CN1133325C - 有线电视数据通信网络的侵入噪声测量设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种测量有线电视(CATV)数据通信网络中的每个用户终端上的侵入噪声的侵入噪声测量设备。该侵入噪声测量设备具有连接到电缆MODEM与CATV网络之间的变压器、连接到变压器与电缆MODEM之间的开关、和用于通过开关对RF信号进行无线电发射的RF无线电发射器。变压器与用户终端之间的接触点上接有显示器，它用于对来自用户终端的RF信号的强度进行可视化显示。

Description

有线电视数据通信网络的 侵入噪声测量设备

技术领域

本发明涉及有线电视(CATV)数据通信网络，尤其涉及前端设备(headend)与用户终端之间用同轴线连接的数据通信网络。

背景技术

通常，有线电视数据通信网络经受大量的逆向侵入噪声，这种噪声会对前端设备与诸如电缆MODEM(调制解调器)之类的终端之间的通信产生影响。

图1是一般有线电视数据通信网络的方框图。在该数据通信网络中，供用户室内使用的电缆MODEM 106通过混合光纤同轴(HFC)网络连接到前端设备100上。此处，顺向通道是指从前端设备100到各个电缆MODEM 106的数据传输通道，而逆向通道则是指方向与之相反的数据传输通道。例如，顺向频带的范围是54MHz到750MHz，逆向频带的范围是5MHz到42MHz。前端设备100与电缆MODEM 106之间接有双向放大器102。在双向放大器102与各个电缆MODEM 106之间接有双向耦合器104。前端设备100与双向放大器102之间以及双向放大器102与双向耦合器104之间用同轴线或光纤连接。双向耦合器104还通过同轴线连接到电缆MODEM 106上。也就是说，前端设备100是通过HFC网络连接到双向耦合器104上的。同轴线与电缆MODEM 106用F型连接器连接起来。

图2是表示电缆MODEM与同轴线连接的原理图。电缆MODEM 200对应于图1所示的电缆MODEM 106。通常，F型插头202位于电缆MODEM106一侧，而F型插座204位于同轴线一侧。在大多数情况下，从电缆MODEM 200到同轴线206的F型连接器连接只是机械连接，此后对这种连接并不进行校核。也就是说，在用F型连接将电缆MODEM 200连接到同轴线206上以后，并不通过重复旋转F型插座204来检查它们之间的连接是否牢固。因此，用户操作会使电缆MODEM 200与同轴线206之间的连接松开。

在一般的有线电视网络中，顺向数据不遭受侵入噪声。与之相反，由吹风机、洗衣机、真空吸尘器等各种电气用具产生的频率为5MHz到42MHz的噪声会通过电缆MODEM 200与同轴线206之间的松散连接窜入到逆向数据中，因为每个电缆MODEM 106以不同的频谱向前端设备100传送数据，这种侵入噪声被加载到电缆MODEM 106输出的射频(RF)信号上并在双向放大器102中得到了放大，然后到达前端设备100。侵入噪声会同时从不同的电缆MODEM 106侵入并得到放大，从而导致不同噪声信号的交叉调制。因此，使前端设备100的信噪比(S/N)严重下降，从而对前端设备100与电缆MODEM 106之间的通信产生不利影响。

为了阻止这种侵入噪声，应当确定侵入噪声是从哪个电缆MODEM侵入的。尽管包含侵入噪声的RF信号被传输到前端设备100影响了HFC网络的数据通信，然而已有技术不可能追踪包含于RF信号中的侵入噪声源，更不用说阻止它了。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于测量从CATV数据通信网络的每个用户终端侵入的侵入噪声的侵入噪声测量设备。

本发明的另一个目的是提供一种用于显示CATV数据通信网络的每个用户终端上是否有侵入噪声侵入的视觉显示设备。

为了实现以上目的，在CATV数据通信网络上配备了侵入噪声测量设备。该设备包括连接在电缆MODEM与CATV网络之间的变压器、连接在变压器与电缆MODEM之间的开关，和通过开关来无线电发射RF信号的RF无线电发射器。

根据本发明的另一实施例，该设备包括连接在用户终端和CATV网络之间的耦合变压器，在变压器和用户终端之间连接到接触点的显示器，用于显示从用户的终端接收的RF信号的强度。

附图说明

通过参照附图详细说明本发明的优选实施例将使本发明的目的和优点变得更加明显。在附图中：

图1是一般的CATV数据通信网络的方框图；

图2是表示电缆MODEM与同轴线之间连接的原理图；和

图3是按照本发明优选实施例具有侵入噪声测量设备的双向耦合器的原理图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的优选实施例作详细说明。应当注意，为了全面理解本发明的客体，说明与附图中公开了象电路或元件等许多细节，但它们只是示意性的。如果本发明的已知功能和结构的详细说明会模糊本发明的客体，则将其省略。

在图1所示的CATV数据通信网络中，每个电缆MODEM 106的输出信号通过其相应的双向耦合器104传送到前端设备100中。也就是说，双向耦合器104是HFC网络的同轴线进入用户室内通过的第一网关。在这种情况下，用于对来自电缆MODEM的RF信号进行无线电发射的RF无线电发送器安装在本发明每个双向耦合器104中从而测量无线电发射的侵入噪声信号的强度。此处可以用一般的频谱分析仪作为测量仪器。还给双向耦合器104提供了发光二极管(LED)以便对RF信号的强度进行可视地显示。在使用LED的情况下，其亮度是随着RF信号的强度变化的，或者当使用LED阵列时，照明的LED的数量是随RF信号的强度变化的。

图3是按照本发明实施例具有侵入噪声测量设备的双向耦合器的原理图。图3中的耦合变压器304与每个双向耦合器104相对应，它被连接到其相应的用户终端、电缆MODEM和HFC网络之间。作为举例，F型插座300和F型插头302分别用于连接耦合变压器304与电缆MODEM、耦合变压器304与HFC网络的同轴线。

RF信号缓冲器306被连接到耦合变压器304与电缆MODEM之间的接触点上，也就是说，F型插座300和开关308被连接到RF信号缓冲器306的输出端上。开关308的输出端是RF无线电发射器310和显示器312的公共连接端。

RF无线电发射器310包括耦合电容C1与C2、振荡器/放大器314和天线316。耦合电容C1连接到开关308的输出端上，振荡器/放大器314将来自耦合电容C1的RF信号的信号电平振荡成无线电发射信号并对该振荡信号进行放大。电容C2被连接到振荡器/放大器314的输出端，于是，天线316通过耦合电容C2连接到振荡器/放大器314的输出端上，它用来无线发射振荡器/放大器314的输出信号。因此，当开关308接通时，RF无线发射器310就可以对来自用户终端、电缆MODEM的RF信号进行无线发射。

显示器312包括耦合电容C3、模/数转换器(ADC)318、微电脑320和LED显示器322。耦合电容C3连接到开关308的输出端上。ADC 318将经耦合电容C3接收到的RF信号转换成数字信号并将RF信号电平数据输出给微电脑320。微电脑320根据ADC 318的输出数据驱动LED显示器322中的LED。这样，当开关308接通时，显示器312便能对来自用户终端、电缆MODEM的RF信号的强度进行可视地显示。

在以上结构中，从连接到图1的电缆MODEM中的F型插座300上的相应电缆MODEM，朝着前端设备100行进的RF信号经过F型插座300输入到耦合变压器304中。然后，该信号经过F型插头302到达MFC网络的前端设备100上。此处，当开关308断开时，RF信号既不会被施加到RF无线电发射器310上也不会被施加到显示器312上。在这种情况下，如果侵入噪声是由松散连接到电缆MODEM上的F型插座300引入的，那么侵入噪声就被加载到RF信号上并传送到前端设备100上。

为了测量引入的侵入信号，用户接通开关308。然后，包含侵入噪声的RF信号通过RF信号缓冲器306和开关308施加到RF无线电发射器310和显示器312上。此处，RF信号缓冲器306的作用是防止朝着前端设备100行进的RF信号因开关308的接通产生的加载影响而被衰减。因此，如果在测量侵入噪声时可以忽略RF信号的衰减，那么就不需要RF信号缓冲器306。

在RF无线电发射器310中，包含侵入噪声的RF信号通过耦合电容C1施加到振荡器/放大器314上，然后被转换成无线电发射信号并被加以放大。振荡器/放大器314用于将输入的RF信号转换成无线电发射信号。因此，在振荡器/放大器314中应该以这样的方式使信号振荡：使得它能够被无线地测量侵入噪声的测量设备所测量。振荡器/放大器314的输出信号可以由天线316进行无线电发射。包含侵入噪声的可无线电发射的信号的电平随着侵入噪声的增加而增大，因此可以用频谱分析仪之类的测量仪器对它进行测量。

被施加到显示器312上的包含侵入信号的RF信号在ADC 318中被转换成相应的数据，然后被提供给微电脑320。然后，微电脑320根据ADC的输出数据驱动LED显示器322中的LED。这样，包含侵入噪声的RF信号的强度便可以用LED显示器322可视地显示出来。

连接到其相应的图1所示用户室内电缆MODEM上的双向耦合器104的结构使得侵入噪声可以被测量仪器测量出来并被可视地显示出来。

相应地，在侵入噪声从用户终端侵入到前端设备上并因此对CATV数据通信网络中的数据通信产生不利影响的情况下，可以对用户终端进行跟踪，可以测量侵入噪声的强度并可以可视地进行检查，从而可以防止侵入噪声。也就是说，可以测出导致包含在信号中的侵入噪声侵入的用户终端并可以检查其F型插座，使该F型插座牢固地连接以便阻止侵入噪声的侵入。

尽管参照特定实施例对本发明进行了说明，但是在本发明的思想范围内任何技术行家都能够对此作出许多变动。特别是，在本发明的实施例中，尽管开关308是供用户选择RF无线电发射器310和显示器312操作的，但是在没有开关308时RF无线电发射器310和显示器312也可以工作。F型连接器可以用其它类型的连接器来代替。还有，当需要时可以有选择地应用RF信号的无线电发射和可视地显示。若缺少RF信号缓冲器306不会对设备的操作产生严重影响就可以将RF信号缓冲器306省略，LED可以用其它诸如场致发光管(EL)或荧光指示管、或LCD(液晶显示器)之类的发光设备来代替。因此，本发明的合适范围应当由下列权利要求来规定。

Claims (12)

1.一种CATV数据通信网络的侵入噪声测量设备，其中，前端设备与用户终端之间用同轴线连接，该设备包括：

连接到所述用户终端与所述CATV网络之间的耦合变压器；和

连接到所述耦合变压器与所述用户终端之间的接触点上的RF无线电发射器，它用于对所述用户终端的输出的RF信号进行无线电发送。

2.根据权利要求1所述的设备还包括：连接到所述RF无线电发射器与所述接触点之间的开关。

3.根据权利要求2所述的设备还包括：连接到所述开关与所述接触点之间的、用于缓冲所述RF信号的RF信号缓冲器。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述RF无线电发射器包括：

连接到所述开关的输出端上的第一耦合电容；

用于把来自所述第一耦合电容的RF信号电平振荡成无线电发射信号并对该振荡信号进行放大的振荡器/放大器；

连接到振荡器/放大器的输出端上的第二耦合电容；和

经所述第二耦合电容连接到所述振荡器/放大器的输出端上的天线，它用于无线电发射所述振荡器/放大器的输出信号。

5.根据权利要求1所述的设备还包括：连接到所述开关与所述接触点之间的、用于缓冲所述RF信号的RF信号缓冲器。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述RF无线电发射器包括：

连接到所述开关的输出端上的第一耦合电容；

用于把来自所述第一耦合电容的RF信号电平振荡成无线电发射信号并对该振荡信号进行放大的振荡器/放大器；

连接到振荡器/放大器的输出端上的第二耦合电容；和

经所述第二耦合电容连接到所述振荡器/放大器的输出端上的天线，它用于无线电发射所述振荡器/放大器的输出信号。

7.一种CATV数据通信网络的侵入噪声测量设备，其中，前端设备与用户终端之间用同轴线连接，该设备包括：

连接到用户终端与CVTA网络之间的耦合变压器；和

连接到所述耦合变压器与所述用户终端之间的接触点上的显示器，它用于对所述用户终端的输出RF信号的强度进行可视地显示。

8.根据权利要求7所述的设备，还包括：连接到所述RF无线电发射器与所述接触点之间的开关。

9.根据权利要求8所述的设备，还包括：连接到所述开关与所述接触点之间的、用于缓冲所述RF信号的RF信号缓冲器。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述显示设备包括：

连接到所述开关的输出端上的耦合电容；

用于把来自所述耦合电容的RF信号转换成数字信号并输出该RF信号电平数字数据的模/数转换器；

具有LED的LED显示器；和

用于根据所述模/数转换器的输出数据驱动所述LED显示器中的LED的微电脑。

11.根据权利要求7所述的设备，还包括：连接到所述开关与所述接触点之间的、用于缓冲所述RF信号的RF信号缓冲器。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述显示器包括：

连接到所述开关的输出端上的耦合电容；

用于把来自所述耦合电容的RF信号转换成数字信号并输出该RF信号电平数字数据的模/数转换器；

具有LED的LED显示器；和

用于根据所述模/数转换器的输出数据驱动所述LED显示器中的LED的微电脑。

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