專利名稱：在雙向電纜系統(tǒng)中隔離上行侵入噪聲的方法和濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電信系統(tǒng)，特別是在雙向電纜系統(tǒng)中隔離上行侵入噪聲(upstream ingress noise)。
電纜通信基礎(chǔ)設(shè)施通常包括服務(wù)于各種節(jié)點(diǎn)的集線器(hub)，一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)位于該集線器的每個(gè)分支(spoke)的末端。分支通常是光纖電纜。該光纖電纜連接到同軸電纜的分配部分(distribution portion)，該同軸電纜延伸到各個(gè)用戶，例如家庭、商業(yè)等。位于特定分支的端點(diǎn)的分配部分經(jīng)常被分成可管理的子集，例如作為單個(gè)節(jié)點(diǎn)的20公里半徑的子集。該節(jié)點(diǎn)通常包括把單個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到電纜通信系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)用戶下線(drops)。
盡管電纜基礎(chǔ)設(shè)施是電磁封閉的，以防止射頻噪聲滲漏進(jìn)入電纜，然而滲漏可能出現(xiàn)并且通常的確出現(xiàn)了。當(dāng)滲漏是由電纜系統(tǒng)的外部進(jìn)入其內(nèi)部時(shí)，該滲漏被稱為“侵入”噪聲。侵入噪聲可以由很多方式產(chǎn)生，例如，雙向傳遞業(yè)務(wù)、業(yè)余無線電發(fā)射、各種商業(yè)、醫(yī)療或工業(yè)電器設(shè)備以及內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火噪聲等。另外，一種非常普通而且令人煩惱的來源或侵入噪聲是電纜用戶的屋內(nèi)設(shè)備-電風(fēng)扇、吸塵器、頭發(fā)吹干機(jī)等此類設(shè)備中的馬達(dá)所發(fā)出的電磁輻射。這些輻射通常是通過用戶的屋內(nèi)設(shè)備中無端接頭的電纜短線(stub)耦合進(jìn)入電纜系統(tǒng)，該短棒往往起到了天線的作用。
雙向電纜通信系統(tǒng)通常包括分別攜帶著上行信號和下行信號的上行頻段和下行頻段。侵入噪聲可能出現(xiàn)在電纜發(fā)射頻譜的上行部分或下行部分。侵入噪聲可以是連續(xù)的、間歇的或突發(fā)的，并且在災(zāi)難性的極端情況下，使在某一特定載頻上發(fā)射的信息變得完全不能用。侵入噪聲通常被孤立在一個(gè)相對較窄的頻段，但是在電纜頻譜的相同的子區(qū)域中，單一入射(single incidence)可以引起對多個(gè)載頻的干擾。下行侵入噪聲(downstreamingress noise)可以被看成是失真、雪花干擾或其它對電視視頻或音頻信號的衰減。對于電纜業(yè)務(wù)工作者而言，上行侵入噪聲是特別討厭的，這是因?yàn)閬碜匀我粏蝹€(gè)用戶下線的上行侵入噪聲與來自同一電纜分支的其它用戶的上行侵入噪聲相加。用戶屋內(nèi)設(shè)備的電磁輻射所造成的、上面所討論的侵入噪聲是這種上行侵入噪聲的重要來源。電纜操作者希望能夠隔離(切斷)這種上行侵入噪聲，同時(shí)最低程度地干擾向作為這種噪聲的來源的用戶屋內(nèi)設(shè)備提供服務(wù)。具備了這種隔離每個(gè)特定用戶屋內(nèi)設(shè)備噪聲的能力，電纜操作者就能夠識別所有經(jīng)常的噪聲源用戶并采取正確的措施。
電纜操作者流行采用的把侵入噪聲發(fā)射源與用戶的屋內(nèi)設(shè)備隔離的方法，當(dāng)前至少存在兩種。當(dāng)信號被分為頻譜的上行部分和下行部分時(shí)，一種方法要求把雙工濾波器安裝在用戶對電纜的訪問點(diǎn)(有時(shí)稱之為電纜訪問單元)，目的是物理地把上行波段與下行波段分離到兩條獨(dú)立的線路上。在物理地把上行和下行通路分離開的情況下，一個(gè)開關(guān)與每條線路串行連接。為了確定是否侵入噪聲正在滲入上行部分，采用上行開關(guān)構(gòu)成一條開環(huán)電路(open circuit)，有效地把電纜訪問單元從電纜基礎(chǔ)設(shè)施中移走，以便可以進(jìn)行噪聲或侵入噪聲測量。如果由于把電纜訪問單元從基礎(chǔ)設(shè)施中移走而實(shí)際上降低了上行侵入噪聲的電平的話，那么就已經(jīng)把侵入噪聲源離析出來了。這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是必須把雙工濾波器串聯(lián)安裝在用戶信號通路中。然而，串聯(lián)濾波器的采用，衰減了上行和下行信號，并增加了系統(tǒng)的返回和插入損耗。再者，因?yàn)橥ǔ霈F(xiàn)開關(guān)打不開的故障，所以電纜訪問單元中串聯(lián)開關(guān)的故障通常引起相應(yīng)線路中電纜業(yè)務(wù)完全失去，這成為電纜業(yè)務(wù)不可靠的原因之一。
通過采用串聯(lián)雙工濾波器，物理地把上行頻段與下行頻段分隔開的另一個(gè)缺點(diǎn)是阻礙了頻譜的重新分配。例如，一個(gè)雙向電纜系統(tǒng)可以具有一個(gè)以頻率處于5-42MHz之間為特征的上行頻段、一個(gè)以頻率處于50-750MHz之間為特征的下行頻段以及一個(gè)以頻率處于42-50MHz之間為特征的保護(hù)頻段。在這種系統(tǒng)中，上行頻段的上限頻率延伸到45MHz應(yīng)該是不可能的，除非用具有恰當(dāng)?shù)乃p特性的雙工濾波器來代替原來的雙工濾波器。因此，當(dāng)物理地把上行和下行信號分離到獨(dú)立信道上時(shí)，妨礙了頻譜的再分配，這是因?yàn)榻?jīng)過雙工濾波器，上行和下行頻率分配被固定了。
隔離侵入噪聲源的另一種方法是在用戶通路上串聯(lián)安裝一個(gè)固定衰減器，利用它來進(jìn)行侵入噪聲測量。因?yàn)檫@種方法避免了使用雙工濾波器，所以避免了上面討論的重新分配問題。但是，盡管如此，與電纜串聯(lián)的開關(guān)的取代(a)降低了電纜業(yè)務(wù)的可靠性，原因是偶然的開關(guān)故障；(b)降低了信噪比。進(jìn)一步講，利用打開串聯(lián)開關(guān)所做的上行侵入噪聲測量破壞了下行傳輸。據(jù)了解，這種破壞作用是客戶不滿意的一個(gè)主要原因。
因此，我們希望在不增加返回和插入損耗，并且不降低電纜業(yè)務(wù)的可靠性的條件下，在電纜通信系統(tǒng)中隔離侵入噪聲。


圖1是一種采用電纜通信基礎(chǔ)設(shè)施的電信系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖1所示的電信系統(tǒng)的某一單個(gè)節(jié)點(diǎn)的示意圖；并且圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理所構(gòu)造的侵入噪聲隔離電路的電路圖。
一般地說，本發(fā)明提出了在電纜系統(tǒng)中測定侵入噪聲的方法和裝置。更明確地講，本發(fā)明的方法和裝置特別適用于在雙向電纜系統(tǒng)中通過衰減上行侵入噪聲來隔離上行侵入噪聲，這種侵入噪聲經(jīng)過電纜訪問單元產(chǎn)生于用戶的屋內(nèi)設(shè)備。
正如下文中更詳細(xì)地解釋的那樣，本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例包括用于在用戶通路上改變直流電壓的直流開關(guān)部件，以及響應(yīng)于該直流開關(guān)部件，用于進(jìn)行上行侵入噪聲測量的可變換陷波濾波器。根據(jù)本發(fā)明的原理，直流開關(guān)部件和可變換的陷波濾波器與電纜并行連接。
為了更詳細(xì)地理解本發(fā)明的原理，請看圖圖1表示為雙向通信而建立的電纜通信基礎(chǔ)設(shè)施的示意性全貌，例如該雙向通信是電話呼叫或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)奶娲?。參照圖1，電信系統(tǒng)100由電纜控制單元102(CCU)構(gòu)成。該電纜控制單元102在整個(gè)系統(tǒng)100中用于接收并主動地路由信號(即信息)，并完成其它系統(tǒng)管理功能。
從電纜控制單元102(即集線器)延伸出去的是幾條分支104、106、108和110，它們最好是光纖電纜。這些分支104-110可以是其它適合的傳輸媒體，例如低損耗同軸電纜，這取決于特定的應(yīng)用、拓?fù)鋱D和系統(tǒng)要求。這些分支104-110在電信系統(tǒng)100中起“樹干(trunk)”的作用，這一點(diǎn)對技術(shù)人員來講是明顯的。
每支光纖分支104-110分別引出分配部分112、114、116和118中特定的一個(gè)。分配部分112-118中的每一個(gè)位于分支104-110中相應(yīng)的一個(gè)的末端，分支104-110中的每一個(gè)分別有效地終止于分配點(diǎn)(distributionpoints)120、122、124和126中的一個(gè)。典型情況下，分配部分112-118由同軸電纜組成，而不是由光纖電纜組成，同軸電纜分配向用戶發(fā)出的和用戶返回的信號，更詳細(xì)的情況如圖2所示。
為了圖解說明可以利用這種多樣性，以多種有代表性的結(jié)構(gòu)表示了分配部分112-118。例如，分配部分112被表示為一個(gè)環(huán)路，而分配部分114和116被表示為各不相同的短線。這樣，為每個(gè)分配部分選擇的特定結(jié)構(gòu)不被看作是本發(fā)明的一個(gè)限制因素。
除了分配部分之外，還可以通過接口局(gateway)把電纜控制單元102連接到其它通信系統(tǒng)。例如，分支128從控制單元102延伸到公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)130。分支128可以是類似于分支104-110的光纖電纜，或者可以是技術(shù)人員所了解的任何其它合適的傳輸媒介。這樣，可以利用通信系統(tǒng)100通過電纜128和各種接口局，例如PSTN130訪問所有普通的可用的通信網(wǎng)絡(luò)。
圖2是電信系統(tǒng)100的一部分的示意圖，該圖詳細(xì)地圖解表示了為雙向通信而建立的電纜通信基礎(chǔ)設(shè)施。特別是，可以應(yīng)用本發(fā)明的原理使電纜操作者把侵入噪聲隔離在某一給定分配部分內(nèi)的單一電纜訪問單元中。盡管這些原理同樣適用于所有分配部分，然而出于圖解說明的目的，在圖2中只表示了分配部分116。
用于連接通信系統(tǒng)100的電纜訪問單元210和212是單個(gè)收發(fā)信機(jī)設(shè)備，這些收發(fā)信機(jī)設(shè)備在電纜控制單元102和用戶設(shè)備(例如電話機(jī)214、電視機(jī)216和計(jì)算機(jī)218)之間起了接口的作用。在模擬和數(shù)字信號之間進(jìn)行編碼和譯碼的電纜訪問單元通常被安裝在用戶房屋206和208的側(cè)面，或某些其它不引人注目的地方，例如地下室或閣樓。根據(jù)本發(fā)明的原理，還可以把電纜訪問單元210和212直接合并到用戶設(shè)備，例如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)和電話機(jī)中供使用。
采用電纜訪問單元210和212的雙向電纜系統(tǒng)通常包括兩個(gè)工作頻段-上行頻段和下行頻段，分別用來攜帶上行信號和下行信號。上行頻段提供上行鏈路通信，用于從電纜訪問單元210和212(即系統(tǒng)的末端)向電纜控制單元102(即系統(tǒng)的首端)發(fā)射信息。上行頻段可以包括例如5MHz左右到42MHz左右之間的頻率。同樣，下行頻段提供下行鏈路通信，用于從電纜系統(tǒng)的首端向電纜系統(tǒng)的末端發(fā)射信息。下行頻段可以包括例如50MHz左右到750MHz左右之間的頻率。最后，一個(gè)被稱作保護(hù)頻段的非工作頻段典型上位于上行頻段和下行頻段之間，以防止工作頻段之間的干擾。
在典型的電纜環(huán)境中，下行由大約100個(gè)6MHz的信道組成，每個(gè)信道中含有電視節(jié)目(video programming)。這些下行信道通常位于50MHz-750MHz頻段中。當(dāng)電話和數(shù)據(jù)通信能力被加到系統(tǒng)中時(shí)(這與本發(fā)明相一致)，一個(gè)或多個(gè)6MHz電視信道的一部分可以被專用于電話/數(shù)據(jù)信道，這些電話/數(shù)據(jù)信道具有相應(yīng)的載波，典型上占據(jù)600KHz帶寬。
在雙向電纜系統(tǒng)中，典型的上行頻譜是5MHz-42MHz。過去，這個(gè)上行頻譜已經(jīng)被用于簡單的、置頂盒狀態(tài)的低數(shù)據(jù)速率通信、每看一次付費(fèi)要求等。當(dāng)電話和數(shù)據(jù)通信能力被加到系統(tǒng)中時(shí)(這與本發(fā)明相一致)，在這個(gè)頻譜中，提供了具有相應(yīng)載波的電話/數(shù)據(jù)信道，典型上占據(jù)600KHz帶寬。
根據(jù)本發(fā)明所采用的電纜通信系統(tǒng)應(yīng)該具有頻率靈活性，即在上行鏈路和/或下行鏈路方向上向不同信道移動載頻的能力，能夠利用頻率靈活性把一個(gè)載頻移動到新的不受侵入噪聲影響的射頻(RF)信道。
如圖3所示，并根據(jù)本發(fā)明的原理，可以采用上行侵入噪聲濾波器300來隔離上行侵入噪聲。上行侵入噪聲濾波器300包括(1)直流(DC)開關(guān)部件，用于改變用戶信號通路301上的直流電壓，以及(2)對應(yīng)于直流開關(guān)部件310的可變換陷波濾波器340，用于隔離上行侵入噪聲。直流開關(guān)部件310和可變換的陷波濾波器340都與用戶信號通路301并聯(lián)連接。最佳情況下，直流開關(guān)部件310包括兩個(gè)串聯(lián)部件上行分支320和開關(guān)組件330?？梢杂瞄_關(guān)組件330來激活上行分支320。當(dāng)開關(guān)組件330被激活時(shí)，上行分支提供(1)第一預(yù)定頻率范圍的至地370的低阻抗通路以及(2)第二預(yù)定頻率范圍的高阻抗通路。第一預(yù)定頻率范圍最好包括實(shí)際上低于上行頻段的頻率下限的頻率，最好包括0Hz(例如直流電壓)。第二預(yù)定頻率范圍最好包括大約等于或大于上行頻段的下限的頻率。最佳情況下，第二預(yù)定頻率范圍包括大約是上行頻段的下限和大約是下行頻段的上限之間的頻率。
如圖3所示，開關(guān)組件330最好包括晶體管334和為晶體管334提供偏置電壓的直流電源338。晶體管開關(guān)組件330，例如圖3中所示的一個(gè)，(a)實(shí)現(xiàn)了非?？斓拈_關(guān)(即，典型上在一個(gè)毫秒的幾分之一以內(nèi))；(b)允許用單一控制信號開關(guān)很多不同的電路；以及(c)允許“冷開關(guān)”，在冷開關(guān)中，僅僅把直流控制電壓發(fā)射給開關(guān)組件，而不是把包含易于受容性拾音器和信號衰減影響的信號的信息發(fā)射到開關(guān)組件。最佳情況下，晶體管334是一個(gè)具有集電極335、基極336和發(fā)射極337的場效應(yīng)晶體管(FET)。在圖3所示的實(shí)施例中，當(dāng)基極處于低電壓時(shí)，該晶體管是“非導(dǎo)通”的。當(dāng)晶體管非導(dǎo)通時(shí)，在晶體管334中不存在基極電流，因而也不存在集電極電流。因此，當(dāng)基極處于低電壓時(shí)，上行分支320關(guān)閉。另一方面，當(dāng)基極處于高電壓時(shí)，晶體管334導(dǎo)通，允許電流在集電極335和發(fā)射極337之間流動，從而為上行分支320和信號通路301提供了至地370的低阻抗通路。
當(dāng)侵入噪聲濾波器300工作時(shí)，為了防止對直流開關(guān)部件330的損壞，開關(guān)組件330最好還包括電阻器331和332。當(dāng)晶體管334正在提供至地370的低阻抗通路時(shí)，電阻器332限制了在直流電源333和地370之間流動的電流。電阻器332應(yīng)該具有1000歐姆左右至10兆歐姆左右之間的電阻，并且最好應(yīng)該具有10千歐姆左右的電阻。另外，直流開關(guān)部件310最好包括與分支320和晶體管334串聯(lián)的電阻器331，當(dāng)晶體管334提供了至地370的低阻抗通路時(shí)，晶體管334用于限制電流。電阻器331應(yīng)該具有100歐姆左右至10千歐姆左右之間的電阻值，最好具有470歐姆左右的電阻值。直流電源333最好是12伏直流電源，但只需要它足以驅(qū)動晶體管334。
如圖3所示，可變換陷波濾波器340最好包括與寬帶陷波濾波器360串聯(lián)的開關(guān)350。開關(guān)350最好是一個(gè)壓變電阻器(voltage-variableresistor)，例如PIN二極管351。最佳情況下，PIN二極管351的型號是#MA4P274，可以從馬薩諸塞州的洛威爾(Lowell)的MA-COM公司購得該產(chǎn)品。寬帶陷波濾波器360可以是任何有效地衰減了至少上行頻段的一部分的電路。更詳細(xì)地說，寬帶陷波濾波器360最好具有一個(gè)相對較低的Q因子(即，Q因子與寬帶陷波濾波器360的帶寬成反比)。最佳情況下，寬帶陷波濾波器360包括與電容器365串聯(lián)的電感器361，以及相互并聯(lián)并與電感器361和電容器365串聯(lián)的電容器362及電阻器363。
電容器362應(yīng)該具有500皮法左右到2000皮法左右的電容量，并且最好具有1000皮法左右的電容量。電容器365應(yīng)該具有1000皮法左右到1微法左右的電容量，并且最好具有0.1微法左右的電容量。電感器361應(yīng)該具有220納亨到50納亨之間的電感量，最佳值是100納亨左右。電阻器363應(yīng)該具有2歐姆左右到1千歐姆左右的電阻值，最佳值在12歐姆左右?？勺儞Q陷波濾波器340最好還包括直流電源364，當(dāng)晶體管334關(guān)斷時(shí)，該直流電源反向偏置PIN二極管351。直流電源364最好是5伏直流電源，但是僅需要它在濾波器300工作時(shí)具有一個(gè)足以正向偏置PIN二極管351的電壓。寬帶陷波濾波器360可以是任何衰減上行頻率而不強(qiáng)烈衰減下行頻率的帶阻濾波器，這一點(diǎn)對于普通技術(shù)人員來說應(yīng)該是顯而易見的。
當(dāng)晶體管334導(dǎo)通時(shí)，由分支320來降低用戶信號通路301上的直流電壓。最佳情況下，分支320是任意一種寬帶分支，當(dāng)該分支工作時(shí)，它能夠?yàn)榈谝活A(yù)定頻率范圍提供至地的低阻抗通路。此外，分支320最好為上行和下行頻段中的實(shí)際上所有頻率提供至地的高阻抗通路。最佳情況下，分支320是定向耦合器321的并聯(lián)腿(shunt leg)，例如，定向耦合器321的型號可以是#EMDC-10-1-75，可以從馬薩諸塞州的洛威爾(Lowell)的MA-COM公司購得該產(chǎn)品。當(dāng)用戶信號通路301上的直流電壓足夠低時(shí)，PIN二極管351被正向偏置，通過寬帶陷波濾波器360為上行頻段中的信號和/或侵入噪聲提供了至地370的低阻抗通路。至地370的低阻抗通路防止了產(chǎn)生于電纜訪問單元210和212處或其附近的上行信號和/或侵入噪聲影響電纜控制單元102。這樣，能夠通過激活或開啟一個(gè)或多個(gè)上行侵入噪聲濾波器把上行侵入噪聲的本地來源與電纜系統(tǒng)100隔離開。
根據(jù)本發(fā)明的原理，存在幾種在雙向電纜系統(tǒng)中隔離侵入噪聲源的方法。一般地說，可以通過激活上行侵入噪聲濾波器來隔離電纜基礎(chǔ)設(shè)施100中的上行侵入噪聲源。激活上行侵入噪聲濾波器300防止了與電纜訪問單元210或212有關(guān)的侵入噪聲被發(fā)射到電纜控制單元102。一旦上行侵入噪聲濾波器300被激活，就能夠進(jìn)行第一次上行侵入噪聲測量。上行侵入噪聲測量是某一特定頻率處或頻率范圍內(nèi)侵入噪聲電平的判定方法。通過將濾波器300開啟時(shí)所進(jìn)行的第一次侵入噪聲電平測量與濾波器300關(guān)斷時(shí)所進(jìn)行的上行侵入噪聲電平測量進(jìn)行比較，能夠確定是否與某一特定電纜訪問單元有關(guān)的用戶屋內(nèi)設(shè)備是侵入噪聲的真正來源。如果隨著上行侵入噪聲濾波器300的激活，上行侵入噪聲電平測量值減小，那么可以確定該特定的用戶屋內(nèi)設(shè)備是侵入噪聲的來源。相反，如果當(dāng)上行侵入噪聲濾波器300被激活時(shí)，侵入噪聲電平測量值不減小，那么可以確定該特定的用戶屋內(nèi)設(shè)備不是侵入噪聲的來源。
根據(jù)本發(fā)明的原理，通過激活上行侵入噪聲濾波器300遠(yuǎn)程地或本地地進(jìn)行侵入噪聲測量。最佳情況下，遠(yuǎn)程地進(jìn)行侵入噪聲測量。遠(yuǎn)程激活可以響應(yīng)于下行激活信號，該信號是由電纜控制單元102發(fā)射，并由電纜基礎(chǔ)設(shè)施100中的一個(gè)或多個(gè)電纜訪問單元接收的。最佳情況下，電纜控制單元102周期性地發(fā)射下行激活信號，以周期性地激活一個(gè)或多個(gè)上行侵入噪聲濾波器。通過周期性地激活一個(gè)或多個(gè)上行侵入噪聲濾波器，并同時(shí)在電纜控制單元102處監(jiān)視反映侵入噪聲下降的侵入噪聲電平，就可以確定侵入噪聲的來源。
周期性地激活對于實(shí)現(xiàn)電纜系統(tǒng)100中通常的類似維護(hù)功能，例如自動檢測難以接受的侵入噪聲的來源，是特別有用的。例如，為了自動檢測難以接受的侵入噪聲的來源，可以對以前已知值的侵入噪聲進(jìn)行測量，并且存儲侵入噪聲電平，供下一步分析?？梢苑治鲆郧耙阎档那秩朐肼曋?，以確定一個(gè)門限電平，在此門限電平之上的侵入噪聲電平值被認(rèn)為是難以接收的。一旦確定了門限電平，就周期性地進(jìn)行侵入噪聲測量，并與該門限值進(jìn)行比較。另一方面，如果發(fā)現(xiàn)第一個(gè)上行侵入噪聲電平非常接近于以前的侵入噪聲測量值--該測量值被認(rèn)為是預(yù)示了上行侵入噪聲源的出現(xiàn)，那么可以確定上行侵入噪聲源出現(xiàn)了。
應(yīng)該懂得，預(yù)定門限電平可以隨著諸如載頻及一天或一年中的時(shí)間而變化。在運(yùn)行期間，如果確定上行侵入噪聲電平是難以接收的，那么電纜控制單元可以通知電纜操作者已經(jīng)檢測到了難以接收的侵入噪聲源。另一方面，可以希望自動上行衰減消除主要的、甚至是災(zāi)難性的侵入噪聲源。事實(shí)上，技術(shù)人員應(yīng)該明白，針對電纜系統(tǒng)100中一種或多種侵入噪聲的隔離，可以采取很多辦法。
此外，可以由用戶或電纜維護(hù)人員來本地地激活上行侵入噪聲濾波器300。例如，可以用位于用戶家中或辦公室中的撥動開關(guān)來操縱上行侵入噪聲濾波器300。例如，當(dāng)遠(yuǎn)程激活不可行或不需要時(shí)，可以采用本地激活。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是上行侵入噪聲濾波器300允許頻譜再分配。頻譜再分配是從一個(gè)工作頻段到另一個(gè)工作頻段，部分頻譜的重新分配。例如，考慮一個(gè)具有5MHz和42MHz之間的上行頻段、42MHz和50MHz之間的保護(hù)頻段以及50MHz和750MHz之間的下行頻段的雙向電纜系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，電纜操作者可能希望把上行頻段的上限從42MHz擴(kuò)展到45MHz，從而減少保護(hù)頻段的帶寬。因?yàn)榍秩朐肼曂ǔＥc頻率成反比，所以最嚴(yán)重的侵入噪聲源是低頻(即從5MHz左右到22MHz左右)。因此，由于把上行侵入噪聲濾波器300設(shè)計(jì)為強(qiáng)烈地衰減上行頻段的低頻部分，所以用作上行頻段的保護(hù)頻段的低頻部分的重新分配實(shí)際上不會影響上行侵入噪聲濾波器的效用。
應(yīng)該懂得，上文僅僅是本發(fā)明原理的圖解說明，技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的范圍和主旨的條件下可以作出各種修改。例如，可以用多個(gè)窄帶陷波濾波器來代替寬帶陷波濾波器，可以用相同的或不同的下行激活信號來激活每個(gè)窄帶陷波濾波器。在這種結(jié)構(gòu)中，可以有選擇地衰減上行頻段的不同部分。此外，不需要在電纜訪問單元中唯一地安裝上行侵入噪聲濾波器。可以沿著通信基礎(chǔ)設(shè)施的長度方向有規(guī)律地來安裝上行侵入噪聲濾波器，把侵入噪聲與點(diǎn)(points)，而不是電纜訪問單元，例如接口局隔離。
進(jìn)一步講，根據(jù)本發(fā)明的原理，寬帶陷波濾波器可以包括例如相互并聯(lián)的一個(gè)高通濾波器和一個(gè)低通濾波器，其特征是，高通濾波器為低于第一門限頻率的頻率提供了低阻抗通路，并且低通濾波器為高于第二門限頻率的頻率提供了低阻抗通路。當(dāng)?shù)谝婚T限頻率高于第二門限頻率時(shí)，陷波濾波器為第一門限頻率和第二門限頻率之間的頻率提供一條電纜與地之間的低阻抗通路。
權(quán)利要求
1.一種上行侵入噪聲濾波器，用于在雙向電纜系統(tǒng)中隔離上行侵入噪聲，上述電纜系統(tǒng)包括一個(gè)電纜控制單元、多根電纜以及多個(gè)電纜訪問單元，上述多根電纜中的每一根具有分別用于攜帶上行信號和下行信號的上行波段和下行波段，上述多個(gè)電纜訪問單元中的每一個(gè)至少包含一個(gè)上行侵入噪聲濾波器，每個(gè)上述上行侵入噪聲濾波器包括一個(gè)直流開關(guān)部件，用于在上述多個(gè)電纜訪問單元中的上述一個(gè)處改變電纜系統(tǒng)上的直流電壓，上述直流開關(guān)部件與上述多根電纜中的上述一根并聯(lián)連接；以及一個(gè)可變換的陷波濾波器，該濾波器根據(jù)上述直流開關(guān)部件開啟和關(guān)斷。當(dāng)上述上行侵入噪聲濾波器開啟時(shí)，上述陷波濾波器通過在上述上行頻段中衰減上行信號，起到了隔離上行侵入噪聲的作用，上述陷波濾波器與上述多根電纜中的上述一根并聯(lián)連接。
2.權(quán)利要求1中的侵入噪聲濾波器，其特征是，上述上行和下行頻段包括多個(gè)信道，上述多個(gè)信道中的每一個(gè)具有一個(gè)相關(guān)載頻，上述載頻中的每一個(gè)均勻地相互間隔開，其特征是，為了測定上述上行侵入噪聲，上述可變換的陷波濾波器至少強(qiáng)烈地衰減上述載頻之一。
3.權(quán)利要求1中的陷波濾波器，其特征是，上述直流開關(guān)部件包括上行分支；以及與上述分支串聯(lián)的開關(guān)組件，用于有選擇地激活上述分支。
4.權(quán)利要求4中的侵入噪聲濾波器，其特征是，上述開關(guān)組件包括一個(gè)用作開關(guān)的晶體管，通過提供第一條至地的低阻抗通路來激活上述直流開關(guān)部件。
5.權(quán)利要求8中的侵入噪聲濾波器，其特征是，上述寬帶陷波濾波器包括互相并聯(lián)的高通和低通濾波器，上述高通濾波器為低于第一門限頻率的頻率提供了一條低阻抗通路，上述低通濾波器為高于第二門限頻率的頻率提供了一條低阻抗通路。上述第一門限頻率高于上述第二門限頻率，上述寬帶陷波濾波器為上述第一門限頻率和上述第二門限頻率之間的頻率提供了一條上述電纜與地之間的低阻抗通路。
6.一種用于在雙向電纜系統(tǒng)中隔離上行侵入噪聲的方法，該電纜系統(tǒng)包括一個(gè)電纜控制單元、多根電纜以及多個(gè)電纜訪問單元，上述多根電纜中的每一根具有分別攜帶上行信號和下行信號的上行波段和下行波段，上述多個(gè)電纜訪問單元中的每一個(gè)包括相應(yīng)的上行侵入噪聲濾波器，每個(gè)上述侵入噪聲濾波器包括直流開關(guān)部件，用于改變上述多根電纜中的上述一根上的直流電壓，以及一個(gè)響應(yīng)于上述直流開關(guān)部件的可變換陷波濾波器，用于進(jìn)行侵入噪聲測量，上述直流開關(guān)部件和上述可變換的陷波濾波器相互并聯(lián)，并且與上述多根電纜中的上述一根相并聯(lián)，上述方法包括以下步驟激活上述上行侵入噪聲濾波器中的至少一個(gè)，以防止上述上行信號和任何相關(guān)的侵入噪聲從上述多個(gè)電纜訪問單元之一被發(fā)射出來；在上述激活步驟中，測量上述上行侵入噪聲，以確定第一個(gè)上行侵入噪聲電平；將上述第一上行侵入噪聲電平與預(yù)定的門限電平進(jìn)行比較；以及根據(jù)上述比較步驟，確定是否上述多個(gè)電纜訪問單元中的一個(gè)或多個(gè)是把上行侵入噪聲引入上述電纜系統(tǒng)的主要原因。
7.權(quán)利要求10的方法，其特征是，上述激活步驟包括同時(shí)激活上述上行侵入噪聲濾波器中的一個(gè)或多個(gè)。
8.權(quán)利要求10的方法，其特征是，上述激活步驟包括周期性地激活至少一個(gè)上述上行侵入噪聲濾波器。
9.權(quán)利要求10的方法，其特征是通過以前的對侵入噪聲的測量來確定上述預(yù)定門限電平，該測量具有一個(gè)質(zhì)量可接受的侵入噪聲電平。
10.權(quán)利要求10的方法，其特征是通過以前的侵入噪聲的測量來確定上述預(yù)定門限電平，該測量具有一個(gè)質(zhì)量不可接受的侵入噪聲電平。
全文摘要
一種上行侵入噪聲濾波器，用于在雙向電纜系統(tǒng)中隔離上行侵入噪聲，該電纜系統(tǒng)具有分別用來攜帶上行信號和下行信號的上行頻段和下行頻段。上行侵入噪聲濾波器包括一個(gè)直流開關(guān)部件和一個(gè)可變換的陷波濾波器，前者用于在上述電纜訪問單元處改變電纜系統(tǒng)上的直流電壓，后者根據(jù)直流開關(guān)部件來開啟和關(guān)斷。當(dāng)上行侵入噪聲濾波器開啟時(shí)，陷波濾波器通過衰減上行頻段中的上行信號來隔離上行侵入噪聲。
文檔編號H04B3/28GK1166070SQ9711113
公開日1997年11月26日 申請日期1997年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月9日
發(fā)明者斯圖爾特·貝克·桑德斯, 維維安·特里西·倫德 申請人:摩托羅拉公司