WO2004030255A2 - Verfahren und vorrichtung zum bidirektionalen übertragen von elektronischen daten in einem fernsehdaten-kabelnetzwerk - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bidirektionalen übertragen von elektronischen daten in einem fernsehdaten-kabelnetzwerk Download PDF

Info

Publication number
WO2004030255A2
WO2004030255A2 PCT/DE2003/003201 DE0303201W WO2004030255A2 WO 2004030255 A2 WO2004030255 A2 WO 2004030255A2 DE 0303201 W DE0303201 W DE 0303201W WO 2004030255 A2 WO2004030255 A2 WO 2004030255A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data
downward
cable connection
electronic
frequency band
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/003201
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2004030255A3 (de
Inventor
Dirk Mensing
Original Assignee
Enervation Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enervation Gmbh filed Critical Enervation Gmbh
Priority to AU2003277814A priority Critical patent/AU2003277814A1/en
Priority to EP03769210A priority patent/EP1547386A2/de
Priority to US10/529,073 priority patent/US20060048203A1/en
Publication of WO2004030255A2 publication Critical patent/WO2004030255A2/de
Publication of WO2004030255A3 publication Critical patent/WO2004030255A3/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/65—Arrangements characterised by transmission systems for broadcast
    • H04H20/76—Wired systems
    • H04H20/77—Wired systems using carrier waves
    • H04H20/78—CATV [Community Antenna Television] systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2801—Broadband local area networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/41—Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/426—Internal components of the client ; Characteristics thereof
    • H04N21/42676—Internal components of the client ; Characteristics thereof for modulating an analogue carrier signal to encode digital information or demodulating it to decode digital information, e.g. ADSL or cable modem
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/436—Interfacing a local distribution network, e.g. communicating with another STB or one or more peripheral devices inside the home
    • H04N21/4363—Adapting the video stream to a specific local network, e.g. a Bluetooth® network
    • H04N21/43637—Adapting the video stream to a specific local network, e.g. a Bluetooth® network involving a wireless protocol, e.g. Bluetooth, RF or wireless LAN [IEEE 802.11]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/61—Network physical structure; Signal processing
    • H04N21/6106—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the downstream path of the transmission network
    • H04N21/6118—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the downstream path of the transmission network involving cable transmission, e.g. using a cable modem
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/61—Network physical structure; Signal processing
    • H04N21/6156—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the upstream path of the transmission network
    • H04N21/6168—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the upstream path of the transmission network involving cable transmission, e.g. using a cable modem
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/10—Adaptations for transmission by electrical cable
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/16—Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems
    • H04N7/173—Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems with two-way working, e.g. subscriber sending a programme selection signal
    • H04N7/17309—Transmission or handling of upstream communications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/22—Adaptations for optical transmission

Definitions

  • the invention is in the field of bidirectional transmission of electronic data in a television data network based on cables.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the network levels in a conventional cable network.
  • the cable network has a largely homogeneous structure.
  • a broadband cable amplifier point 1 (BKNrSt) is followed by a higher-level broadband cable amplifier point 2 (ÜBKVrSt).
  • the broadband cable repeater 1 and the higher-level broadband cable repeater 2 belong to a regional pre-accession network for the television program feed.
  • the local production network is followed by a connection network in which a broadband cable amplifier point 3 (BBKVrSt) on the user side is arranged.
  • the television data are then distributed in a local distribution network via A, B and C distributors (A, B and C-Vr).
  • A-lines are main lines of the cable network that originate from a central network node.
  • B lines are lines branching off A lines, which assume a first sub-distribution.
  • C lines are in turn a representation of the B lines, via which the network is finely branched.
  • the television data is fed into a further network level via a transfer point (ÜP), in which the distribution to the users then takes place.
  • ÜP transfer point
  • glass fiber connections for the distribution of television signals are often present even in the older networks.
  • Behind the broadband cable amplifier point 3 are the amplifier points with a maximum distance of 300m.
  • Cable network operators are increasingly trying to expand their range of services. This involves services such as pay TV, video on demand, "fast" Internet via the cable network and telephony.
  • the cable network In order to be able to offer Internet data via the cable networks, the cable network must be able to return channels, which means that data can also be transferred to the the technical direction of the cable network incurs about 70% of the total investment costs in the area of the local distribution network and the subsequent further network level. The amount of the investment costs depends on how the network upgrade is planned.
  • HFC Hybrid Fiber Coax
  • fiber optic cables replace the coaxial cables in the area of the local distribution network.
  • the fiber optic cables must first be laid for this purpose.
  • Figure 2 shows the principle of a cable network upgraded to HFC technology.
  • the coaxial cables (coax) commonly used in the cable network are combined with fiber optic cables (fiber optic cables).
  • the use of glass Fiber cables in cable networks differ from the use of fiber optic cables in telecommunications networks. Telecommunication networks carry information regardless of the content of this data. Whether Internet data or MPEG image data - the transport in the fiber optic network is the same.
  • TV signals are transparently forwarded via the glass fiber cable in the HFC network. These signals are transported in glass fibers to a fiber node. If Internet services are also to be offered, each node needs two fiber optic connections; one for the down stream and one for the back channel. Since specific information, such as the channel division in the cable network, is already contained in the signal, these are not the usual data standards as are the case on the Internet or in WAN networks.
  • the signal from the fiber optic network is converted to the coaxial cable network in the fiber node. Here, the signal is no longer processed, since it is already present in the fiber optic modulated. At this point there is often talk of a hub that has a different function in a purely digital network.
  • CMTS Common Modem Termination System
  • the CMTS provides the connection to the wide area network or the Internet service provider.
  • the signals are converted to a telecommunications standard for transfer to the wide area network.
  • the connection of the CMTS to a data network is realized with a common standard (STM, ATM, lOOBaseT, etc.).
  • STM Session Initiation Protocol
  • ATM ATM
  • lOOBaseT lOOBaseT
  • FIG. 3 schematically shows the assignment of the frequency band of a television data cable network in the originally used manner (upper representation in FIG. 3) and with HFC technology (lower representation in FIG. 3) in comparison.
  • the return channel 30 is operated in the frequency range from 5 to 65 MHz or 5 to 45 MHz.
  • the modulation method used is QPSK (QPSK - "Quadrature Phase Shift Keying") up to a maximum of QAM 16 (QAM - "Quadrature Amplitude Modulation”) that a capacity of 3 to 10 Mbit / s is available in the return channel.
  • the CMTS can serve several return channels at the same time. This results in a concentration of return channel data at the CMTS level.
  • the standard cable networks have a channel division with a bandwidth of 8 MHz per channel. 1 analogue transmitter or 5 - 6 digital transmitters can be accommodated in an 8 MHz channel. If a channel is left free, i.e. not occupied by a television transmitter, up to 52 Mbit / s modulated data can be transported downwards. This property is used to deliver the Internet data to the customer in a downward direction (“downstre- am”) via the glass fiber and later via the coaxial cable.
  • the assignment of the downlink data stream channel to a cable modem via which the customer is connected to the cable network and the instruction to the cable modem on which frequencies the uplink data can be sent from is a function of the CMTS.
  • the object of the invention is to provide an improved method and an improved device for the bidirectional transmission of electronic data in a television data cable network, which implement the bidirectional transmission of electronic data for expanded media services with increased bandwidth in a less expensive and therefore more cost-effective manner enable the television data cable network.
  • the object is achieved according to the invention by a method according to independent claim 1 and a device according to independent claim 8.
  • the invention encompasses the idea of forming a return channel capability in a television data cable network by forming a main transmission line (“backbone”) in an upper limit range of a transmission bandwidth of the cable connections of the television data cable network. Upstream ") are implemented via the main transmission line.
  • the data fed into the television data cable network via an entry point are converted for transmission in the main transmission line.
  • the data transfer between the user interface and the entry point also takes place in the opposite direction with the aid of at least two data conversions. In this way, it is possible that the user continues to use his usual cable modem, via which the device he is using is connected to the television data cable network, even though the data are transmitted in a frequency range that deviates from the usual data transfer.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a structure of a cable network according to the prior art
  • Figure 2 is a schematic representation of a cable network with known
  • FIG. 3 schematically shows the assignment of the frequency band of a television data
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a subdivision of a television data
  • FIGS. 5A and 5B schematically the assignment of the frequency band of a television data cable network for different embodiments, each an area for the downward data stream and the upward data stream is formed in the upper limit range of the transmission bandwidth;
  • Figure 6 is a schematic block diagram of an apparatus for processing electronic data in the bidirectional transmission of electronic data in a television data cable network with an occupancy of the
  • Figure 7 is a schematic block diagram of another device for
  • Figure 8 shows a frequency assignment
  • Figure 9 is a schematic representation of a section from the segmented
  • FIG. 10 shows a schematic illustration of an amplifier point of the section from the segmented television data cable network according to FIG. 9;
  • Figure 11 is a schematic representation of another amplifier point of the
  • FIG. 12 shows a schematic illustration of another amplifier point of the section from the segmented television data cable network according to FIG. 9.
  • FIG. 13 shows a schematic illustration of a modified amplifier point to the further amplifier point in FIG. 11.
  • the television data cable network is divided into several segments I, II and III.
  • Each segment can comprise, for example, 250 to 500 user interfaces, which are usually assigned to a residential unit which is connected to the television data cable network.
  • the segments I-III are called DOCSIS Segments carried out (DOCSIS - "Data Over Cable Service Interface Specification"). This is a common standard for the transmission of digital data in television data cable networks.
  • DOCSIS - "Data Over Cable Service Interface Specification" This is a common standard for the transmission of digital data in television data cable networks.
  • the standard downstream data stream (“downstre- am”) to the user sites is carried out in one or two 8 MHz wide channels.
  • An upstream data stream (“upstream”) of television signals away from the user stations is carried out in a frequency range between 5 and 28.75 MHz.
  • a main transmission line (“backbone”) is realized, via which the data of the extended media services are transmitted to the DOCSIS segments I-III.
  • the main transmission line is implemented in a frequency range above 470 MHz or 606 MHz (see FIGS. 5A and 5B).
  • Frequency bands of the main transmission line are realized adjacent to one another, an adjacent formation also being present if the frequency bands (upward, downward) are spaced apart in order to avoid technical problems, in particular mutual signal interference. For example, transmission rates of up to 1 Gbit / s can be implemented in each direction.
  • a processing device 60 serves as an interface for processing electronic data between the DOCSIS standard and the main transmission line in the upper frequency range.
  • the processing device 60 is used to process customer-specific data in order to be able to transmit this broadband in the main transmission line from an entry point to the user interfaces or in the opposite direction. This requires data conversions between the DOCSIS standard and the upper limit area in which the main transmission route is formed.
  • Table 1 The function of individual elements of the processing device 60 is shown in Table 1.
  • the directional coupler 67 and the splitter 66 can thus be combined and can be implemented, for example, as a multi-stage crossover network (FSpW).
  • the multi-stage crossover can occur several times on the output side and takes over, among other things, the function of coupling and decoupling a remote supply voltage.
  • fges is in the range 0 Hz up to and including 2.4 GHz.
  • the function groups tuner 61 and demodulator 62 and / or modulator 64 and transmitter 65 can be implemented as a common block. In any case, it should be pointed out that these function blocks generally appear more than once.
  • the central control unit 63 are Functions such as multiplexers, demultiplexers, access control for the media, bandwidth management, billing functions, subscriber management and management assigned.
  • functional elements 61 ', 62', 64 ', 65', 66 ', 67' which are comparable in terms of functionality to the functional elements 61, 62, 63, 64, 65 and 67, can be used as an interface 70 for local services a B-line branch 70 'can be defined.
  • a possible configuration of the function block 68 is shown in FIG. 7 to illustrate this exemplary embodiment. In another embodiment (not shown), the modulator 64 'and the demodulator 62' can be omitted.
  • the scheme shown in FIG. 8 results for the frequency assignment.
  • the DOCSIS upstream data stream (return path) is implemented between fl and f2 as standard.
  • the downward data stream is transmitted in a free television channel in the ESB (ESB - Extended Special Channel Area), ie between f2 and ß.
  • ESB ESD - Extended Special Channel Area
  • the downward and upward data streams can be realized (divided into two sub-ranges in the frequency band).
  • FIG. 9 shows a schematic representation of a section from the segmented television data cable network in which both television data and further electronic data, for example Internet data, are transmitted between an entry point 80 and user interfaces 81.
  • a downward data stream (DD) and an upward data stream (DU) are used in accordance with the DOCSIS standard.
  • DD downward data stream
  • DU upward data stream
  • TVDD DOCSIS standard
  • electronic data are transmitted downwards (BD) and upwards (BU) via the main transmission line.
  • a processing device 82 is implemented, which corresponds to the processing device 60 in FIG. 6.
  • FIG. 10 and 11 A possible detailed implementation of such a processing device as an amplifier point is shown in FIG.
  • Further amplifier points 83 and 84 each with a functional description, are explained below in connection with FIGS. 10 and 11.
  • the requested electronic data are entered at the entry point 80 digitally fed in a frequency range above 470 or 606 MHz.
  • the processing device 82 With the help of the processing device 82, all data sent are demodulated, processed and newly modulated.
  • the requested data are transmitted in an extended special channel area (ESB) according to the DOCSIS standard.
  • ESD extended special channel area
  • the requested data is again modulated into the upper limit of the transmission band with the main transmission route and transmitted to the associated segments.
  • Commercially available cable modems can be used on the user interface cells in order to demodulate the data received according to the DOCSIS standard for playback, for example by means of a personal computer, telephone or the like.
  • the data fed in by the user via the cable modem are modulated in the frequency range between 5 MHz and 28.75 MHz.
  • further processing takes place, which comprises demodulation and modulation in the upper frequency range with the main transmission line.
  • These data are then transmitted to the entry point 80 via the main transmission route.
  • any modulation method is used that enables data communication at high data rates. For example, 8 MHz wide channels are used in which, depending on the properties of the cable, between 38 Mbit / s and 52 Mbit / s can be transmitted in the television data cable network.
  • One or more communication processors are an essential component of the processing device 60. These processors primarily serve a data bus that represents the internal interface standard. In addition to the data, there are also external interfaces served. These external interfaces are pluggable and can therefore be replaced. In the simplified representation according to FIG. 8, three interfaces are shown: (a) High-frequency interface to the decoupling point
  • This interface is constructed on the basis of components which are based on the DVB-C standard (DVB - "Digital Video Broadcast"). Due to the possibility of data transport based on the DVB standard, both the downward and upward data become and The downward data stream channels are available to each A amplifier point through the amplifiers in the downward data stream.
  • the assignment of downward data stream channels to the DOCSIS modems is also carried out by the processing device 60. This creates Optimal flexibility in terms of capacity allocation, since several DOCSIS segments can either use their own or a downlink data stream channel already used by another segment.
  • the modulation can be carried out with QAM 16 to QAM 256, per downstream stream channel and 8 MHz Channel width a capacity of up to up to 52 Mbit / s possible.
  • the required reverse amplifier for the upper frequency range is a sub-octave band amplifier which, in contrast to the regulated down-stream amplifiers, which have to amplify the entire band from 5 to 862 MHz, is considerably cheaper.
  • the DOCSIS interface allows the use of conventional cable modems.
  • the electronic components required for DOCSIS are available on the market, for example from manufacturers such as Broadcom or Texas Instruments.
  • the DOCSIS modems are managed by a function in the CMTS.
  • the management of the channels in the DOCSIS segments (cf. FIG. 4) and the control over the MAC (MAC - "Medium Access") and PHY ("Physical") layer is taken over by the processing device.
  • MAC Medium Access
  • PHY Physical
  • This procedure allows that each segment can be integrated into the entire network architecture, but is operated as an independent unit and thus problems regarding the timing behavior are minimized. Coupling out to a telecommunications network is therefore also possible at any point at which a processing device device is installed and an appropriate interface is available.
  • Components for the DOCSIS interface are also available from companies such as Broadcom or Texas Instruments.
  • the decoupling interface to the main transmission line connects the coaxial network with a telecoinmination infrastructure, as can be found at a network operator. There are many standards for this decoupling and can be retrofitted accordingly if necessary.
  • the interfaces lOOBaseT and STM are provided, for example. This enables decoupling both on copper and on an optical basis. Installation at the amplifier point
  • the implementation of the described method additionally requires a number of crossovers and splitters at the amplifier point.
  • the frequency band is divided by the crossovers into the two areas downwards and upwards at the A level (47-700 MHz and 750-862 MHz).
  • the upper frequency range (750-862 MHz) is used for upstream communication between the processing devices.
  • the lower frequency range (47-700 MHz) includes both the TV channels and the downlink data stream channels for Internet access.
  • the crossovers in the amplifier point on the one hand divide the frequency spectrum between upstream data stream, (Euro) DOCSIS and downward data stream and additionally downlink spectrum in up and downlink channels for the return of the signals to the decoupling point.
  • the frequencies for the downward data stream and upward data stream are each determined by the processing device 60 and can be identical per segment because there is no forwarding to the next segment.
  • the amplifiers required for the uplink are considerably cheaper than the A amplifiers for the entire band, because: (i) it is a sub-octave band and there are no problems with 2nd order distortion are to be taken into account, (ii) no push-pull amplifier is required, (iii) they are easier to balance and (iv) the choice of components is considerably less critical.
  • the 45 free channels in the frequency spectrum from 500 to 862 MHz ten channels are still reserved for the transmission of additional digital television programs.
  • the remaining 35 channels are allocated to the respective processing device 60 for the transport of the downward data stream and the upward data stream. This provides a total capacity of approx. 1 Gbit / s in the coaxial network without a separate fiber optic connection. Using the existing copper cable instead of replacing it with glass fiber represents a significant saving.
  • processing device 60 when upgrading the cable network.
  • processing device 60 or versions derived therefrom with a smaller scope of functionalities (cf. description below for FIGS. 10 to 12), a relatively inexpensive method can be offered with which even smaller customer groups can use the digital services of the cable operators.
  • the DOCSIS segments are expediently designed so that the maximum capacity that is available is used.
  • the DOCSIS channels are combined in the processing device 60, concentrated in a channel in the upper frequency spectrum and forwarded to the decoupling point, namely the entry point or the transfer point to the user interface. Both the control of the DOCSIS downward data stream and of the upstream data stream is taken over by the processing device 60.
  • the frequencies used for the C levels can be reused in each segment, since they are not passed on to the next segment.
  • the decoupling point the collected signals from all amplifier points are decoupled onto a telecommunications infrastructure.
  • the frequencies that are used by the users' modems in the respective segments of the television data cable network are loaded into the processing device 60 by a DOCSIS management server in the BBK or ÜBK.
  • the processing device 60 assigns this configuration data to the respective modems in the segment and manages the communication of the modems with the data network.
  • the processing device 60 in its various versions is the management unit for the DOCSIS modems and no longer the CMTS as in HFC technology.
  • all the processing devices 60 in the cable network are independent nodes which can operate in communication and decoupling independently of the head office or the CMTS. Only the central management of the frequency tables still has to be carried out in the management server.
  • the upstream data stream of the respective amplifier points is concentrated in a 38 or 52 Mbit / s channel (approx. 4: 1) and conducted to the decoupling point in the upper frequency band. Due to the additional concentration, there is a delay in communication which the permitted "round-trip time" from the (Euro) DOCSIS standard might not meet.
  • the MAC and the PHY layer of the CMTS are integrated in the processing device.
  • the advantage here is, in addition to compliance with the (Euro) DOCSIS standard, that the connection of the segments can now also be realized by any purely digital connection Segment, for example via a 1 Gbit / s connection from Arcor, since the BlueGate acts as a bridge between the telecommunications network and the cable network.
  • the management server functions can still remain in the CMTS to combine processing device 60 and HFC System to allow.
  • the investments required to upgrade existing cable networks are minimal with this procedure.
  • one processing device per segment and an additional amplifier for the return path over the upper frequency spectrum are required.
  • the required capacity per segment is the determining factor.
  • the difference to the 450 MHz network lies in the available downstream data capacity. If the A-amplifiers are upgraded to 862 MHz, the frequency spectrum from approx. 500 MHz to 862 MHz is available for the down / up channels for the communication from the processing device to the decoupling point. As a result, more user interfaces (residential units) can be connected to the cable network before it has to be coupled out to a telecommunications network. Although the total number of possible user interfaces in the segment increases, an upgrade of the B and C amplifiers is not necessary, since the bandwidth per individual segment remains the same. As a rule, this procedure is recommended for larger networks, since up to 20 A amplifiers can be connected in a row.
  • the described method can easily be combined with existing HFC technology. For example, the use of HFC technology in urban network planning, where the "rights of way" exist for fiber optic laying. When planning the network for cable operators, additional fiber optics are often laid that are not yet used immediately. These fiber optics can be used as a coupling of Segments are used in which the described method can be carried out with the aid of one or more processing devices 60.
  • amplifier points in the segmented cable network are designed according to individual requirements in the respective amplifier point.
  • processing devices are shown in detail in FIGS. 10, 11 and 12, which comprise the full functionality of the processing device 60 (cf. FIG. 12) or only a part thereof (cf. FIGS. 10 and 11).
  • the following abbreviations are used in Figures 10 to 12: FSpW2 - new remote feed with 3 frequency bands, FSpWR - remote feeder with return path, RüVr - return path amplifier, A / Vr - A-line amplifier, MP - measuring point, HBVr - high-band amplifier, CVt - C-line distributor
  • the signals in the high band are amplified in both directions. No further processing of these signals is necessary.
  • a new remote feeder with an additional range is required (FSpw2).
  • the same repeater (RüVr) can be used to combine the return path signals in the frequency range 5 ... 28.75 MHz as in the embodiment according to FIG. 10.
  • a bidirectional high-band amplifier (HBVr) is required, the directions of which are corresponding Crossovers are separated.
  • Equalizers and dampers must be provided to match the cable connections of the incoming and outgoing A-lines. 11 correspond in their functionality to the amplifier points 84 in FIG. 9.
  • the version of the extended amplifier point according to FIG. 12 represents the central node for a segment to be supplied in the cable network.
  • This version in particular also provides the basic functionality of a DOCSIS-CMTS.
  • the return path signals are again collected in the RüVr module, but are then not routed to the incoming A line, but are instead fed to a group of DOCSIS upstream data stream receivers (DOCSIS demodulation). Since both the incoming and the outgoing A line as part of the main transmission line (“backbone”) carry high-band signals, the extended remote feed switches (FSpW2) known from the embodiment according to FIG. 11 must be used for the connection.
  • the DOCSIS upstream data is multiplexed into the highband upstream data stream by the control processor.
  • Upstream data stream channels are decoupled via crossovers and demodulated in a group of DVB demodulators
  • the newly multiplexed data streams are fed to a group of DVB modulators, the output signals of which are amplified and fed via crossovers into the incoming A line.
  • Demodulators receive the destined for the segment to be supplied in the cable network s
  • Data that is implemented with a group of DOCSIS transmitters (DOCSIS modulation) in the frequency range 47 ... 450 MHz intended for distribution. These channels are merged with the pure distribution signals using a special combinatorial assembly (Comb).
  • FIGS. 10 to 12 it was assumed that the main transmission line in the upper frequency range only extends over an A-line of the cable network.
  • the main transmission route can also be extended to B lines without restrictions, and simple branches are also possible.
  • the block diagrams of the extensions of an amplifier point on a B line then differ from those of the types considered so far in FIGS. 11 and 12 in that the A / BVr works on a B line and the BVr with the associated remote feed points (FSpWR ) does not apply (see Figure 13).
  • Branches are possible both in the embodiment according to FIG. 11 and in the embodiment according to FIG. 12.
  • the previously unused coupler is used in the high-band amplifier.
  • FIG. 13 shows this for an embodiment similar to the embodiment according to FIG. 11.
  • the high band from the outgoing A line is merged with the high band on one of the two outgoing B lines via the coupler.
  • This also requires a new crossover (FSpW2) on the relevant B line.
  • Multiple branches of the main transmission line from an amplifier point (Vrp) are not provided because of the high attenuation of the coupler associated with this.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum bidirektionalen Übertragen von elektronischen Daten in einem Fernsehdaten-Kabelnetzwerk mit Segmenten, die jeweils mehrere Nutzerschnittstellen umfassen, wobei jedes der Segmente über eine Kabelverbindung mit einem Einspeisepunkt des Fernsehdaten-Kabelnetzwerkes verbunden ist. Bei dem Verfahren werden elektronische Abwärts-Ferndaten in einem Abwärts-Hochfrequenzband in einem oberen Grenzbereich einer Übertragungsbandbreite der Kabelverbindung und elektronische Aufwärts-Ferndaten in einem Aufwärts-Hochfrequenzband in dem oberen Grenzbereich der Übertragungsbandbreite der Kabelverbindung übertragen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum bidirektionalen Übertragen von elektronischen Daten in einem Fernsehdaten-Kabelnetzwerk
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der bidirektionalen Übertragung von elektronischen Daten in einem Fernsehdaten- Netzwerken auf Basis von Kabeln.
Das Kabelnetz auf Basis von Koaxialkabeln wurde mit dem Ziel erbaut, Fernsehkanäle zu den Endkunden zu transportieren und innerhalb dieses Netzes Datensignale so zu verteilen, daß eine maximale Kundenzahl erreicht wird. Hierbei handelt es sich um eine uni-direktionale Verteilung, die im Grundkonzept (analoges Netz) keine Möglichkeit bietet, digitale Daten bidirektional zu transportieren. Dieser bidirektionale Transport wird benötigt, um interaktive Dienste, wie beispielsweise Internet, anbieten zu können. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Netzebenen in einem üblichen Kabelnetzwerk. Das Kabelnetz hat eine weitgehend homogene Struktur. Bei der Planung eines Netzes für eine reine Fernseh- Signalverteilung sind Faktoren wie die Dämpfung der Signale und Störungen im Koaxialkabel wichtig. Gemäß Figur 1 ist einer Breitbandkabel-Nerverstärkerstelle 1 (BKNrSt) eine übergeordnete Breitbandkabel- Verstärkerstelle 2 (ÜBKVrSt) nachgeschaltet. Die Breitbandkabel- Verstärkerstelle 1 und die übergeordnete Breitbandkabel- Verstärkerstelle 2 gehören zu einem regionalen Heranfuhrungsnetz für die Femsehprogrammzuführung. Auf das lokale Hera füh- rungsnetz folgt ein Verbindungsnetz, in welchem eine benutzerseitige Breitbandkabel- Verstärkerstelle 3 (BBKVrSt) angeordnet ist. Anschließend werden die Fernsehdaten in einem örtlichen Verteilnetz über A-, B- und C-Verteiler (A-, B- und C-Vr) verteilt. A-Linien sind von einem zentralen Νetzknoten abgehende Hauptleitungen des Kabelnetzwerks. B-Linien sind von A-Linien abzweigende Leitungen, die eine erste Unterverteilung übernehmen. C- Linien sind wiederum Abzeige der B-Linien, über die eine Feinverzweigung des Netzes erfolgt.
Über einen Übergabepunkt (ÜP) werden die Fernsehdaten in eine weitere Netzebene eingespeist, in welcher dann die Verteilung an die Nutzer erfolgt. Zwischen der übergeordneten Breitbandkabel- Verstärkerstelle 2 und der Breitbandkabel- Verstärkerstelle 3 sind häufig sogar in den älteren Netzen Glasfaserverbindungen für die Verteilung von Fernsehsignalen vorhan- den. Hinter der Breitbandkabel- Verstärkerstelle 3 sind, mit einer maximalen Distanz von 300m, die Verstärkerpunkte angereiht.
Zunehmend versuchen Kabelnetzbetreiber ihr Diensteangebot zu erweitern. Hierbei geht es um Dienste wie Pay-TV, Video on Demand, „schnelles" Internet über das Kabelnetz und Te- lefonie. Um Internetdaten über die Kabelnetze anbieten zu können, muß das Kabelnetz Rückkanal fähig sein, was bedeutet, daß Daten auch in die entgegengesetzte Richtung der Fernsehsignale zurückgeführt werden müssen. Hierbei fallen bei der technischen Umrüstung des Kabelnetzwerkes etwa 70% der Gesamtinvestitionskosten im Bereich des örtlichen Verteilnetzes und der nachfolgenden weiteren Netzebene an. Die Höhe der Investitionskosten ist davon abhängig, wie die Aufrüstung der Netze geplant wird.
Bei der Aufrüstung der Kabelnetze muß zwischen zwei Themenbereichen unterschieden werden, die oftmals unter dem gemeinsamen Nenner Aufrüstung zusammengefaßt werden: (i) Aufrüstung auf 862 MHz und (ii) Rückkanalfähigkeit. Bei der Aufrüstung auf 862 MHz wird die Erweiterung der Frequenzen von üblichen 450 MHz auf 862 MHz im Kabelnetz verstanden, wodurch mehr Kapazitäten in den Netzen für die Dienste zur Verfügung stehen. In Kombination mit Internetdiensten, die einen Kanal für den Abwärtsdatenstrom ("Downstream") benötigen, entsteht oftmals in den üblichen 450 MHz-Netzen ein Defizit an freien Kanälen. Häufig wird eine Aufrüstung auf 862 MHz durchgeführt, um eine breitere Palette an digitalen Fernsehsendern anbieten zu können. Die Ausbildung der Rückkanalfahigkeit ist eine Art von Aufrüstung der Kabelnetze, die den Transport von Daten in Rückwärtsrichtung und somit in die entgegengesetzte Richtung zu den herkömmlichen Fernsehkanälen ermöglicht. Hierdurch können beispielsweise Internetdienste realisiert werden.
Die Aufrüstung der Kabelnetze ist momentan relativ investitionsintensiv, da auf eine so genannte "Hybrid Fibre Coax" (HFC)-Slxuktur zurückgegriffen wird, wodurch der Einsatz von Glasfaser- und Koaxialkabeln in einem Netz kombiniert wird. Hierbei ersetzen Glasfaserkabel die Koaxialkabel im Bereich des örtlichen Verteilnetzes. Die Glasfaserkabel müssen zu die- sem Zweck erst verlegt werden. Figur 2 zeigt das Prinzip eines auf HFC-Technik aufgerüsteten Kabelnetzwerks. Es werden die im Kabelnetz üblicherweise genutzten Koaxialkabel (Koax) mit Glasfaserleitungen (LWL - Lichtwellenleieter) kombiniert. Der Einsatz von Glas- faserkabeln in Kabelnetzen unterscheidet sich vom Einsatz der Glasfaserkabel in Telekommunikationsnetzen. Telekommunikationsnetze transportieren Informationen unabhängig vom Inhalt dieser Daten. Ob Internet-Daten oder MPEG-Bilddaten - der Transport im Glasfasernetz ist gleich. Dadurch entsteht eine hohe Standardisierung im Netz. Über die Glasfaser im HFC-Netz werden Fernsehsignale (analog oder digital) über das Glasfaserkabel transparent weitergeleitet. Diese Signale werden in Glasfasern zu einem Faserknoten ("fibre node") transportiert. Wenn auch Internetdienste angeboten werden sollen, braucht jeder Knoten zwei Glasfaseranschlüsse; einen für den Abwärtsdatenstrom und einen für den Rückkanal. Da spezifische Informationen, wie beispielsweise die Kanal-Einteilung im Kabelnetz, bereits im Signal enthalten sind, handelt es sich nicht um übliche Datenstandards, wie sie im Internet oder in WAN-Netzen der Fall sind. In den Faserknoten wird das Signal aus dem Glasfasernetz auf das Koaxialkabelnetz umgesetzt. Hierbei wird das Signal nicht mehr bearbeitet, da es bereits moduliert in der Glasfaser vorhanden ist. Vielfach wird auch an dieser Stelle von einem Hub gesprochen, der in einem rein digitalen Netz eine andere Funktion hat.
Bei der Umsetzung auf Kupfer (Koaxialkabel) wird der Frequenzbereich von 5 - 65 MHz bzw. 5 - 45 MHz, abhängig vom Netz, für den Rückkanal benutzt und Frequenzen oberhalb von 303 MHz für die Abwärtsdaten- Verbindung ("Downlink"). Ein hierbei genutztes CMTS ("Cable Modem Termination System") hat insbesondere die Aufgabe, die Frequenzen für den Abwärtsdaten- und den Aufwärtsdatensfrom zuzuweisen. Daneben stellt das CMTS die An- bindung an das Weitverkehrsnetz bzw. dem Internet Service Provider bereit. Hier werden die Signale zu einem Telekommunikationsstandard zur Übergabe in das Weitverkehrsnetz umgesetzt. Der Anschluß des CMTS an ein Datennetz wird mit einem gängigen Standard (STM, ATM, lOOBaseT, etc.) realisiert. Der Abwärtsdatenstrom ("Downstream") für die Internetnut- zung wird in einem freien Fernsehkanal zu den Modems der Kunden transportiert.
Figur 3 zeigt schematisch die Belegung des Frequenzbandes eines Fernsehdaten-Kabelnetzwerkes in der ursprünglich genutzten Art und Weise (obere Darstellung in Figur 3) und mit HFC-Technik (untere Darstellung in Figur 3) im Vergleich. Bei der HFC-Technik wird der Rückkanal 30 im Frequenzbereich von 5 - 65 MHz oder 5 - 45 MHz betrieben. Das verwendete Modulationsverfahren ist, wegen der hohen Störanfälligkeit, QPSK (QPSK - "Quadrature Phase Shift Keying") bis maximal QAM 16 (QAM - "Quadrature Amplitude Modulation"), so daß im Rückkanal eine Kapazität von 3 bis 10 Mbit/s zur Verfügung steht. Das CMTS kann mehrere Rückkanäle gleichzeitig bedienen. Hierdurch findet auf der CMTS-Ebene eine Konzentration von Rückkanaldaten statt.
Die üblichen Kabelnetze haben standardmäßig eine Kanaleinteilung mit einer Bandbreite von 8 MHz pro Kanal. In einem 8 MHz Kanal können 1 analoger Sender bzw. 5 - 6 digitale Sender untergebracht werden. Wird ein Kanal freigelassen, also nicht mit einem Fernsehsender belegt, so können bis zu 52 Mbit/s modulierte Daten abwärts transportiert werden. Diese Eigenschaft wird genutzt, um die Internet-Daten dem Kunden in Abwärtsrichtung ("Downstre- am") über die Glasfaser und später über das Koaxialkabel zuzuführen. Die Zuweisung des Abwärtsdatenstrom-Kanals an ein Kabelmodem, über das der Kunde mit dem Kabelnetzwerk verbunden ist, sowie die Anweisung an das Kabelmodem, auf welchen Frequenzen der Aufwärtsdatensfrom geschickt werden können, ist eine Funktion des CMTS.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum bidirektionelen Übertragen von elektronischen Daten in einem Fernsehdaten- Kabelnetzwerk zu schaffen, welche eine mit vermindertem Aufwand ausführbare und somit kostengünstigere Implementierung der bidirektionelen Übertragung von elektronischen Daten für erweiterte Mediendienste mit vergrößerter Bandbreite in dem Fernsehdaten- Kabelnetzwerk ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem unabhängigen Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch 8 gelöst.
Die Erfindung umfaßt den Gedanken, eine Rückkanalfähigkeit in einem Femsehdaten- Kabelnetzwerk durch Ausbilden einer Hauptübertragungstrasse („backbone") in einem oberen Grenzbereich einer Übertragungsbandbreite der Kabelverbindungen des Fernsehdaten- Kabelnetzwerkes auszubilden. Sowohl ein Abwärtsdatenstrom („Downstream") als auch ein Aufwärtsdatensfrom („Upstream") werden über die Hauptübertragungstrasse realisiert. Die über einem Einspeisepunkt in das Fernsehdaten-Kabelnetzwerk eingespeisten Daten werden für eine Übertragung in der Hauptübertragungstrasse umgewandelt. Für die Abgabe der Daten an die Nutzerschnittstellen, über welche ein Nutzer das von ihm genutzte Gerät, beispielswei- se ein Personalcomputer oder einen Fernseher, an das Fernsedaten-Kabelnetzwerk angeschlossen hat, werden diese dann wiederum aus dem oberen Grenzbereich der Übertragungsbandbreite umgewandelt. Ebenfalls mit Hilfe einer wenigstens zweimaligen Datenwandlung erfolgt der Datentransfer zwischen der Nutzerschnittstelle und dem Einspeisepunkt in umge- kehrter Richtung. Auf diese Weise ist es möglich, daß der Nutzer weiterhin sein übliches Kabelmodem nutzt, über welches das von ihm genutzte Gerät an das Fernsehdaten- Kabelnetzwerk angeschlossen ist, obwohl die Daten in einem vom üblichen Datentransfer abweichenden Frequenzbereich übermittelt werden.
Es ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß im Vergleich zu der bekannten HFC-Technik ein Austausch der vorhandenen Koaxialkabel durch Glasfaserkabel nicht notwendig ist, was zu einer wesentlichen Kosteneinsparung führt. Die Nutzung des oberen Grenzbereiches der Übertragungsbandbreite erlaubt darüber hinaus das Bereitstellen einer ausreichenden Bandbreite für hohe Kapazitäten bei der Datenübertragung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Struktur eines Kabelnetzwerks nach dem Stand der Technik;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Kabelnetzwerks mit bekannter
HFC-Struktur (HFC - „Hybrid Fibre Coax") nach dem Stand der Technik; Figur 3 schematisch die Belegung des Frequenzbandes eines Fernsehdaten-
Kabelnetzwerkes nach dem Stand der Technik in der ursprünglich genutzten Art und Weise und mit HFC-Technik im Vergleich;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Unterteilung eines Fernsehdaten-
Kabelnetzwerkes in Segmente; Figuren 5A und 5B schematisch die Belegung des Frequenzbandes eines Fernsehdaten- Kabelnetzwerkes für verschiedene Ausführungsformen, wobei jeweils im oberen Grenzbereich der Übertragungsbandbreite ein Bereich für den Abwärtsdatenstrom und den Aufwärtsdatenstrom gebildet sind;
Figur 6 eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zum Verarbeiten elektronischer Daten beim bidirektionalen Übertragen elektronischer Daten in einem Fernsehdaten-Kabelnetzwerk mit einer Belegung des
Frequenzbandes gemäß den Figuren 5A oder 5B;
Figur 7 eine schematische Blockdarstellung einer weiteren Vorrichtung zum
Verarbeiten elektronischer Daten beim bidirektionalen Übertragen elektronischer Daten gemäß Figur 6, wobei eine Schnittstelle für lokale Dienste im Detail gezeigt ist;
Figur 8 eine Frequenzbelegung;
Figur 9 eine schematische Darstellung eines Abschnitts aus dem segmentierten
Fernsehdaten-Kabelnetzwerk nach Figur 4;
Figur 10 eine schematische Darstellung eines Verstärkerpunktes des Abschnitts aus dem segmentierten Fernsehdaten-Kabelnetzwerk nach Figur 9;
Figur 11 eine schematische Darstellung eines weiteren Verstärkerpunktes des
Abschnitts aus dem segmentierten Fernsehdaten-Kabelnetzwerk nach Figur 9;
Figur 12 eine schematische Darstellung eines anderen Verstärkerpunktes des Ab- Schnitts aus dem segmentierten Fernsehdaten-Kabelnetzwerk nach Figur 9; und
Figur 13 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Verstärkerpunktes zu dem weiteren Verstärkerpunkt in Figur 11.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren 4 bis 13 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum bidirektionalen Übertragen elektronischer Daten in einem Fernsehdaten- Kabelnetzwerk beschrieben. Das Fernsehdaten-Kabelnetzwerk wird gemäß Figur 4 in mehrere Segmente I, II und III unterteilt. Jedes Segment kann beispielsweise 250 bis 500 Nutzerschnittstellen umfassen, die üblicherweise einer Wohneinheit zugeordnet sind, welche an das Fernsehdaten-Kabelnetzwerk angeschlossen ist. Die Segmente I-III werden als DOCSIS- Segmente ausgeführt (DOCSIS - „Data Over Cable Service Interface Specification"). Hierbei handelt es sich um einen üblichen Standard für die Übertragung digitaler Daten in Fernsehdaten-Kabelnetzen. Innerhalb der Segmente I-III werden Daten gemäß dem bekannten (Eu- ro)DOCSIS-Standard übertragen. Üblicherweise wird der Abwärtsdatenstrom („Downstre- am") zu den Nutzerstellen hin in ein oder zwei 8 MHz breiten Kanälen ausgeführt. Ein Aufwärtsdatenstrom („Upstream") von Fernsehsignalen von den Nutzerstellen weg wird in einem Frequenzbereich zwischen 5 und 28,75 MHz durchgeführt.
Um einen bidirektionalen Datentransfer für erweiterte Mediendienste, insbesondere schnelle Internetdaten, in dem Übertragungsband des Kabelnetzwerkes auszuführen, wird bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5A und 5B in einem oberen Grenzbereich der Übertragungsbandbreite des Fernsehdaten-Kabelnetzes, welches im folgenden auch als Hochband („highband") bezeichnet wird, eine Hauptübertragungstrasse („backbone") realisiert, über welche die Daten der erweiterten Mediendienste an die DOCSIS-Segmente I-III übertragen werden. Die Hauptübertragungstrasse wird in einem Frequenzbereich oberhalb von 470 MHz bzw. 606 MHz realisiert (vgl. Figuren 5A und 5B). Frequenzbänder der Hauptübertragungstrasse sind hierbei benachbart zueinander realisiert, wobei eine benachbarte Ausbildung auch dann vorliegt, wenn die Frequenzbänder (Aufwärts, Abwärts) einen Abstand aufweisen, um technische Probleme zu vermeiden, insbesondere eine gegenseitige Signalstörung. Hierbei können zum Beispiel Übertragungsraten von bis zu 1 GBit/s je Richtung implementiert werden.
Als Schnittstelle zur Verarbeitung elektronischer Daten zwischen dem DOCSIS-Standard und der Hauptübertragungstrasse im oberen Frequenzbereich dient eine Verarbeitungseinrichtung 60, wie sie in Figur 6 schematisch dargestellt ist. Je nach Einsatzort innerhalb des segmentierten Fernsehdaten-Kabelnetzwerkes dient die Verarbeitungseinrichtung 60 zur Verarbeitung von kundenspezifischen Daten, um diese in der Hauptübertragungstrasse von einem Einspeisepunkt zu den Nutzerschnittstellen oder in umgekehrte Richtung breitbandig übertragen zu können. Hierzu sind Datenumwandlungen zwischen dem DOCSIS-Standard und dem oberen Grenzbereich notwendig, in welchem die Hauptübertragungstrasse gebildet ist.
Die Funktion einzelner Elemente der Verarbeitungseinrichtung 60 ergibt sich aus Tabelle 1. Tabelle 1
Figure imgf000009_0001
Einige Funktionsblöcke der Verabeitungseinrichtung 60 können zusammengefaßt werden und/oder sind mehrfach vorhanden. So können die Richtkoppler 67 und die Splitter 66 zusammengefaßt werden und können beispielsweise als mehrstufige Frequenzweiche (FSpW) realisiert werden. Die mehrstufige Frequenzweiche kann ausgangsseitig mehrfach vorkommen und übernimmt unter anderem die Funktion der Ein- und Auskopplung einer Fernspeisespannung. Für dieser Frequenzweiche gilt: fl < f2 < f3 < f4 < fges. fges liegt im Bereich 0 Hz bis einschließlich 2,4 GHz.
Die Funktionsgruppen Tuner 61 und Demodulator 62 und/oder Modulator 64 und Sender 65 können als gemeinsamer Block realisiert werden. Auf jeden Fall ist darauf hinzuweisen, daß diese Funktionsblöcke in der Regel mehrfach vorkommen. Der zentralen Steuereinheit 63 sind Funktionen wie zum Beispiel Multiplexer, Demultiplexer, Zugriffssteuerung für die Medien, Bandbreitenverwaltung, Billing-Funktionen, Teilnehmerverwaltung und Management zugeordnet. Unter der Voraussetzung, daß Funktionselemente 61 ', 62', 64', 65', 66', 67', die hinsichtlich der Funktionalität zu den Funktionselementen 61, 62, 63, 64, 65 und 67 vergleichbar sind, kann als Interface 70 für lokale Dienste ein B-Linien- Abzweig 70' definiert werden. Zur Veranschaulichung dieses Ausführungsbeispiels ist in Figur 7 eine mögliche Konfiguration des Funktionsblockes 68 dargestellt. Bei einer weiteren Ausführungsform (nicht dargestellt) können der Modulator 64' und der Demodulator 62' weggelassen werden.
Für die Frequenzbelegung ergibt sich in einem weiteren Ausführungsbeispiel das in Figur 8 dargestellte Schema. Der DOCSIS-Aufwärtsdatenstrom (Rückweg) wird standardgemäß zwischen fl und f2 realisiert. Der Abwärtsdatenstrom wird in einem freien Fernsehkanal im ESB (ESB - Erweiterter Sonderkanal Bereich) übertragen, also zwischen f2 und ß. Im Frequenzbereich f3 bis f4 kann je nach Anforderung an die jeweilige Übertragungsrate der Abwärts- und des Aufwärtsdatenstroms realisiert werden (Einteilung in 2 Teilbereiche im Frequenzband).
Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts aus dem segmentierten Fernsehdaten-Kabelnetzwerk, bei dem zwischen einem Einspeisepunkt 80 und Nutzerschnittstellen 81 sowohl Fernsehdaten als auch weitere elektronische Daten übertragen werden, beispielsweise Internetdaten. Hierbei wird ein Abwärtsdatenstrom (DD) und ein Aufwärtsdatensfrom (DU) gemäß dem DOCSIS-Standard genutzt. Im Rahmen des Abwärtsdatenstroms (DD) werden nach dem DOCSIS-Standard neben lokalen Daten auch herkömmliche Fernsehdaten übermittelt (TVDD). Darüber hinaus werden über die Hauptübertragungstrasse elektronische Daten abwärts (BD) und aufwärts (BU) übertragen. An zwei Punkten des in Figur 9 dargestellten Abschnitts ist eine Verarbeitungsvorrichtung 82 implementiert, die der Verabeitungseinrich- tung 60 in Figur 6 entsprechen. Eine mögliche detaillierte Ausfuhrung einer solchen Verarbeitungseinrichtung als Verstärkerpunkt ist in Figur 12 gezeigt. Weitere Verstärkerpunkte 83 und 84 mit jeweiliger Funktionsbeschreibung werden unten in Verbindung mit den Figuren 10 und 11 erläutert.
Bei der Übertragung elektronischer Daten von Einspeisepunkt 80 zu den Nutzerschnittstellen 81 (Abwärtsdatenstrom) werden die angeforderten elektronischen Daten im Einspeisepunkt 80 digital in einem Frequenzbereich oberhalb 470 bzw. 606 MHz eingespeist. Mit Hilfe der Verarbeitungseinrichtung 82 werden alle gesendeten Daten demoduliert, verarbeitet und neu moduliert. Für Nutzerschnittstellen, die der Verarbeitungseinrichtung 82 zugeordnet sind, werden die angeforderten Daten nach dem DOCSIS-Standard in eine erweiterten Sonderkanal-Bereich (ESB) übertragen. Für alle anderen Nutzerschnittstellen werden die angeforderten Daten wieder in den oberen Grenzbereich des Übertragungsbandes mit der Hauptübertragungstrasse moduliert und an die zugehörigen Segmente übertragen. An den Nutzerschnittstzellen können handelsübliche Kabelmodems benutzt werden, um die nach dem DOCSIS-Standard empfangenen Daten für eine Wiedergabe, beispielsweise mittels Personalcomputer, Telefon oder der- gleichen, zu demodulieren.
Bei einer Datenübertragung von den Nutzerschnittstellen 81 zum Einspeisepunkt 80 (Abwärtsdatenstrom) werden die vom Nutzer über das Kabelmodem kundenseitig eingespeisten Daten in den Frequenzbereich zwischen 5 MHz und 28,75 MHz moduliert. Wenn die so ein- gespeisten Daten die erste Verarbeitungseinrichtung erreichen, erfolgt eine weitere Verarbeitung, die eine Demodulation und Modulation in dem oberen Frequenzbereich mit der Hauptübertragungstrasse umfaßt. Über die Hauptübertragungstrasse werden diese Daten dann zum Einspeisepunkt 80 übermittelt. Bei der Datenübertragung im oberen Frequenzbereich oberhalb von 470 bzw. 606 MHz werden beliebige Modulationsverfahren angewandt, die eine Datenkommunikation mit hohen Datenraten ermöglichen. Beispielsweise werden 8 MHz breite Kanäle genutzt, in denen je nach Eigenschaften des Kabels in dem Fersehdaten- Kabelnetzwerk zwischen 38 MBit/s und 52 MBit/s pro Kanal übertragen werden können. Es werden darüber hinaus die aus dem DOCSIS-Standard bekannten Modulationsverfahren 64- QAM oder 256-QAM (QAM - „Quadrature Amplitude Modulation") genutzt. In der Summe der Kanäle können bis zu 2.000 MBit/sek in der Hauptübertragungstrasse realisiert werden. Mit Hilfe der Teilung der Bandbreite in Hin- und Rückweg werden in diesem Frequenzbereich ausreichend Datenraten erzielt, um insgesamt beispielsweise 5.500 oder 7.500 Nutzer an einem Koaxialkabel zu versorgen.
Wesentlicher Bestandteil der Verarbeitungseinrichtung 60 sind ein oder mehrere Kommunikations-Prozessoren. Diese Prozessoren bedienen vornehmlich einen Datenbus, der den internen Schnittstellen-Standard darstellt. Neben dem Datenus werden auch externe Schnittstellen bedient. Diese externen Schnittstellen sind steckbar und können somit ausgetauscht werden. In der vereinfachten Darstellung Nach Figur 8 sind drei Schnittstellen dargestellt: (a) Hochfrequenz-Schnittstelle zum Auskoppelpunkt
Diese Schnittstelle ist auf Basis von Komponenten konstruiert, die an den DVB-C- Standard (DVB - „Digital Video Broadcast") angelehnt sind. Aufgrund der Möglichkeit des Datentransports anhand des DVB-Standards werden sowohl die Abwärts- als auch die Aufwärtsdaten zur und von der Verarbeitungseinrichtung mit dieser Funktion zum Auskoppelpunkt zurückgeführt. Durch die Verstärker im Abwärtsdatenstrom stehen die Ab- wärtsdatenstrom-Kanäle jedem A- Verstärkerpunkt zur Verfügung. Die Zuweisung von Abwärtsdatenstrom-Kanälen an die DOCSIS-Modems wird ebenfalls von der Verarbeitungseinrichtung 60 vorgenommen. Dadurch entsteht eine optimale Flexibilität in Betrachtung der Kapazitätszuweisung, da mehrere DOCSIS-Segmente wahlweise einen eigenen oder einen bereits von einem anderen Segment benutzten Abwärtsdatenstrom- Kanal nutzen können. Die Modulation kann mit QAM 16 bis QAM 256 durchgeführt werden, die pro Abwärtsdatenstrom-Kanal und 8 MHz Kanalbreite eine Kapazität von bis zu 52 Mbit/s ermöglicht. Der benötigte Rückwärtsverstärker für den oberen Frequenzbereich ist ein Sub-Oktav-Band- Verstärker, der im Gegensatz zu den geregelten Abwärtsdatenstrom- Verstärkern, die das gesamte Band von 5 bis 862 MHz verstärken müssen, erheblich preiswerter ist.
b) (Euro)DOCSIS-Schnittstelle zu den Kabelmodems
Die DOCSIS-Schnittstelle erlaubt den Gebrauch von herkömmlichen Kabelmodems. Die für DOCSIS benötigten elektronischen Komponenten sind im Markt verfügbar, beispielsweise von Herstellern wie Broadcom oder Texas Instruments. Im herkömmlichen HFC-Netz wird das Management der DOCSIS-Modems von einer Funktion im CMTS übernommen. Bei dem Ausführungsbeispiel wird das Management der Kanäle in den DOCSIS-Segmenten (vgl. Figur 4) sowie die Kontrolle über den MAC (MAC - „Medium Access") und PHY („Physical") Layer durch die Verarbeitungseinrichtung übernommen. Dieses Vorgehen erlaubt, daß jedes Segment in die gesamte Netzarchitektur integriert werden kann, jedoch als selbständige Einheit betrieben wird und damit Probleme bezüglich des Zeitverhaltens minimiert werden. Das Auskoppeln zu einem Telekommunikationsnetz ist deswegen auch an jedem Punkt möglich, an dem eine Verarbeitungseinrich- tung installiert ist und eine entsprechende Schnittstelle zur Verfügung steht. Komponenten für die DOCSIS-Schnittstelle sind ebenfalls über Firmen wie Broadcom oder Texas Instruments lieferbar.
c) Auskoppelschnittstelle zur Hauptübertragungstrasse im oberen Grenzbereich der Übertragungsbandbreite
Die Auskoppelschnittstelle zum Hauptübertragungstrasse verbindet das koaxiale Netz mit einer Telekoinmiinikationsinfrastruktur, wie sie bei einem Netzbetreiber zu finden ist. Standards für diese Auskoppelung sind vielfach vorhanden und können bei Bedarf ent- sprechend nachgerüstet werden. Vorgesehen sind beispielsweise die Schnittstellen lOOBaseT und STM. Das Auskoppeln wird hierdurch sowohl auf Kupfer als auch auf optischer Basis ermöglicht.Installation im Verstärkerpunkt
Die Umsetzung des beschriebenenVerfahrens benötigt zusätzlich einige Frequenzweichen und Splitter im Verstärkerpunkt. Das Frequenzband wird von den Frequenzweichen in die zwei Bereiche Abwärts und Aufwärts auf dem A-Niveau (47-700 MHz und 750-862 MHz) aufgeteilt. Der obere Frequenzbereich (750-862 MHz) wird für die Aufwärtsdatenstrom- Kommunikation zwischen den Verarbeitungseinrichtung benutzt. Der untere Frequenzbereich (47-700 MHz) beinhaltet sowohl die Fernsehkanäle als auch die Abwärtsdatenstrom-Kanäle für den Intemetzugang. Die Frequenzweichen im Verstärkerpunkt teilen zum einen das Frequenzspektrum zwischen Aufwärtsdatenstrom, (Euro)DOCSIS und Abwärtsdatenstrom und zusätzlich Downlinkspektrum in Up- und Downlinkkanäle für die Zurückführung der Signale zum Auskoppelpunkt. In den DOCSIS-Segmenten werden die Frequenzen für Abwärtsdatenstrom und Aufwärtsdatenstrom jeweils von der Verarbeitungseinrichtung 60 bestimmt und können pro Segment identisch sein, weil eine Weiterleitung zum nächsten Segment nicht gegeben ist.
Die benötigten Verstärker für den Uplink (750 -862 MHz) sind erheblich preiswerter als die A-Verstärker für das gesamte Band, weil: (i) es sich um ein Sub-Oktav-Band handelt und kei- ne Probleme mit Verzerrungen 2. Ordnung zu berücksichtigen sind, (ii) kein Push-Pull- Verstärker erforderlich ist, (iii) sie leichter abzugleichen sind und (iv) die Wahl der Bau- Elemente erheblich unkritischer ist. Von den 45 freien Kanälen im Frequenzspektrum von 500 bis 862 MHz werden weiterhin zehn Kanäle für die Übertragung zusätzlicher digitaler Fernsehprogramme freigehalten. Die restlichen 35 Kanäle werden der jeweiligen Verarbeitungseinrichtung 60 für den Transport des Abwärtsdatenstroms und des Aufwärtsdatenstroms zugeteilt. Hiermit steht im koaxialen Netz eine Gesamtkapazität von ca. 1 Gbit/s ohne separate Glasfaserverbindung zur Verfügung. Bei Nutzung des bestehenden Kupferkabels statt seinen Ersatz durch Glasfaser, stellt eine wesentliche Einsparung dar.
Es gibt mehrere Möglichkeiten für den Einsatz der Verarbeitungseinrichtung 60 beim Aufrüsten des Kabelnetzes. Mit der Verarbeitungseinrichtung 60 bzw. hiervon abgeleiteten Ausführungen mit einem geringeren Umfang an Funktionalitäten (vgl. Beschreibung unten zu den Figuren 10 bis 12) kann ein relativ preiswertes Verfahren angeboten werden, mit dem auch kleinere Kundengruppen die digitalen Dienste der Kabelbetreiber nutzen können.
In der Netz- und Kapazitätsplanung werden die DOCSIS-Segmente zweckmäßig so ausgelegt, daß die maximale Kapazität, die zur Verfügung steht, ausgenutzt wird. Die DOCSIS-Kanäle werden in der Nerarbeitungseinrichtung 60 zusammengeführt, in einem Kanal im oberen Frequenzspektrum konzentriert und zum Auskoppelpunkt weitergeleitet, nämlich dem Einspeise- punkt oder dem Ubergabepunkt zur Nutzerschnittstelle. Sowohl die Kontrolle des DOCSIS- Abwärtsdatenströme als auch des Aufwärtsdatenstroms wird vom der Verarbeitungseinrichtung 60 übernommen. Durch die Einkoppelung der DOCSIS-Signale auf der B-Ebene in den Verstärkerpunkten können die benutzten Frequenzen für die C-Ebenen in jedem Segment wiederverwendet werden, da diese nicht zum nächsten Segment weitergeleitet werden. Im Auskoppelpunkt werden die gesammelten Signale sämtlicher Verstärkerpunkte auf eine Telekommunikationsinfrastruktur ausgekoppelt.
Bei einer Aneinanderschaltung von Segmenten wird in den letzteren Clustem eine Bandbreite von ca. 600-700 Kbit/s zur Verfügung stehen - vergleichbar mit einem DSL-Anschluß (mit einem Gleichzeitigkeitsfaktor von 1 :6 gerechnet). Die Frequenzen, die in den jeweiligen Segmenten des Fernsehdaten-Kabelnetzes von den Modems der Nutzer verwendet werden, werden von einem DOCSIS-Management-Server im BBK bzw. ÜBK in die Verarbeitungseinrichtung 60 geladen. Die Verarbeitungseinrichtung 60 weist diese Konfigurationsdaten den jeweiligen Modems in dem Segment zu und verwaltet die Kommunikation der Modems mit dem Datennetz. Durch das Verschieben vom MAC/PHY-Layer vom CMTS in die Verarbeitungseinrichtung 60 ist die Verarbeitungseinrichtung 60 in ihren verschiedenen Ausführungen die Management-Einheit für die DOCSIS- Modems und nicht mehr das CMTS wie in der HFC-Technik. Hierdurch sind alle Verarbeitungseinrichtung 60 im Kabelnetz unabhängige Knoten, die in der Kommunikation und Aus- koppelung unabhängig von der Zentrale bzw. dem CMTS operieren können. Lediglich das zentrale Management der Frequenztabellen muß weiterhin im Management-Server durchgeführt werden.
Einer der Hauptunterschiede zwischen einem Glasfaserknoten und der Verarbeitungseinrich- tung ist insbesondere, daß die Verarbeitungseinrichtung die Daten bearbeitet und neu moduliert. Diese Bearbeitung ist notwendig, um die gewünschte Effizienz im Umgang mit den verfügbaren Ressourcen zu erlangen. Der Aufwärtsdatenstrom der jeweiligen Verstärkerpunkte wird in einem 38 oder 52 Mbit/s Kanal konzentriert (ca. 4:1) und im oberen Frequenzband zum Auskoppelpunkt geleitet. Durch die zusätzliche Konzentration entsteht eine Verzögerung in der Kommunikation, die die erlaubte „Round-Trip-Zeit" aus dem (Euro)DOCSIS-Standard eventuell nicht einhalten würde. Da durch dieses Zeitverhalten die Kundenmodems nicht mehr mit dem CMTS kommunizieren würden, wird der MAC und die PHY-Layer des CMTS in die Verarbeitungseinrichtung integriert. Der hier entstandene Vorteil ist, neben der Einhaltung des (Euro)DOCSIS-Standards, daß die Anbindung der Segmente jetzt auch durch jede rein digitale Anbindung realisiert werden kann. Bei Bedarf könnte ein Segment beispielsweise über eine 1 Gbit/s Anbindung von Arcor erschlossen werden, da das BlueGate als Bridge zwischen dem Telekommunikationsnetz und dem Kabelnetz füngiert. Die Management-Server- Funktionen können nach wie vor im CMTS bleiben, um eine Kombination von Verarbeitungseinrichtung 60 und HFC-System zu erlauben.
Wenn die Kapazität in einem 450 MHz Segment erhöht werden soll, kann dies durch gezieltes Ersetzen der A-Verstärker und der Frequenzweichen vorgenommen werden. Die Femspeise- weiche für den Rückkanal ist bereits in den Verstärkerpunkten vorhanden und dient nur zur Einkoppelung von DOCSIS-Signalen.
Die benötigten Investitionen zur Aufrüstung von bestehenden Kabelnetzwerken sind mit die- sem Vorgehen mimmal. Es werden bei der beschriebenen Ausführungsform eine Verarbeitungseinrichtung pro Segment sowie ein zusätzlicher Verstärker für den Rückweg über das obere Frequenzspektrum benötigt. Bei der Bestimmung des/der Punkte(s), an welchen die Verarbeitungseinrichtung(en) im Kabelnetz aufgenommen werden, ist die benötigte Kapazität pro Segment der bestimmende Faktor.
Aufrüstung auf A-Level 862 MHz-Technik
Der Unterschied zum 450 MHz-Netz liegt in der verfügbaren Abwärtsdatenstrom-Kapazität. Wenn die A- Verstärker auf 862 MHz aufgerüstet werden, dann steht für die Kommunikation von der Verabeitungseinrichtung zum Auskoppelpunkt das Frequenzspektrum von ca. 500 MHz bis zu 862 MHz für die Abwärts-/Aufwärtskanäle zur Verfügung. Hierdurch können mehr Nutzerschnittstellen (Wohneinheiten) an das Kabelnetz angeschlossen werden, bevor auf ein Telekommunikationsnetz ausgekoppelt werden muß. Obwohl sich die Anzahl der insgesamt möglichen Nutzerschnittstellen im Segment erhöht, ist eine Aufrüstung der B- und C- Verstärker nicht notwendig, da die Bandbreite pro einzelnem Segment gleich bleibt. In der Regel ist dieses Vorgehen für größere Netze empfehlenswert, da bis zu 20 A- Verstärker in einer Reihe geschaltet sein können.
Aufrüstung auf Basis 450 MHz-Technik mit Interconnect-Technik
Abhängig von der verfügbaren Telekommunikationsinfrastruktur des Kabelnetz-Betreibers kann bei Bedarf auf eine Auskopplung auf Telekommunikationsleitungen Dritter zurückge- griffen werden, bevor die Signale zum Breitbandkabel zurückgeführt werden. Dieses Vorgehen kann, wirtschaftlich gesehen, sinnvoller sein als beispielsweise eine Glasfaserverlegung. Das BlueGate wird dafür lediglich im gewünschten Auskoppelpunkt mit der Telekommunikation-Infrastruktur verbunden. Die konzentrierten Daten im Abwärtsdatenstrom und Aufwärtsdatenstrom werden auf eine Schnittstelle ausgegeben, die eine Verbindung mit der Hauptübertragungstrasse im oberen Frequenzbereich („backbone") des Netzes hat. Dieses Kabelnetz ist mit einem ISP (ISP - „Internet Service Provider") verbunden. Mit diesem Vorge- hen können kleinere Segmente in einem Kabelnetz sehr wirtschaftlich aufgerüstet werden. Bei einem später höher benötigten Datenvolumen kann dieses Segment ohne zusätzliche Kosten wieder an die eigene Infrastruktur gekoppelt werden.
Kombinierbarkeit mit herkömmlicher HFC-Technik
Das beschriebene Verfahren kann ohne weiteres mit bestehender HFC-Technik kombiniert werden. So kann die Anwendung von HFC-Technik in der städtischen Netzplanung, wo die „Rights of Way" für die Glasfaserverlegung gegeben sind. Bei der Netzplanung der Kabelbetreiber werden häufig zusätzliche Glasfaser verlegt, die unmittelbar noch keine Anwendung finden. Diese Glasfasern können als Ankopplung von Segmenten verwendet werden, in denen das beschriebene Verfahren mit Hilfe einer oder mehrerer Verarbeitungseinrichtungen 60 ausführbar ist.
Zur Implementierung der bidirektionalen Datenübertragung werden Verstärkerpunkte in dem segmentierten Kabelnetzwerk individuellen Anforderungen in dem jeweiligen Verstärker- punkt entsprechend ausgeführt. Neben der Verwendung der Verarbeitungseinrichtung 60 werden vereinfachte Varianten verwendet. In den Figuren 10, 11 und 12 sind Verarbeitungseinrichtungen detailliert dargestellt, die die volle Funktionalität der Verarbeitungseinrichtung 60 (vgl. Figur 12) oder lediglich ein Teil hiervon (vgl. Figuren 10 und 11) umfassen. In den Figu- ren 10 bis 12 werden die folgenden Abkürzungen verwendet: FSpW2 - neue Femspeise mit 3 Frequenzbändern , FSpWR - Femspeiseweiche mit Rückweg, RüVr - Rückwegverstärker, A/Vr - A-Linien Verstärker, MP - Messpunkt, HBVr - Hochbandverstärker, CVt - C-Linien Verteiler
Bei der Ausführung nach Figur 10 wird lediglich der Rückweg im herkömmlichen Frequenzbereich 5 .. 28,75 MHz zusammengeführt und verstärkt werden. Hierbei ist zu beachten, daß übliche C-Verstärker keine geeignete Frequenzweiche beinhalten. Diese muß deshalb jeweils als zusätzliche Baugruppe eingefügt werden. Die Rückwege der C-Linien werden über neue Frequenzweichen ausgekoppelt und mit den Rückwegsignalen aus der folgenden A-Linie und den B-Linien zus-unmengeführt. Nach Verstärkung und Frequenzgangkorrektur wird das zusammengeführte Rückwegsignal in den Rückweg der vorangehenden A-Linie über die Fern- speiseweiche (FSpWR) eingespeist. Verstärkerpunkte in der Ausführung nach Figur 10 entsprechen in ihrer Funktionalität den Verstärkerpunkten 83 in Figur 9.
Bei der Ausführung nach Figur 11 werden zusätzlich zur Ausführung nach Figur 10 auch die Signale im Hochband (> 470 MHz) in beiden Richtungen verstärkt. Eine weitere Bearbeitung dieser Signale ist nicht erforderlich. Um den oberen Frequenzbereich zu erschließen, ist eine neue Femspeiseweiche mit einem zusätzlichen Bereich erforderlich (FSpw2). Zur Zusammen- führung der Rückwegsignale im Frequenzbereich 5 ... 28,75 MHz kann die gleiche Rückverstärker (RüVr) zum Einsatz kommen wie bei der Ausführung nach Figur 10. Zusätzlich ist ein bidirektionaler Hochband- Verstärker (HBVr) erforderlich, dessen Richtungen über entsprechende Frequenzweichen getrennt werden. Zur Anpassung an die Kabelverbindungen der an- und abgehenden A-Linien sind Entzerrer und Dämpfer vorzusehen. Verstärke unkte in der Ausführung nach Figur 11 entsprechen in ihrer Funktionalität den Verstärkerpunkten 84 in Figur 9.
Die Ausführang des erweiterten Verstärkerpunktes nach Figur 12 stellt den zentralen Knoten für ein zu versorgendes Segment im Kabelnetzwerk dar. Diese Ausführung stellt insbesondere auch die Basisfunktionalität einer DOCSIS-CMTS zur Verfügung. Die Rückwegsignale werden wieder in der RüVr-Baugruppe gesammelt, dann jedoch nicht auf die ankommende A- Linie geführt, sondern einer Gruppe von DOCSIS-Aufwärtsdatenstrom-Empfängern (DOCSIS-Demodulation) zugeführt. Da sowohl die ankommende als auch die abgehende A- Linie als Bestandteil der Hauptübertragungstrasse („backbone") Hochband-Signale führen, müssen zum Anschluß die von der Ausführung nach Figur 11 bekannten, erweiterten Femspeiseweichen (FSpW2) eingesetzt werden. Der Anschluß für den Rückweg 5 ... 28,75 MHz an der Femspeiseweiche (FSpW2) für die ankommende A-Linie bleibt bei dieser Ausführang unbelegt (Abschlußwiderstand). Die DOCSIS-Aufwärts-Daten werden vom Steuerprozessor in den Hochband-Aufwärtsdatenstrom gemultiplext. Dazu werden sämtliche Hochband- Aufwärtsdatenstrom-Kanäle über Frequenzweichen ausgekoppelt und in einer Gruppe von DVB-Demodulatoren demoduliert. Die neu gemultiplexten Datenströme werden einer Gruppe von DVB-Modulatoren zugeführt, deren Ausgangssignale verstärkt und über Frequenzweichen in die ankommende A-Linie gespeist werden. Eine Gruppe von weiteren DVB- Demodulatoren empfängt die für das zu versorgende Segement in dem Kabelnetz bestimmten Daten, die mit einer Gruppe von DOCSIS-Sendem (DOCSIS-Modulation) in den zur Verteilung bestimmten Frequenzbereich 47 ... 450 MHz umgesetzt werden. Diese Kanäle werden über eine spezielle Kombinier-Baugrappe (Comb) mit den reinen Verteilsignalen zusammengeführt.
Bei den Ausführungen in den Figuren 10 bis 12 wurde von der Annahme ausgegangen, daß die Hauptübertragungstrasse im oberen Frequenzbereich sich nur über eine A-Linie des Kabelnetzes erstreckt. Die Hauptübertragungstrasse läßt sich jedoch ohne Einschränkungen auch auf B-Linien ausdehnen, und es sind auch einfache Verzweigungen möglich. Die Block- Schaltbilder der Erweiterungen eines Verstärkerpunktes auf einer B-Linie unterscheiden sich dann von denen der bisher betrachteten Typen in den Figuren 11 uns 12 dadurch, daß der A/BVr auf einer B-Linie arbeitet und der BVr mit den zugehörigen Femspeiseweichen (FSpWR) entfällt (vgl. Figur 13). Verzweigungen sind sowohl bei der Ausführung nach Figur 11 als auch bei der Ausführung nach Figur 12 möglich. Hierbei kommt der bisher ungenutzte Koppler im Hochband- Verstärker zum Einsatz. Figur 13 zeigt dies für eine zu der Ausführung nach Figur 11 ähnliche Ausführang. In diesem Beispiel wird das Hochband aus der abgehenden A-Linie mit dem Hochband auf einer der beiden abgehenden B-Linien über den Koppler zusammengeführt. Dazu ist auf der betreffenden B-Linie ebenfalls eine neue Frequenzweiche (FSpW2) erforderlich. Mehrfachabzweigungen der Hauptübertragungstrasse von einem Ver- Stärkerpunkt (Vrp) aus sind wegen der damit verbundenen hohen Dämpfung des Kopplers nicht vorgesehen.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele wurden unter Bezugnahme auf den DOCSIS- Standard erläutert. Die Erfindung entfaltet ihre Vorteile jedoch auch in Verbindung mit ande- ren üblichen Standards der elektronischen Datenübertragung, insbesondere dem IEEE 802.3- oder dem IEEE 802.11 -Standard.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum bidirektionalen Übertragen von elektronischen Daten in einem Femsehdaten-Kabelnetzwerk mit Segmenten, die jeweils mehrere Nutzerschnittstellen umfassen, 5 wobei jedes der Segmente über eine Kabelverbindung mit einem Einspeisepunkt des
Femsehdaten-Kabelnetzwerkes verbunden ist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: a) eine Abwärts-Übertragung elektronischer Daten von dem Einspeisepunkt zu wenigstens einem Teil der Nutzerschnittstellen eines oder aller Segmente über die Kabelver- 0 bindung, bei der
- angeforderte elektronische Daten als digitale Abwärts-Daten über den Einspeisepunkt in die Kabelverbindung eingespeist und von dem Einspeisepunkt zu einer dem Einspeisepunkt in der Kabelverbindung abwärts nachgeschalteten Verarbeitungseinrichtung von einem ersten Typ übertragen werden;
15 - aus den digitalen Abwärts-Daten in der Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ lokale elektronische Daten zum Verteilen an zumindest eine Nutzerschnittstelle in einem lokalen Segment, welches an die Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ gekoppelt ist, und elektronische Abwärts-Ferndaten für eine Übertragung in einem Abwärts-Hochfrequenzband in einem oberen Grenzbereich einer Übertragungs-
?0 handbreite der Kabelverbindung erzeugt werden;
- die lokalen elektronischen Daten in einem Abwärts-Frequenzband der Übertragungsbandbreite der Kabelverbindung übertragen werden, welches unterhalb des Abwärts-Hochfrequenzbandes gebildet ist;
- die elektronischen Abwärts-Ferndaten mittels der Verarbeitungseinrichtung vom 25 ersten Typ in das Abwärts-Hochfrequenzband der Kabelverbindung eingespeist und über die Kabelverbindung zu einer weiteren Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ übertragen werden; und
- die elektronischen Abwärts-Ferndaten in der weiteren Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ in weitere lokale elektronische Daten zum Verteilen an zumindest
30 eine Nutzerschnittstelle in einem weiteren lokalen Segment umgewandelt werden, welches an die weitere Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ gekoppelt ist; b) eine Aufwärts-Übertragung elektronischer Daten von wenigstens einer der Nutzerschnittstellen eines oder aller Segmente zu dem Einspeisepunkt über die Kabelverbindung, bei der
- elektronisch erfaßte Nutzerdaten über die wenigstens eine Nutzerschnittstelle in die Kabelverbindung eingespeist werden;
- aus den elektronisch erfaßten Nutzerdaten in der weiteren Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ, die der wenigstens einen Nutzerschnittstelle in der Kabelverbindung aufwärts nachgeschaltet ist, elektronische Aufwärts-Ferndaten erzeugt werden; - die elektronischen Aufwärts-Ferndaten mittels der weiteren Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ in ein Aufwärts-Hochfrequenzband im oberen Grenzbereich der Übertragungsbandbreite der Kabelverbindung eingespeist und über die Kabelverbindung zu der Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ übertragen werden; und - die elektronischen Aufwärts-Ferndaten in der Verarbeitungseinrichtung vom ersten
Typ in digitale Aufwärts-Daten umgewandelt und über die Kabelverbindung an den Einspeisepunkt übertragen werden.
2. Verfahren nach Ansprach 1 , dadurch g e k e nnz e i c hn e t, daß das Abwärts-Hoch- frequenzband und das Aufwärts-Hochfrequenzband als benachbarte Frequenzbänder gebildet werden.
3. Verfahren nach Ansprach 1 oder 2, dadurch g ekennz e i chnet, daß als obere Grenzfrequenz des Aufwärts-Hochfrequenzbandes die obere Grenzfrequenz der Übertragungs- handbreite der Kabel Verbindung verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k ennz e i c hn et, daß das Abwärts-Hochfrequenzband und das Aufwärts-Hochfrequenzband oberhalb einer Frequenz von etwa 470 MHz gebildet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, daß die lokalen elektronischen Daten an die zumindest eine Nutzerschnittstelle in dem lokalen Segment sowie die weiteren lokalen elektronischen Daten an die zumindest eine Nutzerschnittstelle in dem weiteren lokalen Segment gemäß einem DOCSIS-Standard (DOCSIS - „Data Over Cable Service Interface Specification"), dem IEEE 802.3- oder dem IEEE 802.11-Standard übertragen werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e nn z e i c hn et, daß in der Nutzerschnittelle ein jeweiliges Kabelmodem oder eine jeweilige Adaptereinrichtung verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e nn z e i c hn e t, daß die elektronischen Abwärts-Ferndaten bei der Übertragung in dem Abwärts- Hochfrequenzband der Kabelverbindung zwischen der Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ und der weiteren Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ und/oder die elektronischen Aufwärts-Ferndaten bei der Übertragung in dem Aufwärts-Hochfrequenzband der Kabelverbindung zwischen der weiteren Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ und der Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ mittels einer zwischen die Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ und die weitere Verarbeitungseinrichtung vom ersten Typ gekoppelten Verarbeitungseinrichtung vom einem zweiten Typ verstärkt werden, wobei die Verarbeitungseinrichtung vom zweiten Typ weiterhin die lokalen elektronischen Daten und/oder die weiteren elektronischen Daten abwärts und aufwärts überträgt.
8. Vorrichtung zur Verwendung bei einem Verfahren zum bidirektionalen Übertragen von elektronischen Daten in einem Femsehdaten-Kabelnetzwerk mit Segmenten, die jeweils mehrere Nutzerschnittstellen umfassen, wobei jedes der Segmente über eine Kabelverbindung mit einem Einspeisepunkt des Femsehdaten-Kabelnetzwerkes verbunden ist, mit: bl) einem Verarbeitungsmodul zum Verarbeiten digitaler Abwärts-Daten, mit:
- Auskopplungsmitteln zum Auskoppeln digitaler Abwärts-Daten aus der Kabelverbindung, die über einen Einspeisepunkt in die Kabelverbindung eingespeist sind; - Empfangsmitteln zum Empfangen der ausgekoppelten, digitalen Abwärts-Daten von den Auskopplungsmitteln;
- Demodulationsmitteln, die den Empfansgmittel nachgeschaltet sind, zum Demodulieren der ausgekoppelten, digitalen Abwärts-Daten; - einer zentralen Steuereinrichtung, welche Erzeugungsmittel zum Erzeugen von elektronischen Abwärts-Ferndaten aus den demodulierten, ausgekoppelten, digitalen Abwärts-Daten für eine Übertragung in einem Abwärts-Hochfrequenzband in einem oberen Grenzbereich einer Übertragungsbandbreite der Kabelverbin- düng;
- Modulationsmitteln zum Modulieren der elektronischen Abwärts-Ferndaten für das Abwärts-Hochfrequenzband; und
- Einkopplungsmitteln zum Einkoppeln der modulierten elektronischen Abwärts- Ferndaten in das Abwärts-Hochfrequenzband der Kabelverbindung; und b2) einem weiteren Verarbeitungsmodul zum Verarbeiten elektronisch erfaßter Nutzerdaten, mit:
- weiteren Auskopplungsmitteln zum Auskoppeln elektronisch erfaßter Nutzerdaten aus der Kabelverbindung, die über wenigstens eine Nutzerschnittstelle in die Kabelverbindung eingespeist sind; - weiteren Empfangsmitteln zum Empfangen der ausgekoppelten, elektronisch erfaßten Nutzerdaten von den weiteren Auskopplungsmitteln;
- weiteren Demodulationsmitteln, die den weiteren Empfansgmittel nachgeschaltet sind, zum Demodulieren der ausgekoppelten und empfangen, elektronisch erfaßten Nutzerdaten; - von der zentralen Steuereinrichtung umfaßten weiteren Erzeugungsmitteln zum
Erzeugen von elektronischen Aufwärts-Ferndaten aus den demodulierten, ausgekoppelten, elektronisch erfaßten Nutzerdaten für eine Übertragung in einem Aufwärts-Hochfrequenzband in dem oberen Grenzbereich der Übertragungsbandbreite der Kabelverbindung; - weiteren Modulationsmitteln zum Modulieren der elektronischen Aufwärts-
Ferndaten für das Aufwärts-Hochfrequenzband; und
- weiteren Einkopplungsmitteln zum Einkoppeln der modulierten elektronischen Aufwärts-Ferndaten in das Aufwärts-Hochfrequenzband der Kabelverbindung.
Vorrichtung nach Ansprach 8, g ek enn z e i c hn e t durch eine an die zentrale Steuereinrichtung gekoppelte Schrnttstelleneinmchtung zum Übertragen von mit Hilfe der zentralen Steuereinrichtung erzeugten lokalen elektronischen Daten in einem Abwärts- Frequenzband der Übertragungsbandbreite der Kabelverbindung, welches unterhalb des Abwärts-Hochfrequenzbandes gebildet ist.
10. Vorrichtung nach Ansprach 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine an die zentrale Steuereinrichtung gekoppelte Funk-Schnittstelleneinrichtung zum Übertragen von mit
Hilfe der zentralen Steuereinrichtung erzeugten lokalen elektronischen Daten über eine Funkverbindung.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch Verstär- kermittel zum Verstärken der elektronischen Abwärts-Ferndaten für das Abwärts- Hochfrequenzband und/oder der elektronischen Aufwärts-Ferndaten für das Aufwärts- Hochfrequenzband.
PCT/DE2003/003201 2002-09-25 2003-09-25 Verfahren und vorrichtung zum bidirektionalen übertragen von elektronischen daten in einem fernsehdaten-kabelnetzwerk WO2004030255A2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003277814A AU2003277814A1 (en) 2002-09-25 2003-09-25 Method and device for the bi-directional transmission of electronic data in a television data cable network
EP03769210A EP1547386A2 (de) 2002-09-25 2003-09-25 Verfahren und vorrichtung zum bidirektionalen übertragen von elektronischen daten in einem fernsehdaten-kabelnetzwerk
US10/529,073 US20060048203A1 (en) 2002-09-25 2003-09-25 Method and device for the bi-directional transmission of electronic data in a television data cable network

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10244928 2002-09-25
DE10244928.7 2002-09-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2004030255A2 true WO2004030255A2 (de) 2004-04-08
WO2004030255A3 WO2004030255A3 (de) 2004-07-29

Family

ID=31984109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/003201 WO2004030255A2 (de) 2002-09-25 2003-09-25 Verfahren und vorrichtung zum bidirektionalen übertragen von elektronischen daten in einem fernsehdaten-kabelnetzwerk

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060048203A1 (de)
EP (1) EP1547386A2 (de)
AU (1) AU2003277814A1 (de)
DE (1) DE10344753B4 (de)
WO (1) WO2004030255A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007046877A2 (en) * 2005-10-12 2007-04-26 Thomson Licensing Cable remodulator
BE1019677A3 (nl) * 2011-05-02 2012-09-04 Telenet N V Netwerkinterface-eenheid omvattende een geintegreerde lifeline-schakelaar.

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1949599A1 (de) * 2005-10-12 2008-07-30 Thomson Licensing Frequenzselektiver kabelreflektor
US10491361B2 (en) * 2017-10-31 2019-11-26 Cable Television Laboratories, Inc Systems and methods for full duplex amplification
US10658989B2 (en) * 2017-10-31 2020-05-19 Cable Television Laboratories, Inc Systems and methods for full duplex amplification

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2310113A (en) * 1996-02-12 1997-08-13 Northern Telecom Ltd A bi-directional communications network
US20020097674A1 (en) * 2000-09-22 2002-07-25 Narad Networks, Inc. System and method for call admission control

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5124980A (en) * 1989-03-20 1992-06-23 Maki Gerald G Synchronous multiport digital 2-way communications network using T1 PCM on a CATV cable
JPH0918855A (ja) * 1995-06-30 1997-01-17 Fujitsu Ltd 双方向ケーブルテレビシステム、ケーブルテレビ装置及び処理端末装置
US6014545A (en) * 1997-03-27 2000-01-11 Industrial Technology Research Institute Growable architecture for high-speed two-way data services over CATV networks
US6453473B1 (en) * 1998-09-15 2002-09-17 John C. Watson, Jr. Access device and system for managing television and data communications through a cable television network
US7496945B2 (en) * 2001-06-29 2009-02-24 Cisco Technology, Inc. Interactive program guide for bidirectional services

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2310113A (en) * 1996-02-12 1997-08-13 Northern Telecom Ltd A bi-directional communications network
US20020097674A1 (en) * 2000-09-22 2002-07-25 Narad Networks, Inc. System and method for call admission control

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007046877A2 (en) * 2005-10-12 2007-04-26 Thomson Licensing Cable remodulator
WO2007046877A3 (en) * 2005-10-12 2007-08-23 Thomson Licensing Cable remodulator
BE1019677A3 (nl) * 2011-05-02 2012-09-04 Telenet N V Netwerkinterface-eenheid omvattende een geintegreerde lifeline-schakelaar.
NL2008740A (nl) * 2011-05-02 2012-09-05 Telenet N V Netwerkinterface-eenheid omvattende een geã¯ntegreerde lifeline-schakelaar.

Also Published As

Publication number Publication date
DE10344753A1 (de) 2004-04-08
EP1547386A2 (de) 2005-06-29
US20060048203A1 (en) 2006-03-02
WO2004030255A3 (de) 2004-07-29
AU2003277814A1 (en) 2004-04-19
AU2003277814A8 (en) 2004-04-19
DE10344753B4 (de) 2005-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19702350B4 (de) Zentralknoten-Konverter zur Verbindung mit einem Anschluss eines Haus-Netzwerks, das mit einem Koaxialkabel verbunden ist und Verfahren zur Kommunikation
US7904932B2 (en) Wideband node in a CATV network
US7209497B2 (en) System and method for spectral node splitting in a hybrid fiber optic-coaxial cable network
US20080040764A1 (en) System, apparatus and method for expanding the operational bandwidth of a communication system
DE60313542T2 (de) Einheitliches passives Rundfunk-/Kommunikationsnetzwerk
DE60215222T2 (de) Hybrider faseroptischer und koaxialkabelnetzwerkknoten mit einem kabelmodemabschlusssystem
DE202007017887U1 (de) Verzerrungs- und Rauschunterdrückungssystem für HFC (Hybrid Fiber Coax)-Netzwerke
EP0786176B1 (de) Hybrides lichtwellenleiter- und koaxialleitungs- teilnehmeranschlussnetz
DE10344753B4 (de) Verfahren zum bidirektionalen Übertragen von elektronischen Daten in einem Fernsehdaten-Kabelnetzwerk
DE19719425A1 (de) System zur optischen Übertragung von Informationen
DE19701888A1 (de) System zur optischen Übertragung von Informationen
DE19531118A1 (de) Elektrisches Übertragungssystem, mit einem Breitbandverteilnetz für TV- und Audio-Signale, und mit einer Möglichkeit für interaktive Dienste
EP1342372B1 (de) System und verfahren zur erweiterung der operativen bandbreite eines übertragungssystems
DE602004005840T2 (de) Verfahren und modem zur datenkommunikation in kabelfernsehnetzwerken
EP0710024A2 (de) Hausnetz zur Anbindung von Teilnehmern an ein öffentliches Verteilnetz für Video- und/oder Audiosignale
DE102017128638A1 (de) Remote-PHY in einem BK-Node
DE4405460C1 (de) Anschlußleitungsnetz
DE69736763T2 (de) Verbesserte bidirektionale Übertragungsstrecke in einem Kabelfernsehsystem
DE4435767A1 (de) Breitbandinformationssystem für Verteildienste und interaktive Dienste
EP0848569B1 (de) Diensteintegrierendes Kommunikationsnetzwerk im Zugangsbereich
DE4425197C2 (de) Verfahren zur Rückkanalübertragung in Breitbandverteilnetzen
EP1608168A1 (de) Netzknotenvorrichtung und Verfahren
EP1376912A1 (de) Verfahren zur Versorgung von Teilnehmern eines Datenverteilnetzes mit Multimedia-Datenströmen sowie Datenverteilnetz und Verteilpunkte hierfür
DE10056390A1 (de) Breitbandkabelnetz, Netzwerkinterfacegerät für ein Breitbandkabelnetz und Verfahren zur Übertragung von Daten
EP1347643A1 (de) System zum Verteilen von Fernsehprogrammen und zum Durchführen von Kommunikationsdiensten

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003769210

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006048203

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10529073

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003769210

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10529073

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2003769210

Country of ref document: EP