ES2335684T3 - Repartidor de señal. - Google Patents
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Abstract
Un repartidor bidireccional (24) de señales, para ser utilizado en una red de televisión por cable, comprendiendo el repartidor una entrada (26) que puede conectarse a un centro local o nodo óptico de una red de televisión por cable, y una pluralidad de salidas (28, 30), pudiendo conectarse cada salida (28, 30) a un elemento diferente del equipo del abonado, pudiendo hacerse funcionar el repartidor de manera que reparte las señales descendentes (18) en la entrada (26) para la transmisión descendente (18a, 18b) desde las salidas (28, 30) y para sumar las señales ascendentes (20a, 20b) en las salidas (28, 30) para la transmisión ascendente (20c) desde la entrada (26), caracterizado porque unas salidas alternadas (28) de dichas salidas (28, 30) están conectadas a dispositivos (32) de inversión de fase descendentes que invierten las señales ascendentes y descendentes que pasan a través de los dispositivos (32) de inversión de fase.
Description
Repartidor de señal.
Esta invención está relacionada con un
repartidor de señal para reducir la incursión del ruido.
Las redes de televisión por cable ya no son
meramente redes de distribución utilizadas para la distribución de
TV y de radio, sino que ahora proporcionan también acceso del
cliente a las redes. Así, las señales de TV y radio se distribuyen
desde un centro local o nodo óptico, por medio de un repartidor de
señal con una salida conectada a cada cliente. El tráfico de
retorno desde cada cliente es devuelto a través de un repartidor al
centro local o nodo óptico y desde allí al resto de la red. Tal
tráfico de retorno podría incluir peticiones de programas de
televisión de pago por visión.
Normalmente, el tráfico desde el cliente al
centro local o nodo óptico es denominado "tráfico del camino de
retorno" o "señales ascendentes". Las señales ascendentes
son transportadas utilizando una gama de frecuencias diferente a
las señales de distribución (denominadas normalmente "señales
descendentes") que se originan en el proveedor de la red. Las
modernas redes de TV por cable utilizan típicamente 5 MHz a 65 MHz
para las señales ascendentes y 85 MHz a 862 MHz para las señales
descendentes, aunque se pueden utilizar también otras gamas de
frecuencias.
Todas las señales ascendentes,
independientemente de dónde se originan, son transportadas al centro
local o nodo óptico. Así, el ruido no deseado en las señales
ascendentes será también inyectado en la red. Las señales no
deseadas se originan desde diversas fuentes, pero una gran mayoría
es debida a la radiación de los transmisores externos en la gama de
frecuencias ascendentes utilizadas. La suma total de estas señales
no deseadas es conocida como "incursión". La mayor parte de la
incursión se origina desde la instalación del domicilio del cliente
y es inyectada por tanto en la red en un punto de acceso del
cliente. Esta incursión es un problema considerable en la red, ya
que todas esas señales no deseadas se suman y limitarán la relación
señal/ruido (y por tanto la capacidad) de las señales
ascendentes.
El documento de la técnica anterior US 5 898 454
divulga un repartidor bidireccional de señales que puede funcionar
repartiendo señales descendentes en una entrada para la transmisión
descendente desde las salidas, y sumando señales ascendentes en las
salidas para la transmisión ascendente desde la entrada.
En esta técnica anterior, se introduce una
inversión de fase en una de las señales ascendentes, con el fin de
eliminar el zumbido producido por las señales reflejadas en el bucle
del repartidor.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar un repartidor de señal que reduzca la incursión de
ruido en una red de distribución de televisión por cable.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un repartidor bidireccional de señales, de acuerdo con
la reivindicación 1.
Cuando se utiliza tal repartidor de señal en una
red de televisión por cable, los dispositivos de inversión de fase
aseguran que se reduce sustancialmente la incursión de ruido en las
señales ascendentes, es decir, las que se originan en el cliente,
que pasan a la red. Las señales ascendentes están compuestas de
señales desde diversos clientes diferentes, incluyendo cada señal
de cliente componentes de datos y de ruido. Los componentes de
datos desde distintos clientes son inconexos entre sí en amplitud,
fase y frecuencia, ya que se originan en distintos equipos de
abonados. Sin embargo, los componentes de ruido de cada señal de
cliente son similares entre sí, porque se originan en su mayor
parte desde la misma fuente, es decir, la radiación
electromagnética de radiofrecuencia captada por los equipos de los
abonados y los cables que conectan tales equipos a las salidas del
repartidor. La introducción de una inversión de fase en la señal
ascendente antes de que alcance una salida asegura que los
componentes de ruido se cancelan entre sí cuando las señales
ascendentes que se originan en los clientes son sumadas por el
repartidor.
Cada dispositivo de variación de fase puede
comprender un transformador de inversión de fase.
Cuando el repartidor tiene un número par N de
salidas, se requerirán N/2 dispositivos de inversión de fase,
siendo N/2 un número entero. Cuando el repartidor tiene un número
impar X de salidas, entonces el número de dispositivos de inversión
de fase utilizados será el número entero más próximo por encima o
por debajo X/2.
Si se requiriera, los dispositivos de inversión
de fase pueden estar conectados permanentemente a sus respectivas
salidas y fijados dentro de un alojamiento común a las salidas,
estando integrados así en el repartidor.
Se describirá ahora la invención a modo de
ejemplo no limitativo y con referencia a las figuras de los dibujos
anexos, en las cuales:
Las figuras 1 y 2 son diagramas esquemáticos de
repartidores de señal de la técnica anterior;
La figura 3 es un diagrama esquemático de un
repartidor de señal, de acuerdo con la invención; y
Las figuras 4 y 5 son trazas de un analizador de
espectro que muestran las potencias de las señales sumadas en las
entradas, respectivamente, de un repartidor de señal de la técnica
anterior y de un repartidor de señal de acuerdo con la invención,
cuando se utilizan en una red de televisión por cable.
El repartidor 10 de señales de la técnica
anterior de las figuras 1 y 2 comprende una entrada 12 y un gran
número de salidas, de las cuales solamente se ilustra una primera
salida 14 y una segunda salida 16 con fines de claridad. Cuando se
utilizan estos divisores pasivos 10 de señales, actúan como un
interfaz entre un centro o nodo local y diversos clientes, estando
conectado cada cliente a una salida del repartidor 10, y estando
conectada al nodo la entrada 12 del repartidor. La flecha 18
representa la transmisión de señales de televisión (señales
descendentes) desde el proveedor de servicios a la entrada del
repartidor, donde se divide o reparte la señal para la transmisión
subsiguiente hacia el cliente, representando con las flechas 18a y
18b la transmisión de las señales de televisión repartidas desde la
primera y segunda salidas 14, 16 del repartidor 10.
Las flechas de puntos 20a y 20b representan la
transmisión de retorno de las señales de datos (señales ascendentes)
desde el primer y segundo abonados a la primera y segunda salidas
del repartidor. El repartidor suma las señales de datos de todos
los abonados a los cuales está conectado, y las aplica a la entrada
del repartidor. La flecha de puntos 20c representa la transmisión
de todas las señales de datos sumadas desde la entrada del
repartidor al proveedor de servicios.
Volviendo a la figura 2, las flechas cortas de
puntos 22a y 22b representan componentes de ruido presentes en las
señales de datos transmitidas desde los abonados a la primera y
segunda salidas del repartidor. El repartidor 10 no solamente suma
la señal de datos deseada, sino que también suma los componentes de
ruido y los aplica a la entrada 12 del repartidor. La flecha larga
de puntos 22c representa la transmisión de las señales de ruido
sumadas desde la entrada del repartidor hacia el proveedor de
servicios.
Con un número de entradas grande, los
componentes de ruido sumados y aplicados a la entrada del repartidor
(y por tanto transmitidas desde la entrada del repartidor al
proveedor de servicios) se hace significativa en comparación con
las señales de datos, reduciendo así la capacidad de transmisión de
señales del canal ascendente, entre el repartidor y el proveedor de
servicios. A modo de ejemplo, supóngase que hay 1000 clientes
conectados a un solo centro local o nodo óptico. Si todos los
clientes producen la misma cantidad de incursión, entonces la
relación de la señal total al ruido en el centro local o punto
óptico se degradará con un factor de 1000 o 30 dB.
En la figura 3 se ilustra un repartidor 24 de
acuerdo con la presente invención, y comprende una entrada 26, una
pluralidad de salidas de las cuales solamente se ilustran una
primera salida 28 y una segunda salida 30 por razones de claridad,
y una pluralidad de transformadores inversores de fase conectados a
salidas alternadas, de los cuales solamente se ilustra el
transformador 32 conectado a la primera salida 28. Cada
transformador está conectado solamente a una salida. Los
transformadores inversores de fase pueden estar integrados en el
repartidor y asociados permanentemente con sus respectivas salidas.
Alternativamente, los transformadores pueden estar conectados
externamente a salidas existentes.
El transformador 32 inversor de fase introduce
un desplazamiento de fase de 180º en las señales que pasan a través
de él. Así, las señales de televisión repartidas aplicadas a la
primera salida 28 son desplazadas en fase en 180º antes de ser
transmitidas al abonado, y las señales de datos transmitidas por un
equipo de abonado conectado a la primera salida 28, son desplazadas
en fase en 180º antes de ser aplicadas a la primera salida 28.
Como se ha explicado anteriormente, las señales
de datos transmitidas por los abonados a las salidas del repartidor
incluyen componentes de ruido. Los componentes de ruido tienen
varias fuentes, siendo la más significativa de las cuales la
radiación electromagnética de radiofrecuencia, que puede ser captada
por el equipo de los abonados y los cables que conectan las salidas
del repartidor al equipo de los abonados. En la mayoría de los
casos, una radiación electromagnética de radiofrecuencia que es
captada por uno de tales cables o equipos de abonado, será captada
por un gran número de otros de esos cables o equipos de abonado.
Las características de la señal de los
componentes de ruido serán muy similares, porque surgen en su
mayoría de la misma fuente. Los componentes de ruido tendrán casi
la misma frecuencia, amplitud y fase. Los transformadores
inversores de fase conectados a salidas alternadas del repartidor
dan lugar a dos grupos de componentes de ruido. Los componentes de
ruido de ambos grupos tienen casi la misma frecuencia y amplitud,
pero los componentes de ruido del primer grupo están en oposición
de fase con los componentes de ruido del segundo grupo. Cuando se
suman los componentes de ruido de ambos grupos, se cancelan entre
sí, de manera que se reducen considerablemente los componentes de
ruido de las señales sumadas aplicadas a la entrada del
repartidor.
Las señales de datos deseadas que se originan en
el cliente quedan inalteradas, ya que los componentes de datos de
los distintos clientes son inconexos en cuanto a amplitud, fase y
frecuencia, porque se originan desde equipos de abonado diferentes.
Por tanto, no se reducen por la suma tras la inversión de fase. La
señal descendente tampoco queda afectada por la inversión de fase,
y así, utilizando un transformador de inversión de fase montado
entre la salida del repartidor y la rama conectada de la red, las
señales descendente y ascendente deseadas quedan inalteradas al
tiempo que se atenúa la incursión.
Naturalmente, hay algunas fuentes localizadas de
radiación electromagnética de radiofrecuencia que son captadas
solamente por un equipo o cable de abonado, tal como un motor
eléctrico en un electrodoméstico en el domicilio de un abonado. La
introducción de la inversión de fase no puede reducir tal componente
de ruido.
Muchas casas tienes conexiones a dos salidas del
repartidor, siendo utilizada una conexión para la televisión por
cable y la otra para el teléfono o el servicio de Internet. Siempre
que una conexión sea a una salida del repartidor con un
transformador inversor de fase, y la otra conexión sea a una salida
sin tal transformador, pueden reducirse los componentes de ruido
debidos incluso a una fuente localizada de radiación
electromagnética de radiofrecuencia.
La figura 4 muestra la potencia de la señal en
la entrada 12 del repartidor 10 de la técnica anterior, cuando se
utiliza en una red de televisión por cable. La gama de frecuencias
ilustrada en la traza del analizador de espectros es de 0 a 70 MHz,
que abarca la gama de frecuencia utilizada para el camino de retorno
de la señal.
Se puede ver un pico de entre 50 dB y 60 dB
cerca del centro de la traza, es decir, alrededor de 35 MHz. Esto
es debido a las componentes de ruido sumadas de las señales de datos
transmitidas al repartidor por los abonados.
La figura 5 ilustra la potencia de la señal en
la entrada 26 del repartidor 24 de la invención, cuando se utiliza
en la misma red. La potencia de la señal, en aproximadamente 35 MHz,
puede verse que está entre 40 dB y 50 dB. La disminución de
aproximadamente 10 dB en la potencia de la señal a 35 MHz es debida
a la eliminación de 10 dB de los componentes de ruido por el
repartidor. Esto daría como resultado, al menos en teoría, un
aumento en la capacidad de transmisión de datos del canal entre la
entrada 26 y el proveedor de servicios por un factor de 10.
El repartidor de señal de la invención depende,
para un funcionamiento correcto, de la similitud entre los
componentes de ruido de las señales de datos aplicadas a las salidas
del repartidor. La reducción de los componentes de ruido en las
señales de datos sumadas será menos pronunciada si los componentes
de ruido son de amplitudes diferentes, o experimentan distintas
variaciones de fase durante la transmisión desde los equipos de los
abonados a las salidas del repartidor. No obstante, una reducción
de solamente 3 dB de los componentes de ruido puede dar lugar a
doblar la capacidad de transmisión de datos del canal de señal
ascendente.
La reducción de los componentes de ruido es
ligeramente menos pronunciada si el repartidor tiene un número
impar de salidas. En este caso, el número de inversores de fase
unidos a las salidas debería ser lo más próximo posible a la mitad
del número de salidas, por ejemplo dos o tres inversores de fase
para un repartidor con cinco salidas. Naturalmente, para un
repartidor con un número impar mayor de salidas, el efecto de tener
inversores de fase unidos a un número ligeramente menor o mayor de
la mitad de las salidas del repartidor, disminuye cuando aumenta el
número de salidas.
Claims (3)
1. Un repartidor bidireccional (24) de señales,
para ser utilizado en una red de televisión por cable, comprendiendo
el repartidor una entrada (26) que puede conectarse a un centro
local o nodo óptico de una red de televisión por cable, y una
pluralidad de salidas (28, 30), pudiendo conectarse cada salida (28,
30) a un elemento diferente del equipo del abonado, pudiendo
hacerse funcionar el repartidor de manera que reparte las señales
descendentes (18) en la entrada (26) para la transmisión
descendente (18a, 18b) desde las salidas (28, 30) y para sumar las
señales ascendentes (20a, 20b) en las salidas (28, 30) para la
transmisión ascendente (20c) desde la entrada (26),
caracterizado porque unas salidas alternadas (28) de dichas
salidas (28, 30) están conectadas a dispositivos (32) de inversión
de fase descendentes que invierten las señales ascendentes y
descendentes que pasan a través de los dispositivos (32) de
inversión de fase.
2. Un repartidor (24) de señales, de acuerdo con
la reivindicación 1, en el que cada dispositivo (32) de inversión
de fase comprende un transformador de inversión de fase.
3. Un repartidor (24) de señales, de acuerdo con
la reivindicación 1 o 2, en el que los dispositivos (32) de
inversión de fase están permanentemente conectados a sus respectivas
salidas (28) y fijados dentro de un alojamiento común a las
salidas, de manera que están integrados en el repartidor.
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