DE69818521T2

DE69818521T2 - Stromeinspeisungsvorrichtung für kabelfernsehen

Info

Publication number: DE69818521T2
Application number: DE69818521T
Authority: DE
Inventors: Richard Gresko
Original assignee: Arris Technology Inc; General Instrument Corp
Current assignee: Arris Technology Inc
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2018-12-11
Also published as: BR9814735A; CA2318189C; EP1050164B1; AU746649C; KR100396389B1; EP1050164A1; AU746649B2; US6054905A; KR20010034273A; DE69818521D1; TW382177B; AU1812499A; WO1999038323A1; CA2318189A1

Description

Bereich der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Verteiler-Bauelemente für Kabelfernsehkommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Leistungsinserter mit Doppelstromversorgungsanschlüssen, die intern dazu konfiguriert werden können, Leistung gerichtet zu beziehen oder unabhängige Netrstromversorgungen für zweckgebundene Richtungen in einer CATV-Verteilanlage zu verwenden.
Beschreibung des Stands der Technik
Kabelfernseh-Dienste (CATV-Dienste) werden Kunden über ein Übertragungsnetz bereitgestellt, das typischerweise ein Fernleitungsnetz, das die Vielzahl von CATV-Diensten von einer Kabelkopfstelle an kleinere Zweige und dann an individuelle Teilnehmer-Hauseinführungskabel übermittelt, umfasst. Das Übertragungsmedium für den Zweig und die Teilnehmer-Hauseinführungskabel ist üblicherweise ein Koaxialkabel. Um die Übertragung der CATV-Dienste zu gewährleisten, umfasst das Übertragungsnetz Kabelabzweiger, Kabelverteiler, Leitungsverstärker und diverse andere Geräte, um die CATV-Dienste zu verteilen.
Eine typische CATV-Kabelanlage ist mit Einheitsverstärkung von der Kopfstelle zu jedem Teilnehmerendgerät entworfen. Signalverluste und -verstärkungen durch die gesamte Fernmeldelinie, Zweiglinien und Teilnehmer-Hauseinführungskabel werden vermerkt und eingestellt, um Einheitsverstärkung durchweg zu wahren. Jedoch belasten viele der zuvor erwähnten Vorrichtungen, die die Kabeldienste verteilen, die Anlage. Während das CATV-Signal durch die Verteileranlage verläuft, reduzieren die Dämpfung des Koaxialkabels und der Einfügungsverlust passiver Vorrichtungen das Signal zu weniger als Einheit, wodurch periodische Verstärkung erforderlich wird. Leitungsverstärker werden demgemäß installiert und eingestellt, um Einheitsverstärkung zu wahren.
Leitungsverstärker werden üblicherweise von dem Signal tragenden Koaxialkabel-Stütz-Einzeldraht suspendiert und von dem Signal tragenden Koaxkabel angetrieben. Das übliche Verfahren der Verteilung der Netrstromversorgung auf jeden Leitungsverstärker erfolgt durch das Einprägen oder Einfügen des Wechselstroms in das Koaxialkabel über einen CATV-Leistungsinserter.
Ein Leistungsinserter besteht aus einem Tiefpassfilter, entworfen für 60 Zyklen, 60 Vac und einem Bandsperrfilter für die auf dem Koaxialkabel vorhandenen HF-Signal-Bauelemente. Der Leistungsinserter ist in einem wetterbeständigen und HF-störungsgeschütrtem Gehäuse untergebracht und ist ebenfalls von der Kabellitze suspendiert. An einem Leitungsverstärker trennen Filter das CATV-HF-Signal von den eingeprägten 60 Vac. Das HF-Signal wird mit der Wechselstromkomponente, die die Leistungsquelle bereitstellt, verstärkt.
Leistung wird üblicherweise von einem ferroresonanten Transformator, der sich auf einem nahen Telefonmast befindet, in einen Leistungsinserter gespeist. Die Primärseite des ferroresonanten Transformators ist mit einer einphasigen Stromversorgung von dem lokalen Versorgungsbetrieb verbunden. Ferroresonante Transformatoren stellen Isolierung, Regulierung und, wenn nötig, Reduzierung von der Netrstromversorgung bereit.
Der Leistungsinserter kann für mehrere Leitungsverstärker Leistung bereitstellen. In 1 wird ein vereinfachter Zweig 15 einer CATV-Verteilanlage gezeigt. Es wird ein Leistungsinserter 17 des Stands der Technik gezeigt, der von vier Leitungsverstärkern 19 auf beiden Seiten des Leistungsinserters 17 bezieht. Ein ferroresonanter Transformator 21 wird gezeigt, der von dem Leistungsinserter 17 bezieht. Sowohl Leistungs- als auch Signalfluss innerhalb des Koaxialkabels 23 sind doppeltgerichtet.
In 2 wird ein Schaltbild des Leistungsinserters 17 des Stands der Technik gezeigt. Der Leistungsinserter 17 weist eine/n einzelne/n Stromversorgungsbuchse oder -anschluss 25 und eine erste 27 und zweite 29 HF-Buchse bzw. einen ersten und zweiten HF-Anschluss auf. Der Wechsel- oder Gleichstrom 31 wird unter Verwendung eines ersten 2-poligen Tiefpassfilters (2. Ordnung), der einen ersten, an einen ersten 35 und zweiten 37 parallelen Kondensator gekoppelten Induktor 33 beinhaltet, gefiltert. Der Stromfluss für beide Richtungen des Koaxialkabels ist mit einer ersten 39 und zweiten 41 Sicherung auf ihre erste 27 bzw. zweite 29 HF-Buchse begrenzt. Leistungseinfügung kann in Abhängigkeit davon, ob eine oder beide Sicherungen installiert sind, gerichtet sein. Die Ausgabe von der ersten Sicherung [38] 39 wird durch einen zweiten 2-poligen Tiefpassfilter 47 tiefpassgefiltert und ist an den Signalleiter der ersten HF-Buchse 27 gekoppelt. Die Ausgabe von der zweiten Sicherung 41 wird durch einen dritten 2-poligen Tiefpassfilter 49 tiefpassgefiltert und ist an den Signalleiter der zweiten HF-Buchse 29 gekoppelt. Um es dem HF-Signal zu ermöglichen, frei zwischen der ersten [43] 27 und zweiten [45] 29 HF-Buchse durchzufließen, bildet ein sechster Kondensator 51 einen Hochpassfilter zwischen den HF Terminals, die den Niederfrequenzstrom blockieren, und gibt dadurch dem Leistungsfluss eine Richtung.
Eine Variation des Einzelquellen-Leistungsinserters 19 wird in 3 und 4 gezeigt. Es wird ein Leistungsinserter 53 mit doppelter Wechsel- oder Gleichstromquelle gezeigt, der zwei isolierte Wechselstromterminals (abhängig von der Konfiguration einen internen Schaltdrahts 54), von denen jedes von einem zweckgebundenen HF-Terminal bezieht, aufweist. Jedoch weist der Leistungsinserter 53 mit doppelter Quelle des Stands der Technik Begrenzungen auf, wenn der Leistungsinserter 53 bezüglich der Isolation zwischen HF-Terminals und Leistungsanschlüssen konfiguriert wird.
Eine andere Konfiguration eines Leistungsinserters ist in US-A-5 381 050 offenbart.
Um die Zahl der Bezugsoptionen, die in einem Kabelfernseh-Leistungsinserter zur Verfügung stehen, zu erhöhen, ist es wünschenswert, eine preisgünstige Vorrichtung zu haben, die eine herkömmliche oder isolierte gerichtete Leistungseinfügung oder -verteilung bereitstellen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein CATV-Leistungsinserter vorgestellt, der eine Vielzahl von Leistungsbezugsoptionen zulässt, während er hochwertige Isolation zwischen dem HF-Signal und den Stromversorgungseinfügungspunkten bereitstellt. Der Leistungsinserter erreicht die Vielfalt von Konfigurationen, indem er einen Vier-Punkt-Endverzweiger mit einheitlichen, kompatiblen Dimensionen verwendet, was das schnelle Austauschen einfacher Anschlussschienen, Sicherungen und Strombegrenzungsoptionen ermöglicht und dadurch die Effizienz erhöht.
Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen CATV-Leistungsinserter mit Doppelstromversorgungsanschlüssen bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Leistungsinserter bereitzustellen, der mehrfache Konfigurationen für Einzel- oder Doppelstromversorgungen und die Fähigkeit, Strombegrenzungsfunktionen leicht hinzuzufügen, ermöglicht.
Die Erfindung ist in dem beigefügten Anspruch 1 festgelegt.
Andere Ziele und Vorteile des Leistungsinserters werden dem Fachmann nach Durchsicht der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines CAN-Verteilungszweigs des Stands der Technik mit einem Leistungsinserter mit einem einzelnen Wechselstrom-/Gleichstrom-Anschluss (AC/DC-Anschluss) und Leitungsverstärkern.
2 ist ein Schaltbild des Leistungsinserters mit einem einzelnen AC/DC-Anschluss des Stands der Technik.
3 ist ein Blockdiagramm eines CAN-Verteilungszweigs des Stands der Technik mit einem Leistungsinserter mit einem doppelten AC/DC-Anschluss und Leitungsverstärkern.
4 ist ein Schaltbild des Leistungsinserters mit einem doppelten AC/DC-Anschluss des Stands der Technik.
5 ist ein CATV-Leistungsinserter, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
6 ist eine alternative Konfiguration der vorliegenden Erfindung mit einem herkömmlichen Hochstrom-ACIDC-Anschluss.
7 ist eine alternative Konfiguration der vorliegenden Erfindung mit einem einzelnen, gerichteten ACIDC-Anschluss.
8 ist eine alternative Konfiguration der vorliegenden Erfindung mit einem einzelnen, gerichteten AC/DC-Anschluss.
9 ist eine alternative Konfiguration der vorliegenden Erfindung mit doppelten, isolierten, gerichteten AC/DC-Anschlüssen.
10 ist eine alternative Konfiguration der vorliegenden Erfindung mit doppelten, isolierten, gerichteten AC/DC-Anschlüssen mit Strombegrenzung.
11 ist eine alternative Konfiguration der vorliegenden Erfindung mit doppelten, isolierten, gerichteten AC/DC-Anschlüssen mit aktivem Überspannungsschutz-Schaltkreis.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die bevorzugte Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung beschrieben, in denen gleiche Bezugszziffern durchweg gleiche Elemente darstellen.
Mit Bezug auf 5 wird ein Leistungsinserter 55 gezeigt, der die vorliegende Erfindung verkörpert. Der Leistungsinserter 55 umfasst vier externe Verbindungen; eine erste 57 und zweite 59 AC/DC-Buchse bzw. einen ersten und zweiten AC/DC-Anschluss und eine erste 61 und zweite 63 HF-Signal-Buchse bzw. einen ersten und zweiten HF-Anschluss. Die individuellen Bauelemente des Leistungsinserters 55 werden auf einer gedruckten Leiterplatte (LP) assembliert, die in einem leichten, druckgegossenem Behälter aus einer Aluminiumlegierung mit einer drehbaren Abdeckung, die. Einzeldraht- oder Sockelhalterung und HF-Störungsschutz bereitstellt, untergebracht ist. Der Leistungsinserter 55 umfasst doppelte AC-DC-Anschlüsse, Verteilung und Kopplung an die HF-Signal-Buchsen.
Die erste AC/DC-Buchse 57 ist mit einem ersten Kondensator C1 nebengeschlossen, wobei sich ein Knoten a bildet. Der Knoten a ist ebenfalls an ein erstes Terminal 67 eines konfigurierbaren Endverzweigers 69 gekoppelt. Die zweite AC/DC-Buchse 59 ist mit einem zweiten Kondensator C2 nebengeschlossen, wobei sich ein Knoten b bildet. Der Knoten b ist an ein zweites Terminal 73 des konfigurierbaren Endverzweigers 69 gekoppelt. Der konfigurierbare Endverzweiger 69 umfasst ein drittes 75 und viertes 77 Terminal, wobei sich ein Knoten c bzw. d bildet.
Der Knoten c ist an einen ersten 79 4-poligen Tiefpassfilter gekoppelt, der einen dritten C3 und einen vierten C4 Kondensator und einen ersten L1 und einen zweiten L2 Induktor umfasst. Der zweite Induktor L2 ist an den Signal tragenden Leiter der ersten 61 HF-Buchse gekoppelt, wobei sich ein Knoten e bildet.
Der Knoten d ist an einen zweiten 89 4-poligen Tiefpassfilter gekoppelt, der einen fünften C5 und einen sechsten C6 Kondensator und einen dritten L3 und einen vierten L4 Induktor umfasst. Der vierte Induktor L4 ist an den Signal tragenden Leiter der zweiten 63 HF-Buchse gekoppelt, wobei sich ein Knoten f bildet.
Zwischen den Signal tragenden Leitern der ersten 61 und zweiten 63 HF-Buchse (Knoten e und f) befindet sich ein siebter C7 Kondensator zum Führen hoher Frequenzen.
Die Werte für die einzelnen Baulemente der bevorzugten Ausführungsform sind in Tabelle 1 gezeigt.
TABELLE 1
Eine Diskussion passiver Filter, die Induktoren und Kondensatoren verschiedener Ordnungen (Pole) verwenden, liegt außerhalb des Bereichs dieser Beschreibung und ist dem Fachmann auf dem Gebiet der Elektronik wohl bekannt. Unter Bezugnahme auf das in 5 gezeigte Schaltbild ist ersichtlich, dass durch das Koppeln individueller Anschlussschienen 101 zwischen den Terminals 67, 73, 75 und 77 des konfigurierbaren Endvetzweigers 69 verschiedene richtungsbestimmende Stromversorgungskombinationen durch die vorliegende Erfindung leicht erreicht werden können. Leistung kann durch die verschiedenen Knoten (Knoten a–f) zu beiden Signalbuchsen 61, 63 geleitet werden. Wie ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennt, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls als Leistungsquelle oder Abzweigen dienen, da der Stromfluss doppeltgerichtet ist.
Unter Bezugnahme auf 6, 7 und 8 werden Konfigurationen des konfigurierbaren Endverzweigers 69 gezeigt, der es entweder der ersten 57 oder der zweiten 59 AC/DC-Buchse ermöglicht, auf den Leistungsinserter 55 in zweckgebundenen Richtungen an der physischen Stelle, an der der Leistungsinserter 55 auf dem Koaxialkabel 23 platziert ist, Leistung einzuspeisen. 7 und 8 zeigen Konfigurationen, bei denen die Leistungseinfügung in Bezug auf die Konfiguration des Endveizweigers 69 gerichtet ist, und ob der ersten 57 und zweiten 59 AC/DC-Buchse Leistung zugeführt wird. Die nicht gekoppelte AC/DC-Buchse ist im Leerlauf. 7 zeigt die Anschlussschiene 101, die platziert ist, um das Fließen von Strom von der ersten AC/DC-Buchse 57 zu der ersten HF-Buchse oder dem ersten HF-Anschluss 61 zu ermöglichen. 8 zeigt die Anschlussschiene 101, die platziert ist, um das Fließen von Strom von der zweiten AC/DC-Buchse 59 zu der zweiten HF-Buchse oder dem zweiten HF-Anschluss 63 zu ermöglichen.
Die in 9 gezeigte Konfiguration ermöglicht es, unabhängigen Netrstrom in getrennten, zweckgebundenen Kabelrichtungen an der Stelle des Leistungsinserters 55 einzuspeisen. In dieser Konfiguration werden zwei Anschlussschienen 101 verwendet, die die erste 57 und zweite 59 AC/DC-Buchse voneinander isolieren und getrennte, gerichtete Leistungseinfügungswege mit unterschiedlichen Stromanforderungen zu ihren jeweiligen HF-Buchsen durch ermöglichen.
10 und 11 zeigen optionale Leiterplatten 107, 109, die vier zum Koppeln an den konfigurierbaren Endverzweiger 69 ausgerichtete Terminals aufweisen. 10 zeigt eine einfache Sicherungsanordnung, die eine erste F1 und eine zweite F2 Sicherung, die die Netrstromversorgungsverdrahtung für die erste 57 und zweite 59 AC/DC-Buchse schützen, umfasst. Die erste Sicherung F1 koppelt das erste 67 und vierte [75] 77 Terminal des konfigurierbaren Endverzweigers 69 (nicht gezeigt). Die zweite Sicherung F2 koppelt das zweite 73 und dritte [77] 75 Terminal des konfigurierbaren Endverzweigers 69 (nicht gezeigt). Wie von einem Fachmann auf diesem Gebiet verstanden wird, können die Sicherungswerte unter Berücksichtung der stromaufwärts gelegenen Netrquellenfähigkeit und Drahtstrombelastbarkeit variieren. Die vorliegende Erfindung 55 kann für verschiedene Zahlen von Leitungsverstärkern, die sich auf jeder Seite des Leistungseinfügungspunktes befinden, konfiguriert werden. Eine ähnliche Funktion wird in 11 mit einem doppelten aktiven Überspannungsschutz gezeigt. Der erste Strombegrenzungskreis 111a koppelt das erste 67 und vierte [75] 77 Terminal des konfigurierbaren Endverzweigers 69 (nicht gezeigt). Der zweite Strombegrenzungskreis 111b koppelt das zweite 73 und dritte [77] 75 Terminal des konfigurierbaren Endverzweigers 69 (nicht gezeigt). In dieser Konfiguration wird aktive Stromüberwachung auf jeden Weg der Leistungseinfügung angewendet. Diese Konfiguration begrenzt den Bereich des Stromstoßes auf einen vorbestimmten Wert.
Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, werden andere, innerhalb des Bereichs der Erfindung liegende Variationen, wie in den Ansprüchen weiter unten aufgeführt, dem Fachmann ersichtlich sein.

Claims

Ein von dem Anwender konfigurierbares passives Bauelement, um Wechselstrom oder Gleichstrom auf ein oder von einem Koaxialkabel zu speisen, welches einen ersten und zweiten Signalanschluss (61, 63) und einen ersten und zweiten Stromanschluss (57, 59) aufweist, wobei ein Hochfrequenz führender Kreis (C7) den ersten und zweiten Signalanschluss und Niederfrequenz führende Kreise (79, 89) zum Durchverbinden ausgewählter Signal- und Stromanschlüsse koppelt; gekennzeichnet durch: einen konfigurierbaren Endverzweiger (69) mit vier Terminals (67, 73, 75, 77); dass der erste Stromanschluss (57) an ein erstes Terminal (67) des konfigurierbaren Endverzweigers gekoppelt ist, wobei sich ein Knoten a bildet; dass der zweite Stromanschluss (59) an ein zweites Terminal (73) des konfigurierbaren Endverzweigers gekoppelt ist, wobei sich ein Knoten b bildet; dass ein drittes Terminal (75) des konfigurierbaren Endverzweigers einen Knoten c festlegt, wobei der erste Signalanschluss einen Knoten e festlegt, und wobei zwischen den Knoten c und e ein erster Niederfrequenz führender Kreis (79) gekoppelt ist; dass ein viertes Terminal (77) des konfigurierbaren Endverzweigers einen Knoten d festlegt, wobei der zweite Signalanschluss einen Knoten f festlegt, und wobei zwischen den Knoten d und f ein zweiter Niederfrequenz führender Kreis (89) gekoppelt ist; dass der Hochfrequenz führende Kreis (C7) den ersten und zweiten Signalanschluss zwischen den Knoten e und f koppelt.
Passives Bauelement gemäß Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch mindestens eine Anschlussschiene, wobei jede Anschlussschiene der Kopplung von zwei der Terminals des konfigurierbaren Endverzweigers dient, wodurch die Terminals des konfigurierbaren Endverzweigers gezielt konfiguriert werden, um eine Vielzahl von Bauelementkonfigurationen zu ermöglichen.
Passives Bauelement gemäß Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Anschlussschiene (101), die das erste, zweite, dritte und vierte Terminal (67, 73, 75 und 77) des konfigurierbaren Endverzweigers (69) koppelt.
Passives Bauelement gemäß Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussschiene (101) das zweite und vierte Terminal (73, 77) des konfigurierbaren Endverzweigers (69) koppelt und eine zweite Anschlusschiene (101) das erste und dritte Terminal (67, 75) des konfigurierbaren Endverzweigers (69) koppelt.
Passives Bauelement gemäß Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussschiene (101) das erste und dritte Terminal (67, 75) des konfigurierbaren Endvetzweigers (69) koppelt.
Passives Bauelement gemäß Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussschiene (101) das zweite und vierte Terminal (73, 77) des konfigurierbaren Endverzweigers (69) koppelt.
Passives Bauelement gemäß Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass: eine Sicherungstafel eine erste und zweite Sicherung (F1 und F2) und vier Terminals (67, 73, 75 und 77) aufweist; und dass die erste Sicherung zwischen einem ersten und einem zweiten Terminal des Sicherungs-(f1) Tafelterminals gekoppelt ist und die zweite Sicherung (F2) zwischen einem dritten und einem vierten Terminal der Sicherungstafelterminals gekoppelt ist; die Sicherungstafelterminals sich nach dem konfigurierbaren Endverzweiger ausrichten, um einen präzisen Eingriff zu ermöglichen, wodurch die erste Sicherung (F1) das erste und dritte Terminal (67, 75) des konfigurierbaren Endverzweigers koppelt und die zweite Sicherung (F2) das zweite und vierte Terminal (73, 77) des konfigurierbaren Endverzweigers koppelt.
Passives Bauelement gemäß Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch: eine Überspannungsschutrtafel, die einen ersten und zweiten Überspannungsschutzkreis (111a, 111b) und vier Terminals (67, 73, 75 und 77) aufweist; und dadurch, dass: der erste Überspannungsschutzkreis (111a) zwischen einem ersten und zweiten Terminal der Schutztafelterminals gekoppelt ist und der zweite Überspannungsschutzkreis (111b) zwischen einem dritten und vierten Terminal der Schutztafelterminals gekoppelt ist; sich die Schutztafelterminals nach dem konfigurierbaren Endverzweiger ausrichten, um einen präzisen Eingriff zu ermöglichen, wodurch der erste Überspannungsschutzkreis (111a) das erste und dritte Terminal (67, 75) des konfigurierbaren Endverzweigers koppelt und der zweite Überspannungsschutzkreis (111b) das zweite und vierte Terminal (73, 77) des konfigurierbaren Endverzweigers koppelt.