CN1568604A - 利用主天线电视网提供互联网服务的噪声过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用主天线电视网提供互联网服务的过滤装置。更具体的讲，根据本发明的过滤装置涉及一种利用已经安装在公寓或大楼中的主天线电视网提供互联网服务的过滤装置，该装置包括：高通滤波器，用于去除进入经由HFC网输入到主天线电视网的下行信号中的噪声；带通滤波器，用于去除通过主天线电视网从互联网终端传送到HFC网的上行信号中的噪声；放大器，它与带通滤波器的后端连接，用于通过对过滤后的上行信号电平进行放大，以将通过带通滤波器而被减弱的上行信号电平恢复至原始信号电平。根据本发明所述，通过去除进入至主天线电视网的上行信号中的无用噪声，就可以实现通过主天线电视网的双工数据通信。
Description
发明背景
(a)发明领域
本发明涉及一种利用安装在诸如公寓住宅、商业区、大楼、学校、宾馆或旅店等综合建筑物中的主天线电视网来提供互联网服务的噪声过滤装置。
(b)现有技术描述
一般而言，在每个综合建筑物中，诸如公寓住宅、商业区、大楼、宾馆或学校等，都安装有主天线电视网(MATV Network)，以使不同的住户能够收看到不同频道的节目。这里，主天线电视网的含义指定是连接同一建筑物或建筑物聚集区内各种电视的单一接收系统，也就是说，它是通过建造主天线来分发信号给多个电视机以允许电视收看的有线网络。
特别在多个住户聚集的公寓综合体内通常会出现这样的情况，即，地方有线电视公司与主天线电视网相连，以满足住户的多种电视收看需求。地方有线电视公司通常使用光缆以将电视信号从电缆广播中继站传送到靠近终端用户的节点，并使用同轴电缆以将电视信号从所述节点传送给终端用户的机顶盒。这种在网络的不同部分使用光纤和同轴电缆以传送由视频和音频数据形成的电视信号的技术被称为HFC(光纤同轴电缆混合)通信技术。
根据HFC通信技术，具有光缆的可信赖的高品质传输特性的信号可被精密地传送给用户终端，而无需改变现有的已安装在公司和住户中的同轴电缆。另外，根据HFC通信技术，由于光纤被用作骨干管道，所以与仅用同轴电缆来支持基于服务器/用户机模式的双工(mutual-directional)数据传输服务相比，可以有更多的数据在宽带中得到传输。另外，由于安装在基础设施上的光缆比同轴电缆具有更高的可信赖度，所以光缆可被更加高效地用于连接有线电视公司或电话公司的网络。因此，当前许多有线电视公司和电话公司都用HFC网络替换了传统的网络。
下面将参考图1对通过HFC网或MATV网传送有线电视信号的过程进行详细描述。首先，从有线电视(CATV)发送站12传来的有线电视信号被传送给与综合建筑物内的MATV网相连的各个用户的有线电视信号接收装置42，或者被传送给包含有用于通过光缆网络17和同轴电缆网络19接收有线电视信号的转换器22的有线电视接收装置23。
更具体地讲，从有线电视传送站12传来的有线电视信号在光传送器15内被调制成光纤信号并通过光缆被传送至光纤网络17，所述光纤信号在光网络单元(ONU)18内被转换成电信号并被传送给同轴电缆网络19。转换成电信号的有线电视信号通过同轴电缆传送，然后通过分离器20被分离并被传送至住宅或诸如公寓的综合建筑物。因此，在信号传送给住宅(即独立的房屋)的情况下，有线电视信号通过含有用于CATV的转换器22的有线电视接收器23被接收到；而在信号传送给诸如公寓的综合建筑物的情况下，有线电视信号则经由MATV网45并通过各个用户的有线电视接收器42被接收到。
另一方面，通过HFC网提供的互联网服务正在有限制地得到提供。对其的详细描述如下。首先，通过互联网10传送的互联网数据包经过路由器11，并且通过路由器11的互联网数据包被CMTS(有线调制解调器终端系统)13转换为可被有线调制解调器接收的数据。转换后的互联网数据被与有线电视传送信号混合，并通过光传送器15被传送到光纤网络17。然后，传送的综合信号利用HFC通信技术通过同轴电缆网络19和分离器20被传送给待要提供互联网服务的各个建筑物。
传送给各个建筑物的综合信号通过信号分离单元21被分离成互联网信号和有线电视信号，并且分离信号中的互联网信号通过有线调制解调器24被转换为可由PC终端识别的信号，以实现互联网数据的接收。
另一方面，从PC终端25到互联网10的数据传送过程与互联网数据接收过程的顺序相反。也就是说，从PC终端25传送的数据通过有线调制解调器24被传送到同轴电缆网络19，并且在光网络单元18中转换为光纤信号的数据通过光网络17被传送到光接收器16。从光接收器16接收到的数据在CMTS13中被转换成互联网数据包并通过路由器11被传送到互联网10。
但是，在使用HFC网双工传送互联网数据的模式被用于设在综合建筑物40(如公寓)内的主天线电视网45时，由于各种无用的噪声进入到通过主天线电视网45传送的上行信号中，这样就不可能传送可信赖的互联网数据。因此，目前使用主天线电视网45的互联网服务还未被提供。而且在诸如公寓、商业区、大楼、学校、宾馆和旅店等使用主天线电视网45的综合建筑内，互联网服务一般是通过各种混合及测试方法而得到提供的。例如，可通过ADSL、部门网、住户局域网或与外墙连线的有线调制解调器来提供互联网服务。
但是，这些方法存在着多种缺陷，例如，建设一个新网络需要更多的费用；因为要搜索用于每个住户的每条线，然后信号才能进入每条线，所以在大的公寓联合体里安装是非常复杂的；随着用户的增多而添加附属设备是很困难的；在公寓或综合性商业区的情况下，用于安装数据转发器(headend)的空间有限；由于每个住户都要有一根线，所以不同类型的线占据越来越多的空间；进入上行信号的噪声对互联网通信影响很大，但却不可能有效地去除这些有关的噪声。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用主天线电视网提供互联网服务的噪声过滤装置，该装置能够简化互联网服务的安装工作，降低建设互联网服务网的费用，并能利用在新建诸如公寓或大楼等的综合性建筑时安装的主天线电视网来提供互联网服务以传送高质量的数据。
为了实现上述目的，本发明所述的利用主天线电视网提供互联网服务的噪声过滤装置涉及到一种利用主天线电视网提供互联网服务的过滤装置，所述装置包括：高通滤波器，用于去除流入到下行信号中的噪声流，所述下行信号经由HFC网络被输入至所述主天线电视网；带通滤波器，用于去除流入到上行信号中的噪声，所述上行信号通过所述主天线电视网从互联网终端传送至HFC网；以及放大器，它与所述带通滤波器的后端连接，用于通过对过滤后的上行信号电平进行放大，以将通过所述带通滤波器而被减弱的上行信号电平恢复至原始信号电平。
根据本发明的过滤装置，在上行信号过滤区优选地安装有多个带通滤波器和放大器。
根据本发明的过滤装置，所述过滤装置在所述带通滤波器的前端还包括混频器(mixer)，所述混频器用于通过对所述上行信号与本地振荡器所产生的中频进行混频以调制所述上行信号，从而对处于中频的所述上行信号进行过滤。
根据本发明的过滤装置，所述过滤装置还可以包括双工滤波器，所述双工滤波器位于用来在各信号被分离之后对流入至所述上行信号和下行信号中的噪声进行过滤的所述高通滤波器和带通滤波器的前端，用于分离所述上行信号和下行信号。
根据本发明的过滤装置，所述过滤装置还可以包括电平调节部分，所述电平调节部分与所述放大器的后端连接，用于将所述上行信号的电平调节至预定的最佳电平。
根据本发明的过滤装置，所述电平调节部分包括：电平测量部分，它用于测量流入所述电平调节部分的上行信号的信号电平，并对所测量到的电平与预定的最佳电平进行比较；以及电平转换部分，用于将所述上行信号的信号电平调节至预定的最佳电平。
根据本发明的过滤装置，通过利用高通滤波器滤除噪声，例如将下行信号过滤至55～750MHZ带区(band zone)，并通过几次过滤以将上行信号过滤至5-52MHZ带区并放大，所述主天线电视网就可被用于互联网络。
附图的简要说明
通过参照结合附图对本发明进行的详细描述，对本发明的更加完整的评价以及许多与之伴随的优点将显而易见并易于理解。在附图中，相同的参考标记代表了相同或类似的部件。其中，
图1是根据传统技术所述的主天线电视网的结构图；
图2是利用本发明所述过滤装置实现的通过主天线电视网提供互联网服务的网络的结构图；
图3是根据本发明一个实施例所述的利用主天线电视网提供互联网服务的过滤装置的方框图；
图4是根据本发明一个实施例所述的包含在利用主天线电视网提供互联网服务的过滤装置之中的电平调节部分的方框图。
优选实施例的详细描述
下面将参照实例和实施例对本发明进行详细的描述。但是，根据本发明所述的实施例能够以不同的方式修改，并且不应将下面描述的实施例理解为是对本发明的权利要求的限制。本发明的实施例为本领域的一般技术人员提供了更加清楚和简单的描述。在附图中，相同的参考标记代表了相同的部件。
图2是利用本发明所述过滤装置实现的通过主天线电视网提供互联网服务的网络的结构图。
如图2所示，当根据本发明所述的用于互联网服务的过滤装置30被安装在设于诸如公寓、大楼、宾馆或学校等综合建筑40内的主天线电视网45与分离器20之间时，互联网10的双工(mutual-directional)数据通信将允许提供互联网服务。
通过互联网10传送的互联网数据包通过路由器11，并且通过路由器11的数据包通过CMTS(有线调制解调器终端系统)13被转换为可被有线调制解调器接收的数据。转换后的互联网数据被与有线电视传送信号在混合器(combiner)14内混合，并通过光传送器15传送到光缆网络17。然后，传送的综合信号利用HFC通信技术通过同轴电缆网络19和分离器20被传送给待要提供互联网服务的各个建筑物。
进入如公寓、大楼、宾馆或学校等综合建筑40内的主天线电视网45的互联网数据的下行信号通过本发明所述的用于互联网服务的过滤装置的高通滤波器32而得到去除噪声处理。通过综合建筑40内的主天线电视网45进入每个住户的信号被信号分离单元41分解为互联网信号和有线电视信号，并且分离出来的互联网信号被有线调制解调器43转换为PC终端可接收的信号，从而允许互联网数据下行信号的接收。
另一方面，从PC终端44传送互联网10的上行信号的传送过程与下行信号接收过程的处理顺序相反，并且上行信号的噪声也由根据本发明所述的能够去除下行信号噪声的用于互联网服务的过滤装置30去除。也就是说，从PC终端44传送的上行信号通过有线调制解调器43并经由安装在主天线电视网45上的用于互联网服务的过滤装置30的带通滤波器(BPF)38和放大器37a和37b，从而使进入主天线电视网45的各种无用噪声得到去除处理。已经去除了噪声的上行信号被传送至同轴电缆网络19，并在光网络单元18中被转换为光纤信号，然后通过光网络17被传送至光接收器16。通过光接收器16输入至CMTS13的上行信号被转换成互联网数据包，并通过路由器11传送到互联网10。
下面参照图3对本发明所述的用于互联网服务的过滤装置30的操作进行详细描述。
首先，由于经由HFC网络的由主天线电视网传送/接收的互联网上行/下行信号分别被分类成不同的频率区并由一根同轴电缆传输，各个信号频带被双工滤波器(diplex filter)31和33分离开，以分别去除上行和下行信号的噪声，其过程如下。来自互联网10并通过分离器20输入到用于互联网服务的过滤装置30之中的互联网下行信号属于通过同轴电缆传送的信号当中的55-750MHZ高频区，因而，下行信号被双工滤波器33从上行/下行信号中分离出来，并由高通滤波器32进行过滤，以去除下行信号以外的频率(即，噪声)。去除了噪声的下行信号通过主天线电视网45被传送给综合建筑物40内的各个用户的PC终端44。
另一方面，从综合建筑物40内的各个用户的PC终端44传向互联网10的互联网上行信号属于通过同轴电缆传送的信号当中的5-42MHZ频率区。该信号得到根据本发明所述的用于互联网服务的过滤装置30的过滤，并通过分离器20被传送给互联网10。但是，在互联网上行信号使用主天线电视网45的情况下，当信号被输入到综合建筑物40内的同轴电缆中时，由各种电设备产生的噪声以及设备产生的电波将与上行信号一起被输入，从而大大降低同轴电缆的信噪比(S/N比)。因此，如果不能通过去除使用主天线电视网提供互联网服务的上行信号中的噪声以将信噪比增加到最佳水平，数据丢失率会迅速增长，并使正常的数据传送变得不可能。
为克服因噪声流进入上行信号而导致的数据可信赖度的损失，依据本发明所述的用于互联网服务的过滤装置30过滤上行信号并通过分离器20将上行信号传送到HFC网，其说明如下。
首先，通过双工滤波器31将上行信号从上行/下行综合信号中分离出来。然后，分离出来的上行信号受到带通滤波器38的过滤以去除上行信号以外的频率(即，噪声)。被去除噪声的上行信号通过双工滤波器33、分离器20、同轴电缆网络19以及光网络17被传送至互联网10。
更具体地讲，通过在混频器36a内将经过双工滤波器31分离的上行信号与本地振荡器39提供的中频进行混合，就可将经过双工滤波器31分离的上行信号调制成中频区。使上行信号在被调制成中频区之后再得到过滤的原因在于，这样做可以实现更加简易和更加精确的滤波。
由于被调制成中频而衰减的上行信号的电平在通过放大器37a放大信号的调制之前被恢复至原始信号电平，并且上行信号的噪声被带通滤波器38滤除。这里，优选地使用具有高品质的通过特性以及良好的排除无用信号波段能力的SAW滤波器作为带通滤波器38。
通过在混频器36b内将经过带通滤波器38滤除了噪声的上行信号与来自本地振荡器39的中频再次混合，就可将所述上行信号恢复至原始频率波段。
由带通滤波器38滤除了噪声并由放大器37a恢复至原始频率波段的上行信号被放大器37b再次放大，并通过混频器36b恢复衰减了的信号电平，然后经由电平调节部分35和双工滤波器33被传送至同轴电缆网络19。
在上述的过程中，优选地使用具有减少本地振荡器噪声的能力以及具有将RF(射频)、IF(中频)以及LO(本地振荡器)相互隔离的良好特性的DBM(双平衡混频器)作为混频器36a和36b。
另外，根据本发明所述的用于互联网服务的滤波装置可进一步在带通滤波器38的输出端上包括一套或多套放大器以及带通滤波器。在这种情况下，由于在依据本发明的用于互联网服务的过滤装置在完成对上行信号的过滤时，信噪比能够维持较高的水平，就可以更可信地去除进入上行信号的噪声。
另一方面，在通过HFC网提供互联网服务时，电平调节部分35对上行频率进行转换，以使其符合多种互联网服务供应商(ISP)所使用的各种上行信号频带。
下面将参照图4对电平调节部分35的操作进行详细的描述。被上行信号滤波部分34去除了噪声的上行信号被输入到电平测量部分50和电平转换部分52中，所述上行信号滤波组件34包括混频器36a和36b、放大器37a和37b以及带通滤波器38。输入到电平测量部分50的上行信号通过限制器53和探测器55被转换成代表信号强度的仪表电流信号，并且该信号通过输出端的电阻(未示出)和电解电容(未示出)被再次转换为电压，并被输入至微机51。这里，限制器53利用比较器54对上行信号的电平与预定的最佳电平进行比较，从而防止输入到电平测量部分50的上行信号过载。
输入至微机51的电压信号被微机51的A/D转换器(模拟信号到数字信号的转换器；未示出)转换成数字上行信号电平，并由微机对其与上行信号预定的最佳电平进行比较。当上行信号电平比所述预定的最佳电平高或低时，微机51将输出数字控制信号到电平转换部部分52以对信号进行补偿。输出到电平转换部分52的数字控制信号被电平转换部分52自身包含的D/A转换器(数字信号到模拟信号的转换器；未示出)转换为控制信号。电平转换部分52利用所述控制信号调节待输出到双工滤波器33的上行信号的电平，以将上行信号的频带调节至操作互联网10的ISP(互联网服务供应商)所使用的信号频带。
虽然以上参照优选实施例对本发明进行了详细的描述，但本领域的一般技术人员应该预计到，在不脱离权利要求所阐明的本发明的精神和范围的情况下，对其所做的各种修改和替换都是可能的。
根据本发明的一个方面所述，安装在公寓或大楼内的主天线电视网可被用于互联网，并且在安装有主天线电视网的任何地方，无需另外安装互联网络就可提供互联网服务。
依据本发明的另一个方面所述，当通过上行信号频率转换装置而使用HFC网的互联网服务时，就可以灵活地适应不同的ISP所使用的不同上行信号频带。
Claims (6)
1.一种利用主天线电视网提供互联网服务的过滤装置，包括：
高通滤波器，用于去除流入到下行信号中的噪声流，所述下行信号经由HFC网络被输入至所述主天线电视网；
带通滤波器，用于去除流入到上行信号中的噪声，所述上行信号通过所述主天线电视网从互联网终端传送至HFC网；以及
放大器，它与所述带通滤波器的后端连接，用于通过对过滤后的上行信号电平进行放大，以将通过所述带通滤波器而被减弱的上行信号电平恢复至原始信号电平。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，在上行信号过滤区中安装有多个带通滤波器和放大器。
3.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于还包括混频器，所述混频器位于所述带通滤波器的前端，用于通过对所述上行信号与本地振荡器所产生的中频进行混频以调制所述上行信号，从而对处于中频的所述上行信号进行过滤。
4.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于还包括双工滤波器，所述双工滤波器位于用来在各信号被分离之后对流入至所述上行信号和下行信号中的噪声进行过滤的所述高通滤波器和带通滤波器的前端，用于分离所述上行信号和下行信号。
5.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于还包括电平调节部分，所述电平调节部分与所述放大器的后端连接，用于将所述上行信号的电平调节至预定的最佳电平。
6.根据权利要求5所述的过滤装置，其特征在于，所述电平调节部分包括：电平测量部分，它用于测量流入所述电平调节部分的上行信号的信号电平，并对所测量到的电平与预定的最佳电平进行比较；以及电平转换部分，用于将所述上行信号的信号电平调节至预定的最佳电平。
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