DE69737019T2

DE69737019T2 - Gerät zum automatischen detektieren der leitungsverstärkerkonfiguration zur zustandsüberwachung

Info

Publication number: DE69737019T2
Application number: DE69737019T
Authority: DE
Inventors: W. John Lawrenceville BRICKELL; H. Wayne Lilburn NASH
Original assignee: Scientific Atlanta LLC
Current assignee: Scientific Atlanta LLC
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2017-06-03
Also published as: EP0906668A1; AU3296797A; EP0906668B1; BR9709407A; EP0906668A4; WO1997047093A1; US6530088B1; ES2276428T3; DE69737019D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen der Konfiguration eines Kabelfernseh-Leitungsverstärkers und insbesondere eine Vorrichtung, die verschiedene Module, die in einen Leitungsverstärker eingesteckt sind, detektiert und die Konfiguration der Module an ein Empfangsstellen-Steuergerät sendet.
Leitungsverstärker werden häufig in Kabelfernseh-Verteilungssystemen verwendet, um den Bereich zu vergrößern, in dem Fernsehsignale übertragen werden. Leitungsverstärker enthalten verschiedene Module, die viele verschiedene Funktionen haben. Zu den Funktionen gehören automatische Verstärkungsregelung (AGC), Überwachung, Rückwärtswegverstärkung und mehrere verstärkte Ausgangsanschlüsse. Bei derzeitigen TV-Verteilungssystemen muss sich der Systembetreiber beim Konfigurieren seiner Leitungsverstärker auf Installationshinweise von einem Techniker verlassen. Der Techniker verwendet die Hinweise, um den Leitungsverstärker durch Festlegen von Verbindungsleitungen an einem Modul in dem Leitungsverstärker oder durch Eingeben von Daten in den Speicher des Moduls zu konfigurieren. Unrichtige Hinweise könnten zu einem Zeitverlust beim Errichten der Leitungsverstärkerstation führen. Eine fehlerhafte Eingabe der Daten in das Modul könnte zu einem fehlerhaften Betrieb des Verstärkers führen.
Verwiesen sei auf US-A-5440418, die ein Verfahren zur Alarmüberwachung für ein optisches Übertragungssystem beschreibt. Jeder optische Repeater in einem optischen Übertragungssystem weist einen optischen Verstärker und eine Steuerschaltung zum Steuern der optischen Übertragung auf. Außerdem sendet jeder optische Repeater Verwaltungsinformationen an den nächsten optischen Repeater. Die Steuerschaltung überprüft den Status des optischen Verstärkers und erhält Überwachungsinformationen. Die Steuerschaltung erzeugt Verwaltungsinformationen entsprechend den Überwachungsinformationen und den Verwaltungsinformationen, die von dem vorgeschalteten optischen Repeater gesendet werden. Die Verwaltungsinformationen werden in ein optisches Signal umgewandelt und an den nächsten optischen Repeater gesendet. Eine Empfangsstation empfängt die Verwaltungsinformationen. Die Verwaltungsinformationen enthalten einen Identifikationscode für einen optischen Repeater, der ausgefallen ist, und den Status des Ausfalls. Verschiedene Kategorien von Verwaltungsinformationen haben Prioritäten, die von der Empfangsstation geändert werden können, und dadurch erkennt die Empfangsstation den Status der optischen Übertragungsleitung.
Kurze Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen definiert.
Mit der Erfindung kann ein Statusüberwachungsmodul in einem Leitungsverstärker nach der Installation unabhängig von der Anzahl von installierten Modultypen automatisch konfiguriert werden, ohne dass der Techniker Daten eingeben oder Verbindungsleitungen in dem Modul festlegen muss. Die Erfindung gestattet auch die sofortige Vornahme von Änderungen der Verstärkerkonfiguration vor Ort auf elektronischem Wege, ohne dass der Techniker die Modulschalterstellungen ändern muss oder dass die Neu-Eingabe von Daten in das Modul erforderlich ist. Das Statusüberwachungsgerät verwendet A/D-Eingangssignale zum Lesen von Gleichspannungen, die von den verschiedenen Modulen eingespeist werden. Diese Spannungen stellen die Konfiguration des Verstärkers dar. In Reaktion auf das Hinzufügen verschiedener Module zu dem Leitungsverstärker werden diese Spannungen beim Hinzufügen eines Moduls mit einer neuen Option automatisch geändert. Ein Steuergerät in dem Leitungsverstärker liest dann die Spannungsänderung und sendet ein Signal, das eine Änderung der Konfiguration des Verstärkers angibt, entweder über das Verteilungssystem an eine Empfangsstelle oder lokal an einen Prüfpunkt in dem Leitungsverstärker.
Die vorstehenden und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung sowie die Erfindung selbst dürften aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Leitungsverstärkers, der die Erfindung implementiert.
2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm der in 1 gezeigten Statusüberwachungsvorrichtung, die die Merkmale der Erfindung aufweist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In 1 ist ein Zweileitungsverstärker 10 mit einem Eingangsanschluss 14 gezeigt, der über ein Kabel 11 mit einem Empfangsstellen-Steuergerät 12 verbunden ist. Der Verstärker 10 hat Ausgangsanschlüsse 21 und 22, die mit Teilnehmern 16 verbunden sind. Der Verstärker 10 weist eine Verstärkungsschaltung 20, eine Überwachungsschaltung 24 und ein abnehmbares Modul, das eine Rückwärtswegschaltung 26 enthält, auf. Die Verstärkungsschaltung 20 verstärkt das Signal an dem Anschluss 14, bevor es in die Ausgangsanschlüsse 21 und 22 eingegeben wird. Die Schaltung 24 enthält eine HF-Erkennungsschaltung 50, eine Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30, eine Anzeigerschaltung 64 und eine modularisierte und abnehmbare AGC-Steuerschaltung 52. Die Überwachungsschaltung 24 ermittelt die Konfiguration der Leitungsverstärkerschaltung 20, speichert diese Konfiguration und sendet ein Signal, das die Konfiguration angibt, über die Rückwärtswegschaltung 26 an das Empfangsstellen-Steuergerät 12. Die Überwachungsschaltung 24 erzeugt intern ein oder mehrere Vorwahlsignale mit Referenzspannungspegeln. Diese Signale werden an die Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30 gesendet. Die Referenzspannungspegel dieser Signale ändern sich, wenn der Verstärker 10 neu konfiguriert wird, wodurch die Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30 den aktuellen Zustand der Verstärkerkonfiguration erhält.
Der Verstärker 10 empfängt an dem Eingangsanschluss 14 ein HF-Signal, das über ein Zweipunktfilter 18 und ein Korrekturfilter 32 übertragen wird und von einer Verstärkungsstufe 34 verstärkt wird. Das Ausgangssignal der Verstärkungsstufe 34 wird über ein Zwischenschaltgerät 36 mit veränderlichen Verlusten oder ein Dämpfungsglied übertragen und über einen Koppler 38 an Ausgangssignalverstärker 42 und 44 gesendet. Das Ausgangssignal der Verstärker 42 und 44 wird über Filter 46 bzw. 48 an die Ausgangsanschlüsse 21 und 22 gesendet. Die Ausgangssignale der Verstärker 42 und 44 werden auch an die Überwachungsschaltung 24 gesendet.
Die Überwachungsschaltung 24 enthält einen HF-Detektor 50, der die Ausgangssignale der Verstärker 42 und 44 empfängt. Der HF-Detektor 50 sendet dann das empfangene Signal an die Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30 und die AGC-Steuerschaltung 52. Aufgrund des von dem HF-Detektor 50 empfangenen Signals stellt die AGC-Steuerschaltung 52 die Dämpfung des Zwischenschaltgeräts 36 so ein, dass die Verstärkung der Verstärkungsschaltung 20 geändert wird.
Die Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30 empfängt auf einer Leitung 61 ein Gleichstromsignal mit einem ersten Referenzspannungspegel. Der erste Referenzspannungspegel wird von einem Pull-down-Widerstand 58, der physisch in der Rückwärtswegschaltung 26 angeordnet ist, und von einem in der Überwachungsschaltung 24 angeordneten Pull-up-/Pull-down-Widerstandsnetz 63 erzeugt. Die Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30 empfängt ein Gleichstromsignal mit einem zweiten Spannungspegel über eine Automatische-Verstärkerdetektions-Leitung 67. Der zweite Spannungspegel wird von einer Pull-up-/Pull-down-Anzeigerschaltung 64, die ebenfalls in der Überwachungsschaltung 24 angeordnet ist, erzeugt. Wenn keine abnehmbare AGC-Steuerschaltung 52 installiert ist, wird über eine AGC-Modus-Leitung 77 ein Gleichstromsignal mit einem dritten Spannungspegel an die Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30 gesendet. Der dritte Spannungspegel wird von einem Pull-up-Widerstand 79 erzeugt. Wenn die AGC-Steuerschaltung 52 installiert ist, wird über die Leitung 77 ein Gleichstromsignal mit einem dritten Spannungspegel, der von einem über einen Shunt mit Erde verbundenen Puff-down-Widerstand 62 eingestellt wird, an die Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30 gesendet.
Die Rückwärtswegschaltung 26 weist einen Koppler 66 auf, der das Rückwärtsweg-HF-Signal von den Filtern 46 und 48 empfängt und das HF-Signal über einen Rückwärtsverstärker 69 über das Rückwärtswegfilter 49 an das Empfangsstellen-Steuergerät 12 sendet. Die Statusüberwachungsgerät-Schaltung 30 überträgt ein Statussignal, das die Angaben der Signale auf den Leitungen 67, 77 und 61 sowie die Angabe der detektierten Ausgangskonfiguration des Verstärkers 10 enthält. Dieses Statussignal wird über den Rückwärtsverstärker 68 und das Rückwärtswegfilter 49 an das Empfangsstellen-Steuergerät 12 gesendet.
Die Widerstände Rv und Rg stellen Widerstände auf dem Motherboard des Verstärkers 10 dar. Rg ist vorzugsweise ein fester vorgegebener Wert, und der Wert von Rv wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Anzahl der Verstärkerausgänge (d. h. Einzelausgang, Doppelausgang oder Dreifachausgang) festgelegt. Der Widerstand 62 ist in der abnehmbaren AGC-Steuerschaltung 52 angeordnet. Die AGC-Steuerschaltung 52 kann entweder während der Herstellung des Verstärkers 10 oder nach der Installation des Verstärkers 10 vor Ort dem Verstärker 10 vorgeschaltet werden.
In 2 ist eine Statusüberwachungsschaltung 30 mit einem Steuergerät 70 gezeigt, das die Gleichstromsignale von der AGC-Steuerschaltung 52 über einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 72 und das Gleichstromsignal von dem ersten Referenzspannungspegel 64 über den A/D-Wandler 74 liest. Das Steuergerät 70 liest das Gleichstromsignal auf der Leitung 67 über den A/D-Wandler 71. Das Steuergerät 70 ist mit einer Prüfschnittstelle 76 verbunden, wobei das Steuergerät 70 Signale an die Prüfschnittstelle 76 sendet und von dort empfängt, damit ein Techniker ein Prüfgerät, das die Konfiguration der AGC-Steuerschaltung 52 und der Anzeigerschaltung 64 angibt, mit der Prüfschnittstelle 76 verbinden kann. Das Steuergerät verwendet einen A/D-Wandler 80 zum Lesen von Werten aus dem HF-Detektor 50 und zum Lesen und zum Speichern des Werts des Signals von dem A/D-Verbinder 80 (Anm. d. Übers.: muss wohl „A/D-Wandler 80" heißen) und von detektierten HF-Werten in einem RAM-Speicher 78.
In weiteren alternativen Ausführungsformen der Erfindung (nicht dargestellt) können Module mit Schaltungen (außer der Rückwärtswegschaltung 26) in den Leitungsverstärker 10 eingesteckt werden, und die Konfiguration und Funktion dieser Module können unter Verwendung einer Automatische-Modultypdetektions-Schaltung detektiert werden. In 1 weist eine Automatische-Modultypdetektions-Schaltung 75 einen A/D-Wandler 74, eine Leitung 61 und eine Schaltung 63 auf. Die Automatische-Modultypdetektions-Schaltung 75 überwacht den Typ des in dem Verstärker 10 installierten Moduls (d. h. den Rückwärtsverstärker oder das Glasfasermodul der Verteilung) und stellt ein Signal, das das Vorhandensein/Fehlen dieser Module angibt, für das Steuergerät 70 (2) bereit. Das Steuergerät 70 sendet dann dieses Signal, das das Vorhandensein/Fehlen dieser Module angibt, an das Empfangsstellen-Steuergerät 12. Diese Angabe hilft beim Ermitteln der geeigneten Verstärkerkonfiguration für die entsprechende Systemkonfiguration am Empfangsstellen-Steuergerät 12. Künftig können weitere Arten von Modulen vorgeschaltet werden.
Die folgenden Tabellen 1-3 geben beispielhafte Spannungspegel für die von der Statusüberwachungsschaltung 30 detektierten Signale für die verschiedenen Konfigurationen des Verstärkers 10 an. Die Statusüberwachungsschaltung 30 kann den Spannungspegel dieser Signale lesen und die Daten codieren, um dem Empfangsstellen-Steuergerät 12 die Verstärkerkonfiguration mitzuteilen.
Die Schaltung 75 enthält einen Pull-up-/Pull-down-Widerstand 63, der über die Leitung 61 mit dem Verstärker 10 verbunden ist. Unterschiedliche Werte für den über einen Shunt mit Erde verbundenen Widerstand 58 werden über die Statusüberwachungsleitung 61 in den einzelnen Modulen übertragen, um verschiedene Modultypen anzugeben. Tabelle 1 gibt bevorzugte Spannungen für das Gleichstromsignal in der Leitung 61 für den entsprechenden Modultyp an. Ein beispielhafter Modultyp mit einer Rückwärtswegschaltung 26 ist in 1 gezeigt.
Tabelle 1: Moduloptionskartentypen
Die Leitung 67 wird von der Statusüberwachungsleitung 30 verwendet, um die Überwachung des Ausgangskonfigurationstyps (d. h. Einzel-, Doppel- oder Dreifachausgang) des installierten Verstärkers 10 zu aktivieren. Mit dem Spannungspegel des an der Leitung 67 gelesenen Gleichstromsignals kann das Steuergerät 70 den Ausgangstyp des Verstärkers für die geeignete Verstärkerkonfiguration bestimmen. Zusätzliche Typen von Verstärkern können künftig vorgeschaltet werden. Der Pull-up-Widerstand Rv (20 kΩ, 1%) sollte mit dieser Verstärkerdetektionsleitung 67 verbunden werden. In dieser Verstärkerdetektionsleitung 67 sind die Widerstandswerte Rg gegenüber Erde im Motherboard ebenfalls unterschiedlich, um unterschiedliche Verstärkerausgangstypen anzugeben. Tabelle 2 gibt bevorzugte unterschiedliche Spannungen in der Verstärkerdetektionsleitung 67 und die entsprechenden Verstärkerausgangstypen an.
Tabelle 2: Verstärkerstatianstypen
Eine AGC-Modus-Detektionsleitung 77 wird von der Statusüberwachungsschaltung 30 verwendet, um das Vorhandensein oder Fehlen der AGC-Steuerschaltung 52 zu detektieren, und aktiviert die Statusüberwachungsschaltung 30, um zu detektieren, ob die AGC-Steuerschaltung 52 des Verstärkers in einem thermischen Modus oder einem automatischen Modus ist. Ein Pull-up-Widerstand 79 und ein Shunt-Widerstand 62 sind in dieser AGC-Modus-Leitung 77 angeordnet. Der Widerstand 62 hat vorzugsweise einen Wert von ca. 80 kΩ, wenn die AGC-Steuerschaltung 52 die AGC-Funktion enthält, und hat vorzugsweise einen Wert von ca. 20 kΩ, wenn die AGC-Steuerschaltung 52 eine thermischen AGC enthält. Außerdem ist der Widerstand 62 vorzugsweise ein offener Stromkreis, wenn die AGC-Funktion vorhanden ist. Tabelle 3 gibt die drei möglichen Zustände und die entsprechenden Spannungspegel für die Gleichstromsignale in dieser AGC-Modus-Leitung 77 an.
Tabelle 3: AGC-Betrieb
Es ist wohlverstanden, dass zahlreiche Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung vorgenommen werden können.

Claims

Leitungsverstärker (10) zum Empfangen von Vorwärts- und Rückwärtssignalen und zum Senden von verstärkten Vorwärts- und verstärkten Rückwärtssignalen, der eine Ausgangskonfiguration hat, die entweder ein Einzelausgang, ein Doppelausgang oder ein Dreifachausgang ist, zum Senden von Teilen der verstärkten Vorwärtssignale, wobei der Leitungsverstärker weiterhin eine Überwachungsschaltung (24) zum Detektieren der Ausgangskonfiguration enthält, mit: einer Automatische-Verstärkerdetektions-Leitung (67) mit einer Ausgangskonfigurationsspannung, wobei die Ausgangskonfigurationsspannung entweder den Einzelausgang, den Doppelausgang oder den Dreifachausgang angibt; und einem Steuergerät (70) zum Ermitteln der Ausgangskonfiguration aufgrund der Ausgangskonfigurationsspannung, wobei das Steuergerät nach dem Ermitteln der Ausgangskonfiguration des Leitungsverstärkers ein Statussignal, das die Ausgangskonfiguration angibt, zusammen mit den verstärkten Rückwärtssignalen sendet.
Leitungsverstärker nach Anspruch 1, der weiterhin eine Verstärkungsschaltung (20) mit einem einstellbaren Verstärkungspegel zum Verstärken der Vorwärtssignale enthält, wobei der Leitungsverstärker weiterhin Folgendes aufweist: einen HF-Detektor (50), der mit dem Ausgang der Verstärkungsschaltung verbunden ist, zum Empfangen eines Teils der verstärkten Vorwärtssignale und eine abnehmbare AGC-Steuerschaltung (52), die mit dem HF-Detektor gekoppelt ist, zum Einstellen der Verstärkungsschaltung, die anschließend den Verstärkungspegel der Vorwärtssignale in Abhängigkeit von Änderungen gegenüber dem empfangenen Teil der verstärkten Vorwärtssignale einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (70) mit der abnehmbaren AGC-Steuerschaltung (52) und einer AGC-Spannungsquelle verbunden ist, dass das Steuergerät eine AGC-Spannung empfängt, die das Vorhandensein oder das Fehlen der abnehmbaren AGC-Steuerschaltung angibt, und dass das Steuergerät ein AGC-Steuerschaltungs-Statussignal zusammen mit den verstärkten Rückwärtssignalen sendet.
Leitungsverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein der abnehmbaren AGC-Steuerschaltung (25) das Steuergerät (70) eine Thermischer-Modus-Spannung empfängt, die angibt, ob die abnehmbare AGC-Steuerschaltung eine Thermischer-Modus-AGC-Steuerschaltung ist.
Leitungsverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein der abnehmbaren AGC-Steuerschaltung (52) das Steuergerät (70) eine Automatische-Modus-Spannung empfängt, die angibt, ob die abnehmbare AGC-Steuerschaltung eine Automatischer-Modus-AGC-Steuerschaltung ist.
Leitungsverstärker nach Anspruch 1, der weiterhin einen Modultyp enthält, der entweder ein Glasfasermodul und ein Rückwärtsschalter, ein Glasfasermodul, ein Rückwärtsmodul und ein Rückwärtsschalter, oder ein Rückwärtsmodul sein kann, wobei der Leitungsverstärker weiterhin Folgendes aufweist: eine erste Referenzspannungspegel-Schaltung zum Bereitstellen einer Modultyp-Spannung, die den enthaltenen Modultyp angibt, für das Steuergerät (70), wobei das Steuergerät ein Modultyp-Statussignal zusammen mit den verstärkten Rückwärtssignalen sendet.
Leitungsverstärker (10) zum Empfangen von Vorwärts- und Rückwärtssignalen und zum Senden von verstärkten Vorwärts- und Rückwärtssignalen, der eine Konfiguration hat und eine Überwachungsschaltung (24) zum Mitteilen der Konfiguration an ein Empfangsstellen-Steuergerät (12) enthält, wobei die Überwachungsschaltung Folgendes aufweist: eine Statusüberwachungsschaltung (30) zum Erzeugen von Spannungen, die eine spezielle Konfiguration des Leitungsverstärkers angeben; und ein Steuergerät (70) zum Empfangen der Spannungen und zum Senden von Statussignalen, die eine Funktion der empfangenen Spannungen sind, an das Empfangsstellen-Steuergerät, wodurch das Empfangsstellen-Steuergerät die Konfiguration des Leitungsverstärkers über die gesendeten Statussignale ermittelt.
Leitungsverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen eine AGC-Steuerschaltungsspannung, eine Ausgangskonfigurationsspannung und eine Modultyp-Spannung umfassen.
Leitungsverstärker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die AGC-Steuerschaltungsspannung von einer abnehmbaren AGC-Steuerschaltung (52) bereitgestellt wird.
Leitungsverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die AGC-Steuerschaltungsspannung eine Thermischer-Modus-AGC-Steuerschaltung angibt.
Leitungsverstärker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die AGC-Steuerschaltungsspannung eine Automatischer-Modus-AGC-Steuerschaltung angibt.
Leitungsverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskonfigurationsspannung eine Einzelausgangskonfiguration, eine Doppelausgangskonfiguration oder eine Dreifachausgangskonfiguration angibt.
Leitungsverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Modultyp-Spannung entweder ein Glasfasermodul und einen Rückwärtsschalter, ein Fasermodul, ein Rückwärtsmodul und einen Rückwärtsschalter, oder ein Rückwärtsmodul angibt.