专利名称：一种实现加扰器备份的系统及方法
技术领域：
本发明涉及数字电视领域，具体指一种实现加扰器备份的系统及方法。
背景技术：
随着数字电视的发展，收费用户的逐步增加，这就对系统的可靠性提出了更高的要求。因为线路不是完全可靠，一旦出现某个节点故障，将会引起节目大面积中断，造成比较大的影响。因此对系统的备份也就显得尤为重要。
如图1所示，为系统中节点备份的原理图，对于节点B的备份，采用B’来完成。当B是一个节点时，则是1∶1备份；如果B是一组功能相同的节点，当该组内任一节点失效时，该节点的业务由B’来完成，这是N∶1备份；如果B’也是一组节点，则是N∶M备份，其中，1∶1备份的可靠性最高，成本也最高；N∶1成本最低，可靠性也最低；N∶M的可靠性和成本都介于上述两者之间。
而加扰器作为数字电视系统中前端系统中的一个关键设备，进行备份，以保证其在业务运行过程中不会因为主加扰器的故障而影响整个系统的正常运行是非常有必要的。
在数字电视系统中，加扰器需要和CAS(Conditional Access System条件访问系统)进行数据交互，其中所述的CAS又包括ECMG(Entitlement ControlMessage Generator，授权控制信息发生器)、EMMG(Entitlement ManagementMessage Generator，授权管理信息发生器)两部分，所述的ECMG及EMMG和所述的加扰器的数据交互过程如下图2所示其中，加扰器和ECMG数据交互的过程、加扰器和EMMG连接的过程(图2中的前4个步骤)采用的TCP(Transport Control Protocol，传输控制协议)方式，因此至少需要在ECMG、EMMG、加扰器中配置一些基本的网络参数，以保证TCP连接的正常建立，可见当有加扰器有故障时，其备份加扰器如果想工作，就需要有能保证TCP连接正常建立的网络参数，为此现有技术中的加扰器备份都和CAS密切相关。
业界现在常用的第一种技术方案如图3所示对于某些CAS，不用在ECMG上配置加扰器的网络参数，而是在EMMG上配置加扰器的网络参数(包括IP地址，端口号等)，同时也需要在加扰器和备份加扰器上配置ECMG网络参数和一些必备的私有参数(如ACAccess Criteria，访问准则)，完成上述的配置后，就保证了ECMG、EMMG、加扰器之间的正常工作，对于加扰器的业务信息，可以从信息的交互中得到，不用在CAS上配置，这样加扰器的备份就和CAS无关，直接由加扰器来完成。
对于ECMG，正常工作时，ECMG上不用配置加扰器的参数，但加扰器需要配置ECMG的网络参数，当加扰器启动业务进行加扰之后，加扰器便向ECMG申请连接，之后启动加扰并发送ECM(Entitlement Control Message，授权控制信息)数据，此时TS’＝TS1。
当系统检测到加扰器1故障时，ECMG会自动和加扰器1断开，并将加扰器1的业务切换到备份加扰器，此时TS2＝TS1，备份加扰器重新启动加扰过程，系统控制矩阵切换器使TS’＝TS2＝TS1，从而保证实现业务不被中断。
对于EMMG而言正常工作时，在EMMG上配置加扰器1和备份加扰器的网络参数，之后EMMG会和加扰器1和备份加扰器均建立连接，发送EMM(EntitlementManagement Message，授权管理信息)数据，因此TS1、TS2中均会有EMM数据，而且数据相同，TS’＝TS1，保证了码流中有EMM数据。
当加扰器1故障时，EMMG自动会和加扰器1断开连接；同时利用矩阵切换器切换到备份加扰器，使TS’＝TS2，同样保证了码流中有EMM数据。
到此，便实现了加扰器1∶1备份。
现有技术中常用的第二种方案如图4所示
另外有些CAS，关键点在于需要在CAS上配置主加扰器的网络信息和业务信息，在备份上要求主备加扰器的业务配置相同，并且采用相同的CW(ControlWord，控制字)同步进行加扰，并根据后级的矩阵切换器来决定哪一路码流输出。
当系统正常工作时，控制矩阵切换器使TS＝TS1；当检测到加扰器1故障时，系统通过切换矩阵切换器切换到备份加扰器，使TS＝TS2，这样使得TS1＝TS2，进行实现了加扰器的1∶1备份。
无论是第一种方案带是第二种方案，都具有如下缺点CAS不能支持加扰器的多对1(即N∶1)备份，主要原因是ECMG中需要配置加扰器的业务参数和网络参数，但是对于备份加扰器，由于其业务参数可能是主设备中的任何一台设备的参数，是不确定的，因此无法在ECMG中进行配置，这样就无法支持N∶1备份。
发明内容
本发明目的在于提供一种实现加扰器备份的系统及方法，以解决现有技术中条件访问系统不能支持加扰器的多对1备份的问题。
为解决上述问题，本发明提供如下的技术方案一种实现加扰器备份的系统，包括多个主加扰器，用于输出加扰后的业务；条件访问系统CAS，配置有所述每个主加扰器的网络参数及业务；一个备份加扰器，用于备份其中一个主扰器进行工作；故障检测装置，用于检测所述每个主加扰器是否出现故障，并且在检测到主加扰器故障时控制所述备份加扰器以故障的主加扰器的参数进行工作；矩阵切换器，其输入端与所述主加扰器和备份加扰器的输出端连接，用于从主加扰器和备份加扰器中选择部分加扰器输出业务。
其中所述的故障检测装置为网管系统。
所述的故障检测装置可以置于所述CAS外部，也可集成在所述的CAS内部。
所述的CAS包括授权控制信息发生器和与之相连的授权管理信息发生器。
一种实现加扰器备份的方法，包括步骤检测多个主加扰器中的每个主加扰器的工作状态；当检测到其中一个主加扰器出现故障时，对该主加扰器的参数和备份加扰器参数进行完全切换，使备份加扰器以该故障主加扰器的参数进行工作。
其中由网管系统或条件访问系统CAS进行所述检测。
对故障的主加扰器的参数和备份加扰器参数进行完全切换包括以下步骤控制备份加扰器以故障的主加扰器的业务参数开始输出没有加扰的业务；断开故障的主加扰器的连接，并切换故障的主加扰器与备份主加扰器之间的IP地址；控制矩阵切换器输出备份加扰器加扰后的业务并停止故障加扰器的输出。
切换故障的主加扰器与备份主加扰器之间的IP地址时，先将故障的主加扰器的IP地址切换为空闲的IP地址，再将备份加扰器的IP地址切换为故障的主加扰器的IP地址；然后，将故障的主加扰器的IP地址切换为备份加扰器的原IP地址。
在所述的该主加扰器的参数和备份加扰器参数完全切换后，备份加扰器进一步与授权控制信息发生器和授权管理信息发生器建立连接，并按照配置对业务进行加扰。
本发明的有益效果为1、通过切换IP地址，实现了加扰器的N∶1备份，有效地克服了现有技术中的问题。
2、加扰器的备份是独立于CAS，不需要CAS的干预，大大降低了技术方案的实现难度。
3、由于整个切换过程只是通过切换IP地址来实现，而备份加扰器所使用的网络参数和业务参数都是主加扰器的，在整个备份切换过程中业务不会中断。
图1为现有技术中系统中节点备份的原理图；图2为现有技术中ECMG及EMMG和加扰器的数据交互过程；图3为现有技术中第一种方案原理图；图4为现有技术中第二种方案原理图；图5为本发明的实现加扰器N∶1备份的系统的第一实施例原理图；图6为本发明的实现加扰器N∶1备份的系统的第二实施例原理图。
具体实施例方式
为了实现加扰器的多对1备份，在本发明中加扰器的主备切换完全由加扰器独立完成，在条件访问系统CAS看来只是加扰器和CAS的连接中断了几个CP(Crypto Period，加扰周期)，再重新连接的过程，且在整个过程中业务不中断。
该方案的核心是加扰器在主备切换的过程不仅仅切换业务参数，同时将主备之间的网络参数也进行了切换，这样主备之间的参数完全切换，备份加扰器以主加扰器的参数开始工作，这样对于CAS而言，在其上配置的所有的加扰器参数并没有改变，也就是说主备加扰器的切换对于CAS系统而言是完全透明的，从而实现了加扰器主备的倒换，进而有效地克服了现有技术中的问题，实现了N∶1的备份。
下面结合附图对本发明的实施例作详细介绍请参考图5，为本发明的实现加扰器N∶1备份的系统的第一实施例原理图，由图可知，该图中实现的是2∶1备份，即该处N是2，所述的系统包括有主加扰器，包括有加扰器1及加扰器2，所述的加扰器1能输出servicea、b、c，其对应的IP地址为IP1；所述的加扰器2能输出servicee、f、g；备份加扰器，其中没有任何业务配置，其对应的IP地址为IP3；CAS系统，其中配置有加扰器1的网络参数及对应的servicea、b、c；配置有加扰器2的网络参数及对应的servicee、f、g，其中，其中所述的CAS又包括ECMG(Entitlement Control Message Generator，授权控制信息发生器)、EMMG(Entitlement Management Message Generator，授权管理信息发生器)两部分；网管系统，作为故障检测装置，用于检测所述的加扰器1和加扰器2有没有出现故障，并通过控制主加扰器和备份加扰器去实现主加扰器的备份；矩阵切换器，用于通过内部开关的切换，实现输入输出关系的任意组合。
本发明方法的实现过程如下正常工作时，加扰器1和加扰器2和CAS连接，正常工作。备份加扰器不和CAS进行连接，网管系统控制矩阵切换器使TS1’＝TS1，TS2’＝TS2；网管系统检测加扰器1和加扰器2是否出现故障；当网管系统检测到主加扰器1的工作状态，即检查是否出现故障时，会把主加扰器1的参数和备份加扰器参数完全切换，接着备份加扰器以加扰器1的参数进行工作，具体过程如下网管系统控制备份加扰器以加扰器1的业务参数开始输出清流(也就是输出3 servicea，b，c，但是不对其中任何一个service进行加扰)，也就是使TS3＝TS1，同时网管系统控制矩阵切换器使TS1’＝TS3＝TS1，这样保证了在加扰器1故障的时候，输出的码流并没有中断；同时由于这个时候没有进行加扰，所以并不影响所有用户观看节目；网管系统控制加扰器1和CAS断开连接(ECMG/EMMG的连接都断开)，同时将其IP地址切换为IPx(IPx为该网段的一个空闲IP)；网管系统控制备份加扰器的IP地址IP3并将其切换为IP1。
网管系统控制加扰器1的IP地址IP1并将其切换为IP3，进而实现了加扰器1和备份加扰器的IP地址切换，由于主备加扰器在一个网段，除IP地址外，其它的网络参数相同，因此通过切换IP地址，将加扰器1和备份加扰器的网络参数也进行了互换。
网管系统控制矩阵切换器使TS1’＝TS3，进而使得备份加扰器完全以加扰器1的参数开始工作，这样备份加扰器会重新向ECMG申请连接，同时EMMG也会向备份加扰器申请连接，这样重新建立起连接之后，备份加扰器将会按照配置对TS3的service进行加扰，完成整个加扰的切换过程。
同理，当网管系统检测到的加扰器2出现故障时，其处理过程中同上述的加扰器1一样；在实际应用过程，主加扰器可能包括有加扰器1、加扰器2、加扰器3.....加扰器N，但不管其中任何一个加扰器出现故障，其与备份加扰器的实现过程都与上述的加扰器1一样。
请参考图6，本发明的实现加扰器N∶1备份的系统的第二实施例原理图，与第一实现例相比，区别点只是少一个网管系统，在该实施例中，由设置在CAS系统内部的故障检测装置检测所述的加扰器1和加扰器2是否出现故障，并通过控制主加扰器和备份加扰器去实现加扰器的备份，其实现的功能和实施例一中的网管系统一样，但是故障检测装置也可以是一个单独的设备，其工作方式与此同理。
本发明通过切换IP地址，实现了加扰器的N∶1备份，有效地克服了现有技术中的问题。而加扰器的备份独立于CAS系统，不需要CAS系统的干预，大大降低了技术方案的实现难度。由于整个切换过程只是通过切换IP地址来实现，而备份加扰器所使用的网络参数和业务参数都是主加扰器的，在整个备份切换过程中业务不会中断。
权利要求
1.一种实现加扰器备份的系统，其特征在于，包括多个主加扰器，用于输出加扰后的业务；条件访问系统CAS，配置有所述每个主加扰器的网络参数及业务；一个备份加扰器，用于备份其中一个主扰器进行工作；故障检测装置，用于检测所述每个主加扰器是否出现故障，并且在检测到主加扰器故障时控制所述备份加扰器以故障的主加扰器的参数进行工作；矩阵切换器，其输入端与所述主加扰器和备份加扰器的输出端连接，用于从主加扰器和备份加扰器中选择部分加扰器输出业务。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的故障检测装置为网管系统。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的故障检测装置可以置于所述CAS外，也可集成在所述的CAS内部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述的CAS包括授权控制信息发生器和与之相连的授权管理信息发生器。
5.一种实现加扰器备份的方法，其特征在于，包括步骤检测多个主加扰器中的每个主加扰器的工作状态；当检测到其中一个主加扰器出现故障时，对该主加扰器的参数和备份加扰器参数进行完全切换，使备份加扰器以该故障主加扰器的参数进行工作。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，由网管系统或条件访问系统CAS进行所述检测。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对故障的主加扰器的参数和备份加扰器参数进行完全切换包括以下步骤控制备份加扰器以故障的主加扰器的业务参数开始输出没有加扰的业务；断开故障的主加扰器的连接，并切换故障的主加扰器与备份主加扰器之间的IP地址；控制矩阵切换器输出备份加扰器加扰后的业务并停止故障加扰器的输出。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，切换故障的主加扰器与备份主加扰器之间的IP地址时，先将故障的主加扰器的IP地址切换为空闲的IP地址，再将备份加扰器的IP地址切换为故障的主加扰器的IP地址；然后，将故障的主加扰器的IP地址切换为备份加扰器的原IP地址。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述的该主加扰器的参数和备份加扰器参数完全切换后，备份加扰器进一步与授权控制信息发生器和授权管理信息发生器建立连接，并按照配置对业务进行加扰。
全文摘要
本发明目的在于提供一种实现加扰器备份的方法，以解决现有技术中CAS不能支持加扰器的多对1备份的问题；该方法为检测多个主加扰器中的每个主加扰器的工作状态；当检测到其中一个主加扰器出现故障时，对该主加扰器的参数和备份加扰器参数进行完全切换，使备份加扰器以该故障主加扰器的参数进行工作。本发明还同时公开了一种实现加扰器备份的系统。
文档编号H04N7/16GK1852447SQ20061006630
公开日2006年10月25日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者纪向阳, 卢军, 卢亚青 申请人:华为技术有限公司