DE60116614T2 - Anwendung eines digitalen verarbeitungsschemas für verbesserte kabelfernsehennetzwerkleistung - Google Patents

Anwendung eines digitalen verarbeitungsschemas für verbesserte kabelfernsehennetzwerkleistung Download PDF

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Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Erfindung, die Gegenstand einer gemeinsam übertragenen, gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit dem Titel „HFC Return Path System Using Digital Conversion and Transport" ist, eingereicht am 21. April 2000 mit der zugeteilten Eintragsnummer 091556,731, die hier unter Bezugnahme aufgeführt ist.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Verbesserung der Leistung von Hybrid-Faser-Koax-Kabelfernsehsystemen (CATV HFC), und insbesondere auf die Anwendung von digitalen Signalverarbeitungstechniken für die verbesserte Leistung der HFC-Rückleitung unter Verwendung von digitalen Rückleitungslösungen.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Hybrid-Faser-Koax-Kabelfernsehsysteme (CATV HFC) haben sich innerhalb des letzten Jahrzehnts zu doppeltgerichteten digitalen Netzen entwickelt. Im Wesentlichen überträgt eine Kopfstelle eines Netzes Signale an eine Vielzahl von entfernten Punkten in eine erste „Vorwärts"- oder „Abwärts"-Richtung. Signale werden von den entfernten Punkten zu der Kopfstelle in einer zweiten Richtung „rückwärts" oder „aufwärts" übertragen. In der Rückwärtsleitung sind die Transportsysteme sowie die Informationsnutzlast in der Beschaffenheit digital geworden, wobei sie sich von linearer Optik, die das Rückleitungsspektrum von Glasfaserknoten zu Verarbeitungszentren bewegt, zu digitalen Basisbandtransportsystemen entwickeln.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines derartigen Systems. Das System aus 1 wird detailliert in einer getrennten Offenbarung wie oben vermerkt unter Querverweis auf verwandte Anmeldungen beschrieben. Im Wesentlichen wird das Rückleitungssignal von dem Glasfaserknoten zu der Kopfstelle durch dessen gesamtes Codieren als Einser und Nullen dargestellt. Die zusammengesetzte Rückleitungswellenform wird spezifischerweise in eine Sequenz digitaler Wörter umgewandelt, deren Wert analoge Signalabtastwerte (A/D 100) darstellt, die digitalen Wörter werden in einen seriellen Strom mit angemessenen Synchronisationsinformationen (Parallel-Seriell-Umsetzer/Seriell-Parallel-Umsetzer 110) angeordnet und das elektrische digitale Signal wird in ein optisches digitales Signal umgewandelt und über den Lichtwellenleiter (Optischer Sender 120) übertragen. Die optische Leitung trägt die Signale zu der Kopfstelle, die die richtigen Komponenten zum Empfangen und Verarbeiten der optischen Signale aufweist, d. h. der Prozess wird an der Empfangsseite invertiert (Optischer Empfänger 130, Parallel-Seriell-Umsetzer/Seriell-Parallel-Umsetzer 140, DIA 150). Die Verwendung dieser digitalen optischen Technologie stellt im Vergleich zu traditionellen analogen Systemen zahlreiche entscheidende Vorteile bereit. Zu diesen zählen Leistungsfähigkeit auf längere Entfernungen, Unempfindlichkeit in der Leistung bezüglich der Länge, umweltbedingte Robustheit, vorteilhafter Preis und Schnittstellenflexibilität.
  • Die Leistung digitaler Rückverbindungen kann positiv mit ihren analogen Gegenstücken verglichen werden. Zusätzlich dazu kann die Leistung flexibel gegenüber der Bandbreite abgewägt werden. Dies tritt auf, indem festgestellt wird, dass weniger Analog/Digital(A/D)-Wandler-Bits der Auflösung verwendet werden, um den Rauschabstand (SNR) für das transportierte Signal festzusetzen. Weniger Bits an das Transportmittel senken den SNR, aber ebenfalls eine geringere Datenrate. Mehr Bits bedeuten einen höheren SNR bei 6 dB/Bit. Es ist als solches vorteilhaft, Wege zu finden, um den SNR nach der A/D-Umwandlung für Umwandlungen niedrigerer Auflösungen zu verbessern. Wenn der SNR durch Signalverarbeitung gesteigert werden kann, kann eine geringere Anzahl Transportbits verwendet werden, um einem gegebenem SNR im Vergleich zu dem grundlegenden digitalen Rückleitungssystem in 1 zu entsprechen. Eine derartige Herangehensweise passt weitgehend in die Kategorie der Technologie der Rauschformung.
  • Die Verbesserung der CATV-Rückleitungsleistung unter Verwendung kosteneffektiver Technologien ist ein Hauptproblem bei der Nutzung verlässlicher Netzarchitekturen für HFC. Diesbezüglich hält der Fortschritt in der Leistung und der Geschwindigkeit von Herstellern integrierter Analog-Digital-(A/D)-Wandler-Schaltungen (IC) des Stands der Technik an. Während es unkompliziert ist, an dem Empfangsende mit der heutzutage erhältlichen serienmäßig produzierten Hochgeschwindigkeits-AD-Technologie einen angemessenen SNR zu erhalten, involviert die Gestaltung von HFC-Architekturen jedoch mehr Komplexität als dieses einzelne Punkt zu Punkt-Beispiel. In praktischen Netzknoten- und Kopfstellenumgebungen ist es typischerweise der Fall, dass die empfangenen Eingänge von topologisch verschiedenartigen Knoten an der Kopfstelle kombiniert (RF-summiert) werden. Jede dieser Verbindungen führt zu einem Rauschnachteil von 3 dB oder verringert die Auflösung des A/D-Systems effektiv um eine Hälfte eines Bits. Im Wesentlichen weist ein mit 10-Bit-A/D-Wandler in dem Feld und kombinierten vier Wegen an der Kopfstelle entworfenes System die theoretische Leistung eines 8-Bit-Systems auf. Wenn es auf ähnliche Weise für die Zeilenende-Leistung gewünscht wird, nach einer Verknüpfung von vier Wegen zehn Bits Auflösung aufzuweisen, dann muss der Umwandlungsprozess mit 12 Bits theoretischer Leistung an jedem Knoten beginnen.
  • WO 8204508 erörtert die Verwendung eines verbesserten Sigma-Delta-Modulationscodierers für die verbesserte Codierung eines digitalen Signals. US-A-5892865 erörtert die Unterdrückung von Rauschen und unerwünschter Energie in einem bidirektionalen Kommunikationsnetz. Keines dieser Dokumente offenbart jedoch ein Verfahren zur Steigerung der Leistung der Hybrid-Faser-Koax-Rückleitung ohne den Rückgriff auf teure A/D-Wandler mit höherer Auflösung, durch das Implementieren einer digitalen Signalverarbeitungsherangehensweise.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich deshalb auf die Verbesserung der Leistung einer digitalen optischen CATV-HFC-Basisband-Übertragungsrückleitung unter Verwendung von kosteneffektiven digitalen Lösungen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein System zur Verbesserung der Leistung der HFC-Rückleitung gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert eine DSP-Herangehensweise, um den Rauschabstand (SNR) zu steigern, wodurch die Leistung der HFC-Rückleitung verbessert wird, ohne auf A/D-Wandler mit höherer Auflösung zurückzugreifen. Die Herangehensweise verwendet bekannte Signalverarbeitungsarchitekturen, die auf ein RF-System angewendet werden, um eine Reduzierung des Inband-Quantisierungsrauschens zu erreichen. Die Technik ist auf jede beliebige HFC-Rück-Architektur anwendbar, die eine digitale optische Basisband-Übertragung bei der Implementierung der Umkehrleitung verwendet.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt ein System und ein Verfahren zum Steigern der Leistung einer digitalen Rückleitung in einem Hybrid-Faser-Koax-Fernsehsystem unter Verwendung von seriellem optischem Basisbandtransport, Empfangen einer analogen zusammengesetzten Rückleitungswellenform an einem Komparatoreingang an einen digitalen Rücksender, der einen A/D-Wandler und einen ersten nichtlinearen Prozessor einschließt, ein. Eine erste Verarbeitungsfunktion wird an einen Signalausgang von dem Komparator an dem ersten nichtlinearen Prozessor angewendet, und das verarbeitete Signal wird an den A/D-Wandler weitergeleitet, der das verarbeitete Signal umwandelt, um ein quantisiertes Ausgangssignal einer Sequenz digitaler Wörter zu erzeugen, deren Wert analoge Signalabtastwerte darstellt. Das quantisierte digitale Signal wird an einen Ausgang des digitalen Rücksenders und an eine Rückkopplungsschleife, die einen D/A-Wandler einschließt, ausgegeben, der das quantisierte digitale Signal in ein analoges Rückkopplungssignal umwandelt und das analoge Rückkopplungssignal an einen zweiten Prozessor weiterleitet. Der zweite Prozessor wendet eine zweite Verarbeitungsfunktion auf das analoge Rückkopplungssignal an und gibt das verarbeitete analoge Rückkopplungssignal an den Komparatoreingang des digitalen Rücksenders aus. Der Komparatoreingang zu dem digitalen Rücksender fügt das verarbeitete analoge Rückkopplungssignal zu der analogen zusammengesetzten Rückleitungswellenform hinzu, um den Signalausgang von dem Komparator zu erstellen.
  • Der quantisierte Ausgang der digitalen Wörter wird in einem seriellen Strom zusammen mit angemessenen Synchronisationsinformationen angeordnet, die verwendet werden, um die Grenzen zwischen Wörtern zu ermitteln und die Taktung der Bits selbst wiederherzustellen. Das elektrische digitale Signal wird dann in ein optisches digitales Signal umgewandelt, und die optischen Einser und Nullen werden über einen Lichtwellenleiter übertragen. An der Empfangsseite werden diese Schritte umgekehrt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die oben genannten sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigelegten Zeichnungen klar hervorgehen, wobei:
  • 1 die grundlegenden Elemente eines Hybrid-Fiber-Koax-Transportsystems mit digitaler Rückleitung bildlich darstellt.
  • 2 stellt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines digitalen Rücksenders mit nichtlinearem Prozessor bildlich dar.
  • 3 veranschaulicht das Quantisierungsrausch-Spektrum eines A/D-Wandlers mit rauschartigem Eingang.
  • 4 veranschaulicht das geformte Quantisierungsrausch-Spektrum gegenüber dem nicht verarbeiteten Quantisierungsrausch-Spektrum.
  • 5 stellt das RMS-Rauschen gegenüber dem Überabtastungsverhältnis graphisch dar und veranschaulicht die Wirkung der nichtlinearen Rückkopplung auf die Quantisierungsrauschleistung.
  • 6 stellt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines ersten Sigma-Delta-A/D-Wardlers einschließlich eines Modulators der ersten Ordnung und eines digitalen Dezimators bildlich dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die grundlegenden Elemente des vorgeschlagenen Systems zur verbesserten Rückleitungsleistung von digitalen Kommunikationssignalen sind in 2 gezeigt, die eine Beispieltopologie eines A/D-Wandlers mit zusätzlichen funktionalen Blockdiagrammen zeigt, die digitale Signalverarbeitungsalgorithmen (DSP-Algorithmen) durchführen, die entworfen sind, um den SNR im Vergleich zu einem System zu verbessern, das die Verarbeitungsfunktionen nicht durchführt. In dem DSP ist ein nichtlineares Verfahren implementiert, das bei Hochleistungsanwendungen wie etwa Tonverarbeitung, die diese Verbesserung erstellen, verwendet wird. Das in 2 gezeigte System veranschaulicht einen Prozessor und A/D-Wandler, in den ein analoges Eingangssignal A(s) in einen Kogmparator 10 eingegeben wird, dessen Ausgang an einen nichtlinearen Prozessor H(s) 20 gekoppelt ist, dessen Ausgang an den A/D-Wandler 30 gekoppelt ist. In einer Rückkopplungsschleife ist der Ausgang des A/D-Wandlers 30 an einen D/A-Wandler 40 und Prozessor F(s) 50 in der Rückkopplungsschleife an den Eingangskomparator 10 gekoppelt. Der Eingang zu der Schaltung wird im Wesentlichen über den nichtlinearen Prozessor zu dem Quantisierer geführt, und der quantisierte Ausgang wird durch den D/A-Wandler 40 zurück geführt, der jeden Abtastwert des digitalen Signals umwandelt, um das analoge Rückkopplungssignal, das an den Eingang gekoppelt ist und von diesem subtrahiert wird, zu erzeugen, was den Durchschnittswert des quantisierten Signals dazu bringt, den durchschnittlichen Eingang zu verfolgen.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass die Implementierung dieser Art von Wandler im Allgemeinen auf Implementierungen geringer Frequenz basiert, wie etwa für hohe Audiowiedergabetreue. Zusätzlich dazu liegt der Quantisierungsgrad aufgrund der Fähigkeit, DSP effektiver bei den typischerweise verwendeten geringeren Geschwindigkeiten zu implementieren, typischerweise bei niedrigerer Auflösung. Für die CATV-Anwendung wird die Implementierung der DSP-Algorithmen in Komplexität und Entwurf aufgrund der Beschaffenheit der notwendigen Hochleistungsverarbeitung bedeutend gesteigert.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 4 wird der Betrieb des Prozessors erörtert, und die Beschaffenheit der durch die Implementierung des Wandlers in dem digitalen Rücksender bereitgestellten Verbesserung wird graphisch dargestellt. Das Quantisierungsrausch-Spektrum des Ausgangs eines A/D-Wandlers wird in 3 gezeigt. Es wird angenommen, dass die Bandbreite der Umkehrleitung identisch zu der Nyquist-Bandbreite an dem A/D-Ausgang Bn1 ist. Wie ersichtlich ist, Ist das Rauschspektrum als flach über der Nyquist-Bandbreite des Wandlers modelliert. 3 zeigt ein abgetastetes Ausgangsspektrum mit typischen Beziehungen zwischen den drei obigen Parametern. Je höher die Taktfrequenz relativ zu der Bandbreite der Umkehrleitung Bn1 ist, desto niedriger wird die Spektraldichte, wobei ein Mittel zum Senken der Rauschleistung in der Umkehrbandbreite bereitgestellt wird. 3 zeigt dieses Beispiel, bei dem die Taktfrequenz von Bn1 zu Bn2 gesteigert wird und die Spektraldichte gesenkt wird. Mit anderen Worten wird die gleiche Menge Rauschleistung, die durch die Auflösung des A/D bestimmt wird, über einer breiteren Nyquist-Bandbreite verteilt.
  • Diese unter Bezugnahme auf 3 veranschaulichte „Überabtastungs"-Technik ist ein ineffizienter Weg, Rauschreduzierung zu erhalten, da die Taktfrequenz verdoppelt werden muss, um nur 3 dB einer SNR-Verbesserung zu erreichen. Zusätzlich dazu implementiert das digitale Umkehrsystem für HFC bereits A/D-Wandler, die bei Taktfrequenzen des Stands der Technik betrieben werden. Es ist bei handelsüblichen Vorrichtungen nicht möglich, die Taktfrequenz ausreichend für große Leistungsgewinne zu steigern, ohne eine ernsthafte Verschlechterung zu erleiden oder das Teil komplett ohne Gebrauchswert wiederzugeben.
  • Anstatt sich nur auf die Überabtastung zu verlassen, um die Steigerung des SNR bereitzustellen, zeigt 2 ein Diagramm eines nichtlinearen Prozessors H(s), der eine Transfertunktion implementiert, die dieses Leistungsvermögen bereitstellt. Außerdem kann der Prozessor F(s) in der Rückkopplungsschleife zusätzliches Filtern nach Bedarf bereitstellen. Sowohl H(s) als auch F(s) können zahlreiche Topologien annehmen, abhängig von der gewünschten Verbesserung und der Komplexität der Implementierung. Die nichtlineare Beschaffenheit macht eine genaue Analyse jedoch schwierig, besonders wenn Architekturen höherer Ordnung verwendet werden. In zahlreichen Fällen kann das Verhalten nur durch Simulationen charakterisiert werden.
  • Ein beispielhaftes resultierendes Rauschspektrum von einem derartigen Prozessor wird in 4 gezeigt. In diesem Fall ist das Spektrum, das vorher eine einheitliche Dichte (weiss) heraus zu Bn aufwies, nicht länger flach. Die Rauschleistung zwischen der einheitlichen Dichte und der nicht einheitlichen Dichte ist die gleiche, aber in letzterem Fall wird die Leistung in den Bereich des Spektrums zwischen Bn1 und Bn2 verschoben. Das heißt, der Modulator „formt" das Quantisierungsrauschen, so dass sich der größte Teil der Energie über der Bandbreite des Signals befindet. Da die Bandbreite des Umkehrsystems Bn1 ist, kann der Bereich, der nun den Großteil der Rauschleistung enthält, ohne Auswirkung auf das gewünschte Signal gefiltert werden. Jetzt, wo viel Rauschen in diesen Bereich verschoben worden ist, ist die Rauschleistung in dem Signalisierungsband reduziert worden. Diese Reduzierung der Rauschleistung ist äquivalent zu der Wirkung der Verwendung eines A/D- Wandlers mit höherer Auflösung in diesem Bereich des abgetasteten Spektrums. Da der Bereich des abgetasteten Spektrums, in dem die Rauschreduzierung auftritt, der einzige von Interesse ist, stellt diese Technik im Wesentlichen eine effektive Bitsteigerung proportional zu dem Abfall der Rauschleistung innerhalb von Bn1 dar. In einem repräsentativen Beispiel von dem zu Erwartenden können SNR-Verbesserungen von 20 dB erreicht werden, was über drei Bits zusätzlicher Auflösung entspricht. Der genaue Gewinn hängt hochgradig von der Menge der Überabtastung und der Architektur des nichtlinearen Prozessors ab.
  • Mathematisch kann die Rauschreduzierungsanalyse im einfachsten Fall unter Verwendung von 2 als Richtwert ausgedrückt werden. Angenommen F(s) = 1. Für den quantisierten Ausgang Y(s), das Quantisierungsrauschen Q(s), den analogen Eingang A(s) und die verarbeitende Transferfunktion H(s) mit Tiefpass und hohem Ertrag zeigt das Diagramm Folgendes: Y(s) = [A(s) – Y(s)]H(s) + Q(s) (1) Y(s) + Y(s)H(s) = A(s)H(s) + Q(s) (2) Y(s) = {A(s)H(s)/[1+H(s)]} + {Q(s)/[1+H(s)]} (3)
  • Dann wird unter der Annahme, dass über der Bandbreite von Interesse des Eingangs |H(s) >> 1 ist, (3) zu Folgendem Y(s) = A(s) + Q(s)/H(s) (4)
  • Da |H(s)| >> 1 ist, kann der letzte Ausdruck klein sein. Die Spektraldichte des Quantisierungsrauschens Q(s) wird durch die Größe von H(s) in der Signalbandbreite reduziert. Außerhalb der Signalbandbreite wird die Spektraldichte jedoch gesteigert. Natürlich ist dieser Teil des Spektrums nicht von Interesse. Um jedoch die Verschiebung der spektralen Energie zum hohen Ende des Bands richtig zu nutzen, wird digitales Filtern nach dem Quantisierungsprozess vorgenommen, um die Rauschleistung zu reduzieren (d. h. während des Umwandlungsprozesses verbessertes Rauschen kann sehr effektiv gesteuert werden). Wie in 6 veranschaulicht, die einen an einen digitalen Dezimator gekoppelten ersten Sigma-Delta-A/D-Wandler zeigt, kann eine digitale Tiefpassfilterstufe (Tiefpassfilter 70) implementiert werden, um den Ausgang des digitalen Modulators zu glätten, wodurch Außerband-Quantisierungsrauschen, Interferenzen und Komponenten hoher Frequenz des Signals bedeutend abgeschwächt werden. Auf Wunsch kann Downsampling (Downsampler 80) ebenfalls implementiert werden, um das abgetastete Signal auf die Nyquist-Rate zu bringen.
  • Als ein Beispiel wird ein 8-Bit-A/D-Wandler in Erwägung gezogen. Diese Nummer wird ausgewählt, da sie bezüglich sowohl der Leistung als auch der Geschwindigkeit für die HFC-Anwendung praktische Auswirkungen hat. Heutzutage tastet eine gute serienmäßig produzierte 8-Bit-Vorrichtung bei ungefähr 200 MHz ab, wobei ungefähr eine zweimalige Überabtastung für HFC-Rückleitungen bereitgestellt wird. Innerhalb eines weiteren Jahres werden die nun erhältlichen Teile des oberen Endes, die schneller sind, in größerem Umfang und zu geringeren Kosten für CATV-Anwendungen geeignet erhältlich sein. Eine viermalige Überabtastung wird leicht realisierbar sein.
  • 5 zeichnet das Inbandrauschen gegenüber dem Überabtastungsverhältnis für Beispiele von PCM, und einer, zwei und drei Rückkopplungsschleifen. Unter Bezugnahme auf 5 ist ersichtlich, dass eine viermalige Überabtastung mit einem Rückkopplungssystem der zweiten Ordnung ungefähr 20 dB zusätzliche Inband- Quantisierungsrauschreduzierung bereitstellt. Bei 6 dB/Bit stellt dies mehr als drei Bits effektiver Auflösung dar, wodurch ein 7,5-Bit-Umwandlungsprozess (ein nichtidealer 8-Bit-A/D-Wandler) in fast elf Bits effektiver Auflösung gewandelt wird. Dies stellt die Leistung im Wesentlichen besser dar als jede beliebige heutzutage weitläufig verwendete analoge Rücktechnologie, wie beispielsweise DFB-Lasersender. Zusätzlich dazu ist die Leistung anders als im Fall der linearen Optik unabhängig von der Entfernung.
  • Bezüglich der Implementierung sind Architekturen wie etwa der obigen, bei denen F(s) = 1, die Delta-Sigma-Modulation darstellen, bestens für digitale Entwurftechnologien wie etwa FPGA's und kundenspezifischem ASIC-Design geeignet. In der heutigen Technologie sind jedoch die Taktfrequenzen, die erforderlich sind, um das notwendige Überabtastungsverhältnis zu erreichen, bei der gewerblichen FPGA-Implementierung relativ hoch. Kundenspezifische IC-Entwicklungen haben Chips erstellt, die zu diesen Verarbeitungsraten fähig sind. Es ist abzusehen, dass die gewerbliche FPGA-Hürde ebenfalls in der nahen Zukunft im Laufe der fortschreitenden Entwicklung genommen wird.
  • Das Obige beschreibt eine DSP-Herangehensweise zur Steigerung der Leistung der HFC-Rückleitung ohne das Zurückgreifen auf A/D-Wandler mit höherer Auflösung. Die Herangehensweise verwendet bekannte Signalverarbeitungsarchitekturen, die auf ein RF-System angewendet werden, um eine Reduzierung des Inband-Quantisierungsrauschens zu erreichen. Die individuellen Komponenten sind bekannt und weitgehend erhältlich. Die Technik ist auf jede beliebige HFC-Rück-Architektur anwendbar, die eine digitale optische Basisbandübertragung in der Implementierung der Umkehrleitung verwendet.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 2 kann Prozessor F(s) genau wie Prozessor H(s) jede beliebige Vielfalt von Transferfunktionsreaktionen annehmen, um Anwendungsleistungsanforderungen zu erfüllen. Des Weiteren sollte diese beispielhafte Modifikation nicht als einschränkend für die Modifikationen und Variationen der Erfindung, die durch die Ansprüche abgedeckt werden, sondern lediglich veranschaulichend für mögliche Variationen sind, gesehen werden.

Claims (6)

  1. Ein Verfahren zum Steigern der Leistung einer digitalen Rückleitung in einem Hybrid-Faser-Koax-Fernsehsystem unter Verwendung von serieller optischer Basisbandübertragung, wobei das Verfahren an einem Glasfaserknoten durchgeführt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer analogen zusammengesetzten Rückleitungswellenform A(s) an einem Komparatoreingang (10) an einen digitalen Rücksender, der einen A/D-Wandler (30) und einen ersten nichtlinearen Prozessor (20) einschließt; Anwenden einer ersten Verarbeitungsfunktion H(s) an einen Signalausgang von dem Komparator (10) an dem ersten nichtlinearen Prozessor (20) und Weiterleiten des verarbeiteten Signals an den A/D-Wandler (30); Umwandeln des verarbeiteten Signals, um ein quantisiertes Ausgangssignal Q(s) einer Sequenz digitaler Wörter zu erzeugen, deren Wert analoge Signalproben darstellt; Ausgeben des quantisierten digitalen Signals an einen Ausgang des digitalen Rücksenders und an eine Rückkopplungsschleife, die einen D/A-Wandlers (40) einschließt; Umwandeln des quantisierten digitalen Signals in ein analoges Rückkopplungssignal und Weiterleiten des analogen Rückkopplungssignals an einen zweiten Prozessor (50); Anwenden einer zweiten Verarbeitungsfuktion F(s) auf das analoge Rückkopplungssignal und Ausgeben des verarbeiteten analogen Rückkopplungssignals an den Komparatoreingang (10) des digitalen Rücksenders, wobei der Komparatoreingang (10) zu dem digitalen Rücksender das verarbeitete analoge Rückkopplungssignal zu der analogen zusammengesetzten Rückleitungswellenform hinzufügt, um den Signalausgang von dem Komparator (10) zu erstellen, gekennzeichnet durch: Anordnen des quantisierten Ausgangs der digitalen Wörter in einen seriellen Strom mit angemessenen Synchronisationsinformationen, um die Grenzen zwischen Wörtern zu ermitteln und die Taktung der Bits selbst wiederherzustellen; Umwandeln des elektrischen digitalen Signals in ein optisches digitales Signal, und Senden der optischen Einser und Nullen über einen Lichtwellenleiter; und Invertieren der vorangehenden Schritte an der Empfangsseite.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner den Schritt des Tiefpassfilterns des quantisierten digitalen Signals umfasst.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, das ferner den Schritt des Downsamplings des gefilterten quantisierten digitalen Signals umfasst.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das gefilterte quantisierte digitale Signal auf die Nyquist-Rate downgesampelt wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Verarbeitungsfunktion gleich Eins ist und der digitale Rücksender einen Delta-Sigma-Modulator darstellt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Durchschnittswert des quantisierten digitalen Signals einem durchschnittlichen verarbeiteten analogen Rückkopplungssignal folgt.
DE60116614T 2000-02-29 2001-02-28 Anwendung eines digitalen verarbeitungsschemas für verbesserte kabelfernsehennetzwerkleistung Expired - Lifetime DE60116614T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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