PL193682B1 - Sposób i układ rozprowadzania danych - Google Patents

Abstract

1. Sposób rozprowadzania danych za po- moca sieci CATV, znamienny tym, ze laczy sie sygnal danych pasma podstawowego i sygnal CATV za pomoca filtrów, a nastepnie oddziela sie sygnal danych pasma podstawowego i sy- gnal CATV za pomoca filtrów tego samego typu. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ rozprowadzania danych.

W szczególności wynalazek dotyczy rozprowadzania danych przy użyciu sieci CATV (Community Antenna Television), zwanej telewizją kablową, oraz do łączenia i/lub rozdzielania sygnałów CATV i sygnałów danych.

Podstawowym utrudnieniem dla nowych operatorów telefonicznych jest doprowadzenie ostatniego odcinka przewodu do odbiorcy. Nowe okablowanie jest drogie i dlatego poszukuje się alternatywy przeznaczenia całego odcinka przewodów telekomunikacyjnych do abonenta.

Z uwagi na koszty, nowe kable instaluje się zwykle tylko wtedy, gdy instalowany jest inny kabel, na przykład CATV.

Na całym świecie wprowadza się teraz modemy CATV, aby zapewnić dostęp do Internetu. Jedną z możliwości podłączenia telefonu jest dołączenie puszki telefonii z protokołem internetowym IP (Internet Protocol) do modemu CATV. Powstają także rozwiązania, w których puszka telefonii IP i modem CATV stanowią jedną całość.

W opisie zgłoszeniowym WO 98/57456 A1 jest ujawnione rozwiązanie, w którym w tym samym kablu moduluje się sygnał ethernetowy i sygnał telefoniczny.

Dostęp radiowy do pojedynczego abonenta jest także możliwością, która jest poszukiwana na rynku.

Wszystkie opisane wyżej rozwiązania są względnie drogie. Często dosyć kosztowne jest nowe okablowanie w starych budynkach. Aby uzyskać inne możliwości (modulacja po tym samym kablu, modemy CATV i dostęp radiowy), abonent musi otrzymać nowy układ wykonujący nową funkcję. Ten układ wymaga konserwacji, co zwiększa koszty.

Ponadto układ wymaga zasilania, więc nie będzie działać w razie awarii zasilania.

Łącza z Internetem są coraz częściej potrzebne w gospodarstwach domowych, aby umożliwić pracę w domu, oraz do użytku prywatnego. Powszechnym rozwiązaniem jest stosowanie modemów i zwykłych linii telefonicznych. To rozwiązanie ma dwie poważne wady: linia telefoniczna jest zajęta przez cały czas trwania połączenia oraz szerokość pasma jest bardzo mała.

Znane jest stosowanie sieci telewizji kablowej CATV, aby uzyskać połączenie budynku z zewnętrzną siecią danych. Sygnały TV i dane, na przykład zgodne z protokołem Ethernet, mogą być transmitowane tym samym nośnikiem transmisyjnym, ponieważ sygnały TV i sygnały danych są transmitowane na różnych częstotliwościach i łatwo je oddzielić. Każdy abonent ma wtedy modem CATV, który wydziela sygnał danych i przekazuje go do komputera abonenta.

Modemy CATV są stosunkowo drogie. Ponadto, abonent faktycznie zajmuje tę samą szerokość pasma sieci wewnątrz budynku, co wszyscy inni abonenci w budynku, ponieważ wszystkie dane są przesyłane do wszystkich, a wybór odpowiednich danych dokonuje się w modemie CATV albo w komputerze każdego abonenta.

Innym znanym rozwiązaniem jest wykonanie oddzielnej nowej sieci do transmisji danych, bez wykorzystania jakiejkolwiek części sieci CATV. Jest to standardowe rozwiązanie dla biura. Przy dostępie dla pomieszczeń mieszkalnych koszt okablowania może być zbyt wysoki.

Z opisu patentowego CA 1 252 169 jest znany system łączący sygnały CATV i niemodulowane sygnały danych. System, przeznaczony głównie do użytku szpitalnego, oferuje dosyć małą szerokość pasma danych, dostateczną do transmisji informacji o menu, o sterowaniu klimatyzacją i informacje pochodzące od innych czujników. Nie można go zastosować do transmisji danych zgodnie ze stosowanymi dzisiaj standardami sieci lokalnej, takimi jak Ethernet, ponieważ nie zapewnia on wymaganej impedancji przy rozsyłaniu sygnału danych. Wydaje się także, że w systemie kanadyjskim potrzebne są wzmacniacze na całej drodze transmisji.

Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu i układu do stosunkowo niedrogiego dołączenia do sieci danych, szczególnie do Internetu. Celem niniejszego wynalazku jest także zapewnienie przewodowego abonenckiego łącza telefonicznego i danych przy zmniejszonych kosztach.

Sposób rozprowadzania danych za pomocą sieci CATV, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że łączy się sygnał danych pasma podstawowego i sygnał CATV za pomocą filtrów, a następnie oddziela się sygnał danych pasma podstawowego i sygnał CATV za pomocą filtrów tego samego typu.

Korzystnie, łączy się i oddziela sygnał danych pasma podstawowego i sygnał CATV za pomocą filtrów pasywnych.

PL 193 682 B1

Korzystnie, sygnałem danych pasma podstawowego jest sygnał zgodny z protokołem Ethernet.

Sposób rozprowadzania danych do i/lub od co najmniej jednego komputera, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że w kierunku do komputera łączy się sygnał danych pasma podstawowego z sygnałem CATV w sygnał złożony, wysyła się sygnał złożony do co najmniej pierwszego mieszkania poprzez kabel CATV, rozdziela się sygnał złożony na sygnał danych pasma podstawowego i sygnał TV, wprowadza się sygnał danych do komputera, a sygnał TV do telewizora w co najmniej pierwszym mieszkaniu, zaś w kierunku od komputera, wysyła się dane z komputera wzdłuż tej samej drogi co sygnał złożony, ale w kierunku przeciwnym.

Korzystnie, po doprowadzeniu do komputera i telewizora w pierwszym mieszkaniu, sygnał danych i sygnał CATV łączy się ponownie i doprowadza się do co najmniej jednego kolejnego mieszkania połączonego kaskadowo z co najmniej pierwszym mieszkaniem.

Korzystnie, wszystkie dane wysyła się do wszystkich mieszkań, a wybór danych przeznaczonych dla określonego komputera dokonuje się w komputerze.

Korzystnie, przed połączeniem sygnałów komutuje się wszystkie dane, zaś tylko dane przeznaczone dla komputera albo komputerów połączonych w tej samej kaskadzie, przesyła się do każdego komputera.

Korzystnie, przychodzący sygnał danych, będący sygnałem danych pasma podstawowego, łączy się z sygnałem CATV za pomocą filtrów i doprowadza się je kablem CATV.

Korzystnie, przychodzący sygnał danych i sygnał TV doprowadza się tym samym kablem, demoduluje się oba te sygnały w modemie CATV, a następnie łączy się je w sygnał złożony.

Korzystnie, co najmniej transmisja danych odbywa się dwukierunkowo.

Korzystnie, sygnał danych pasma podstawowego jest złożony z podsygnału ethernetowego i podsygnału telefonicznego.

Układ do rozprowadzania danych przy użyciu sieci CATV, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że do pierwszego jego wejścia/wyjścia sygnału CATV jest dołączony filtr górnoprzepustowy, do drugiego wejścia/wyjścia sygnału danych jest dołączony filtr dolnoprzepustowy, zaś do trzeciego wejścia/wyjścia sygnału złożonego CATV i danych jest dołączony zespół łączący połączony z filtrem górnoprzepustowym i filtrem dolnoprzepustowym.

Korzystnie, pomiędzy wejściem/wyjściem sygnału danych a filtrem dolnoprzepustowym jest włączony konwerter impedancji.

Korzystnie, pomiędzy wejściem/wyjściem sygnału danych a filtrem dolnoprzepustowym jest włączony symetryzator.

Korzystnie, częstotliwości graniczne filtru górnoprzepustowego i filtru dolnoprzepustowego mieszczą się w granicach 30 do 40 MHz.

Korzystnie, impedancja wejścia/wyjścia sygnału CATV wynosi 75W, a impedancja wejścia/wyjścia sygnału danych wynosi 50W.

Korzystnie, urządzenie zawiera ponadto układy filtrujące do łączenia odebranego podsygnału danych pasma podstawowego i odebranego podsygnału telefonicznego w sygnał danych pasma podstawowego, oraz do rozdzielania wysyłanego sygnału danych pasma podstawowego na podsygnał danych pasma podstawowego i podsygnał telefoniczny.

Układ do odbioru sygnałów CATV i sygnałów danych, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że zawiera wzmacniacze przychodzącego sygnału CATV, odbiorniki przychodzącego sygnału danych pasma podstawowego, układy łączące przychodzący sygnał danych pasma podstawowego i przychodzący sygnał CATV w sygnał złożony, układy do wysyłania tego sygnału złożonego do co najmniej jednego abonenta, układy rozdzielające sygnał złożony na sygnał danych i sygnał CATV oraz układy do odbioru wychodzącego sygnału danych pasma podstawowego z co najmniej jednego komputera i do wysyłania tego wychodzącego sygnału danych pasma podstawowego.

Korzystnie, układy łączące przychodzący sygnał danych pasma podstawowego i przychodzący sygnał CATV w sygnał złożony, oraz układy rozdzielające sygnał złożony na sygnał danych i sygnał CATV są układami rozdzielająco/łączącymi.

Korzystnym skutkiem stosowania rozwiązania, według wynalazku jest to, że umożliwia ono łączenie sygnałów ethernetowych i sygnałów telefonicznych w jednym kablu, przez co optymalizuje się wykorzystanie zasobów sieciowych. Zastosowanie prostych filtrów czyni układ niedrogim i niezawodnym, szczególnie, gdy stosuje się filtry pasywne. Nie jest też potrzebne źródło zasilania, co czyni układ według wynalazku jeszcze bardziej niezawodnym.

PL 193 682 B1

Rozwiązanie według wynalazku nie wymaga żadnego dodatkowego oprogramowania ani sprzętu w komputerach i w telefonach.

W stosowanych dzisiaj w praktyce standardach Ethernet stosuje się wyłącznie częstotliwości wyższe niż 100 kHz.

Zwykły sygnał telefoniczny obejmuje zakres częstotliwości 0-4 kHz. Sygnał telefoniczny ISDN obejmuje zakres częstotliwości 0-80 kHz. Tak więc, albo zwykły sygnał telefoniczny albo sygnał ISDN można połączyć z sygnałem ethernetowym, bez potrzeby stosowania podzespołów aktywnych, takich jak modulatory.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia dostęp do sieci danych przy względnie małym koszcie, szczególnie w domu.

Dane są rozprowadzane przy użyciu istniejących zasobów, czyli występujących już kabli, co oznacza, że sieć można zrealizować w niedrogi sposób. Sposób i układ według wynalazku umożliwiają względnie tanie dołączanie nowych użytkowników do sieci danych.

Na przykład w sieci w kształcie gwiazdy, można zastosować koncentrator ethernetowy do wysyłania wszystkich danych do wszystkich mieszkań, a wybór danych przeznaczonych dla określonego komputera jest dokonywany w samym komputerze.

Alternatywnie do rozprowadzania danych można zastosować przełącznik, w tym przypadku do komputera wysyłane są tylko dane przeznaczone dla komputera albo komputerów podłączonych wtym samym łańcuchu.

W ten sposób użytkownicy nie muszą korzystać z tej samej szerokości pasma, co oznacza, że każdy użytkownik może efektywnie wykorzystywać całą szerokość pasma dostępną do transmisji danych.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został zobrazowany na rysunku, na którym fig. 1A przedstawia typową sieć CATV połączoną w gwiazdę, w schemacie blokowym; fig. 1B - typową sieć CATV połączoną kaskadowo, w schemacie blokowym; fig. 2 - pierwszy przykład realizacji sposobu rozprowadzania danych, według wynalazku; fig. 3 - drugi przykład realizacji sposobu rozprowadzania danych, według wynalazku; fig. 4 - trzeci przykład realizacji sposobu rozprowadzania danych, według wynalazku; fig. 5 - przykład wykonania urządzenia do rozprowadzania danych, według wynalazku; fig. 6A - realizację techniczną rozwiązania według wynalazku dla mieszkania, w którym występuje więcej niż jedno wejście telewizyjne, przy czym wejście telewizyjne znajduje się za wejściem danych; fig. 6B - realizację techniczną rozwiązania, według wynalazku, dla mieszkania, w którym występuje więcej niż jedno wejście telewizyjne, przy czym wejście telewizyjne znajduje się przed wejściem danych; fig. 7 - czwarty przykład realizacji sposobu rozprowadzania danych, według wynalazku, zastosowany w sieci CATV połączonej kaskadowo, z fig. 1B; fig. 8 - układ odbiorczy stosowany w czwartym korzystnym przykładzie wykonania z fig. 7; fig. 9 - układ do łączenia sygnału ethernetowego i sygnału telefonicznego, zaś fig. 10 przedstawia układ do łączenia złożonego sygnału ethernetowego i sygnału telefonicznego oraz sygnału CATV.

Figura 1A pokazuje typową sieć CATV, połączoną w gwiazdę. Wzmacniacz CATV 1 odbiera sygnał TV, który rozprowadzany jest do wszystkich mieszkań w budynku. Do każdego telewizora 3 w budynku, albo do każdego mieszkania prowadzi się oddzielny kabel.

Figura 1B pokazuje typową sieć CATV połączoną kaskadowo. Podobnie jak poprzednio, wzmacniacz CATV 11 odbiera sygnał TV, który rozprowadzany jest do wszystkich mieszkań w budynku. Kilka telewizorów 13 jest dołączonych do wzmacniacza CATV 11 tym samym kablem. Każdy telewizor 13 ma zespół odbiorczy 15 rozdzielający moc ze wzmacniacza CATV 11 tak, że każde mieszkanie otrzymuje swoją część.

Oczywiście możliwe są kombinacje dwóch konfiguracji przedstawionych na fig. 1A i 1B.

Figura 2 przedstawia podstawowy przykład wykonania wynalazku oparty na sieci w konfiguracji gwiazdy, jak na fig. 1A. Tak jak poprzednio sygnał TV jest odbierany przez wzmacniacz CATV 101, skąd sygnał TV jest rozprowadzany do pewnej liczby mieszkań z telewizorami 103 i komputerami osobistymi 104, poprzez oddzielne kable, do poszczególnych mieszkań. Sygnał TV może być także rozprowadzany do mieszkań, w których znajduje się tylko jeden albo więcej telewizorów 105.

W tym rozwiązaniu zewnętrzną sieć danych 107 wykorzystuje się do transmisji danych na zewnątrz budynku. Dane przychodzące z sieci danych 107 do odbiornika sygnału danych pasma podstawowego 108 są rozprowadzane wewnątrz budynku do każdego mieszkania za pomocą sieci CATV. Odbiornik sygnału danych pasma podstawowego 108 może być koncentratorem albo przełącznikiem, który rozprowadza przychodzące dane do każdego abonenta oddzielnym łączem. Koncentrator po prostu dzieli sygnał na pewną liczbę identycznych sygnałów tak, że ten sam sygnał danych jest rozPL 193 682 B1 prowadzony do wszystkich abonentów. Jeżeli zastosuje się przełącznik, to sygnał danych dla określonego abonenta może zostać wysłany tylko do tego abonenta. W ten sposób każdy abonent może wykorzystywać pełną szerokość pasma kabla transmisyjnego dla swoich własnych danych.

Aby umożliwić rozprowadzanie sygnałów danych poprzez sieć CATV, do każdego z kabli łączących wzmacniacz CATV 101 z telewizorami 103 dołącza się układ łączący 109. Inne mieszkania 105, które nie mają dostępu do sieci danych 107, są podłączone bezpośrednio do wzmacniacza CATV 101 w zwykły sposób. Układ łączący 109 odbiera sygnały danych z odbiornika sygnału danych pasma podstawowego 108, a sygnały TV ze wzmacniacza CATV 101, łączy je w jeden sygnał i wytwarza na wyjściu sygnał zawierający sygnał danych i sygnał TV. W przeciwnym kierunku układ łączący 109 odbiera sygnał zawierający sygnał danych.

W każdym mieszkaniu znajduje się układ rozdzielający 111. Układ rozdzielający 111 i układ łączący 109 wykonują te same funkcje, ale ich konstrukcje mogą się różnić. Na przykład możliwe jest połączenie kilku układów łączących 109 w jeden zespół i dołączenie bezpośrednio do wzmacniacza 101 i sieci danych 107. Układy rozdzielające 111 przy stacji abonenckiej mogą być włączone do istniejącego urządzenia, takiego jak wyjście antenowe. Tak więc, każdy komputer 103 odbiera wszystkie dane. Zgodnie z, np. protokołem Ethernet, każdy komputer jest dostosowany do wydzielania informacji ze strumienia danych, jakie są potrzebne.

Zewnętrzne łącze danych dochodzące do budynku, które znajduje się przed odbiornikiem sygnału danych pasma podstawowego 108, może zostać pominięte.

Na figurze 2 jest przedstawiona oddzielna sieć danych 107, to znaczy dane dochodzą do budynku po oddzielnym kablu.

Jeżeli nie ma zewnętrznego łącza danych, sieć CATV można wykorzystać do wewnętrznej łączności w budynku.

Na figurze 3 jest przedstawiony drugi sposób realizacji zewnętrznej transmisji danych przy użyciu modemu CATV 207. Sygnał danych i sygnał TV są odbierane na tym samym łączu przez dwukierunkowy wzmacniacz 201, w sposób znany. Z dwukierunkowego wzmacniacza 201 tylko sygnał TV jest rozprowadzany do pewnej liczby mieszkań (dla uproszczenia pokazano jedno), w których znajdują się telewizory 203 i komputery osobiste 204, poprzez oddzielny kabel dla każdego mieszkania.

Modem CATV 207 także odbiera sygnał wyjściowy z dwukierunkowego wzmacniacza 201. Oczywiście możliwe są inne konfiguracje. Modem CATV 207 wydziela sygnał danych z sygnału złożonego i przekazuje ten sygnał do układu rozprowadzającego 208. Układ rozprowadzający 208 może być koncentratorem albo przełącznikiem, który rozprowadza przychodzące dane do każdego abonenta oddzielnym łączem. Dane na każdym z tych łączy są następnie rozprowadzane do odpowiedniego mieszkania. W tym celu, na każdym kablu łączącym dwukierunkowy wzmacniacz 201 z telewizorem 203 stosuje się układ łączący 209, podobny do układu łączącego 109 z fig. 2, do łączenia sygnału TV z odpowiednim sygnałem danych z układu rozprowadzającego 208. W każdym mieszkaniu znajduje się podobny układ rozdzielający 211 do rozdzielania odebranego sygnału danych od sygnału TV.

W kierunku przeciwnym sygnał danych powstający w komputerze osobistym 204 przechodzi przez układ rozdzielający 211 i układ łączący 209 do urządzenia rozprowadzającego 208. Stamtąd sygnał przechodzi do modemu CATV 207 i po modulacji (zwykle pomiędzy 5 i 25 MHz) dane zostają wysłane do sieci zewnętrznej poprzez dwukierunkowy wzmacniacz 201.

Trzecim sposobem realizacji zewnętrznego łącza danych jest połączenie sygnału danych i sygnału CATV z zastosowaniem podzespołów pasywnych. W tym przypadku można zastosować do łączenia sygnałów układ łączący 109 i układ rozdzielający 111.

Umożliwiająca to konfiguracja jest pokazana na fig. 4. Po lewej stronie figury pokazana jest część zewnętrznego łącza. Sygnał przychodzący do układu rozdzielająco/łączącego 221 zawiera sygnał danych pasma podstawowego i sygnał CATV, połączone razem za pomocą podzespołu pasywnego, takiego jak będzie omówiony bardziej szczegółowo w związku z fig. 5. Przy pewnych maksymalnych odległościach potrzebne będą wzmacniaki wzdłuż trasy, które będą wykonywały rozdzielanie dwóch sygnałów. Jest to realizowane w następujący sposób. Sygnał przychodzący rozdziela się na sygnał CATV i sygnał danych pasma podstawowego w układzie rozdzielająco/łączącym 221. Sygnał CATV dostaje się do wzmacniacza CATV 223, a sygnał danych do urządzenia rozprowadzającego 225, które może być wzmacniakiem, ale może też być przełącznikiem albo koncentratorem. Sygnały wyjściowe ze wzmacniacza CATV 223 i urządzenia rozprowadzającego 225 są łączone ponownie w układzie rozdzielająco/łączącym 227.

PL 193 682 B1

Zanim sygnał zostanie doprowadzony do drugiego wzmacniacza CATV 231, zostaje rozdzielany na sygnał CATV i sygnał danych w układzie rozdzielająco/łączącym 229. Sygnał CATV zostaje doprowadzony do drugiego wzmacniacza CATV 231, a sygnał danych zostaje doprowadzony do urządzenia rozprowadzającego 233, korzystnie przełącznika. Sygnał wyjściowy z urządzenia rozprowadzającego 233, dla każdego mieszkania, jest łączony ponownie z sygnałem CATV w układzie łączącym 234, a złożony sygnał jest przekazywany do każdego mieszkania, w którym układ rozdzielający 235 rozdziela sygnały i dostarcza sygnał TV do telewizora 236, a sygnał danych do komputera 237.

Na figurze. 5 jest przedstawiony korzystny przykład wykonania układu rozdzielająco/łączącego 109, 111, 209, 211. Układ rozdzielająco/łączący ma pierwsze wejście/wyjście 251 do odbioru sygnału TV, drugie wejście/wyjście 253 do odbioru i wysyłania sygnału danych, oraz trzecie wejście/wyjście 255 do odbioru i wysyłania sygnału złożonego. Sygnał danych jest odbierany albo z urządzenia rozprowadzającego 108, 208 albo z komputera abonenta. Sygnał TV jest odbierany ze wzmacniacza CATV 101, 201. Złożony sygnał jest wysyłany w sieci CATV wewnątrz budynku.

Kanały telewizji kablowej transmituje się zwykle na częstotliwościach wyższych niż 47 MHz. Sygnały danych transmituje się zwykle przy użyciu częstotliwości niższych niż 30 MHz. Dlatego do pierwszego wejścia/wyjścia 251 jest dołączony filtr górnoprzepustowy 257do odfiltrowywania sygnałów danych i przekazywania sygnału TV. Do drugiego wejścia/wyjścia 253 jest dołączony filtr dolnoprzepustowy 259 do odfiltrowania sygnału telewizyjnego i przekazywania sygnału danych. Filtr górnoprzepustowy 257 i filtr dolnoprzepustowy 259 są dołączone do zespołu rozdzielająco/łączącego 261, w którym łączą się dwa sygnały.

Impedancja na trzech wejściach/wyjściach jest różna. Na pierwszym wejściu/wyjściu 251 i trzecim wejściu/wyjściu 255 impedancja wynosi 75W. Na drugim wejściu/wyjściu 253 impedancja wynosi 50W. Aby rozwiązać ten problem można zastosować konwerter impedancji 263. Jest on jednak dostarczany na życzenie, ponieważ różnica impedancji zwykle nie powoduje istotnych problemów.

W urządzeniach rozdzielających 111, 211 przy stacji abonenckiej pierwsze wejście/wyjście 251 jest dołączone do telewizora abonenta. Drugie wejście/wyjście 253 jest dołączone do komputera abonenta, a trzecie wejście/wyjście 257 jest dołączone do odpowiedniego trzeciego wejścia/wyjścia 257 urządzenia łączącego 109, 209 na drugim końcu. Pierwsze wejście/wyjście 251 tego urządzenia łączącego 109, 209 jest dołączone do wzmacniacza CATV 101, 201. Drugie wejście/wyjście 253 jest dołączone do urządzenia rozprowadzającego 108, 208.

Figury 6A i 6B pokazują realizacje techniczne wynalazku dla mieszkań, w których istnieje więcej niż jedno wejście telewizyjne. Na fig. 6A zakłada się, że wejście telewizyjne znajduje się za wejściem danych, patrząc od strony sygnału źródłowego CATV. Układ rozdzielający 301 odbiera złożony sygnał zawierający sygnał danych i sygnał telewizyjny, który rozgałęzia się w urządzeniu rozdzielającym 301 na sygnał danych transmitowany do komputera 303 oraz na sygnał telewizyjny, który można rozgałęzić w jednym albo więcej zespołów rozgałęziających 304 dla jednego albo więcej telewizorów 305. Na fig. 6B zakłada się, że wejście telewizyjne znajduje się przed wejściem danych. Pierwszy układ rozdzielająco/łączący 311 odbiera sygnał złożony zawierający sygnał danych i sygnał telewizyjny i rozdziela go na sygnał danych, doprowadzony bezpośrednio do drugiego układu rozdzielająco/łączącego 312, oraz na sygnał telewizyjny dalej rozgałęziany w zespole rozgałęziającym 314 do jednego lub więcej telewizorów 313.

Jak dotąd opis dotyczył protokołu Ethernet 10BASE-2. Jeżeli stosuje się inny protokół Ethernet, na przykład 10BASE-T, zamiast konwertera impedancji 263 w urządzeniu rozdzielająco/łączącym trzeba umieścić układ dopasowujący i symetryzator.

Figura 7 pokazuje korzystny przykład wykonania wynalazku zastosowany do sieci połączonej kaskadowo (fig. 1B), do doprowadzania danych do budynku. Tak jak poprzednio, stosuje się wzmacniacz CATV 401 do odbioru sygnału TV. Ze wzmacniacza CATV 401 rozprowadza się sygnał TV do pewnej liczby mieszkań, w których znajduje się telewizor 403 i komputer osobisty 404.

Tak jak w przykładzie wykonania z fig. 2, stosuje się oddzielną sieć danych 407 do transmisji danych na zewnątrz budynku. Dane dochodzące z sieci danych 407 są rozprowadzane w urządzeniu rozprowadzającym 408 do każdego mieszkania, przez sieć CATV wewnątrz budynku. Urządzenie rozprowadzające 408 może być koncentratorem, który rozprowadza ten sam sygnał do pewnej liczby wyjść, albo przełącznikiem, który komutuje przychodzące dane, tak aby tylko dane przeznaczone dla abonentów podłączonych do określonej kaskady były wysyłane do tej kaskady. Na fig. 7 pokazane są dwie kaskady. Można zastosować tylko jedną, albo dowolną ich liczbę.

PL 193 682 B1

Aby umożliwić rozprowadzanie sygnałów danych przez sieć CATV, dołącza się układ łączący 409 do każdego z kabli łączących wzmacniacz CATV 401 z telewizorami 403. Zwykle jest kilka urządzeń łączących 409, każde podłączone osobno do wzmacniacza CATV 401 i do urządzenia rozprowadzającego 408. W każdym mieszkaniu znajduje się zespół odbiorczy 410 do odbioru złożonego sygnału, rozdzielania go na sygnał danych i sygnał TV, doprowadzania sygnałów odpowiednio do telewizora 403 i do komputera 404 oraz ponownego łączenia sygnałów i przekazywania go do następnego mieszkania. W praktyce, z powodu konfiguracji kaskadowej, rozprowadza się ten sam sygnał złożony, zawierający sygnał danych i sygnał telewizyjny do wszystkich mieszkań. Jeżeli w jednym mieszkaniu albo w większej ich liczbie nie jest pożądana transmisja danych, zespół odbiorczy 410 można uprościć.

Zespół odbiorczy 410 w każdym mieszkaniu odbiera sygnał złożony, zawierający sygnały danych z sieci danych 407 oraz sygnały telewizyjne ze wzmacniacza CATV 401, łączy się je w jeden sygnał i wytwarza na wyjściu sygnał złożony, zawierający sygnały danych i sygnały telewizyjne. W przeciwnym kierunku układ rozdzielająco/łączący odbiera sygnał zawierający sygnał danych i sygnał telewizyjny i rozdziela je na dwa osobne sygnały. Układ rozdzielająco/łączący jest taki sam, jak omówione w związku z fig. 5.

Tak jak dla konfiguracji w kształcie gwiazdy, można pominąć łącze danych 407, albo można je wykonać w dowolny znany sposób. Kilka różnych przykładów wykonania łącza danych zostało omówionych w związku z fig. 2, 3, 4.

W zespole odbiorczym 410 pokazanym na fig. 8 istnieją dwa układy rozdzielające 411a, 411b, przedstawione na fig. 5. W kierunku odbiorczym jeden z układów rozdzielających 411a rozdziela odebrany sygnał na sygnał danych i sygnał telewizyjny. Sygnał telewizyjny jest przesyłany kablem 412 do drugiego układu rozdzielającego 411b, a zespół rozgałęziający 413 na tym kablu 412 odgałęzia ten sygnał do telewizora. Sygnał danych jest przesyłany kablem danych 414 do nadbiornika 415, a z nadbiornika 415 do drugiego układu rozdzielającego 411b. Nadbiornik 415 ma dużą impedancję wejściową i nie obciąża kabla. Jednak, dla prawidłowej pracy, musi być umieszczony kilka centymetrów od kabla. Nadbiornik 415 jest podzespołem aktywnym i wymaga zewnętrznego zasilania, które zwykle pobiera z komputera za pomocą interfejsu AUI. Z nadbiornika 415 łącze danych zostaje także odgałęzione do karty Ethernet AUIw komputerze (nie pokazano).

W ostatnim mieszkaniu w kaskadzie, w którym żądana jest transmisja danych, czyli na końcu kabla, nie jest potrzebny drugi układ rozdzielająco/łączący. Zamiast tego potrzebny jest układ do ograniczania sygnału danych. Dla mieszkań za ostatnim mieszkaniem, w którym żąda się transmisji danych, można zastosować zwykłą kaskadową sieć TV, ponieważ w tym ostatnim mieszkaniu, w którym żąda się transmisji danych, sygnał danych nie jest już ponownie łączony.

Jeżeli w jednym albo w większej liczbie mieszkań nie żąda się transmisji danych, układy rozdzielające 411a, 411b są nadal potrzebne dla wszystkich mieszkań pomiędzy wzmacniaczem CATV 401 a mieszkaniami, w których ma być możliwy odbiór danych. Dlatego można zainstalować zespół odbiorczy 410 pokazany na fig. 8, ale bez nadbiornika 415. Jednak, jeżeli transmisja danych ma być umożliwiona w późniejszym etapie, będzie trzeba zainstalować nadbiornik 415. Alternatywnie można zainstalować cały zespół odbiorczy 410 i zablokować wyjście danych z nadbiornika 415. Oczywiście wygodne jest rozwiązanie umożliwiające zdalną aktywację i wyłączanie wyjść danych. Można to zrobić przy użyciu pakietów sterowania Ethernetu, w tym przypadku w mieszkaniach będzie potrzebny dodatkowy sprzęt do sprawdzania pakietów sterowania.

W alternatywnym przykładzie wykonania można zastąpić nadbiornik 415 (fig. 8) wzmacniakiem, małym koncentratorem albo przełącznikiem. Znane są koncentratory obsługujące zarówno protokół Ethernetu 10BASE-2 jak i 10BASE-T. Końcówka koncentratora 10BASE-T może być dołączona do zewnętrznego komputera, natomiast końcówka koncentratora 10BASE-2 może być dołączona do wewnętrznego kabla koncentrycznego 414. Ponieważ protokół 10BASE-T jest znacznie bardziej powszechny niż 10BASE-2, rozwiązanie to może być bardziej korzystne. Zespół rozprowadzający (wzmacniak albo koncentrator albo przełącznik) wymaga zasilania, ale nawet, gdy jeden zespół rozprowadzający nie będzie miał zasilania, system nadal będzie działał dla innych mieszkań. To samo dotyczy sytuacji, gdy zastosowane są nadbiorniki.

Z przyczyn praktycznych zespoły rozprowadzające, czyli koncentratory albo przełączniki w mieszkaniach powinny być zasilane z kabla CATV. Aby to uzyskać, doprowadza się do zespołów rozprowadzających prąd stały albo prąd zmienny niskiej częstotliwości wraz z sygnałami danych i TV.

PL 193 682 B1

Wtedy stosuje się filtr rozgałęźny do oddzielenia sygnału danych, sygnału TV i zasilania. Podobny filtr stosuje się także dla wychodzącego kabla CATV do ponownego łączenia sygnałów.

Zamiast nadbiornika w systemie można zastosować koncentratory albo przełączniki 10BASE-T. Na wyjściu koncentratora ethernetowego albo przełącznika, za wzmacniaczem CATV trzeba wtedy umieścić układy równoważące, aby przejść z kabli dwużyłowych na kable koncentryczne. W tym przypadku trzeba zastosować symetryzator dla każdego koncentratora w każdym mieszkaniu. Ta konfiguracja jest znacznie bardziej czuła na awarię zasilania, ponieważ jeżeli jeden koncentrator przestanie działać, odłączy resztę sieci. Dlatego koncentratory powinny być zasilane z kabla CATV. Ponadto liczba koncentratorów, które można połączyć kaskadowo, jest ograniczona. Nie ma takiego ograniczenia, jeżeli zastosowane zostaną przełączniki.

Oczywiście, ponieważ zgodnie z protokołem Ethernet komputer może wybierać, które pakiety odebrać, a które odrzucić, można umieścić więcej niż jedno wejście komputerowe w każdym mieszkaniu albo pomiędzy samymi układami rozdzielająco/łączącymi, albo stosując więcej niż jedną parę układów rozdzielająco/łączących.

Zastosowanie układu rozdzielająco/łączącego jest jeszcze bardziej korzystne, jeżeli zastosuje się złożony sygnał ethernetowy i telefoniczny zamiast samego sygnału ethernetowego. Układ do łączenia sygnału ethernetowego i sygnału telefonicznego jest przedstawiony na fig. 9.

Na figurze 9 jest przedstawiona część sieci telekomunikacyjnej zawierającej ostatnią część łącza do abonenta, czyli kabel przeznaczony dla jednego określonego abonenta.

Po stronie abonenta 501 znajduje się pierwszy układ filtrujący 503 do odbioru z sieci sygnału złożonego na wejściu 505. Ten sygnał złożony zawiera podsygnał telefoniczny i podsygnał ethernetowy. Układ filtrujący 503 zawiera filtr dolnoprzepustowy 507 oraz filtr górnoprzepustowy 508. Filtr dolnoprzepustowy 507 odbiera sygnał złożony z wejścia/wyjścia 505 i odfiltrowuje podsygnał telefoniczny, który przekazuje do wejścia/wyjścia 509 pierwszego podsygnału. Filtr górnoprzepustowy 508 odbiera sygnał złożony z wejścia/wyjścia 505 i odfiltrowuje podsygnał ethernetowy, który przekazuje na wejście/wyjście 511 drugiego podsygnału. Poprzez wejście/wyjście pierwszego podsygnału 509 i wejście/wyjście drugiego podsygnału 511, układ filtrujący 503 może także odbierać sygnał ethernetowy i sygnał telefoniczny od abonenta. Podsygnały odebrane od abonenta są łączone w układzie filtrującym 503 w sygnał złożony, który wysyła się poprzez końcówkę 505 sygnału złożonego układu filtrującego 503 do sieci.

W sieci znajduje się zwykle drugi układ filtrujący 513, podobny do układu filtrującego 503 po stronie abonenta, zwykle podłączony do przełącznika ethernetowego. Układ filtrujący 513 zawiera wejście/wyjście 515 sygnału złożonego do odbioru złożonego sygnału od abonenta 501 i dzielenia złożonego sygnału na podsygnały, oraz do wysyłania złożonego sygnału do abonenta 501. Układ filtrujący 513 zawiera także wejście/wyjście 519 trzeciego podsygnału, do odbioru podsygnału telefonicznego z sieci telefonicznej, oraz wejście/wyjście 521 czwartego podsygnału, do odbioru sygnału ethernetowego z sieci. Wejścia/wyjścia 519, 521 podsygnałów stosuje się także do wysyłania odpowiedniego podsygnału wyznaczonego ze złożonego sygnału odebranego od abonenta, do odpowiedniej sieci. Układy filtrujące 503 i 513 wykonują te same funkcje, tylko w innych miejscach w sieci, dlatego mogą być identyczne.

Podsygnał telefoniczny może być dowolnym standardem publicznej komutowanej sieci telefonicznej PSTN (Public Switched Telephone Network), takim jak sygnał standardowych usług telefonicznych POTS (Plan Old Telephone Service), wykorzystujący częstotliwości do 4 kHz, albo sygnał sieci cyfrowej z integracją usług ISDN (Integrated Services Digital Network), który wykorzystuje częstotliwości do 80 kHz, albo też sygnał dowolnego innego typu w zakresie częstotliwości 0-100 kHz. Sygnał POTS ma maksymalną częstotliwość około 4 kHz, a sygnał ISDN ma maksymalną częstotliwość około 80 kHz. Układy filtrujące 507, 517 powinny rozdzielać sygnał telefoniczny o maksymalnej częstotliwości od sygnału ethernetowego o skutecznej minimalnej częstotliwości, tj. 100 kHz.

Podsygnał ethernetowy może być dowolnym typem sygnału ethernetowego, który nie wykorzystuje niższych częstotliwości, jak Ethernet 10 Mb/s, na przykład 10BASE-T, 10BASE-2 albo 10BASE-5, albo Ethernet 100 Mb/s, na przykład 100BASE-TX.

Sygnały telefoniczne odbierane na wejściu/wyjściu 509, 519 podsygnału telefonicznego są odbierane na kablu dwużyłowym. Sygnały danych odbierane na wejściu/wyjściu 511, 521 podsygnału ethernetowego są odbierane na dwóch (albo czterech) parach skręcanych albo na kablu koncentrycznym, zależnie od zastosowanego standardu. Łączem pomiędzy dwoma urządzeniami filtrującymi 503, 513 może być kabel koncentryczny albo para skręcona. Aby zrównoważyć impedancje pomiędzy wejPL 193 682 B1 ściami/wyjściami, mogą być potrzebne symetryzatory, znane ze stanu techniki, na wejściu/wyjściu

509, 519 podsygnału telefonicznego, na wejściu/wyjściu 511, 521 podsygnału ethernetowego albo na jednym i na drugim.

Jeżeli kabel pomiędzy dwoma układami filtrującymi 503, 513 jest kablem koncentrycznym, sygnały telefoniczne trzeba ponownie zrównoważyć za pomocą symetryzatora dołączonego do wejścia/wyjścia 509, 519 podsygnału telefonicznego. Dla Ethernetu 10BASE-2 i 10BASE-5 nie będzie potrzebny symetryzator dla wejścia/wyjścia 511, 521 podsygnału ethernetowego. Dla Ethernetu 10BASE-T i 100BASE-TX trzeba umieścić symetryzator na wejściu/wyjściu 511, 521 podsygnału ethernetowego. Symetryzator ten stanowi przejście z dwóch par dwużyłowych na jedną parę, która może być kablem koncentrycznym.

Jeżeli kablem pomiędzy układami filtrującymi 503, 513 jest kabel dwużyłowy CAT5 nie jest potrzebny symetryzator na wejściu/wyjściu 509, 519 podsygnału telefonicznego. Dla Ethernetu 10BASE 2 i 10BASE-5, które wykorzystują kabel koncentryczny, podsygnał ethernetowy jest od razu z powrotem zrównoważony za pomocą symetryzatora dołączonego do wejścia/wyjścia 511, 521 podsygnału ethernetowego. Dla Ethernetu 10BASE-T i 100BASE-TX, które wykorzystują dwie pary skręcone w kablu CAT5, tylko jedna para jest filtrowana i łączona z sygnałem telefonicznym.

Zazwyczaj, łączy się sygnały odbierane z sieci Ethernet i sieci telefonicznej w drugim układzie filtrującym 513 i wysyła się złożony sygnał do abonenta, gdzie sygnał rozdziela się w pierwszym układzie filtrującym 503. Jest jednak możliwe, aby obydwa układy filtrujące 503, 513 obsługiwały abonentów, albo aby obydwa układy filtrujące 503, 513 obsługiwały sieć.

Na figurze 10 przedstawiono szczególnie korzystne zastosowanie wynalazku, w którym po stronie abonenta znajduje się układ filtrujący 603 z fig. 9, a w sieci znajduje się drugi układ filtrujący 613 zfig. 9, korzystnie, blisko przełącznika ethernetowego. Przy takim zastosowaniu złożony sygnał ethernetowy i telefoniczny na wyjściu odpowiedniego układu filtrującego 603, 613 łączy się z jeszcze jednym sygnałem, takim jak sygnał CATV, w układzie filtrującym CATV/Ethernet, odpowiednio 605, 615. Układy filtrujące CATV/Ethernet są podobne do układów rozdzielająco/łączących przedstawionych na fig. 1-8. Podobnie do układów filtrujących 603, 613, układy filtrujące 605, 615 są dwukierunkowe, to znaczy w jednym kierunku odbierają one złożony sygnał ethernetowy i telefoniczny oraz sygnał CATV, i wysyłają złożony sygnał ethernetowy i telefoniczny oraz sygnał CATV. W drugim kierunku odbierają złożony sygnał ethernetowy i telefoniczny oraz sygnał CATV, i rozdzielają go na złożony sygnał ethernetowy i telefoniczny oraz sygnał CATV.

Łączenie dokonywane w układach filtrujących CATV-Ethernet 605, 615 można uzyskać także za pomocą filtrów pasywnych, jak opisano wyżej. Łączenie trzech sygnałów, przedstawione powyżej, jest oczywiście szczególnie korzystne, ponieważ umożliwia jeszcze lepsze wykorzystanie zasobów okablowania.

Oczywiście układy filtrujące 603, 605 i 613, 615, odpowiednio, można zrealizować w jednym zespole, mimo że na fig. 10, dla przejrzystości, pokazano je jako dwa oddzielne zespoły.

Claims (19)

1. Sposób rozprowadzania danych za pomocą sieci CATV, znamienny tym, że łączy się sygnał danych pasma podstawowego i sygnał CATV za pomocą filtrów, a następnie oddziela się sygnał danych pasma podstawowego i sygnał CATV za pomocą filtrów tego samego typu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że łączy sięi oddziela sygnał danych pasma podstawowego i sygnał CATV za pomocą filtrów pasywnych.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnałem danych pasma podstawowego jest sygnał zgodny z protokołem Ethernet.

4. Sposób rozprowadzania danych do i/lub od co najmniej jednego komputera, znamienny tym, że w kierunku do komputera łączy się sygnał danych pasma podstawowego z sygnałem CATV wsygnał złożony, wysyła się sygnał złożony do co najmniej pierwszego mieszkania poprzez kabel CATV, rozdziela się sygnał złożony na sygnał danych pasma podstawowego i sygnał TV, wprowadza się sygnał danych do komputera, a sygnał TV do telewizora w co najmniej pierwszym mieszkaniu, zaś w kierunku od komputera, wysyła się dane z komputera wzdłuż tej samej drogi co sygnał złożony, ale w kierunku przeciwnym.

PL 193 682 B1

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że po doprowadzeniu do komputera i telewizora w pierwszym mieszkaniu, sygnał danych i sygnał CATV łączy się ponownie i doprowadza się do co najmniej jednego kolejnego mieszkania połączonego kaskadowo z co najmniej pierwszym mieszkaniem.

6. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że wszystkie dane wysyła się do wszystkich mieszkań, a wybór danych przeznaczonych dla określonego komputera dokonuje się w komputerze.

7. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że przed złączeniem sygnałów komutuje się wszystkie dane, zaś tylko dane przeznaczone dla komputera albo komputerów połączonych w tej samej kaskadzie, przesyła się do każdego komputera.

8. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że przychodzący sygnał danych, będący sygnałem danych pasma podstawowego, łączy się z sygnałem CATV za pomocą filtrów i doprowadza się je po kablu CATV.

9. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że przychodzący sygnał danych i sygnał TV doprowadza się tym samym kablem, demoduluje się oba te sygnały w modemie CATV, a następnie łączy się je w sygnał złożony.

10. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że co najmniej transmisja danych odbywa się dwukierunkowo.

11. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że sygnał danych pasma podstawowego jest złożony z podsygnału ethernetowego i podsygnału telefonicznego.

12. Układ do rozprowadzania danych przy użyciu sieci CATV, znamienny tym, że do pierwszego jego wejścia/wyjścia sygnału CATV (251) jest dołączony filtr górnoprzepustowy (257), do drugiego wejścia/wyjścia sygnału danych (253) jest dołączony filtr dolnoprzepustowy (259), zaś do trzeciego wejścia/wyjścia złożonego sygnału CATV i danych (255), jest dołączony zespół łączący (261) połączony z filtrem górnoprzepustowym (257) i filtrem dolnoprzepustowym (259).

13. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że pomiędzy wejściem/wyjściem sygnału danych (253) a filtrem dolnoprzepustowym (259) jest włączony konwerter impedancji (263).

14. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że pomiędzy wejściem/wyjściem sygnału danych (253) a filtrem dolnoprzepustowym (259) jest włączony symetryzator.

15. Układ według zastrz. 12 albo 13 albo 14, znamienny tym, że częstotliwości graniczne filtru górnoprzepustowego (257) i filtru dolnoprzepustowego (259) mieszczą się w granicach 30 do 40 MHz.

16. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że impedancja wejścia/wyjścia sygnału CATV (251) wynosi 75W, a impedancja wejścia/wyjścia sygnału danych (253) wynosi 50W.

17. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że zawiera ponadto układy filtrujące do łączenia odebranego podsygnału danych pasma podstawowego i odebranego podsygnału telefonicznego w sygnał danych pasma podstawowego, oraz do rozdzielania wysyłanego sygnału danych pasma podstawowego na podsygnał danych pasma podstawowego i podsygnał telefoniczny.

18. Układ do odbioru sygnałów CATV i sygnałów danych, znamienny tym, że zawiera wzmacniacze przychodzącego sygnału CATV (101, 201, 231, 401), odbiorniki przychodzącego sygnału danych pasma podstawowego (108, 408), układy łączące (109, 209, 234, 409) przychodzący sygnał danych pasma podstawowego i przychodzący sygnał CATV w sygnał złożony, układy do wysyłania tego sygnału złożonego do co najmniej jednego abonenta, układy rozdzielające (111, 211, 235, 411) sygnał złożony na sygnał danych i sygnał CATV oraz układy do odbioru wychodzącego sygnału danych pasma podstawowego z co najmniej jednego komputera i do wysyłania tego wychodzącego sygnału danych pasma podstawowego.

19. Układ według zastrz. 18, znamienny tym, że układy łączące (109, 209, 234, 409) przychodzący sygnał danych pasma podstawowego i przychodzący sygnał CATV w sygnał złożony, oraz układy rozdzielające (111, 211, 235, 411) sygnał złożony na sygnał danych i sygnał CATV są układami rozdzielająco/łączącymi.