TW200303126A - Radio frequency characterization of cable plant and corresponding calibration of communication equipment communicating via the cable plant - Google Patents

Description

200303126 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域 '先前技術、内容、實施方式及圓式簡單說明） 【明所屬冷頁】 發明領域 本發明是有關於使用於電信之資訊電纜設備，並且更 5 尤其是將纜線設備特徵化且將有關通信設備校準。 【先前技術】 發明背景 此由商業與住宅用戶對寬頻内容之須求持續增加，寬 頻内谷包括多種型式之娛樂節目設計、通信與資料例如： 1〇廣播電視通道、視訊請求、串流視訊、多媒體資料、網際 網路接達存取，在IP上之聲音等。為了滿足此日益增加的 須求，須要增加對各用戶之頻帶寬度且改善服務品質。現 有的傳送技術包括數位用戶線（DSL : digital subscHber line)之數種變化形式，例如：非對稱dsl(adsl)等，其使 用電居技術、使用電視技術與混合同軸光纖（HFC)分散 式、、.罔路之電各數據機系統，包括雙向衛星之雙向無線本地 迴路（COLL)等。此現有存留用於提供寬頻内容之技術變得 越來越不足以滿足須求。 此使用在電系見上傳送資料服務之介面規格，，(d〇c⑽)” 而用於資料傳送服務之電繞數據機（m〇dem)系統使用電視 播放頻譜與電視技術將所謂的寬頻資料播放給用戶。使用 *有HFC、'轉以傳送i頻資料（依據須求之視訊，串流視訊 等）的問題是對於可供使用傳送頻譜之限制。此已經設立之 電視資料傳送系統在電視播放頻譜上將資料傳送給用戶， 200303126 玖、發明說明 此頻譜從大約5Megahertz(MHz)延伸至大約860 MHz。將下 游類比電視信號傳送給用戶層占據介於大约54MHz至 550MHz之間的頻譜，其只留下相當小的頻譜範圍用於在 HFC電纟覽數據機系統上傳輸數位資訊。此將下游與上游分 5開之雙工（diplex)濾波器是位於此延伸次分割頻率設計中 之大約42至54MHz之頻率範圍中，這對於大部份以消費者 為主之HFC系統為相同。因此，此使用典型以消費者為主 之HFC系統之兩個有效傳送頻率範圍是介於大約5_42mHz( 上游）與介於大約550-860MHZ(下游）之間。亦有其他的頻 10率設計，其中此雙工濾波器是在可使用頻譜中移動。 DOCSIS為現有的標準其規範用於在hfc設備上傳送 資料服務之方法。峨_界定一種電缓數據機終端系統 (MTS)，其為-實體使用於在HFC網路上從中央分配點傳 送資料服務。D0CSIS系統使用共用之頻率通道將所有的 15資料傳送下游的每一個用戶，且因此其資料輸送容量受到 限制。出現較新的標準與技術，其較現有之電缓數據機系 統提供相當更大之輸送容量。例如…種所發展之系統使 用多個通道以傳送資料，並使用更精密複雜的調變技術以 增加每-個通道之傳送容量。各通道更可 用戶之專用次串流。 _ 如果發生 此電境設備之特性在電鏡設備安裝期間經常是並未所 知。然而’只要基礎之電缓設備符合最小的操作特性，則 此根據現有存留標準之設備，例如DOCSIS等是在正確的 或至少在可接受之服務品質（Q0S)參數中操作。 200303126 玫、發明說明 問題，則將_間網路檢驗具修復。此種方法經常大幅增加 安裝時間與成本以及在此領域中之設備數量與人為錯誤。 經常須要設置適當的測試設備與訓練有素的人員，以便成 功地完成各項安裝。此外，較新的技術須要較高的品質連 5結，因此增加了與傳統安裝方法有關之問題。此等問題因 為中間網路過去經常且現在仍其終端電纜設備之所有者或 操作者之各別實體所擁有而惡化，而導致對於安裝、偵測 以及維修活動之減少的控制。此等問題亦由於具有重大變 化與未知品質位準以及特性之較舊之電纜設備而惡化。 10 因此令人期望藉由減少安裝時間與相關的成本以改善 女裝過程。令人期望在安裝期間與在正常操作期間減少此 領域中設備的數量與人為的錯誤。 應瞭解此根據本發明實施例之電纜設備之射頻（rf)特 徵化與相對應通信設備之校準提供數項效益與優點。可以 15將此診斷與校準能力内設置入於被安裂之電繞通信設備中 。在安裝期間以及在正常操作期間週期性地或當運作不良 或故障時使用此診斷資訊以校準設備。&診斷程序提供此 基礎電纜網路及早與即時特徵化，動態地建立系統射頻連 結預算’且大幅降低在此領域中之安裝時間與設備數量以 20 及人為錯誤。 -項特別重大的效益為大幅地降低對於特殊測試設備 之須求。此診斷系統提供寶貴之網路特徵資訊並且方便安 裝過程。可以在正常操作期間之任何時間或是在有網路問 題時可進-步使用此診斷系統。將此用於各間道之安裝過 ^UJ〇3126 玖、發明說明 存：化與簡化，且此分佈在多個用戶連結之多個閑道之 建立強而有力之診斷工具將網路問題隔離與定位。以 =式’此診斷系統可以將此多個下游通道之特徵化，因 …、夕個閘道可以占有相同的通道。 5 【發明内容】 發明概要 〃此根據本發明之實施例設有雙向電繞通信系統經由電 覽罔路傳送貝Λ，並且包括診斷與校準系統。此電纔通信 系統包括：第—收發器麵合連結至電缓網路之經選擇之^ 配點，以及第二收發器耗合連結經選擇下游位置之電境網 路。此第一收發器在此電欖網路上經選擇下游通道中以預 先設定之功率位準傳送具有預設特徵之下游測試信號。此 第-收發器在經選擇之上游通道中從第二收發器接收相對 應之下游診斷資訊，此下游診斷資訊包括下游功率損失度 15里此第收务器根據下游功率損失校準下游傳輸功率。 此第二收發器此在經選擇下游通道中接收下游測試信號， 且將此經接收之信號與預先設定特徵與功率位準比較以決 定下游診斷資訊’其包括用於經選擇下游通道之下游功率 損失度量與下游雜訊位準度量。此第二收發器在經選擇上 20 游通道中傳輸下游診斷資訊。 此第二收發器亦在電纜網路上之經選擇之上游通道中 以預設之功率位準，傳輸具有預先設定特徵之上游測試信 號，且在下游通道中接收相對應之上游功率資訊。第二收 發器根據上游功率資訊校準上游傳輸功率。此第一收發器 200303126 坎、發明說明 美收上私測忒彳5號，且將所接收之上游測試信號與預設特 徵/、功率位準比較，以決定相對應之上游診斷資訊。此上 游診斷資訊包括在上游通道中之上游功率損失度量與上游 雜訊位準度量。此第一收發器根據上游功率損失度量決定 、f力率負λ,並且如果此第二收發器之輸出功率須要調 整，則在經選擇之下游通道中傳輸功率資訊。 · 此第一收發器可以包括診斷邏輯，其決定是否根據下 游雜訊位準可實現此使用經選擇下游調變設計之下游通信 鲁 。此診斷邏輯亦決定是否根據上游雜訊位準可實現此使用 10此經選擇上游調變設計之上游通信。此下游與上游雜訊位 準度量可各包括信號對雜訊比。此上游與下游調變設計可 以根據例如QAM-256之正交振幅調變（qAM)用於下游調變 ^ 设計，以及根據QAM_16用於上游調變設計。此等用於下 · /私/、下私’則β式彳5號之預設特徵可以包括··頻率、計時與振 15巾田貝汛。例如，下游測試信號可以為根據QAM-256星座之 經選擇生座點之音調，並且上游測試信號可以為根據 φ QAM-16星座之經選擇星座點之音調。 更可以設計第一收發器，以決定來自上游測試信號之 上游頻譜資訊。在此實施例中，診斷邏輯可以實施上游頻 20譜資訊之頻率轉換以決定上游頻率特性。例如，此診斷邏 輯可以實施上游頻譜資訊之快速傅立葉（F〇〇RIER)轉換 (FFT)，以決定上游通信頻寬之頻率特性。 將此根據本發明另一實施例之通信系統設計或經由電纜 系統通#，此系統具有分配點以及至少一下游用戶電纜連結 10 200303126 玖、發明說明

。更將此通信系統設計成在診斷與校準模式中操作。此通信 系統包括耦合連結於此分配點之切換路由器，以及一或多個 耦合連結至相對應下游用戶電纜連結之閘道。此切換路由器 使用經選擇之下游通道以預先設定之功率位準傳輸預先設定 5 之下游測試信號，且接收包括下游通道功率損失之相對應下 游通道診斷資訊。此切換路由路由器根據下游通道功率損失 校準用於下游通道之傳輸功率。此切換路由器亦接收上游測 試信號且決定相對應之上游通道功率損失與雜訊位準，且在 經選擇之下游通道上傳輸相對應之上游通道功率資訊。各閘道 10 在所選擇之上游通道中以預設之功率位準傳輸預設之上游測試 信號，且接收相對應之上游通道功率資訊。各閘道根據上游通 道功率資訊校準其上游通道之傳輸功率。此閘道更接收下游測 試信號，且決定包括下游通道功率損失與雜訊位準之下游通道 診斷資訊，且在所選擇之上游通道中傳輸下游通道診斷資訊。 15 可以設想多個閘道，而切換路由器與多個閘道集體操

以實施診斷且校準用於各閘道之相對應下游與上游通道對 。更可使用切換路由器根據所測量之下游雜訊位準而決定 是否可實現下游通信，此通信使用所選擇之下游調變設計 用於所選擇之下游通道。而且，此切換路由器根據所測量 20 之上游雜訊位準而決定是否可實現上游通信，此通信使用 所選擇之上游調變設計用於所選擇之上游通道。 此切換路由器可以包括：控制器、下游調變器、射頻 (RF)下游發射器、射頻上游接收器與上游解調變器。此切 換路由器控制器於診斷模式中操作此切換路由器。此下游 11 200303126 玖、發明說明 調變器根據所選擇之下游調變設計操作，用於提供中間頻 率（IF)調變資訊，且根據預先設定之星座點產生預先設定 - 之下游測试#號作為音調。此射頻下游發射器將此中間頻 率調變資訊轉變成相對應之射頻信號，且以此切換路由器 5控制杰所選擇之功率位準在下游通道中傳輸此射頻信號。 將此射頻接收器調整至所選擇之上游通道，而將所接收之 · 上游射頻信號轉換成中間頻率信號。此上游解調變器根據 所遥擇之上游調變設計而操作，控制接收器增益，且提供 其增益位準指示，以及根據所接收之上游測試信號決定上 10游通過功率損失與雜訊位準。此切換路由器控制器決定上 游功率 > 吼，且在所選擇下游通道中經由下游調變器傳輸 此上游功率^汛。再次說明，此所選擇之下游調變設計可 以為QAM-256，並且所選擇之上游調變設計可以為、 16 ° - 15 可以更設計此上游解調變器（demedulator)以決定使用 此所接收上游測試信號之上游頻譜資訊。此切換路由器控 « 制器包括處理器，其在上游頻譜資訊上實施頻率轉換。 各閘道可包括：調諸器、接收器增益控制電路，下游 解调艾器、閘道控制器、上游調變器，以及可程式化增益 2〇裝置。將此調諧器調整至所選擇之下游通道以接收射頻# · 號，且將它轉換成相對應之中間頻率信號。此接收增益控 制電路控制此所接收中頻信號之增益且產生增益位準值指 示。此下游解調變器根據所選擇之下游調變設計操作而將 中間頻率信號解除調變。此下游解調變器亦將下游測試信 12 200303126 玖、發明說明 號與預設之下游調變星座點比較以決定錯誤值。此閉道控 制器根據增益位準值與錯誤值，以決定包括此所選擇下游 通道之功率損失與雜訊位準之下游通道診斷資訊。此間道 控制器亦傳送用於上游傳輸之下游通道診斷資訊，且根據 5所接收之上游功率資訊以程式控制增益控制值以校準上游 功率位準。此上游調變器根據所選擇之上游調變設計而操 作，且根據預先設定之上游調變星座點產生上游射頻測試 ^。此上游調變器亦將下游通道診斷資訊轉換成射頻診 斷信號，且在所選擇上游通道中傳輸此射頻診斷信號。此 w可程式增益裝置根據此經程式控制之增益控制值放大此由 上游調變器所傳輸之信號。 此根據本發明之一實施例之將電纔網路特徵化且校準 雙向電纜通信系統之方法包括：以預先設定之下游功率位 準在所選擇下游通道中’從在電規網路上之分配點傳送下 15游測試信號，而此下游測試信號具有預先設定之特徵；在 下游位置所選擇下游通道中接收下游測試信號；藉由將所 接收下游測試信號之功率位準與預先設定之下游功率位準 比較而決定下游通道之下游功率損失度量；在所選擇上游 通道中傳輸包括下游功率損失與下游雜訊位準度量之下游 μ診斷資訊；根據下游功率損失度量在各分配點校準下游傳 輸功率，以第一預先設定之功率位準在所選擇上游通道中 從電纜網路上之下游位置傳送上游測試信號，而上游測試 信號具有第二預先設定之特微；在各分配點所選擇上游通 道中接收上游測試信號；藉由將所接收上游測試信號之功 13 200303126 玖、發明說明 率位準與預先没定之上游功率位準比較，而決定上游通道 之上游功率損失度量，在所選擇下游通道中傳輸上游功率 · 資訊；以及根據上游功率資訊而校準在下游位置之上游傳 輸功率。 5 以法可以更包括··冑由將了游測試信號之預先設$ . 特徵與所接收下游測試信號相對應特徵比較，而確定下游 · 通道之下游雜訊位準度量；以及根據下游雜訊位準度量而 決定此在所選擇下游通道上使用所選擇下游調變設計之下 · 游通信是否可實現。此方法可以更包括··藉由將第二預先 w設定特徵與所接收上游測試信號㈣應特徵比較，而決定 上游通道之上游雜訊位準度量；以及根據上游雜訊位準度 量而決定此在所選擇上游通道上使用所選擇上游調變設計 · · 之上游通信是否可實現。 ‘ 此方法可以更包括：根據所選擇下游調變設計產生㈣ 試音調以發展下游測試信號；以及根據所選擇上游調變設 計產生測試音調以發展上游測試信號。產生測試音調可以 · 包括：選擇此所被選擇調變設計之星座點，其中此所選擇 之星座點具有已知振幅、頻率與計時資訊。決定下游與上 游功率損失度量可以各包括：實施關於目標功率位準之肖 . N益控制，產生增益錯誤位準；以及將所產生之增益錯誤位 - 準與㈣應預先設定功率位準比較。決定下游與上游雜訊 位準度里可以各包括··比較介於所接所測試信號與預先設 定頻率、計時與振幅資訊之間之頻率，計時與振幅資訊， 且產生錯誤值。決定下游與下游通信是否可實現可各包括 14 200303126 玖、發明說明 :將所蚊之雜訊位準度量與預設臨界信號對雜訊比作比 較。在下游位置校準上游傳輸功率可以包括：以程式控制 此控制可程式增益放大器之增益位準值。 此方法可以更包括·決定使用此所接收上 之上游頻譜；以及在上游«上實施頻率轉換功能。= 率轉換功能提供用於上游頻率頻帶寬度之頻譜資訊。

為了更完整瞭解本發明，請參考以下說明與所附圖式 ，其中相同的參考數字代表相同的特徵。 圖式簡單說明 第1圖為根據本發明典範實施例之通信網路結構之方 塊圖。 第2圖為位於第丨圖之通信系統之插入適當點之切換路 由器之簡化方塊圖，例如在頭部終端中，以及位於任何所 選擇用戶位置之典範閘道中者。 15 第3圖為信號流程圖，其說明根據本發明實施例之診

斷與校準程序。

【實施方式;J 較佳實施例之詳細說明 第1圖為具有典型網路結構之典型通信系統1〇〇之方塊 20圖。一或多個來源101經由適當的通信連結1〇2耦合連結而 將來源資訊傳送給頭端1〇3，其將來源資訊經由各通信連 結104分配至一或多個分配集線器1〇5。各分配集線器1〇5 更將來源資訊經由通信連結1〇6分配至一或多個節點1〇7， 而各節點107將來源資訊經由用戶連結1〇8分配至一或多個用 15 200303126 玖、發明說明 戶位置109。在實施例中顯示其支持雙向通信，其中來自 · 任一或多個用戶位置109之上游用戶資訊經由相對應之用 戶連結108傳送給相對應之分配集線器丨〇5。取決於用戶資 訊與網路結構的性質，可以藉由相對應分配集線器1〇5， 5將用戶資訊傳送給頭端103或至適當之來源101。再度說明 ，取決於用戶資訊與網路結構之性質，可以藉由頭端103 將用戶資訊進一步傳送至適當來源1〇1。 石月〉主意頭端103 ’分配集線器1〇5，以及節點1〇7 , 一 ^ 般稱為用於來源或用戶資訊之分配點。各分配點支持連續 1〇車又小的地理區域。頭端103例如可以支持比較大的地理區 域，例如整個大都會區域等，其更細分為較小區域，各由 分配集線器丨05支持。此等由各分配集線器1〇5所支持的地 ' 區更細分為較小的區域，例如是大都會區域中之附近地區 - ’各由相對應節點107支持。 15 可以設想許多不同型式之來源101，例如：一或多個 電腦或資料網路111、一或多個電話網路丨丨3、一或多個衛 · 星通信系統115、一或多個露天天線系統116(例如微波塔） 等。電腦網路111可以包括公用與私人任何形式之區域、 廣域或全球電腦網路，例如包括網際網路等。電話網路 2〇 113可以包括公用切換電話網路（PSTN)或其他公用或私人 . 電話網路。可以使用衛星通信系統115及/或天線系統ιΐ6， 用於接收與傳送任何形式的資訊，例如電視播放内容等。 頭端103亦可包括視訊請求（v〇D)設備（未圖示）。取決於網 路結構，了或取代由通信連結結1〇2，耦合連結至頭端 16 200303126 玖、發明說明 1〇3之外’任_或多個來源1()1可以被直接麵合連結至 - 多個分配集線器105。例如，_或多個電腦網路⑴與電話 網路113如所顯示是以添增或替代方式耗合連結至分配集 線器l〇Wb頭端1G3包括用於資料傳輸之適當設備，例: 内司服ϋ、防火牆、IP路由器、信號組合器、通道重 新對應器等。 各通信連結（1〇2、1〇2，、104、106、1〇8)可以為任何 適當的媒體，例如：魏或光纖電繞或無線媒體等，或^ 孀 媒體之任何組合，例如電性與光學媒體與無線或多重光學 10媒體等。例如於一實施例中，各通信連結102與1〇2，包括 :例如介於頭端103與衛星通信系統115或天線系統116之 間用於傳輸類比資訊之光學媒體；及/或介於頭端103與任 ’ 何電腦或電話網路111、1 i 3之間用於傳輸數位資訊之丨〇〇〇 -

Base-X Etheret(以太網路）。而且，通信連結1〇6包括分佈 . 15介於各節點107與相對應分配集線器105之間之光纖或電繞 。此網路結構可使用混合同軸光纖（HFC)分配網路，其中 · 用戶連結108包括同軸電纜其由各節點107分配至各用戶位 置109。在此結構中，節點107是光學節點用於在光學形式 與電性形式之間轉換。此通信連結1〇4可以亦包括光學連 20 結’例如：同步光學網路（SONET)連結等。應瞭解可以設 想用於各通信連結之任何已知或將來發展之媒體。在HFC 的實施例中，例如各節點107從上游分配點接收光學信號 ’將此光學信號轉換成電氣信號，且將此經組合之電氣信 號在同軸電纜上分配至相對應地理服務區域之各數個用戶 17 200303126 玖、發明說明 位置1〇9。將用戶資訊傳送至各節點作為電氣信號，節點 · 107將它轉換成光學信號’且將此上游光學信號經由相對 應之通信連結106傳送至相對應之分配集線器105。 各用戶位置109包括客戶住宅設備（cpE)或其他同類者 5 ’其更包括用戶閘道2〇3(第2圖）其分隔上游與下游資訊， 將定址或目的在用於特定用戶位置1〇9之來源資訊調整， 解除調變、解碼與選擇。可以將閘道203包括於其中，或 將它麵合連結至例如裝置頂部箱子，電繞數據機等其他用 _ 戶裝置。此在各用戶位置109之閘道2〇3包括調變裝置或其 1 〇他同類者，其將用戶資訊偏碼、調變且向上轉換成射頻信 唬。此在各用戶位置109之閘道203將上游射頻信號置入相 對應之用戶連結108上，其將信號傳送給相對應節點1〇7。 . 可將使用於上游通信之電纜頻譜部份之個別通道分配給各 · 用戶位置109 ,以防止干擾下游通信。將上游射頻信號傳 - 15达給節點107，其包括上游光學收發器或其他同類者而將 用戶射頻信號轉換成光學信號。例如，可以使用在節點 鲁 107中的雷射將回覆信號轉換成光學信號，並將此光學回 覆信號在另一光纖電纜上傳送至在分配集線器1〇5之光學 接收器。 · 1〇 此來源與用戶資訊可以包括視訊、音訊或其他資料信 ‘ 號等’其可以為任何許多不同的形式。此來源資訊可以發 出作為固定或可變尺寸框、封包或單元，例如網際網路協 定（FP)封包、以太網路框、非同步轉換模式（AT]VI)單元等 ’而提供給分配集線器105。此等用於上游與下游資料而 18 200303126 玫、發明說明 在固定或可變尺寸框、封包或單元中任何此種形式之數位 資訊在此稱為，，經封包，，資料。此經封包資料包括—或多個 目的位址等以顯示在通信系統⑽中在用戶位置1〇9或其他 位置之一或多個特定用戶裝置。在分配集線器ι〇5之典型 5實施例中，將此經封包資料轉換且傳送至在寬頻帶調變上 使用時間分割多工（TDM)之用戶位置1〇9。此在寬頻帶調 變上之TOM使得能將此所分配而來共用且確定之頻帶寬度 傳送給在通信系統⑽中之用戶。在各用戶位置⑽之閘道 _ 203包括適當的通信設備，將在寬頻帶資訊上之τ〇μ調整 10 ，解除調變且解碼，而將原來的内容傳送給一或多個用戶 裝置。以類似的方式將上游用戶封包資料轉換成框或編碼 字70。在所顯示的實施例中，上游資料是使用在頻率分割 _ 多重存取（FOMA)設計上之時間分割多重存取（t〇ma)以突 發集中（burst)之方式傳輸。各閘道2〇3是在至少一上游頻 - 15率通道中在一或多個所分配的時間期間中傳輸資料與資訊。 應注意可以設想許多不同的調變頻率與技術用於下游 · 與上游通信。調變技術可以例如包括：頻率位移鍵入 (FSK)、正交相位移鍵入（QPSK)、以及各種形式之正交振 幅調變（QAM),例如在其他調變技術中的qami6、 20 QAM64、QAM256等。而且，各頻率或，，實體，，通道可以具 · 有任何預先設定之頻帶寬度，例如：lMHz、3MHz、 6MHz、12MHz等或對它稍微變化差異。各用戶通道典型 地包括以頻率分開之各別下游與上游通道，而相對應之下 游與上游通道可以具有相同或不同的頻帶寬度。此外，使 19 200303126 玖、發明說明 用於各下游通道之調變技術可以與使用於各上游通道之調 變技術類似或實質上不同。

在一實施例中，通信系統100是支持類比電視播放傳 輸之HFC系統，其中將播放電視通道分配至整個可使用射 5 頻電纜電視頻譜（54MHz至550MHz)之特定頻率範圍。使用 此射頻電纜電視頻譜之其餘部份分配給包括任何下游與上 游通道組合之資料通道。例如，某些HFC系統實施延伸次 分割頻率設計，其具有從5MHz延伸至42MHz之回覆頻帶 以及從54延伸至750-860MHZ之向前頻帶。應瞭解在此所 10 說明之特殊頻率範圍僅作為典範而己，且取決於所想要的 結構可以使用任何頻率分配設計。在一典型實施例中，根 據由特定HFC網路操作者所執行之通道設計，將整個向前 頻帶分割成一些6MHz之通道。對於支持類比電視播放之 典型HFC設備而言，80個類比通道在介於54與550MHz之 15 間之向前頻帶中傳輸。在此種HFC網路中，將衛星信號與 本地區域類比站對應至在頭端103向前頻帶中之6MHz播放 通道。各6MHz之向前頻帶通道可以包括類比通道或以 MPEG編碼之一或多個數位通道。將回覆頻帶（5-42MHZ)與 所剩餘之向前頻帶頻譜（包括550至750-860MHZ之頻率範圍 20 )分配給用戶數位通道，及/或各用戶位置109專用頻帶寬度 之資料傳輸。例如，將550至860MHz之頻率範圍分配給下 游通道，且將5至42MHz之頻率範圍分配給上游通道。頻 率範圍42至54MHz為雙工濾波器之位置，其將上游通信與 下游通信分開。此雙工濾波器允許在共同HFC光纖與同軸 20 200303126 玖、發明說明 < 媒體上之雙向通信。此基本的雙工濾波器是由並聯之高通 (high pass)與低通（low pass)濾波器所構成而接著是放大器 ’此兩者均由相同的來源驅動。 在通"is糸統100之另一貫施例中，例如在全數位HFC 5系統中，使用此整個可供使用頻譜或其重要部份將通道分 ’ 配給各用戶。在全數位HFC網路中，例如設有通道至通道 上之承載須求將類比通道頻率之分配與空中頻率（即，根 據HRC頻率設計，在HFC設備上以54MHz播放電纜通道2) · 匹配。因此，可以將在全數位網路中雙工濾波器上之濾波 1〇器頻率設定從延伸次分割頻率設計之頻率向上調整而增加 用於上游通信之可供使用之頻譜。例如，適用於全數位網 路之中度分割與南度分割頻率設計計劃，各將5_861^[1^與 · 5-186MHz之範圍分配用於上游傳輸。因此，全數位網路 · 允許用於交談式服務之更大上游頻帶寬度，例如用於電纜 _ 15服務，封包電話、視訊會議、交談式遊戲等上之資料。在 此等全數位的實施例中，由電視播放資訊所占用相當大的 · 頻帶寬度可供使用於通道分配。這提供相當大的優點，因 為可將射頻頻譜（例如，50至300MHz)之非常，，清潔，，之部份 使用於資料通信。各使用者可被分配較大數量之頻寬，戈 2〇各同軸電纜可以服務較大數目之用戶。可以使用不同方式 . 之頻率頻譜分割以增加上游頻寬之可使用性。且使得能有 具有更相同下游與上游頻寬分配之更對稱之結構。具有較 小地理服務區域之實施例導致較少的雜訊且須要較少的放 大’以致於各用戶位置109接收更清潔的信號，增加整體的 21 200303126 玖、發明說明 可靠度與產量。 第2圖為位於通信系統1 〇〇適當插入點之切換路由器 201之間化方塊圖，以及位於任何所選擇用戶位置1 之典 型閘道203。此插入點可以在任一個此等分配點，例如頭 5端103，任何集線器1〇5或任何節點107。此切換路由器2〇1 與閘道203經由中間網路205彼此通信，其取決於特定之插 入點而代表介於切換路由器201與閘道2〇3之間之任何相對 應中間網路設備與通信連結。對於典型的通信系統1〇〇， 中間網路205至少包括：相對應之中間通信連結1〇6與1〇8 1〇 ，位於插入點與中間節點107之中間網路設備。如果此插 入點為頭端103，則中間網路205包括中間分配集線器1〇5 與相關連結。然而應瞭解，此中間網路2〇5並不受限於典 型的通信系統100，但反而包括任何新設立或預先存在之 電纜設備，其包含新的或過去存留之電纜設備，此設備包 15括用於電纜電視（CATV)或任何HFC設備所設立之電纜設備。 此中間網路205經常未被特徵化，因為在電纜通信設 備安裝時某些通信參數與特徵不可能知道。此等可使用之 通佗頻率範圍之參數與特徵可以包括例如：頻率頻譜、雜 ‘位準度量（例如載體或信號對雜訊比）、功率損失度量等 2〇 。亦期望知道可供使用之頻率範圍以及用於現有電纜網路 所須相關之保護頻帶。即使一些此等參數或特徵已被測量 或已知’但它們由於天氣情況，用戶干擾以及連結及/或 網路連結或設備故障而會動態地改變。可以根據本發明之 實施例設計此切換路由器2〇1與閘道2〇3，以測量中間網路 22 200303126 玖、發明說明 2〇5之此等與其他參數’其使得可以：有減少的安裝時間 、提供任何CATV或航設備之及早與即時之特徵化、動 態地建立系統射頻連結預算，且在安裝期間與隨著以後的 時間減少在此領域中設備的數量與人為錯誤。此切換路由 5器加與閘道2〇3包括診斷系統，其在安裝期間與隨後的任 . 何時間實施診斷程序。如同以下進一步說明，可以使用診 · 斷資訊以校準通信設備，並提供對電纜網路操作者有用之 額外特徵化資訊。 g 切換路由器201包括一或多個網路介面模組（nim)2〇7 1〇 ，各設計為將相對應之網路通信結構之連結終結且對它形 成介面，以建立與此特定結構相容裝置之雙向通信。例如 ，可以將NIM207設計成與乙太網路結構（例如：1〇〇Base〜 、 TX、lOOOBase〜sx、l〇〇〇Base〜LX、1〇_ase〜LI^) · 形成介面。各NFM 207是直接或間接連結至本地或上游裝 . 15置之任何所想要之組合，例如：電腦或資料網路m、電 話網路113、衛星通信系統115、天線系統116等，用於提 · 供LAN、MAN或WA-N連結。在所顯示的實施例中，nfm 2〇7使得能在使用者裝置2〇9(例如，膝上型電腦或其他類 似者）與網路處理器（NP)211之間作雙向通信。Np 211通常 2〇執行封包處理，包括用於經封包資訊雙向傳輸之輸送，連 結層設計與實體層編碼，以及實體與連結層設計。此典型 的處理器是摩托羅拉公司（M〇t〇r〇la)之(：_埠(：巧數位通信處 理器，雖然可以使用其他合適的通信處理器或處理邏輯。 NP 211可以包括支援之内部或外部記憶體，用於查表、等 23 200303126 玖、發明說明 之任何組合。 候資料負載緩衝描述器以及資料負載緩衝儲存。此種記憶 體可包括唯讀記憶體（刪)與隨機存取記憶體（ra爾置

使用者裝置209包括任何型式之管理或控制系統，例 5如指彳線路介面（CLI)或任何以網路為基礎之管理系统 (WMS)’其使得使用者或㈣者可以發出指令與收集所測 量資訊用於如同以下進一步說明之啟動並實施校準與診斷 之目的。在-實施例中，使用者裝置2〇9包括適當的網路 介面卡（NIC)或其他類似者，其使用典型用於乙太網路通 H)信之例如CAT5電繞等適當的網路連結而輕合連結至臟 207。此以方式，可在任何時間（例如在切換路由器2〇ι或 任何閘道203之安裝期間）連結使用者裝置2〇9，以執行診 斷程序。如同以下進-步說明，Np 211接收來自使用者裝 置209之診斷指令且啟動診斷及/或校準程序。根據本發明 15的貫加例设有各別的微控制器或微處理器（P2)213且耦合 連結至NP 211 ,用於執行所指定之功能包括：診斷資料之 解釋說明及/或在所選擇之上游頻率頻譜上實施快速傅立 葉轉換（FFT)。典型的處理器是摩托羅拉的MPC86〇或 MPC860P P〇WER qUICC處理器，雖然可以設想其他適當 20的處理器或等同的邏輯。亦由NP211收集使用於校準之診 斷資訊且輸送至使用者裝置2〇9。 切換路由器201包括信號調整資料管道215，其提供介 面使得能夠在NP 211與下游調變器217之間，以及NP 211 與上游解調變器219之間通信。在一實施例中，信號調整 24 200303126 玖、發明說明 身料官道215是藉由場可程式閘陣列（FpGA)而實施，雖然 可以設想替代的實施方式或結構。此信號調整資料管道 215包括編碼器（未圖示），其在下游方向中各別資料流上實 施連續模式之隨機化，錯誤編號與交錯，調變器217藉由 5以中間頻率（FF)將數位資料轉換成相對應之類比信號而在 至少一下游通道中作資料傳輸。此由調變器217之輸出藉 由向上轉換器221中之RF發射器網路（未圖示）在頻率領域 中與其他的下游信號組合，此向上轉換器22丨與下游介面 儀 (I/F)223組合，經由相對應發射器RF連結（未圖示）而提供 10單獨組合向上轉換放大且遽波之輸出。此種類比RF處理包 括濾波、頻率組合與混合。調變器217將增益信號G傳送給 向上轉換器221，用於控制下游通道之功率位準。下游介 * 面223提供RF信號至閘道203之管道。 - 此來自閘道203之上游資訊經由上游介面225而接收， 15其包括處理類比^^信號之類比前端（AFE)等。此種處理可 以包括例如：頻率調整、濾波、通道分割與混合。在一實 鲁 施例中，將上游介面225調整至經選擇之上游通道，且將 所接收之上游信號轉換成中間頻率信號，根據來自解調變 器219之增益控制（GC)信號將此汀信號放大（或衰減）且將ιρ 20彳5號由類比轉換成數位形式。將數位信號供應給解調變器 219 ’其實施自動增益控制（入〇(：)且產生相對應之gc信號 ’且其根據所選擇的上游調變設計將此數位資料解除調變 。在一實施例中，此解調變器219包括一或多個突發模式 QAM-16接收器。將此解除調變資料提供給信號調整資料 25 200303126 玖、發明說明 _ 管215，其實施同步功能且調整此經解調變資料用於由 211接達存取。在所顯示之實施例中，此解調變器219選擇 性地產生儲存在記憶體220中之診斷資料。此診斷資訊可 以例如包括在所接收上游測試信號上之振幅、計時（相位） 5、增益與頻率頻譜資訊。此診斷資訊是經由信號調整㈣ ’ 管道215提供給NP 211。 · 閘道203包括前端（FE)I/F 227，用於與中間網路2〇5之 電纜用戶連結108形成介面，而用於使得能與切換路由器 · 201作雙向通信。此FE I/F 227包括RF雙工濾波器、灯頻 10谱組合器、分解器等。調整器229耦合連結至FE I/F 227且 對經選擇之下游通道調整，將來自切換路由器2〇ι之阳言 號在所指定之通道中隔離且轉換成相對應之中間頻率（ιρ) ' 類比信號。經由自動增益控制（AGC)電路231提供下游信號 - ，而將輸入信號之增益控制在目標功率信準中。將此信號 . 輸送給解調變器233,其通常實施對應於所使用特定= 設計（例如QAM-256)之解調變程序，且將此所接收之信號 · 轉換成經解調變數位信號。由解調變器233提供增益回饋 (GF)信號給AGC電路23卜且由AGC電路231提供調諧器回 饋（IFM吕號給調譜器229，而-般性地控制所接收下游信號 20之振幅與功率位準。此AGC電路231發展一種儲存於記憶、 . 體232 t之AGC位準（LVL)值，其代表在所接收信號之功率 位準與目標功率位準之間之功率錯誤或差異。解調變器 233選擇性地決定來自下游測試信號之診斷資訊例如··振 中田计日卞（相位）、頻率與功率資訊，且將此診斷資訊儲存 26 200303126 玖、發明說明 於適當的記憶體234中。此診斷資訊可以包括例如在所接 收下游測试信號與具有已知特徵（例如：振幅、頻率、與 计算參數）之預先設定信號之間之錯誤值（ERR VAL)。 然後將解除調變數位信號提供給設計與計時邏輯23 5 5 ,其偵測在資料流中之同步位元組，且擷取對應於所分配 · 輸送通道各組資料中一或多個數位編碼字元。此設計與計 時邏輯235可以使用FPGA等實施。此設計與計時邏輯235 包括解碼器（未圖示），其執行對應於信號調整資料管道215 · 之、、扁碼器之去除父錯解碼過程。此設計與計時邏輯U 5亦 1〇可執行額外的功能以調整用於由閘道處理器237接達存取 之數位資料。閘道處理器237執行適當的封包功能，將所 傳輸之原來封包重新組合，且將所封包之數位資訊輸送、給 適當的用戶裝置，例如適當的MAC/PHY裝置（未圖示）。典 · 型的處理器是Motorola之MPC 8260，雖然亦可考慮其他適 15當的處理器或處理邏輯。閘道處理器237直接地或經由解 凋變器233及/或設計與計時邏輯235從記憶體232、234接 · 收此增盈與AGC LVL值。閘道處理器237解釋此診斷資訊 ，例如計算用於下游通道之功率損失度量與雜訊位準度量 此閘道處理器237在所選擇的上游通道中將所決定的診 〇斷 > 成傳輸給切換路由器201。如同以下將進一步說明， 閘道處理器237亦可在所選擇的上游通道中啟動用於上游 校準之上游測試信號之傳輸。在一實施例中，此上游測試 信號包括具有預設特徵（例如預設頻率，振幅，以及計時 資訊）之音調。 27 200303126 玖、發明說明 呈由σ又冲與计日$邏輯235將上游資料與資訊從間道處 理裔237提供給調變器239。此設計與計時邏輯235包括緩 衝器（未圖示），且實施用於上游傳輸之計時與同步功能。 調變器239根據所選擇之調變設計調變上游資料。在一實 5 ^例令，調變器239為(^抓…切隱突發式發射器，其 猎由所選擇上游通道經由中間網路205，將數位資訊轉換 成用於傳輸之突發RF信號能量。此上游資訊亦可指定為所 選擇上游通道之一或多個時間區間。在一實施例中，調變 裔239產生提供給切換路由器2〇1作為用於上游校準之上游 测忒彳5唬之測試音調，而此測試音調具有預先設定之特徵 b成I U式g s周可以例如對應於Q 16星座之所選擇之星 座點。可以使用任何所選擇之星座點，雖然具有最大尺度 ^ (例如，最大振幅與相位）之星座點提供最大的診斷資訊。 · 此射頻（RF)信號是經由fe I/F 227以及可程式增益與 ’ 15驅動器塊241而施加於中間網路2〇5上。此所傳輸上游信號 之功率位準是由調變器239或其他控制裝置（例如閘道處理 · 裔237)所提供之功率控制值（pcv)所控制。在一實施例中 此可fe式增益與驅動器塊24丨並不執行Agc功能，但而 疋由PCV所決定之靜態數量放大或衰減。此pcv藉由使用 〇所查之表、軟體、可程式暫存器等而程式控制。在一實施 例中’此上游功率損失度量是由切換路由器2〇1根據來自 閘道203之上游測試信號而決定，且切換路由器201將功率 控制f訊傳輸回閘道2〇3，其目的為將pcv程式控制而用 於上游功率校準。 28 200303126 玖、發明說明 第3圖為彳6號流程圖說明根據本發明實施例之診斷與 杈準私序。其包括方塊其代表切換路由器2〇 i，中間網路 2〇5與閘道2G3之所指定之組件。垂直線連結組件且水平信 號線代表所顯示組件之處理或信號流程。假設在進行診斷 5程序之前決定數個初步的通信參數。此等通信參數包括所 選擇之下游或上游通道及/或時間區間以及所對應之計時 參數，其设立以提供在切換路由器2〇丨與閘道2〇3之間之至 少初步之通信。將NP211以任一數種方式設計用於網路診 儀 斷模式。在所顯示之實施例中，將使用者裝置2〇9連結至 1〇埠，其經由切換路由器201之ΝΙΜ 207形成介面用於發生指 令以及接收資料與資訊。 為了啟動在所顯示實施例中之診斷，此使用者裝置 209將診斷請求301呈交Νρ 211。Νρ 211決定傳輸給閘道 · 203之至少一下游音調（DT〇NE),且將相對應之d丁資 15料3〇3經由信號調整資料管道215傳送給調變器217。在一 實施例中，此調變器217是QAM-256調變器，且所選擇之 鲁 音調對應於QAM-256星座之至少一星座點。此所選擇之星 座點具有預先設定之頻率。振幅與計時（相位）特徵。任何 的音調均適合，雖然具有最大尺度（例如最大振幅與相位 ， 20移）之音調較佳提供更正確的診斷測量。閘道203被預先設 計用於診斷且以所選擇音調與其相闕特徵之知識而程式化 。調變器217產生所選擇之音調且提供中間頻率 (IF)DTONE 305給向上轉換器221。此向上轉換器221是顯 示與下游I/F 223組合，其使用經選擇之下游通道對中間網 29 200303126 玖、發明說明 路205提供相對應之RF DTONE 307。此特定下游通道是由 在302(DCHAN SEL)所顯示之信號調整資料管215所選擇， 其可以選擇性地由虛線304所示之處理器213所選擇。例如 ，信號調整資料管道215及/或處理器213提供表示所選擇 5 通道中央頻率之值。調變器217亦控制如所顯示為PWR SEL 306之下游信號功率位準。功率選擇306可以例如使用 由調變器217提供給上轉換器221之增益信號G而控制。然 而應注意，信號調整資料管道215、NP 211及/或處理器 213可以最終控制所選擇之功率位準。無論如何，下游測 10 試信號之功率位準為預先設定且為已知或在閘道203中被 程式化。 此調諧器229被程式設計調整至所選擇之下游通道及/ 或其相對應中央頻率，且因此經由FE I/F 227接收所傳輸 之音調作輸入RF DTONE 309。此調諧器229提供IF通道信 15 號給AGC 231，其根據預設或程式化之目標值而調整在記 憶體232中之AGC位準（LVL)值。此增益調整輸入信號是提 供給解調變器223。在正常的作業期間，解調變器223決定 輸入信號之振幅與計時或相位資訊且辨認是接近之星座點 ，其然後可被轉換成相對應之數位資料。然而，為了診斷 20 目的，此所接收的資料為預設之下游音調DTONE，具有例 如所選擇QAM-256星座點之已知特徵。以此方式，解調變 器233產生錯誤值或錯誤向量，其代表在所接收音調與想 要或傳輸音調之間之差異。此錯誤值（ERR VAL)是儲存在 記憶體234中。將AGC LVL 232與ERR VAL 234經由資料管 200303126 玖、發明說明 道235輸送至閘道處理器237作為輸入診斷參數3U。閘道 處理器237接收此輸入診斷參數3丨丨且將其轉換成功率損失

與雜訊位準（PWR LOSS & NOISE LVL)資訊313。因為AGC

23 1之目標功率位準為已知，所以使用agc LVL 232以決 定所接收信號之實際功率位準。將此實際功率位準與由切 換路由器201所提供之下游測試信號之預先設定功率位準 比較’以決定功率損失度量。閘道處理器237使用erR VAL 234以計算雜訊度量，例如為熟知此技術人士所知之 ••信號對雜訊比（SNR)或載體對雜訊比（CNR)。 10 15 20 由閘道處理器237將功率損失與雜訊位準資訊313作為 下游权準資料3 15經由資料管道235輸送給調變器239。調 變器239在所選擇之上游通道上經由FE Ι/]ρ 227將相對應之 RF資料輸出317提供給中間網路2〇5。應注意此所選擇之上 游通道例如是在安裝診斷測試期間而可能尚未被測試。在 一實施例中，將調變器239與解㈣器219設計成使用例如 QPSK等不同且更結實之調變設計而操作。qpsk例如可能 無法提供由QAM-16所能達成之所想要的資料數量位準， 但較不容易受到雜訊影響且^夠用於將診斷資訊傳送給切 換路由器201之目的。上游I/F 225從所選擇之上游通道接 收相對應犯資料輸入319，且將相對應㈣料輸入321提供 給解調變器219。

此解5周變器219擷取下游診斷資訊323並 經由信號調整器與資料管道215將它輸送給Np 21卜此下 游診斷資訊323是作為診斷資訊339之—部份由Νρ 2ιι輸送 給使用者裝置209。 31 200303126 玖、發明說明 5 將下游功率損失度量使用於下游功率校準，例如藉由 控制從調變器217至向上轉換器221而用於特定下游通^之 增益信號G。例如，可以將所傳送^^信號之功率放大或衰 減，以更密切地符合在預設臨界中AGC 231之目標功率位 準。亦可使用功率損失度量用於電㈣路診斷與檢查排除 故障（troubleshooting)。例如，在將多個閘道安裝於多個用 戶連結108之上後，經由多個節點1()7及/或集線器⑽與相 10 對應連結1〇6,可以對各所安裝閘道重覆診斷程序而可以 隔離且辨賊障之料網路設備。使用下游雜訊位準度量

15 以決定是否此所選擇之下游調變設計（例如QAM韻）可實 現用於特定中間網路2〇5。例如，可以在完成安I與嘗試 正吊’作業之前想要達成預設之臨界SNR。 須雜訊位準度量，料將中㈣賴5料或升所 少可通知此相關電翻路之操作者尚未達成所須的通信特 性。應注意即使在下游通道上之雜訊位準足夠的高以防止 QAM-256通信，此下游診斷程序仍可操作。如果未接收到信號或如果所接收之信號顯示顯著的雜訊位準，其資訊是 反映於下游校準資料315中。

在相同或不由的傳輸中，閘道處理器237將上游音調 γ TONE)明求235傳送給調變器239。調變器239經由在所 遠擇上游通道中之可程式增益驅動器Ml與Μ?， 在中間，、，同路205上提供相對應^RF ut〇ne信號327。此 UTONE為預先設定且以如同dt〇ne類似的方式具有已知 特徵ί列如，具有已知之振幅，頻率與計時資訊。在一 32 200303126 坎、發明說明 .· 實施例中，UTONE對應於QAM-16星座之所選擇之星座點 · 。相對應之RF UTONE輸入329是由上游i/f 225接收，其 提供相對應中間頻率UTONE信號331給解調變器219。此解 調變器219接收UTONE信號331且決定上游診斷資訊333 , 5 包括例如：振幅、計時、頻率與增益資訊。解調變器219 以如同解調變器233類似的方式執行AGC以導出增益資訊 。將此所接收信號與預設已知信號比較以產生錯誤值或向 量’例如：將所接收信號音調之振幅與相位對預設qAM_ # B星座點之振幅與相位比較。此上游診斷資訊333是儲存 1 〇在5己憶體220中，且經由信號調整器與資料管道215傳送給 NP 211 〇 解調變器219亦將頻率頻譜資訊335傳送給NP 211，其 · 可包括所選擇上游通道之頻譜資訊或整個上游頻帶寬度， 例如在用於延伸次分割頻率設計中之〇至42]^沿之可使用 15頻率範圍中。NP 211將頻譜資訊335輸送至處理器213，其 在頻谱負讯3 3 5上貫施FFT分析（頻率轉換）以產生fft資訊 鲁 337。FFT資訊337包括重要的頻譜資訊其界定中間網路2〇5 之上游頻率特徵。將FFT資訊337提供給^^ 2ιι。因此， NP 211接收下游與上游診斷資訊323、333以及fft資訊％? 20 ，它被集體地提供給使用者裝置209作為診斷資訊339。 可以將NP 211及/或處理器213程式化以分析上游診斷 資訊333。使用來自調整變器219之錯誤值以與上述用於下 游雜訊位準度量類似方式決定例如SNR或CNR與所選擇上 游通道有關之上游雜訊位準度量。使用上游雜訊位準度量 33 200303126 玖、發明說明 例如以決定此所選擇之上游調變設計（例如Qam_2%)在特 定的中間網路205上可實現。以與上述用於下游類似的方 式，在完成安裝與嘗試正當作業之前，可以期望達成用於 上游通道之預設臨界SNR。如果無法達成所須之雜訊位準 5度量，則可將中間網路205維修或升級，或至少通知與此 電纜網路有關的操作人員。尚未達成所須之通信特徵。 使用來自調變器219之增益資訊以導出所接收信號（例 如RF UTONE輸入329)之功率位準，然後將它與所傳輸信 號（例如，RF UTONE信號327)之預設功率位準比較，以導 10出上游功率損失度量。使用此上游功率損失度量用於在調 變器239與解调變器219之間上游通道之功率校準。此切換路 由器201決定例如PCV之正確位準，其產生上游傳輸信號之 增益。切換路由器201對閘道處理器237發出下游通信，此處 器將PCV程式設計。然後在接近所期望之功率位準建立上游 15通信，以致於解調變器219只須要隨著時間提供少許的A(Jc 調整。亦可使用上游功率損失度量以如上所述用於下游功率 損失度量類似之方式用於電纜網路之診斷與檢查排除故障。 此由處理器213所產生之FFT資訊337提供上游通道及/ 或整個上游頻寬更令人理解且即時的頻率分析。在各實施 20例中，將解調變器219程式設計而將所選擇之上游通道或 整個上游頻譜數位化。可由處理器213將頻譜資訊轉換成 FFT頻率資訊，可以使用此資訊以辨識任何產生問題的區 域，例如：在可使用頻譜中之雜訊尖峰及/或幅射突出。 雖然FFT負訊337並未直接使用於校準之目的，可以使用此種 34 200303126 玖、發明說明 資訊以辨識任何上游可以被避免或修正之問題點。可以將 此資訊提供給中間電、纜網路之操作人員，用於網路之檢查 故障排除或升級。可以在任何時間實施此診斷過程以提供 及時的頻率資訊。 5 絲可讀解此㈣本㈣實_之魏設備之灯肖 · 徵化以及相對應通信設備之校準提供多個優點與效益。總 ， 之，此等預先設定之下游與上游測試信號，是在位於插入 點之第一收發器與位於下游（例如用戶可能位置）之第二收 儀 發器之間傳輸。以所選擇之調變設計測量雜訊位準度量以 10辨識潛在可能的通信問題。測量功率損失度量且使用於各 發射器之功率校準。測量及時頻譜資訊以辨識通信問題， 且方便網路設備之檢查排除故障或升級。使用診斷資訊在 - 女裝期間且在正常作業期間週期性地或在運作不良或故障 - 時校準設備。此診斷程序提供基礎電纜網路之及早與及時 - 15特徵化。此診斷程序亦動態地建立系統RF連結預算。'此診 斷程序減少在此領域中之安裝時間、設備數量以及人為肖 ^ 誤。 ' 本發明特別重要的效益是將診斷能力建入於被安裝以 進行正常通信之相同設備中，以致於大幅降低對於特相 · 20試設備之須求。此診斷系統提供寶貴的網路特徵化資訊且 - 方便安裝過程。更可在正常作業期間或若有網路問題時的 任何時間使用診斷系統。將此用於各閘道之安裝過程合理 化與簡化，且此分佈在多個用於連結上之多個閘道建立強 而有力診斷工具將網路問題隔離且定位。以此方式，此診 35 200303126 玖、發明說明 斷系統可將多個下游通道特徵化 通道。 因為各閘道占有不同的 雖然已詳細說明了本發明之各種實施例，但應瞭解可 以對它作各種的改變，替換與變更，而不會偏離由所附申 5請專利範圍所描述本發明之精神與範圍。例如由特殊元件 例如處理器等所提供之功能，可以藉由使用任何適當的替 代裝置例如邏輯電路或軟體而實施。 【圖式簡單說明】 第1圖為根據本發明典範實施例之通信網路結構之方 10 塊圖。

15 第2圖為位於第丨圖之通信系統之插入適當點之切換路 由态之簡化方塊圖，例如在頭部終端中，以及位於任何所 選擇用戶位置之典範閘道中者。 第3圖為信號流程圖，其說明根據本發明實施例之診 斷與校準程序。 【囷式之主要元件代表符號表】 100···通信系統 101…來源 102,102’…通信連結

109…用戶位置 111…電腦或資料網路 113···電話網路 103…頭端 104，106···通信連結 105···集線器 107…節點 115···通信系統 116···天線系統 201···切換路由器 2 0 3…閘道 108···用戶連結 205···中間網路 36 200303126 玖、發明說明 207···網路介面模組 301…診斷請求 209···使用者裝置 303…資料 211…網路處理器 304…虛線 213···微處理器 305···中頻 DTONE 215···信號調整器資料管道 306…功率選擇 217···調變器 307…射頻DTONE 219···解調變器 311…參數 221···向上轉換器 3 13…資訊 223…介面 315…校準資料 225…介面 317…資料輸出 227…前端介面 319…射頻資料輸入 229···調諧器 321…中頻資料輸入 231··· AGC 電路 323…診斷資訊 232···記憶體 325…音調請求 233···解調變器 327…信號 234···記憶體 329…輸入 235···設計與計時邏輯 331…信號 237···閘道處理器 333…診斷資料 239···調變器 335,337···資訊 241···可程式增益與驅動器 339…診斷資訊 塊

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Claims (1)

1. 200303126 拾、申請專利範圍 包括： :種雙向魏通信系統’設計用於經由μ“傳送 資訊’此電㈣"統包括診斷與校準邏輯，此系統 5 配點 電纜 第一收發器、耦合連結於電纜網路之所選擇之分 ’其以預設之功率位準在所選擇之τ游通道中在 網路上傳送具有預設特徵之下游測試信號，此收 發器在所選擇之上游通道巾接收相對應之下游診斷資 訊，下游診斷資訊包括下游功率損失度量，且根據^ 游功率損失校準下游傳輸功率；

   10 15 第二收發器，在所選擇之下游位置連結至電_ 路，其在所選擇之下游通道中接收下游測試信號，其 將具有預設特徵之所接收信號與功率位準比較以決定 下游診斷資訊，其包括用於所選擇下游通道之下游功 率損失度量與下游雜訊位準度量，且此收發器在所選 擇上游通道中傳送下游診斷資訊；

   其特徵為： 此第二收發器以預設之功率位準在所選擇上游通 道中在電纜網路上傳送具有預設特徵之上游測試信號 ，其在下游通道中接收相對應之上游功率資訊，且其 根據上游功率資訊校準上游傳輸功率；以及 此第一收發器接收上游測試信號，將所接收之上 游測试佗號與預設特徵與功率位準比較，以決定相對 應之上游診斷資訊，此資訊包括在上游通道中之上游 功率損失度量與上游雜訊位準度量，此收發器根據上 38 20 200303126 拾、申請專利範圍 游功率損失度量決定上游功率資訊，且在所選擇下游 · 通道中傳輸此功率資訊。 - 2·如申請專利範圍第1項之雙向電纜通信系統，其中， 第一收發器更包括診斷邏輯，其根據下游雜訊位準而 5 決定，此使用所選擇下游調變設計之下游通信是否可 . 實現，並且根據上游雜訊位準而決定，此使用所選擇 上游調變設計之上游通信是否可實現。 3 ·如申請專利範圍第2項之雙向電纜通信系統，其中， · 此下游與上游雜訊位準度量各包括信號對雜訊比。 10 4·如申請專利範圍第2項之雙向電纜通信系統，其中， 上游與下游調變設計是根據正交振幅調變（Q AM)。 5.如申請專利範圍第4項之雙向電纜通信系統，其中， 此所選擇之下游調變設計為QAM-256，且其中所選擇 · 之上游調變設計為QAM-16。 15 6·如申請專利範圍第1項之雙向電纜通信系統，其中， 此第一收發器校準用於所選擇上游通道之衰減因子。 鲁 7·如申請專利範圍第1項之雙向電纜通信系統，其中， 此等用於下游與上游測試信號之預設特徵包括：頻率 、計時以及振幅資訊。 20 8·如申請專利範圍第1項之雙向電纜通信系統，其中， ’ 下游測3式化波是根據所選擇QAM-256星座之星座點之 音調，且其中此上游測試信號是根據所選擇qAM_16 星座之星座點之音調。 9·如申請專利範圍第1項之雙向電纜通信系統，其中， 39 200303126 拾、申請專利範圍 第一收發器從上游測試信號決定上游頻譜資訊，且包 括診斷邏輯其實施上游頻譜資訊之頻率轉換，以決定 上游頻率特徵。 10·如申請專利範圍第9項之雙向電纜通信系統，其中， 此診斷邏輯實施上游頻譜資訊之快速傅立葉轉換 (FFT) ’以決定上游通信頻寬之頻率特徵。 一種通信系統，設計為跨越具有分配點與至少一下游 用戶電繞連結之電繞系統通信，此系統是設計在診斷 模式與校準模式中操作，其特徵為包括： 切換路由器，在分配點耦合連結至電纜系統，其 使用所選擇的下游通道以預設之功率位準傳送預設下 游測試信號，其接收包括下游通道功率損失之相對應 下游通道診斷資訊，其根據下游通道功率損失校準用 於下游通道之傳輸功率，其接收上游測試信號且決定 相對應上游通道功率損失與雜訊位準，且其在所選擇 下游通道上傳輸相對應之上游通道功率資訊；以及 至少一閘道，各閘道耦合連結至相對應下游用戶 電纜連結，各閘道在所選擇上游通道中以預設功率位 準傳輸預設上游測試信號，其接收相對應之上游通道 功率^讯，其根據上游通道功率資訊校準所選擇上游 通道之傳輸功率，其接收下游測試信號且決定包括下 游通道功率損失與雜訊位準之下游通道診斷資訊，並 且其在所選擇的上游通道中傳輸下游通道診斷資訊。 12·如申請專利範圍第n項之通信系統，其中，至少一閘 40 200303126 拾、申請專利範圍 道包括多個閘道’各閘道耦合連結至相對應之下游用 戶電境連結，且其中此切換路由器與多個閉道集體在 診斷與校準模式中操作，以校準用於各間道之相對應 下游與上游對。 5 13· %申請專利範圍第n項之通信系統，其卜此切換路 由器決定此使用經選擇下游調變設計用於經選擇下游 通道之下游通信是否可實現，以及其中此切換路由器 決定此使用經選擇上游調變設計用於經選擇上游通道 之上游通信是否可實現。 10⑷μ請專利範圍第u項之通信系統，其中，此切換路 由器包括： 切換路由器控制器，其操作在診斷模式中之切換 路由器； 下游調變器，耦合連結至切換路由控制器，其根 15 據所選擇下游調變設計操作用於提供IF調變資訊，且 其根據預設之星座點，產生預設下游測試信號作為音 調； 射頻（RF)下游發射器，耦合連結至下游調變器與 切換路由器控制器，其將IF調變信號轉換成相對應之 2〇 灯信號，且其在下游通道中且以由切換路由器控制器 所選擇之功率位準傳輸此RF信號； RF上游接收器，耦合連結至切換路由器控制器， 其調整至所選擇之上游通道而將所接收之上游R F信號 轉換成IF信號；以及 41 200303126 拾、申請專利範圍 上游解調變器，耦合連結至RF上游接收器與切換 路由器控制器，其根據所選擇上游調變設計操作，其 控制接收器增益且提供其增益位準指示，且其根據所 接收上游測試信號決定上游通道功率損失與雜訊位準； 其特徵為 此切換路由器控制器決定上游功率資訊，且經由 下游調變器在所選擇下游通道中傳輸上游功率資訊。 15.如申請專利範圍第14項之通信系統，其中，此所選擇 下游調變設収QAM-256，且其中此所選擇上游調變 設計是QAM-16。 ^如申請專利範圍第14項之通信系統，其中，此切換路 由器更包括： 上游解調變器，使用所接收之上游測試信號進一 步決定上游頻譜資訊；以及 切換路由器控制器，包括處理器其在上游頻譜資 訊上實施頻率轉換。 17·如申請專利範圍第u項之通信系統，其中，各間道包 括： 調諧器，其調整至所選擇之下游通道以接收且轉 換RF信號成對應之IF信號； 接收器增益控制電路、麵合連結至調譜器，其控 制所接收IF信號之增益且產生其增益位準值指示；… 下游解調變器、麵合連結至接收器增益控制電路 ，其根據所選擇下賴變設計操作將IF信號解除調變 42 200303126

   μ , π㊇a怡現興預設下游 座點比較以決定錯誤值，· …閘道控制器、耦合連結至下游解調變器 增盈位準值與錯誤值決定治 4 、、>值决疋下-通道沴斷資訊(包括巧 此用/通道之下游功率損失與雜訊位準），其輸送 用於上游傳輸之T料料„訊，且其根據所接 收上游功率資訊以程式設計控制此增益控制值而校準 上游功率位準；

   ίο 1上游調變器、麵合連結至開道控制器，其根據所 選擇之上游調變設計操作，且其根據預設上游調變星 座點產生RF上游測試錢，其將下游通道診斷資訊轉 換成RF診斷信號，且其在所選擇上游通道中傳輸此 RF診斷信號；以及 可程式增益裝置，耦合連結至上游調變器與控制 15 器，其根據程式控制之增益控制值，將由上游調變器

   所傳輸之信號放大。 I8·如申請專利範圍第17項之通信系統，其中所選擇之下 游調變設計為QAM_256，且其中此所選擇之上游調變 設計為QAM-16。 19· 一種將電纜網路特徵化與校準雙向電纜通信系統之方 法，其特徵為包括以下步驟： 以預先設定之下游功率位準，在所選擇下游通道 中從電纜網路上之分配點傳輸下游測試信號，此下游 測測試彳自"5虎具有預先設定之彳寺徵； 43 200303126 fe、申請專利範圍 號；在下游位置所選擇之下游通道中接收下游測試信 藉由將所接收下游測試信號功率位準與預先設定 5 10 15 20 ^下:功率位準比較’而決定下游通道之下游功率損 大度量； 、、在所選擇之上游通道中傳輸包括下游功率損失與 下游雜訊位準度量之下游診斷資訊； 功率根據下游功率損失度量校準在分配點之下流傳輸 以第二預設功率位準在所選擇上游通 ^路上之下游位置傳輪上游測試信號，此上游測試 乜唬具有第二預設特微； 接收在分配點經選擇上游通道中之上游測試信號， ―籍由將所接收上游測試信號之功率位準與預先設 疋之上游功率位準比較’而決定上游通道之上游功率 損失度量； 在所選擇之下游通道中傳輸上游功率資訊；以及 ㈣上游功特崎準在下游位置之上游傳輸功率。 20·如申請專利範園第19項之方法，更包括： 藉由將下游測試信號之預設特微與所接收下游測 試信號之相對應特微比較，而決定下游通道之下游雜 訊位準度量； ’ ㈣下游雜訊位準度量而決定，此使用所選擇下 游調變設計在所選擇下游通道上之下游通信是否可實 44 ，〇3126 &'申請專利範圍 現； 藉由將第二預設特徵與所接收上游測試信號之相 對應特徵比較，而決定此上游通道之上游雜訊位準度 量；以及 根據上游雜訊位準度量而決定，此使用所選擇上 ‘ 游調變設計在所選擇上游通道上之上游通信是否可實 ’ 現。 21·如申請專利範圍第19項之方法，更包括： · 根據所選擇下游調變設計而產生測試音調，以發 展下游測試信號；以及 根據所選擇上游調變設計而產生測試音調，以發 展上游測試信號。 · 22·如申請專利範圍第21項之方法，其中該產生測試音調 ·· 匕括選擇此經選擇調變設計之星座點，此經選擇星座 點具有已知振幅、頻率與計時資訊。 23.如申請專利範圍第19項之方法，其中該決定下游與上 · 游功率損失度量各包括： 實％相對於目標功率位準之增益控制，且產生增 盈錯誤位準；以及 * 將所產生之增盈錯誤位準與相對應之預設功率位 準比較。 24·如申睛專利範圍第19項之方法，其中該決定下游與上 游雜訊位準度量各包括： 將所接收測試信號之頻率、計時以及振幅 資訊與 45 200303126 拾、申請專利範圍 預先β又疋之頻率、計時以及振幅資訊比較，且產生錯 誤值。 25·如申請專利範圍第19項之方法，其中該決定下游或上 游通信是否可實現各包括·· 5 冑戶斤决定之雜訊位準度量與預先設定之臨界信號 對雜訊比作比較。 ’ 26·如申响專利範圍第！ 9項之方法，其中該於下游位置校 準上游傳輸功率包括將控制此可程式增益放大 器之增 鲁 益位準值以程式控制。 10 27.如申請專利範圍第19項之方法，更包括·· 使用所接收之上游测試信號決定上游頻譜；以及 在此上游頻譜上實施頻率轉換功能。 . 28·如申請專利範圍第27項之方法，其中此頻率轉換功㉟ 提供用於上游頻率帶寬之頻率頻譜資訊。 . 15 46