增强型安全通信系统 有关申请的相互参照
本申请是1998年9月8日提出的09/149,194号申请的续展申请。
【发明背景】
本发明一般涉及一组用于收集和分配通信信号的所选择形式的通信系统，尤其，收集一种新颖的通信系统，用于收集和分配电视、电话以及数据信号到和从终端用户位置(site)。
众知一些机构用于通过光纤或同轴电缆直接把通信信号耦合到电视接收机或通过接口盒到电视接收机。然而，这些信号极容易遭受盗窃或偏转向非付费用户(subscribing user)。希望偷窃信号的人可以搭上预定用户的电缆线路或使用可能接收或翻译未核准的信号或信道的硬件和/或软件窃听。
已知半-安全通信系统已经使用复杂的机顶盒和接收机接口。这种系统的成本较高，而且常常包括比用户的要求或需要更多的特性因此增加了接口的成本。此外，在许多地区和国家，通信系统地带宽是有限制的，一般到300MHz，如同是在大多数电视接收机中的信道数。
通信分配系统的典型的前端(head end)接收模拟和数字压缩信号，把信号解调为不同的载波频率，组合信号，并通过光纤或同轴电缆把信号发送到各种电子节点，一般，这些电子节点中的每一个要为许多用户服务，通常多达300个用户或更多。在节点处，可以直接分配信号或把信号转换成与在用户位置的设备相兼容的那些频率。在前端和分配节点之间控制路径，使安全因此而信号难于窜改。然而，在节点和付费用户之间，可能发生许多主要的问题。通过搭到电缆上可以偷窃信号，可以使用未经核准的扰频设备对信道进行扰频，而额外信号的接收会导致在用户位置的信号接收质量变差。最后，大多数现有技术设备中没有反向路径，而所述反向路径可使付费用户不通过使用传统的电话设备和过程与信号提供器(provider)进行通信。这使诸如电话和计算机服务之类价值增加的服务的提供有赖于用于返回路径通信的电话公司。
所需要的是一种方法，用于处理大量通信信道和不同类型通信媒体(例如，话音、视频、数据等)而不增加成本。
发明概要
根据本发明，一种用于向多个用户提供电信服务的电信系统包括信号收集和发送系统(也称之为前端系统)，用于收集和发送信号，可操作地连接到信号收集和发送系统的至少一个信号分配系统接收来自信号收集和发送系统的电信信号，并通过根据本发明的服务模块把电信信号发送或分配给与用户接口盒(customerinterface boxes)(“CIB”)进行通信的多个用户，所述用户接口盒接收信号并把电信服务的请求发送到信号分配系统。
最好信号分配系统包括一个或多个节点，每个节点具有连接到服务模块的一个或多个通信线路。最好把服务模块连接到用户接口盒CIB，使所述用户接口盒CIB配置成控制和核准来自用户通信装置的电信服务请求。
通过参考较佳实施例和权利要求的详细描述连同附图可以得到对于本发明的更完整的理解，其中，在所有图纸中相同的标号表示相同的项目。
附图简述
图1是电信系统的示意图；
图2是形成一部分电信系统的用户或客户接口盒的示意图；
图3是形成一部分电信系统的用户或客户接口盒的另一个实施例的示意图；
图4是形成一部分电信系统的服务模块的示意图；
图5是服务模块的示意图，其中处理器与带有红外收发机的IRD进行通信；
图6是为公寓和多个住房单元设计的信号分配系统的示意图；
图7是为环路-直通(loop-through)电缆系统设计的信号分配系统的示意图；
图8是可以与图7的信号分配系统一起使用的用户接口盒的示意图；
图9是流程图，示出使用电信电路和系统的一种方法；
图10是流程图，示出用户电话与电信系统通信的一种方法；
图11是流程图，示出用户数据或计算机与电信系统通信的一种方法。
特定实施例的描述
如在图1中所示，在通信系统10中实施本发明，所述通信系统10是通过信号收集和发送系统或电路11(有时称之为前端系统)，以及信号分配系统或电路12形成的，最好把两者都放置在安全位置或位置。通过合适的连接电缆16(诸如同轴电缆、光纤电缆、绞合双线电缆或其它合适的宽带连接装置)把放置在用户或付费用户位置15处的用户接口盒(“CIB”)14可操作地连接到信号分配系统12。根据本发明的一个实施例，用户位置可以是住所、办公室、商店等。一般这种位置不是安全位置，所以从电信系统前端接收到的信号容易遭受盗窃或挪用。通过使用放置在安全位置处的实施本发明的唯一的信号分配系统，使来往于用户位置的信号限于那些用户特别请求的信号，因此，本质上获得系统安全的提高。此外，如下面更详细的讨论，还可以对从安全位置到终端用户位置的信号信道进行扰频而得到额外的安全性。
在信号收集或前端系统11处，可以从许多源(诸如一个或多个卫星碟形天线18、一个或多个广播结束天线19、和/或携带来自主前端系统(未示出)的信号的宽带有线源20)接收到诸如有线、广播、付费节目(pay-per-view)、按要求的视频和互联网信号之类的信号。此外，希望信号收集或前端电路11包括到电话网络的一个或多个连接21，以及到计算机系统服务器的一个或多个连接22，诸如互联网连接等。
熟悉本技术领域的人员会理解，可以以多种方式实现通过前端系统11的互联网连接。例如，可以通过标准电话线路、高速DSL线路、同轴电缆、光纤连接或其它合适的通信装置把前端系统11连接到互联网服务提供器(ISP)。然而，考虑到在前端系统11和ISP之间的数据流的量，在前端系统11和ISP之间的连接22是诸如同轴或光纤连接之类的宽带连接。根据另一个实施例，可以通过电缆连接把前端系统11连接到ISP，例如，通过宽带电缆连接到前端系统11的服务提供器，或前端系统11可以包括网络服务器(未示出)，用于通过电缆连接本身提供互联网连通性服务。
根据本发明的一个实施例，信号收集或前端系统11通过通信连接24把输出信号提供给信号分配系统或电路12。通信连接24可以包括任何合适的高速或宽带连接，但是根据本发明的一个实施例，通信连接24包括同轴电缆连接或光纤电缆连接。把来自信号收集或前端系统11输出信号通过连接24发送到信号分配系统12，最好包括多个信道的视频和/或电视信号的组合，以及电话、计算机数据、以及系统信息信号，信号收集或前端系统11产生或从它的各种源接收到的。在信号收集或前端系统11和信号分配系统12之间传递的信号可以是模拟、数字、或模拟和数字两者的组合。
还是参考图1，卫星碟形天线18可以从各种卫星接收模拟或数字压缩视频信道。根据本发明的一个方面，最好，卫星天线18接收到的信号是模拟的。特别，从卫星接收到的模拟信号的频率范围在约3.7和约4.2GHz之间。然后把模拟信号传递到低噪声块转换器(LNB)(未示出)，它把信号转换到L-波段频率(约950到约1450MHz或更高)。然后，信号通过一个或多个模拟集成接收机解码器(“IRD”)25，它把存在于L波段频率的每个信道转换成基带。因此，熟悉本技术领域的人员会理解，最好存在于信号中的每个信道有一个IRD。从IRD25，由调制器视频处理器30把各个基带信道调制到通过有线系统操作者选择的信道(即，载波频率)。此外，可以配置调制器视频处理器对信号进行加密或对信号进行扰频，以致只有付费用户才能对信号去扰频或解密。
如上简述，卫星天线18还可以接收来自卫星的数字压缩信号。根据本发明的这个方面，可以以两种不同的方法来处理信号，一种方法用于只有模拟的有线系统，而一种方法用于数字或模拟和数字有线系统。如果有线系统是纯模拟系统，或如果有线操作者决定在模拟信道排列上分配数字信道，则以上述相应于模拟信号所讨论的相同方式来处理数字压缩信号，除了将使用数字IRD25来代替模拟IRD。然而，如果有线系统具有数字能力，并且有线系统操作者希望以数字形式分配数字信道，则使用集成接收机代码转换机(“IRT”)把数字调制和差错校正协议从QPSK调制变换到适用于有线传送的QAM调制。然后，调制器视频处理器30把经数字调制的RF信号调制为所要求的RF信道位置。
一般，不对通过天线19接收到的广播结束信号进行扰频。因此，根据本发明，最好把信号传递到解调器/调制器单元28，它把所接收到的信号解调为基带，然后再调制信号信道到如有线操作者所选择的合适的有线系统信道频率。此外，熟悉本技术领域的人员会理解，如果所接收到的广播结束信号已经处于将要向用户发送的频率，则解调器/调制器单元28将不对信号进行解调和再调制，但是将只传递信号。
最后，如通过卫星天线18所接收到的信号相同，通过宽带连接20接收到的信号以相同的方式进行处理。即，使信号解码，然后解调和再调制到所要求的频率。如果宽带连接20还是提供宽带互联网连通性的(例如，使用数据-经过-有线服务接口规格(DOCSIS)的有线系统互联网连通性，或其它基于连通性的标准)，则可以使用带有调制器29的有线调制解调器传输系统(CMTS)。即，在符合DOCSIS系统和其它用于有线连通性的合适的数据传输系统中，在CMTS之后还可以配置调制器29。
然后通过组合电路(combined circuit)31组合和总加来自调制器视频处理器30和其它视频调制器/解调器28和29的信号成为单个视频信号。最好，单个视频信号包括用户或系统的用户可以要求的或可以接受的所有信道。例如，来自组合器电路31的信号包括本地广播电视频道、有线电视频道、付费节目信道以及按要求的视频信道。
然后把来自组合器电路31的视频输出信号发送到接入控制系统32和数据路径调制器34。根据本发明的较佳实施例，接入控制系统32保持对每个信道的用户核准的跟踪。例如，如果用户购买接收某些有线信道的权利，诸如，HBO、Showtime、付费节目信道等，则接入控制系统(access control system)32将保持跟踪核准用户接收这些信道。然后，一般把每个用户的核准信息发送到在分立信道带宽频率范围中的服务模块40。如下更详细的描述，然后服务模块使用核准信息来确定是否向特定用户发送所请求的信道。熟悉本技术领域的人员会理解，接入控制系统32可以包括用于保持用户核准信息的合适的计算机数据库和系统。
数据路径调制器34最好是一般配置成接收用户核准数据和诸如系统消息之类的其它数据的商用硬件块，并把该数据调制成特定的信道频率。熟悉本技术领域的人员会理解，因为本发明的通信系统可能会有大量的用户，所以将会把大量的用户核准数据发送到服务模块40。因此，在一个实施例中，最好在一个或多个分立信道载波频率上通过系统发送信息，而不是把信道核准信息附加到各个视频信道。
在已经把数据调制到合适的频率之后，就把数据信号通过诸如光纤或同轴电缆连接之类的高速或宽带连接35发送到信号分离器(signal separator)36。把电话和计算机连接21和22同样地馈送到信号分离器36。根据本发明的一个实施例，信号分离器36最好产生可以包括视频、系统数据、电话和计算机信号等的前向路径信号，并通过宽带通信连接24把前向路径信号发送到分配系统和电路12。此外，信号分离器36最好从通信连接24的反向或返回路径信号中提取电话和/或计算机信号，并分别经过电话连接21和计算机连接22发送电话话音和/或计算机数据信号。根据哪个较合适，可以把电话连接21连接到本地交换局载波或长途载波。还有，计算机连接22可以是任何合适的通信连接，诸如标准电话、高速电话(例如，DSL、ISDN)同轴电缆、光纤等。
如在图1中所示，通过通信连接24把来自前端系统11的输出信号(它的信息可以是模拟形式、数字形式或两者的组合)发送到信号分配系统12，所述信号分配系统最好包括一个或多个电缆节点38和多个服务模块40。一般节点38是光纤或同轴电缆系统或其组合，并把它们构成符合系统的带宽要求。在传统电缆系统中，一般每个这种节点对约50到500个用户提供服务，最好是100个用户。根据本发明，每个节点38一般对约10个到约40个服务模块提供服务，接着，每个服务模块在约10个到约40个用户位置之间提供服务。
在节点38处，一般使用光电(O/E)转换器电路把信号从光纤转换成同轴形式(例如，光到RF)，然后发送到服务模块40。熟悉本技术领域的人员会理解，当把信号传递到服务模块40时，信号可能通过许多信号分路器(signal splitter)或耦合器和放大器。由于在节点38和服务模块40之间的信号具有前向和返回两个路径，最好把分路器和放大器配置成处理双路径。
根据本发明的一个实施例，在用户位置15处的服务模块40和用户接口盒(“CIB”)14之间的前向路径通信(即，视频和和前向路径电话和数据)最好发生在基带处或在极低频信道处，诸如跨越连接16的信道2、3、4或5。还有，熟悉本技术领域的人员会理解，可以把发送给终端用户的数据在一般通过有线系统和CMTS确定的分立的数据信道上发送。连接16可以包括任何合适的连接，诸如光纤、同轴电缆、绞合双线电话电缆、POTS电话电缆或任何其它合适的通信连接。此外，在位置15和服务模块40之间可以存在一个以上的通信连接。最好从服务模块40到CIB14的信号是RF模拟形式；然而，还可以以数字形式发送信号。例如，数字信号可以通过同轴连接传递到CIB14，或可以使用xDSL线来传送数字形式。
从CIB14到服务模块40的返回路径或反向路径最好包括来自调制解调器66的电话、计算机、和用户请求数据(见图2)，并且最好调制到5和50MHz之间的载波频率。在一个典型的符合DOCSIS系统中，CMTS把返回发送频率通知连接到计算机的有线调制解调器。如下面更详细的描述，CIB14需要一些内部智能，但是如果需要的话，可以升级到较高级的计算水平。此外，根据本发明的另一个实施例，可以使用分立通信线路，例如，用户现有的电话线，来代替通过连接16的返回路径发送从CIB14到服务模块40的电话、计算机、和用户请求信息。
现在参考图2，示出用户接口盒(“CIB”)14的一个实施例的更详细的说明。尤其，CIB14包括接口多路复用器(MUX)58、调制解调器66、接收机68、处理器70以及显示装置71。根据本发明的一个实施例，在CIB14处通过接口MUX58接收经由连接16的来自服务模块40的信号。接着，通过连接59把CIB14，尤其是接口MUX58，连接到一个或多个电视机60。此外，分别通过连接61和63把接口MUX58连接到一个或多个电话机62和一个或多个计算机64。
最好接口MUX58滤出来自前向路径的视频信号进行并通过连接59把它发送到一个或多个电视机60。相似地，接口MUX58滤出前向路径电话、计算机数据和系统消息信号并把它们发送到调制解调器66。最后，接口MUX58接收来自调制解调器66的返回路径信息，把它调制在5和50MHz之间的载波上，并把带有返回路径数据的载波发送到服务模块40。调制解调器66可以是任何合适的调制解调器，诸如标准电话线路调制解调器、xDSL兼容调制解调器、符合DOCSIS有线调制解调器或任何其它合适的通信调制解调器。
根据所说明的实施例，来自电话机62、计算机64和接收机68的信息最好通过调制解调器66，它把计算机数据、电话话音和用户请求信息转换成适当的形式(即，模拟或数字)，并把信息调制到返回路径频率(例如，5-50MHz)。例如，如果在服务模块40和CIB14之间传递的信号是模拟形式的，则最好在把来自计算机64的数字计算机信号经过通信连接16传递到服务模块40之前通过调制解调器66把它们调制到适当的返回路径频率。相似地，应该在把通过CIB14接收到的计算机信号传递到计算机63或处理器70之前转换成数字形式。还有，熟悉本技术领域的人员会理解，即使服务模块40和CIB14之间的信号是数字信号，还是需要调制解调器66把返回路径信息调制到适当的频率，而且调制解调器必须促进返回路径通信协议；例如，如果使用xDSL或其它合适的通信装置。
如在图2中所示，CIB14进一步包括用于接收用户请求信号的接收机68。例如，可以把接收机68配置成接收来自诸如激光二极管、红外或RF远程控制装置之类的远程控制装置的用户请求和消息信息，或接收机68可以具有到信号源(未示出)的有线连接。因此，通过传统手持远程控制单元或其它相似的控制装置等装置对CIB14寻址。
在该特定实施例中的CIB14的操作受到内部处理器70的控制。例如，根据本发明的较佳实施例，处理器70容易地把电视或视频信号从接口MUX58传递到电视60。此外，最好处理器70与调制解调器66对接，指挥调制解调器应该如何处理话音和计算机数据信息。最后，处理器70最好进行通过接收机69接收返回服务模块40的发送用户请求和消息信息的调度，并便于显示器71上显示信道和系统消息信息。系统消息信息可以包括帐单信息和通过服务模块40来自前端或的服务提供器的核准或系统消息。
根据本发明的另一个实施例，可以使用智能较少的较便宜CIB14。例如，如在图3中所示，可以配置CIB14具有接口MUX58和远程接收机68以接收来自远程控制装置的信号。配置接口MUX58以接收来自经由连接16的服务模块40的话音、数据和视频信号，分立各个信号并把它们传递到适当的位置。例如，把话音和数据信号传递到通信调制解调器/多路复用器66，而把视频信号传递到观察用的电视机。如上述CIB14和上述说明，通信混合或调制解调器66最好把信号转换成适当的模拟或数字形式，然后把话音信号传递到电话机62，而把数据信号传递到计算机64。还有，接口MUX58可以包括解密或去扰频电路，如果在把信号发送到CIB14之前先对信号加密或扰频，则该电路用于对来自服务模块40的信号解密或去扰频。
熟悉本技术领域的人员会理解，当图3示出分别传递到电视机60、电话62和计算机64的分立的视频、话音和数据信号时，可以把所有信号传递到可以作为TV、计算机和/或电话机操作的一个单个的装置。
根据本发明的一个实施例，把视频信号的视频和音频部分一起调制到一个RF载波上，例如，信道2、3、4等，并经过通信连接从服务模块40发送到CIB14。根据本发明的一个方面，信号的视频部分是以组合视频的格式，而信号的音频部分是以单个信道音频信号的格式，它可以是调制到单个信道的两声道立体声信号。根据本发明的这个方面，CIB14可以通过诸如同轴电缆、或其它合适的通信电缆之类的合适的通信连接把组合视频和音频信号传递到电视观看装置或家庭影院或立体声系统。另一方面，可以配置CIB14使之带有S一视频(也已知为Y/C视频)产生器和/或立体声或环绕声发生器。根据本发明的这个方面，使用合适的S-视频或Y/C视频电缆和合适的立体声连接电缆把电视或家庭影院系统连接到CIB14。
熟悉本技术领域的人员会理解，S-视频或Y/C视频产生器最好包括适用于把来自复合(composite)视频信号的视频信号的Y和C分量分开的合适的梳状滤波机构。立体声或环绕声产生器可以包括任何合适的声音混合系统，它可以从单个音频信号产生2-声道或6-声道信号。环绕声信号可以是杜比(Dolby)AC-3、索尼动态数字声、数字影院系统或其它。
根据本发明的另一个实施例，除了CIB14把信号转换成S-视频和/或立体声音频外，服务模块40也可以进行转换。下面更详细地讨论这个特定的实施例。
现在参考图4，示出分配系统12，特别是服务模块40的更详细的示意图。如上所述，分配系统12最好包括一个或多个连接到多个服务模块40的节点38。
根据本发明的较佳实施例，最好把服务模块40配置成接收来自前端系统11的信号，并通过CIB14把它们分配给在用户位置15处的经核准服务请求的用户。对于每个用户，服务模块40还可以处理两-路电话和计算机话务。把每个服务模块40设计成同时对许多用户提供服务，诸如在约5到约50个用户之间，更好的是约20个用户。
本发明是基于这样的前提的，即，所有在服务模块40和CIB14之间的视频通信发生在电视带宽的一个或多个信道上，一般，有自己的CIB14的每个电视机一个信道。作为基带音频和视频信号传播信道，或作为诸如2、3、4或5之类的低频信道传播信道。作为只把一个或少数几个信道发送到每个用户位置15的结果是降低了信号偷窃，因为一次只可以偷窃少数信道，并限制偷窃信号的一方观看有效用户(valid user)所选择的信道。此外，如果有效用户关闭他的电视机，则可能不存在信号偷窃，因为没有信号发送到CIB。当然，这个前提预先假定在前端系统11和服务模块40之间的所有电缆连接和硬件装置都是安全的。通过对所有前端、节点和服务模块设备提供安全的建作物和结构，以及使用复杂的干扰算法(jamming algorithm)和其它形式的扰频和加密可以得到这种安全性。熟悉本技术领域的人员会理解，通过服务模块40接收和处理的视频信号可以是模拟信号、数字压缩信号、或两者的组合。因此，信号的类型(即，模拟或数字)将规定所使用的扰频、干扰和/或加密技术。此外，如果需要附加的安全性，则还可以对服务模块40和用户位置15之间的信号进行扰频、干扰和/或加密。
最好服务模块40是可寻址的或可编程的模块，它接收具有多个经调制的信道的经加密的、经扰频的、经干扰和/或经频移的信号。然后服务模块40把用户所请求的视频信道从它的在信号中的调制频率转换成基带，然后可能是低频信道，并把它发送给正在请求的用户。因此，根据本发明的较佳实施例，在服务模块40内提供系统的大量智能和作出判定的方面，如在图4中所图示。尤其，服务模块40最好包括信号功率分路器41，它通过诸如同轴电缆、光纤电缆等宽带通信线路39接收来自电缆节点38的信号并把信号发送到电缆节点38。此外，信号功率分路器41最好放大信号，并通过分路器连接44把信号分配到在服务模块40中的各个用户电路42。
服务模块40的各个用户段(user segment)或电路42最好与每个用户的各个CIB14进行通信。每个这种用户电路最好包括服务接口多路复用器(MUX)45、输出接口多路复用器(MUX)46、通信服务模块49、接收机解码器54以及调制器59。此外，如果从服务模块40到CIB14的信号是经扰频或加密的，则每个用户电路还将包括扰频或加密电路。扰频或加密电路可以是在用户电路42中的分立电路或装置，或可以把扰频或加密电路配置成诸如接收机解码器54、调制器59、输出接口MUX42、处理器58等其它元件之一的一部分。最好把服务模块40的服务接口MUX45配置成通过分路器41和分路器连接44接收来自节点38的通信信号。接着，服务接口MUX45通过为用户处理电话和计算机话务的通信服务模块49，或通过处理视频信号的接收机解码器54把信号发送到输出接口MUX46。
根据本发明的一个方面，如果信号包括电话或计算机信号，则服务接口MUX45最好把信号的电话和/或计算机分量通过连接48传递到通信服务模块49。如果核准用户接收电话和/或计算机信号，则通信服务模块49通过连接50把信号传递到输出接口MUX46。因此，本质上，如果核准向用户提供这种服务，则通信服务模块49的作用是作为允许电话和/或计算机信号传递的通信交换机。否则，如果未核准用户，则通信服务模块49将阻止通信。
如上所述，来自前端系统11的信号可以是模拟、数字或两者的组合。不管它的形式，如果把电话和/或计算机数据调制到模拟信道，则如果核准用户接收服务的话，最好通信服务模块49把信号传递到CIB14。
最好通过连接52把可以是模拟的、模拟经扰频的或数字压缩的和经编码的信号的视频部分传递到接收机解码器54。在接收到视频信号时，接收机解码器54对信号进行去扰频或解密，并把用户所请求的特定视频信道从它的调制或压缩波形转换成基带。一旦信号处于基带，接收机解码器54可以通过在基带处的连接55把信号传递到输出接口MUX46，或接收机解码器54可以把信号再调制到诸如信道2、3、4或5等的预定低频信道，并在该频率处把信号送出。如下面更详细的讨论，接收机解码器54最好利用调制器59把所选择的信道从它的调制频率转换成基带，然后，如果合适的话，转换成低频信道输出。还有，如果要求扰频或加密，则可以在该点处进行。扰频可以是频谱变换(通过本地振荡器和/或调制器执行)、同步压缩(它使未核准的接收机处的信号看不到)、或两种技术的组合。此外，如果从服务模块40到CIB14的信号是数字信号，则可以使用数字加密技术。
一旦输出接口MUX46已经接收到来自接收机解码器54和通信服务模块49的视频、话音和/或计算机信号，它接着通过通信连接16把信号发送到付费用户或用户接口盒(CIB)14。此外，如果付费房屋或用户位置具有一个以上已经独立地调谐的TV，(即，有它自己的CIB)，则服务模块40最好具有每台TV一个接收机解码器54。每个接收机解码器54将把从每个TV请求的每个节目调制到不同的信道，例如，2、3、4或5。然后通过相同的输出接口MUX46把这些信道组合在一起。
服务接口MUX45、输出接口MUX46、接收机解码器54、通信服务模块49以及每个用户电路42的调制器59最好受到公共处理器58的控制。熟悉本技术领域的人员会理解，如果需要的话，处理器58可以包括任何合适的计算机处理器，并可以进一步配置有存储器、存储和通信总线以及接口。
根据本发明的一个实施例，处理器58最好控制用于特定服务模块40的每个用户的所有功能。例如，可以使处理器58编程或配置成保持所有帐单信息、执行程序检查以验证信号未被偷窃、处理用户请求、控制系统管理数据和付费用户消息的分配、执行数字加密处理以及把电视和付费频道节目信息下载到CIB14。此外，可以把处理器58配置成接收有关每个家庭的安全性信息，并通过与连接到CIB14的数据端口或连接到计算机的仪表读出电路进行通信，来执行诸如仪表读出的功能，其中上述计算机连接到CIB数据端口。
最好处理器58把控制信号提供给服务模块40的各种元件以控制服务模块和系统的操作。例如，当用户发送特定视频信道的请求时，最好该请求到达输出接口MUX46，在那里把它识别为服务请求，并发送到模块控制处理器58。请求消息或代码最好包括信道请求和各种用户信息，诸如用户的识别号以及秘密代码或密码。此外，如果需要的话，可以对处理器58编程以请求来自用户的另外的识别信息。
在接收到信道请求和用户信息时，处理器58就验证客户或用户是有效用户，还验证核准用户接收所请求的信道。如果用户通过核准检查，则处理器58把合适的调谐信号发送到调制器59，并把合适的去扰频或解码命令发送到接收机解码器54。
熟悉本技术领域的人员会理解，根据一种或多种扰频技术，可以对服务模块40从前端系统11接收到的视频或电视信号进行扰频或加密。例如，可以使用加密、同步压缩、频谱变换、干扰、非-标准频率调制或它们的组合。此外，某些信号调制的信道可以是模拟的，而其它的是数字的。最好配置用户电路42以对信号解码或解密，并同时处理模拟和数字信道两者。例如，用户电路42可以有模拟接收机解码器54以处理信号的模拟部分，以及数字接收机解码器(或代码转换器)以处理信号的数字部分。最好处理器58包括去扰频或解码智能，并根据特定的解码方案指令接收机解码器54(以及数字代码转换器)如何处理解码。还有，如果要对从服务模块40到CIB 14的信号进行扰频，则处理器58将规定扰频技术和控制扰频过程。
对于数字压缩视频信号，一般在RF信号的约6MHz中把约六(6)个到十(10)个信道压缩在一起。因此，当在用户电路42中的数字接收机解码器54接收数字压缩信号时，它选择携带所请求的信道的数字压缩信号组。接收机解码器54最好使用调制器59，然后把信道组从它的调制频率解调到基带，并对压缩信道解除压缩。然后，如果信道在前端处经过加密，则最好接收机解码器54对信道解密，并选择用户所请求的一个信道。然后接收机解码器54把清洁信道发送到基带处的输出接口MUX46，或接收机解码器把信号再调制到低频信道，诸如2、3、4、或5，按需要，最好使用调制器59。然后输出接口MUX46把信号发送到CIB14。熟悉本技术领域的人员会理解，数字接收机解码器最好适于处理任何数字加密技术，包括异步加密或同步加密，如DES。
对于模拟视频信号，一般把一个信道调制到RF信号的约6MHz频带。因此，当在用户电路42中的模拟接收机解码器54接收模拟信号时，它把模拟信号的从它的调制频率转换到基带，最好使用调制器59。然后，如果在前端系统中使用基带扰频或干扰则接收机解码器54最好对信道进行去扰频，并把清洁信道发送到在基带处的输出接口MUX46。另一方面，接收机解码器54可以把信号诸如2、3、4或5，按需要，最好使用调制器59。然后输出接口MUX46把信号发送到CIB14。熟悉本技术领域的人员会理解，模拟接收机解码器最好适于处理在前端系统处使用的任何类型的加密技术，包括RF或基板扰频或干扰。熟悉本技术领域的人员会理解，如果使用RF扰频或干扰，则接收机解码器54在把信道转换到基带或低频信道(2、3、4等)之前将对信号去扰频。还有，不是在把所要求的信道转换到低频信道之前把它转换到基带，而是可以把调制器配置成直接把信道从它的波动频率转换到低频信道而不必先把它转换到基带。
在核准过程期间，如果用户是无效的(invalid)或未核准的用户，则处理器58最好通过系统管理数据总线把报警发送到前端系统11以通知前端系统在端口上有无效用户。然后处理器58还关闭用于该特定用户端口42的调制器59，实现禁止该端口直到前端系统解决非法请求问题。一旦校正(rectify)该问题，前端系统11可以从前端系统本地或远程地再激励该端口。
根据本发明的又一个方面，如果客户或用户请求未核准他接收的一个信道，则处理器58最好把系统消息发送到该用户的CIB14，通知该用户他所请求的是一个无效的或未核准的信道。最好，把消息显示在CIB14的显示器71(见图2)上或TV屏幕上。
根据本发明再另一方面，如果用户请求要求电影或故事片的付费节目或视频，则处理器58检查该用户是否有用于该用途的足够信贷(credit)。可以用多种方法来实现这一点。例如，处理器58可以检查用户的信贷报告或该用户的付费历史。如果用户有足够的信贷等级(credit rating)或适当的付费历史，则处理器58将允许该请求并发出用户账单(bill)；否则，处理器58将拒绝该请求并把消息发送给用户陈述拒绝的原因。此外，可以建立系统，以致该用户必须为任何付费信道请求预先付费。这样，用户最好有存有付费信贷(payment credit)的帐户。如果用户有可用的足够信贷，则处理器58将允许付费信道请求并记入用户信贷帐户的借方，否则，处理器58将拒绝该请求并把消息发送给用户陈述原因。
对于其它视频信道，如果付费信道得到允准，则处理器58将指挥接收机解码器54从视频信号流选择付费信道，而调制器59将把付费信道从它的调制频率转换到基带，然后转换到用于发送给用户的CIB14的合适的频率(例如，基带或信道2、3、4、5等)。
根据仍数据本发明的又一个方面，还希望处理器58包括父母亲控制和其它滤除能力。例如，可以对处理器58编程以拒绝儿童接收某些选择的视频信道。因此，为了父母亲能接收拒绝信道，父母亲最好输入允许父母亲接收该信道的密码。
根据本发明的再另一个方面，如果用户接口盒14或用户的电视机是关闭的，则处理器58最好通过连接16和输出接口MUX46接收该信息，并关断到CIB14的信号。这样有效地保护该系统防止当合法付费用户不观看时有人接入电缆并观看视频信道。
当一个用户或客户试图进行电话呼叫时，最好CIB14用电话请求消息和待接入的电话号码使信号的返回路径格式化。然后处理器58接收电话请求，并且检查该用户是否核准接收电话服务。如果是核准的，则处理器58把命令发送到通信服务模块49，以把用户的电话连接连接到前端系统11或通过合适的通信连接(诸如光纤电缆、同轴电缆、双绞合电话线或卫星或蜂窝连接)直接连接到电话公共交换机(PBX)或长途载波机。如上所述，如果把电话呼叫连接到前端系统11，则最好通过连接39到节点38，以及通过连接24从节点38到前端系统的返回路径把电话呼叫传递到前端系统(见图1)。
在相似的方式中，如果用户请求数据或互联网接入服务，则处理器58通过通信连接16的返回路径从CIB14接收服务请求和用户信息。还有，处理器58验证是否核准该用户接受这些服务，然后，如果是核准的，则指令通信服务模块49把通信装置14，尤其是计算机64连接到返回路径，返回到前端系统处的计算机或互联网连接，例如，通过连接22或宽带连接20。根据本发明的一个实施例，最好把在服务模块40中用于每个用户电路42的服务接口MUX 45配置成到和从前端系统11的分立前向和反向信号。来自前端系统11的信号一般包括各种加密电视广播、有线和付费信道，可以是模拟形式、数字压缩形式或两者的组合。来自前端系统11的信号还可以包括用于用户的计算机和/或电话通信的前向路径数据，以及到各种服务模块或独立付费用户的全球和/或独立消息或指令。一般把这些前向路径信号调制到50MHz以上的频率。
从服务模块到前端系统的反向或返回路径信号一般包括来自用户的电话和计算机通信、以及用户服务请求、付费节目节目请求和诸如修理、保养和来自用户或服务模块的状态信息消息之类的系统管理数据。根据本发明的较佳实施例，一般在低于40MHz的频率处，更具体地，在约4MHz和约40MHz之间传递返回路径信号。根据本发明的这个方面，最好服务接口MUX45具有在前向路径中的50MHz高通滤波器，和在返回路径中的50MHz低通滤波器，因此把信号的前向和反向路径分开。此外，可以配置服务接口MUX4以建立或格式化返回路径信号，这是通过组合输出电话和/或计算机通信信号，和系统管理数据成为返回路径数据的块，并保证把返回路径信息或数据格式化或调制到合适的返回路径频率而实现的。然而，在根据本发明所描述的实施例时，配置服务接口MUX45以格式化到前端系统11的返回路径，熟悉本技术领域的人员会理解，可以配置其它模块或服务模块40的元件来格式化返回路径数据。例如，可以使用处理器58和/或接收机解码器54来组合和格式化返回路径数据。因此本发明不限于所描述的实施例。
输出接口MUX46基本上相似于服务接口MUX45，并且最好包括相似的低通和高通滤波器。如上所述，当用户请求一个特定视频或电视频道时，处理器58指挥接收机解码器54(和调制器59)把视频信道从它的调制频率转换到信号的基带，对信号解密和去扰频，然后在基带或低信道频率处发送信号，最好是信道2、3、4或5。因此从服务模块40到用户位置的前向路径信号的视频部分最好对每个用户接口盒14只包括一个信道。此外，可以把到CIB14的前向路径信号的电话和计算机信息部分携带在一个或多个前向路径信道的垂直消隐时间间隔(VBI)中，或可以把电话和计算机信息格式化到一个或多个前向路径信道。
根据本发明的一个实施例，从服务模块40发送到CIB14的信号的视频部分是组合视频的形式，而信号的音频部分是单个音频信道信号，在相同的RF频带中把两者调制在一起。然而，根据本发明的另一个实施例，可以使服务模块40，尤其是用户电路42适用于把S-视频(也称之为Y/C视频)信号和/或2-声道立体声或6-声道环绕声信号发送到CIB14。根据本发明的这个特殊方面，服务模块40可以包括把复合视频信号转换成S-视频(Y/C视频)信号的电路。例如，可以使用合适的梳状滤波器从复合视频信号提取Y和C分量。然而，由于S-视频信号包括两个分立的视频信号分量而不是单个组合信号，所以不应该把两个信号(Y和C分量)调制到单个调制频率。因此，根据本发明的较佳实施例，可以把每个Y和C视频信号分量调制到分立的调制频带，并作为分立信道发送到CIB14。
在相似的方式中，为了传递立体声模式(2-声道)或环绕声模式(6-声道)中的视频信号的音频部分，服务模块40最好包括立体声或环绕声产生电路，该电路建立用于立体声的2个音频声道或用于环绕声的6个音频声道。正如S-视频信号的情况一样，最好以分立的调制频带把多个音频声道发送到CIB14。如此，通过把分立声道组合到相同的调制频带不会丢失音频分立的立体声或环绕声。
根据本发明的特定实施例，CIB14最好包括用于在分立频带中发送的视频信号的每个视频和/或音频分量的解调器。例如，如果来自服务模块40的视频信道作为S-视频信号和2-声道立体声音频信号发送，则把视频信号调制到4个分立的频带；一个用于Y视频分量；一个用于C视频分量；一个用于右立体声音频声道，而一个用于左立体声音频声道。如此，CIB14包括至少4个用于解调每个分量部分的解调器。在把每个分量部分解调到基带之后，CIB14使用合适的连接把信号发送到电视机和/或家庭影院系统。例如，最好把S-视频信号发送到使用S一视频电缆的TV机，而使用合适的音频连接(诸如带有RCA连接器等的电缆)把立体声声道发送到TV机或立体声系统。
根据本发明的另一个实施例，如果用户位置有一台以上的电视机，则用户位置可能有一个以上的CIB14；每台电视机用一个。由于一般用户位置只有一个到服务模块40的通信连接，所以为了使每台电视机显示与在用户位置的其它电视机不同的视频信号，应该把多个视频信道发送到用户位置。最好每台电视机和相关的CIB14有一个信道，并把它通过通信连接16发送到用户位置。因此，为了适应这种配置，最好把与每台电视机相关的每个这样的CIB14调谐到不同的信道，例如，2、3、4、5等，而到用户位置的前向路径信号将包括多个信道信号，每个装置一个信道。如果来自服务模块40的信号是以S-视频和/或立体声音频形式，则在家庭中的每台电视机最好接收多个频带，该电视机的视频信号的每个分量有一个信道。
根据本发明的又另一个实施例，不是在家庭中的每台电视机具有分立的CIB14，而是可以配置单个CIB14来接收多个信号；最好，在家庭中的每台电视机一个信号。根据该特定实施例，由于一般把在CIB14中的接口MUX58配置成接收来自服务模块40的，用于在家庭中的每台电视机的所有所请求的信道，不需要附加的CIB，所述附加的CIB不同于用于分立电视机的处理分立信道请求的CIB。如此，有可能把CIB14配置成从多个远程控制装置接收RF或其它传输，允许与每个个别的TV相关的远程控制装置控制与该远程相关的TV的信道输入，而无需在家庭中的附加CIB。
如上所述，如果合适的话，最好CIB14把服务请求信息以及计算机和电话信息通过连接16的返回路径传递到服务模块40。例如，标准同轴电缆通信连接的典型返回路径是在约4MHz和约40MHz之间的频率范围。然而根据本发明的另一个实施例，可以把返回路径配置在较高的频率范围，诸如在约50MHz到约500MHz之间的信道频率范围中之一。如果在服务模块40和CIB14之间的通信连接16包括xDSL连接，则可以在基带处把视频和音频信号从服务模块40发送到CIB14。根据本发明的这个特定实施例，从CIB14到服务模块40的返回路径在约DC和约128KHz之间。
根据本发明的另一个实施例，不是CIB14通过通信连接16的返回路径与服务模块40进行通信，而是CIB14可以通过分立的通信连接与服务模块40进行通信。例如，从CIB14到服务模块40的服务请求、数据和电话信号可以发生在标准电话线上，或通过如PCS、蜂窝、本地多点分配系统(LMDS)等类通信连接。还有，服务模块40可以以相似的方式与前端系统11进行通信。因此本发明不限于使用标准同轴电缆或光纤连接的返回路径。
如上所述，最好把从CIB14到服务模块40的返回路径配置成携带来自用户的计算机的数据、呼出电话信号以及用户服务请求。然而，根据本发明的再另一个实施例，在把用户的计算机配置成在基带处接收信息的情况中，可以提供从服务模块40到用户位置的分立连接，用于携带从服务模块40到计算机的分立基带输出。这种连接可以是分立的电缆光纤或铜线连接，以致不会干扰在用户位置和服务模块之间的其它数据和电视信号。可以通过调制解调器等直接把计算机连接到这个连接而无需连接到CIB。
在图4中示出的通信服务模块49的主要功能是根据用户的需要处理所有话音和数据通信。如上所述，用户的CIB14包括或具有连接到它的调制解调器，以致提供给服务模块40的数据是经过正确地格式化的。因此，如果处理器58核准一个电话和/或计算机服务请求，则通信服务模块的作用如同交换机，允许把电话和/或计算机通信传递到服务接口MUX45，最终传递到前端系统。
如上所述，可以以高频率信道(即，＞50MHz)在从服务模块40到CIB14的前向路径中携带计算机和电话信息，或在4-40MHz频带中，可以把信息编码到一个或多个视频信道的垂直消隐(VBI)时间间隔中。
根据本发明的一个实施例，从前端系统到服务模块49发送前向路径数据，然后使用数据-经过-电缆服务接口规格(DOCSIS)系统或其它合适的数据-经过-电缆系统发送到CIB14。根据本发明的这个方面，前端具有电缆调制解调器终端系统(CMTS)，它包括调制器和解调器，用于调制前向路径数据(即，从前端通过服务模块到终端用户CIB)到特定频率，并用于解调返回路径(即，从用户的计算机通过CIB到服务模块)。CMTS还本地地提供电缆系统和互联网构架之间的接口，或通过广域网到达所出现的远程互联网构架点而提供。一般，CMTS将把数据调制到50MHz以上的频率，然后告诉电缆调制解调器返回路径使用哪个频率(一般在4和40MHz之间)。
当数据到达服务模块40时，通信服务模块49将把数据信号传递给连接服务模块40的每个CIB14。然后，在CIB14中或连接到CIB14的符合DOCSIS电缆调制解调器将提取预定给该特定用户的数据信号部分。熟悉本技术领域的人员会理解，连接到服务模块40的每个CIB和电缆调制解调器将不单单接收特定终端用户的数据而接收完整的数据信号(即，用于连接到服务模块的所有用户的数据)。根据本发明的这个方面，把电缆调制解调器配置成从组合数据信号获取用于它的特定终端用户的数据。
对于返回路径，电缆调制解调器将把返回数据调制到由CMTS确定的频率(一般低于40MHz)。将把返回路径数据从CIB14传递到服务模块40。在服务模块40处，通信服务模块40将把返回路径数据传递到在前端处的CMTS。
将以相似的方式处理有线电话。在服务模块40中的通信服务模块49将在前端和每个CIB14之间传递电话通信。根据本发明的这个方面，可以使CIB14配备用于处理有线电话功能性的有线电话网络接口装置(NID)。
根据本发明的另一个实施例，可以在诸如电话线路等的分立专用双路通信线路上进行服务模块40和CIB14的用户调制解调器66之间的电话和数据通信。既然是这样，通信模块49将以与上述相同的方式处理前向和返回数据两者。相似地，可以配置系统，以致在服务模块40和CIB14之间的前向路径通信通过通信线路16，而从CIB14到服务模块40的返回路径通信通过分立的通信线路，诸如双绞合电话线路(POTS、xDSL等)等。
现在参考图5，说明服务模块40的另一个实施例。根据本发明的这个特定实施例，最好把服务模块40配置成只向终端用户提供视频服务。如此，服务模块40包括用于连接到服务模块40的每个终端用户电视机的集成接收机解码器(IRD)54。可以由多个市场上买得到的IRD来配置本特定实施例的服务模块40。然而许多市场上买得到的IRD接收来自红外远程控制装置的命令。因此，为了使处理器58与IRD54进行通信，最好使用红外发射机86。处理器58通过通信连接88把命令发送到红外发射机86，而发射机86使用红外传输把命令传递给IRD54。当IRD54接收来自处理器58的选择和发送特定视频信道的命令时，IRD54选择所请求的信道，对它进行解密或去扰频，把它转换到基带或低频信道，然后把信道发送到用于传输到相关的CIB14的输出接口MUX80。服务模块40可以包括如在图5中所示的用于所有IRD54的单个输出接口MUX80，或每个IRD54可以有它自己的，与它相关的输出接口MUX80。这允许使用市场上买得到的IRD来实现使用现有接线的相同目的。
现在参考图6，其中示出本发明的另一个实施例。根据这个特定实施例，把电信系统100配置成把许多电信服务传递给存在于多个居住单元(MDU)或共用天线复合体(shared antenna complex)(SAC)(诸如公寓、市内住所、单个家庭住所的群或组、办公大楼、校园或任何其它使用单个天线或共用天线组的用户组)中的客户或用户。
熟悉本技术领域的人员会理解，直接把直接-到-家卫星传输传送到在MDU复合体或SAC中的居民是较困难的，因为难于或不可能为每个单元增加独立的卫星天线。因此，为了制胜这个问题，某些SAC把单个天线或天线组放置在SAC地产的屋顶或其它位置，并把信号发送到各个居民住所。一般，天线是18”Ku波段天线、30”中功率天线或较大的C-波段只接收(TVRO)天线。这些系统的问题是它们需要用于每个居民单元的分立的，较贵的接收机解码器而增加了系统的成本，因此使它难于同传统的有线电视系统竞争。此外，当前系统没有用于提供附加的电话和计算机接入服务的装置。因此，要求有一种系统，它可以以合理的价格向在SAC中的用户提供卫星TV、本地TV、电话和计算机服务。
把示于图6中的电信系统100配置成提供这种服务。尤其，电信系统100包括一个或多个主天线102、低噪声块(LNB)转换器104、多路复用器(MUX)106、功率分配器电路(power divider circuit)108、多个信号放大器110以及一个或多个服务模块112。
根据本发明的一个实施例，把主天线配置成从直接广播卫星(DBS)视频服务提供器接收多种电视节目信道。视频信道可以包括多种有线信道和要求服务的付费节目和视频。最好，通过天线102接收的视频信号是在Ku频率波段中的500MHz带宽或1000MHz带宽信号。LNB转换器104接收信号并把它转换到L波段频率范围，约950到1450MHz和1450到2050MHz。可以把500-1000MHz带宽信号分成约20到约40个转发器时间段，每个时间段可以携带一个模拟视频信道或约1-20个数字压缩视频信道。每个转发器时间段包括在约25MHz到约50MHz之间的频带，更好的是约36MHz。
模拟和/或数字压缩视频信道从LNB转换器104传递到MUX106，如上面较详细的描述，所述MUX106把下游信号从返回路径信号中分开。信号从MUX106通过功率分压电路108，所述功率分压电路108把信号分压和放大到多个信号，最好，每层(floor)或两层，城市居所组、或公寓组(诸如住所群、花园公寓等)有一个信号。然后把从每个个别的分压线路的输出发送到一个或多个用于特定层或组的服务模块112。熟悉本技术领域的人员会理解，当把信号发送到在各层或各住所组上的服务模块112时，可能要求放大所发送的信号。因此，如在图6中所示，信号可能通过一个或多个信号放大器110。信号放大器110的数目和位置有赖于SAC的特定配置。
根据本发明的另一个实施例，使用电到光转换器(未示出)可以把来自天线102和LNB104的信号转换成光信号，并经过光纤电缆发送到在各层或在其它相对安全位置处的服务模块112。然后，最好把服务模块112配置成将光信号转回电信号，然后相应地处理该信号。
根据所述的实施例，服务模块112相似于上面参考图4所讨论的服务模块。因此，可以把服务模块112配置成接收模拟形式、数字压缩形式的视频信号，或两者。如果处理数字压缩信号，它一般是来自卫星的信号，则服务模块112包括对数字压缩信号解除压缩的电路。根据本发明的这个方面，最好服务模块112包括约10到约20个集成接收机解码器或IRD芯片组(与这里称之为IRD的可以互换)(每个连接到服务模块112的用户电视机一个)。最好IRD从包括特定用户所请求的信道的压缩视频信号获取转发器频带，并把它解调到基带。然后IRD对频带解除压缩成为10到20个独立的信道(这些信道数字压缩到该频带)。如果发送经加密的信号，则IRD或处理器就对信号进行解密。最后，服务模块112获取所请求的视频信道，并在基带处把它发送给用户，或再把信号调制到信道频率(诸如信道2、3、4或5)而把它发送给用户。如果服务模块112接收模拟视频信号，最好，它以图4的服务模块40相同的方式处理这些信号。
根据本发明的另一个实施例，系统100可以进一步包括天线114，用于接收本地广播电视信号；和/或电缆连接(未示出)，用于接收来自有线公司的信道。熟悉本技术领域的人员会理解，一般本地广播信道是模拟的、未加密的和存在于50-850MHz带宽中的。根据本发明的这个方面，最好把来自天线114的信号传递到频率转换器116，它可以把所接收到的本地广播信号转换到或不转换到不同的频率。信号从频率转换器116传递到加法电路118。相似地，可以把来自有线系统的信道直接传递到加法电路118，或在把它们传递到加法电路118之前线把它们转换成不同的频率。
加法电路118可以把本地广播信号和有线信号与从卫星天线102接收到的信号组合在一起，并把信号传递到功率分配器电路108。如此，系统100可以把卫星信道、本地广播信道和来自有线公司的信道提供给用户，这种解决方案是大多数卫星服务提供器目前不能提供的，即使是对于独立的住所。还有，熟悉本技术领域的人员会理解，如果本地广播和有线信号是模拟的，而卫星信号是数字的，则加法电路118要把模拟信号与数字信号相加，并把所有信号传递到服务模块112。然后将把服务模块112配置成可以处理模拟和数字信号两者。此外，根据本发明的另一个实施例，不是组合模拟和数字信号，而是可以使模拟信号在一个通信连接上传递到服务模块112，并可以使数字信号在分立的通信连接上传递到服务模块112。
根据本发明的一个实施例，服务模块40接收本地广播信道，并且未经服务模块112处理而传递给终端用户。例如，本地广播信号从节点38通过通信连接122(见图4)直接传递到输出接口MUX46，然后通过通信连接16输出到终端用户。如此，终端用户可以通过连接16接收本地广播站而无需有CIB14和无需预约有线或DBS服务。
还可以把系统100配置成把电话和计算机服务提供给存在于MDU和/或SAC中的用户。如图1所示的系统，并且如上所述，最好，从位于用户位置的用户接口盒(CIB)始发用户服务请求和电话和计算机接入。服务请求和电话和计算机信号从CIB传递到服务模块112。服务模块112处理服务请求并且分别把电话和计算机信号传递到电话系统和/或计算机或互联网接入设备。根据本发明的这个方面，最好，使来自服务模块112的电话和计算机信号通过MUX106传递回来，所述MUX106使前向和返回路径信号分开。然后把返回路径信号(即，电话和计算机信号)从MUX106通过诸如电话线路、电缆线路、蜂窝连接、微波传输之类的合适的连接120连接到适当的位置。例如，可以把电话呼叫连接到本地PBX，或可以把电话呼叫直接连接到长途载波。相似地，可以把计算机信号连接到一个或多个互联网或计算机网络接入服务，如上所述。
现在参考图7，其中示出本发明的再另一个实施例。根据本发明的这个特定实施例，配置服务模块152把电信服务提供给在环路-直通系统中串联地连接在一起的用户。例如，在许多老式公寓建筑中，单个电缆串联地从一个公寓同到另一个公寓，依此类推。一般，环路电路将连接在同一层上的公寓，虽然不是必须以这种方式进行配置。根据这些环路-直通系统，一般每个公寓包括一个分开信号的耦合器，以致可以把在该公寓中的一个或多个电视机连接到环路-直通系统。带有传统环路-直通连接的建作物已经难于升级来提供优质信道、付费节目信道，或甚至是附加的有线信道。此外，在传统的环路-直通系统的电缆上提供诸如电话和计算机服务之类的两路通信极其困难。然而，使服务模块152适于把这种服务提供给连接到环路直通系统的用户。
根据本发明的这个特定实施例，最好服务模块152包括分路器154、多个用户控制电路(UCC)156、加法电路158、多路复用器(MUX)160以及控制处理器62。如在图4中所示出的服务模块40那样，把分路器154配置成接收来自前端系统的信号并发送信号到前端系统，所述前端系统提供视频、电话、和/或计算机服务。此外，分路器154放大信号并提供分路器连接155把信号分配到在服务模块152中的各个UCC156。
如服务模块40的用户控制电路那样，把用户控制电路156配置成与在环路-直通系统中的各个公寓进行通信，所述用户控制电路156包括服务接口MUX、集成接收机解码器、通信服务模块以及调制器。服务接口MUX、集成接收机解码器、通信服务模块以及调制器都以与上述服务模块40中的等效元件相同的方式操作，除了在环路-直通系统中，不是在UCC156中的每个IRD以基带或以如2、3、4或5的低频信道发送视频信道，而是最好把待发送到离服务模块152最远的公寓的视频信号调制到信道2，最好把用于下一个最近的公寓的信号调制到信道3，等等，同时把用于最靠近服务模块152的公寓的信号调制到最高的信道号。具有这种特定的配置，如果在环路直通电路上公寓的总数是“N”，则最好在服务模块152中至少有“N”个UCC156，而在UCC“N”中的IRD最好把它的所请求的视频信号调制到与信道M相关的频率，其中M=N+1。因此，例如，如果在特定公寓建筑层上的环路-直通系统对十(10)所公寓进行服务，则最好把用于最接近服务模块的公寓的信号调制到信道11。这种特定配置降低到最远的公寓的损耗。
在UCC中的IRD把信号调制到特定信道频率之后，就把来自UCC156的调制输出通过连接157传递到组合器电路158，并组合成单个信号。然后通过输出MUX160把信号发送到电缆164，它馈送在环路-直通系统中的所有公寓。在每个公寓处，环路-直通电缆164通过耦合器168传递，因此把每个公寓连结到环路-直通电路。即，在每个公寓中，通过耦合器168至少把一个用户接口盒(cunstomerinterface box)(CIB)附加到环路-直通电路。
为了提取用于每个公寓的适当信道，耦合器168 CIB 172最好包括一个带通滤波器(BPF)，它只允许特定公寓的信道可用于在该公寓中的TV机。例如，对于公寓1，耦合器168或CIB172包括一个BPF，它只允许在公寓1中的用户观看信道2而没有其它信道。相似地，在公寓“N”中，耦合器168或CIB172包括一个BPF，它允许在公寓“N”中的用户观看信道“M”。如此，服务模块152可以把优质的和付费节目的信道提供给为这些服务付费的用户。熟悉本技术领域的人员会理解，如果在CIB172中配置BPF，则将把所有信道2-M传递到在每个公寓中的CIB172，而CIB172将获取特定公寓的确定信道。根据本发明的较佳实施例，为了防止在公寓中的用户偷窃指向其它公寓的信号，最好把耦合器168和BPF配置在一起，并远离CIB172(见图8)。
现在参考图8，其中示出耦合盒166和CIB172的更详细的图。尤其，耦合盒166包括分路器或耦合器168以及带通滤波器(BPF)170。CIB172包括接口多路复用器174、去扰频器176、通信多路复用器178、核准模块180以及远程接收机182。
在图8所示的实施例中，把分路器或耦合器168和BPF170配置成与CIB172分开。然而，根据本发明的另一个实施例，可以把分路器或耦合器168和BPF170配置在CIB172内。
每个耦合器168和BPF170组合只允许把与特定公寓相关的信道传递到CIB172。把信号从耦合器168传递到BPF170，然后传递到接口多路复用器174，所述多路复用器174把视频信道、反向路径数据和前向路径数据分开。从接口多路复用器174把视频信道传递到去扰频器176。如果在该公寓中核准一台或多台TV机接收优质或付费信道，则去扰频器将对优质和付费信道去扰频，并使它们可用于在该公寓中的TV机。会理解，如果一个公寓有一台以上的TV机，则该公寓可以接收多个视频信道；最好，每台TV机一个视频信道。
通过接口多路复用器174分开前向路径数据、话音和核准信息，并把它们传递到通信多路复用器178。一般把数据信息、话音信息和核准命令信息通过有线系统和/或在服务模块中分配而确定的专用信道上发送到个别用户。这些频率对于付费用户是共同的，带有具有附加地址的数据、话音和核准命令信息，以致CIB172将接收和处理引导到用于该公寓的CIB172的数据、话音和核准信息。当通信多路复用器178接收数据、话音和核准命令信息时，它把信息分开，并把数据和话音信息传递到调制解调器，和把核准信息传递到核准模块180。调制解调器将以与上述图2和3中所述的调制解调器相似的方式处理话音和数据信息。核准模块180接收核准信息，对它进行处理，并把去扰频命令发送到去扰频器176。即，如果核准在特定公寓中的用户观看优质信道或付费节目信道，则核准模块180将验证核准信息，然后把去扰频命令发送到去扰频器176。在接收到去扰频命令时，去扰频器176对扰频信号进行去扰频。如上简述，去扰频器176可以包括二极管电路，该电路在得到命令时恢复同步脉冲，允许图像在水平上同步。此外，去扰频器176可以包括其它去扰频或解密技术。
如上所述，在公寓中的CIB172的用户可以所有远程控制装置选择他/她希望观看的信道。远程接收机182将接收来自远程控制装置的信号，并把它传递到通信多路复用器178。此外，来自调制解调器或直接来自电话或PC的话音和/或计算机数据也将传递到通信多路复用器178。通信多路复用器178将把这些信息格式化到10-40MHz带宽频谱。然后通信多路复用器178将把反向路径信息通过反向路径放大器184传递到接口多路复用器174。反向路径放大器184放大信号，以致补偿了在返回传输路径中由分路器引起的损耗。然后接口多路复用器174将通过耦合器168把信息传送回来，然后回到服务模块152。熟悉本技术领域的人员会理解，当把放大器184放置在通信MUX178和接口MUX174之间时，可以把放大器置于电路中任何地方，包括在通信MUX178和接口MUX174内。
在服务模块152处，以于上述服务模块40相似的方式处理返回路径数据。即，包括服务请求和电话和计算机信息的返回路径数据最好通过环路-直通电缆164发送回MUX160。MUX160把服务请求传递到控制处理器162，而用于每个公寓的计算机和话音信息通过连接159返回到与该公寓相关的UCC156。对于服务请求，控制处理器162验证该用户是核准接收所请求的信道的。如果是这样，则控制处理器162把消息发送到与该用户相关的IRD，以对该信道解调和去扰频，并把它提供给提出请求的用户。即使CIB是在串行总线是而不是在并行总线上，也不改变协议，由于每个CIB172必须对微处理器识别它自己。然而，当一个以上的用户提出请求时，最好使用排队系统。如此，控制处理器162最好在先到先服务的基础上处理服务请求。
这里不再详细描述，尤其，服务模块152和UCC156将以与上述服务模块40相似的方式处理电话和计算机服务。还有，当参考带有环路-直通配置的公寓在这里描述本发明的这个实施例时，熟悉本技术领域的人员会理解，其它环路-直通建立也可以使用本发明。例如，把各个农场房屋连接到带有耦合器或分路器的单个电缆的乡村有线系统也可以利用本发明。
如上所述，本发明为用户或付费用户提供简单的、有效的方法，以选择所要求的服务，并为系统确定客户或用户对该服务是否是有效的，如果是的话，则提供所选择的服务。现在参考图9、10和11，其中示出把电信服务提供给客户和用户的方法的流程图200。根据较佳方法，客户或用户最好选择电信服务，诸如视频、电话或计算机服务。在图10中示出电话服务的流程过程，而在图11中示出计算机服务的流程过程。
现在参考图9，将讨论提供视频服务的方法。尤其，当用户选择一个用于观看的视频信道时(步骤202)，用户通信装置或机顶盒确定请求视频服务(步骤204)，而且最好把所选择的信道和其它用户信息传递到服务模块(步骤206)。服务模块接收请求，并且服务模块的处理器就检查用户核准(步骤208)，并确定用户是否是有效用户(步骤210)。如果不是，则服务模块把无效用户消息发送到用户通信装置，并且拒绝服务(步骤212)。如果用户具有办过有效帐户，则选择有线或付费电视频道，并进行相应的处理(步骤214)。如果选择有线信道，则服务模块检查而确定是否核准用户接收所选择的信道(步骤216和218)。如果不是，则把无效信道消息发送给用户(步骤220)。如果核准用户接收所选择的有线信道，则对信号进行解码并转换成确定的频率(步骤222)。一旦经过转换，则把信号发送给提出请求的用户(步骤224)。
如果用户选择付费节目，服务模块检查用户的信贷(步骤226和228)，如果有效，则记入用户的帐户或向用户发付款通知书(步骤230)。然后服务模块对所选择的信道进行解码(步骤222)，并在合适的频率处把它发送到用户的通信装置(步骤224)。如果拒绝记入帐户，则如实通知用户(步骤232)。
相似地处理电话和计算机选择，如在图10和11中所示。如果用户选择电话服务(图10)，则用户通信装置把电话请求和所请求的电话号码发送到服务模块(步骤234)。服务模块检查用户核准(步骤236)并确定请求者是否是一个核准的用户(步骤238)。如果不是，则服务模块把无效用户消息发送到提出请求的用户通信装置(步骤240)。如果该用户是有效用户则服务模块建立在用户电话和前端系统，PBX或长途载波之间的电话连接(步骤246)。否则，服务模块把不核准服务消息发送给提出请求的用户通信装置(步骤248)。
相同地，如果用户选择计算机通信(图11)，则用户接口把信息发送到服务模块(步骤250)，其中，服务模块再次检查用户服务核准(步骤252-258)，而且，如果经核准，则用户接收所要求的计算机服务，而服务模块建立与前端系统或互联网服务提供器的计算机连接(例如，使用CMTS)(步骤260)。否则，把反对消息发送给用户(步骤254和262)。
如果有到用户的呼入电话呼叫，则最好服务模块验证有具有电话服务的一个有效用户，进行到用户机顶盒的MUX连接，把呼叫一直发送到用户，并且使用户电话机发出振铃声。可以以通常的方式把通过电话提供器提供的电话服务传递到用户，以在正常方式中使用。
总结地说，本发明提供一种新颖的电信系统，用于以安全、不昂贵的方式把多个电信服务提供给多个用户。已经在上面给出本发明的当前较佳实施例的详细说明，各种改变、修改和等效对熟悉本技术领域的人员是显而易见的。例如，在这里所描述的本发明的服务模块的不同元件和电路作为执行某些特定的功能的同时，熟悉本技术领域的人员会理解在服务模块中的其它元件或电路可以执行某些或所有的服务模块功能而无需改变本发明的精神。因此，不要把上述说明作为本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求书所定义。