SK11095A3 - Method and apparatus for providing power to a coaxial cable network - Google Patents

Description

Vynález sa týka siete pre dodávanie energie pre služby poskytujúce účastníkovi obrazový a telefónny signál. Sieť spojuje kábel z optických vlákien, koaxiálny kábel a twistované párové medené vodiče. Sieť je napájaná pre telefónne služby priamo z miesta siete prostredníctvom koaxiálneho a medeného vodiča, vedeného k užívateľovi siete. Energia môže byť dodávaná prostredníctvom koaxiálneho kábla relatívne ľahko. U hybridnej siete je energia dodávaná pre telefónnu časť služieb prostredníctvom siete z miesta, kde je použitý koaxiálny a medený kábel.

Prehľad obrázkov na výkrese

Obrázok 1 znázorňuje stavbu širokopásmovej hybridnej siete z kábla z optických vlákien/koaxiálneho kábla, podľa známeho stavu techniky.

Obrázok 2 predstavuje hybridnú sieť vytvorenú káblom z optických vlákien/koaxiálnym káblom podlá vynálezu.

Obrázok 3 schematicky predstavuje napájači systém.

Obrázok 4 znázorňuje alternatívne uskutočnenie hybridnej siete z kábla z optických vlákien/koaxiálneho kábla podlá obrázku 2.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V nasledujúcom opise budú konštrukčné prvky označené číslami ich pozícií na výkresoch. Na obrázku 1 je znázornená štruktúra širokopásmovej hybridnej siete tvorenej káblom z optických vlákien/koaxiálnym káblom. V ústredni 13 je digitálny spínač 11 a zariadenie pre prenos obrazu 12, obsahujúce vysokofrekvenčné modulátory 9 a elektro/optické prevodníky 10. Digitálne telefónne signály sú prenášané DS1 linkami 6 prostredníctvom multiplexoru SONET 19 do kábla z optických vlákien 14. Toto uskutočnenie predstavuje stavbu siete, v ktorej je použitý systém kábla z optických vlákien, vedenom k obmedzovaču (FTTC) so superponovaným prenosom obrazového signálu. To znamená, že káble z optických vlákien 14 prenášajú digitálne telefónne signály (SONET OC3) z telefónnej ústredne cez vzdialený digitálny terminál 18 do optickej sieťovej jednotky 15. Optická sieťová jednotka 15 môže zahrňovať blokovacie zariadenie 16 pre zabránenie vstupu obrazového signálu, alebo toto zariadenie môže byť umiestnené oddelene, ako je to znázornené na obrázku 1. Obrazové analógové signály (AM-FDM) z celého radu zdrojov obrazových informácii 23 sú prenášané optickým káblom 14 k jednému alebo viacej vzdialeným uzlom, ktoré môžu zahrňovať prijímač 17 s priepustným kmitočtovým pásmom pre obrazový signál, ktorý je vybavený optoelektrickými prevodníkmi, v ktorých sa analógové optické signály menia na analógové elektrické signály v koaxiálnom kábli 24.

Napájači kábel 20, ktorým môže byť splietaná medená dvojlinka 22 , dodáva energiu priamo z napájacieho zdroja 32 v ústredni 13 do optickej sieťovej jednotky 15. Z optickej sieťovej jednotky 15 sú telefónne služby poskytované priamo do užívateľových priestorov 21 prostredníctvom bežnej splietanej medenej dvoj linky 22, vedúcej k telefónu 27. Obvykle optická sieťová jednotka 15 obslúži až osem užívateľských miest. Služby spojené s prenosom obrazového signálu z radu zdrojov obrazových informácií 23, ako napríklad zo satelitných systémov, alebo zo zariadenia s nahranými obrazovými signálmi /zariadenia s vyhľadávaním informácií uložených v pamäti alebo ďalších zdrojov, sú dodávané do priestorov užívateľa siete pomocou koaxiálneho kábla 24 . Pre deskramblovanie týchto signálov pre televízny prijímač 26 je tu možné použiť konvertor 25.

Sieť znázornená na obrázku 1 sa vyhýba problémom spojeným s doručovaním telefónnych a obrazových signálov do objektov užívateľov siete. Tzn., že pokiaľ sú signály prenášané v oddelených prenosných systémoch, každý zo signálov môže byť spracovaný oddelene. Napríklad telefón 27 v priestoroch 21 užívateľa môže byť napájaný z ústredne 13 tak, ako sa to deje v bežnej telefónii. Napájanie prijímača 17 môže byť uskutočňované z obrazovej siete. Napájanie konvertoru 25 a televízneho prijímača 26 môže byť realizované zo zdrojov v užívateľových priestoroch 21. Naviac súkromie hovoru, vzhľadom k telefónnym službám zaisťovaným prostredníctvom medenej splietanej dvoj linky 22, je zachovávané ako v bežnej telefónnej sieti. Ako je zo súčasného stavu techniky známe, môže byť k digitálnemu terminálu 18 pripojená viacej než jedna sieťová optická jednotka 15. Rovnako tiež viacej než jedna odbočka k blokovaciemu zariadeniu 16 by mohla byť pripojená k prijímaču 17. Nevýhodami siete zobrazenej na obrázku 1 je zložitosť a nákladnosť. Vyplýva to z toho, že kábel s optickými vláknami 14., napájači kábel 20 a koaxiálny kábel 24 musia byť položené z každej telefónnej ústredne 13 ku každej sieťovej optickej jednotke 15 alebo do priestorov užívateľa siete 21. Naviac, pre účinný prenos optických signálov je nutné prídavné zariadenie, ako napríklad digitálne terminály 18.

Na obrázku 2 je zobrazená alternatívna hybridná sieť z káblov s optickými vláknami a koaxiálnych káblov. Rovnako ako na obrázku 1, telefónna ústredňa 13 je vybavená telefónnym digitálnym spínačom 11 a zariadením pre prenos obrazu 12, z ktorého riadiaci systém 28 ovláda rôzne pomocné funkcie služieb spojených s prenosom obrazových signálov dodávaných zo zdrojov obrazových informácií 23. Rovnako ako u stavby siete podľa obrázku 1, sú telefónny a obrazový signál prenášané z ústredne 13 káblom s optickými vláknami 14 cez napájaciu časť vonkajšieho zariadenia 29. Telefónne signály po priechode digitálnym terminálom 18 sú dodávané cez kábel z optických vlákien 14 do sieťovej optickej jednotky 15. Obrazové signály sú prenášané k prijímaču 17 obrazového signálu, kde sú prevedené zo signálov optických na signály elektrické pre koaxiálny kábel 24.· Obrazové signály sú potom dodávané do blokovacieho zariadenia 16 v mieste umiestnenia sieťovej optickej jednotky 12· U tohoto prevedenia sú sieťová optická jednotka 15 a blokovacie zariadenie 16 prepojené a výhodne umiestnené spoločne v jednom mieste. Hlavný rozdiel medzi obrázkom 2 a obrázkom 1 je ten, že energia môže byť dodávaná prostredníctvom koaxiálneho kábla 24 z napájacieho zdroja 3 2 , ktorý môže zahrňovať elektrické prepojenie k elektrickému vybaveniu a záložným batériám. Týmto môže byť zo siete vylúčený napájači kábel 20.

Odstránenie napájacieho kábla 20 predstavuje významné úspory nákladov pri výstavbe siete podľa obrázku 1. Rovnako ako na obrázku 1, sú obrazové signály, prenášané koaxiálnym káblom 24., dodávané do priestorov užívateľa siete 21 cez blokovacie zariadenie 16, ktoré je súčasťou sieťovej optickej jednotky 15.

Energia je teraz dodávaná do telefónu 27 z napájačieho zdroja 32 prostredníctvom koaxiálneho kábla 24 a sieťovej optickej jednotky 15. Koaxiálny kábel 24 z blokovacieho zariadenia 16 k priestorom užívateľa siete 21 dodáva teraz len obrazový signál k televíznemu prijímaču 26 , avšak nedodáva energiu. Rovnako ako na obrázku 1 môže alebo nemusí byť systém vybavený konvertormi 25. Obrázok 2 predstavuje podstatné zlepšenie siete z obrázku 1, spočívajúce v tom, že z vypustenia napájacieho kábla 20 vyplývajú jednak významné úspory v nákladoch a tiež sa zjednoduší stavba siete.

Na obrázku 3 má napájači zdroj 32 na svoj vstupný prívod 33 napojenú bežnú jednofázovú sieť, 240 V str. Zdroj 240 v str. je napojený na automatický prepínač 34 , ktorý je v normálnej polohe nastavený tak, aby pripojoval usmerňovač/batériu 35 k privádzanej energii z komerčnej siete. Výstup usmerňovača/batérie 35 je spojený s meničom 36 a ferorezonančným transformátorom 37. Výstup ferorezonančného transformátoru 37 predstavuje 60 V str. v tvare kváziobdížnikových kmitov, ktoré sú vedené do stredu vodičov dvoch oddelených koaxiálnych káblov 24 prostredníctvom zavádzačov 38 v mieste optického uzlu 7. Spätnou cestou pre 60 V str., v tvare kváziobdĺžnikových kmitov, je vonkajší vodič uvedených koaxiálnych káblov 24 . 60 V str. je dodávané do odbočovacích blokovacich zariadení 45 a linkovým zosilňovačom 41 jedným koaxiálnym káblom 24,. Každé takéto zariadenie vyžaduje napätie v rozsahu od 40 V str. do 60 V str. a maximálny prúd na vstupe do zavádzača 38 výkonu pre jednotlivý koaxiálny kábel je 15 ampér.

V str. je dodávané odbočovacím jednotkám 40 s ôsmymi vstupmi a linkovým zosilňovačom 41 druhým koaxiálnym káblom 24. Každá odbočovacia jednotka 40 s ôsmymi vstupmi, má jeden prídavný vstup, ktorý umožňuje len dodávku energie. Výkon je privedený k výkonovému meniču 42 , kde 40 - 60 V str. je premenené na rôzne napätia, ako napr. -48 V js, 105 V str., 20

Hz, -130 V js a ďalšie, ktoré môžu byť potrebné pre použitie. Výkon z výkonového meniča 42 je privedený k sieťovej optickej jednotke 15 alebo podobnému zariadeniu, ktoré pre svoju funkciu potrebuje energiu.

Dodávka energie z komerčnej siete pre napájači zdroj 32 môže byť z najrôznejších dôvodov čas od času prerušená. V prípade, že nie je 240 V str. z komerčnej siete ďalej dodávané na vstupný prívod 22/ pokračujú v dodávke energie do meničov 3,6, ferezonančného transformátoru 37 a zavádzačov energie 38 usmerňovač/batérie 35 dodávkou akumulovanej energie v batériách. Batérie sú dimenzované tak, aby umožnili jednu alebo viacej hodín normálnej prevádzky všetkých zariadení na trase koaxiálneho kábla 24 . vopred stanovenej dobe alebo určenom vybití batériovej výkonovej rezervy na stanovený prah, sa automaticky naštartuje alternátor 39 poháňaný motorom a automatický prepínač 34 sa prepne, aby pripojil k usmerňovaču/batérii alternátor 39 miesto vstupného prívodu 33. Počas tohoto spôsobu funkcie, alternátor 39 dodáva energiu pre celý systém na trase koaxiálneho kábla 24 a dobíja batérie 32- Potom, čo sa opäť na vstupnom prívode 33 znovu objaví napätie, prepne sa automatický prepínač 34 tak, aby pripojil usmerňovač/batériu 35 na komerčnú sieť a alternátor 39 sa vypne.

Obvyklý prívod pre sieťové optické jednotky 15 je prevedený medeným párovým vodičom, ku každej sieťovej optickej jednotke 12- Párový medený vodič je použitý pre každú sieťovú optickú jednotku 15 a je vedený v rovnakej káblovej ryhe ako kábel z optických vlákien. Riešenie s koaxiálnym káblom je velmi výhodné z hľadiska nákladov v porovnaní s použitím medených káblov pre napájanie a umožňuje realizovať služby spojené s prenosom vysokofrekvenčného signálu pomocou rovnakého kábla. K napájaniu všetkých širokopásmových zosilňovačov a všetkých sieťových optických jednotiek 15 na rozdeľovacej vetve postačuje jediný koaxiálny kábel. Koaxiálny kábel je napájaný širokopásmovým vysokofrekvenčným signálom, a to v uzle obrazových signálov. Každý takýto uzol pripadá približne na 300 až 400 domov.

Iné alternatívne usporiadanie siete je ukázané na obrázku

4. U tohoto usporiadania je miesto optickej sieťovej jednotky ako na obrázku 2, použitá káblová sieťová jednotka 42· Toto usporiadanie využíva modulované vysokofrekvenčné nosné kmitočty, ktoré prechádzajú z kábla s optickými vláknami 14. na koaxiálny kábel 24. ^u tejto alternatívy sú analógové a digitálne signály, týkajúce sa prenosu obrazu a telefónie, spolu s napájaním pre všetky potrebné zariadenia prenášané súčasne koaxiálnym káblom 24 . Napríklad prostredníctvom tohto koaxiálneho kábla 24 môže byť energia dodávaná k jednému alebo viacej linkovým zosilňovačom 46, blokovaciemu zariadeniu a káblovým sieťovým jednotkám 47. Káblové sieťové jednotky 47 prevádzajú rovnaké funkcie ako optické sieťové jednotky 15, ale väzba k sieti koaxiálnym káblom 24 na rozdiel od kábla s optickými vláknami 14 (viď obr. 2) je výhodnejšia. Energia je ku káblovým sieťovým jednotkám 47 dodávaná koaxiálnym káblom 24., ako je tomu u prevedenia podľa obrázku 2. Káblová sieťová jednotka 47 prijíma ako obrazové, tak telefónne signály a tiež je napájaná cez koaxiálny kábel 24. Telefónne signály základného kmitočtového pásma sú potom dodávané do priestorov užívateľa siete 21 twistovanou medenou dvoj linkou 22 a obrazové signály koaxiálnym káblom .24. Toto uskutočnenie umožňuje vypustiť rad prvkov z optickej siete. Tak napríklad je vypustený digitálny terminál 18 a veľká časť kábla z optických vlákien 14 podľa obrázku 2. Použitie tohto usporiadania siete umožňuje, aby telefónne a obrazové signály boli dodávané do priestorov užívateľa siete 21, pričom napájanie zariadenia v priestoroch zákazníka, ako je telefónny prístroj 27, je zabezpečované zo siete, ako u bežných telefónnych služieb .

Aj keď bol vynález opísaný s ohľadom na jeho výhodné pre- 13 vedenia, nie sú tu vylúčené jeho zmeny a modifikácie, ktoré spadajú do zamýšľaného rozsahu vynálezu tak, ako je definovaný v pripojených nárokoch.

Claims (9)

1. Sieť pre prenos obrazového a telefónneho signálu zahrňujúca rad telefónov funkčne s touto sieťou spojených, vyznačujúca sa tým, že je tvorená prenosovým systémom s optickými vláknami, prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s optickými vláknami, spínaným telefónnym systémom, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s optickými vláknami, systémom poskytujúcim obrazový signál, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s optickými vláknami, prijímačom obrazového signálu, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, sieťovou optickou jednotkou, elektromagneticky spojenou s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom a zdrojom energie, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, pričom energia zo zdroja energie je prenášaná prenosovým systémom s koaxiálnym káblom do sieťovej optickej jednotky pre napájanie telefónov.

2. Spôsob poskytovania služieb spojených s prenosom obrazového a telefónneho signálu k užívateľovi siete, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z dodávania radu obrazových signálov a modulovaného telefónneho signálu do prenosového systému s optickými vláknami, prevedenia optických signálov v uvedenom prenosovom systéme s optickými vláknami na signály elektrické pre prenosový systém s koaxiálnym káblom za súčasného prevedenia elektrických signálov v uvedenom prenosovom systéme s koaxiálnym káblom na signály pre prenosový systém s optickými vláknami, privedenia energie do prenosového sieťového systému s koaxiálnym káblom, premenenia uvedenej energie a postúpenie tejto energie do telefónnej siete, pričom telefónna sieť využíva túto energiu k poskytovaniu telefónnych služieb .

3. Sieť pre prenos obrazového a telefónneho signálu zahrňujúca rad telefónov funkčne s touto sieťou spojených, vyznačujúca sa tým, že je tvorená prenosovým systémom s optickými vláknami, prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s optickými vláknami, spínaným telefónnym systémom, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s optickými vláknami, systémom poskytujúcim obrazový signál, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s optickými vláknami, prijímačom obrazového signálu, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, telefónnym zariadením, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom a zdrojom energie, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, pričom energia z uvedeného zdroja energie je privedená prenosovým systémom s koaxiálnym káblom uvedenému telefónnemu zariadeniu pre napájanie telefónov.

4. Sieť pre prenos obrazového a telefónneho signálu zahrňujúca zariadenia v priestoroch užívateľa siete, elektromagneticky spojené s touto sieťou, vyznačujúca sa tým, že je tvorená prenosovým systémom s koaxiálnym káblom pre prenášanie obrazových a telefónnych signálov uvedenou sieťou , systémom poskytujúcim obrazový signál, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, spínaným telefónnym systémom, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, sieťovou káblovou jednotkou, elektromagneticky spojenou s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, zdrojom energie, spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom priamo v mieste siete a výkonovým meničom, pripojeným k sieťovej káblovej jednotke, pričom energia z uvedeného zdroja energie je prenášaná prenosovým systémom s koaxiálnym káblom a premenená tak, že uvedená sieťová káblová jednotka umožňuje využívanie telefónnych služieb zariadením v priestoroch užívateľa siete.

5. Spôsob poskytovania služieb spojených s prenosom obrazového a telefónneho signálu užívateľovi siete, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z prenášania obrazových a telefónnych signálov obrazovou a telefónnou sieťou, ktorá zahrňuje prenosový systém s koaxiálnym káblom, prenášania energie priamo z miesta siete pomocou prenosového systému s koaxiálnym káblom, premenenia uvedenej energie, poskytnutia premenenej energie sieťovej káblovej jednotke v uvedenej sieti pre uskutočnenie telefónnych služieb a poskytnutie týchto služieb užívateľovi siete.

6. Telefónna sieť, vyznačujúca sa tým, že je tvorená prenosovým systémom s koaxiálnym káblom pre prenášanie telefónnych signálov uvedenou telefónnou sieťou, zariadením siete, elektromagneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, zariadením v priestoroch užívateľa siete, elektro17 magneticky spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, zdrojom energie, spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom priamo v mieste siete a výkonovým meničom, spojeným s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, pričom energia z uvedeného zdroja energie je odovzdávaná prenosovým systémom s koaxiálnym káblom, premenená a dodávaná do uvedeného zariadenia siete tak, že je umožnené využívanie telefónnej služby zariadením v priestoroch uživatela siete.

7. Sieť podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že uvedené zariadenie siete zahrnuje sieťovú káblovú jednotku, elektromagneticky spojenú s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom.

8. Spôsob poskytovania telefónnych služieb užívateľovi siete, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z prenášania telefónnych signálov sieťou, zahrňujúcej prenosový systém s koaxiálnym káblom, prenášania energie priamo v mieste siete prostredníctvom prenosového systému s koaxiálnym káblom, menenia uvedenej energie, poskytnutia energie zariadeniam v uvedenej sieti, odvodenia telefónnej služby daným zariadením a poskytnutie telefónnej služby týmto zariadením užívateľovi siete.

9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že uvedené zariadenie zahrňuje sieťovú káblovú jednotku elektromagneticky spojenú s prenosovým systémom s koaxiálnym káblom.