有线电视数字化条件下路权控制集线器的作用

第一篇：有线电视数字化条件下路权控制集线器的作用

有线电视数字化条件下路权控制集线器的作用

通信车间

刘洋

一、路权管理集线器的基本原理

路权管理控制集线器大量运用于有线电视网络，高频电子开关是其核心器件。高频电子开关的技术模型如图1所示。

图1 路权管理控制开关模型

RF为5～860MHz的射频宽带信号。在CB控制信号的控制下，受控电子开关K可以开通或关断。当K开通时，对从RF IN端输入的宽带射频信号的插入损耗小于2dB，无任何机械开关噪声。当K断开时，对从RF IN端输入的宽带射频信号的插入损耗大于46dB，并无任何噪声或附加射频产物出现。它是全双向开关，信号可反向通过。可见，高频电子开关只对有线电视网络中的物理通道实施管理，而不进行业务内容实施管理，它是工作在有线电视网络物理链路层的器件。路权管理集线器是把这种高频电子开关串接于集中分配器与输出口之间，同时加上双向放大器、集中分配器、解调器、解码器、驱动器等构成。路权管理集线器应用于有线电视系统，受前端管理软件的控制，其系统组成框图如图2所示。

图2 路权管理系统组成框图 路权管理系统具有以下四个特点：

1.系统终端的路权控制集线器实施的是信道路权控制，对信号内容不作任何处

理，因而不影响信号在系统中的传送质量。

2.系统的信道路权控制功能只对信号幅度实施衰减，设备自身不产生任何干扰信号。由于设备按照工业级标准将双向放大器、集中分配器、高频电子开关、解调器、解码器和驱动器等部件集成生产，保障了信号电平指标的分配，有效解决了汇聚均衡问题，有效抑制了汇聚噪声问题，因而有利于双向HFC系统建设。3.系统将“路权控制”技术与“网络管理”技术相结合，提高了双向HFC网络的安全性、增强了双向HFC网络的可管理性。

4.系统将“路权控制”技术与“信源管理”技术相结合，实现对数字业务更为完善的管理，达到周到细致的管理效果。

二、路权管理集线器的基本功用

1.以集中放大分配为基础的电平指标保障

安装于有线电视网络传输末端的路权管理集线器集中放大分配，不仅起到了传统分支分配器的通道架设和信号分配的作用，而且克服了传统分支分配器存在信号衰减的缺点。实现了集中分配点的0dB衰减建设，实现了传输信号的放大、分配以及与用户终端室内设备的优质、可靠连接。这种网络终端接入系统的连接方式和结构，在有线电视网络发展史上具有划时代的意义。2.以设备端口管理为基础的用户接入管理

建立有效的用户准许接入管理机制是保障运营商收益的基本手段。由于有线电视网络与电信网络的物理结构具有明显的区别（如图3所示），有线电视网络从系统前端到集中分配点采用的是“共享”式传输结构，与电信网络从交换局端到用户端采用的是“独享”式传输结构，因而有线电视网络与电信网络在用户准许接入管理机制建立时应该选择不同的管理切入点，电信网络选择在交换局端实现点对点的接入、授权与控制，有线电视网只有选择在“共享通道”与“独享通道”的分界点——集中分配点处才能实施点对点的管理。

图3 有线电视网络与电信网络的区别 有线电视网络系统引入路权管理集线器，通过在系统“独享通道”与“共享通道”之间串接高频电子开关，高频电子开关远程受控于前端软件系统的方式，实现网络的准许接入管理（如图4所示）。如果说准许接入设备是营运商的一把“锁”，那么，安在电信机房的交换机设备就是电信的“锁”，而有线电视网络的“锁”就是安装在有线网络终端的路权管理集线器。引入路权管理集线器的有线电视网络终端接入系统采用星型结构，每个用户用单独的一根电缆，按照规范的接入排序标准，连接到路权管理集制器相应端口，同时采用在电缆上明确标示连接走向的方法，建立起路权管理集线器设备端口与用户之间一一对应的关系，从而实现对模拟电视终端的“按户”接入管理，包括客户覆盖信息管理、用户准入自动管

理、用户搬迁接入管理等功能。

图4 有线电视网络准许接入管理模型 1）客户覆盖信息管理：路权管理集线器每一个端口所对应的客户信息是固定的，通过对每一个集线器每一个端口所对应的客户地址等信息的正确记录，有线电视营运商可以构建起完整的客户信息库。这个信息库所收录的客户基础信息，奠定了营运商进行一切客户管理的基础。

2）用户准入自动管理：路权管理集线器的用户准入自动管理功能，为传统的模拟电视运营商提供了一把控制用户信号“开”、“断”的有效“锁”具。路权管理系统根据有线电视运营支撑系统的用户实时缴费信息，以“用户是否缴纳收视维护费”为判断条件，远程自动实时驱动路权管理集线器特定端口的高频电子开关，“开通”或“关断”特定用户的有线电视信号，大幅度减少了传统的派人工到用户集中分配点处“剪线关断”或“接线开通”的低效率工作环节和人力成本消耗，有效防止了传统人工“剪线关断”信号后，用户非法自行接入的行为。“用户接入管理功能”是众多模拟有线电视营运商对路权管理集线器情有独钟的重要缘由，提高了征费工作效率和服务效能，保证了营运商的合法权益，解决了有线电视收费难的问题。3）用户搬迁接入管理：严格来讲，用户搬迁接入管理也是“客户覆盖信息管理”的组成和延伸。模拟有线电视运营商通过对用户基础信息的正确记录与更新运用，可以轻松实现对搬迁用户的业务管理。

3.以基准电平检测为基础的网络安全管理

路权管理集线器属于智能化终端设备，具有对网络信号的检测功能。路权管理集线器只有检测到网络中特定的基准电平信号时才能正常工作，从而可以有效阻止传输信号的插播、盗接行为，防止不法分子对有线电视网络的破坏和非法应用，提高了有线电视网络的安全性。

4.以应急广播功能为基础的公共服务管理 如今，有线电视网络已经成为城市公共安全应急广播平台的重要组成部分。路权管理集线器内置有“广播开通”和“广播关闭”功能。当应急事件发生时，可以通过前端的一个“广播开通”命令，全网的有线电视终端不再受缴费与否的限制，同一时间全网端口均打开，及时发布相关应急广播信息。同样，当网络被非法使用时，通过“广播关闭”功能，全网各端口信号均处理关闭状态，把不良信号控制在网络中，不再向用户提供不良信号，减小影响范围。

三、数字化条件下路权管理集线器的新功用

在模拟技术条件下，路权管理集线器为有线电视营运商的网络建设、通道架构、信号管理提供了重要的途径和手段。随着数字技术的不断发展，各地有线电视网络竞相实施数字化升级、改造。数字技术为有线电视网络营运商提供了一种新的终端管理手段，即机顶盒CA信源管理。部分运营商认为通过机顶盒CA信源管理就能够实现对特定收视终端的控制，因此，对路权管理集线器在数字化条件下的功用产生了质疑，把安装在有线电视网络“共享通道”和“独享通道”分界点的，作为运营商管理设备的路权管理集线器的功能寄托到安装于用户室内，作为用户家用电器的机顶盒身上，在网络设计和建设时取消了路权管理集线器。客观地讲，这样做的确可以为有线电视运营商节约一定的网络建设投资，然而，机顶盒是否能够完全取代路权管理集线器呢？笔者通过反复调研论证，得到的答案是否定的。就以路权管理集线器最重要的“信道控制、征费管理”功能为例，运营商期盼数字化采用机顶盒CA信源管理后，就完全能够彻底根除“漏费”现象，但是，实际并不遂人所愿，许多实施数字化转换后的运营商面对“共享机顶盒”、“副机当主机”以及“一机多用”等问题正束手无策，“漏费”现象依然大量存在。笔者认为，解决这些问题的办法就是重新认识路权管理集线器作为运营商用户管理设备的重要性，深刻认识数字化条件下路权集线器的新功用，继续强化路权管理集线器的功能应用，为运营商实施多业务管理服务。1.以端口通道管理为基础的噪声阻断功能

在数字化的基础上实现双向化是有线电视网络发展的方向，也是有线电视运营商迎接“三网融合”的前提和基础。在双向条件下，提高上行传输指标和加强网络稳定性成了有线电视运营商必须解决的问题。选用成熟的CMTS+CM方式架构数据上行通道，面临传统的噪声问题。而采用路权集线器，集中分配、集中放大、通道管理是解决噪声的有效手段，对于解决用户接入段的上行传输指标具有重要的作用。1）路权管理集线器完成了单元0dB衰减建设，可实现优质的HFC网络双向承载。2）路权管理集线器内置87MHz高通滤波器，当噪声使得一个区域大面积的CM 掉线后，用路权管理集线器可以快速的找到干扰源的馈入端口，并发挥路权控制特性判断干扰源的馈入端，快速隔离故障，让掉线的CM 快速恢复上网。同时按网络地址找到故障地点，指导现场维护人员及时准备的排除故障。2.以设备端口管理为基础的用户接入管理

数字化条件下有线电视的用户管理与通信运营商的用户管理存在极大的相似性。

传统电信营运商利用交换机端口、移动通信运营商利用基站，对用户的接入和征费实施了有效的管理，这些设备都是运营商自己的管理设备。有线电视运营商要实现可靠的营运管理也需要建立可靠的传输通道管理机制，具备运营商自己的管理设备，这就是路权管理集线器。路权管理集线器对于有线电视运营商来说，类似于电信交换机和移动基站，只是其交换规模较小、数量更多、布点离用户更近而已。路权管理集线器采用设备端口映射用户信息的方式可以实现“精准”的用户接入管理，这在数字化条件下具有十分重要的现实作用。

1)精准的用户接入管理是实现用户分区管理的基础。从本质上讲，数字电视机顶盒不是运营商设备而是家电设备。有线电视网络运营商如果完全依赖作为家电设备的机顶盒对用户实施管理，就失去了有效的参照物。而利用路权管理集线器，将其物理底层端口地址作为管理的参照物，与作为家电设备的机顶盒地址、IC卡地址之间建立起对应关系，通过数字电视业务运营支撑系统的联动，就可以方便地实现对用户端到端的接入管理和对数字电视终端的主副机的绑定管理。2)精准的用户接入管理是拓展通信业务管理的基础。“精准”是对通信业务的最基本的要求，不难想象如果发信方经常不能与其所期盼的特定受信方通信，本想找张三接通的却是李四，这对营运商将意味着什么。精准的用户接入和用户信息管理是实现精准通信的基础，路权管理集线器又是实现精准的用户接入和用户信息管理的基础，因而，利用路权管理集线器建立起来的“精准化”的用户接入管理机制，是有线电视网络运营商迎接“三网融合”新业务、新契机所必备的基础性管理机制。

3.以通道路权管理为基础的业务接入管理

运营商建设网络的最终目的是通过向用户提供业务接入来实现盈利。但是，许多先行先试的有线电视营运商实施数字化以后，由于缺乏基础性的路权管理手段，在信源控制和征费管理上面临着种种困扰，如“非法共享机顶盒”、“副机当主机用”、“一机多用”等等，有线电视运营商在模拟电视条件下就形成的，最为基本的收益也面临着流失的危险。大家都知道，同轴电缆网络是以频率分割技术为基础承载业务的。路权管理集线器根据行业频率分割标准，利用高频电子开关，通过对业务传输通道的入门级管理，实现对业务的自动准入管理，可以比较有效地解决上述问题。

1)非法共享机顶盒。数字电视机顶盒普遍使用CA管理，但任何CA都有可能出现盗卡现象。不法分子通过非法手段破解获取CW控制字，向用户低价兜售共享机顶盒，利用互联网向用户提供CW控制字，使有线电视运营商的CA管理系统形同虚设。有线电视运营商如果没有其他控制手段，共享机顶盒就可以很容易接收到下行的所谓“加密”的数字电视信号，然后通过非法解码器实现正常收视，从而造成有线电视营运商基本收视维护费的流失。（如图5所示）

图5 非法共享机顶盒收视原理图

事实上，CA属信源管理，是管理业务内容（节目）的，而路权管理属信道管理。安装了路权管理集线器后，即使用户拥有了共享机顶盒，取得了CW控制字，如果没有向有线电视营运商缴纳基本收视维护费，路权管理集线器就可以自动关断该路87－860MHz下行信号通道，不向用户输送任何信号。用户连“加密”的信号也接收不到，共享机顶盒纵有天大的本事，也将“英雄无用武之地”（如图6所示）。因而，数字化条件下采用路权管理集线器可以有效保障有线电视运营商的基本收视维护费收益，降低用户非法购买使用共享机顶盒的动力，使非法共享机顶盒失去市场。

图6 路权管理集线器防止非法共享机顶盒收视原理图

2)副机当主机用。数字电视主、副机的收费标准是不一致的，副机远低于主机，如笔者所在的承德市主城区，主机为26元/月，副机为8元/月。如果有人将副机提供给亲戚朋友当主机使用，有线电视营运商就只能收到8元/月。有了路权管理集线器，当用户没缴纳主机费用时，路权管理集线器就不会开通信号传输通道，该副机机顶盒仍然收不到节目，这样就能有效地防止副机当主机的情况发生。3)一机多用。目前，相当多的家庭拥有不止一套住房，如果用户申请两套机顶盒（一主机一副机），则可以将这两套机顶盒在不同地址的多套住房使用，而用户只缴纳一主机一副机的收视维护费，从而减少运营商的收益。如果有线电视网

络运营商大范围采用相同CA，且不同区域（如城市的主城区与农村）的收费标准不一致的情况下，此现象将更为突出，用户很可能在低价区申请机顶盒拿到高价区去使用。而且跨区域的一机多用将严重扰乱有线电视网络运营商的正常运营，给用户管理带来极大不便。如果有了路权管理集线器，有线电视营运商就可以对用户的地址信息进行比对，只对用户所登记地址的通道开通信号，该用户在其它地区的未登记缴费的住宅，则不会开通，这样即可防止一机多用的情况发生。用户需要在不同地域收视，只能按照一户一机的原则，据实向有线电视网络运营商申报、登记、缴费后才能实现收看。4.以两级轮询管理为基础的业务控制管理

路权管理和CA管理都是以“轮询管理”机制来实现业务控制管理的。但是，由于随着机顶盒数量、节目包数量、用户业务变更频率的大量增加CA系统的巡检数据量也将大幅增加，采用CA单级轮询的效率将大幅降低，“实时控制”难以实现。而路权管理的判断信道通断的依据就是“用户是否缴纳基本收视维护费”较为简单，利用路权管理集线器建立初级轮询，可以有效地减轻CA单级轮询的压力，弥补CA轮询的缺陷和CA运算不能实时的功能。

四、结论 在数字条件下，路权管理集线器具有机顶盒不可替代的重要功用，随着网络多功能业务的开发与应用，路权管理集线器的管理功能愈来愈表现出不可或缺的作用，不仅不能取消或削弱，而且应予加强，它是有线电视营运商手里的“最后一把锁”！通过路权管理集线器管理“基础用户资源和基本业务收费（基本费）”，用机顶盒来管理增值业务收费（增值费），这种“接入管理+业务管理”的模式应该是有线电视网络运营中可取的无疏漏管理模式