BRPI0617307A2

BRPI0617307A2 - derivações comutáveis de banda e amplificador para uso em um sistema a cabo

Info

Publication number: BRPI0617307A2
Application number: BRPI0617307-1A
Authority: BR
Inventors: Paul Gothard Knutson; Max Ward Muterspaugh; Kumar Ramaswamy
Original assignee: Thomson Licensing
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2011-07-19
Also published as: JP2009512337A; EP1946548A1; WO2007046876A1; US20090113510A1; CN101288302A

Abstract

DERIVAçõES COMUTáVEIS DE BANDA E AMPLIFICADOR PARA USO EM UM SISTEMA A CABO. Uma derivação de rede a cabo compreende uma primeira porta para acoplamento a uma porção ascendente (upstream, do usuário para o servidor) de uma rede a cabo e para o recebimento de um sinal descendente (downstream, do servidor para o usuário pela rede); uma segunda porta para acoplamento a uma porção descendente da rede a cabo e recebimento de um sinal ascendente; e um filtro para filtrar pelo menos um sinal ascendente e um sinal descendente. O filtro tem uma largura de banda ajustável de acordo com uma pluralidade de configurações de largura de banda de rede a cabo, cada configuração de largura de banda de rede a cabo alocando a largura de banda diferentemente entre as comunicações ascendentes e as comunicações descendentes por pelo menos uma porção da rede a cabo.

Description

"DERIVAÇÕES COMUTÁVEIS DE BANDA E AMPLIFICADORPARA USO EM UM SISTEMA A CABO"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, de modo geral, asistemas de comunicação e, mais particularmente, a sistemasde televisão a cabo.

Os sistemas atuais de televisão (TV) a cabooferecem vários serviços aos clientes, como, por exemplo, aprogramação da TV (tanto em rede, como local), a programaçãopay-per-view (pague e veja) e acesso à Internet. Um exemplode um sistema de TV a cabo é uma rede híbrida baseada emfibra / fio coaxial com uma capacidade de largura de bandade 750 MHz (milhões de hertz) para a liberação destesserviços a seus assinantes. Esta capacidade de largura debanda é tipicamente dividida entre um canal descendente(downstream, do servidor para o usuário pela rede) e umcanal ascendente (upstream, do usuário para o servidor pelarede) . 0 canal descendente transporta não apenas aprogramação da TV, mas também comunicações de dados daInternet no sentido descendente para cada assinante;enquanto o canal ascendente transporta comunicações de dadosda Internet no sentido ascendente a partir de cadaassinante.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A distribuição de largura de banda de TV a caboacima descrita para um canal descendente e para um canalascendente é fixa. Como resultado, torna-se difícil aosoperadores de cabo estender as capacidades de suas redes acabo ou oferecer novos tipos de serviços que requerem umalargura de banda extra. No entanto, foi notado que épossível para um sistema a cabo gerenciar a largura de bandadas larguras de banda dos canais ascendente e descendente -permitindo, assim, que o sistema a cabo ofereça novascapacidades e serviços. Em particular, e de acordo com osprincípios da presente invenção, um sistema a cabo gerenciaa largura de banda por meio da seleção de uma largura debanda de acordo com uma configuração selecionada dentre umapluralidade de configurações de largura de banda de rede acabo, cada configuração de largura de banda de rede a caboalocando uma largura de banda diferente entre ascomunicações ascendentes e as comunicações descendentes porpelo menos uma porção da rede a cabo; e filtrando pelo menosum sinal (por exemplo, um sinal descendente (do servidorpara o usuário pela rede) ou um sinal ascendente (do usuáriopara o servidor pela rede) ) de acordo com a largura de bandaselecionada.

Em uma modalidade ilustrativa da presenteinvenção, uma porção de uma rede a cabo inclui um aparelho,por exemplo, uma derivação, compreendendo uma primeira portapara acoplamento a uma porção ascendente (upstream, dousuário para o servidor) de uma rede a cabo e pararecebimento de um sinal descendente (de sentido descendente,do servidor para o usuário) ; uma segunda porta paraacoplamento a uma porção descendente (downstream, doservidor para o usuário) da rede a cabo e para recebimentode um sinal ascendente; e um filtro para filtrar pelo menosum dentre o sinal descendente e o sinal ascendente; em que ofiltro tem uma largura de banda ajustável de acordo com apluralidade de configurações de largura de banda de rede acabo, cada configuração de largura de banda de rede a caboalocando uma largura de banda diferente entre ascomunicações ascendentes (do usuário para o servidor) e ascomunicações descendentes (do servidor para o usuário) porpelo menos uma porção da rede a cabo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 mostra um sistema a cabo ilustrativo deacordo com os princípios da presente invenção;

As Figuras 2 a 10 ilustram um gerenciamento delargura de banda de acordo com os princípios da presenteinvenção;

As Figuras 11 a 13 mostram modalidadesilustrativas de um dispositivo de largura de bandaprogramável de acordo com os princípios da presenteinvenção;

A Figura 14 mostra um outro sistema a caboilustrativo de acordo com os princípios da presenteinvenção;

A Figura 15 mostra uma outra modalidadeilustrativa de um dispositivo de largura de bandaprogramável de acordo com os princípios da presenteinvenção; e

As Figuras 16 a 20 mostram outras modalidadesilustrativas de um dispositivo de largura de bandaprogramável de acordo com os princípios da presenteinvenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A parte seus conceitos inventivos, os elementosmostrados nas figuras são bem conhecidos e não serãodescritos em pormenores. Da mesma maneira, presume-se umafamiliaridade com a difusão televisiva e receptores nocontexto terrestre, via satélite e a cabo, não se fazendonenhuma descrição em detalhe no presente documento. Porexemplo, a parte seus conceitos inventivos, presume-se umafamiliaridade com as recomendações atuais e propostas paraos padrões de TV, por exemplo, os do NTSC (Comitê Nacionaldos Sistemas de Televisão) , das PAL (Linhas de Alternação deFases), da SECAM (SEquencial Couler Avec Memoire), do ATSC(Comitê Avançado dos Sistemas de Televisão) e do ITU-T J.83"Sistemas digitais de múltiplos programas para televisão,serviços de som e dados para distribuição a cabo". Da mesmaforma, a parte seus conceitos inventivos, presume-se umafamiliaridade com os transponders de satélite, com asestações transmissoras (head-ends) a cabo, com os aparelhosdecodificadores, com os conceitos de sinais e transmissão deenlace descendente, tais como os da banda lateral vestigialde oito níveis (8-VSB), da Modulação de Amplitude deQuadratura (QAM), dos canais de controle fora de banda e doscomponentes receptores, tais como o processador front-end deradiofreqüência (RF), ou da seção receptora, como o bloco debaixo ruído, os sintonizadores, e os demoduladores. Demaneira similar, os métodos de formatação e de codificação(tais como os do Padrão de Sistemas do Grupo deEspecialistas em Imagens em Movimento (Moving Picture ExpertGroup) (MPEG)-2 (ISO/IEC 13818-1)) para a geração de fluxosde bit de transporte, são bem conhecidos e não serão descritos no presente documento. Deve-se notar ainda que oconceito inventivo pode ser implementado usando-se técnicasde programação convencionais, as quais, como tais, não serãodescritas no presente documento. Finalmente, os númerossimilares nas figuras representam elementos similares.

Voltando agora para a Figura 1, um sistema a caboilustrativo 100 de acordo com os princípios da presenteinvenção é mostrado. De maneira ilustrativa, o sistema acabo 100 é um sistema híbrido de fibra e fio coaxial (HFC) .Para fins de simplicidade, a porção de fibra não é descrita no presente documento. Deve-se notar que, embora o conceitoinventivo seja descrito no contexto de um cabo coaxial(coax), a presente invenção não se limita ao mesmo e pode seestender ao processamento de sinais de fibra ótica. Umapluralidade de estações, conforme representadas pelasestações 120-1 a 120-6, é conectada a uma estaçãotransmissora 105 por uma rede a cabo de árvore eramificações. Cada estação é associada a um assinante acabo. Cada estação inclui, por exemplo, um aparelhodecodificador para o recebimento da programação de vídeo e um modem a cabo para a comunicação de dados bidirecionaispara, por exemplo, a Internet. A estação transmissora 105 éum sistema baseado em um processador de programa armazenadoe inclui pelo menos um processador (por exemplo, ummicroprocessador) com memória associada, juntamente com umtransmissor e um receptor acoplados à rede a cabo (para finsde simplicidade, estes elementos não são mostrados) .Ignorando no momento o elemento 200, a rede a cabocompreende um cabo coaxial principal 106 tendo umapluralidade de derivações 110-1, 110-2 a 110-N. Cada umadessas derivações serve um cabo alimentador correspondente.Por exemplo, a derivação 110-1 serve o cabo alimentador 111-1. Cada cabo alimentador, por sua vez, serve uma ou maisestações via uma derivação de um cabo drop (de atendimentoao assinante) 116-1. Para fins da presente descrição,pressupõe-se que os dispositivos da rede a cabo 100, porexemplo, as derivações, os cabos drop, etc., sejamendereçáveis e controláveis pela estação transmissora 105 via um canal de sinalização fora de banda (não mostrado naFigura 1) . A parte seu conceito inventivo, o uso de um canalde sinalização fora de banda para endereçar e controlardispositivos em porções especificas da rede a cabo éconhecido. Por exemplo, um canal de controle fora de bandaque é baseado em uma modulação por chaveamento de freqüência(FSK) pode ser usado tanto para endereçar como paracontrolar dispositivos em uma rede a cabo. Um sistema destetipo é o Sistema de Controle de Multi-Derivação Endereçáveldisponível na Blonder Tongue Laboratories, Inc.

No sistema a cabo 100, a comunicação entre aestação transmissora 105 e as diversas estações ocorre tantoem um sentido ascendente como em um sentido descendente. 0sentido ascendente é para a estação transmissora 105,conforme representado pela direção da seta 101, e o sentidodescendente é para as estações, conforme representado peladireção da seta 102. De acordo com os princípios da presenteinvenção, o sistema a cabo 100 inclui pelo menos um dispositivo que inclui uma função de largura de bandaprogramável (PBW) (referida aqui como um dispositivo PBW).Um ou mais destes dispositivos PBW são usados para gerenciara largura de banda no sistema a cabo. Isto é melhorilustrado na Figura 1 pelo dispositivo PBW 200, que selocaliza de forma ilustrativa no cabo coaxial principal 106.No entanto, a presente invenção não se limita a este aspectoe um dispositivo incluindo uma função PBW pode se localizarem qualquer porção da rede a cabo. De acordo com osprincípios da presente invenção, a largura de banda do sistema a cabo 100 é dividida em inúmeras bandas, conformeilustrado na Figura 2. Existe uma banda ascendente fixa BOpara a comunicação ascendente (do usuário para o servidor) ,uma banda descendente fixa B3 para a comunicação descendente(do servidor para o usuário) e várias bandas programáveis,conforme representadas pelas referências Bl e B2. De formailustrativa, as bandas programáveis são dispostas entre abanda ascendente BO e a banda descendente B3, porém apresente invenção não se limita a este aspecto. A estaçãotransmissora 105 armazena uma tabela de configuração delargura de banda, que armazena uma pluralidade deconfigurações de largura de banda de rede a cabo, cadaconfiguração de largura de banda de rede a cabo alocando umalargura de banda diferente entre a comunicação ascendente ea comunicação descendente por pelo menos uma porção da redea cabo. A este respeito, uma tabela de configuração delargura de banda ilustrativa 60 é mostrada na Figura 3. Comose pode observar a partir da Figura 3, a estaçãotransmissora 105 pode alocar as bandas programáveis para osentido ascendente ou para o sentido descendente aosimplesmente selecionar uma dentre as configurações delargura de banda 61 a 66. Por exemplo, a seleção daconfiguração de largura de banda 61 aloca BO para a largurade banda ascendente e B3 para a largura de bandadescendente, enquanto as bandas programáveis não são usadas.De maneira similar, a seleção da configuração de largura debanda 62 aloca BO e Bl no sentido ascendente - desta formaaumentando a largura de banda disponível para a comunicaçãoascendente, enquanto B3 é alocado para a largura de bandadescendente. Para uma melhor ilustração, todas asconfigurações de largura de banda são mostradas nas Figuras4 a 9. No contexto destas figuras, o sufixo "u" ou "d" éanexado à banda Bl ou B2 conforme apropriado a fim deindicar mais precisamente se Bl ou B2 se encontra alocadonos sentidos ascendente ou descendente, respectivamente.Deve-se observar que as bandas B3 e BO sempre fazem passagemde modo a permitir a comunicação para a e a partir daestação transmissora do sistema. Embora isto não venha a seruma exigência da presente invenção, facilita a comunicaçãono caso de falha do sistema.

Com referência a seguir à Figura 10, um métodoilustrativo para uso no sistema a cabo 100 de acordo com osprincípios da presente invenção é mostrado. Na etapa 705, aestação transmissora 105 seleciona uma configuração delargura de banda para uso em pelo menos uma porção da rede acabo. O processo de seleção em questão não vem a ser umaquestão relevante para a presente invenção. Contudo, à guisade ilustração, a largura de banda pode ser modificada demodo a realocar a largura de banda da comunicaçãodescendente para a comunicação ascendente ou vice versa.

Esta alocação pode ser feita como uma função do usocorrente, por exemplo, quando uma demanda de serviço pay-per-view é baixa; ou como uma função de uma programação, porexemplo, em diferentes horas do dia; ou para prover recursosadicionais, tais como uma comunicação de rede nãohierárquica em diferentes porções da rede a cabo entregrupos particulares de usuários. Na etapa 710, a estaçãotransmissora 105 identifica um dispositivo PBW da rede acabo, por exemplo, o dispositivo PBW 200 da Figura 1, que éassociado à porção da rede a cabo na qual a configuração delargura de banda selecionada será aplicada. Conforme notadoacima, e a parte do conceito inventivo, a localização deidentificação e o controle de dispositivos em uma porçãoparticular da rede a cabo é conhecida. Finalmente, na etapa715, a estação transmissora 105 define o dispositivoidentificado para a configuração de largura de bandaselecionada via o canal de sinalização fora de banda.

Voltando agora à Figura 11, um diagrama em blocosilustrativo do dispositivo PBW 200 é mostrado. O dispositivoPBW 200 compreende os acopladores direcionais 205 e 255, osamplif icadores 240 e 290, os filtros de largura de bandavariável 210 e 260 e a interface de controle de rede 295. Nosentido descendente, um acoplador direcional 205 provê umsinal descendente 206 filtrado por meio do filtro de largurade banda variável 210 e provido (via o amplificador 240)para distribuição descendente via acoplador direcional 255.De maneira similar, no percurso ascendente, o acopladordirecional 255 provê um sinal ascendente 256 filtrado pormeio do filtro de largura de banda variável 260 e provido(via o amplificador 290) para uma transmissão ascendente viao acoplador direcional 205. De acordo com os princípios dapresente invenção, os filtros de largura de banda variáveldo dispositivo PBW 200 filtram os sinais ascendente edescendente a fim de, com resultado, alterar a largura debanda variável sobre uma ou mais porções da rede a cabo deacordo com uma das configurações de largura de banda acimadescritas, conforme ilustrado na tabela 60 da Figura 3. Emparticular, a largura de banda ou passa banda (faixa defreqüência) de cada filtro de largura de banda variável é controlada pela interface de controle de rede 295 via osinal de controle 299. A interface de controle de rede 295 éresponsiva ao canal de sinalização fora de banda acimamencionado (representado pelo sinal 294) de modo aconfigurar o dispositivo PBW 200 à configuração de largurade banda selecionada pela estação transmissora. A esterespeito, o canal de sinalização fora de banda é modificadode modo a incluir comandos predefinidos associados a cadauma das configurações de largura de banda mostradas natabela 60 da Figura 3.

Conforme acima descrito, a largura de banda decada filtro de largura de banda variável do dispositivo PBW200 é definida de modo a se conformar a uma configuração delargura de banda selecionada pela estação transmissora. Aeste respeito, são mostradas modalidades ilustrativas dofiltro de largura de banda variável 210 e do filtro delargura de banda variável 260, respectivamente, nas Figuras12 e 13. Como se pode observar a partir da Figura 12, ofiltro de largura de banda variável 210 compreende um bancode filtros 220, 225 e 230, juntamente com os multiplexadores215 e 235, controlados via o sinal de controle 299. Conformemostrado na Figura 12, os multiplexadores são usados pararotear o sinal através de um dos filtros conformedeterminado pelo sinal de controle 299. Cada filtro tem umpassa banda que corresponde a uma das bandas descendentesencontradas na tabela 60 da Figura 3 (mais uma vez, o sufixod ináica o filtro no percurso descendente) . Por exemplo,quando a estação transmissora seleciona a configuração dalargura de banda 61 da tabela 60 da Figura 3, o filtro 220 éselecionado via o canal de sinalização fora de banda atravésda interface de controle de rede 295 e do sinal de controle299. Da mesma forma, quando a estação transmissora selecionaa configuração de largura de banda 65 da tabela 60 da Figura3, o filtro 220 é selecionado via o canal de sinalizaçãofora de banda, etc.Comentários similares se aplicam ao filtro delargura de banda variável 260 mostrado na Figura 13. Emparticular, o filtro de largura de banda variável 260compreende um banco de filtros 270, 275 e 280, juntamente com os multiplexadores 265 e 285, controlados via o sinal decontrole 299. Conforme mostrado na Figura 13, osmultiplexadores são usados para rotear o sinal através de umdos filtros conforme determinado pelo sinal de controle 299.Cada filtro tem um passa banda que corresponde a uma dasbandas ascendentes encontradas na tabela 60 da Figura 3(mais uma vez, o sufixo u indica o filtro que se encontra nopercurso ascendente) . Por exemplo, quando a estaçãotransmissora seleciona a configuração da largura de banda 61da tabela 60 da Figura 3, o filtro 280 é selecionado via o canal de sinalização fora de banda através da interface decontrole de rede 295 e do sinal de controle 299. Da mesmaforma, quando a estação transmissora seleciona aconfiguração de largura de banda 63 da tabela 60 da Figura3, o filtro 270 é selecionado via o canal de sinalização fora de banda, etc.

Conforme acima notado, um sistema a cabo pode terum ou mais dispositivos PBW localizados em uma ou maisporções da rede a cabo. De maneira ilustrativa, a Figura 1mostra um dispositivo PBW localizado em uma porção do cabo coaxial principal. Uma outra localização ilustrativa e tipode dispositivo PBW são mostrados na Figura 14. Os elementosda Figura 14 são similares aos encontrados na Figura 1, comexceção da derivação 160-1, que serve o cabo alimentador111-1. A derivação 160-1 é mostrada em mais detalhes naFigura 15. Como se pode observar a partir da Figura 15, aderivação 160-1 é usada para gerenciar a largura de banda nocabo alimentador 111-1.

Conforme acima descrito, a presente invenção provêa capacidade de estender as capacidades das redes a cabo aoaumentar a simetria na rede da capacidade do serviço dedistribuição através da rede. De maneira ilustrativa, oespectro de cabo é dividido em múltiplas bandas, e o sentidoda banda (ascendente ou descendente) pode sereletronicamente selecionado por um dispositivo da rede acabo, como, por exemplo, porém não limitado a, umaderivação. Isto permite que a rede a cabo seja melhoradaptada às demandas de tráfego dos serviços ascendente edescendente, e permite uma nova distribuição dos serviçoslocais. Por exemplo, a largura de banda descendente pode seraumentada graças à largura de banda ascendente. Deve-senotar que, embora a presente invenção seja descrita nocontexto de uma banda descendente fixa (B3), de uma bandaascendente fixa (BO) e de várias bandas programáveis (BI eB2), a presente invenção não se limita a este aspecto. Porexemplo, todas as bandas são programáveis. Ainda, embora apresente invenção seja descrita no contexto da aplicação deum sistema a cabo tradicional, o seu conceito inventivo nãose limita a este aspecto, sendo aplicável a qualquer formade rede, inclusive, por exemplo, a uma rede doméstica, a umarede de campus, etc.Outras modalidades ilustrativas de um dispositivoPBW de acordo com os princípios da presente invenção sãomostradas nas Figuras 16 a 20. Primeiramente, as Figuras 16e 17 mostram modalidades alternativas.para uso nos filtrosde largura de banda variável 210 e 260, respectivamente.Estas modalidades alternativas têm as referências 210' e260', conforme apropriado. Na Figura 16, o filtro de largurade banda variável 210' compreende um divisor (splitter) 305,um conjunto de filtros 310, 315 e 320, os multiplexadores325 e 330, e um combinador 335. O sinal descendente 206 éaplicado ao divisor 305, que divide o sinal para aplicaçãoem cada filtro. Conforme mostrado na Figura 16, o filtro 310tem um passa banda B3; o filtro 315 tem um passa banda B2(mais uma vez, o sufixo d indica o filtro no percursodescendente) e o filtro 320 tem um passa banda Bi. Osmultiplexadores 325 e 330 são controlados via o sinal decontrole 299 a fim de passar ou bloquear os sinais dosrespectivos filtros para aplicação ao combinador 335. Estecombinador combina qualquer sinal aplicado e forma o sinaldescendente 239. Por exemplo, quando a configuração delargura de banda 64 é selecionada, o multiplexador 325aplica o sinal do filtro 315; enquanto o multiplexador 330bloqueia qualquer sinal do filtro 320. Como resultado, ocombinador 325 provê um sinal descendente 239 tendo umalargura de banda de B3 + B2.

Da mesma forma, na Figura 17, o filtro de largurade banda variável 260' compreende um divisor (splitter) 355,um conjunto de filtros 360, 365 e 370, os multiplexadores375 e 380, e um combinador 385. 0 sinal ascendente 256 éaplicado ao divisor 355, que divide o sinal para aplicaçãoem cada filtro. Conforme mostrado na Figura 17, o filtro 360tem um passa banda B0; o filtro 365 tem um passa banda Bl(mais uma vez, o sufixo u indicando que o filtro se encontrano percurso ascendente) e o filtro 370 tem um passa bandaB2. Os multiplexadores 375 e 380 são controlados via o sinalde controle 299 a fim de passar ou bloquear os sinais dosrespectivos filtros para aplicação ao combinador 385. Este combinador combina qualquer sinal aplicado e forma o sinalascendente 289. Por exemplo, quando a configuração delargura de banda 62 é selecionada, o multiplexador 375aplica o sinal do filtro 365; enquanto o multiplexador 380bloqueia qualquer sinal do filtro 370. Como resultado, ocombinador 385 provê um sinal ascendente 289 tendo umalargura de banda de BO + BI.

Voltando, agora, à Figura 18, uma outra modalidadeilustrativa de um dispositivo PBW é mostrada. Para fins desimplicidade, a transmissão é mostrada e descrita em apenasum sentido, por exemplo, ascendente. A disposição doselementos no dispositivo para transmissão descendente ésimilar e não descrita no presente documento (nem mostradana Figura 18) . O dispositivo PBW 400 compreende um divisor405, um filtro de entrada 415, os misturadores (oumultiplicadores) 425 e 435, um oscilador variável 420, umfiltro de seleção 430, um filtro de saida 440, um combinador445 e um amplificador 450. O dispositivo PBW 400 ilustra umfiltro de seleção de banda sintonizável e um amplificadorque usa um oscilador variável 420 para mudar a região defreqüência do sinal aplicado ao filtro de seleção 430.

Um sinal ascendente 401 é aplicado ao divisor 405,que divide o sinal nos sinais 406 e 491 para aplicação aofiltro by-pass 410 e. no filtro de entrada 415,respectivamente. O filtro by-pass 410 é um filtro passabaixa para um uso de fluxo ascendente e, por exemplo, temuma passa banda de BO (em contrapartida, o filtro by-pass410 seria um filtro de passa alta para um uso de fluxodescendente). Como resultado, o filtro by-pass 410 provê umsinal 411 restrito à região de freqüência B0. 0 filtro deentrada 415 tem uma largura de banda correspondente a uma oumais bandas programáveis tais como as acima descritas e éusado para limitar o sinal descendente 491 à faixa defreqüência correspondente. Por exemplo, o filtro de entrada415 pode ter uma largura de banda igual a B1+B2 com oresultado que o sinal de saída 416 do filtro de entrada 415representa qualquer componente ascendente presente naquelafaixa de freqüência. O sinal de saída 416, juntamente com umsinal senoidal 421 do oscilador variável 420, é aplicado aomultiplicador (misturador) 425. Este muda a freqüência dosinal de saída 416 como uma função da freqüência do sinalsenoidal 421 de modo a prover um sinal 426 para o filtro deseleção 430. O sinal 426 é também referido no presentedocumento como a "imagem de conversão" do sinal 416. Comoresultado, ao mudar a freqüência do oscilador variável 420,a faixa de freqüência do sinal 426 pode ser mudada de talmodo que o filtro de seleção 430 filtre alguns, todos, ounenhum, dentre os componentes de sinal no sinal de saída416. 0 filtro de seleção pode ser um passa baixa, um passaalta, ou um passa banda. O que importa é que a imagem deconversão, seja este um espectro invertido ou não invertido,possa ser mudada em freqüência antes da aplicação ao filtrode seleção 430 para, com efeito, mudar a largura de banda dosistema. 0 sinal de saída (se algum) do filtro de seleção430 é re-misturado de volta à faixa de freqüência original,via o misturador 435, e aplicado ao filtro de saída 440.

Este filtro tem uma largura de banda similar à do filtro deentrada 415 e é usado de modo a rejeitar qualquer imagemindesejada como o resultado do segundo processo demisturação ou de conversão. Os sinais de saída do filtro by-pass 411 e do filtro de saída 440 são formados novamente emum sinal ascendente 451 via o combinador 445 e oamplificador 450.

Como um exemplo mais concreto do dispositivo PBW400, um filtro ascendente programável que permite a seleçãoda faixa 42 a 108 MHz compreende: um filtro by-pass 410tendo um passa banda na faixa de 5 a 42 MHz; um filtro deentrada 415 tendo um passa banda na faixa de 42 a 108 MHz;um filtro de seleção 430 tendo uma largura de banda de 72MHz centrada em 140 MHz (similar a um filtro comercialmentedisponível Sawtek 856314) (também, idealmente, a freqüênciacentral seria ligeiramente maior a fim de evitar o vazamentodo oscilador para a saída); um filtro de saída 440 tendo umafreqüência de corte acima de 108 MHz; e um osciladorvariável 420 que pode ser definido em 212 MHz a fim de mudara imagem invertida para o filtro passa banda do filtro deseleção 430. Uma vez que a freqüência do oscilador variável420 diminui (por exemplo, via o sinal de controle 299), oespectro da imagem invertida (o sinal 426) diminuirá defreqüência, mudando o que era o equipamento high-end dabanda de 42 para 108 MHz fora do filtro passa banda dofiltro de seleção 430, e, no momento que a freqüência atinge146 MHz, o filtro de seleção 430, com efeito, bloqueia todoo filtro passa banda.

Outras modalidades ilustrativas são mostradas nasFiguras 19 e 20. Mais uma vez, para fins de simplicidade,apenas o processamento de fluxo ascendente é mostrado edescrito. O dispositivo PBW 500 da Figura 19 é similar aodispositivo PBW 400 da Figura 18, com a exceção de um bancode filtros digitais 525 ser usado para o filtro de seleçãode banda, controlado via o sinal de controle 299. Aconversão para o e do domínio digital é feita pelo conversoranalógico para digital (ADC) 520 e pelo conversor digitalpara analógico (DAC) 530, respectivamente. Deve-se notar quena implementação do banco de filtros digitais 525, pode sernecessário compensar o retardo através do filtro by-pass410. Voltando agora para a Figura 20, o dispositivo PBW 600representa uma implementação usando um processador de sinaldigital (DSP) para todos os filtros, eliminando anecessidade do filtro by-pass 410. No entanto, conformemostrado na Figura 20, o filtro by-pass 410 pode sercomutado (via o comutador 615) no caso de uma falha.Assim sendo, o acima apresentado simplesmenteilustra os princípios da presente invenção, sendo, portanto,apreciado que os versados na técnica poderão pensar eminúmeras disposições alternativas que, embora nãoexplicitamente descritas, incorporam os princípios dapresente invenção e encontram-se dentro de seu espírito eâmbito. Por exemplo, embora ilustrado no contexto deelementos funcionais separados, estes elementos funcionaispodem ser incorporados em um ou mais circuitos integrados(IC). De maneira similar, embora mostrado como elementosseparados, quaisquer ou todos os elementos podem serimplementados em um processador controlado por programaarmazenado, por exemplo, um processador de sinal digital(DSP) ou microprocessador que executa um software associado,por exemplo, correspondente a uma ou mais dentre as etapasmostradas na Figura 10. Além disso, embora mostrado emconfigurações particulares, os elementos da presenteinvenção podem ser distribuídos em diferentes unidades emqualquer combinação da mesma. Por exemplo, o gerenciamentode largura de banda descendente pode ser feito em umdispositivo separado de um dispositivo que realiza ogerenciamento de largura de banda ascendente. Deve-se,portanto, entender que inúmeras modificações podem serfeitas às modalidades ilustrativas e que outras disposiçõespodem ser consideradas sem se afastar do espírito e âmbitoda presente invenção conforme definida pelas reivindicaçõesem apenso.

Claims

1. Aparelho para uso em uma rede, o aparelho sendoCARACTERIZADO pelo fato de compreender:uma controladora para o recebimento de um sinal de controle, o sinal de controle representativo de umaconfiguração dentre uma pluralidade de configurações delargura de banda de rede; eUm filtro de largura de banda variável para oprocessamento de pelo menos um sinal dentre um sinal de fluxo ascendente da rede e um sinal de fluxo descendente darede de acordo com a configuração de largura de banda derede selecionada.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro de largura de banda variável inclui um banco de filtros, cada filtro do bancooperando em uma faixa de freqüência diferente.

3. Aparelho para uso no gerenciamento de largurade banda em um sistema a cabo, o aparelho sendoCARACTERIZADO pelo fato de compreender:uma primeira porta (201) para acoplamento a umaporção de fluxo ascendente de uma rede a cabo e pararecebimento de um sinal de fluxo descendente;uma segunda porta (256) para acoplamento a umaporção de fluxo descendente da rede a cabo e recebimento de um sinal de fluxo ascendente; eum filtro (210 ou 260) para filtrar pelo menos umdentre o sinal de fluxo descendente e o sinal de fluxoascendente;em que o filtro tem uma largura de banda que éajustável de acordo com uma pluralidade de configurações delargura de banda de rede a cabo, cada configuração delargura de banda de rede a cabo alocando uma largura debanda diferentemente entre comunicações de fluxo ascendentee comunicações de fluxo descendente por pelo menos umaporção da rede a cabo.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de compreender:uma interface de controle de rede, responsiva a umsinal de controle que representa uma configuraçãoselecionada dentre uma pluralidade de configurações delargura de banda de rede a cabo, para ajustar a largura debanda do filtro de acordo com a largura de banda de rede acabo selecionada.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro adicionalmentecompreender:um banco de filtros selecionáveis, cada filtroselecionável operando em uma faixa de freqüência diferente;em que a interface de controle de rede selecionapelo menos um dos filtros selecionáveis para ajustar alargura de banda do filtro de acordo com a largura de bandade rede a cabo selecionada.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de compreender:um amplificador para amplificar um sinal de saidado filtro para transmissão na porção da rede a cabo.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO pelo fato do filtro adicionalmentecompreender:um filtro de fluxo descendente para filtrar osinal de fluxo descendente; eum filtro de fluxo ascendente para filtrar o sinalde fluxo ascendente;em que pelo menos um dentre o filtro de fluxodescendente e o filtro de fluxo ascendente tem a largura debanda ajustável.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de compreender:um transmissor de enlace descendente paraamplificar um sinal de saida do filtro de fluxo descendentepara transmissão via a segunda porta; eum transmissor de enlace ascendente paraamplificar um sinal de saida do filtro de fluxo ascendentepara transmissão via a primeira porta.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro ajusta a largura debanda por meio do uso de um oscilador para o deslocamento defreqüência de pelo menos um dentre o sinal de fluxodescendente e o sinal de fluxo ascendente.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO pelo fato de que o filtro compreende um bancode filtro digital.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de compreender umprocessador de sinal digital para a implementação do filtro.

12. Método para uso no gerenciamento de largura debanda em um sistema, o método sendo CARACTERIZADO pelo fatode compreender:receber um sinal de controle representando umaconfiguração selecionada dentre uma pluralidade deconfigurações de largura de banda de rede, cada configuraçãode largura de banda de rede alocando uma largura de bandadiferentemente entre comunicações de fluxo ascendente ecomunicações de fluxo descendente por pelo menos uma porçãode uma rede; efiltrar pelo menos um dentre um sinal de fluxodescendente e um sinal de fluxo ascendente da rede usando alargura de banda selecionada.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de receberadicionalmente compreende:selecionar pelo menos um filtro de um banco defiltros de acordo com a largura de banda selecionada parauso na etapa de filtrar.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de receberadicionalmente compreende:deslocar a freqüência de pelo menos um dentre umsinal de fluxo descendente e um sinal de fluxo ascendente deacordo com a configuração de largura de banda selecionada.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de filtrar filtradigitalmente pelo menos um dentre um sinal de fluxodescendente e um sinal de fluxo ascendente.

16. Método, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de filtrar provê umsinal de saida, o método adicionalmente compreendendo:amplificar o sinal de saida para transmissão naporção da rede.

17. Método, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de filtraradicionalmente compreende:(a) filtrar o sinal de fluxo descendente; e(b) filtrar o sinal de fluxo ascendente;em que pelo menos uma das etapas (a) e (b) usa alargura de banda selecionada.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17,CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa (a) provê um sinal defluxo descendente e a etapa (b) provê um sinal de fluxoascendente, o método adicionalmente compreendendo:amplificar o sinal de fluxo descendente para umatransmissão de fluxo descendente; eamplificar o sinal de fluxo ascendente para umatransmissão de fluxo ascendente.

19. Método para uso em um sistema a cabo, o métodosendo CARACTERIZADO pelo fato de compreender:selecionar uma configuração dentre uma pluralidadede configurações de largura de banda de rede para uso empelo menos uma porção do sistema a cabo;identificar um dispositivo localizado na porção dosistema a cabo; eajustar o dispositivo identificado a fim deprocessar pelo menos um sinal dentre um sinal de fluxoascendente e um sinal de fluxo descendente de acordo com aconfiguração de largura de banda de rede selecionada.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19,CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de ajustar inclui aetapa de:enviar um sinal de controle fora de banda para odispositivo identificado, o sinal de controle fora de bandarepresentativo da configuração de largura de banda de redeselecionada.