CN1913347A - 信号分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种信号分离器(24)包括一个输入端(26)和多个输出端(28，30)，其中可选输出端(28)与相移装置(32)相连。这些相移装置(32)包括移相变压器并且引入了180°的相移，以使可选输出端(28)上的噪声成分反相并在信号叠加时基本上完全相互抵消。本发明还提供了一种包含多个这种信号分离器的有线电视网络，用于确保进入网络中的、在上行信号中的有线电视网路杂讯显著地减少。

Description

信号分离器
技术领域
本发明涉及一种用于减少有线电视网路杂讯(noise ingress)的信号分离器以及一种包含该分离器的有线电视网络。
背景技术
有线电视网络不再是纯粹地用于电视分配和广播分配的分配网络，它现在也为用户提供网络的接入。这样，通过输出端与每个用户相连的信号分离器，电视信号和广播信号从本地中心局或者光节点分配。来自每个用户的返回通信量通过分离器返回本地中心局或者光节点，然后传到网络的其它地方。这些返回通信量可能包括对按次付费观看的电视节目的请求。
通常从用户到本地中心局或者光节点的通信量叫做“回路通信”或者“上行信号”。上行信号使用与从网络提供商发起的分配信号(通常叫做“下行信号”)不同的频段来传输。尽管其它的频段也在使用，但是现代有线电视网络通常使用5MHz～65MHz用于上行信号，而使用85MHz～862MHz用于下行信号。
所有的上行信号，不论它们是怎么发起的，都将传输到本地中心局或者光节点。因此，这些上行信号中的冗余噪声也将注入到网络中去。这些冗余信号由各种信号源产生，但是其中大部分都是由于在所使用的上行频段中的室外发射机的辐射所导致。这些冗余信号的总合称为“有线电视网路杂讯”。有线电视网路杂讯中大多数来源于用户住宅内的装置，并且在用户接入点注入网络。由于所有的这些冗余信号将进行叠加并且将会限制上行信号的信噪比(并由此限制容量)，有线电视网路杂讯成为网络中的一个主要问题。
本发明的一个目的就是提供一种能够减少有线电视网路杂讯进入有线电视分配网络的信号分离器。
发明内容
依据本发明，提供一种包括一个输入端和多个输出端的信号分离器，其中可选输出与相移装置相连。该信号分离器在有线电视网络中使用，相移装置确保了进入网络中的、在上行信号、即从用户发起的信号中的有线电视网路杂讯显著地减少。上行信号由来自多个不同用户的信号组成，每个用户信号包括数据成分和噪声成分。由于从不同的用户设备发起，因此来自不同用户的数据成分在振幅、相位和频率方面是不相关的。然而，每个用户信号中的噪声成分是彼此相似的，因为它们大多从相同的信号源，即被用户设备捕获的无线电频率电磁辐射和连接该设备与分离器的输出端的电缆产生。在上行信号到达输出端之前引入相移可以确保当由分离器对从用户发起的上行信号进行叠加时，噪声成分被互相抵消。
优选地，为了使得在可选输出端的噪声成分在信号叠加时反相并相互抵消，相移装置引入180°的相移。
每个相移装置可以包括一个移相变压器。
当分离器具有偶数N个输出端时，需要N/2个相移装置，N/2为一个整数。当分离器具有奇数X个输出端时，那么所使用的相移装置的个数将是大于或小于X/2的最接近的整数。
如果需要，相移装置可以永久地连接在其各自的输出端上并由输出端的公用外壳进行保护，以安装在所述分离器中。可选地，相移装置也可以与它们各自的输出端分离。
依照本发明的另一个方面，提供一种包含多个信号分离器的有线电视网络，包括一个输入端和多个输出端，其中可选输出端与相移装置相连，所述相移装置在使用中用于确保进入网络中的、在上行信号，即从用户发起的信号中的有线电视网路杂讯显著地减少。
附图说明
现将结合附图通过实施例对本发明进行说明，其中：
图1和图2为先有技术信号分离器的示意图；
图3是依据本发明的信号分离器的示意图；
图4和图5为频谱分析图，分别示出了当在有线电视网络中使用时，先有技术的信号分离器和本发明的信号分离器在输入端的叠加信号的功率。
具体实施方式
图1和图2中的先有技术的信号分离器10包括一个输入端12和多个输出端，为了清晰起见，其中只示出了第一输出端14和第二输出端16。使用这些无源信号分离器10作为本地中心局或者节点与多个用户之间的接口，每个用户与分离器10中的一个输出端相连，分离器的输入端12与节点相连。箭头18表示从服务提供者到分离器输入端的电视信号(下行信号)的传输，在所述分离器中信号被分割或者分离以向前传输给用户，箭头18a和18b表示来自分离器10的第一和第二输出端14、16的分离的电视信号的传输。
虚线箭头20a和20b表示从第一和第二用户到分离器的第一和第二输出端的数据信号(上行信号)的回路传输。分离器把来自其所连接的所有用户的数据信号叠加并将它们施加到分离器的输入端。虚线箭头20c表示从分离器的输入端到服务提供者的所有的叠加数据信号的传输。
在图2中，短虚线箭头22a和22b表示从用户传输到分离器的第一和第二输入端的数据信号中的噪声成分。分离器10不仅叠加所需的数据信号，也叠加噪声成分并把它们应用于分离器的输入端12。长虚线箭头22c表示从分离器的输入端到服务提供者的叠加的噪声信号的传输。
由于分离器有许多输出端，应用到分离器输入端上(并且由此从分离器的输入端传输到服务提供者)的叠加的噪声成分与数据信号相比则变得更显著了，因此降低了分离器和服务提供者之间的上行信道的信号传输容量。例如，假设有1000个用户连接到一个本地中心局或者光节点。如果所有的用户产生相同量的有线电视网路杂讯，那么在这个本地中心局或者光节点的总信噪比将以1000或者30dB的系数降低。
图3示出了根据本发明的信号分离器24，其包括一个输入端26和多个输出端，为了清晰起见，其中只示出了第一出端28和第二输出端30，以及连接到可选输出端的多个移相变压器，其中只示出了连接到第一输出端28的变压器32。每个变压器仅连接到一个输出端。这些移相变压器可以安装在分离器中并永久地与各自的输出端相关联。换句话说，这些变压器可以与现有的输出端外部连接。
移相变压器32对通过它的信号引入了180°的相移。这样，施加到第一输出端28上的分离的电视信号在传送给用户之前被相移了180°，并且与第一输出端28相连的用户设备传送的数据信号在被施加到第一输出端28之前就被相移了180°。
如上所述，用户传送到分离器的输出端的数据信号包括噪声成分。这些噪声成分具有各种来源，其中最重要的来源是无线电频率电磁辐射，它们能被用户设备和连接分离器的输出端与该用户设备的电缆捕获。在大多数情况下，被这样的电缆或者用户设备捕获的无线电频率电磁辐射源也将被多个其它这样的电缆或者用户设备捕获。
由于噪声成分大部分来自相同的噪声源，因此其信号特性非常相似。噪声成分将有相同的频率、振幅和相位。与分离器的可选输出端相连的移相变压器产生两组噪声成分。两组噪声成分均有大致相同的频率和振幅，但是第一组噪声成分的相位与第二组噪声成分的相位相反。当两组噪声成分叠加时，它们相互抵消，以使施加到分离器的输入端上的叠加的信号的噪声成分大大减少。
由于从不同的用户设备发出的，来自不同用户的数据成分在振幅、相位和频率上都不相关，所以从用户发出的所需数据信号并不受影响。因此，它们在相移后叠加也不会被消减。下行信号也不会受到相移的影响，因此通过使用在分离器的输出端和相连的网络支路间安装的移相变压器，所需的下行信号和上行信号不会受到影响，同时有线电视网路杂讯被衰减了。
当然，也会存在仅被一个用户设备或者一根电缆捕获的无线电频率电磁辐射局部源，如一个用户住宅内的设施中的电动机。相移的引入不能减少这种噪声成分。
许多住宅具有与分离器的两个输出端相连的连接，一个连接用于有线电视，另一个连接用于电话或者互联网服务。如果一个与分离器的输出端相连的连接连有移相变压器，而另一个与输出端相连的连接没有变压器，那么即使由于无线电频率电磁辐射的局部源导致的噪声成分也可以被减少。
图4示出了当在有线电视网络中应用时，先有技术的分离器10的输入端12的信号功率。在频谱分析图中示出的频率范围是0～70MHz，包含了用于信号回路的频率范围。
在接近频谱图的中部可以看到一个在50dB和60dB之间的峰值，也就是在35MHz附近。这是由用户传送到分离器的数据信号中的叠加的噪声成分所导致的。
图5示出了当在相同的网络中应用时，本发明的分离器24的输入端26的信号功率。可以看出，那个在35MHz附近的信号功率已经在40dB到50dB之间了。在35MHz处信号功率的大约10dB的减少是由于噪声成分被分离器消减了10dB。至少理论上，这可能导致输入端26和服务提供者之间的信道数据传输容量以10为系数增加。
本发明的信号分离器的成功操作依赖于施加在分离器输出端上数据信号的噪声成分间的相似性。如果从用户设备到分离器输出端的传输过程中，噪声成分具有不同的振幅或者经受不同的相移，那么在叠加的数据信号中对噪声成分的减少则不会很显著。然而，噪声成分的仅3dB的减少就能使上行信号信道的数据传输容量提升两倍。
如果分离器具有奇数个输出端时，噪声成分的衰减会不很显著。在这种情况下，与输出端相连的移相器个数应该尽可能地接近输出端数量的一半，例如，一个带有5个输出端的分离器使用2个或3个移相器。当然，对于一个带有很多的奇数个输出端的分离器来说，使移相器与略少或者略多于一半数量的分离器输出端相连的影响将随着输出端个数的增加而减小。

Claims (6)

1、一种信号分离器，包括一个输入端和多个输出端，其特征在于，可选输出端与相移装置相连。
2、根据权利要求1所述的信号分离器，其中，相移装置引入180°的相移，以使可选输出端上的噪声成分反相并在信号被叠加时基本上完全相互抵消。
3、根据权利要求1或2所述的信号分离器，其中，所述每个相移装置包括一个移相变压器。
4、根据权利要求1到3中任意一项的信号分离器，其中，所述相移装置永久地连接到其各自的输出端上，并且固定在输出端的公用外壳内，以安装在所述分离器中。
5、根据权利要求1到3中任意一项的信号分离器，其中，所述相移装置可与其各自的输出端分离。
6、一种包含多个信号分离器的有线电视网络，其中信号分离器包括一个输入端和多个输出端，其特征在于，可选输出端与相移装置相连，所述相移装置在使用中用于确保进入网络中的、在上行信号、即从用户发起的信号中的有线电视网路杂讯显著地减少。
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Granted publication date: 20120509

Termination date: 20130811