专利名称：基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备。
背景技术：
光纤同轴电缆混合网(HFC)中的上行、下行信号通过公共楼宇设置的通信网传输，混入各种噪音，这种噪音会丢失网络的数据，并影响其服务的提供。并且其它现有运营商已经占有的频段，如果和电缆调制解调器传输系统(CMTS)里传送的网络服务频段一致时，就不能提供网络服务。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以有效消除HFC网服务频段中的噪音，使现有HFC网里传送的网络服务更稳定，并可以进行上下行频率的变更，可持续提供服务的基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案一种用于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于它包括下行信号传送模块120、上行信号传送模块135、两个微型控制单元200、300、频道监视功能模块160和两个双向频带复用器100a、100b；下行信号传送模块120分别与双向频带复用器100a和双向频带复用器100b相连接；上行信号传送模块135由调谐器130构成，它分别与双向频带复用器100a和下行信号传送模块120相连接，调谐器130由微型控制单元300进行控制；频道监视功能模块160由微型控制单元200进行控制，微型控制单元200同时与下行信号传送模块120相连接。
下行信号传送模块120包括一调谐器105，一表面声波滤波器110，一分配器112和一调谐器115，它们之间依次串联，一自动增益控制器117连接在分配器112和调谐器105之间，形成一个负反馈回路，双向频带复用器100a与下行信号传送模块120中的调谐器105相连接，双向频带复用器100b与下行信号传送模块120中的调谐器115相连接；调谐器130与调谐器115相连接，微型控制单元200分别与下行信号传送模块120中的调谐器105和调谐器115相连接。
频道监视功能模块160，包括依次串联的一调谐器140，一表面声波滤波器145和一自动增益控制器150，调谐器140和自动增益控制器150相连接；微型控制单元200分别与频道监视功能模块160中的调谐器140和自动增益控制器150相连接。
调谐器105包括依次串联的低通滤波器205、自动增益控制器210、放大器215、混合器220a、带通滤波器225a、带通滤波器230、放大器225b、混合器220b、带通滤波器225c、放大器235和带通滤波器240，一与混合器220a相连接的振荡器245，一与混合器220b相连接的振荡器250，一分别与振荡器245和振荡器250相连接的锁相环电路260，微型控制单元300与调谐器105中的锁相环电路260相连接，双向频带复用器100a和自动增益控制器117分别与调谐器105中的低通滤波器205相连接，表面声波滤波器110与调谐器105中的带通滤波器240相连接。
调谐器140包括依次串联的低通滤波器205、自动增益控制器210、放大器215、混合器220a、带通滤波器225a、放大器230、带通滤波器225b、混合器220b、带通滤波器225c、放大器235和带通滤波器240，一与混合器220a相连接的振荡器245，一与混合器220b相连接的振荡器250，一分别与振荡器245和振荡器250相连接的锁相环电路260，微型控制单元200与调谐器140中的锁相环电路260相连接，表面声波滤波器145与调谐器140中的带通滤波器240相连接，自动增益控制器150与调谐器140中的低通滤波器205相连接。
调谐器115包括依次串联的带通滤波器305、低噪音放大器310、混合器315a、带通滤波器320a、放大器325、带通滤波器320b、放大器330、混合器315b、衰减速调节器335、低通滤波器340，一与混合器315a相连接的振荡器345，一与混合器315b相连接的振荡器350，一分别与振荡器345和振荡器350相连接的锁相环电路355，微型控制单元200与调谐器115中的锁相环电路355相连接，双向频带复用器100b与调谐器115中的低通滤波器340相连接，分配器112与调谐器115中带通滤波器305相连接，调谐器130与调谐器115中的低通滤波器340相连接。
调谐器130包括依次串联的低通滤波器400a、低噪音放大器405、混合器410a、表面声波滤波器415、放大器420、衰减速调节器425、放大器430、混合器410b和低通滤波器400b，一与混合器410a和混合器410b相连接的振荡器440，一与振荡器440相连接的锁相环电路450，微型控制单元300与调谐器130中的锁相环电路440相连接，双向频带复用器100a与调谐器130中的低通滤波器400a相连接，调谐器115中的低通滤波器340与调谐器130中的低通滤波器400b相连接。
本发明的优点是1、本发明通过输入输出可变性在现有网络服务频率中有噪音时消除输入频率的噪音，并把信号移动到没有噪音的频段，从而提供稳定的网络服务。2、当要使用的频率已经被其它运营商或其它用途选定时，通过频率可变性提供方便的网络服务。
图1为本发明整体的模块图。
图2为本发明中调谐器105和调谐器140的内部结构图。
图3为本发明中调谐器115的内部结构图。
图4为本发明中调谐器130的内部结构图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明所述的双向信号稳定设备包括下行信号传送模块120、上行信号传送模块135、两个微型控制单元(MCU)200、300、频道监视功能模块160和两个双向频带复用器100a、100b，其中下行信号传送模块120分别与双向频带复用器100a和双向频带复用器100b相连接，双向频带复用器100a、100b各自接入HFC网。上行信号传送模块135由调谐器130构成，它分别与双向频带复用器100a和下行信号传送模块120相连接，调谐器130由微型控制单元300进行控制。频道监视功能模块160接入有线电视网(CATV网)，它由微型控制单元200进行控制。微型控制单元200同时也与下行信号传送模块120相连接。
下行信号传送模块120包括一调谐器105，一表面声波滤波器(SAW Filter)110，一分配器112和一调谐器115，它们之间依次串联。一自动增益控制器117连接在分配器112和调谐器105之间，形成一个负反馈回路。双向频带复用器100a与下行信号传送模块120中的调谐器105相连接，双向频带复用器100b和调谐器130分别与下行信号传送模块120中的调谐器115相连接，微型控制单元200分别与下行信号传送模块120中的调谐器105和调谐器115相连接。
调谐器105(如图2所示)，它和图1中所示的调谐器140为同一类型的调谐器，包括依次串联的低通滤波器205、自动增益控制器210、放大器215、混合器220a、带通滤波器225a、放大器230、带通滤波器225b、混合器220b、带通滤波器225c、放大器235和带通滤波器240，一与混合器220a相连接的振荡器245，一与混合器220b相连接的振荡器250，一分别与振荡器245和振荡器250相连接的锁相环电路260，微型控制单元300与调谐器105中的锁相环电路260相连接，双向频带复用器100a和自动增益控制器117分别与调谐器105中的低通滤波器205相连接，表面声波滤波器110与带通滤波器240相连接，微型控制单元200与调谐器140中的锁相环电路260相连接，表面声波滤波器145与调谐器140中的带通滤波器240相连接，自动增益控制器150与低通滤波器205相连接。
调谐器115与调谐器105不同，它的结构如图3所示，包括依次串联的带通滤波器305、低噪音放大器310、混合器315a、带通滤波器320a、放大器325、带通滤波器320b、放大器330、混合器315b、衰减速度调节器335和低通滤波器340，一与混合器315a相连接的振荡器345，一与混合器315b相连接的振荡器350，一分别与振荡器345和振荡器350相连接的锁相环电路355，微型控制单元200与调谐器115中的锁相环电路355相连接，双向频带复用器100b与调谐器115中的低通滤波器340相连接，分配器112与调谐器115中带通滤波器305相连接，调谐器130与调谐器115中的低通滤波器340相连接。
如图4所示，调谐器130包括依次串联的低通滤波器400a、低噪音放大器405、混合器410a、表面声波滤波器415、放大器420、衰减速度调节器425、放大器430、混合器410b和低通滤波器400b，一与混合器410a和混合器410b相连接的振荡器440，一与振荡器440相连接的锁相环电路(PLL电路)450，微型控制单元300与调谐器130中的锁相环电路(PLL电路)440相连接，双向频带复用器100a与调谐器130中的低通滤波器400a相连接，调谐器115中的低通滤波器340与调谐器130中的低通滤波器400b相连接。
本发明所述双向信号稳定设备可以将单向光纤同轴电缆混合网改造为具有双向区间的网络。该设备在信号传输的同时进行噪音过滤，并将信号的频率变更到用户需要的频率，跳过重复的频率，从而最大限度地提高网络的稳定性。
从HFC网10输入的下行网络信号进入到双向频带复用器100a，双向频带复用器100a中的信号通过调谐器105由88～860MHz改变为44MHz的中间频率信号。44MHz的中间频率信号通过表面声波滤波器110时被消除临近该频段的噪音。消除噪音后的中间频率信号通过分配器112分成两路，其中一路信号输入到调谐器115，另一路信号用自动增益控制器117线路输入。自动增益控制器117利用负反馈控制原理，对输入信号进行检波后比较标准电压，以对输入到调谐器105的信号大小自动调整。这样，虽然调谐器105里输入的射频信号大小随着设置的场所或环境而变化，自动增益控制器117可以一直稳定调整调谐器105的输出大小。
通过表面声波滤波器110输入到调谐器115的44MHz中间频率通过调谐器115后重新变成为88～860MHz的信号，再按照用户的使用目的由微型控制单元200控制输出。在这一过程中，如果频道监视功能模块160检测到所要使用的频段存在较大的噪音干扰或者已经被其他的使用者占用时，微型控制单元200利用其控制的调谐器115改变输出信号的频段，从而使输出信号避开噪音干扰或者信号冲突，更加稳定地为用户服务。输出信号通过双向频带复用器100b后，信号通过HFC网10传送到各个家庭，这就意味着88～860MHz的可变输入信号经过本发明时被消除噪音并按照用户所需要的位于88～860MHz范围内选择的频率来输出。
上述频道监视功能模块160由依次串联的调谐器140，表面声波滤波器145和自动增益控制器150组成，其中调谐器140中的带通滤波器240和自动增益控制器150相连接，调谐器140接入有线电视网络之中。微型控制单元200一方面与调谐器140相连接，另一方面控制自动增益控制器150。这样，在网络服务进行期间，当用户将要使用的频带中发生一定大小以上的噪音或者其它用户使用的信号以同样频率流入时，调谐器140中输出的中间频率信号(44MHz)利用自动增益控制器150进行检波，检波后把检波电压和标准电压相比较，然后根据比较结果按照微型控制单元200预置的指令改变频率。这样就可以跳过重复的频率，避开噪音的干扰，从而最大限度地提高网络的稳定性。
当信号是上行信号时，信号经过双向频带复用器100b和调谐器115后，进入上行信号传送模块135，上行信号传送模块135中的调谐器130由微型控制单元300进行控制。上行信号经过包括消除噪音或者频带变换之类的处理之后进入双向频带复用器100a，再进入HFC网之中。这一信号处理过程与上述下行信号的处理过程是一样的，在此就不赘述了。
在多级放大器中，对噪音影响最大的是最前端的环节，如下面的公式(1)所示FTOTAL＝F1+F2-1/G1+F3-1/G1G2……， (1)其中F是放大器噪音指数，F1、F2、F3……表示是第一级放大，第二级放大等等，G是指该级的增益系数(我不确定，找韩国人核实一下)。
因此，在多极放大器设计时，最前端的放大器设计应该要最好，其它端的设计应该要考虑对其的影响。从整个系统的观点上看，一般总是按照最前端噪音参数值的大小衡量系统整体的噪音参数值大小。
依据这一原理，在图4所示的上行信号传送模块135中，表面声波滤波器415的作用在于充分消除通过频段外的临近噪音。为改善除噪的效果，在混合器410a前端安装有低噪音放大器405。通过这种设计，噪音消除的程度可以提高4～5dB。在下行信号传送模块120中所用的调谐器115中，混合器315a的前端也安装有低噪音放大器310，它的设计目的和效果与上行信号传送模块135中的是一样的。
需要声明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于它包括下行信号传送模块(120)、上行信号传送模块(135)、两个微型控制单元(200)、(300)、频道监视功能模块(160)和两个双向频带复用器(100a)、(100b)；下行信号传送模块(120)分别与双向频带复用器(100a)和双向频带复用器(100b)相连接；上行信号传送模块(135)由调谐器(130)构成，它分别与双向频带复用器(100a)和下行信号传送模块(120)相连接，调谐器(130)由微型控制单元(300)进行控制；频道监视功能模块(160)由微型控制单元(200)进行控制，微型控制单元(200)同时与下行信号传送模块(120)相连接。
2.如权利要求1所述的基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于下行信号传送模块(120)包括一调谐器(105)，一表面声波滤波器(110)，一分配器(112)和一调谐器(115)，它们之间依次串联，一自动增益控制器(117)连接在分配器(112)和调谐器(105)之间，形成一个负反馈回路，双向频带复用器(100a)与下行信号传送模块(120)中的调谐器(105)相连接，双向频带复用器(100b)与下行信号传送模块(120)中的调谐器(115)相连接；调谐器(130)与调谐器(115)相连接，微型控制单元(200)分别与下行信号传送模块(120)中的调谐器(105)和调谐器(115)相连接。
3.根据权利要求1所述的基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于频道监视功能模块(160)，包括依次串联的一调谐器(140)，一表面声波滤波器(145)和一自动增益控制器(150)，调谐器(140)和自动增益控制器(150)相连接；微型控制单元(200)分别与频道监视功能模块(160)中的调谐器(140)和自动增益控制器(150)相连接。
4.根据权利要求2所述的基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于调谐器(105)包括依次串联的低通滤波器(205)、自动增益控制器(210)、放大器(215)、混合器(220a)、带通滤波器(225a)、放大器(230)、带通滤波器(225b)、混合器(220b)、带通滤波器(225c)、放大器(235)和带通滤波器(240)，一与混合器(220a)相连接的振荡器(245)，一与混合器(220b)相连接的振荡器(250)，一分别与振荡器(245)和振荡器(250)相连接的锁相环电路(260)，微型控制单元(300)与调谐器(105)中的锁相环电路(260)相连接，双向频带复用器(100a)和自动增益控制器(117)分别与调谐器(105)中的低通滤波器(205)相连接，表面声波滤波器(110)与调谐器105中的带通滤波器(240)相连接。
5.根据权利要求3所述的基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于调谐器(140)包括依次串联的低通滤波器(205)、自动增益控制器(210)、放大器(215)、混合器(220a)、带通滤波器(225a)、放大器(230)、带通滤波器(225b)、混合器(220b)、带通滤波器(225c)、放大器(235)和带通滤波器(240)，一与混合器(220a)相连接的振荡器(245)，一与混合器(220b)相连接的振荡器(250)，一分别与振荡器(245)和振荡器(250)相连接的锁相环电路(260)，微型控制单元(200)与调谐器(140)中的锁相环电路(260)相连接，表面声波滤波器(145)与调谐器(140)中的带通滤波器(240)相连接，自动增益控制器(150)与调谐器(140)中的低通滤波器(205)相连接。
6.根据权利要求2所述的基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于调谐器(115)包括依次串联的带通滤波器(305)、低噪音放大器(310)、混合器(315a)、带通滤波器(320a)、放大器(325)、带通滤波器(320b)、放大器(330)、混合器(315b)、衰减速调节器(335)、低通滤波器(340)，一与混合器(315a)相连接的振荡器(345)，一与混合器(315b)相连接的振荡器(350)，一分别与振荡器(345)和振荡器(350)相连接的锁相环电路(355)，微型控制单元(200)与调谐器(115)中的锁相环电路(355)相连接，双向频带复用器(100b)与调谐器(115)中的低通滤波器(340)相连接，分配器(112)与调谐器(115)中带通滤波器(305)相连接，调谐器(130)与调谐器(115)中的低通滤波器(340)相连接。
7.根据权利要求6所述的基于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于调谐器(130)包括依次串联的低通滤波器(400a)、低噪音放大器(405)、混合器(410a)、表面声波滤波器(415)、放大器(420)、衰减速调节器(425)、放大器(430)、混合器(410b)和低通滤波器(400b)，一与混合器(410a)和混合器(410b)相连接的振荡器(440)，一与振荡器(440)相连接的锁相环电路(450)，微型控制单元(300)与调谐器(130)中的锁相环电路(440)相连接，双向频带复用器(100a)与调谐器(130)中的低通滤波器(400a)相连接，调谐器(115)中的低通滤波器(340)与调谐器(130)中的低通滤波器(400b)相连接。
全文摘要
本发明公开了一种用于光纤同轴电缆混合网的双向信号稳定设备，其特征在于它包括下行信号传送模块、上行信号传送模块、两个微型控制单元、频道监视功能模块和两个双向频带复用器；下行信号传送模块分别与双向频带复用器和双向频带复用器相连接；上行信号传送模块由调谐器构成，它分别与双向频带复用器和下行信号传送模块相连接，调谐器由微型控制单元进行控制；频道监视功能模块由微型控制单元进行控制，微型控制单元同时与下行信号传送模块相连接。本发明可以有效消除HFC网服务频段中的噪音，使现有HFC网里传送的网络服务更稳定，并可以进行上下行频率的变更，可持续提供服务。
文档编号H04B10/24GK1489388SQ0315602
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月28日 优先权日2003年8月28日
发明者石得昊 申请人:北京中广未来信息通信科技有限公司