗干扰性能方面要优于采用模拟方式处理的加解扰系统，而且由于这种系统的加扰过程只是将视频有效行整行位置发生随机变化，对每一行的图像没有破坏的痕迹，因此，解扰后的图像不会有明显的损伤，所以，行顺序搅乱技术本身又优于数字处理的行切割旋转方式。

视频行顺序搅乱技术又称为行转移技术。它是将正常的模拟视频基带信号通过模／数（A／D）转换器，变换成数字视频基带信号。然后将每一场或每一帧有效行排列顺序随机地搅乱，如奇数场的扫描行正常顺序从上到下为1，3，5，7……直到625行，随机搅乱后其上下顺序变成了1，7，9，5，3……直到625行，这样，正常的图像组合被打乱，达到了加扰的目的。将随机搅乱了行顺序的图像信号再经过数／模（D／A）转换电路，变成加扰后的模拟视频信号，再经放大、调制发送出去。

如果在一帧或一场范围内搅乱视频行的顺序并重新组合，其加扰效果最好，但是，在解扰器中，解扰时要先把一帧或一场的加扰图像信号全部储存到存储器里去，这就要求存储器的容量相当大，而且还要求存储器存、取速率非常高，这样就使解扰器成本十分昂贵。在实际应用中，常常是把一场分为若干组，每组选为若干行，例如32行，64行，128行等等，这样存储器的容量可以减少，解扰器的成本自然就会降低。当然，每一组内行数越多，搅乱后的加扰效果就越好。经试验表明：至少每组要有24行搅乱图像才会有隐蔽性；如果采用每组32行搅乱，加扰效果已十分明显。

M9509A型CATV加解扰系统组成框图如图1所示。它由节目源、加扰处理器和授权管理系统、用户收费系统、CATV前端、传输分配网络及用户终端（包括解扰／变换器和电视机）等六大部分组成。其中，加扰处理器和授权管理系统设置在有线电视台播控部门的加扰中心。

本文只对加扰处理器和授权管理系统及解扰／变换器进行介绍，对用户收费系统只作简单介绍。

（一）加扰处理器和授权管理系统

M9509A型加扰器有两种分组的加扰方式，一种是以32行为一组的加扰方式；另一种是以128行为一组的加扰方式。对于前一种方式，加扰后的图像仍隐约可见，而后一种加扰方式，则搅乱后的图像就完全难以辨认。

在视频加扰时，水平和垂直同步信号均不被搅乱，这样可以保证系统对任何视频制式都不会造成影响。

所有的加扰数据和解扰器地址码可以使用四行VB1传送，也可以编程在4行正程行上传送。当使用后一方法传送时，将会有一行黑线复盖住屏幕上的数据，使用户无法察看。这条黑线非常微小，不容易在正程视频图像上看到。

各类数据均采用密钥码控制下的64位数码加密方式，加密后在带内传送，因此，不需要改动有线电视台的现有设备和网络系统，十分简便且安全可靠。

加扰器还备有行位移加扰方式，即把每一行视频信号，按伪随机规律进行不同时间的延时，使图像画面造成撕裂现象，从而深化系统的加扰程度。

授权管理系统包括用户管理和网络管理两部分。用户管理包括用户资料、收费管理、服务及安装资料管理，打印各种数据。网络管理包括加扰器加扰方式的控制、节目时间的设定、频道设定、对解扰器控制、监视及人工调整等。系统的上述操作设备简单，仅需要一台286处理机和一个40M硬盘，配以相应软件，就可以控制每台解扰器的授权和不授权状态、加多或减少网络中的频道数目、设定或撤消频道节目的加扰、组合不同用户的节目编排和节目播放时间的编排、加扰模式控制和用户资料储存管理等等。一套软件能控制99个加扰频道，可编排从1套到256套不同节目的组合，可授权解扰器接收一个或多个不同节目的组合。可对1670万用户实施空中寻址管理，直接关断或打开用户解扰器。

（二）解扰／变换器

用户终端包括与加扰器配套的用户解扰／变换器和电视机。M9509A型解扰／变换器的基本组成如图2所示。它采用包括48～860MHz高频调谐器、中频处理和解调器及调制器在内的三合一高频头，射频输入，视频输出。解扰器的基本工作原理是：由CATV网络来的射频加扰电视信号经三合一高频头解调输出为加扰视频信号，经A／D转换器变换成数字视频信号，送到专用的解扰模块ASIC解扰，并将搅乱了的视频行顺序恢复成正常的视频行顺序，再经D／A变换电路变换成模拟信号，经视频滤波器滤除带外杂波后，送回高频头内的调制器调制到所需的射频频道（如1或2频道）上，再送到电视机上，用户就能正常收看节目。当然，这种解扰过程都必须在用户交费后得到授权才能实现。如果用户没有交费，则在加扰处理器和授权管理系统空中寻址过程中，用户接收不到密钥码，使接收到的加扰电视信号不能解扰，所以，未交费用户只能看到屏幕上杂乱无章的加扰电视信号。

图2还示出了CATV机上变换器部分的组成，它可以通过微处理器实现下述功能：快速选频、自动记录电视频道、交流电源开关、睡眠定时、家长频道锁、前频道回复、伴音音量控制和授权显示等，这些功能都由红外遥控器控制。

（三）收费管理系统

收费管理系统可以设置在加扰中心，也可以局域分布，采用计算机联网。收费系统管理软件包含有用户数据库（包括用户姓名、地址、交费管理登记等）。用户只与收费管理系统联系，收费方式可按月也可按频道节目收费。收费管理系统向加扰中心用户授权管理系统传送用户信息，并向维修服务中心提供用户投诉及维修信息。（徐定昶）