专利名称：用于对hfc网络中的入口噪声进行远程监控的系统的制作方法
本申请以2000年12月14日提交的美国临时专利申请(申请号No.60/255,691)“Method of Attaching a Broadband Test Point in HFCNetwork(在HFC网络中附加宽带测试点的方法)”为在先申请。
背景技术：
本发明通常涉及双向有线电视(CATV)网络，并且更具体地，涉及用于在网络内附加宽带测试点以监控网络中的入口噪声的方法及设备。
图1是使用用于数据传输的调制解调器的典型双向CATV网络的一部分的框图。应当理解，图1中所示的网络10包含于其中是为了辅助解释本发明，且仅仅是许多CATV网络结构的典型范例。网络10始于集线器12，止于用户电缆调制解调器26。在大型网络中，头端为许多集线器服务。在较小的网络中，网络可以止于集线器12，其中集线器12本身是头端。集线器12通常包含从用户调制解调器26发送并接收数据的调制解调器终止系统。集线器12通过光纤线14与分配节点16相连。集线器12通常可以支持最多80个分配节点16。每一节点16通常通过同轴电缆分支线18与许多双向放大器20相连。然后，每一双向放大器20与至少一个分接头22相连。每一分接头22最终通过同轴电缆引入线24与调制解调器26相连。其它电缆设备，如机顶盒、电视、以及嵌入式媒体终端适配器，可以在网络10的下游末端出现，补充或代替调制解调器26。
这里使用的术语“上游”指(1)位于网络上的参考点和集线器12之间的网络10的部分；和(2)网络中向集线器的方向上传播的信号。相反，“下游”指(1)位于参考点和电缆集线器26之间的网络10的部分；和(2)网络中在远离集线器12的方向传播的信号。
这种类型的CATV网络通常指混合光纤-同轴(HFC)网络或设备，因为它们包括光纤线(通常位于集线器12和节点16之间)和同轴电缆线(通常位于节点16的下游)的组合。这里，术语CATV网络、CATV设备(plant)、HFC网络和HFC设备可互换使用，并应当理解，它们通常指上面描述且在图1中显示的类型的网络。
入口噪声在HFC网络中仍然是问题。入口噪声可以从许多源引入，如来自在住所中接近开路或松散的电缆连接情况下使用的电器设备的RF辐射、网络电缆上的无线电传输、以及来自电子设备通过电缆接地进入的RF干扰。理想地，通过以光纤线代替HFC网络的同轴部分，可以极好地减少或消除这种噪声。然而，将整个HFC网络换成光纤技术目前在经济上是不可行的。因为随着数据向上游移动至集线器12，引入线24和分支28中的入口发生积累，所以上游方向上的入口噪声尤其严重。阻碍或减少这种入口的第一步是确定网络10的哪一部分在入口噪声的源中。
现在，只在集线器12或大型网络的头端处持续地监控入口噪声。当检测到入口噪声时，派遣技术员通过手动将入口监控接口连接到位于沿网络10的不同位置的测试点，从而隔离入口源，其中网络10包括节点16、放大器20以及分接头22。这种隔离HFC网络中的入口的方法费时费工。因此，需要一种在HFC网络中定位入口的更为有效且性价比高的方法。
附图简要说明下面将结合附图描述本发明，其中相同的数字指代相同的元件，其中图1是显示典型HFC网络的简化框图；
图2显示了放大器和分接头的简化框图，其中根据本发明，分接头具有通过供电通路接收来自分接头的电能的BTP；图3显示了图2中显示的设备的变例，其中BTP被定位并接收来自建筑物的供电；图4显示了直接接合入分支线的独立BTP的简化框图；图5显示了具有内置BTP的节点；和图6显示了具有内置BTP的放大器。
发明内容
本发明包含用于监控HFC网络中的入口的系统，该HFC网络具有集线器、用于监控HFC网络状态的域管理器、光纤线、以及沿光纤线放置的节点。该系统包括遥远地位于节点处或节点下游的BTP。BTP包括入口监控接口，其与HFC网络相连，用于检测来自接口下游的HFC网络中的入口。BTP还包括调制解调器，其与域管理器通信以传输检测的入口信息。
优选实施例的详细描述下面的详细说明仅提供优选实施例，而不限定本发明的范围、适用性、或结构。下面对优选实施例的详细说明将为本技术熟练人员提供实现本发明优选实施例的说明。应当理解，在不脱离所附权利要求提出的本发明的精神和范围的情况下，可以在功能以及元件的安排上作出多种改动。
图2显示了本发明的第一优选实施例，其中包括经过改动以支持BTP30的分接头22。优选地，分接头22刚好位于放大器20的下游，使得BTP30可以对分接头22所在的分支18的所有入口源进行监控。分支18进入分接头22的下游末端，并由双工器(diplexer)分为AC电源线34和RF线36。同现有技术一样，分接头22包括面向上游的定向耦合器40，其被配置为仅在上游方向来回通过信号。面向上游的定向耦合器40与一系列分路器42相连，这些分路器42将线路分为多条(本例中是8)引入线24，大多数引入线24可用于连接用户终端(未显示)。一条引入线24与位于BTP30中的调制解调器62相连，这里将详细描述BTP30的功能。
分接头22还包括面向下游的定向耦合器56，耦合器56通过同轴线58与位于BTP30中的入口监控接口60相连。入口监控接口60与面向下游的定向耦合器56相连，以监控从定向耦合器56进入网络10下游的入口。在本实施例中，面向下游的定向耦合器56优选地位于面向上游的定向耦合器40的上游，使得入口监控接口60可以监控引入线24中的入口噪声。
由入口监控接口60收集的入口信息通过调制解调器62传达给位于集线器12或头端(见图1)中的域管理器，其中调制解调器62通过HFC网络向上游发送信号。图2中显示的BTP结构可以在网络中各处的多个点重复，从而为网络中各处的多个点提供实时入口数据，并使得无需派遣技术工人执行手工现场测试便可隔离入口源。
BTP30可以以任一便利的方法供电。优选的为BTP30供电的方式将依赖于网络结构。在图2中，显示BTP30通过供电通路接收来自AC线34的贯穿线64的电力，它优选地包含双绞线。可以通过复用同轴线58、24之一而向BTP30供电，其中同轴线58、24馈电给入口监控接口60和调制解调器62。BTP30可以以任一方便的方法安装，如绞合安装或加座安装。
在分接头22安装BTP30通常需要将已存在的分接头划线平板替换为改进的划线平板，以适应面向下游的定向耦合器56并使得可以提供另外的引入线24，以使分接头22无需转移用户便可适应用于BTP的调制解调器62。为提供改进的划线平板而需要的改进在本技术领域普遍常识范围内。
因为只需要替换相对便宜的元件分接头划线平板，所以图2所示的本发明的实施例优选地用于对现存的HFC网络上的BTP30改型的应用中。另外，由于本实施例介绍的上游及下游RF级引入线很可能在直接位于分接头22上游的放大器20的AGC(自动增益控制)容许范围内，所以本实施例不一定需要网络重构或另外安装放大器。
现在参考图3，显示了图2中显示的本发明的改进的实施例。在这个实施例中，BTP30位于一建筑68中，该建筑68通过电源线70向BTP30供电。由于这个改进需要在每个放置BTP30的分接口22处进入建筑，所以它适于有限制的试使用，但是不太适于BTP30的普遍持久部署。
图4显示了本发明的第一替代实施例，其中替代优选实施例中的相同元件由以100递增的附图标记代表(例如，图2中的BTP30对应图4中的BTP130以及图5中的BTP230)。图4显示了直接接合入分支线118的绞合安装的BTP130。分支线118进入BTP130，并被双工器分为AC线134和RF线136。面向下游的定向耦合器140安装在RF线136上，并与入口监控接口160相连。面向上游的定向耦合器156安装在面向下游的定向耦合器140的上游的RF线136上，并与调制解调器162相连。
放大器120优选地直接位于BTP130的上游，以捕获来自网络的分支线118上的所有源的入口。在这里和权利要求书中使用的术语“直接位于上游”的意思是在放大器120和BTP130之间的分支线118上没有其它元件，如分接头。
通过贯穿AC线134以及交流/直流变压器172以及电源线164的供电通路向BTP130供电。变压器172尽管只在图4中显示了，但在每一实施例中都是必须的，用来将网络中的交流电转换为各种BTP结构中的直流电。但是，变压器172经常被整合入BTP中，因此在其它实施例中没有显示为独立的元件。
在BTP130的下游末端，AC线134和RF线136由双工器138重新结合并在分支线118的下游引出。本发明的该实施例提供了与图2中所示的实施例相同的功能，而无需改动分接头22，但是由于该实施例又向网络引入了两个定向耦合器，所以很可能需要设备重新校准或另外的放大。可选的，为了得到一致的增益，绞合安装的BTP130可以包括内部上游和/或下游放大器(未显示)。
图5中显示了本发明的第二替代实施例，它包括改进的节点216。改进的节点包括内置BTP230。与现有技术一样，节点216将流经光纤线214的光转换为电信号，将线分离为多条同轴分支线218，并放大下游信号。包含四个分支线218是示例性的。当然可能有其它数目的分支线218。
光纤线214与光纤接收器282和光纤发射器280相连。光纤接收器282将下游光信号转换为电信号，并通过同轴线286将其引出接收器282。然后同轴线286被一系列分路器242分为四条线286。放大器278通常位于四条线286的每一个上，用来增加下游信号的强度。在放大后，每一下游同轴线286通过双工器238，并在一个分支线218中被引出节点216。
上游电信号通过四条分支线218之一进入节点216、流经双工器238(其将电信号与下游信号分离)以及四条上游同轴线284之一。四条上游同轴线284由分路器242联结为单个同轴线284。然后光纤发射器280将上游电信号转换为光信号，光信号通过光纤线214被引出发射器280。
根据本发明，节点216包括具有入口监控接口260和调制解调器262的BTP230。面向下游的定向耦合器240位于分路器242下游的每一下游信号同轴线286上。每一面向下游的定向耦合器240通过线276与入口监控接口260相连。该结构保证了入口监控接口可以分别单独监控在四个分支线218的每一个中的节点216下游的入口。面向上游的定向耦合器256优选地位于分路器242和发射器280之间的同轴线284上，并通过线258与调制解调器262相连。优选地通过供电通路由节点216向BTP230内部供电。
图6显示了将BTP330结合入放大器320。由于信号通过同轴分支线318进入和引出放大器320，所以在放大器320中，正向及反向放大器382、380分别替代了光纤接收器和发射器282、280。放大器320其它部分在结构上与节点216非常相似，因此不详细说明。
由于图5和图6中显示的的实施例将要向HFC网络增加的定向耦合器的数目以及替换节点及放大器的成本，这些实施例最适于在安装新的网络时使用，而不是对现存网络进行改进时使用。
尽管上面结合特定的设备描述了本发明的原理，但应当理解，本说明书只是通过例子而给出的，并不是对本发明的范围的限定。
权利要求
1.一种用于监控HFC网络中的入口的系统，该HFC网络具有集线器、用于监控HFC网络状态的域管理器、光纤线、以及沿光纤线放置的节点，该监控系统包括BTP，其遥远地位于节点处或节点下游，该BTP包括入口监控接口和调制解调器，其中入口监控接口与HFC网络相连以检测来自接口下游的HFC网络中的入口，调制解调器与域管理器通信以传输检测到的入口信息。
2.如权利要求1的系统，其中HFC网络进一步包括分接头，其与HFC网络相连并位于所述节点下游，且入口监控接口和调制解调器在分接头处与HFC网络相连。
3.如权利要求2的系统，其中分接头包括面向上游的定向耦合器和面向下游的定向耦合器，入口监控接口与面向下游的定向耦合器相连，且调制解调器与面向上游的定向耦合器相连。
4.如权利要求3的系统，其中面向上游的定向耦合器位于面向下游的定向耦合器的下游。
5.一种HFC网络，具有集线器、用于传输RF信号的多条线、以及用于监控入口的系统，该HFC网络包括分接头，其具有用于传输RF信号的RF线、位于RF线上的面向上游的定向耦合器、和位于RF线上的面向下游的定向耦合器；和BTP，其包括入口监控接口和调制解调器，其中该入口监控接口与面向下游的定向耦合器相连以检测在入口监控接口下游的HFC网络中的入口，调制解调器与域管理器通信以传输检测到的入口信息。
6.如权利要求5的HFC网络，其中分接头进一步包括用于传输交流电的AC线，且BTP接收来自AC线的交流电。
7.如权利要求6的HFC网络，其中交流电通过双绞线由AC线传输至BTP。
8.如权利要求5的HFC网络，其中面向下游的耦合器位于面向上游的耦合器的上游。
9.如权利要求5的HFC网络，其中BTP位于建筑物中，且接收来自建筑物的交流电。
10.如权利要求5的HFC网络，进一步包括位于HFC网络上的直接在分接头上游的放大器。
11.如权利要求5的HFC网络，其中多条线包括光纤线、与光纤线耦合的节点、和从节点下游延伸的至少一条分支线，且分接头与分支线相连并位于节点下游。
12.一种用于监控HFC网络中的入口的系统，该HFC网络具有集线器、域管理器、以及用于传输RF信号的多条线，该系统包括BTP，其与HFC网络相连并远离集线器放置，该BTP包括面向下游的定向耦合器、面向上游的定向耦合器、与面向下游的定向耦合器相连以检测网络中的入口的入口监控接口、和与面向上游的定向耦合器相连以与域管理器通信的调制解调器。
13.如权利要求12的系统，其中BTP进一步包括变压器单元，用于将交流电转化为直流电。
14.如权利要求12的系统，进一步包括放大器，其直接位于网络上BTP的上游。
15.一种具有用于监控入口的系统的HFC网络，包括节点，其具有从下游延伸的分支线、从上游延伸的光纤线、位于分支线上的面向下游的定向耦合器、和面向上游的定向耦合器；和BTP，其与节点相连且具有入口监控接口和调制解调器，调制解调器与面向上游的定向耦合器相连，且入口监控接口与面向下游的定向耦合器相连以监控分支线中的入口。
16.如权利要求15的HFC网络，其中面向上游的定向耦合器位于面向下游的定向耦合器的下游。
17.如权利要求15的HFC网络，其中节点包括多条分支线以及位于各分支线上的面向下游的定向耦合器，且入口监控接口与各面向下游的定向耦合器相连以独立地监控各分支线中的入口。
18.一种具有用于监控入口的系统的HFC网络，包括放大器，其具有从下游延伸的至少一条分支线和位于分支线上的面向下游的定向耦合器、和面向上游的定向耦合器；和BTP，其与节点相连且具有入口监控接口和调制解调器，调制解调器与面向上游的定向耦合器相连，且入口监控接口与面向下游的定向耦合器相连以监控分支线中的入口。
19.如权利要求18的HFC网络，其中面向上游的定向耦合器位于面向下游的定向耦合器的下游。
20.如权利要求19的HFC网络，其中放大器包括多条分支线及位于各分支线上的面向下游的定向耦合器，且入口监控接口与每一面向下游的定向耦合器相连以独立地监控各分支线中的入口。
全文摘要
提供了一种用于监控双向HFC网络中的入口的系统，该双向HFC网络具有位于集线器处的用于监控网络状态的域管理器、光纤中继线、以及沿中继线放置的一系列节点。该监控系统含有位于分接头处的BTP(宽带测试点)，BTP与节点或放大器结合，或作为独立设备而绞合安装。BTP包括入口监控接口和调制解调器，入口监控接口通过面向下游的定向耦合器与HFC网络相连，用于检测来自接口的网络下游中的入口，调制解调器通过面向上游的定向耦合器与网络相连。调制解调器与域管理器通信，以传输检测的入口信息。
文档编号H04N17/00GK1484904SQ01820583
公开日2004年3月24日 申请日期2001年12月14日 优先权日2000年12月14日
发明者迪安·斯托内巴克, 杰伊·施特拉特尔, 瑞查德·格雷什科, 格雷什科, 施特拉特尔, 迪安 斯托内巴克 申请人:通用仪表公司