有線電視的加擾和解擾技術

文丨李 瑋

（廊坊廣播電視臺電視發射臺，河北廊坊 065000）

隨著信息技術的迅猛發展，有線電視網由傳統的同軸電纜向光纜電視網過渡。但目前光纖到家（Fiber To The Home，簡稱FIvrH）成本太高，因此通常采用主干線傳輸用光纖、分配網絡用同軸電纜，即光纖同軸電纜混合網絡（Hybrid Fiber Coax，簡稱HFC）。基于HFC的有線電視網具有頻帶寬、傳輸節目套數多、圖像質量好、可擴展多種業務等方面的優勢，將從只播送廣播電視向綜合業務發展，既有廣播電視又有付費電視、節目點播、電話、數據傳輸等業務。因此，今后有線電視網朝著多功能有線電視網、電信網和計算機網“三網合一”的寬帶雙向綜合服務網的方向發展，成為“信息高速公路”的要組成部分。

隨著經濟的發展，廣大電視觀眾的欣賞水平和要求不斷提高，電視臺需要擴展多種業務（如：遠程教育、視頻點播、數字電視、綜合信息服務等），不斷更新技術裝備，“付費電視”，是解決這一問題的方法。

1 付費電視

付費電視是指在有線電視系統中應用“加密”技術，用戶交了錢才能收看的電視。也就是有線電視發送端對電視信號進行技術處理（即加密）后傳送，用戶與電視臺簽訂合同繳費后使用解擾器才能收看節目，如圖1所示。

圖1 有線電視系統加擾和解擾示意圖

有線電視“加擾”是CATV系統的發送端改變標準電視信號的特性，以防止非授權用戶接收到清晰的圖像和伴音。所謂“解擾”就是利用解擾器將“加擾”電視信號還原為標準電視信號，而授權用戶安裝上解擾器便可收看加擾電視節目。

2 線電視信號加擾和解擾技術

2.1 視頻倒相方式

這種方式是把圖像信號的相位顛倒以后進行傳送。正常的電視信號波形和加擾后的波形對比如圖2所示。未經解擾收到的圖像是黑白反轉，亮的地方變暗，暗的地方變亮，故不能顯示出正常的圖像。這種方式解擾時只要將被顛倒的視頻信號倒過來即可。

2.2 疊加干擾波方式

圖2 視頻倒相加擾波形

這種方式是把正弦波或方波信號作為干擾信號疊加到視頻信號上，對圖象信號起干擾作用。這樣，用戶接收時電視機的同步分離電路無法分離出正常的同步信號，產生了行不同步，不能正常收看。其解擾方法是在解擾器中加入一個幅度合適、相位與加擾波相反的信號，將視頻信號還原至未加擾時的正常情況，使電視機能分離出行同步信號就能正常收看圖像。

圖3 同步代換示意圖示

2.3 同步代換

同步代換是目前用得較多的視頻加擾方法，它是將視頻信號中的行同步或幀同步脈沖信號用非標準的信號波形代換。用數據副載波代替原同步信號，同步信號包含在數據副載波中如圖3所。解擾時可采用數據解調器解調出同步信號，使圖像同步。

2.4 行掃描順序攪亂方式

這種方式是攪亂行掃描線的排列順序，使接收端的行順序和發送端不同序。電視的每一都是由575條水平掃描線組成，按順序自上而下排列，若使其在屏幕中的上下位置發，破壞畫面正常組合就可以實現加擾，如圖4所示。解擾時，解擾器將接收到的視頻信號先轉化為數字信號，以一行為單位存儲在存儲器前端授權系統將授權信息按地址送到解擾器的權利參數解碼器。解擾器收到授權信息后恢復原電視信號行順序，再經數模轉換成模擬電視信號，濾除雜波完成解擾，這樣授權后用戶就可以正常收看。

圖4 原圖像和加擾后圖像a）原圖像b）加擾后圖像

2.5 行切割分段交替位置方式

加擾時將每一行掃描線分成8段，使用二進制編碼，發送時將編碼順序存入存儲器中。如圖5所示。解擾時由前端授權系統將授權信息通知解擾器，解擾器從存儲器中取出相應線段還原為原行線段的排列順序，從而完成解擾，用戶就能正常收看。

圖5 行切割分段交替位置方式示意圖

以上是現階段常用的幾種基本加擾方法，而數字壓縮的全數字加解擾技術是一種更新的、具有巨大發展前途的新技術。在衛星電視廣播中，既有加擾又具有節約轉發器數量的作用，應用于有線電視的數字電視傳輸和加解擾方面具有相當的優勢。

3 數字壓縮的全數字加解擾技術的特點如下

1）數字壓縮具有信號質量好，無失真積累、易加擾、功耗低、多功能等優點。VOD、HDTV等方面都提出了數字壓縮問題，而衛星傳送1套模擬電視節目的帶寬就可以傳送10套數字電視節目，而適合運動圖像數據壓縮的國際標準MPEG—2為數字壓縮提供了技術保證，現階段應用于CATV系統的成本也較低了。2）CATV系統中使用數字壓縮加解擾技術是CATV加解擾技術的飛躍，具有破譯難度大，授權密碼隱匿性好的特點。

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[2]孫小明，徐德存.有線電視加解擾技術在電視電話會議中的應用. 中國有線電視，2006（18）.

[3]董立利. CATV加解擾技術的簡單實現. 中國有線電視，2006（1）.

[4]張學軍. 淺談有線電視加解擾及應用. 中國有線電視，2002（3）.