专利名称：用于下行和上行信号的放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及按照权利要求1的放大器。
背景技术：
用于下行和上行信号的放大器特别用于电缆网络中。其中下行信道取用一种频带的形式，在所述频带内下行信号从中央分配器节点向多个接收机例如机顶盒传输。为了从接收机向分配器节点向回传送信号，提供上行信道，其由和下行信道的频带不同的频带构成。这样，借助于利用不同的频带，例如可以利用同轴电缆或在电缆或光网络中的光波导沿不同的方向传输信号。
为了简明，下面只参照“电缆网络”或“电缆系统”进行说明，但是这些不应当理解为是限制性的术语。在原理上，本发明的技术也能被有利地用于光网络。
在电缆网络中，按照惯例，上行信道用于例如从机顶盒向“头端”或分配器节点传送控制信息。控制信息在那里可以被估算。在所谓的电缆调制解调器的情况下，上行信道具有特殊的意义。这些调制解调器使用下行信道进行下载数据，使用上行信道进行加载数据。
在德国，目前的电缆网络利用两个不同的约定来规定用于传输下行信号和上行信号的频率范围的再分。按照第一个约定，从5到30MHz的频谱被用作上行信道，或上行范围，47到862MHz的频谱用作下行信道或下行范围。因而显然下行信道比上行信道具有更多的可用带宽。下行带宽主要用于传输信息信号。在德国通常使用的第二个约定中，上行信道的范围是5到65MHz，而下行信道的范围是85到862MHz。即，下行信道的带宽减小了一些，上行信道的带宽比第一种类型的细分大了一些。
按照惯例，可用于信号传输的频谱的再分是由国家和标准规定的。因而对于美国的电缆网络，其频谱的再分和德国不同。
在开头所述的用于电缆网络的放大器通常适用于特定类型的频率再分。这是不利的，因为这意味着必须提供适用于在不同的国家、不同的电缆网络中使用的放大器。此外，这种放大器的成本高，因为它们的元件例如在下行信道中的滤波器和放大元件必须和在上行信道中的这些元件分离。另一个实质性的缺点在于，上行信道的带宽比下行信道的带宽窄得多，并且这不能被容易地改变。改变各个传输范围的带宽涉及大量的技术努力，尤其是频率确定元件的更换。
图2表示用于电缆网络的一种已知的放大器的示例的实施例。其包括两个用于下行信号和上行信号的几乎完全分离的信号通路。下行输入信号50借助于第一高通滤波器54被发送给下行放大器单元58。其输出信号通过第二高通滤波器62发出，并从第二高通滤波器作为放大器的下行输出信号66例如被发送给接收机例如在电缆网络中的机顶盒。与此相反，例如来自机顶盒的上行输入信号68通过第一低通滤波器64到下一个元件即上行放大器单元60。放大器60的输出和第二低通滤波器56相连，第二低通滤波器把放大的信号以上行输出信号52的形式发送给接收机例如电缆网络中的分配器节点。
出于经济的原因，在这种放大器中，使下行和上行信道的元件适用于要被处理的信号的带宽。结果，使得限制的频率因而通带是永久固定的，因而这种放大器只能用于极为特定类型的频率再分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于下行和上行信号的放大器，其可以适用于不同类型的频率再分，而不需要精细的技术测量。
所述目的是通过具有在权利要求1给出的特征的放大器实现的。由从属权利要求，可以明显地看出这种放大器的优选实施例。
本发明的基本构思在于，被提供用于处理下行信号的放大器的元件至少部分地也用于上行信号。因为下行信号，尤其是在电缆网络中，具有比上行信号大得多的带宽，此外，还处于较高的频率范围内，被提供用于处理下行信号的元件被相应地设计，因而在原理上也适用于处理上行信号。特别是，用于下行信号的放大器单元一般是宽带放大器，其可以有利地同样用于放大上行信号。本发明使得能够取消昂贵的元件，即用于上行信号的放大器单元。结果，构成一种更经济的放大器，和用于下行和上行信号的常规的放大器相比，其需要较少的元件，同时保留了相同级别的功能。此外，按照本发明的放大器是灵活的，因而可以更容易地使之适用于频率范围内的改变，例如改变的通带。这些改变可以只通过改变滤波器来实现，使得它们的传输带宽通过限制按照所需的修改调节的频率来限定。
具体地说，本发明涉及一种放大器，尤其用于电缆网络用于利用不同的频带传输的下行和上行信号，所述放大器包括-第一和第二连接器，-用于下行和上行信号的公共放大器单元，-第一和第二下行信号滤波器，以及-第一和第二上行信号滤波器。
放大器单元的输入端和第一下行信号滤波器的输出端以及第一上行信号滤波器的输出端相连，放大器单元的输出端和第二下行信号滤波器的输入端以及第二上行信号滤波器的输入端相连；第一连接器和第二上行信号滤波器的输出端以及第一下行信号滤波器的输入端相连，而第二连接器和第二下行信号滤波器的输出端以及第一上行信号滤波器的输入端相连。这种放大器可以有利地用于例如已经存在的电缆网络中或新的电缆系统中，还可以用于光网络中。
另外，下行信号和上行信号滤波器中的每个可以包括多个串联与/或并联的滤波器。在这种情况下，提供第一组滤波器用于构成用于下行信号的至少一个串联与/或并联电路，并提供第二组滤波器用于构成用于上行信号的至少一个串联电路。即特定的信号方向不必和滤波器的特定类型相关。在原理上，可以连接任意组的滤波器，用于传输下行信号和上行信号。
所述放大器单元可以是一种带宽放大器。其增益特性应当包括含有用于下行和上行两种信号的频带的频率范围。
在第一连接器和相邻的电路元件之间，即在第二上行信号滤波器的输出和第一下行信号滤波器的输入之间，可以在电路中插入一个均衡器，以便使所述电路适用于和其相连的传输线，特别是同轴电缆。
因此在上行路由中可以连接一个附加的信号块，可以在放大器单元的输入和第一上行信号滤波器的输出之间提供一个信号结合装置。
还可以在电路中在放大器单元的输入和信号结合装置之间设置一个信号电平调节装置，其例如用于调节上行信号的电平。优选地，所述放大器处理电信号。另外，不过，其也可以处理光信号。
按照本发明的放大器的一种优选的应用是作为电缆网络的一部分。同样有利的是，按照本发明的放大器可用于光网络中。
下面参照用于下行和上行信号的放大器的示例的实施例说明本发明，借助于
这些实施例，其中图2表示在电缆网络中的例如在现有技术中已知的用于下行和上行信号的放大器；而图1表示按照本发明的用于下行和上行信号的放大器的示例的实施例。
关于图2，参看在本说明的引言部分给出的说明。
具体实施例方式
图1所示的放大器被设计用于电缆网络。其包括第一连接器10，其用作下行信号的输入和上行信号的输出。连接器10和第一同轴电缆(未示出)相连，因此其可以和电缆网络的分配器节点交换信号。均衡器12用于在可用于传输下行和上行信号的整个频带上线性化同轴电缆的幅值响应。
下行信号从均衡器12通过第一高通滤波器28发送给宽带放大器单元16的输入端。第一高通滤波器28从接收的信号频谱中滤出下行信号。因而，第一高通滤波器28的通带基本上相应于下行信号的频率范围。
在由宽带放大器单元16放大下行信号之后，这些信号通过第二高通滤波器18滤波，并使之成为可为放大器的第二连接器20利用的信号。第二同轴电缆(未示出)和第二连接器20相连，这使得放大器例如能够和与电缆网络相连的终端装置例如机顶盒或电缆调制解调器通信，或者和分配器节点或另一个放大器通信。
因而第二连接器20作为下行信号的输出和上行信号的输入。相应地，借助于第二同轴电缆接收的信号频谱借助于第二连接器20通过第一低通滤波器22被发送。这样便滤波接收的上行信号并将其传递给信号结合装置24。
信号结合装置24用于把附加的信号或信号块结合在上行信号流中。提供信号电平调节装置26，其在电路中跟随信号结合装置24，用于调节上行信号的电平。优选地，要借助于信号结合装置24引入的信号是经过频谱转换的信号块，就其频谱而言，其表示其全部的上行信号。结果，借助于例如在电缆网络的终端站进行合适的再转换，可以恢复附加的被结合信号的原始内容。
考虑图1所示的放大器是电缆网络中的分配点的情况，将发生如下的事件。来自用户端的上行信号到达这个分配点。因此，借助于信号结合装置24，相同类型的信号可被结合在上行信号流中，而不影响来自用户端的上行信号，要被结合的信号必须在频率与/或时间上被移位。这可以在这里未示出的辅助装置上实现。然后，进行过合适的时移或频移的信号借助于信号结合装置24被结合在上行信号流中，而对来自用户端的上行信号无任何影响。然后，可以使用信号电平调节装置26的一种用途，即，调节在放大器单元16的输入端的上行信号的电平。
上行信号从信号电平调节装置26被发送给宽带放大器单元16的输入端，在那里它们被放大，并借助于第二低通滤波器14被继续发送给均衡器12。均衡器预校正其收到的放大的上行信号，使得它们成为能够被在第一连接器10的元件利用的。然后，借助于第一同轴电缆，可以把上行信号发送给例如分配器节点或放大站(它们在图中都未示出)。
标号表10第一连接器12均衡器14第二上行信号滤波器(第二低通滤波器)16放大器单元(宽带放大器单元)18第二下行信号滤波器(第二高通滤波器)20第二连接器22第一上行信号滤波器(第一低通滤波器)24信号结合装置26信号电平调节装置28第一下行信号滤波器(第一高通滤波器)50下行输入信号52上行输出信号54第一高通滤波器56第二低通滤波器58下行放大器单元60上行放大器单元62第二高通滤波器64第一低通滤波器66下行输出信号68上行输入信号
权利要求
1.一种放大器，尤其用于下行和上行信号，尤其用于电缆网络，其中所述信号利用不同的频带被传输，所述放大器包括-第一和第二连接器(10，20)，-用于下行和上行信号的公共放大器单元(16)，-第一和第二下行信号滤波器(18，28)，-第一和第二上行信号滤波器(14，22)，其中放大器单元(16)的输入端和第一下行信号滤波器(28)的输出端以及第一上行信号滤波器(22)的输出端相连；放大器单元(16)的输出端和第二下行信号滤波器(18)的输入端以及第二上行信号滤波器(14)的输入端相连；第一连接器(10)和第二上行信号滤波器(14)的输出端以及第一下行信号滤波器(28)的输入端相连；以及第二连接器(20)和第二下行信号滤波器(18)的输出端以及第一上行信号滤波器(22)的输入端相连。
2.如权利要求1所述的放大器，其特征在于，下行信号和上行信号滤波器(14，18，22，28)中的每个包括至少一个串联与/或并联的由多个滤波器构成的电路，使得在所述至少一个串联与/或并联电路中提供第一组多个滤波器，用于下行信号，并在所述至少一个串联与/或并联电路中提供第二组多个滤波器，用于上行信号。
3.如前面的权利要求之一所述的放大器，其特征在于，所述放大器单元(16)是一种带宽放大器单元。
4.如前面的权利要求之一所述的放大器，其特征在于，在第一连接器(10)和相邻的电路元件之间，即在第二上行信号滤波器(14)的输出和第一下行信号滤波器(28)的输入之间，设置有一个均衡器(28)。
5.如前面的权利要求之一所述的放大器，其特征在于，在放大器单元(16)的输入和第一上行信号滤波器(22)的输出之间提供有一个信号结合装置(24)，用于把附加的信号结合在上行信号流中。
6.如前面的权利要求之一所述的放大器，其特征在于，在电路中放大器单元(16)的输入和信号结合装置(24)之间包括一个信号电平调节装置(26)。
7.如前面的权利要求之一所述的放大器，其特征在于，所述放大器处理电信号。
8.如前面的权利要求之一所述的放大器，其特征在于，所述放大器处理光信号。
9.如权利要求1-7之一所述的放大器在电缆网络中的应用。
10.如权利要求1-6和8之一所述的放大器在光网络中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种放大器，尤其用于下行和上行信号，尤其用于电缆网络，其中所述信号利用不同的频带被传输，所述放大器包括第一和第二连接器(10，20)，用于下行和上行信号的公共放大器单元(16)，第一和第二下行信号滤波器(18，28)，第一和第二上行信号滤波器(14，22)，其中放大器单元(16)的输入端和第一下行信号滤波器(28)的输出端以及第一上行信号滤波器(22)的输出端相连；放大器单元(16)的输出端和第二下行信号滤波器(18)的输入端以及第二上行信号滤波器(14)的输入端相连；第一连接器(10)和第二上行信号滤波器(14)的输出端以及第一下行信号滤波器(28)的输入端相连；以及第二连接器(20)和第二下行信号滤波器(18)的输出端以及第一上行信号滤波器(22)的输入端相连。
文档编号H04L25/24GK1586047SQ02822571
公开日2005年2月23日 申请日期2002年12月4日 优先权日2001年12月5日
发明者雷纳·施米特, 伯恩哈德·施塔沙伊特, 京特·维德拉 申请人:通用仪器公司