CN201171227Y - 一种数据和电视信号复用解复用装置 - Google Patents

Abstract

一种数据和电视信号复用解复用装置，它属于宽带接入技术领域，是利用有线电视电缆传输电视信号和以太网数据信号的一种装置。其内部有一个低通滤波器、一个4/2线转换电路和一个双向滤波器，双向滤波器的公共端和高通端直接连接外部用来输入和输出电视信号，双向滤波器低通端连接4/2线转换电路的不平衡2线制接口，4/2线转换电路的4线端有两个平衡线对，其中一个线对直接连接外部可发送以太网数据信号，另一个线对通过低通滤波器连接外部用以接收以太网数据信号。本实用新型可应用在有线电视网络接入宽带的产品中，与同类技术相比的优点是：在避免数据信号干扰电视的同时，减少了数据信号的损耗，使数据传输更稳定。

Description

一种数据和电视信号复用解复用装置

技术领域

本实用新型属于宽带接入技术领域，是利用有线电视电缆传输电视信号和以太网数据信号的一种装置。

背景技术

已知的宽带接入技术，特别是针对如何入户，有多种解决方案，例如：(1)利用电话线的XDSL接入技术(包括ADSL、VDSL)；(2)利用以太网五类线入户；(3)光纤直接入户；(4)利用有线电视线的CABLEMODEM技术或类似技术。每种技术都有特定商业优势或技术特点。

针对有线电视运营商有特定的接入方式可以选择：(1)利用有线电视网络接入，此方式合理利用庞大网络资源，发挥自己的网络优势。CABLEMODEM是国外有线电视网络的主流接入方式，但由于中国大多数有线电视网络建设质量较差，如果完成符合要求的双向网改造，工期长，成本高。内地中小城市广电运营商经济上无力承担巨额成本，投资收益率也较差。也有很多针对有线电视网络的调制解调类产品技术，由于客户端设备都是有源设备，成本较高，适合应用在上网报装率不高的小区，不适合大面积普及；(2)五类线入户是目前很多广电运营商选择的方式，优点是技术简单。但是这也是广电很头疼的一种接入方式。施工时经常需要在用户家穿墙打洞，客户很难接受；(3)光纤入户成本太高及施工困难未能在市场普及。

利用有线电视电缆直接传输以太网基带信号的技术，由于客户端成本很低，最适合中高密度宽带报装率的小区，2001年前已经有多家此类产品上市(四川璧虹、中广银安等)，通过对中国专利的检索，与本实用新型专相关的专利至少包括以下数个：

1、实用新型专利号01256727.2专利名称：数据电视信号混合器。

2、实用新型专利号01270736.8专利名称：同轴电缆集线器(C-HUB)。

3、实用新型专利号200620039669.2专利名称：一种信号复用解复用装置。

4、实用新型专利号200620039673.9专利名称：一种同轴混合全业务接入及传输装置。

图1是以上专利涉及的并且是市场产品普遍采用的复用解复用设计框图和配对使用方式，针对其不足，作如下分析：(为准确分析技术细节，在本文中给出实际参考数据，可以起到帮助分析作用，但并不拘泥于这些数据)局端(15)一般在楼梯道的局端设备中，客户端(16)一般安装在客户家中。双向滤波器(4)和(7)分割频点各厂家略有不同，此处取典型值38M/48M。有线电视分配网分配给某用户的有线电视信号从射频接口(1)(注：电视频率一般为49M-860M)进入双向滤波器高通端。来自以太网交换机或交换机电路板的以太网差分脉冲信号，连接到数据接口(2)。局端把数据和电视信号合成到一起，利用入户有线电视电缆(17)传输到客户端(16)。客户端(16)提供射频接口(8)连接到客户家电视机，还提供数据接口(10)可以连接到电脑。4/2线转换电路(3)是可以把4线制平衡信号和2线制不平衡信号互为变换的无源电路。在局端(15)内部的4/2线转换电路(3)是用来把数据接口(2)的RX线对接收的信号传输到双向滤波器(4)的低通端，同时可以把来自双向滤波器(4)低通端的信号传输给数据接口(2)的TX线对。

完整的下行数据传输路径是：数据口(2)的RX线对，接收到数据经过4/2线转换电路(3)，到达双向滤波器(4)的低通端，通过双向滤波器(4)与来自射频接口(1)的电视信号混合到公共端(5)，数据和电视信号通过入户的有线电视电缆(17)一同传输到客户端(16)的双向滤波器入口(6)，双向滤波器(7)分离出数据信号传送到4/2线转换电路(9)，经过转换由数据接口(10)的TX线对送出数据信号给电脑。

完整的上行数据传输路径是：电脑发出的数据信号由接口(10)的RX线对进入客户端(16)的4/2线转换电路(9)，再经过双向滤波器(7)，经过入户同轴电缆(17)传回至局端(15)的双向滤波器(4)，再至4/2线转换电路(3)，由数据接口(2)的TX线对发给上级交换机或交换机电路板。

上面传输路径中，局端数据接口(2)的RX线对接收到的信号是以太网基带脉冲编码信号，未经调制，振幅约1-2V，经过4/2线转换理论功率损失一半，电压仍有1V左右(120DBUV)，高次谐波也非常丰富。电视信号入户频道电平一般为60-70DBUV，有线电视网路一般要求信噪比大于50DB，当实际入户电视信号为60分贝微伏时，即噪声应小于10DBUV。数据信号高次谐波大于48M的任何频点电压最好小于10DBUV，否则会干扰有线电视的部分频道。这是关键技术难题。这就要求双向滤波器(4)和双向滤波器(7)的低通滤波带外抑制很高，把数据信号的高次谐波滤的很干净。厂商针对这个要求，滤波器低通带外抑制一般设计为-80DB甚至更高。为了实现这么高的带外抑制必然要增加滤波电路级数。高的带外抑制也带来一个新的问题：插入损耗加大。在图1的设计中，双向滤波器插入损耗非常关键。数据接口(2)的RX线对接收到的信号经过4/2线转换时功率损失3DB(理论值)，经过双向滤波器4损失1DB(参考值)，经过用户同轴电缆上(17)损失2DB(参考值)，经过双向滤波器7的低通再损失1DB，经过4/2线转换电路(9)再损耗3DB，累计损耗10DB。当网卡直接通过网线接到以太网交换机时是没有这么多损耗环节的。过大的损耗使得客户端电脑接收到的信号太弱，上级交换机数据口接收到的客户数据信号也太弱，接近于稳定工作的临界状态。部分性能稍差的网卡可能会工作不良。在这种情况下，任何环节对信号能够减少损耗，都可以使产品更稳定工作，对产品的真正实际应用起到关键作用。

图1电路有另外一个缺点：由于以太网数据是脉冲信号，并不是正弦波信号，脉冲信号对上升沿和下降沿速度有要求，上升沿和下降沿太慢影响接收端对数据的正确还原，特别是在对幅值较弱的信号还原时，上升沿更加重要。脉冲信号是由正弦波和多个高次谐波构成的。高达-80分贝的低通滤波带外抑制，并且经过两次滤波累计衰减160分贝，把数据信号48M以上的高频分量滤的很干净。这对电脑接收数据不太好。如果不牺牲高频份量那么必须降低低频滤波的带外抑制，那么又会干扰电视。这是相互矛盾的。

正是上面两个原因，产品的不稳定和兼容问题影响了产品在市场上的推广。

发明内容

本实用新型是针对市场产品及前面说述的现有数据电视信号复用解复用器专利不足之处，而提出的新的技术方案，目的是减少对电视信号干扰的同时也减少数据信号的损耗，使基带传输能更可靠的应用于商业产品。

本实用新型的技术解决方案是：复用解复用器的内部有一个低通滤波器、一个4/2线转换电路和一个双向滤波器，双向滤波器的公共端和高通端直接连接外部，低通端连接4/2线转换电路的不平衡2线制接口，4/2线转换电路的4线端有两个平衡线对，其中一个线对直接连接外部作为发送以太网数据的TX线对，另一个线对通过低通滤波器连接外部用以接收以太网数据信号。双向滤波器的高通端和公共端用来输入和输出电视信号。信号传输路径是：数据口的RX线对接收到的数据信号，首先经过内部38M低通滤波电路(建议设计为-40DB带外抑制)滤除一部分干扰电视的高次谐波，再进入4/2线转换电路，再进入双向滤波器的低通端(双向滤波器的带外抑制建议设计为-40db)，双向滤波器主要起到混合分离高低频率的信号作用。电视信号由双向滤波器的高通端进入再从公共端输出，也可以由公共端进入从高通端输出。由双向滤波器公共端进入的数据信号，经过低通部分由低通端送入4/2线转换电路的2线端，再由4线端的TX线对输出。

本技术方案的优点：第一、数据接口RX线对接收的基带信号经过单独的低通滤波和双向滤波器内部的低通电路两次滤波，有很好的带外抑制可达-80DB，落入电视频带的谐波可以避免干扰电视。分两次滤波所需要设计的内部级数之和相比较原有方案的完全依靠双向滤波器内部的低通滤波，电路总级数可以更少，这就在保证避免干扰电视的前提下，也减少了损耗。第二、从公共端接收的数据信号经过双向滤波器低通部分时，48M以上部分只会被衰减40DB，双向滤波器内较少的带外抑制只需较少的级数，低频插入损耗会较小。数据口的TX线对将信号发送给外部网口时，电平可以更高，这对于外部网络芯片恢复数据是有好处的。并且。仅-40DB的带外抑制保留了较多的高次谐波，同样利于外部网口恢复数据。

附图说明

图1是现有专利和市场同类产品主流设计结构和配对使用示意图；

图2是本实用新型的原理示意图；

图3是本实用新型的复用解复用器配对使用时的示意图；

图4是低通滤波器的一种参考电路。

附图中4/2线转换电路具有1个4线口和一个2线不平衡口，4线口由两个2线制平衡线路组成。转换电路可以把来自4线口的某一对线的信号从2线口发出，同时可以把由外部进入2线口的信号从4线口的任意一对线送出。它的特殊之处是从4线口侧任意一个两线制线路进入此电路的信号不会从此4线口侧的另一个两线制口送出。

具体实施方式

图2是本实用新型的技术方案，包含一个低通滤波器11(例如频率为0-38M，带外抑制为40分贝)，一个4/2线转换电路3和一个双向滤波器12(典型的频率分割点为38M/48M，低通部分的带外抑制为-40DB)。4/2线转换电路3具有1个4线口和一个2线不平衡口，4线口由两个2线制平衡线路组成，此转换电路可以把来自4线口的某一对线的信号从2线口发出，同时可以把由外部进入2线口的信号从4线口的任意一对线送出，它的特殊之处是在阻抗匹配的前提下，从4线口侧任意一个两线制线路进入此电路的信号不会从此4线口侧的另一个两线制口送出；数据接口2是复用解复用器连接外部以太网交换机或其它以太网线路的4线制接口，它的RX线对接收到的以太网数据是差分信号，经过低通滤波器11，进入4/2线转换电路3，再进入双向滤波器12的低通端，输出到公共端5；来自公共端5的数据信号通过双向滤波器12的低通电路，到达4/2线转换电路3，变换输出差分信号到数据接口2的TX线对；电视信号可以由射频接口1通过双向滤波器12的高通到达公共端5，或由公共端5进入双向滤波器12传输到射频接口1。

图3是本实用新型提出的复用解复用器配对使用时的示意图，局端19一般在楼梯道的局端设备中，客户端20一般安装在客户家中。完整的下行数据传输路径是：数据口2的RX线对，接收到数据经过低通滤波器11，经过4/2线转换电路3，到达双向滤波器12的低通端，通过双向滤波器12与来自射频接口1的电视信号混合到公共端5，数据和电视信号通过入户的有线电视电缆17一同传输到客户端20的双向滤波器入口6，双向滤波器14分离出数据信号传送到4/2线转换电路9，经过转换由数据接口10的TX线对送出数据信号给电脑，双向滤波器14高通端分离出电视信号从接口8送给电视。完整的上行数据传输路径是：电脑发出的数据信号由接口10的RX线对进入客户端20的低通滤波器18，再进入4/2线转换电路9，再经过双向滤波器14，经过入户同轴电缆17传回至局端19的双向滤波器12，再至4/2线转换电路3，由数据接口2的TX线对发送给上级交换机或交换机电路板。

图4是本实用新型专利提及的低通滤波器的一种参考电路，由电感和电容组成，属公有技术，但并不局限于这一种方式，低通滤波器本身有多种设计方式。

Claims (1)

1、一种数据和电视信号复用解复用装置，包括4/2线转换电路(3)和双向滤波器(12)，双向滤波器(12)的公共端和高通端直接连接外部用来输入和输出电视信号，双向滤波器(12)的低通端连接4/2线转换电路(3)的不平衡2线制接口，4/2线转换电路(3)4线端的一个平衡线对连接到以太网数据口(2)的用于从装置输出信号的TX线对，其特征在于：还包括一个低通滤波器(11)，其一端连接以太网数据口(2)用于装置接收信号的RX线对，其另一端连接4/2线转换电路(3)4线端的另一个平衡线对。

Images