專利名稱：基于光纖同軸電纜混合網(wǎng)接入分配網(wǎng)的寬帶旁路設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旁路設(shè)備，特別涉及一種基于光纖同軸電纜混合網(wǎng)(HFC)接入分配網(wǎng)的雙向數(shù)據(jù)傳輸旁路設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)目前，為了實(shí)現(xiàn)HFC接入分配網(wǎng)(樹型結(jié)構(gòu))的數(shù)據(jù)雙向?qū)拵鬏?，一般都采用Cable Modem解決方案，對線路進(jìn)行雙向改造，更換線路，更換放大器，將原來的單向放大器換成雙向放大器。
但是，該方案對線路進(jìn)行的雙向改造需要耗費(fèi)巨大的人力、物力，對原有設(shè)備投資不能有效保護(hù)和利用。
此外，雙向放大器將回傳噪聲也一起放大，造成無效信號太多，甚至阻礙整個網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明提出以旁路設(shè)備方式解決具有單向放大器的HFC接入分配網(wǎng)雙向改造問題。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種配合原有單向放大器的旁路設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的在同軸電纜上的雙向傳輸，而模擬信號單向傳輸。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠抑制模擬信號的回傳噪聲的旁路設(shè)備。
在本發(fā)明的旁路設(shè)備中包括幾個模塊輸入輸出模塊、頻分過濾耦合模塊、數(shù)據(jù)信號處理模塊。
該旁路設(shè)備的工作方式如下1.下行信號1)來自信號源的模擬電視信號與數(shù)據(jù)信號的下行混合信號通過第一輸入輸出模塊到達(dá)第一頻分過濾耦合模塊。
2)在第一頻分過濾耦合模塊中通過帶通、帶阻濾波把位于不同頻段的數(shù)據(jù)信號與模擬電視信號分離，模擬電視信號通過模擬單向放大器，經(jīng)放大后到達(dá)第二頻分過濾耦合模塊；數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)信號處理模塊，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)后到達(dá)第二頻分過濾耦合模塊。
3)經(jīng)第二頻分過濾耦合模塊把數(shù)據(jù)信號和模擬電視信號耦合，經(jīng)第二輸入輸出模塊輸出到客戶端。
2.上行信號1)來自客戶端的由反射模擬電視信號與噪聲信號以及數(shù)據(jù)信號組成的上行混合信號通過第二輸入輸出模塊進(jìn)入第二頻分過濾耦合模塊。
2)在第二頻分過濾耦合模塊中經(jīng)過帶通帶阻濾波把混合信號中的模擬電視信號濾除，使帶有數(shù)據(jù)信號的頻段通過數(shù)據(jù)信號處理模塊，在數(shù)據(jù)信號處理模塊中經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)濾除數(shù)據(jù)信號中的噪聲成份，濾除噪聲之后的“干凈”數(shù)據(jù)信號通過第一頻分過濾耦合模塊經(jīng)第一輸入輸出模塊向信號源輸出。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)在于1、采用旁路設(shè)備橋接方式解決HFC接入分配網(wǎng)雙向改造。以前全都是換用雙向放大器方式進(jìn)行寬帶網(wǎng)絡(luò)雙向改造。
2、采用調(diào)制-解調(diào)-調(diào)制模式過濾回傳噪音，低成本解決HFC接入分配網(wǎng)回傳噪音難題。
3、在HFC接入分配網(wǎng)中，提出在線路上對信號分頻處理，把數(shù)據(jù)信號質(zhì)量改善與其他信號不加改動這一矛盾在中間節(jié)點(diǎn)分散化解，避免產(chǎn)生問題，成倍增加在頭端和用戶端設(shè)備上問題解決的成本。
4、旁路設(shè)備具有使數(shù)據(jù)信號更遠(yuǎn)傳輸?shù)墓δ?，是變相的連接器和數(shù)據(jù)信號提純器，使一條同軸電纜能帶動更多用戶端設(shè)備。這種通過信號提純、能量補(bǔ)足的方式，而不是信號放大的方式，更能保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。
5、頻分過濾耦合模塊的功能在于避免某些頻段的信號加工。模擬信號在加工過程中可能產(chǎn)生失真現(xiàn)象，在能夠不加工的情況下最好不加工。在旁路設(shè)備中，由頻分過濾耦合模塊將頻段分離后，其中的模擬信號保留原有強(qiáng)度和頻率。中國的HFC接入分配網(wǎng)主要是HFC接入分配網(wǎng)。在有線電視網(wǎng)絡(luò)中，模擬信號主要是指電視信號，旁路設(shè)備的頻分過濾耦合模塊確保網(wǎng)絡(luò)改造后電視信號不產(chǎn)生失真干擾。即使日后HFC接入分配網(wǎng)中傳輸?shù)氖菙?shù)字電視信號，由于該頻段的自由通過，也不產(chǎn)生影響。這與雙向放大器全頻段信號放大是有極大區(qū)別。
6、數(shù)據(jù)處理模塊這由兩塊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號處理單元及輔助線路構(gòu)成。該模塊是整個旁路設(shè)備的核心。其原理是通過調(diào)制解調(diào)，區(qū)分出哪些是有用的數(shù)據(jù)信號，并對這些信號做適當(dāng)?shù)脑鲆嫣幚?。這可以利用現(xiàn)成的一些調(diào)制解調(diào)芯片。但以兩片調(diào)制解調(diào)芯片雙向操作提純數(shù)據(jù)信號；利用這種機(jī)制控制噪音，我們因此可以用較低成本解決在HFC網(wǎng)絡(luò)中最難解決的回傳噪音問題。必要情況下，可根據(jù)用戶要求和產(chǎn)品升級需要可以增加一些安全控制單元和壓縮解壓單元。通過該模塊，使數(shù)據(jù)信號解調(diào)/調(diào)制，從而順利通過。而噪音及模擬信號等不具備數(shù)據(jù)信號特征的信號，由于不參與調(diào)制解調(diào)，被阻斷，不能通過旁路設(shè)備，因而在打開同軸電纜數(shù)據(jù)回傳數(shù)據(jù)通路的同時(shí)避免了回傳噪聲。
附圖描述

圖1為示出本發(fā)明的旁路器的原理的示意圖。
圖2為本發(fā)明一個實(shí)施例的示意圖。
發(fā)明詳述參見圖1，旁路設(shè)備10中包括幾個模塊輸入輸出模塊A、B，頻分過濾耦合模塊F1、F2，數(shù)據(jù)信號處理模塊DSP。
在基于HFC接入分配網(wǎng)的寬帶雙向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)中，旁路設(shè)備起到信息通道的重要作用，本來因?yàn)閱蜗蚍糯笃鹘財(cái)嗟幕芈吠ㄟ^旁路設(shè)備重新連接起來。同時(shí)由于引進(jìn)了解碼/加碼的信號處理機(jī)制，有利于改善數(shù)據(jù)信號質(zhì)量，消除了回傳噪聲的困擾。
現(xiàn)在參照圖1描述本發(fā)明的旁路設(shè)備10的信號傳輸機(jī)制。
1、下行混合信號Sc1(包括模擬信號、數(shù)據(jù)信號和某些噪音)從第一輸入模塊A輸入，在頻分過濾耦合模塊F1被分為模擬信號Sa和數(shù)據(jù)信號Sd。
2、模擬信號Sa不經(jīng)任何改動，傳給單向放大器M放大。
3、下行的數(shù)據(jù)信號Sd從頻分過濾耦合模塊F1輸出，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理模塊DSP解調(diào)/調(diào)制，濾除噪聲，改善數(shù)據(jù)信號質(zhì)量，再傳入頻分過濾耦合模塊F2，與放大后的模擬信號Sa合成混合信號Sc2，經(jīng)同軸電纜接口B繼續(xù)朝下端傳送。
4、回傳的混合信號Sc3經(jīng)第二輸入輸出模塊B到頻分過濾耦合模塊F2，分成模擬信號Sa和數(shù)據(jù)信號Sd。
5、回傳的模擬信號無法通過單向放大器M而中止傳輸。
6、回傳的數(shù)據(jù)信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊DSP解調(diào)/調(diào)制，濾除噪聲，改善數(shù)據(jù)信號質(zhì)量，再傳入頻分過濾耦合模塊F1，經(jīng)同軸電纜接口A繼續(xù)朝上端傳送。這樣，每一次回傳信號經(jīng)過旁路設(shè)備的過程，就是一次消除噪聲的過程。
參見圖2，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，旁路設(shè)備10的輸入輸出模塊由有線電視同軸電纜接口A、B構(gòu)成；頻分過濾耦合模塊由通用雙向帶通濾波器F11、F21以及帶阻濾波器F12、F22所構(gòu)成。數(shù)據(jù)處理模塊由兩個數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器MD1、MD2所構(gòu)成。
該優(yōu)選實(shí)施例首先利用帶通濾波器F11、F22，將饋至有線電視同軸電纜接口A的混合信號Sc1及接口B的混合信號Sc2中的有線電視頻段(65MHz-550MHz)模擬信號Sa分離，送至有線電視放大器M；利用帶阻濾波器F12、F21將同軸電纜傳輸?shù)幕旌闲盘朣c1、Sc2、Sc3中的其他頻段(5MHz-65MHz、550MHz以上)的數(shù)據(jù)信號Sd與模擬信號Sa分隔開，并饋至數(shù)據(jù)信號處理單元DSP(網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號處理單元由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器Md1及Md2組成)。此舉可明顯抑制有線電視頻段(65MHz-550MHz)的模擬信號Sa及噪聲對其他頻段網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號Sd1、Sd2、Sd3的干擾。
由于數(shù)據(jù)信號為脈沖方波，干擾信號基本上是以迭加的方式來改變數(shù)據(jù)信號幅度的。為此，我們采用兩個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器Md1及Md2組成的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號處理單元DSP，對上、下傳網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號Sd2、Sd3進(jìn)行解調(diào)為方波信號后再調(diào)制，從而有效阻止了干擾噪聲的繼續(xù)傳播，使上傳信號Sd1中的噪聲大為減小。這避免了由于大量用戶的回傳數(shù)據(jù)信號中的噪聲會聚而在信號源處疊加而造成對數(shù)據(jù)信號的強(qiáng)烈干擾。
采用上述兩項(xiàng)措施的基于有線電視信號傳輸同軸電纜的雙向數(shù)據(jù)信號傳輸器，有效地解決了目前普遍采用將單向有線電視信號放大器改為雙向放大器的辦法所產(chǎn)生的因回傳噪聲過大而無法用一根電纜同時(shí)供大量終端用戶使用的問題。
可以利用5-30MHz頻段、550-850MHz頻段以及850MHz以上的頻段進(jìn)行同軸電纜的寬帶數(shù)據(jù)雙向傳輸。
權(quán)利要求
1.一種同軸電纜旁路設(shè)備，其中包括輸入輸出模擬和數(shù)據(jù)信號的第一輸入輸出模塊(A)；把來自第一輸入輸出模塊(A)的數(shù)?；旌闲盘?Sc1)頻分輸出為模擬信號(Sa)和數(shù)據(jù)信號(Sd)的第一頻分過濾耦合模塊(F1)；把來自第一頻分過濾耦合模塊(F1)的數(shù)據(jù)信號(Sd)進(jìn)行解調(diào)和調(diào)制的數(shù)據(jù)信號處理模塊(DSP)；把經(jīng)單向放大器(M)放大的模擬信號(Sa)與來自數(shù)據(jù)信號處理模塊(DSP)的數(shù)據(jù)信號(Sd)耦合的第二頻分過濾耦合模塊(F2)；以及把來自第二頻分過濾耦合模塊(F2)的數(shù)模混合信號(Sc2)輸出的第二輸入輸出模塊(B)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸電纜旁路設(shè)備，其特征在于，第一和第二輸入輸出模塊(A、B)是同軸電纜接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸電纜旁路設(shè)備，其特征在于，第一頻分過濾耦合模塊(F1)包括并聯(lián)的第一雙向帶通濾波器(F11)和第一雙向帶阻濾波器(F12)；第二頻分過濾耦合模塊(F2)包括并聯(lián)的第二雙向帶通濾波器(F21)和第二雙向帶阻濾波器(F22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸電纜旁路設(shè)備，其特征在于，數(shù)據(jù)信號處理模塊(DSP)包括串聯(lián)的第一數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器(MD1)和第二數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器(MD2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸電纜旁路設(shè)備，其特征在于，在下行信號過程中該旁路設(shè)備的工作方式如下由來自信號源的模擬信號與數(shù)據(jù)信號組成的混合信號(Sc1)通過第一輸入輸出模塊(A)到達(dá)第一頻分過濾耦合模塊(F1)；在第一頻分過濾耦合模塊(F1)中通過帶通、帶阻濾波把位于不同頻段的數(shù)據(jù)信號(Sd)與模擬信號(Sa)分離，模擬信號(Sa)通過模擬單向放大器(M)，經(jīng)放大后到達(dá)第二頻分過濾耦合模塊(F2)；數(shù)據(jù)信號(Sd)通過數(shù)據(jù)信號處理模塊(DSP)，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)后到達(dá)第二頻分過濾耦合模塊(F2)；經(jīng)第二頻分過濾耦合模塊(F2)把數(shù)據(jù)信號(Sd)和模擬信號(Sa)耦合的混合信號(Sc2)，經(jīng)第二輸入輸出模塊(B)輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸電纜旁路設(shè)備，其特征在于，在上行信號過程中該旁路設(shè)備的工作方式如下來自下游的由反射模擬信號與噪聲信號以及數(shù)據(jù)信號組成的上行混合信號(Sc3)通過第二輸入輸出模塊(B)進(jìn)入第二頻分過濾耦合模塊(F2)；在第二頻分過濾耦合模塊(F2)中經(jīng)過帶通帶阻濾波把混合信號(Sc3)中的模擬信號濾除，使帶有數(shù)據(jù)信號(Sd)的頻段通過數(shù)據(jù)信號處理模塊(DSP)，在數(shù)據(jù)信號處理模塊(DSP)中經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)濾除數(shù)據(jù)信號中的噪聲成份，濾除噪聲之后的“干凈”數(shù)據(jù)信號通過第一頻分過濾耦合模塊(F1)經(jīng)第一輸入輸出模塊(A)向信號源輸出。
7.一種同軸電纜旁路設(shè)備，其中包括輸入輸出模擬和數(shù)據(jù)信號的第一同軸電纜接口(A)；把來自第一同軸電纜接口(A)的數(shù)?；旌闲盘?Sc1)頻分過濾輸出為模擬信號(Sa)的第一帶通濾波器(F11)，模擬信號(Sa)通過外部的模擬單向放大器(M)放大；把來自第一同軸電纜接口(A)的數(shù)?；旌闲盘?Sc1)頻分過濾輸出為數(shù)據(jù)信號(Sd)的第一帶阻濾波器(F12)；把來自第一帶阻濾波器(F12)的數(shù)據(jù)信號(Sd)進(jìn)行解調(diào)的第一數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器(MD1)；把經(jīng)過第一數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器(MD1)解調(diào)的數(shù)據(jù)信號(Sd)進(jìn)行調(diào)制的第二數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器(MD2)；把由第二數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器(MD2)的調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(Sd)進(jìn)行帶阻濾波的第二帶阻濾波器(F22)；把由外部的模擬單向放大器(M)放大的模擬信號(Sa)進(jìn)行帶通濾波的第二帶通濾波器(F21)；以及把來自第二帶阻濾波器(F22)的數(shù)據(jù)信號(Sd)與來自第二帶通濾波器(F21)的模擬信號(Sa)并線耦合輸出的第二同軸電纜接口(B)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的同軸電纜旁路設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二帶阻濾波器(F12、F22)為雙向帶阻濾波器，所述第一和第二數(shù)據(jù)信號調(diào)制解調(diào)器(MD1、MD2)為雙向調(diào)制解調(diào)器。
全文摘要
一種基于光纖同軸電纜混合網(wǎng)(Hybrid fibercoax,HFC)接入分配網(wǎng)的寬帶旁路設(shè)備。它能夠使數(shù)據(jù)繞過單向傳輸?shù)姆糯笃?實(shí)現(xiàn)不需要線路改造的HFC數(shù)據(jù)雙向傳輸。它由以下幾個模塊構(gòu)成:輸入輸出模塊、分頻模塊、信號處理模塊構(gòu)成。其原理是:信號通過旁路設(shè)備,分解成為模擬信號和數(shù)據(jù)信號,僅數(shù)據(jù)信號回傳。模擬信號的傳輸不受旁路設(shè)備的影響,仍然通過原來的單向放大器,但由于模擬信號不回傳,從而過濾了回傳噪聲。
文檔編號H04B3/02GK1379552SQ01110540
公開日2002年11月13日 申請日期2001年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月10日
發(fā)明者丁兆明 申請人:北京融通天網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司