DE60010678T2

DE60010678T2 - Digitaler rückkanal für hybrides faser/koax- netzwerk

Info

Publication number: DE60010678T2
Application number: DE60010678T
Authority: DE
Inventors: T. Robert GALLAGHER
Original assignee: Broadband Royalty Corp
Current assignee: Arris Solutions LLC
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: PT1163799E; ATE266927T1; AR022946A1; DE60010678D1; TWI237713B; CA2367567A1; US7016308B1; WO2000057644A1; EP1163799B1; AU3529700A; CA2367567C; ES2216872T3; EP1163799A1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Telekommunikation und insbesondere einen digitalen Rückkanal für ein hybrides Faser/Koaxialkabel-Netzwerk.
Hintergrund
Kabelnetzwerke trugen ursprünglich Sendungen über ein Netzwerk von Koaxialkabeln von einem Kopfanschluss zu Teilnehmern. Im Laufe der Zeit haben sich diese Netzwerke geändert. Einige Kabelnetzwerke enthalten nun optische Faserverbindungen als Teil des Netzwerks. Diese Vielfalt von Kabelnetzwerken wird umgangssprachlich als ein "hybrides Faser/Koaxialkabel"-Netzwerk bezeichnet.
Ein hybrides Faser/Koaxialkabel-Netzwerk enthält üblicherweise einen Kopfanschluss, der Sendungen über das Netzwerk in einer Abwärts-Richtung zu Teilnehmern sendet. Das Netzwerk schließt zwei Hauptteile ein. Der erste Teil des Netzwerks ist aus optischen Verbindungen, die den Kopfanschluss mit einer Zahl von geographisch verteilten Verteilerknoten verbinden. Diese Knoten werden als "optische Verteilerknoten" oder "ODNs" (optical distribution nodes) bezeichnet. Bei den ODNs werden Signale vom Kopfanschluss, welche die Sendungen tragen, von optischen Signale in elektrische Signale umgewandelt. Der zweite Teil des Netzwerks ist aus Koaxialkabelverbindungen, welche die ODNs mit Teilnehmergerät verbinden. Die elektrischen Signale werden über Koaxialkabelverbindungen zum Teilnehmergerät gesendet.
In den letzten Jahren hat die Kabelindustrie mit Systemen experimentiert, welche bidirektionale Kommunikation zwischen Teilnehmergerät und dem Kopfanschluss erlauben. Dies würde Dienste wie z. B. Video auf Abruf (Video-On-Demand), Telefon- und Interverkehr erlauben, die über ein Kabelnetzwerk anzubieten sind. Die Aufwärts-Kommunikation ist üblicherweise für die Sendung im 5 bis 42 MHZ Begrenzbereich reserviert.
Ein bekanntes hybrides Faser/Koaxialkabelnetzwerk ist in der US 5,878,325 offenbart. Diese offenbart ein Netzwerk, umfassend einen Kopfanschluss, eine Zahl von optischen Verteilerknoten, die über optische Faserverbindungen an den Kopfanschluss gekoppelt sind, und eine Vielzahl von Koaxialkabelverbindungen, die an die optischen Verteilerknoten gekoppelt sind. Die optischen Verteilerknoten sind angeordnet, um digitale Daten über die optischen Faserverbindungen und die Koaxialkabelverbindungen zu senden und zu empfangen.
Ein Problem mit solchen Systemen ist die Qualität der Signale, die über die Rückleitung vom Teilnehmergerät zum Kopfanschluss gesendet werden. Die Signale unterliegen Problemen wie z. B. Verzerrung und Rauschen. Ferner ist es schwierig, die Auswirkung dieser Einflüsse auf die Signale zu messen.
Aus den oben genannten Gründen und aus anderen unten genannten Gründen, die Fachleuten beim Lesen und Erfassen der vorliegenden Beschreibung offensichtlich werden, wird auf dem Gebiet eine verbesserte Rückleitung für ein hybrides Faser/Koaxialkabel-Netzwerk benötigt.
Zusammenfassung
Die obengenannten Probleme mit Telekommunikationssystemen und andere Probleme werden von der vorliegenden Erfindung wie in den Ansprüchen dargelegt behandelt und werden verstanden werden, indem die folgende Beschreibung gelesen und studiert wird. Ein hybrides Faser/Koaxialkabel-Netzwerk wird beschrieben, das digitale Basisband-Sendung in der Rückverbindung zwischen dem optischen Verteilerknoten und dem Kopfanschluss verwendet.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
1 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines hybriden Faser/Koaxialkabel-Netzwerkes, das gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung entworfen ist.
2 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Senders in einem optischen Verteilerknoten für eine Rückleitung eines hybriden Faser/Koaxialkabel-Netzwerkes gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Empfängers in einem Kopfanschluss für eine Rückleitung eines hybriden Faser/Koaxialkabel-Netzwerks gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines Senders in einem optischen Verteilerknoten für eine Rückleitung eines hybriden Faser/Koaxialkabel-Netzwerkes gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines Empfängers in einem Kopfanschluss für eine Rückleitung eines hybriden Faser/Koaxialkabel-Netzwerks gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die begleitenden Abbildungen, die einen Teil der Beschreibung bilden. Die Abbildungen zeigen und die ausführliche Beschreibung beschreibt zur Veranschaulichung spezifische anschauliche Ausführungsbeispiele, in welchen die Erfindung verwirklicht werden kann. Diese Ausführungsbeispiele werden ausreichend ausführlich beschrieben, um es Fachleuten zu erlauben, die Erfindung zu verwirklichen. Andere Ausführungsbeispiele können benutzt werden und logische, mechanische und elektrische Änderungen können vorgenommen werden, ohne sich vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu entfernen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deswegen nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen.
I. Hybrides Faser/Koaxialkabel-Netzwerk mit digitaler Rückleitung
1 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines hybriden Faser/Koaxialkabel-Netzwerks, das allgemein mit 100 bezeichnet wird und gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung entworfen ist. Das Netzwerk 100 ist ein bidirektionales Netzwerk, das Signale zwischen einem Kopfanschluss 102 und einer Zahl von Benutzern überträgt.
Zum Zwecke der Einfachheit beim Beschreiben des Netzwerks 100 werden die Benutzer in 1 vom Teilnehmergerät 104 dargestellt. Es ist zu verstehen, dass das Netzwerk 100 jede geeignete Zahl von Benutzern bedienen kann. Ferner kann das Netzwerk 100 eine große Vielfalt von Teilnehmergeräten einschließlich, aber nicht beschränkt auf Audio/Video, Daten- und Telefongeräten unterstützen.
Der Kopfanschluss 102 ist über eine Kombination von Faseroptiken und Koaxialkabel an das Teilnehmergerät 104 gekoppelt. Und zwar ist der Kopfanschluss 102 über eine optische Faserverbindung 105 mit einem optischen Verteilerknoten 106 gekoppelt. Der optische Verteilerknoten 106 ist auch an Koaxialkabel-Verbindungen oder -Zweige 108 gekoppelt. Üblicherweise unterstützt der optische Verteilerknoten 106 bis zu vier Koaxialkabelverbindungen 108. Jedoch kann jede geeignete Zahl von Verbindungen benutzt werden, um Signale zwischen dem optischen Verteilerknoten 106 und dem Teilnehmergerät 104 durch Verwendung von multiplen Ausgangsbreitbandverstärkern 111 und Verteilern 109 zu übertragen.
Das vom Teilnehmergerät 104 dargestellte Teilnehmergerät ist über Anschlüsse 110 selektiv an Koaxialkabelverbindungen 108 gekoppelt.
Vorteilhafterweise benutzt das Netzwerk 100 digitale Basisband-Sendung, um Aufwärts-Signale über eine optische Faserverbindung 105 vom optischen Verteilerknoten 106 zum Kopfanschluss 102 zu übertragen. Üblicherweise werden diese Aufwärts-Sendungen im 5 bis 42 MHZ Band durchgeführt. Jedoch können andere Sendeformate benutzt werden, um die Aufwärts-Sendungen im Netzwerk 100 zu übertragen. Beim optischen Verteilerknoten 106 wird das Aufwärts-Frequenzband von einem Aufwärts-Sender von einem analogen Signal in ein digitales Basisband-Signal umgewandelt. Ausführungsbeispiele eines Senders für den optischen Verteilerknoten 106 werden in Bezug auf die 2 und 4 gezeigt und beschrieben.
Zusätzliche Daten können auch zum digitalen Signal hinzugefügt werden, z. B. Signale, die den Status des optischen Verteilerknotens, den Bitfehlerratenverbindungsmonitor überwachen. Dieses digitale Signal wird dann über die optische Verbindung 105 zu einem Empfänger beim Kopfanschluss 102 gesendet, der das digitale Signal zum Verarbeiten vom Kopfanschluss zurück in analoge Form umwandelt.
Die Verwendung von digitaler Basisband-Sendung aufwärts über die optische Verbindung 105 stellt mehrere Vorteile im Vergleich zur herkömmlichen Analogsendung bereit. Zum Beispiel kann die Güte der Rückleitung über die Verbindung 105 in Echtzeit überwacht werden. Dies bietet neben anderen Vorteilen die Möglichkeit zur Echtzeitanalyse der Datenintegrität, z. B. Überwachen der Bitfehlerratenverbindungs güte. Ferner wird der Aufbau des optischen Verteilerknotens im Feld im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen vereinfacht, da Probleme beseitigt werden, die verwandt sind mit z. B. dem komplexen Ausgleich von Neigungen, dem Niveau und der Durchschnittsleistung im analogen Gerät zum Erreichen einer optimalen analogen Laserleistung.
II. Sender für digitale Rückleitung
2 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Senders, der allgemein mit 200 bezeichnet wird, in einem optischen Verteilerknoten für eine Rückleitung eines hybriden Faser/Koaxialkabelnetzwerks gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung. Der Sender 200 umfasst einen Bandpass-Filter 202, der gekoppelt ist, um Einspeisungen von 1 bis 4 Koaxialkabelverbindungen zu empfangen. Üblicherweise sind Signale von vier Koaxialverbindungen durch einen 4-zu-1-Kombinator 201 an den Bandpassfilter 202 gekoppelt. Jeder Koaxialkabeleingang am Kombinator 201 teilt sich dasselbe Frequenzspektrum. In einem Ausführungsbeispiel übergibt der Bandpassfilter 202 selektiv Signale im 5 bis 42 MHZ Frequenzbereich. Die analogen Signale vom Bandpassfilter 202 werden einem Analog-Digital-Wandler (ADC, analog to digital converter) 204 bereitgestellt, um die Signale in digitale Basisband-Signale umzuwandeln. Der Ausgang des ADC 204 ist ein n Bit breites Signal, z. B. 10 Bits. Der ADC 204 tastet das Analog-Signal von den Koaxialkabelverbindungen ab und erzeugt 850 bis 1000 Megabits pro Sekunde mit einem 10 Bit breiten ADC 204. Ein Analog-Digital-Wandler, der bei dieser Rate arbeitet, ist der AD9070, der gewerblich von Analog Devices, Norwood, MA, erhältlich ist. Der Digitalausgang des ADC 204 wird von einem Multiplexer (MUX) 210 in einen seriellen Datenstrom umgewandelt.
Der MUX 210 kann auch andere Daten zum seriellen Datenstrom hinzufügen. Zum Beispiel kann Statusinformation vom Statusmonitor 206 hinzugefügt werden. Der Statusmonitor 206 stellt Informationen über den Betrieb des optischen Verteilerknotens dem Kopfanschluss des hybriden Faser/Koaxialkabelnetzwerks zur Verfügung. Ferner können auch andere Daten 208 zur Verfügung gestellt werden. Diese Daten schließen Rahmendaten und Daten zum Testen der Bitfehlerratenverbindungsgüte ein.
Der MUX 204 ist durch den Laserantriebsverstärker 212 an den optischen Sender 214 gekoppelt. Der optische Sender umfasst z. B. ein 1310 Nanometer Digitallaser, der Daten mit einer Bitrate von bis zu ungefähr 1 Gigabit pro Sekunde sendet. Diese Bit rate ist ungefähr eine SONET OC-24 Bitrate. Ein digitaler Laser, der in dieser Art und Weise arbeitet, ist Teil NR. 1241FCDC, der von Lucent Technology, Murray Hill NJ, gewerblich erhältlich ist. Andere Digitallaser, die bei verschiedenen Wellenlängen, z. B. 1550 Nanometer, und mit verschiedenen Datenraten arbeiten, können auch benutzt werden.
Der optische Transmitter 214 stellt dieses optische Signal dem Kopfanschluss über eine optische Faser zur Verfügung.
III Empfänger für digitale Rückleitung
3 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Empfängers, der allgemein mit 300 bezeichnet wird, in einem Kopfanschluss für eine digitale Basisband-Rückleitung eines hybriden Faser/Koaxialkabel-Netzwerkes gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger 300 umfasst einen optischen Empfänger, z. B. eine Lawinen-Fotodiode, die gekoppelt ist, um optische Signale über eine optische Faser von einem optischen Verteilerknoten zu empfangen. Ein annehmbarer optischer Empfänger ist der 1319P, der von Lucent Technology, Murray Hill, NJ, gewerblich erhältlich ist.
Der optische Empfänger 302 ist an die Taktgeberdatenwiedergewinnungsvorrichtung (CDR, clock data recovery device) 306 durch einen Transimpedanz-Verstärker 304 gekoppelt. In einem Ausführungsbeispiel beruht die CDR 306 auf eine SONET OC-24 Art von Taktgeberdatenwiederherstellungsvorrichtung, die von Lucent Technologies, Murray Hill, NJ, gewerblich erhältlich ist. Die CDR 306 stellt das Taktgebersignal CLK (clock signal) wieder her, das beim Senden der optischen Signale über die optische Faser verwendet wird. Weiterhin trennt die CDR 306 die Daten vom empfangenen digitalen Signal ab. Die CDR 306 erhält die Daten zeitgleich mit dem Taktgebersignal.
Die CDR 306 ist gekoppelt, um die Daten und das CLK-Signal einer Dekodiererlogik 308 zur Verfügung zu stellen. Die Dekodiererlogik 308 ist an den Demultiplexer (DMUX) 310 gekoppelt. Die Dekodiererlogik 308 richtet den Beginn der Dateninformation an DMUX 310 auf den Rahmenstart aus, der von einem anderen Datenblock 208 der 2 erzeugt wird. Alle Daten sind mit einem Rahmen positionskodiert. Die Dekodiererlogik 308 entdeckt den Rahmenstart und die Rahmenposition bitweise.
Der DMUX 310 trennt die Daten vom digitalen Signal ab, das beim optischen Verteilerknoten zum digitalen Datenstrom hinzugefügt wurde. Zum Beispiel trennt der DMUX 310 Daten von einem Statusmonitor ab und stellt diese Information einem Block 314 zur Verfügung. Diese Information kann vom Kopfanschluss benutzt werden, um den Betrieb zu steuern oder den Betrieb des optischen Verteilerknotens zu überwachen. Weiterhin stellt der DMUX 310 andere Daten 208 zur Verfügung, die zum digitalen Signal zum anderen Datenblock 312 hinzugefügt wurden. Diese andere Daten können z. B. Daten zum Bestimmen einer Bitfehlerratenverbindungsgüte oder andere geeignete Daten umfassen. Schließlich stellt der DMUX 310 dem Digital-Analog-Konverter (DAC, digital to analog converter) 316 ein n-Bit Signal zur Verfügung. Dieses Signal entspricht der Digitalisierung des Aufwärts-Signals, das vom optischen Verteilerknoten empfangen wird. Der DAC 316 wandelt dieses Signal in ein analoges Signal um. Ein geeigneter DAC für diese Funktion ist der AD9731, der von Analog Devices, Norwood, MA, gewerblich erhältlich ist.
Der DAC 316 ist an den Filter 318 gekoppelt. Der Filter 318 kompensiert den Quantisierungseffekt bei der Analog-Digital-Wandlung beim optischen Verteilerknoten durch Verwendung einer (sin x)/x Funktion. Der Ausgang des Filters 318 sind analoge Daten, die dem Kopfanschluss zum Verarbeiten zur Verfügung gestellt werden, z. B. ist der Ausgang des Filters 318 ein analoges Signal im 5 bis 42 MHZ Frequenzbereich.
IV. Alternatives Ausführungsbeispiel für den Sender für die digitale Rückleitung
4 ist ein Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines Senders, der allgemein mit 400 bezeichnet ist, in einem optischen Verteilerknoten für eine Rückleitung eines hybriden Faser/Koaxialkabel-Netzwerks gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung. Der Sender 400 umfasst Bandpass-Filter 402a, 402b, 402c und 402d, um Eingaben von vier separaten Koaxialkabelverbindungen zu empfangen. Die Bandpass-Filter 402a, 402b, 402c und 402d übergeben Signale im 5 bis 42 MHZ Frequenzbereich. Andere Frequenzbereiche können für die Aufwärts-Kommunikation verwendet werden.
Dieses Ausführungsbeispiel verwirklicht eine digitale Art der "Blockumwandlung", so dass jede Koaxialkabelverbindung den vollen 5 bis 42 MHZ Frequenzbereich verwenden kann. Herkömmlicherweise ist die Aufwärts-Sendung in einem hybriden Faser/Koaxialkabelsystem durch die Tatsache eingeschränkt, dass jede der an einen gemeinsamen Verteilerknoten gekoppelten Koaxialkabelverbindungen dasselbe Fre quenzspektrum benutzt, um Signale von Benutzern zum Kopfanschluss zu übertragen. Daher können die Koaxialkabelverbindungen das Aufwärts-Spektrum nicht vollständig verwenden, ohne möglicherweise miteinander zu interferieren, wenn sie beim optischen Verteilerknoten kombiniert werden. Blockumwandlung ist in einigen Systemen benutzt worden, so dass die Aufwärts-Kommunikation auf den Koaxialkabelteilstrecken beim optischen Verteilerknoten frequenzverschoben ist, so dass jede Koaxialkabelverbindung den ganzen 5 bis 42 MHZ Frequenzbereich benutzen kann. Dies wird als "Blockumwandlung" bezeichnet.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Effekt der Blockumwandlung mit digitalen Signalen erreicht; und zwar kann jede Koaxialkabelteilstrecke das ganze Aufwärts-Spektrum benutzen, z. B. 5 bis 42 MHZ, wenn Signale von den mehreren Koaxialkabelverbindungen beim optischen Verteilerknoten kombiniert werden. Das Signal von jeder Koaxialkabelverbindung wird separat gefiltert und in digitales Format umgewandelt. Dann werden die separaten digitalen Signale in ein digitales Signal mit höherer Bitrate zur Sendung an den Kopfanschluss kombiniert. Daher erreicht dieses Ausführungsbeispiel die Vorteile der Blockumwandlung im digitalen Bereich.
Die analogen Signale von den Bandpass-Filtern 402a, 402b, 402c und 402d werden jeweils Analog-Digital-Wandlern (ADCs, analog to digital converters) 404a, 404b, 404c und 404d zur Verfügung gestellt. Die ADCs 404a, 404b, 404c und 404d wandeln jeweils Signale von den Bandpass-Filtern 402a, 402b, 402c und 402d in digitale Basisband-Signale um. Die ADCs 404a, 404b, 404c und 404d stellen jeweils ein "n"-Bit breites Signal, z. B. 10 Bits, als einen digitalen Ausgang zur Verfügung. Die ADCs 404a, 404b, 404c und 404d tasten jeweils ihre entsprechenden analogen Signale von den Bandpass-Filtern 402a, 402b, 402c und 402d ab und erzeugen 850 bis 1000 Megabits pro Sekunde mit 10 Bit breiten ADCs 404a, 404b, 404c und 404d. Ein Analog-Digital-Wandler, der bei dieser Rate arbeitet, ist der AD9070 der von Analog Devices, Norwood, MA gewerblich erhältlich ist. Die Digitalausgänge der ADCs 404a, 404b, 404c und 404d werden jeweils von Multiplexern (MUXs) 410a, 410b, 410c und 410d in einen seriellen Datenstrom umgewandelt.
Die MUXs 410a, 410b, 410c und 410d sind an den Multiplexer 411 gekoppelt, um einen digitalen Datenstrom zur Sendung an einen Kopfanschluss zu erzeugen. Zusätzliche Information kann dem seriellen Datenstromausgang auch vom Multiplexer 411 hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann Statusinformation vom Statusmonitor 406 hinzugefügt werden. Der Statusmonitor 406 stellt dem Kopfanschluss des hybriden Faser/Koaxialkabelnetzwerks Information über den Betrieb des optischen Verteilerknotens zur Verfügung. Ferner können auch andere Daten 408 zur Verfügung gestellt werden. Diese Daten umfassen z. B. Rahmendaten und Daten zum Testen der Bitfehlerratenverbindungsgüte.
Der MUX 411 ist über den Laserantriebsverstärker 412 an den optischen Sender 414 gekoppelt. Der optische Sender 412 umfasst z. B. einen 1310 Nanometer Digitallaser, der Daten mit einer Bitrate von bis zu ungefähr 5 Gigabit pro Sekunde überträgt. Diese Bitrate ist ungefähr eine SONET OC-96 Bitrate. Ein digitaler Laser, der in dieser Art und Weise arbeitet, ist der E2560, der von Lucent Technologies, Murray Hill, N), gewerblich erhältlich ist. Andere digitale Laser können auch benutzt werden, die bei verschiedenen Wellenlängen, z. B. 1550 Nanometer, und mit verschiedenen Datenraten arbeiten.
Der optische Sender 414 stellt dieses Signal über eine optische Faser einem Kopfanschluss zur Verfügung.
V. Alternatives Ausführungsbeispiel für eine digitale Rückleitung
5 ist ein Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines Empfängers, der allgemein mit 500 bezeichnet wird, in einem Kopfanschluss für eine digitale Basisband-Rückleitung eines hybriden Faser/Koaxialkabelnetzwerks gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger 500 umfasst einen optischen Empfänger, z. B. eine Lawinen-Fotodiode, die gekoppelt ist, um über eine optische Faser optische Signale von einem Verteilerknoten zu empfangen. Ein annehmbarer optischer Empfänger ist der 1319TP, der von Lucent Technologies, Murray Hill, NJ, gewerblich erhältlich ist. Der Empfänger 500 arbeitet mit Signalen, die wie oben in Bezug auf 4 beschrieben eine digitale Form von Blockumwandlung verwirklichen.
Der optische Empfänger 502 ist an eine Taktgeberdatenwiedergewinnungsvorrichtung (CDR, clock data recovery device) 506 durch einen Transimpedanz-Verstärker 504 gekoppelt. In einem Ausführungsbeispiel beruht die CDR 506 auf einer SONET OC-96 Art von Taktgeberdatenwiedergewinnungsvorrichtung, die von Lucent Technologies, Murray Hill, NJ, gewerblich erhältlich ist. Die CDR 506 gewinnt das Taktgebersignal CLK (clock signal) wieder, das beim Senden der optischen Signale über die optische Faser benutzt wird. Ferner trennt die CDR 506 die Daten vom empfangenen digitalen Signal ab. Die CDR 506 hält die Daten zeitgleich mit dem Taktgebersignal.
Die CDR 506 ist gekoppelt, um der Dekodiererlogik 508 die Daten und das CLK-Signal bereitzustellen. Die Dekodiererlogik 508 ist an den Demultiplexer (DMUX) 509 gekoppelt. Die Dekodiererlogik 508 richtet den Start der Dateninformation an DMUX 509 mit dem Rahmenstart aus, der vom anderen Datenblock 408 der 4 erzeugt wird. Alle Daten sind mit einem Rahmen positionskodiert. Die Dekodiererlogik 508 entdeckt den Rahmenstart und die Rahmenposition bitweise.
Der DMUX 509 trennt die Daten vom digitalen Signal ab, das dem digitalen Datenstrom beim optischen Verteilerknoten hinzugefügt wurde. Zum Beispiel trennt der DMUX 509 Daten von einem Statusmonitor ab und stellt diese Information dem Block 514 zur Verfügung. Diese Information kann vom Kopfanschluss benutzt werden, um den Betrieb zu steuern oder den Betrieb des optischen Verteilerknotens zu überwachen. Weiterhin stellt der DMUX 509 dem anderen Datenblock 512 andere Daten 509 zur Verfügung, die dem digitalen Signal hinzugefügt wurden. Diese anderen Daten können z. B. Daten zum Bestimmen einer Bitfehlerratenverbindungsgüte oder andere geeignete Daten umfassen. Schließlich trennt der DMUX 509 die verbleibenden Daten in eine Zahl von Kanäle auf, die den Koaxialkabelverbindungen entsprechen, welche die Daten dem optischen Verteilerknoten bereitgestellt haben. Diese Daten werden Demultiplexern (DMUXs) 510a, 510b, 510c und 510d zur Verfügung gestellt. Die DMUXs 510a, 510b, 510c und 510d stellen den Digital-Analog-Wandlern (DACs digital to analog converters) 516a, 516b, 516c und 516d jeweils ein n-Bit breites Signal, z. B. 10 Bits, zur Verfügung. Diese Signale entsprechen der Digitalisierung des Aufwärts-Signals, das vom optischen Verteilerknoten für jede der Koaxialkabelverbindungen empfangen wurde. Die DACs 516a, 516b, 516c und 516d wandeln jeweils ihre entsprechenden Signale in analoge Signale um. Ein geeigneter DAC für diese Funktion ist der AD 9731, der von Analog Devices, Norwood, MA, gewerblich erhältlich ist.
Die DACs 516a, 516b, 516c und 516d sind jeweils an Filter 518a, 518b, 518c und 518d gekoppelt. Die Filter 518a, 518b, 518c und 518d kompensieren den Quantisierungseffekt bei der Analog-Digital-Umwandlung beim optischen Verteilerknoten unter Verwendung einer (sin x)/x Funktion. Der Ausgang der Filter 518a, 518b, 518c und 518d sind analoge Datenströme, die dem Kopfanschluss zur Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden, z. B. sind die Ausgänge der Filter 518a, 518b, 518c und 518d analoge Signale im 5 bis 42 MHZ Frequenzbereich.

Claims

Hybrides Faser/Koaxialkabelnetzwerk (100), umfassend: ein Kopfende (102); mindestens einen optischen Verteilerknoten (106), der über mindestens eine optische Faserverbindung (105) an das Kopfende gekoppelt ist; und eine Vielzahl von Koaxialkabelverbindungen (108), die an jeden der mindestens einen optischen Verteilerknoten (106) sind, gekennzeichnet durch: einen Sender (200), der am optischen Verteilerknoten (106) angeordnet ist, auf analoge Signale von der Vielzahl von Koaxialkabelverbindungen anspricht, einen Analog-Digital-Wandler (204) zum Umwandeln der analogen Signale zu digitalen Basisband-Signalen umfasst und die digitalen Basisband-Signale über mindestens eine optische Verbindung (105) zum Kopfende übermittelt; und einen Empfänger (300), der am Kopfende (102) angeordnet ist, auf digitale Basisband-Signale vom Sender anspricht und die digitalen Signale in analoge Signale vom Endkopf (102) umwandelt.
Netzwerk des Anspruches 1, wobei der Analog-Digital-Wandler (204) betreibbar ist, um mindestens 850 Megabits pro Sekunde zu erzeugen.
Netzwerk des Anspruchs 1 oder 2, wobei der Sender (200) Signale von der Vielzahl von Koaxialkabeln separat in separate n-bit Signale umwandelt und die separaten n-bit Signale in einen seriellen Datenstrom kombiniert.
Netzwerk des Anspruches 1, 2 oder 3, wobei der Sender (200) Daten von einem Statusmonitor (206) in die zum Kopfende (102) übermittelten digitalen Basisbandsignale aufnimmt.
Netzwerk des Anspruches 1, wobei der Sender (200) Bitfehlerraten-Verbindungsgütedaten in das zum Kopfende übermittelte digitale Basisbandsignal aufnimmt.
Netzwerk irgendeines vorhergehenden Anspruches, wobei der Sender (200) Signale von der Vielzahl von Koaxialkabeln (108) vor dem Umwandeln der Signale in digitale Basisbandsignale kombiniert.
Sender (200) für einen optischen Verteilerknoten (106) zur Verwendung in einem hybriden Faser/Koaxialkabelnetzwerk in Übereinstimmung mit irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei der Sender (200) umfasst: mindestens einen Bandpassfilter, der betreibbar ist, um einen Teil des Frequenzspektrums auszuwählen, der mit Rückleitungssignalen für ein hybrides Faser/Koaxialkabelnetzwerk (100) verknüpft ist; mindestens einen Analog-Digital-Wandler (204), der auf mindestens einen Bandpassfilter (202) anspricht und digitale Basisbanddaten von den Rückleitungssignalen erzeugt; mindestens einen Multiplexer (210), der auf den mindestens einen Analog-Digital-Wandler (204) anspricht und einen seriellen Datenstrom von den digitalen Basisbanddaten von dem mindestens einen Analog-Digital-Wandler (204) erzeugt; und einen optischen Sender (214), der auf den mindestens einen Multiplexer (210) anspricht und betreibbar ist, um den seriellen Datenstrom als ein digitales Basisbandsignal zu einem Kopfende zu übermitteln.
Sender (200) des Anspruches 7, ferner umfassend einen Monitor (206), der den Betrieb des optischen Verteilerknotens überwacht und Statusdaten für die Übermittlung zu einem Kopfende im seriellen Datenstrom erzeugt.
Sender der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Bandpassfilter (202) ein Durchlassband im Bereich von 5 bis 42 MHZ umfasst.
Sender der Ansprüche 7, 8 oder 9, wobei der mindestens eine Analog-Digital-Wandler (204) einen Analog-Digital-Wandler für jede mit dem Sender verbundene Koaxialkabelverbindung umfasst.
Sender eines der Ansprüche 7–10, wobei der mindestens eine Multiplexer (210) umfasst: einen Multiplexer erster Stufe (410a–d) für jede mit dem Sender verbundene Koaxialkabelverbindung; und einen zusätzlichen Multiplexer (411), der an den Ausgang jedes der Multiplexer erster Stufe gekoppelt ist.
Sender eines der Ansprüche 7–10, ferner umfassend Bitfehlerraten-Verbindungsgütedaten, die an den mindestens einen Multiplexer gekoppelt sind, um in dem seriellen Datenstrom enthalten zu sein.
Verfahren zum Verarbeiten von Daten in einem Rückleitungsweg eines hybriden Faser/Koaxialkabelnetzwerkes (160), umfassend: Empfangen von analogen vorgeschalteten Daten bei einem optischen Verteilerknoten (106); Analog-Digital-Wandeln der analogen vorgeschalteten Daten und daher Erzeugen von digitalen Basisbanddaten von den analogen vorgeschalteten Daten; Erzeugen eines seriellen Datenstromes, der die digitalen Daten umfasst; und Ansteuern eines digitalen Lasers, um die digitalen Daten in einem digitalen Basisbandformat zu einem Kopfende des Netzwerkes zu übermitteln.
Verfahren des Anspruches 13, wobei das Erzeugen von digitalen Daten das Abtasten der analogen vorgeschalteten Daten bei einer Geschwindigkeit von mindestens 850 Megabits pro Sekunde umfasst.
Verfahren der Ansprüche 13 oder 14, wobei das Erzeugen des digitalen Datenstroms das Bündeln mindestens eines n-bit digitalen Datenstroms in einen seriellen Datenstrom umfasst.
Verfahren der Ansprüche 13, 14 oder 15, wobei das Erzeugen des digitalen Datenstroms das Bündeln einer Zahl von n-bit digitalen Datenströmen in einen seriellen Datenstrom umfasst.
Verfahren eines der Ansprüche 13–16 wobei das Empfangen der analogen vorgeschalteten Daten bei einem optischen Verteilerknoten des Empfangen von analogen vorgeschalteten Daten von einer Anzahl von Koaxialkabelverbindungen umfasst.
Empfänger (300) für einen Rückleitungsweg digitaler Daten eines Kopfendes (102) in einem hybriden Faser/Koaxialkabelnetzwerk (100) in Übereinstimmung mit irgendeinem der Ansprüche 1–6, wobei der Empfänger (300) umfasst: einen optischen Empfänger (302), der betreibbar ist, um ein serielles digitales Basisbandsignal von einer optischen Verbindung (105) zu empfangen; mindestens einen Demultiplexer (310) der auf den optischen Empfänger (302) anspricht und das digitale Basisbandsignal entschachtelt; mindestens einen Digital-Analog-Wandler (316), der auf den mindestens einen Demultiplexer (310) anspricht und analoge Signale für das Kopfende erzeugt; und mindestens einen Filter (318), der betreibbar ist, um Quantisierungseffekte im Frequenzspektrum abzugleichen, das mit Rückleitungssignalen für ein hybrides Faser/Koaxialkabelnetzwerk verknüpft ist.
Empfänger des Anspruches 18, wobei der mindestens eine Demultiplexer (310) Statusdaten für das Kopfende von dem seriellen Basisbandsignal entfernt.
Empfänger der Ansprüche 18 oder 19, wobei der mindestens eine Digital-Analog-Wandler (316) einen Digital-Analog-Konverter (516a–d) für jede mit dem Empfänger verbundene Koaxialkabelverbindung umfasst.
Empfänger der Ansprüche 18, 19 oder 20, wobei der mindestens eine Demultiplexer (310) umfasst: einen Demultiplexer erster Stufe (510) für jede mit dem Empfänger verbundene Koaxialkabelverbindung; und einen zusätzlichen Demultiplexer (509), der an den Ausgang jedes der Demultiplexer erster Stufe gekoppelt ist.
Empfänger eines der Ansprüche 18–21, wobei der mindestens eine Demultiplexer (310) Bitfehlerraten-Daten von dem seriellen Basisbandsignal entfernt.