專利名稱：用于數(shù)據(jù)通信的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信號傳輸，具體地涉及，對包含同一條線路上的、按照兩種或多種不同協(xié)議的子信號的組合信號的傳輸。
相關技術描述對于新的電話運營者而言，主要障礙是提供到用戶的最后一英里線路。新輔設電纜是昂貴的，所以正在探索到用戶的專用電話線的全程替代物。
由于花費的原因，新的電纜通常只在另一條電纜(例如，共用天線電視(CATV-為了簡明起見常常被稱為有線電視))被安裝時才被安裝。
CATV調制解調器現(xiàn)在正在世界范圍內被引入來提供互聯(lián)網(wǎng)接入。用于提供電話應用的一個可能性是把互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)電話盒附著到CATV調制解調器上。把IP電話盒集成到CATV調制解調器的解決方案正在被開發(fā)。WO98/57456A1描述了把以太網(wǎng)信號與電話信號調制到同一條電纜的解決方案。
到單個用戶的無線接入也是一種可能性，目前正在進行商業(yè)探索。
上述的所有的解決方案都是相對昂貴的。在老的建筑物中鋪設新的電纜常?；ㄙM相當大。對于其它的替換物(調制到同一條電纜、CATV調制解調器、和無線接入)，用戶必須得到實施新功能的新裝置。這個盒子需要維護，這增加了花費。而且，該裝置需要電源，所以在電源故障時不能工作。
來自家庭的對互聯(lián)網(wǎng)連接的需求在不斷增長，這種連接使得人們能夠在家中工作和用于私人使用。通常的解決辦法是使用調制解調器和普通的電話線。這個解決辦法有兩個嚴重的缺點電話線在整個連接期間都被占用以及帶寬非常低。
使用有線電視(CATV)網(wǎng)絡從建筑物連接到外部數(shù)據(jù)網(wǎng)，在本領域上是已知的。TV信號和例如按照以太網(wǎng)協(xié)議的數(shù)據(jù)可以共用一個傳輸媒體，因為TV信號和數(shù)據(jù)信號以不同的頻率被發(fā)送，所以，它們可以很容易地被分離開。每個用戶然后有一個CATV調制解調器，它提取數(shù)據(jù)信號和把數(shù)據(jù)信號轉發(fā)給用戶的計算機。
CATV調制解調器相對較昂貴。另外，用戶實際上與住宅中所有其它用戶共享室內網(wǎng)絡的帶寬，因為所有的數(shù)據(jù)都被傳送到每個用戶，對相關數(shù)據(jù)的選擇是在每個用戶的CATV調制解調器或計算機中進行的。
本領域已知的、另一個解決辦法是為數(shù)據(jù)通信構建單獨的新網(wǎng)絡，而不使用CATV網(wǎng)絡的任何部分。對于辦公室環(huán)境，這是標準的解決辦法。但對于居民接入，布線花費可能過高。
在加拿大專利1252169中，描述了組合CATV信號與未調制的數(shù)據(jù)信號的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要被設計為在醫(yī)院使用，它被設計成提供相對低的數(shù)據(jù)帶寬，足夠用于發(fā)送有關菜單的信息和來自氣溫控制和其它傳感器的信息。它不能被使用于按照今天所使用的局域網(wǎng)標準(諸如以太網(wǎng))的數(shù)據(jù)通信，因為當數(shù)據(jù)信號被分接時，它不能正確地滿足阻抗需求。另外，看來在加拿大的系統(tǒng)中沿著傳輸路徑似乎需要放大器。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個目的是提供一種不太昂貴的、到數(shù)據(jù)網(wǎng)(特別是互聯(lián)網(wǎng))的連接的方法和設備。本發(fā)明的另一個目的是以減小的花費提供有線的用戶電話和數(shù)據(jù)連接。
發(fā)明概要本目的可由本發(fā)明通過一種信號傳輸裝置來解決，該裝置包括組合信號端，用來接收進入的組合信號和發(fā)送外出的組合信號，所述信號包括電話子信號和以太網(wǎng)子信號，電話子信號端用來發(fā)送從組合信號得出的進入的電話子信號和接收外出的電話子信號，以及以太網(wǎng)子信號端用來發(fā)送從組合信號得出的進入的以太網(wǎng)子信號和接收外出的以太網(wǎng)子信號，所述信號傳輸裝置的特征在于它包括濾波器裝置，用于把分別在電話子信號端和以太網(wǎng)子信號端上的外出的子信號組合成外出的組合信號，以便從組合信號端進行發(fā)送，以及用于把在組合信號端接收的進入的組合信號分離成進入的電話子信號和進入的以太網(wǎng)子信號，以便分別從電話子信號端和以太網(wǎng)子信號端進行發(fā)送。
本目的也通過通信網(wǎng)中的、組合以太網(wǎng)信號和電話信號的方法來達到，包括以下步驟接收外出的電話子信號，接收外出的以太網(wǎng)子信號，通過使用至少一個濾波器來組合接收的外出電話子信號和接收的外出以太網(wǎng)子信號得出組合的外出信號和發(fā)送所組合的外出信號，接收包括電話子信號和以太網(wǎng)子信號的組合的進入信號，通過使用至少一個濾波器把接收的組合進入信號分離成進入的電話子信號和進入的以太網(wǎng)子信號，以及通過第一子信號端發(fā)送進入的電話信號給用戶和通過第二子信號端發(fā)送進入的以太網(wǎng)子信號給用戶。
這使得能夠把以太網(wǎng)信號和電話信號組合在一條電纜上，因此使得網(wǎng)絡資源的使用最佳化。簡單濾波器的使用，特別是無源濾波器的使用使得設備便宜和堅實耐用。另外，不需要電源，這使得按照本發(fā)明的裝置甚至更可靠。
按照一個優(yōu)選實施例，所述濾波器裝置包括至少一個無源濾波器。
優(yōu)選地，所述裝置包括高通濾波器，用來接收進入的組合信號和發(fā)送進入的以太網(wǎng)子信號到以太網(wǎng)子信號端，以及包括低通濾波器，用來接收進入的組合信號和發(fā)送進入的電話子信號到電話子信號端。
為了平衡在各端之間的阻抗的差值，信號傳輸裝置優(yōu)選地還包括一個在以太網(wǎng)子信號端上或在電話子信號端上的對稱-非對稱轉換器。
按照本發(fā)明的解決方案也不需要在計算機或電話中有任何附加軟件或硬件。
今天使用的以太網(wǎng)標準實際上只使用高于100kHz的頻率。
普通的電話信號使用從0-4kHz的頻率范圍。ISDN電話信號使用0-80kHz的頻率范圍。因此，無論普通電話信號或者ISDN信號都可與以太網(wǎng)信號組合，而不需要諸如調制器那樣的有源部件。
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)網(wǎng)接入，具體地涉及以相對低的花費提供到數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入，特別是在家庭中。
上述的目的也按照本發(fā)明通過使用CATV網(wǎng)分布數(shù)據(jù)的方法來達到，該方法包括以下步驟-通過使用濾波器來組合基帶數(shù)據(jù)信號和CATV信號，-通過使用基本上相同類型的濾波器分離基帶數(shù)據(jù)信號和CATV信號。
本目的也按照本發(fā)明通過一種用于組合和/或分離CATV信號與數(shù)據(jù)信號的裝置來達到，所述裝置包括用來接收CATV信號的第一輸入端，用來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信號的第二輸入/輸出端，和用來接收和發(fā)送組合的CATV與數(shù)據(jù)信號的第三輸入/輸出端，在第一輸入/輸出端上的高通濾波器，在第二輸入/輸出端上的低通濾波器，以及組合單元，它被連接到高通濾波器、低通濾波器和第三輸入/輸出端。
按照優(yōu)選實施例，所使用的濾波器是無源濾波器。
因為使用了基帶數(shù)據(jù)信號，所以本解決方案使得能夠使用便宜的無源元件來分離/組合信號。
在優(yōu)選實施例中基帶數(shù)據(jù)信號是按照以太網(wǎng)協(xié)議的信號。
按照本發(fā)明的解決方案因此允許使用標準協(xié)議和標準設備。
本方法的重要應用是用于分布數(shù)據(jù)到至少一個計算機和/或分布來自至少一個計算機的數(shù)據(jù)，在這種情況下，它涉及以下步驟，在去往計算機的方向上-組合基帶數(shù)據(jù)信號與CATV信號得出組合的信號；-通過使用CATV電纜發(fā)送組合的信號到至少一個平臺；-把組合的信號分離成基帶數(shù)據(jù)信號和TV信號；-發(fā)送數(shù)據(jù)信號到計算機和發(fā)送TV信號到電視機；以及在來自計算機的方向上-沿著與組合信號相同的路徑、但以相反的方向發(fā)送來自計算機的數(shù)據(jù)。
在這種情況下，該設備包括-用于接收進入的CATV信號的裝置；-用于接收數(shù)據(jù)信號的裝置；-用于組合進入的數(shù)據(jù)信號與進入的CATV信號得出組合信號的裝置；
-用于發(fā)送所述組合信號到至少一個用戶的裝置；-用于把組合信號分離成數(shù)據(jù)信號和CATV信號的裝置；-用于接收來自至少一個計算機的外出的基帶數(shù)據(jù)信號和發(fā)送所述外出的基帶數(shù)據(jù)信號的裝置。
這樣，數(shù)據(jù)可以通過使用現(xiàn)有的資源(也就是，早已存在的電纜)來分布，這意味著網(wǎng)絡可以以便宜的方式來實施。按照本發(fā)明的方法和設備也使得將新的用戶加到數(shù)據(jù)網(wǎng)是相當便宜的。
例如，在星形網(wǎng)絡中，以太網(wǎng)集線器可被使用來發(fā)送所有的數(shù)據(jù)到所有的平臺，以及對于打算給特定計算機的數(shù)據(jù)的選擇在該計算機中實行。
替換地，交換機可被使用來分布數(shù)據(jù)，在這種情況下，只有打算給被連接在同一個鏈中的一個或一些計算機的數(shù)據(jù)才被發(fā)送給每個計算機。
這樣，用戶不必共享同一個帶寬，這意味著每個用戶可有效地使用數(shù)據(jù)通信可得的整個帶寬。
在優(yōu)選實施例中，進入的數(shù)據(jù)信號與TV信號共享進入的電纜，以及在信號組合以前，數(shù)據(jù)信號和TV信號在CATV調制解調器中被解調。
應當指出，數(shù)據(jù)信號傳輸是雙向的。
該設備也可包括阻抗變換單元或對稱-非對稱轉換器，被連接在第二輸入/輸出端和低通濾波器之間。
在優(yōu)選實施例中，對于10Mbit/s以太網(wǎng)濾波器的截止頻率基本上是在20和30MHz之間。對于100Mbit/s以太網(wǎng)，適當?shù)慕刂诡l率是50-60MHz。
對于CATV信號傳輸，第一輸入端的阻抗是75Ω左右，以及第二輸入/輸出端的阻抗是50Ω左右。
附圖簡述下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中

圖1A和1B顯示CATV網(wǎng)的兩個基本配置；圖2是本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的示意圖；圖3是本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的示意圖；圖4是本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的示意圖；
圖5顯示按照是本發(fā)明的一個實施例的分離/組合裝置；圖6A和6B顯示對于其中有一個以上的電視輸出口的平臺的技術實施例詳細說明圖1A顯示傳統(tǒng)的星形連接的CATV網(wǎng)絡。CATV放大器1接收TV信號，后者典型地從放大器1被分布到室內所有的平臺。到室內的每個電視機3或者每個平臺，都有單獨的電纜。
圖1B顯示傳統(tǒng)的級聯(lián)的CATV網(wǎng)絡。和前面一樣，CATV放大器11接收TV信號，后者典型地從放大器11被分布到室內所有的平臺。幾個電視機13通過同一條電纜被連接到放大器11。對于每個電視機13，都有一個接收單元15來分離來自放大器的功率，這樣每個平臺都能得到它的那部分。
當然，圖1A和1B所示的兩種配置的組合也是可能的。
圖2顯示基于如圖1A所示的星形配置網(wǎng)絡的、本發(fā)明的基本實施例。和前面一樣，CATV放大器101被使用來接收TV信號。TV信號從放大器101通過用于每個平臺的單獨的電纜被分布到多個包括電視機103和個人計算機104的平臺。TV信號也可被分布到其中只有一個或多個電視機105的平臺。
在本實施例中，外部數(shù)據(jù)網(wǎng)107被使用于室外的數(shù)據(jù)通信。來自數(shù)據(jù)網(wǎng)107的進入的數(shù)據(jù)在分布裝置108中通過室內CATV網(wǎng)分布到每個平臺。分布裝置108可以是集線器或交換機，它把給每個用戶的進入的數(shù)據(jù)分布到單獨的連接中。集線器僅僅把信號分成多個相同的信號，這樣同一個數(shù)據(jù)信號被分布給所有的用戶。如果使用交換機，則每個用戶的數(shù)據(jù)信號只被發(fā)送給這個用戶。這樣，每個用戶可以使用傳輸電纜的全部帶寬用于他自己的數(shù)據(jù)。
為了使得能夠通過CATV網(wǎng)分布數(shù)據(jù)信號，分離/組合裝置109被加到每條連接放大器101到電視機103的電纜上。其它平臺105不必接入到數(shù)據(jù)網(wǎng)107，以及它們以傳統(tǒng)的方式被直接連接到放大器101。分離/組合裝置109接收來自數(shù)據(jù)網(wǎng)107的數(shù)據(jù)信號和來自接收單元101的TV信號，把它們組合成一個信號以及輸出包括該數(shù)據(jù)信號和TV信號的信號。在相反方向上，分離/組合裝置接收包括數(shù)據(jù)信號的信號。下面將結合圖5更詳細地討論分離/組合裝置。
在每個平臺上，提供相同的分離/組合裝置111。分離/組合裝置109、111執(zhí)行相同的功能，但它們的設計可能不同。例如，把被直接連接到放大器101和數(shù)據(jù)網(wǎng)107的幾個分離/組合裝置109包括在一個單元中可行的。在用戶端處的分離/組合裝置111可被合并在現(xiàn)有的裝置中，諸如天線輸出口。所以每個計算機接收所有的數(shù)據(jù)。按照例如以太網(wǎng)協(xié)議，每個計算機適合于從數(shù)據(jù)流提取它想要的信息。
在分布裝置108以前的、進到建筑物中的外部數(shù)據(jù)連接可被省略，以及如果該連接存在的話，它可以以任何在本領域中已知的方式來提供。
在圖2上，顯示了單獨的數(shù)據(jù)網(wǎng)，也就是，數(shù)據(jù)通過單獨的電纜107進入到建筑物。
如果沒有外部數(shù)據(jù)連接，則CATV網(wǎng)可被使用于建筑物內的內部通信。
圖3顯示通過使用CATV調制解調器實施外部數(shù)據(jù)通信的第二種方法。數(shù)據(jù)信號和TV信號由雙向放大器201以本領域中熟知的方式在同一個連接上接收。只有TV信號從放大器201通過用于每個平臺的單獨的電纜被分布到多個包括電視機203和個人計算機204的平臺(為了簡明起見，只顯示一個平臺)。
CATV調制解調器207也接收來自CATV放大器的輸出信號。其它配置當然也是可能的。CATV調制解調器207從組合信號中提取數(shù)據(jù)信號，以及把這個信號轉發(fā)到分布裝置208。分布裝置208可以是集線器或交換機，它把給每個用戶的進入的數(shù)據(jù)分布到單獨的連接中。在這些連接的每個連接上的數(shù)據(jù)然后被分布到適當?shù)钠脚_。為了達到這一點，像圖2所示的同樣的分離/組合裝置209被使用來組合在每條將放大器201連接到電視機203的電纜上的信號與來自分布裝置208的適當?shù)臄?shù)據(jù)信號。在每個公寓中，提供相同的分離/組合裝置211用來分離開接收的數(shù)據(jù)信號和TV信號。
在相反方向上，數(shù)據(jù)信號從個人計算機204中發(fā)出，它經(jīng)過分離/組合裝置211和209到分布裝置208。由此處信號可返回經(jīng)過CATV調制解調器207，在調制以后(典型地在5和25MHz之間)，在相反方向上，數(shù)據(jù)通過放大器201被發(fā)送到外部網(wǎng)絡。
實施外部數(shù)據(jù)連接的第三種方法是通過使用按照本發(fā)明的無源元件來組合數(shù)據(jù)和CATV信號。在本例中，分離/組合裝置109、111可被使用來組合信號。
圖4顯示能夠做到這一點的一個配置。在圖的左面顯示了外部連接的一部分。加到分離/組合裝置221的進入的信號被假定為包括被無源元件組合在一起的基帶數(shù)據(jù)信號和CATV信號，像下面結合圖5更詳細地討論的那種。在沿著路徑的某個最大距離上，需要轉發(fā)器，它最好包含兩個信號的分離。每個轉發(fā)器用以下的方式來實施進入的信號在分離/組合裝置221中被分離成CATV信號和基帶數(shù)據(jù)信號。CATV信號被饋送到CATV放大器223，而數(shù)據(jù)信號被饋送到分布裝置225，后者多半是轉發(fā)器，但也可以是交換機和集線器。來自CATV放大器223和分布裝置225的輸出信號在分離/組合裝置225中再次地被組合。
在信號被饋送到CATV放大器231以前，它在分離/組合裝置229中被分離成CATV信號和數(shù)據(jù)信號。CATV信號被饋送到CATV放大器以及數(shù)據(jù)信號被饋送到分布裝置233，后者優(yōu)選地是交換機。對于每個平臺，來自交換機的輸出信號與CATV信號在分離/組合裝置234中再次被組合，以及所組合的信號被傳送到每個平臺，在其中分離/組合裝置235分離信號，并把TV信號饋送到電視機236和把數(shù)據(jù)信號饋送到計算機237。
圖5顯示分離/組合裝置109、111、209、211的優(yōu)選實施例。分離/組合裝置具有用于接收TV信號的第一端251，用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信號的第二端253，和用于接收和發(fā)送組合信號的第三端255。數(shù)據(jù)信號是從分布裝置108、208，或從用戶計算機被接收的。TV信號是從CATV放大器101、201被接收的。組合信號是在室內CATV網(wǎng)上發(fā)送的。
有線電視頻道通常在高于47MHz的頻率上被發(fā)送。數(shù)據(jù)信號通常通過使用低于30MHz的頻率被發(fā)送。所以，在第一端251處，設置一個高通濾波器257來濾除數(shù)據(jù)信號并通過TV信號。在第二端253處，設置一個低通濾波器259來濾除電視信號并通過數(shù)據(jù)信號。濾波器257、259被連接到分離/組合單元261，在其中把兩個信號進行組合。
在三個連接上的阻抗通常是不同的。在第一端251和第三端255，阻抗通常是75Ω。在第二端阻抗通常是50Ω。為了解決這個問題，可以使用阻抗變換器263。然而，這是可任選的，因為阻抗差值通常不會引起大的問題。
在分離/組合裝置111、211中，第一端251在用戶端被連接到用戶的電視機。第二端253被連接到用戶的計算機，以及第三端255被連接到另一個端的分離/組合裝置109、209的相應的第三端255。這些分離/組合裝置109、209的第一端251被連接到CATV放大器101、201。第二端253被連接到分布裝置108、208。
圖6A和6B顯示用于其中有一個以上的電視輸出口的平臺的技術實施方案。在圖6A上，假定電視輸出口是在數(shù)據(jù)輸出口后面，正如從CATV源信號看到的。分離裝置301接收組合的數(shù)據(jù)與電視信號，它在分離裝置中被分支到一個載送數(shù)據(jù)信號到計算機303的連接，以及電視信號(它可以在一個或多個分支單元304被分支)被分支到一個或多個電視機305。在圖6B上，假定電視輸出口是在數(shù)據(jù)輸出口的前面。第一分離/組合裝置311接收組合的數(shù)據(jù)與電視信號，以及把信號分離成數(shù)據(jù)信號直接饋送到第二分離/組合裝置312，但該信號也在分支單元314中被分支到一個或多個電視機313。
至今為止討論集中在10BASE-2以太網(wǎng)協(xié)議上。如果使用另一個以太網(wǎng)協(xié)議，例如10BASE-T，則替代阻抗變換器263，必須將適配器和對稱-非對稱轉換器包括在分離/組合裝置中。
圖7顯示本發(fā)明的優(yōu)選實施例，它被應用到像圖1B所示的那樣的級聯(lián)的耦合網(wǎng)絡，用于傳送數(shù)據(jù)到屋內。正如前面一樣，CATV放大器401被使用接收TV信號。TV信號從放大器401被分布到多個平臺，每個平臺都具有電視機403和個人計算機404。
正如圖2所示的實施例，單獨的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡407被使用于室外的數(shù)據(jù)通信。來自數(shù)據(jù)網(wǎng)407的進入的數(shù)據(jù)在分布裝置408中通過室內的CATV網(wǎng)被分布到每個平臺。分布裝置408可以是集線器，只把同一個信號分布到多個輸出端，或者它可以是交換機，交換進入的數(shù)據(jù)，以使得只有打算給被連接到特定級聯(lián)的用戶的數(shù)據(jù)在這個級聯(lián)上被發(fā)送。在圖7上，顯示了兩個級聯(lián)。可以只使用一個級聯(lián)，或可以使用任意數(shù)目的級聯(lián)。
為了使得能夠通過CATV網(wǎng)分布數(shù)據(jù)信號，分離/組合裝置409被加到每條連接放大器401到電視機403的電纜上。通常有幾個分離/組合裝置409，每個被分開地連接到CATV放大器和分布裝置409。接收單元410在每個平臺上被使用來接收組合信號，把它分離成數(shù)據(jù)信號和TV信號，把信號分別分布到電視機和計算機，把信號再組合在一起，并把它傳送到下一個平臺。因為級聯(lián)結構，實際上，包括數(shù)據(jù)和電視信號的同一個信號被分布到所有的平臺。如果在一個或多個平臺上不想進行數(shù)據(jù)通信，則接收單元410可被如下的簡化。
在每個平臺上的接收單元410接收包括來自數(shù)據(jù)網(wǎng)407的數(shù)據(jù)信號和來自接收單元401的TV信號的組合信號，把它們組合成一個信號以及輸出包括數(shù)據(jù)信號和TV信號的信號。在相反方向上，分離/組合裝置接收包括數(shù)據(jù)信號和TV信號的信號，以及把它們分離成兩個單獨的信號。分離/組合裝置是與結合圖5討論的分離/組合裝置相同的。
至于星形配置，數(shù)據(jù)連接407可被省略，或可以以本領域中已知的任何方式被提供。數(shù)據(jù)連接的幾個不同的實施例已結合圖2、3、4A和4B被討論。
在圖8上顯示的接收單元410中，提供了像圖5所示的那樣的兩個分離/組合裝置411a、411b。在接收方向上，分離/組合裝置之一411a把接收的信號分離成數(shù)據(jù)信號和電視信號。電視信號通過電纜412被發(fā)送到另一個分離/組合裝置411b，在所述電纜412上的分支單元413把信號分支到電視機。數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)電纜414被發(fā)送到收發(fā)信機415，以及再從收發(fā)信機發(fā)送到另一個分離/組合裝置411b。收發(fā)信機具有高的輸入阻抗以及不裝載電纜。所以，為了正確地工作，必須把它放置在離電纜僅僅幾厘米的地方。收發(fā)信機是有源部件，以及需要外部電源，它通常通過使用AUI接口從計算機得到該電源。從收發(fā)信機415，數(shù)據(jù)連接也被分支轉移到計算機中的AUI以太網(wǎng)卡(未示出)。
在級聯(lián)中請求數(shù)據(jù)通信的最后的平臺上，也就是在電纜的末端，不需要第二分離/組合裝置。作為替代需要一個終結裝置用來終結數(shù)據(jù)信號。對于在請求數(shù)據(jù)通信的最后平臺后面的平臺，可以使用普通的級聯(lián)TV網(wǎng)，因為在請求數(shù)據(jù)通信的最后平臺中數(shù)據(jù)信號不需要重新組合。
如果在一個或多個平臺中不想進行數(shù)據(jù)通信，則對于在放大器401和想要能夠接收數(shù)據(jù)的平臺之間的所有平臺，仍舊需要分離/組合裝置411a、411b。所以，可以安裝像圖8所示的410那樣的、但不帶收發(fā)信機415的接收單元。這樣，如果數(shù)據(jù)通信應當在后一級能進行，則必須安裝收發(fā)信機。替換地，可以安裝完全的接收單元410，以及來自收發(fā)信機的數(shù)據(jù)輸出口被封阻。使得數(shù)據(jù)輸出口能夠遠端激活和禁止的解決辦法當然是方便的。這可以通過使用以太網(wǎng)控制分組來完成，在這種情況下，在平臺中將需要附加的硬件來監(jiān)視控制分組。
在另一個實施例中，圖8的收發(fā)信機415可以用轉發(fā)器或小的集線器或交換機來代替。使得10BASE-2和10BASE-T能夠工作的集線器在本領域中是熟知的。這樣的集線器的10BASE-T端可被連接到外部計算機，而10BASE-2端可被連接到內部的同軸電纜414。由于10BASE-T比10BASE-2更通用，故這種解決辦法可能是更有利的。分布單元(轉發(fā)器或集線器或交換機)需要電源，但即使一個分布單元失去電源，系統(tǒng)將仍舊為其它平臺工作。如果使用收發(fā)信機，這也是正確的，正如上面描述的。
由于實際原因，分布單元(即平臺上的集線器或交換機)應當從CATV電纜得到它們的電源。為了達到這一點，直流或低頻交流可以和數(shù)據(jù)與TV信號一起被饋送到該分布單元。然后可以使用三向濾波器來分離數(shù)據(jù)信號、TV信號和電源。也可以使用類似的三向濾波器來再組合信號，用于從CATV電纜輸出。
不用收發(fā)信機，在系統(tǒng)中可以使用10BASE-T集線器或交換機。因此來自緊接CATV放大器的以太網(wǎng)集線器或交換機的輸出口必須裝配有對稱非對稱轉換器，以便從雙絞線對電纜轉換到同軸電纜。在這種情況下，對于每個平臺中的每個集線器，也必須使用對稱非對稱轉換器。這種配置對電源故障要靈敏得多，其中如果一個集線器停止工作，則它將使網(wǎng)絡的其余部分斷開。所以，集線器的電源應當來自CATV電纜。對于可被級聯(lián)連接的集線器的數(shù)目也有限制。如果使用交換機，則沒有這樣的限制。
當然，由于按照以太網(wǎng)協(xié)議，計算機能夠選擇哪些信元可接收和哪些信元要被丟棄，所以在每個平臺上也可以包括一個以上的計算機輸出口，或者是在相同的分離/組合裝置之間，或者通過使用一對以上的分離/組合裝置。
如果使用組合的以太網(wǎng)和電話信號代替純以太網(wǎng)信號的話，分離/組合裝置可被使用得到甚至更多的好處。圖9上顯示了用于組合以太網(wǎng)信號和電話信號的設備。
圖9顯示了包括到用戶的連接的最后部分(即，被專用于一個特定的用戶的電纜)的一部分電信網(wǎng)。
在用戶臺址501處，有按照本發(fā)明的第一濾波器裝置503，用來在組合信號端505處接收來自網(wǎng)絡的組合信號，所述組合信號包括電話子信號和以太網(wǎng)子信號。濾波器裝置503包括低通濾波器507，和高通濾波器8。低通濾波器507從組合信號端505接收組合信號，以及濾除電話子信號，后者被傳送到第一子信號端509。高通濾波器8從組合信號端接收組合信號，以及濾除以太網(wǎng)子信號，后者被從高通濾波器裝置發(fā)送到第二子信號端511。分別通過第一和第二子信號端509和511，濾波器裝置503也被用來從用戶分別接收電話信號和以太網(wǎng)信號。從用戶處接收的子信號在濾波器裝置503中被組合成組合信號，后者通過濾波器裝置503的組合信號端505發(fā)送到網(wǎng)絡。
在網(wǎng)絡中，典型地被連接到以太網(wǎng)交換機的有第二濾波器裝置513，就像在用戶臺址處的濾波器裝置503一樣。濾波器裝置513包括組合信號端515，用于接收來自用戶501的組合信號和把組合信號分成子信號，和用于發(fā)送組合信號到用戶501。濾波器裝置513也包括用于接收來自電話網(wǎng)的電話子信號的第三子信號端519，以及用于接收來自網(wǎng)絡的以太網(wǎng)信號的第四子信號端521。子信號端519、521也被使用來把從用戶接收的組合信號中得出的各自的子信號發(fā)送到適當?shù)木W(wǎng)絡。應當指出，濾波器裝置503和513只是在網(wǎng)絡的不同的位置中執(zhí)行相同的功能，所以它們可以是相同的。
電話子信號可以是任何公共交換電話網(wǎng)(PSTN)標準，諸如POTS，它使用高到4kHz的頻率，或ISDN，它使用高到80kHz的頻率，或者是實際上在0-100kHz頻率范圍內的任何其它類型的信號。POTS信號具有約4kHz的最大頻率，以及ISDN信號具有約80kHz的最大頻率。濾波器裝置507、517應當在電話信號的最大頻率與以太網(wǎng)信號的實際最小頻率(即，100kHz)之間分離出信號。
以太網(wǎng)子信號可以是不使用較低頻率的、任何類型的以太網(wǎng)信號，諸如10Mb/s以太網(wǎng)(例如10BASE-T,10BASE-2或10BASE-5),或100Mb/s以太網(wǎng)(例如100BASE-TX)。
在電話子信號端509、519處接收的電話信號在雙絞線對電纜上被接收。在以太網(wǎng)子信號端511、521處接收的數(shù)據(jù)信號在兩個(或四個)雙絞線對或同軸電纜上被接收，這取決于所使用的標準。在兩個裝置503、513之間的連接可以是同軸電纜或雙絞線對。為了平衡端之間的阻抗，在電話子信號端509、519，在以太網(wǎng)子信號端511、521，或同時在二者上，可能必須使用在本領域中熟知的對稱非對稱轉換器。
如果在兩個裝置503、513之間的電纜是同軸電纜，則電話信號需要用被連接到電話子信號端509、519的對稱非對稱轉換器重新平衡。對于10BASE-2和10BASE-5以太網(wǎng)，不需要將對稱非對稱轉換器用于以太網(wǎng)子信號端511、521。對于10BASE-T和10BASE-TX，對稱非對稱轉換器也必須裝配到以太網(wǎng)子信號端511、521。用于以太網(wǎng)子信號端511、521的對稱非對稱轉換器既平衡阻抗，也把業(yè)務的2個雙絞線對變換成一對，它可以是同軸電纜。
如果在裝置503、513之間的電纜是CAT5雙絞線對電纜，則在電話子信號端509、519處不需要使用對稱非對稱轉換器。對于使用同軸電纜的10BASE-2和10BASE-5，以太網(wǎng)子信號首先通過使用被連接到以太網(wǎng)子信號端511、521的對稱非對稱轉換器重新平衡。對于使用CAT5電纜中的兩對線的10BASE-T和10BASE-TX，只有一對線被濾波，以及與電話信號相組合。
典型地，所顯示的連接組合從以太網(wǎng)接收的信號與在第二濾波器裝置513中的電話信號，以及發(fā)送組合信號到用戶的臺址，在其中信號在第一濾波器裝置503中被分離。然而，有可能由兩個濾波器裝置503、513服務于用戶，或由兩個濾波器裝置503、513服務于網(wǎng)絡。
圖10顯示本發(fā)明的特定的有利的應用，其中如圖9所示的濾波器裝置603在用戶臺址被提供，以及如圖9所示的另一個濾波器裝置613在網(wǎng)絡被提供，優(yōu)選地，該裝置靠近以太網(wǎng)交換機。在這個應用中，從各個濾波器裝置603、613輸出的組合的以太網(wǎng)和電話信號進而又分別與在CATV/以太網(wǎng)濾波器裝置605、615中的另一個信號(諸如，CATV信號)相組合。CATV/以太網(wǎng)濾波器裝置類似于圖1-8所示的分離/組合裝置。像濾波器裝置603、613一樣，濾波器裝置605、615是雙向的，即在一個方向，它們接收組合的以太網(wǎng)與電話信號和CATV信號，以及發(fā)送組合的以太網(wǎng)與電話和CATV信號，以及在另一個方向，它接收組合的以太網(wǎng)與電話和CATV信號，以及把信號分離成組合的以太網(wǎng)和電話信號以及CATV信號。
在CATV-以太網(wǎng)濾波器裝置605、615中進行的組合也可以借助于上述的無源濾波器來進行。在這個應用中進行的三個信號的組合當然特別有利，因為它使得能夠甚至更佳地使用電纜資源。
當然，濾波器裝置603、605和613、615可以分別實施在一個單元中，雖然在圖2上為了清楚起見，它們被顯示為兩個單獨的單元。
權利要求
1．一種信號傳輸裝置(3,13；103,113)，包括組合信號端(5,15)，用來接收進入的組合信號和發(fā)送外出的組合信號，所述信號包括電話子信號和以太網(wǎng)子信號；電話子信號端(9,19)，用來發(fā)送從組合信號得出的進入的電話子信號和接收外出的電話子信號；以太網(wǎng)子信號端(11,21)，用來發(fā)送從組合信號得出的進入的以太網(wǎng)子信號和接收外出的以太網(wǎng)子信號；其特征在于，它包括濾波器裝置(7,8,17,18)，用于把分別在電話子信號端(9,19)和以太網(wǎng)子信號端(11,21)上的外出的子信號組合成外出的組合信號，以便從組合信號端(5,15)進行發(fā)送，以及用于把在組合信號端(5,15)接收的進入的組合信號分離成進入的電話子信號和進入的以太網(wǎng)子信號，以便分別從電話子信號端(9,19)和以太網(wǎng)子信號端(11,21)進行發(fā)送。
2．按照權利要求1的信號傳輸裝置，其特征在于，其中所述濾波器裝置(7,8,17,18)包括至少一個無源濾波器(8,7,18,17)。
3．按照權利要求1或2的信號傳輸裝置，其特征在于，其中所述裝置包括高通濾波器(8,18)，用來接收進入的組合信號和發(fā)送進入的以太網(wǎng)子信號到以太網(wǎng)子信號端。
4．按照權利要求1、2或3的信號傳輸裝置，其特征在于，其中所述裝置包括低通濾波器(7,17)，用來接收進入的組合信號和發(fā)送進入的電話子信號到電話子信號端。
5．按照前述權利要求的任一項的信號傳輸裝置(3,13；103,113)，其特征在于，還包括在以太網(wǎng)子信號端(11,21)上的對稱非對稱轉換器。
6．按照前述權利要求的任一項的信號傳輸裝置(3,13；103,113)，其特征在于，還包括在電話子信號端上的對稱非對稱轉換器。
7．在通信網(wǎng)中用于組合以太網(wǎng)信號和電話信號的方法，包括以下步驟接收外出的電話子信號，接收外出的以太網(wǎng)子信號，通過使用至少一個濾波器來組合接收的外出電話子信號和接收的外出以太網(wǎng)子信號得出組合的外出信號和發(fā)送所組合的外出信號，接收包括電話子信號和以太網(wǎng)子信號的組合的進入信號，通過使用至少一個濾波器把接收的組合進入信號分離成進入的電話子信號和進入的以太網(wǎng)子信號，以及通過第一子信號端發(fā)送進入的電話信號給用戶和通過第二子信號端發(fā)送進入的以太網(wǎng)子信號給用戶。
8．按照權利要求7的方法，其特征在于，其中所述至少一個濾波器是無源濾波器。
9．按照權利要求7或8的方法，其特征在于，還包括在組合子信號以前通過對稱非對稱轉換器平衡外出的電話子信號。
10．按照權利要求7、8或9的方法，其特征在于，還包括在分離組合的進入信號以后通過對稱非對稱轉換器平衡進入的電話子信號。
11．按照權利要求7-10的任一項的方法，其特征在于，還包括在組合子信號以前通過對稱非對稱轉換器平衡外出的以太網(wǎng)子信號。
12．按照權利要求7-11的任一項的方法，其特征在于，還包括在分離組合的進入信號以后通過對稱非對稱轉換器平衡進入的以太網(wǎng)子信號。
13．使用CATV網(wǎng)分布數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，-通過使用濾波器來組合基帶數(shù)據(jù)信號和CATV信號，-通過使用基本上相同類型的濾波器分離基帶數(shù)據(jù)信號和CATV信號。
14．按照權利要求13的方法，其特征在于，其中濾波器是無源濾波器。
15．按照權利要求11或13的方法，其特征在于，基帶數(shù)據(jù)信號是按照以太網(wǎng)協(xié)議的信號。
16．用于分布數(shù)據(jù)到至少一個計算機和/或分布來自至少一個計算機的數(shù)據(jù)的方法，其特征在于以下步驟在去往計算機的方向上-組合基帶數(shù)據(jù)信號與CATV信號得出組合的信號；-通過使用CATV電纜發(fā)送組合的信號到至少一個第一平臺；-把組合的信號分離成基帶數(shù)據(jù)信號和TV信號；-在所述至少第一平臺中分布數(shù)據(jù)信號到計算機和分布TV信號到電視機；以及在來自計算機的方向上-沿著與組合信號相同的路徑、但以相反的方向發(fā)送來自計算機的數(shù)據(jù)。
17．按照權利要求16的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)信號與CATV信號在分布到所述計算機和電視機以后被再次地組合，以便分布到以級聯(lián)的配置與所述至少第一平臺連接的至少一個隨后的平臺。
18．按照權利要求16或17的方法，其特征在于，其中所有的數(shù)據(jù)被發(fā)送到所有的平臺，以及對打算用于特定計算機的數(shù)據(jù)的選擇是在該計算機上進行的。
19．按照權利要求16或17的方法，其特征在于，其中數(shù)據(jù)在信號組合以前被切換，以使得只有打算用于以相同的級聯(lián)進行連接的一個或一些計算機的數(shù)據(jù)被發(fā)送到每個計算機。
20．按照權利要求16、17、18或19的方法，其特征在于，其中進入的數(shù)據(jù)信號是基帶數(shù)據(jù)信號，它通過濾波器與CATV信號相組合以及從CATV電纜進入。
21．按照權利要求16-20的任一項的方法，其特征在于，其中進入的數(shù)據(jù)信號與TV信號共享進入的電纜，以及數(shù)據(jù)信號和TV信號在信號組合以前，在CATV調制解調器中被解調。
22．按照權利要求16-21的任一項的方法，其特征在于，其中至少數(shù)據(jù)信號傳輸是雙向的。
23．按照權利要求16-22的任一項的方法，其特征在于，其中基帶數(shù)據(jù)信號是由以太網(wǎng)子信號和電話子信號組合的。
24．用于組合和/或分離CATV信號和數(shù)據(jù)信號的裝置，其特征在于，所述裝置包括用來接收CATV信號的第一端(251)，用來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信號的第二輸入/輸出端(253)，和用來接收和發(fā)送組合的CATV與數(shù)據(jù)信號的第三輸入/輸出端(255)，在第一輸入/輸出端(251)上的高通濾波器(257)，在第二輸入/輸出端(253)上的低通濾波器(259)，以及組合單元(261)，它被連接到高通濾波器(257)、低通濾波器(259)和第三輸入/輸出端(255)。
25．按照權利要求24的裝置，其特征在于，還包括被連接在第二輸入/輸出端和低通濾波器之間的阻抗變換單元。
26．按照權利要求24的裝置，其特征在于，還包括被連接在第二輸入/輸出端和低通濾波器之間的對稱非對稱轉換器(263)。
27．按照權利要求24-26的任一項的裝置，其特征在于，其中濾波器(257,259)的截止頻率大約在30和40MHz之間。
28．按照權利要求24-27的任一項的裝置，其特征在于，其中第一輸入/輸出端(251)的阻抗是75Ω左右，以及第二輸入/輸出端(253)的阻抗是50Ω左右。
29．按照權利要求24-28的任一項的裝置，其特征在于，適用于雙向業(yè)務。
30．按照權利要求24-29的任一項的裝置，其特征在于，還包括濾波器裝置，用于組合接收的基帶數(shù)據(jù)子信號和接收的電話子信號，以便得到接收的基帶數(shù)據(jù)信號，以及用于把發(fā)送的基帶數(shù)據(jù)信號分離成基帶數(shù)據(jù)子信號和電話子信號。
31．用于接收CATV信號和數(shù)據(jù)信號的設備，其特征在于，所述設備包括-用于接收進入的CATV信號的裝置(101；201；231；401)；-用于接收進入的基帶數(shù)據(jù)信號的裝置(108；408)；-用于組合進入的基帶數(shù)據(jù)信號與進入的CATV信號以得出組合信號的裝置(109；209；234；409)；-用于發(fā)送所述組合信號到至少一個用戶的裝置；-用于把組合的信號分離成數(shù)據(jù)信號和CATV信號的裝置(111；211；235；411)；-用于接收來自至少一個計算機的外出的基帶數(shù)據(jù)信號和發(fā)送所述外出的基帶數(shù)據(jù)信號的裝置。
32．按照權利要求31的設備，其特征在于，其中用于組合進入的數(shù)據(jù)信號和進入的CATV信號以得到組合信號的所述裝置(109；209；234；409)，以及用于把組合的信號分離成數(shù)據(jù)信號和CATV信號的裝置(111；211；235；411)是按照權利要求24-30的任一項的組合/分離裝置。
全文摘要
公開了用于數(shù)據(jù)通信的方法和設備,其中有線電視網(wǎng)被使用來以相對較低花費提供數(shù)據(jù)網(wǎng)接入,特別是為家庭使用。對于室內網(wǎng)絡,按照以太網(wǎng)協(xié)議的基帶數(shù)據(jù)信號通過使用濾波器與有線電視信號相組合,以及被分布到一個或多個平臺。優(yōu)選地,使用無源濾波器。外出的數(shù)據(jù)沿著同一條路徑向相反的方向發(fā)送?；鶐?shù)據(jù)信號也可以包括電話信號,后者與沒有調制的數(shù)據(jù)信號相組合。對于外部通信,可以構建單獨的數(shù)據(jù)網(wǎng),可以使用傳統(tǒng)的有線電視調制解調器解決方案,或者以創(chuàng)造性方式通過使用濾波器把基帶數(shù)據(jù)信號與有線電視網(wǎng)相組合。
文檔編號H04N7/173GK1319308SQ9981114
公開日2001年10月24日 申請日期1999年7月19日 優(yōu)先權日1998年7月20日
發(fā)明者D·薩林 申請人:艾利森電話股份有限公司