专利名称：在交流电上进行编解码的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有线电视的网络安全技术，确切地说是通过一种在交流电上进行编解码的方法及装置来增强有线电视网络的安全性。
有线电视网受到非法信号的攻击后，网络安全已成为本行业关注的焦点，各种安全方案层出不穷，如在电视的场逆程信号中加入识别码、在多个频段内加数字识别载波等。这些方案都存在造价昂贵、实施难度大、可靠性难以提高等问题。
1、本发明的目的本发明依据这样一个事实虽然有线网内的私拉乱接问题一直存在，但有芯线供电的线路上的偷接行为却很少，因为在这种地方进行偷接将造成供电中断，甚至损坏网络设备。本发明就是为了开发出芯线供电的在网络安全方面的潜能，从而让电缆内的交流电变成有线电视网络的一道安全防线，达到以一种简洁有效的方式来实现网络安全的目的。2、本发明的技术内容本发明提供的在交流电上进行编解码的方法是在供电的发送端进行编码将交流电以电缆的一芯为基准拆分为正、负脉冲，用数个相近的正脉冲组成一个正脉冲组，用数个相近的负脉冲组成一个负脉冲组，然后按一定的时间间隔发送脉冲组，通过设定发送正脉冲组的数量，以及设定在两个正脉冲组之间是否插入负脉冲组的做法，来确定不同的编码，在设定的脉冲组发送完毕后，再输送正常的交流电；在供电的接收端进行解码通过整流、电平转换、波形整理来提取交流电的形状，并使正、负脉冲组分别转换成正脉冲组方波和负脉冲组方波，依次计数正脉冲组方波，并识别在两个相邻的正脉冲组方波之间有无负脉冲组方波并对负脉冲组方波进行计数，将所得结果与设定值比较，一致则产生有效输出，否则产生无效输出。
实施本发明方法的在供电交流电上进行编解码的装置由编码器和解码器构成，其中编码器通过供电电缆与解码器相联，其具体结构如下所述的编码器由编码器输入端、交流同步时钟发生器、编码控制器、正脉冲组发送器、负脉冲组发送器、正常交流电发送器和编码器输出端构成，其中编码器输入端分别与交流同步时钟发生器、正脉冲组发送器、负脉冲组发送器、正常交流电发送器相联，交流同步时钟发生器与编码控制器相联，编码控制器分别与正脉冲组发送器、负脉冲组发送器、正常交流电发送器相联，正脉冲组发送器、负脉冲组发送器、正常交流电发送器分别与编码器输出端相联；所述的编码控制器由延时启动时钟单元、编码设定单元、正负脉冲组编组单元、正常供电单元构成，其中延时启动时钟单元与上述的交流同步时钟发生器相联，延时启动单元和编码设定单元分别与正负脉冲组编组单元、正常供电单元相联，而正负脉冲组编组单元分别与上述的正脉冲组发送器和负脉冲组发送器相联，正常供电单元与正负脉冲组编组单元及上述的正常交流电发送器相联；所述的正负脉冲编组单元由正脉冲计数器、负脉冲计数器、负脉冲组插入器、间隔定时器、发送脉冲组计数器构成，而所述的编码设定单元由正脉冲组内的正脉冲个数设定开关、负脉冲组内的负脉冲个数设定开关、定时间隔设定开关、发送脉冲组数设定开关和在两个正脉冲组之间插入负脉冲组设定开关构成，其中正脉冲个数设定开关与正脉冲计数器相联，负脉冲个数设定开关与负脉冲计数器相联，插入负脉冲组设定开关与负脉冲组插入器相联，负脉冲组插入器还与负脉冲计数器相联，发送脉冲组数设定开关与发送脉冲组计数器相联，定时间隔设定开关与间隔定时器相联，间隔定时器还分别与正脉冲计数器、负脉冲计数器相联，正脉冲计数器还分别与发送脉冲组计数器及所述的正脉冲组发送器相联，发送脉冲组计数器与间隔定时器相联，所述的延时启动时钟单元则分别与正脉冲计数器、负脉冲计数器、间隔定时器相联；所述的解码器由解码器输入端、正脉冲组提取器、负脉冲组提取器、解码控制器、执行开关构成，其中解码器输入端分别与正脉冲组提取器、负脉冲组提取器相联，正脉冲组提取器、负脉冲组提取器还与解码控制器相联，解码控制器又与执行开关相联；所述的解码控制器由正脉冲组计数器、负脉冲组计数器、解码设定单元、输出转换单元构成，其中正脉冲组计数器与所述的正脉冲组提取器相联，负脉冲组计数器与所述的负脉冲组提取器相联，解码设定单元分别与正脉冲组计数器、负脉冲组计数器相联，同时正脉冲组计数器、负脉冲组计数器又与输出转换单元相联，输出转换单元再与所述的执行开关相联；所述的解码设定单元由接收正脉冲组数设定开关、接收负脉冲组数设定开关、在两个正脉冲组之间的是否计数负脉冲组设定开关和负脉冲组计数控制器构成，其中接收正脉冲组数设定开关与所述的正脉冲组计数器相联，接收负脉冲组数设定开关和是否计数负脉冲组设定开关分别与负脉冲组计数控制器相联，负脉冲组计数控制器再分别与所述的正脉冲计数器和负脉冲组计数器相联；上述的正、负脉冲提取器由整流、电平转换、波形整理电路构成；上述的正脉冲组发送器由二极管和继电器及其驱动电路组成；上述的负脉冲组发送器由二极管和继电器及其驱动电路组成；上述的正常交流电发送器由继电器及其驱动电路组成；上述的执行开关由继电器及其驱动电路构成；上述的执行开关由可控硅及其驱动电路构成；上述的执行开关由射频信号开关及其驱动电路构成；上述的继电器及其驱动电路可以由可控硅及其驱动电路代替。
实施本发明的有线电视网络安全技术与现有的其它技术相比，其优点在于在不增加额外的网络线路识别信号的情况下，只利用现有的网络线路内的供电交流电就可以实现有线电视网络的安全控制，它不仅可以检测非法信号的攻击，还可以防护有线电视网上一直存在的各种私拉乱接行为，有效地保护网络设备的安全，并具有成本低、可靠性高、响应快等特点。3、结合附图来说明本发明的实施例
图1为实现本发明方法的编解码装置的内部结构图。
图2为编码器的正负脉冲编组单元和编码设定单元的内部结构及连接图。
图3为解码器的解码设定单元结构图。
图4为图5所示的编码器的输出波形。
图5为一个设定发送8个正脉冲组并穿插7个负脉冲组的编码器的电路图。
图6为图5的一个解码器的电路图，它控制的是本地220VAC电源的通断。
图7为图5的一个解码器的电路图，它控制的是芯线供电交流电的通断。
图8为图5的一个解码器的电路图，它控制的是有线电视信号的通断。
3.1 图1、2、3所示的实施例的说明3.1.1编码器的工作过程在图1中，编码器输入端送来的交流电送入正脉冲组发送器、负脉冲组发送器和正常交流电发送器的输入端，同时交流同步时钟发生器从输入的交流电中提取与交流电周期同步的时钟信号供给延时启动时钟单元，另外本机电源也从输入的交流电中取得。
延时启动时钟单元将与交流电同步的时钟信号延迟一段时间后再送给正负脉冲编组单元，这是为了在每次启动时先断电一会以使下面的各个解码器能够放电、清零，这样在启动后解码器可以从初始状态开始计数。
延迟结束后，时钟到达图2中的正负脉冲编组单元内的正脉冲计数器、负脉冲计数器、间隔定时器的时钟输入端。间隔定时器受图2中的定时间隔设定开关的控制产生一定的时间间隔。正脉冲计数器根据该时间间隔来产生正脉冲组，而每个正脉冲组内包含的正脉冲的个数受图2中的正脉冲个数设定开关控制。同样，负脉冲计数器根据该时间间隔来产生负脉冲组，而每个负脉冲组内包含的负脉冲的个数受图2中的负脉冲个数设定开关控制。
正脉冲计数器产生的正脉冲组直接被送到正脉冲组发送器变成幅值为交流电峰峰值的一半的正脉冲组送到编码器的输出端。而负脉冲计数器产生的负脉冲组则先送入负脉冲组插入器中，负脉冲组插入器则根据插入负脉冲组设定开关的状态来决定是否将某一组负脉冲送到负脉冲组发送器中，然后再像正脉冲组一样将幅值为交流电峰峰值的一半的负脉冲组送到编码器输出端。
正脉冲计数器的输出同样也送到发送脉冲组计数器中进行计数，当其计数值达到发送脉冲组数设定开关的设定值时，发送脉冲组计数器的输出使间隔定时器停止工作，该输出同时也送到正常供电单元，而后正常供电单元使正常交流电发送器开始工作，从而向编码器输出端输送正常的交流供电电流。
3.1.2解码器的工作过程图1中，编码器输出端的交流电通过电缆到达解码器输入端，本机电源从解码器输入端获得。在编码器送出编码脉冲后，正脉冲组提取器从解码器输入端提取正向脉冲，先整流滤波，再经电平隔离转换并整形后，输出代表正脉冲组的方波。负脉冲组提取器也经如上的过程输出代表负脉冲组的方波。
代表正脉冲组的方波送入正脉冲组计数器中进行计数，当其计数值与解码控制单元内的图3中的接收正脉冲组数设定开关的设定值相一致时，该计数器产生一个有效输出信号给输出转换单元，否则为无效输出信号。正脉冲组计数器的各计数端口还与图3中的解码设定单元内的负脉冲组计数控制器相联接，它们和是否计数负脉冲组设定开关一起使负脉冲组计数控制器决定让负脉冲计数器接收哪两个正脉冲组之间的负脉冲组，接收负脉冲组数设定开关也通过负脉冲组计数控制器确定负脉冲组计数器的要输出有效值时的负脉冲组个数。当负脉冲组计数器接收的负脉冲组的个数及次序与设定值相同时，它产生一个有效输出信号送到输出转换单元，否则为无效输出信号。
输出转换单元将正、负脉冲组计数器送来的两个信号进行与操作，只有两个信号都有效时，才送给执行开关一个有效控制信号，否则无有效控制信号。在解码器保持有效输出状态下，当连续供电交流电出现能够使解码器识别出的对应于正脉冲组或负脉冲组的方波产生上升或下降的变化时，接收端切断有效输出。
执行开关在接到输出转换单元送来的有效控制信号后，通过驱动电路，使继电器或可控硅或射频开关执行有效动作，该有效动作的结果是使芯线供电通过，或使本地220V交流电送入网络设备，或使电视信号通过。3.2一个发送8个正脉冲组并穿插7个负脉冲组的编码器的实施例图5是根据图1、2、3所示的原理，简化后的一个编码器的实施例，图4是其编码输出波形。这种类型的编码器可以产生2N+1-1种编码形式，N代表正脉冲组的个数。它的每个正脉冲组由5个正脉冲组成，每个负脉冲组由1个负脉冲组成，其中第一个正脉冲组由12个正脉冲组成，这是为了让下面的器件在第一个正脉冲组到来时建立起稳定的工作电压，正脉冲组内的正脉冲数多，也是这个目的。它采用三个CD4017计数器，发送正脉冲组的个数以及穿插负脉冲组的位置由两组8位的DIP开关及8个紧挨在一起的二极管确定，它可以最多发送8组正脉冲、穿插7组负脉冲，一共有28+1-1＝511种编码形式。它的工作时钟通过二极管、电阻和稳压管构成，正、负脉冲是通过带整流二极管的继电器的切换产生的，其它还包括延时启动电路、短路保护电路等。3.3图5的多个解码器的实施例图6为图5的一个解码器，它控制的是220V供电的网络设备。为适应在启动阶段的间歇供电形式，它内部必须选择微功耗元件。它通过光藕、单稳态触发器及相关元件来将正、负脉冲组转化为对应的方波。两个4017计数器分别对代表正、负脉冲组的方波进行计数。两个挨在一起的DIP开关中的上面的一个是设定接收正脉冲组的个数的，下面的通过8个二极管连在一起的开关是控制负脉冲组计数器对哪个负脉组进行计数的。另外一个DIP开关是设定要接收的负脉冲组的个数的。两组计数器的输出通过电阻、三极管和光藕组成的驱动电路来驱动继电器工作，继电器控制220V电源的通断。其它还包括一些为有线电视网络管理服务的扩展接口及相应的状态采集电路。
图7为图5的一个解码器，它控制的是芯线60V供电的网络设备。它与图6的不同点是在解码正确时继电器是不工作的，解码不正确时继电器才工作并切断芯线供电。同时它还增加了一个过流口，并监视这个过流口是否有电流，无电流时将使继电器切断芯线供电，这是为了控制有线电视网络内反向供电的放大器而专门设计的，对正向供电的放大器这一部分电路可以取消。
图8为图5的一个解码器，它控制的是电视信号。它用四个首尾相连的PIN二极管构成一个射频信号开关。在解码有效时二极管导通，信号通过。在解码无效时，二极管则不导通，信号将被大幅度地衰减。
在上述图示的解码器在工作过程中，芯线提供的连续的交流电出现可以被光藕、单稳态触发器及相关元件所组成的脉冲组提取电路采集到的变化时，计数器将跳过有效计数状态，控制开关将执行切断动作，器件进入保护状态。要想使器件重新恢复，就必须使图5所示的编码器重新启动一次。
上述的实施方法并非是唯一的，如将继电器换成可控硅、将二极管组成的射频信号开关换成射频继电器、将计数器换成单片机等，都可以实现上述功能。4、本发明实施的意义本发明的实施将大大降低实现有线电视网络安全技术的复杂程度，极大地降低安全产品的成本。同时因为其原理比较简单，可以达到极高的可靠性，充分适应网络安全运行的要求。
本项技术不仅可以保护有线电视网络不受非法信号的攻击，还可以防止各种私拉乱接行为，同时它还能保证网络设备不受短路等恶性事故的影响。
利用本项技术开发网络安全产品可以做到体积小巧、适应能力强、安装方便，同时它还可以被设计成一个标准模块安装在网络设备中，执行安全防护功能。
权利要求
1.一种在交流电上进行编解码的方法，其特征在于在供电的发送端进行编码将交流电拆分为正、负脉冲，用数个相近的正脉冲组成一个正脉冲组，用数个相近的负脉冲组成一个负脉冲组，然后按一定的时间间隔发送脉冲组，通过设定发送正脉冲组的数量，以及设定在两个正脉冲组之间是否插入负脉冲组的做法，来确定不同的编码，在设定的脉冲组发送完毕后，再输送正常的交流电；在供电的接收端进行解码通过整流、电平转换、波形整理来提取交流电的形状，并使正、负脉冲组分别转换成正脉冲组方波和负脉冲组方波，依次计数正脉冲组方波，并识别在两个相邻的正脉冲组方波之间有无负脉冲组方波并对负脉冲组方波进行计数，将所得结果与设定值比较，一致则产生有效输出，否则产生无效输出。
2.实施权利要求1所述的方法的装置由编码器和解码器构成，其特征在于编码器通过供电电缆与解码器相联，其具体结构如下所述的编码器由编码器输入端、交流同步时钟发生器、编码控制器、正脉冲组发送器、负脉冲组发送器、正常交流电发送器和编码器输出端构成，其中编码器输入端分别与交流同步时钟发生器、正脉冲组发送器、负脉冲组发送器、正常交流电发送器相联，交流同步时钟发生器与编码控制器相联，编码控制器分别与正脉冲组发送器、负脉冲组发送器、正常交流电发送器相联，正脉冲组发送器、负脉冲组发送器、正常交流电发送器分别与编码器输出端相联；所述的编码控制器由延时启动时钟单元、编码设定单元、正负脉冲组编组单元、正常供电单元构成，其中延时启动时钟单元与上述的交流同步时钟发生器相联，延时启动单元和编码设定单元分别与正负脉冲组编组单元、正常供电单元相联，而正负脉冲组编组单元分别与上述的正脉冲组发送器和负脉冲组发送器相联，正常供电单元与正负脉冲组编组单元及上述的正常交流电发送器相联；所述的正负脉冲编组单元由正脉冲计数器、负脉冲计数器、负脉冲组插入器、间隔定时器、发送脉冲组计数器构成，而所述的编码设定单元由正脉冲组内的正脉冲个数设定开关、负脉冲组内的负脉冲个数设定开关、定时间隔设定开关、发送脉冲组数设定开关和在两个正脉冲组之间插入负脉冲组设定开关构成，其中正脉冲个数设定开关与正脉冲计数器相联，负脉冲个数设定开关与负脉冲计数器相联，插入负脉冲组设定开关与负脉冲组插入器相联，负脉冲组插入器还与负脉冲计数器相联，发送脉冲组数设定开关与发送脉冲组计数器相联，定时间隔设定开关与间隔定时器相联，间隔定时器还分别与正脉冲计数器、负脉冲计数器相联，正脉冲计数器还分别与发送脉冲组计数器及所述的正脉冲组发送器相联，发送脉冲组计数器与间隔定时器相联，所述的延时启动时钟单元则分别与正脉冲计数器、负脉冲计数器、间隔定时器相联；所述的解码器由解码器输入端、正脉冲组提取器、负脉冲组提取器、解码控制器、执行开关构成，其中解码器输入端分别与正脉冲组提取器、负脉冲组提取器相联，正脉冲组提取器、负脉冲组提取器还与解码控制器相联，解码控制器又与执行开关相联；所述的解码控制器由正脉冲组计数器、负脉冲组计数器、解码设定单元、输出转换单元构成，其中正脉冲组计数器与所述的正脉冲组提取器相联，负脉冲组计数器与所述的负脉冲组提取器相联，解码设定单元分别与正脉冲组计数器、负脉冲组计数器相联，同时正脉冲组计数器、负脉冲组计数器又与输出转换单元相联，输出转换单元再与所述的执行开关相联；所述的解码设定单元由接收正脉冲组数设定开关、接收负脉冲组数设定开关、在两个正脉冲组之间的是否计数负脉冲组设定开关和负脉冲组计数控制器构成，其中接收正脉冲组数设定开关与所述的正脉冲组计数器相联，接收负脉冲组数设定开关和是否计数负脉冲组设定开关分别与负脉冲组计数控制器相联，负脉冲组计数控制器再分别与所述的正脉冲计数器和负脉冲组计数器相联。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于正、负脉冲提取器由整流、电平转换、波形整理电路构成。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于正脉冲组发送器由二极管和继电器及其驱动电路组成。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于负脉冲组发送器由二极管和继电器及其驱动电路组成。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于正常交流电发送器由继电器及其驱动电路组成。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于执行开关由继电器及其驱动电路构成。
8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于执行开关由可控硅及其驱动电路构成。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于执行开关由射频信号开关及其驱动电路构成。
全文摘要
一种在交流电上进行编解码的方法，它在供电的启动阶段将交流电拆分为正、负脉冲组，通过设定发送正脉冲组的数量，以及设定在两个正脉冲组之间是否插入负脉冲组的做法，来确定不同的编解码。本发明的实施将大大降低实现有线电视网络安全技术的复杂程度，极大地降低安全产品的成本。同时因为其原理比较简单，可以达到极高的可靠性，充分适应网络安全运行的要求。
文档编号H04N7/10GK1402439SQ02133080
公开日2003年3月12日 申请日期2002年9月30日 优先权日2002年9月30日
发明者沈刚 申请人:沈刚