CN1528089A - 建筑物内部数字通信系统的多频带同轴扩展器 - Google Patents

Abstract

一种扩展采用分布式电视信号放大器(650)的“树与分支”同轴分布系统中的数字传输能力的方法和系统。具体地，对被用在主馈电电缆(624)中的多个独立频带进行移频，并应用于多个局域同轴分布网络。在优选实施例中，每个局域同轴分布网络(762、766和770)利用相同的上行和下行频率对(116和120)。利用相同的上行和下行频率对能够应用单一的标准非调谐端用户数据接口(客户调制解调器408)，可以与任意局域同轴分布网络相连。

Description

建筑物内部数字通信系统的多频带同轴扩展器

本发明要求2001年2月7日提交的美国序列号No.60/267,046的临时申请的优先权。此发明提供了一种增加系统的信号携带能力的方式，以根据1999年1月13日提交的临时申请No.60/115,646提供如待审申请09/482,836中所述的局域同轴电缆上的高速数据通信。描述了本发明的环境、转让给共同的受让人coaXmedia公司的另一申请是Architecture and Method for Automated Distributed Gain Controlfor Internet Communications for MDUs and Hotels(基于临时申请No.60/193,855的申请No.09/818,378)。No.60/193,855申请的递交日为2000年3月30日。

为了读者的方便，申请人加入了一些小标题，以便使本说明书的内部结构清楚，并易于某些讨论的定位。这些小标题只是方便的辅助手段，并不是针对在特定标题下的文字的限制。

为了使描述更加清晰，使用了部件的通用术语。适合于完成在公开本发明中的一些目的的部件特定术语的使用应当理解为包括无论所命名的部件或代替部件的内部操作是否利用相同原理，却获得相同目的的所有技术等价物。为了使描述更清楚而使用的特异性不应被误解为将公开的范围局限在所命名的元件上，除非在下面的描述或权利要求中明确表示了这种限制。

技术领域

本发明涉及数据通信领域。更具体地，本发明是数据通信领域中正在进行的改进之一，致力于针对集线器服务器和一组两个或更多客户调制解调器之间的上行和下行数据通信，利用树与分支分布式系统。更好地，客户调制解调器适合于允许便携式电脑和树与分支网络之间的即插即用连接或其他简易连接。树与分支网络最好与因特网相连。因此，本发明可以用在旅馆或多户住宅单元(MDU)等类似的建筑物中，以允许在现有的同轴电视网络上，即插即用地访问因特网。应当注意的是，本发明并不限制于安装在旅馆或多户住宅单元(MDU)等类似的建筑物中，这些只是能够受益于本发明的地点的示例。

背景技术

No.09/482,836申请描述了能够将如个人电脑等装置连接到特定的调制解调器的系统，所述特定的调制解调器与旅馆、多户住宅单元(MDU)等类似的建筑物中的遗传树与分支同轴网络相连。No.09/482,836申请中所描述的系统利用了有线电视范围之外的两个频带。因此，此系统将具有一个下行数据频道的频率范围和一个上行数据频道的频率范围。由于这是树与分支网络，所有调制解调器装置都将接收到通信，所以所有下行通信必须标识寻址哪个(或哪些)调制解调器装置。相反，必须控制从多个独立的调制解调器装置向网络的上行端的通信，使得在任一时间，只有一个调制解调器设备发送上行通信，以便避免由多于一个的客户调制解调器同时在相同频率上传输(“总线连接”)所引起的上行数据的失真。在参考申请中所应用的控制方法是基于轮询与响应模型的。

受让人coaXmedia公司通过提供增加主馈电电缆负载朝向和来自客户调制解调器的通信能力的方式，使本发明改进了现有技术。

在优选实施例中，大量生产客户调制解调器，以在相同的上行和下行频带对中进行操作。

在图1中大体上示出了由两个参考申请和本发明所描述的情形。

由图1可以总结上述的解决方案。在图1中，将50MHz与860MHz之间的带宽(108)分配给电视信号的下行传输。5MHz到42MHz的频带(104)被用于如付费节目等利用上行业务的现有服务。860MHz与900MHz之间的许多频带(112)被用于如便携式电话等其他应用。由于便携式电话相对较高的辐射场强，应当谨慎地避免利用接近于那些用于便携式电话的频率的频率。

遗传同轴分布网络具有直到大约1GHz(1000MHz)仍能满意地进行操作的分路器和耦合器。因此，No.09/482,836申请和No.09/818,378申请都建议具有位于在900MHz与1000MHz之间的频带中的数据下行频率和数据上行频率。在图1中，将上行频率表示在915MHz(116)，而将下行频率表示在980MHz(120)。人们认为单一的上行和下行频率对足以满足50到100个用户或客户调制解调器双向访问因特网的需要。

No.09/818,378申请教导可以将附加的下行频谱分配在1GHz到大约1.6GHz之间的频带中，以足以在这个频带中工作的部件代替现有的部件能够提供这样的频带。这种解决方案将需要一种装置，用于客户调制解调器来识别从980MHz的常规下行频道切换到高频率频道的请求。因此，除了更新遗传同轴网络的部件的成本之外，还需要提供能够在多个下行频率上进行操作的比较昂贵的客户调制解调器。

如图2所示，较大的多户住宅单元(MDU)建筑物内部同轴有线电视分布系统通常具有远远多于50个的同轴插座。这些较大的分布系统除了电视频道之外，通常具有局域服务的混合设备604。在旅馆中，局域服务可以包括数字视频服务器、结帐信息和关于旅馆餐厅的信息。

在元件612处组合局域服务604和有线电视频道608，并由馈电电缆624(有时称为同轴提升器)之前的中央位置放大器620进行放大。

更大的系统可以包括馈送给附加的放大器634和另一长馈电电缆638对的一个或多个中央位置分路器630。为了避免图中的混乱，未示出与长馈电电缆638相连的局域分布网络。这些分布系统需要中间放大器650来为已经被同轴电缆、分路器和方向分接头(directionaltap)的损耗所衰减的信号电平升压，以便向电视机和/或其他娱乐设备提供充足的信号电平。这些中间放大器650分布在距中央馈送点到可以从CATV、电视广播天线或通过如光纤等装置提供服务的建筑物一定距离的MDU中。这些中间放大器650通常沿单一方向、在50MHz到750MHz范围内的频率上负载电视频道信号。在某些情况下，这些放大器配备有能够负载频率范围5MHz到42MHz内的信号的反向放大器。相反的频道有时用于负载请求付费节目(PPV)电视服务的命令信号或者以增加的频率负载用于因特网访问的线缆调制解调器的上行频道。

当利用TV同轴分布系统负载CATV频带外部的数据时，需要为每个信号方向提供通过频率选择双工器与同轴电缆相连的旁路放大器。这样，当实现在现有的有线电视网络上负载数据的系统时，需要如图3所示的电路来为数据信号升压。

图3进行，并不干扰现有CATV线路扩展放大器650的操作。由双工器660中的一对低通滤波器654隔离放大器650。由一对高通滤波器658提供绕过现有放大器650的高频旁路。由分路器664将旁路分为下行频道和上行频道。由屏蔽668将下行频道和上行频道相互隔离。

对于利用980MHz作为下行频率并利用915MHz作为上行频率的系统，下行频道包括980MHz旁路滤波器672、可变衰减器676、放大器680和915MHz带阻滤波器684。上行频道包括915MHz带通滤波器688、可变衰减器676、放大器692和980MHz带阻滤波器696。

当过多的用户共享数据分布系统时，可能存在不充足的容量。不充足的容量可以导致丢失或延迟数据分组形式的服务退化。“过多”的用户数目是个人用户所需数据类型的函数。多少用户是“过多”的用户？依赖于用户是否可能同时连接、是否需要接收或传送大量数据以及应用程序是否对接收数据分组中的延迟敏感。随着朝向多媒体、视频会议和其他数据密集型应用的演变，与单一连接的用户间通信的数据量增加，可以由数据网络支持的用户数目下降。诸如视频会议或IP(因特网协议)电话等低等待时间的应用加重了此问题。

尽管简单地利用额外的上行或下行频道频率看上去很有吸引力，然而这并不是有吸引力的解决方案。

使一组客户调制解调器被调谐以接收单一下行频率并在单一上行频率上传输具有一些优点。例如，如果不需要提供能被调谐以在接收或传输频率的范围上进行操作的调制解调器，降低了制造和安装成本。

即使设计者愿意放弃针对整个一组客户调制解调器利用相同的传输和接收频率对的优点，对900MHz以上可用的频带数目仍然存在实际的限制。一个问题是大约1GHz是有效频率的最高限度。此限制来源于以下事实，同轴分布树与分支网络的末梢部分中的分路器、方向分接头、连接器以及有时同轴电缆本身在高于1GHz的频率上频率性能很差。

利用在高于900MHz而低于1GHz的频谱中的几个频率频道存在其自身的问题。一个问题是增加额外的频道将导致增加总信号功率。于是，此额外的信号功率将增加在网络的有源元件中信号过载的风险。这种过载可以对电视服务的传送造成不利的影响。附带的问题是增加更多的频道将增加分离单独的频道所需的滤波器的复杂性。

幸运地，在到建筑物的馈送点和分布“升压”放大器650之间连接电视信号的主(馈电)同轴分布电缆(624、638)通常能够很好地负载高于1GHz的频率，由于这些馈电电缆通常不包括方向分接头或分路器。即使在升压放大器前面存在一些分接头或分路器，也很容易代替或更新这些部件。之所以很容易是因为即使在升压放大器前面存在分接头或分路器，也只是很少，而且很容易连接。这与升压放大器后面的情形是截然相反的，在升压放大器后面存在很多分接头，而且大部分难以连接(access)。

发明内容

本发明通过利用双级系统解决了现有技术的限制。在优选实施例中，馈电电缆级利用馈电电缆的容量来负载处于高于1GHz的频谱中的多频带数据。局域级在电视“升压”放大器位置，将这些频带的数据转换为处于900MHz到1GHz的频率范围内的相应频带，并放大这些下行通信，向前传输给与电视同轴分布系统中的独立局域树与分支网络成组地相连的端用户。同样，至少将上行通信中的一些移频到1GHz以上的频率，以便在馈电电缆上上行传输。本发明的解决方案在所有数据接口“调制解调器”可以相同而且并不具有复杂调谐功能的系统中，提供了更高的数据容量。这样，可以大规模生产用在树与分支网络的端用户端接点的调制解调器，而且由于多个上行和下行频带将被转换为分布式局域级的标准上行和下行频道，可以将调制解调器预设为给定的上行和下行频道。在几个不同的局域树与分支网络上可以相互交换地利用这些调制解调器。

可选地，一组上行和下行通信能够在馈电电缆上以客户调制解调器所使用的频率传播，从而通信的这部分不需要移频。尽管由于管理或经济元件，可能希望所有的客户调制解调器利用相同的频率，但是本发明并不局限于所有客户调制解调器仅在一对上行和下行频率上进行操作的网络。在可代替的实施例中，建议利用除了高于1GHz之外的其他可代替的频带。

附图说明

图1示出了在有线电视的遗传树与分支分布网络上与上行(116)和下行(120)输送数据的应用相关的频带。

图2描述了馈电电缆(624和638)与局域同轴分布网络762、766、768和770之间的关系。

图3描述了在线路扩展器(extender)中用于为在遗传树与分支分布网络上发送的数据提供放大的信号的部件。

图4描述了利用馈电电缆624上三个不同的下行频率而只利用馈电电缆624上一个上行频率的本发明的一个实施例。

图5描述了利用馈电电缆624上三个不同的下行频率和馈电电缆624上三个不同的上行频率的本发明的另一实施例。

具体实施方式

图4和图5示出了本发明的两个主要实施例。以示出了馈电电缆624的上行设备的图A和示出了馈电电缆624的下行设备的图B的组合示出了这两个实施例。

两个实施例都具有一个馈送一个或多个馈电电缆(624或638)的中央系统和多个局域网络。在优选实施例中，每个局域网络将利用具有用于传输和接收的预设频率的标准客户调制解调器。

图4与图5之间的区别在于图4考虑了对于客户调制解调器的整个组，一个上行频率已经足够而下行数据的需求超出单一下行频率的带宽的情况。在图4和图5中，在转换为用于在平行的局域网络上传输的标准下行频率之前，系统利用几个频率在馈电电缆上负载下行传输。图4中所示的实施例将适用于向客户调制解调器下行发送的信息比从客户调制解调器上行发送的信息多得多的情况。网络浏览就是具有这种下行/上行失衡的应用的一个示例。传送构建网页所需的数据比上行通信显示此网页的简单的请求所需的数据需要更多的下行容量。关于下行容量的附加负载是需要宽带容量的如局域数字视频服务等增值(VA)服务。来自因特网服务供应商的下行数据与带宽敏感的增值服务的组合将常常导致需要比上行容量更多的下行容量。在很多情况下，对于现有的馈电电缆，存在太多的下行业务，而不能完全在900MHz到1GHz频谱中的一个下行频率上负载全部业务。

图5中所描述的系统与图4的相似之处在于所描述的系统具有馈电电缆的多个下行频率。图5所示的实施例与图4的不同之处在于其具有多于一个通过馈电电缆上行传播的上行频率。图5适于工作在上行和下行业务都超过馈电电缆上单一频率的带宽的情况。电子邮件或IP电话是上行和下行数据之间更为平均分布的应用。

在到达双工器316的低频引线之前，在放大器312对来自与CATV架空引入线相连的同轴电缆608的有线电视信号进行放大。

双工器3 16的高频引线接收来自因特网访问、局域增值服务(如果有的话)以及来自数字视频服务器712(如果有的话)的数据。更具体地，从CATV架空引入线电缆608中可以分出到因特网704的连接，或者到因特网704的连接来自如光纤、线缆调制解调器或无线等另一通信路由。

在图4A中，中央集线器的作用被指定为跨接一组部件。在中央服务器708中进行从因特网协议到局域网协议的转换。典型地，这种转换沿下行方向为从因特网到PPPoE(PPP over Ethernet)，而上行传输则反过来。可选地，在中央服务器708中可以管理其他的局域增值服务。部分局域增值服务可以包括从数字音频服务器712传送内容的请求。

包括来自数字视频服务器712的数据的下行数据通过将数据分配给一组两个或更多中央调制解调器(720、722和724)的路由器716。由于此实施例是针对相对较少的上行业务而设置的，只有一个中央调制解调器720被用于接收上行业务。在图4A所示的示例中，以馈电电缆频率980MHz将信号传送给一组客户调制解调器。以馈电电缆频率1.05GHz携带给另一组客户调制解调器的下行业务，以利用馈电电缆负载高于一吉赫兹的频率的能力。以馈电电缆频率1.10GHz携带给又一组客户调制解调器的下行业务。

在优选实施例中，针对用于下行业务的每个附加馈电电缆频率，都有附加的调制解调器。如图4B中显而易见的那样，将客户调制解调器所用的下行频率作为馈电电缆频率之一的应用减少了用在图4B中的部件数量。代替地，可以建立系统，针对所有中央调制解调器，利用高于一吉赫兹的下行馈电电缆频率，然后将所有下行业务转换为客户调制解调器所用的下行频率。

在作为由客户调制解调器所使用的相同频率的915MHz的单一上行馈电电缆频率上，传输来自所有客户调制解调器的上行业务。来自三个中央调制解调器中的每一个的同轴电缆都与组合器734相连，组合器734与双工器316的高频引线相连。

图4B描述了与图4A一起使用的多频带同轴扩展器(multi-bandcoax extender)。作为概述，多频带同轴扩展器接收三个下行频带中的每一个，并利用局域频率合成器和混频元件，将接收到的频带中的两个转换为具有与主馈电电缆上下行负载的第三个频谱等同的频带的两个单独的流。然后，利用频谱双工器，将这些流中的每一个都导入可以馈送50个或更多客户调制解调器(例如，coaXmedia SandDollarTM客户调制解调器)的单独的同轴电缆分支。在上行方向中，利用方向分接头，将来自每个单独的同轴电缆分支的相同频谱的信号组合在一起，滤波以去除带外噪声，并在作为上行信号插入到馈电电缆624上并返回到具有上行接收机的中央调制解调器720之前进行放大。

以具有图4B所示的以下细节的一个实施例实现大体上如上所述的系统。在图4B所示的馈电电缆624的末端开始，馈电电缆624馈送给双工器750。在一个优选实施例中，以从直流到865 MHz的低通和以905MHz以上的高通来设置双工器750。双工器750的低频引线将向电视放大器650的输入端馈送，电视放大器650轮流馈送双工器754、756和758。双工器(754、756和758)中的每一个都馈送局域同轴分布网络762、766和770。

依赖于预期的负载，分布网络为大约五十个端用户服务。分布网络端接于如模块400中所述的设备。在图4B上示出了多个方框之一的细节。对于本发明的目的，模块400内部部件的实际布局并不重要，而不应该将给出的示例理解为对本发明范围的限制。为了描述的目的，模块400内部的部件如下：

在组件400内部，客户调制解调器408与双工器406上的高通端口相连。双工器406与同轴插座404相连。双工器406下行引线的采样值为LP 5MHz到860MHz和HP 900MHz到1GHz。传统的TV同轴电缆412将电视416连接到双工器406上的低通端口。客户调制解调器408被示为sand dollar以区分于受让人的客户调制解调器的商标名称。

用户可以将下行装置420与客户调制解调器408的数据线(datacord)相连。用户的下行装置420可以是个人计算机(“PC”)。尽管下行装置420可能是台式或便携式个人计算机，但也可以是能够与数字数据的外部源接口的某些其他装置。这种示例之一是被称为PDA(“个人数字助理”)的装置。因此，本发明能够通过实质上利用现有的用于向用户电视416传送有线电视信号的基础结构，在下行装置420和因特网之间进行通信。

三个双工器(754、756和758)中的每一个接收980MHz的下行传输和915MHz的上行传输。虽然所有三个局域同轴分布网络(762、766和770)的总计下行业务对于要在馈电电缆624上的一个频率上传送来说太多了，但当将其分在三个平行的局域网络中时，在同一频率上拥有全部下行业务就不是问题。

模块800内的部件处理从三个馈电电缆频率向三个平行局域网络的转换。下行通路从放大器650上游的双工器750开始。双工器750的高频引线馈送给分路器804。下行通路继续从分路器804到放大器808。980MHz的下行业务部分通过设置在980MHz的带通滤波器812(通过正负20MHz——带通滤波器836和852也是如此)。由于980MHz是客户调制解调器408所使用的标准频率，不需要任何转换，而且下行业务通过方向分接头816，到达通往局域同轴分布网络762的路由上的双工器754的高频引线。

平行于通往局域同轴分布网络762的下行业务通路，存在通往局域同轴分布网络766的下行业务通路。在放大器808中存在馈电电缆频率为1.05GHz的网络766的下行业务，并通过了设置通过高于1.02GHz的频率的高通滤波器820。高通滤波器820被用于防止可能直接通过混频器中的一个(832或848)的残余低频带频谱，干扰从局域同轴分布网络756或758的下行业务的较高频谱频带下转换所得到的980MHz的类似频谱。

通过利用振荡器824、合成器828和混频器832，将下行业务移频到980MHz，并通过带通滤波器836和方向分接头840，以到达双工器756的高频引线。(典型合成器输出值为70MHz或2.03GHz。)双工器756与局域分布网络766相连。

以类似的方式，局域同轴分布网络770的下行业务在同轴馈电电缆624上以1.10GHz传播。下行业务通过高通滤波器820。通过利用振荡器824、合成器844和混频器848，将下行传输移频到980MHz，并通过带通滤波器852和方向分接头856，以到达双工器758的高频引线。(典型合成器输出值为120MHz或2.08GHz。)双工器758与局域分布网络770相连。

正如连同图4A所描述的那样，可以在馈电电缆624上以客户调制解调器408所使用的标准下行频率(980MHz)之外的频率负载到达局域同轴分布网络762的下行业务。这种选择将需要调整滤波器方案及额外的合成器和混频器。

以标准频率915MHz发送来自三个局域同轴分布网络的上行业务。上行通路从双工器754、756和758通过方向分接头816、840和856到组合器860。

组合后的上行业务通过针对915MHz(正负10MHz)设置的带通滤波器864。在868放大上行业务，并通过滤波器804，到达去往馈电电缆624的双工器750的高频引线。

图4描述了具有为三个局域分布网络服务的三个调制解调器对的系统。实际上，在这种情况下，考虑到所需的下行容量，可以组合任意数目的调制解调器对。两个小局域分布网络可以共享一对调制解调器和馈电电缆频率。本发明可以被用在具有两个或更多局域同轴分布网络的情况下。

除了每个中央调制器解调器(720、726和728)包括上行接收机之外，图5A描述了与图4A相似的安排。将每个接收机调谐到不同的同轴馈电上行频率。这种安排的优点在于增加了上行容量。只是作为可以独立应用于所用的频率或频谱的原理，通过示例示出了特定的频带。作为下行频率，利用客户调整解调器408的标准传输频率作为同轴馈电上行频率之一，存在一点点优势。但是，并不要求同轴馈电上行频率之一与客户调制解调器408的标准传输频率相同。

图5B描述了与图4B相似的安排，除了在为了在主同轴馈电电缆624上沿上行方向传输而进行组合之前，对来自单独的局域同轴分布网络中的两个的相同频谱的上行频带进行移频。在此示例中，以频率980MHz、1.11GHz和1.24GHz负载分路器804处的下行业务。以频率915MHz、1.045GHz和1.175GHz负载分路器804处的上行业务。

更具体地，在优选实施例中，来自局域同轴分布网络762的上行业务通过双工器754、方向分接头816和带通滤波器872到达组合器860，而不改变915MHz的上行频率。(带通滤波器872、876和880的典型值为915+/-20MHz。)

来自局域同轴分布网络766的上行业务也处于915MHz，但在通过双工器756、方向分接头840和带通滤波器876之后，由混频器884利用输出为130MHz的合成器838将上行业务移频到1045MHz。移频的上行业务通过设置在1045MHz+/-20MHz的带通滤波器892。

类似地，来自局域同轴分布网络770的上行业务也开始于915MHz。在通过双工器758、方向分接头856和带通滤波器880之后，由混频器888利用输出为260MHz的合成器844将上行业务移频到1075MHz。移频的上行业务通过设置在1075MHz+/-20MHz的带通滤波器896。

在图5所示的实施例中，由合成器设置的单一的外差频率源被用于移频下行和上行信号。因此，对于两个方向的传输，移频的数量将是相同的。代替地，可以采用独立的外差频率，从而能够有更灵活的频率方案。

图5A和图5B所述的系统将915MHz用于上行通信，而将980MHz用于局域同轴分布网络(762、766和770)中的下行通信。如图5B所示，一个在馈电电缆624上传输的频率对为915MHz和980MHz，由局域同轴分布网络之一762不经移频地利用此频率对。这减少了移频这些信号所需的额外部件组。尽管这是有优势的，但并不是必需的，而且在不偏离本发明范围的前提下，可以移频所有这些频带。

可以利用印刷电路板带状线元件方便而经济地制造包含在图5B中的带通滤波器。代替地可以采用如陶瓷或表面声波型等滤波器的其他形式。

所采用的解决方案可以具有利用馈电电缆624上相同的上行或下行频率的多个局域同轴分布网络，其中在馈电电缆上的总计业务不超过其给定频率的负载能力。这样，几个局域同轴分布网络可以利用与此局域同轴分布网络中所使用的馈电电缆频率相同的馈电电缆频率。其他局域同轴分布网络中的一个或多个将移频通信频率之一或两个，以增加馈电电缆624的负载能力。

所描述的方法可以被用于在同轴分布系统的任意部分上利用任意形式的调制或不同形式的调制的数字传输系统中。

在利用遗传有线电视同轴树与分支网络的数据通信的上下文中给出了本发明的题目和公开实施例。针对上行和下行通信所选的频率反映出此环境。应当注意的是，本领域的技术人员可以选择其他频率或调制方案来实现本发明，尤其是在并非用于分布有线电视信号的同轴网络之外的任意树与分支网络中，或在不使用同轴电缆的树与分支网络中。

当与利用遗传有线电视同轴树与分支网络的有关数据通信中使用优选实施例时，该优选实施例利用馈电电缆上、局域分布网络有用频率范围以上的频率(通常为1.0GHz以上的频率)。本领域的技术人员可以利用本发明的教义来使用馈电电缆上额外的载波频率，以通过利用低于1.0GHz的频率来增加馈电电缆的带宽。通常，在利用这些其他频率上存在可以克服的障碍。可以利用5到42MHz的频带，尤其可以用于额外的馈电电缆下行频率，但是此频带具有随时间改变的多种用途。

为电视频带所设置的频带扩展到860MHz。很多系统并不利用从大约750MHz到860MHz的频带。此带宽可以被用于附加的馈电电缆频率。利用此频带的下降趋势在于一些地区的有线电视供应商可能已经利用了750MHz到860MHz频带，所以这种解决方案并不能普遍使用。安置附加馈电电缆频率的另一可能位置是用于电视频道的频带内未使用的电视频道。根据用于传送馈电电缆频率的调制和滤波设备，可能需要找到一些邻近的未使用电视频道，以便负载一个馈电电缆频率。利用未使用的频道的问题是，有线电视供应商不时地重新安排用于传送电视信号的频道。当未使用的电视频道变为有效的电视频道时，有线电视供应商的重新安排可能引起与为了拥有额外的馈电电缆频率的计划之间的冲突，从而需要调整设备以利用不同的频率。

大约900MHz到1.0GHz的频带是负载附加馈电电缆频率的另一可能频带。如上所述，在总信号功率，以及由于优选实施例已经使用了915MHz和980MHz，为了在此频带上增加额外的馈电电缆率，需要更严格的滤波方案等方面存在可能的问题。尽管这些因素指出利用1.0GHz以上的频带，900MHz与1.0GHz之间的频带能够负载三个或更多的馈电电缆频率，而不是两个馈电电缆频率。

本领域的技术人员可以意识到本发明的方法和设备具有很多应用，而且本发明并不局限于为了促进对本发明的理解而给出的特定示例。此外，正如本领域的技术人员所清楚的那样，本发明的范围覆盖针对这里所描述的系统部件进行修改、改进和替代的范围。

在所附并延伸至其法定等价物的权利要求中阐述了对本发明范围的法定限制。不熟悉针对等价物的法定测试的人员应当向先前在如美国专利商标局等授予本专利的专利机构受过训练的人员进行咨询。

Claims (26)

1、一种用于传送数据通信和电视信号的树与分支分布网络，所述网络包括：

馈电电缆，用于从上行端向下行端负载电视信号和数据通信，下行端与第一局域分布网络和第二局域分布网络相连；馈电电缆具有在能够被可靠地用在第一和第二局域分布网络中的频带以上的频带中负载通信的能力；

与第二局域分布网络隔离的第一局域分布网络，从而与第二局域分布网络相连的客户调制解调器在第一下行频率上不能读取以第一下行频率向第一局域分布网络传送的下行通信；

在第一和第二局域分布网络中每一个的内部的一组客户调制解调器，用于在两个局域分布网络的末端接收数据，客户调制解调器适于与连接在此客户调制解调器下游的装置进行通信；

从要在馈电电缆上传送的数据通信的源到局域通信网络的末端的客户调整解调器组的连接；

在馈电电缆上下行负载的第一馈电电缆频率的数据通信，从数据通信的源接收数据通信，以传输给第一局域分布网络末端的一组客户调制解调器之一；

在馈电电缆上下行负载的第二馈电电缆频率的数据通信，从数据通信的源接收数据通信，以传输给第二局域分布网络末端的一组客户调制解调器之一；第二馈电电缆频率适用于馈电电缆并在能够被可靠地用在局域分布网络中的频带以上；第二馈电电缆频率不同于第一馈电电缆频率；

下行移频器，在馈电电缆的下行端与第二局域分布网络的数据通信中，将第二馈电电缆频率的数据通信移频到第二局域分布网络的下行数据频率，将下行移频器的输出提供给第二局域分布网络，并传送给第二局域通信网络末端的客户调制解调器组。

2、按照权利要求1所述的树与分支分布网络，其特征在于第一馈电电缆频率等于第一局域分布网络的下行数据频率。

3、按照权利要求1所述的树与分支网络，其特征在于下行移频器包括振荡器、合成器和混频器。

4、按照权利要求1所述的树与分支网络，其特征在于通过利用位于第一和第二局域分布网络与馈电电缆之间的方向分接头将第一局域分布网络与第二局域分布网络相隔离。

5、按照权利要求1所述的树与分支网络，其特征在于还包括上行移频器，在馈电电缆的下行端与第二局域分布网络的数据通信中，将上行通信从第二局域分布网络的上行数据频率移频到第三馈电电缆频率；第三馈电电缆频率适用于馈电电缆并在能够被可靠地用在局域分布网络中的频带以上；第三馈电电缆频率不同于第一馈电电缆频率和第二馈电电缆频率；来自上行移频器的输出与馈电电缆进行通信。

6、一种用于增加树与分支分布网络的容量的多频带扩展器，所述多频带扩展器包括：

第一分路器装置，连接以与馈电电缆进行通信；分路器装置通过区分由馈电电缆所使用的第一频带中的频率的连接与馈电电缆相连，以负载电视信号；

下行通路，从第一分路器装置开始，与第二分路器装置进行数据通信；

第二分路器装置的输出，与第一滤波器进行数据通信，以允许以第一频率下行传播通信；

第一方向分接头，具有与第二端口和第三端口相连的第一端口，第二端口与第三端口隔离；

第一滤波器，与第一方向分接头上的第三端口相连；

第一方向分接头上的第一端口，它与第一双工器上的高频端口相连；第一双工器具有以低于第一频率的第一频带与电视信号源进行数据通信的低频端口；

第一双工器的下行引线，它与第一局域分布网络相连，第一局域分布网络与至少一台电视和至少一个客户调制解调器相连；

第二分路器装置的第二输出，它与第二滤波器进行数据通信，以允许以第二频率下行传播通信，并区分以第一频率进行的通信；

第二滤波器，与下行移频器相连，将第二频率的数据通信移频到第二局域分布网络下行频率；

第二方向分接头，具有与第二端口和第三端口相连的第一端口，第二端口与第三端口隔离；

下行移频器的输出，与第二方向分接头上的第三端口进行数据通信；

第二方向分接头上的第一端口，它与第二双工器上的高频端口相连；第二双工器具有以低于第一频率的频带与电视信号源进行数据通信的低频端口；

第二双工器的下行引线，与第二局域分布网络相连，第二局域分布网络与至少一台电视和至少一个客户调制解调器相连。

7、按照权利要求6所述的多频带扩展器，其特征在于第二局域分布网络包含至少一个标定用于频带范围内的部件，而第二频率位于频带范围外部。

8、按照权利要求6所述的多频带扩展器，其特征在于第二频率高于1.0GHz。

9、按照权利要求6所述的多频带扩展器，其特征在于：

第一方向分接头上的第二端口和第二方向分接头上的第二端口都与组合器装置进行数据通信；组合器装置的上行输出与第一分路器装置相连，由此：

A)来自第一局域分布网络的上行通信可以从第一局域分布网络通过第一方向分接头从第二端口输出、通过组合器装置、上行通过第一分路器装置、到达馈电电缆以进行上行传播；

B)来自第二局域分布网络的上行通信可以从第二局域分布网络通过第二方向分接头从第二端口输出、通过组合器装置、上行通过第一分路器装置、到达馈电电缆以进行上行传播；以及

C)馈电电缆负载：

第一频带中的电视信号；

用于第一局域分布网络中，第一频率的下行通信；

用于第二局域分布网络中，第二频率(不同于第一频率)的下行通信；

来自第一局域分布网络的上行通信；以及

来自第二局域分布网络的上行通信。

10、按照权利要求9所述的多频带扩展器，其特征在于：

用在馈电电缆上以负载来自第一局域分布网络的上行通信的频率等于用于第一局域分布网络中的上行通信的频率，

用于第一局域分布网络中的上行通信的频率等于用在馈电电缆上以负载来自第二局域分布网络的上行通信的频率，

用在馈电电缆上以负载来自第二局域分布网络的上行通信的频率等于用于第二局域分布网络中的上行通信的频率。

11、按照权利要求6所述的多频带扩展器，其特征在于：

第一方向分接头上的第二端口与第三滤波器进行数据通信，第三滤波器被设置为通过第一局域分布网络的上行频率；

第三滤波器的上行输出与组合器装置进行数据通信；

组合器装置的上行输出与第一分路器装置进行数据通信；以及

第二方向分接头上的第二端口与第四滤波器进行数据通信，第四滤波器被设置为通过第二局域分布网络所使用的上行频率；

第四滤波器的上行输出与上行移频器进行数据通信，上行移频器将第二局域分布网络所使用的上行频率的数据通信移频为第二上行馈电电缆频率；

上行移频器的输出与第五滤波器进行数据通信，第五滤波器被设置为通过第二上行馈电电缆频率；

第五滤波器的上行输出与组合器装置进行数据通信；其中：

A)来自第一局域分布网络的上行通信可以从第一局域分布网络通过第一方向分接头从第二端口输出、通过第三滤波器、通过组合器装置、上行通过第一分路器装置、到达馈电电缆以进行上行传播；

B)来自第二局域分布网络的上行通信可以从第二局域分布网络通过第二方向分接头从第二端口输出、通过第四滤波器、通过上行移频器、通过第五滤波器、通过组合器装置、到达馈电电缆以进行上行传播；以及

C)馈电电缆负载：

第一频带的电视信号；

用于第一局域分布网络中，第一频率的下行通信；

用于第二局域分布网络中，第二频率(不同于第一频率)的下行通信；

来自第一局域分布网络的上行通信；以及

第二上行馈电电缆频率的、来自第二局域分布网络的上行通信。

12、按照权利要求11所述的多频带扩展器，其特征在于第二上行馈电电缆频率高于1.0GHz。

13、按照权利要求11所述的多频带扩展器，其特征在于：

用在馈电电缆上以负载来自第一局域分布网络的上行通信的频率等于用于第一局域分布网络的上行通信的频率，

用于第一局域分布网络的上行通信的频率不等于第二上行馈电电缆频率。

14、按照权利要求11所述的多频带扩展器，其特征在于：

将来自第一局域分布网络的上行通信从第一局域分布网络的上行频率移频到第一上行馈电电缆频率，而第一上行馈电电缆频率不等于第二上行馈电电缆频率。

15、按照权利要求11所述的多频带扩展器，其特征在于：

上行移频器和下行移频器都利用由合成器设置的单一的外差频率源。

16、一种包含用于增加树与分支分布网络中馈电电缆的容量的多频带扩展器的网络，所述网络包括：

A)第一局域分布网络，用于发送第一频率的电视信号以及与至少一个客户调制解调器进行数据通信；以第一局域分布网络下行频率向至少一个客户调制解调器进行下行通信，而以第一局域分布网络上行频率从至少一个客户调制解调器进行上行通信；

B)第一局域分布网络的上行端，与第一双工器的公共端口进行数据通信；

C)第一双工器的低频端口，它与提供第一频带的电视信号的电视放大器的输出相连；

D)第一双工器的高频端口，它与第一方向分接头的第一端口相连，第一方向分接头具有向第二端口和第三端口传送信号的第一端口，第二端口与第三端口隔离；

E)第一方向分接头的第三端口，与第二分路器装置进行数据通信，第二分路器装置的上行端与第一放大器的输出相连；

F)第一放大器的输入端，它与具有上行端口的第一分路器装置相连；

G)第一分路器装置的上行端口，它与第二馈电电缆双工器上的高频端口相连；

H)具有低频端口和公共端口的第二馈电电缆双工器；设置低频端口向电视放大器传送第一频带的电视信号；

I)第二馈电电缆双工器的公共端口，与馈电电缆进行数据通信；

J)第一方向分接头的第二端口，与第一滤波器进行数据通信，第一滤波器被设置为通过第一局域分布网络上行频率；

K)第一滤波器的上行输出，与组合器装置进行数据通信；

L)组合器装置的上行输出，与上行放大器进行数据通信；

M)上行放大器，与第一分路器装置进行数据通信；

N)第二局域分布网络，用于发送第一频带的电视信号以及与至少一个客户调制解调器进行数据通信；以第二局域分布网络下行频率向至少一个客户调制解调器进行下行通信，而以第二局域分布网络上行频率从至少一个客户调制解调器进行上行通信；

O)第二局域分布网络的上行端，与第二双工器的公共端口进行数据通信；

P)第二双工器的低频端口，与提供第一频带的电视信号的电视放大器的输出相连；

Q)第二双工器的高频端口，与第二方向分接头的第一端口相连，第二方向分接头具有向第二端口和第三端口传送信号的第一端口，第二端口与第三端口隔离；

R)第二方向分接头的第三端口，与第二分路器装置进行数据通信；

S)第二方向分接头的第二端口，它与第二滤波器相连，第二滤波器被设置为通过第二局域分布网络上行频率；

T)第二滤波器的上行输出，与上行移频器进行数据通信，上行移频器将第二局域分布网络上行频率的数据通信移频为第二上行馈电电缆频率；

U)上行移频器的输出，与第三滤波器进行数据通信，第三滤波器被设置为通过第二上行馈电电缆频率；

V)第三滤波器的上行输出与组合器装置进行数据通信；

由此：

来自第一局域分布网络的上行通信可以从第一局域分布网络通过第一方向分接头从第二端口输出、通过第一滤波器、通过组合器装置、通过第二馈电电缆双工器、到达馈电电缆以进行上行传播；以及

来自第二局域分布网络的上行通信可以从第二局域分布网络通过第二方向分接头从第二端口输出、通过第二滤波器、通过上行移频器、通过第三滤波器、通过组合器装置、通过第二馈电电缆双工器、到达馈电电缆以进行上行传播；以及

馈电电缆负载

第一频带的电视信号；

用于第一局域分布网络中的下行通信；

用于第二局域分布网络中的下行通信；

来自第一局域分布网络的上行通信；以及

第二上行馈电电缆频率的、来自第二局域分布网络的上行通信。

17、按照权利要求16所述的网络，其特征在于第二局域分布网络上行频率低于1.0GHz，而第二上行馈电电缆频率高于1.0GHz。

18、一种增加树与分支网络馈电电缆负载第一频带的电视频道和与第一局域分布网络和第二局域分布网络的数据通信的能力的方法，第一局域分布网络和第二局域分布网络负载第一频带以上、用于第一和第二局域分布网络中可靠服务的可操作最高限度频率以下的第二频带中的数据通信，所述方法包括：

将第一局域分布网络与第二局域分布网络相隔离，使得第二局域分布网络中的客户调制解调器不能以第一频率接收第一局域分布网络中第一频率上的下行数据通信；

以第一下行频率在网络馈电电缆上，向第一局域分布网络发送下行通信；

以第二下行频率在网络馈电电缆上，向第二局域分布网络发送下行通信，第二下行频率高于第二频带，且不同于第一下行频率；

网络馈电电缆的下游，将第二下行频率的下行通信移频为与第二局域分布网络下行频率相匹配的第二频带中的频率；

由此，网络馈电电缆下行负载：

第一频带的电视频道；

第一下行频率的下行通信；以及

第二下行频率的下行通信。

19、按照权利要求18所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：

网络馈电电缆的下游，将第一下行频率的下行通信移频为与第一局域分布网络下行频率相匹配的第二频带中的频率。

20、按照权利要求18所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：

以第一上行频率、在网络馈电电缆上发送来自第一局域分布网络的上行通信；

网络馈电电缆的下游；将来自第二局域分布网络的上行通信从第二频带中的第二局域分布网络上行频率移频为第二频带以上、且不同于第一上行频率的第二上行频率；由此，网络馈电电缆负载：

第一频带的电视频道；

第一下行频率的下行通信；

第二下行频率的下行通信；

第一上行频率的上行通信；以及

第二上行频率的上行通信。

21、一种增加树与分支网络馈电电缆负载第一频带的电视频道和与第一局域分布网络和第二局域分布网络的数据通信的能力的方法，第一局域分布网络和第二局域分布网络负载第一频带以上、用于第一和第二局域分布网络中可靠服务的可操作最高限度频率以下的第二频带中的数据通信，所述方法包括：

将第一局域分布网络与第二局域分布网络相隔离，使得第二局域分布网络中的客户调制解调器不能以第一频率接收第一局域分布网络中第一频率的下行数据通信；

以第一下行频率在网络馈电电缆上，向第一局域分布网络发送下行通信；

以第二下行频率在网络馈电电缆上，向第二局域分布网络发送下行通信，第二下行频率不同于第一下行频率；

网络馈电电缆的下游，将第二下行频率的下行通信移频为第二局域分布网络下行频率；

由此，网络馈电电缆下行负载：

第一频带的电视频道；

第一下行频率的下行通信；以及

第二下行频率的下行通信。

22、按照权利要求21所述的方法，其特征在于第二下行频率为5MHz到42MHz的范围。

23、按照权利要求21所述的方法，其特征在于第二下行频率位于750MHz到860MHz的范围内。

24、按照权利要求21所述的方法，其特征在于第二下行频率位于第一频带中。

25、按照权利要求21所述的方法，其特征在于第二下行频率位于第二频带中。

26、在说明书和参考附图中所描述和图解的发明。

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