TWI399936B - 信號分離器 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於減少雜訊入侵之信號分離器以及包含如此分離器之有線電視網路。
有線電視網路不再是用於TV與無線電分配的單純分配網路,而現今也提供顧客端對網路之存取。因此,藉由具有連接至各個顧客端的輸出之信號分離器,自一地區中心或者光學節點分配TV與無線電信號。透過此分離器將來自各個顧客的返回交通量回歸至地區中心或光學節點,而至網路的其餘部分。如此的返回交通量可以包含記次付費的電視節目之請求。
通常,從顧客至地區中或光學節點的交通量稱為”返回路徑之交通量”或者”回傳信號”。使用與由網路提供者所發出的分配信號(通常稱為”傳出信號”)不同的頻率範圍來輸送回傳信號。現代化的有線TV網路典型使用5 MHz至65 MHz之回傳信號以及85 MHz至862 MHz之傳出信號,雖然也可使用其他的頻率範圍。
無論如何發出,將所有的回傳信號輸送至地區中心或光學節點。因此,在回傳信號中所不想要有的雜訊同樣也會注入網路之中。不需要的信號係發自各種不同的來源,而主要部分則是因在所使用的回傳頻率範圍中外部的傳輸器之輻射所致。已知這些不需要的信號之總和為”入侵”。大多數的入侵源自顧客內部的安裝,因而在顧客存取點上注入網路之中。由於所有這種不需要的信號會相加並且會限制回傳信號之信號對雜訊比(因而限制容量),是故此種入侵為網路主要之問題。
本發明之目的為提供一種減少進入有線電視分配網路的雜訊入侵之信號分離器。
根據本發明,係提供一種信號分離器,其係包含一輸入端與複數個輸出端,其中交互間隔的輸出端連接至反相裝置。在信號分離器使用於有線電視網路之場合,反相會確定實質地減少傳遞至網路之中的回傳信號內之雜訊入侵,亦即源自顧客端者。回傳信號為來自許多不同顧客端的信號所組成,各個顧客端皆包含資料與雜訊之成分。因為源自不同的用戶端設備,所以來自不同顧客端之資料成分在振幅、相位、以及頻率上為無關的。然而,由於大部分發自相同的來源,因此各個顧客端信號之雜訊成分彼此相似,稱為藉由用戶端的設備與連接如此設備至分離器輸出端的電纜所拾取之射頻電磁輻射。當藉由分離器來加總發自顧客端的回傳信號之時,在到達輸出端之前引進反相於回傳信號之中會確保雜訊成分會彼此相消。
較佳的是,反相裝置係引進180°之反相,致使交互間隔的輸出端雜訊成分反相,而當信號相加時,幾乎完全彼此相消。
各個反相裝置可以包含一反相變壓器。
在分離器具有偶數N個輸出端之場合,則需要N/2個
反相裝置,N/2為整數。在分離器具有奇數X個輸出端之場合,則所使用的反相裝置之數目便會是最接近X/2以上或者以下之整數。
如果有需要,反相裝置可以永久地連接至其個別的輸出端、並且在共同的外殼內牢固於輸出端,故而內建於分離器之中。可替代的是,可以將反相裝置從其別的輸出端分隔。
根據本發明另一個觀點,提供一種包含複數個信號分離器之有線電視網路,該些分離器則包含一輸入端與複數個輸出端,其中交互間隔的輸出端連接至反相裝置,此反相裝置用以確保實質地減少傳遞於網路之中的回傳信號雜訊入侵,回傳信號亦即為那些發自顧客端的信號。
圖1與2之先前技術信號分離器10包含一輸入端12與複數個輸出端,為清晰起見,僅顯示第一輸出端14與第二輸出端16。在使用上,被動信號分離器10用來充當地區中心或節點與複數個顧客端之間的介面,各個顧客端連接至分離器10其中之一輸出端,而分離器的輸入端12則連接至該節點。箭頭18表示從服務提供者至分離器輸入端之電視信號傳輸(傳出信號),其中針對前進之傳輸,將信號分隔或者分離給予顧客端,箭頭18a與18b代表從分離器10之第一與第二輸出端14、16所分離的電視信號之傳輸。
點狀箭頭20a與20b代表從第一與第二用戶端至分離
器之第一與第二輸出端的資料信號(回傳信號)之返回傳輸。分離器係加總來自其所連接的所有用戶端之資料信號,並且將之施加至分離器之輸入端。長點狀箭頭20c代表從分離器輸入端至服務提供者所有已加總的資料信號之傳輸。
來到圖2,短點狀箭頭22a與22b代表出現在從用戶端至分離器第一與第二輸出端的資料信號中之雜訊成分。分離器10不僅加總所需要的資料信號,尚會加總雜訊成分,並且將之施加至分離器之輸入端12。長點狀箭頭22c代表從分離器輸入端至服務提供者的已加總雜訊信號之傳輸。
藉由大量的輸出端,施加至分離器輸入端之已加總雜訊成分(因而從分離器輸入端至服務提供者所傳輸的)相較於資料信號係變得重要,因此減少分離器與服務提供者之間的回傳通道之信號傳輸容量。藉由範例,假設有1000個連接至單一個地區中心或者光學節點之顧客端。如果所有的顧客皆產生相同數量之入侵,則在地區中心或光學點上的總信號對雜訊比將會以1000或30dB之因數降低。
根據本發明之分離器24顯示於圖3,其並且包含一輸入端26、為清晰起見僅顯示的第一輸出端28與第二輸出端30之複數個輸出端、以及連接至交互間隔輸出端之複數個反相變壓器,而僅顯示連接至第一輸出端28之變壓器32。各個變壓器僅連接至一個輸出端。反相變壓器能夠內建於分離器之中,並且永久與其個別的輸出端連結。可
替代的是,變壓器能夠於外部連接至現存的輸出端。
反相變壓器32係將180°之反相引進所傳遞通過的信號之中。因此,在傳輸至用戶端之前,施加至第一輸出端28的分離電視信號係移位180°之相位,而且在施加至第一輸出端28之前,由連接至第一輸出端28的用戶端設備所傳輸的資料信號係移位180°之相位。
如以上所解釋的,由用戶端傳輸至分離器輸出端之資料信號包含雜訊成分。雜訊成分具有各種不同的來源,其中最為明顯的為射頻電磁輻射,其能夠由用戶端設備以及將分離器輸出端連接至用戶端設備的電纜所拾取之。在大多數的狀況中,由其中一個諸如電纜或用戶端設備所拾取的射頻電磁輻射來源將會由大量的其他如此的電纜或用戶端設備所拾取。
由於雜訊成分大部分是從相同的來源所引起的,所以雜訊成分的信號特性將非常相似。雜訊成分將具有極為相同的頻率、振幅、與相位。連接至分離器交互間隔輸出端之反相變壓器會引起兩群組之雜訊成分。兩群組之雜訊成分皆具有極為相同的頻率與振幅,而第一群組之雜訊成分與第二群組之雜訊成分反相。當兩群組的雜訊成分相加時,其會彼此相消,進而大程度地降低施加至分離器輸入端之加總後雜訊成分。
隨著因發自不同用戶端設備故而來自不同顧客端的資料成分在振幅、相位、與頻率無關,發自顧客端所需要的資料信號並不受影響。其因而不會受到反相之後的加總行
為而減小。傳出信號同樣也不受反相影響,故而藉由使用架置於分離器輸出端以及網路連接分支之間的反相變壓器,在入侵受到衰減之時,所需要的傳出與回傳信號並不會受到影響。
當然,會有某些地區化的射頻電磁輻射來源,其僅為其中一個用戶端設備或者其中一個電纜所拾取,諸如用戶住宅器具中之電性馬達。反相之引進並不能夠降低如此之雜訊成分。
許多住宅具有多條接至分離器兩輸出端之連接線,其中一條連接線用於有線電視,而另一條則用於電話或者網際網路服務。假設其中一條連接線接至具有反相變壓器的分離器之輸出端,而另一條連接線則接至不具有如此變壓器之輸出端,則即使是因區域化射頻電磁輻射所致的雜訊成分仍能夠減小。
圖4顯示使用於有線電視網路時先前技術分離器10輸入端12上的信號功率。頻譜分析儀軌跡中所顯示的頻率範圍為0至70 MHz。其包含用於信號返回路徑之頻率範圍。
能夠看到在50 dB與60 dB之間的峰值接近軌跡中段,亦即在35 MHz附近。此乃是由用戶端所傳輸至分離器的資料信號之已加總後雜訊成分所致。
圖5顯示使用於相同網路時本發明之分離器24輸入端26上的信號功率。能夠看出35 MHz附近的信號功率在40 dB與50 dB之間。在35MHz之信號功率大約10 dB左右
之減少乃是由於10 dB的雜訊成分被分離器所移除所致。至少在理論上,此將導致輸入端26與服務提供者之間通道的資料傳輸容量增加因數10。
本發明的信號分離器有賴於施加至分離器輸出端的雜訊成分與資料信號之間相似度之成功操作。如果雜訊成分為不同振幅的或者在從用戶端設備至分離器輸出端之傳輸期間中經歷不同的相移,則在已加總後的資料信號中雜訊成分之降低係較不明顯。然而,僅3 dB的雜訊之減少便能夠產生回傳信號通道兩倍的資料信號傳輸容量。
如果分離器具有奇數個輸出端,則雜訊成分之減少量係稍微較不明顯。在此種狀況下,附加至輸出端的反相器之數目應盡可能接近輸出端數目之一半,例如,對五個輸出端而言,兩個或者三個的反相器。當然,就具有較多奇數個的輸出端之分離器而言,具有所附加的反相器較少或較多於分離器輸出端一半之效應會隨著輸出端數目的增加而減少。
10‧‧‧分離器
12‧‧‧輸入端
14‧‧‧第一輸出端
16‧‧‧第二輸出端
24‧‧‧分離器
26‧‧‧輸入端
28‧‧‧第一輸出端
30‧‧‧第二輸出端
32‧‧‧反相變壓器
藉由闡述用的範例以及參照附圖來說明本發明,其中:圖1與2為先前技術的信號分離器之示意圖;圖3為根據本發明的信號分離器之示意圖;以及圖4與5為顯示在用於有線電視網路時,先前技術的信號分離器與根據本發明的信號分離器之輸出端上所加總的信號功率之頻譜分析儀軌跡。
24‧‧‧分離器
26‧‧‧輸入端
28‧‧‧第一輸出端
30‧‧‧第二輸出端
32‧‧‧反相變壓器
Claims (2)
- 一種雙向信號分離器(24),其係用於使用於一個電纜電視網路內,該分離器係包含:一輸入端(26),其係可連接至一個電纜電視網路之一個地區中心或光學節點;及複數個輸出端(28、30),每一個輸出端(28、30)係可連接至用戶設備之一個不同項目,該分離器係可操作於在該輸入端(26)分離傳出訊號(18),以用於自該些輸出端(28、30)所傳送的傳出訊號(18a、18b),且加總於該些輸出端之回傳訊號(20a、20b),以用於自該輸入端(26)所傳送之回傳訊號(20c),其特徵在於,該些輸出端(28、30)之間隔輸出端(28)係連接至傳出反相變壓器(32),其係反相介於5MHz至65MHz範圍之回傳訊號以降低來自相同信號源且形成部分回傳信號之射頻電磁雜訊成份。
- 如申請專利範圍第1項之信號分離器(24),其中,該些反相變壓器(32)係永久地連接至其個別的輸出端(28),並且在共同的外殼內牢固於輸出端,故而內建於分離器之中。
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