Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdämpfung stromabgerichteter
und stromaufgerichteter Signale in einem Faser-Koaxial-Hybridsystem mit unterschiedlichen
Gewichtungsfaktoren zur Verminderung eindringender Störungen.
Hintergrund der Erfindung
In heutzutage gebrächlichen Faser-Koaxial-Hybridübertragungssystemen
geht die stromabgerichtete Information, welche für einzelne Kunden bestimmt ist,
von einem Kopfende aus. Von dem Kopfende wird die stromabgerichtete Information
typischerweise optisch formatiert, um über eine faseroptische Verbindung zu einem
Faserknotenpunkt übertragen zu werden, an welchem die Information dann in ein elektrisches
Signal umgewandelt wird. Ein Koaxialkabelnetzwerk oder eine Koaxialkabelanlage überträgt
das elektrische Signal an die einzelnen Kunden und führt stromaufgerichtete Signale
von den Kunden zu dem Faserknotenpunkt zu einer letztlich stattfindenden Übertragung
zu dem Kopfende.
Innerhalb der Koaxialkabelanlage wird das stromabgerichtete elektrische
Signal Typischerweise durch einen Stammleitungsverstärker oder mehrere Stammleitungsverstärker
und einen oder mehrere Leitungsverlängerungsverstärker verstärkt, bevor eine Verteilung
über die Abzweige zu den Kunden erfolgt. (Stromaufgerichtete Signale werden in entsprechender
Weise durch Stromauf-Stammleitungsverstärker und Leitungsverlängerungsverstärker
verstärkt). Die Leistung des stromabgerichteten Signales, welches an jedem Kundenort
empfangen wird, wird durch den Verlust in dem Kabel sowie durch die spezielle Leistungsaufteilung
an jedem Abzweig vermindert. Beispielsweise teilt ein Abzweig, welcher zwei Wohnungen
versorgt, die Leistung im Verhältnis 2 : 1, während ein Abzweig, der vier Wohnungen
versorgt, die Leistung im Verhältnis 4 : 1 aufteilt. Um einen entsprechenden Leistungspegel
an jedem Kundenort zu erreichen, wird die Abzweiggewichtung (d. h., der Dämpfungspegel,
welcher durch jeden Abzweig erzeugt wird) so gewählt, daß sich an sämtlichen Wohnorten
annähernd derselbe Verlust einstellt. Demgemäß müssen die Abzweiggewichtungen entsprechend
dem Abstand abnehmen, welchen das stromabgerichtete Signal von den Stromab-Verstärkern
und Leitungsverlängerungsverstärkern durchläuft, was auf den zunehmenden Kabelverlusten
zuzüglich dem verminderten Leistungspegel beruht, der durch die Energieableitung
an den vorausgehenden Abzweigen verursacht ist. Gleiche Verluste und, aus diesem
Grunde, gleiche empfangene Leistungspegel, für jede Wohnung stellen ein ausreichend
starkes Signal sicher, um jedwede Störung zu überwinden, die in der betreffenden
Wohnung vorhanden ist.
In gegenwärtigen Faser-Koaxial-Hybridsystemen haben die Abzweige symmetrische
Verluste. Mit anderen Worten, stromabgerichtete Signale, welche zu den Kundenwohnorten
laufen, werden von jedem Abzweig im selben Maße (mit Ausnahme kleiner Veränderungen
aufgrund ihrer unterschiedlichen Frequenz) gedämpft wie stromaufgerichtete Signale,
welche an jedem Abzweig von den Kundenwohnorten her empfangen werden. Genauso, wie
es wünschenswert ist, einen gleichförmigen Signalpegel für stromabgerichtete Signale
an den Kundenwohnorten zu erreichen, ist es auch wünschenswert, einen gleichförmigen
Pegel für stromaufgerichtete Signale zu erhalten, welche an jedem Stromaufverstärker
in der Kabelanlage oder im Kabelnetz empfangen werden. Da die Abzweiggewichtungen
festliegen, muß der Pegel von Signalen, welche von den Einrichtungen am Kundenwohnort
(CPE) ausgehen, so variiert werden, daß sichergestellt ist, daß die empfangenen
Stromaufsignale sämtlich annähernd den selben Pegel an einem gemeinsamen Stromaufverstärker
haben. Demgemäß müssen die Kundenwohnorte, welche dem Stromaufverstärker am nächsten
liegen, den höchsten Ausgangspegel der Einrichtungen am Kundenort haben, um den
höchsten Abzweig-Dämpfungswert zu kompensieren. Umgekehrt müssen die Kundenwohnorte,
welche am weitesten von dem Stromaufverstärker weg liegen, im allgemeinen den niedrigsten
Signalpegel haben. Praktisch ändern sich die Abzweiggewichtungen in Schritten von
3 dB. Die tatsächlichen Signalpegel, die somit an den verschiedenen Kundenorten
empfangen werden, können sich daher etwas von einem gewünschten gleichförmigen Pegel
unterscheiden.
Die Verwendung der gegenwärtig gebräuchlichen symmetrischen Abzweige
bedingt eine Schwierigkeit im Zusammenhang mit Eingangsstörungen von jedem Kundenort
und seinem zugehörigen Kabelabschnitt, über welchen die einzelnen Kundenorte mit
dem Kabelnetz verbunden sind. Störungen, die in die Abzweige einziehen, die am weitesten
von dem Stromaufverstärker entfernt sind, haben eine bedeutend größere Wirkung auf
den Betrieb aufgrund der niedrigen Dämpfung, die diesem entfernten Abzweig zugeordnet
ist. Gleichzeitig ist der Pegel des vom Kunden erzeugten Ausgangssignals der kundenseitigen
Anlage, welches in den entferntesten Abzweig eintritt, niedriger als derjenige näher
liegender Abzweige, so daß das Signal-/Rauschverhältnis des ersten
Signals kleiner ist.
Das Dokument WO 97 24878 A, veröffentlicht am 10. Juli 1997 offenbart
ein System zur Verminderung von Verstärkungsänderungen und Eingangsstörungen in
Kabelfernseh-Rücksendungen unter Erzeugung einer abgestaffelten Dämpfung in dem
Stromauf-Übertragungsweg von einem jeweiligen Kundenort zu dem Kopfende.
Das Dokument EP-A-0 701 351 A2 lehrt eine Trägerfrequenzübertragung
von digitalen Rücksignalen in einem schubweisen Modus mit Bezug auf den stromaufgerichteten
Übertragungsweg.
Das Dokument WO 91 08649 A offenbart eine Auftrennung der Übertragungswege
zwischen einem Kopfende und einem Kunden in einem stromabgerichteten Übertragungsweg
und einen stromaufgerichteten Übertragungsweg mittels Diplexern.
Das Dokument US-A-5 361 394 offenbart das Detektieren der Pegel der
stromabgerichteten Übertragungswege und das Justieren der Pegeleinstellung in dem
stromaufgerichteten Übertragungsweg in Abhänigigkeit hiervon für Kabelfernsehsysteme.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Wirkungen von Eingangsstörungen
minimal zu machen und gleichförmig hohe Übertragungspegel für alle Kunden und eine
erhöhte Dämpfung gegenüber Eingangsstörungen für entfernte Kunden zu schaffen.
Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Merkmale
von Anspruch 1 erreicht.
Gemäß den hier offenbarten Grundsätzen wird also ein Verfahren zur
Übertragung stromabgerichteter Signale über ein Kabel-Verteilungsnetzwerk an eine
Mehrzahl von Kunden und zur Übertragung stromaufgerichteter Signale von den Kunden
über das Verteilungsnetzwerk mit verminderten Eingangsstörungen geschaffen. Die
stromabgerichteten Signale werden an die einzelnen Kunden oder Teilnehmer über Abzweige
verteilt, welche in Kaskade längs mindestens eines Kabels in dem Netzwerk angeordnet
sind, wobei jeder nachfolgende Abzweig im allgemeinen eine kleinere stromabgerichtete
Dämpfungsgewichtung hat als sein stromauf benachbarter Abzweig zur Abdämpfung stromabgerichteter
Signale. Die stromaufgerichteten Signale werden durch die Kunden oder Teilnehmer
mit im wesentlichen gleichem Leistungspegel erzeugt und laufen über die Abzweige
zu dem Verteilungsnetzwerk. Die Abzweige in ihrer Gesamtheit dämpfen stromaufgerichtet
Signale, welche empfangen werden, um einen Betrag ab, welcher verschieden von der
aufaddierten Abdämpfung ist, welche durch die Abzweige für stromabgerichtete Signale
erzeugt wird. Die Abdämpfung, welche durch jeden der Abzweige erzeugt wird, wird
so eingestellt, daß der Pegel von stromaufgerichteten Signalen, welche an jedem
Stromauf-Verstärker in dem Verteilungsnetzwerk empfangen werden, im wesentlichen
gleich sind, wodurch die Einflüsse von Eingangsstörungen oder eindringenden Störungen
minimal gemacht werden. Dieses Verfahren resultiert in gleichförmig hohen Übertragungspegeln
für sämtliche Kunden und Teilnehmer und in einer vermehrten Abdämpfung gegenüber
eindringender Störung von entfernten Kunden oder Teilnehmern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines Faser-Koaxial-Hybridsystems
gemäß dem Stande der Technik;
2 zeigt einen Teil des Übertragungssystems
nach 1 unter Angabe der stromabgerichteten Dämpfungsgewichtungen
für jeden einer Gruppe von Abzweige innerhalb des Systems;
3 zeigt denselben Teil des Übertragungssystems,
wie in 2, unter Angabe der stromaufgerichteten Dämpfungsfaktoren
für jeden Abzweig;
4 ist ein Blockdiagramm. einer asymmetrischen
Durchgangs-Abzweiganordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein schematisches Blockschaltbild
einer asymmetrischen Abschluß-Abzweiganordnung gemäß der Erfindung;
6 zeigt eine Modifikation des Übertragungssystems
von 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
wobei die symmetrischen Abzweige von 1 durch asymmetrische
Abzweige ersetzt sind.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt ein Faser-Koaxial-Hybridübertragungssystem
10 gemäß dem Stande der Technik. Das System 10 enthält ein Kopfende
12 zur Erzeugung von Information, beispielsweise Video, Audio, Multimedia,
Daten und/oder Text ("stromabgerichtete Information") zur Übertragung an einzelne
Teilnehmer oder Kunden 14-14. Das Kopfende 12 empfängt auch Information
("stromaufgerichtete Information"); es handelt sich beispielsweise um Video, Audio,
Multimedia, Daten und/oder Text, wobei diese Information durch einen oder mehrere
der Teilnehmer oder Kunden 14-14 erzeugt wird.
Praktisch führt eine Kombination von optischen Fasern und Koaxialkabeln
die stromabgerichtete Information von dem Kopfende 12 zu den Kunden oder
Teilnehmern 14-14 und führt die stromaufgerichtete Information von den
Teilnehmern oder Kunden zu dem Kopfende. Wie in 1 gezeigt
ist, überträgt eine faseroptische Verbindung 16, welche aus stromaufgerichteten
Faserkabeln und stromabgerichteten Faserkabeln (nicht dargestellt) besteht, sowohl
die stromaufgerichtete als auch die stromabgerichete Information in einer optischen
Form zwischen dem Kopfende 12 und einem Faserkabelknotenpunkt
18. Der Faserkabelknotenpunkt 18 wandelt die optisch formatierten
oder in optischer Form vorliegenden stromabgerichteten Informationen, welche von
dem Kopfende 12 empfangen werden, in elektrische Signale für die Verteilung
über ein Koaxialkabel-Verteilungsnetzwerk 20 an die einzelnen Teilnehmer
oder Kunden 14-14 um. Weiter wandelt der Faserkabelknotenpunkt
18 stromaufgerichtete Information, welche von den Teilnehmern
14-14 her über das Koaxialkabel-Verteilungsnetzwerk 20 empfangen
wird, in ein optisch formatiertes Signal für die Übertragung zum Kopfende
12 hin um. Es sei bemerkt, daß die stromaufgerichteten Signale und die
stromabgerichteten Signale als elektrische Signale zwischen dem Kopfende
12 und dem Netzwerk 20 über Koaxialkabel laufen könnten, anstatt
für den Durchgang durch die faseroptische Verbindung 16 in optische Form
gebracht zu werden.
Das Kabelverteilungsnetzwerk 20 hat die Architektur eines
Baumes mit Ästen und enthält typischerweise mindestens ein Stammleitungskabel und
typischerweise vier koaxiale Stammleitungskabel 22-22 (wobei hier nur ein
Kabel gezeigt ist). Jedes der Stammleitungskabel 22-22 weist typischerweise
eine Anzahl von Stammleitungs-Abzweigungsverstärkern 24-24 auf, die entlang
der Stammleitung in Kaskade angeordnet sind, um die stromaufgerichtete und die stromabgerichtete
Information zu verstärken. (Praktisch ist jeder Stammleitungs-Abzweigverstärker
aus einzelnen Verstärkerelementen und Diplexern (nicht dargestellt) zusammengesetzt,
welche die stromaufgerichtete Information und die stromabgerichtete Information
gesondert verstärken).
Jeder Stammleitungs-Abzweigverstärker 24 speist eines oder
mehrere der Verteilungskabel 26-26. Jedes Verteilungskabel 26
hat einen oder mehrere Leitungsverlängerungsverstärker 28-28, die längs
seiner Länge in Kaskade angeordnet sind, um die stromaufwärts gerichtete und stromabwärts
gerichtete Information zu verstärken, welche über jedes Verteilungskabel geführt
wird. Jedes Verteilungskabel 26 enthält eine Mehrzahl von Anzapfungen
301 bis 308, die in Kaskadenanordnung zwischen
Paaren von Leitungsverlängerungsverstärkern 28-28 angeordnet sind (in
1 sind nur die Anzapfungen 301
und 308 dargestellt). Es versteht sich, daß eine größere oder
kleinere Anzahl von Anzapfungen oder Abzweigen vorhanden sein kann. Die Abzweige
koppeln das Verteilungskabel 26 mit einer Anzahl von Kunden oder Teilnehmern
14-14 über einzelne koaxiale Ableitungskabel 32-32, welche jeweils
einen Teilnehmer oder Kunden mit einer Anzapfung über jeweils ein gesondertes der
Netzwerk-Schnittstelleneinheiten (NIU) 34-34 verbinden.
2 zeigt einen Teil eines Verteilungskabels
26 des Netzwerkes 10 unter Darstellung einer Folge von in Kaskade
angeordnetem Abzweigen 301 bis 308, welche
aufeinanderfolgend das Signal durch einen ersten eines Paares von stromabwärts gerichteten
Leitungsverlängerungsverstärkern 28-28 abdämpfen (wobei nur einer hiervon
gezeigt ist). Die Gewichtungen (d. h., die Dämpfung) der Abzweige 301
bis 308 nimmt im allgemeinen nach und nach entsprechend dem
Abstand des Abzweiges von dem Leitungsverlängerungsverstärker 28 in
2 ab. Somit hat der Abzweig 301,
welcher dem Leitungsverlängerungsverstärker 28 am nächsten liegt, eine
wesentlich größere Gewichtung; als die Gewichtung des Abzweiges 308
beträgt, welcher am weitesten von dem Leitungsverlängerungsverstärker entfernt ist.
Die Abzweig-Dämpfungsgewichtungen sind so gewählt, daß sie sukzessive
in Abhängigkeit von dem Abstand des Abzweiges von dem Leitungsverlängerungsverstärker
28 abnehmen, um einen im wesentlichen gleichförmigen Ausgangspegel an jeder
Abzweigung sicherzustellen. Es sind verschiedene Faktoren vorhanden, welche die
Wahl der Abzweig-Dämpfungsgewichtungen beeinflussen. Das Zweigleitungsverstärkungskabel
26, längs welchem die Abzweige 301 bis 308
von 1 in Kaskade angeordnet sind, hat einen bestimmten
Verlust je Längeneinheit. Um somit annähernd denselben empfangenen Pegel an dem
Stromaufwärts-Leitungsverlängerungsverstärker von jedem der Abzweige 301
bis 308 sicherzustellen, muß folglich der Abzweig 308
einen kleineren Gewichtungsfaktor haben als der Abzweig 301.
Desweiteren hat jeder der Abzweige 301 bis
308 einen bestimmten Verlust, der sich beim Durchgang von Signalen
durch ihn hindurch ergibt. Da die Abzweige 301 bis
308 in Kaskade angeordnet sind, ist der aufaddierte Abzweigungsverlust,
wie er an dem Abzweig 308 gemessen wird, die Summe der Verluste
der Signale, welche durch die vorausgehenden Abzweige gehen. Auch aus diesem Grunde
muß der Gewichtungsfaktor des Abzweiges 308 kleiner sein als
der Gewichtungsfaktor des Abzweiges 301.
In dem dargestellten Beispiel von 3 ist
der Verlust des Verteilungskabels 26 bei 750 MHz zu –1,5 dB zwischen
aufeinanderfolgenden Paaren von Abzweigen 301 bis
308 angenommen, von denen ein gleicher Abstand vorausgesetzt
wird. Weiter wird angenommen, daß die Abzweige 301 bis
308 Durchleitungsverluste haben, wie sie durch die in
2 eingetragenen Werte dargestellt sind. Unter diesen
Bedingungen kann ein Abzweig-Ausgangspegel von annähernd 18 ± 0,1 dB für
jeden Teilnehmer oder Kunden 14-14 für einen Leitungsverlängerungsverstärker
28 mit einem Ausgangswert von +45 dB durch Auswahl der Abzweig-Gewichtungsfaktoren
gemäß Tabelle I erreicht werden.
TABELLE I
Die Abzweige 301 bis 308 nach
dem Stande der Technik sind symmetrisch bezüglich der Abdämpfung, die jeder Abzweig
an stromaufgerichteten und stromabgerichteten Signalen vornimmt. Mit anderen Worten,
jeder Abzweig dämpft die stromaufgerichteten und stromabgerichteten Signale mit
demselben Dämpfungsfaktor oder Gewichtungsfaktor. Da die Abzweige bezüglich ihrer
Dämpfung symmetrisch sind, erfordert das Ziel, einen im wesentlichen konstanten
Pegel für stromaufgerichtete Signale zu erreichen, die an dem Leitungsverlängerungsverstärker
28 empfangen werden, daß der Pegel von stromaufgerichteten Signalen, welche
durch die Kunden oder Teilnehmer erzeugt werden, für entfernte Abzweige zunehmend
kleiner wird. Dies wird unter Bezugnahme auf 3 verständlich,
welche die stromaufgerichteten Gewichtungen der in Kaskade angeordneten Abzweige
301 bis 308 zeigt. Nimmt man an, daß die
Abzweige 301 bis 308 von 3
stromaufgerichtete Gewichtungen haben, wie sie in Tabelle I angegeben sind, dann
muß der CPE-Pegel von Signalen, die in jedem der Abzweige 301
bis 308 eingegeben werden, entsprechend Tabelle II gewählt werden,
um einen im wesentlichen konstanten stromaufgerichteten Signalpegel an dem Leitungsverlängerungsverstärker
28 für die Kabel- und Abzweigverluste zu erreichen, wie sie zuvor in Tabelle
I angegeben sind.
TABELLE II
Wie man aus Tabelle II entnehmen kann, ist der CPE-Eingangspegel zum
entferntesten Abzweig 308 niedriger, nämlich aufgrund seines
relativ niedrigen Gewichtungsfaktors, im Vergleich zu dem CPE-Pegel, der an dem
Abzweig 301 erforderlich ist, welcher dem Leitungsverlängerungsverstärker
28 am nächsten liegt.
Die gegenwärtig verwendete Lösung der Verwendung symmetrischer Abzweige
301 bis 308 bedingt eine Schwierigkeit mit
Bezug auf Eingangsstörungen am Ort jedes Teilnehmers oder Kunden 14 (1)
sowie des zugehörigen Ableitkabels 32 (1).
Eine Störung die an einer entfernten Abzweigung, beispielsweise dem Abzweig
308 von 2 und 3
eintritt, hat bedeutend größerer Einfluß auf die Gesamtwirkungsweise des Systems,
da die Gewichtung dieses entfernten Abzweigs verhältnismäßig gering ist. Umgekehrt
ist der Pegel des CPE-Signaleingangs zu diesem entfernten Abzweig niedrig. Somit
hat aus diesem Grunde ebenfalls die Eingangsstörung einen größeren Einfluß.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Problem der Eingangsstörung
dadurch vermindert werden, daß jeder Abzweig asymmetrisch ausgestaltet wird, so
daß die Gewichtung für jeden Abzweig für stromaufgerichtete Signale und stromabgerichtete
Signale verschieden ist. Wie weiter unten mehr ins Einzelne gehend diskutiert wird,
ermöglicht die unsymmetrische Gestaltung jedes Abzweigs, daß die CPE-Eingangswerte
zu den Abzweigen auf einem relativ hohen konstanten Wert gehalten werden, wodurch
die Wirkungen von Eingangsstörungen oder eindringenden Störungen minimal gemacht
werden.
4 zeigt eine asymmetrische Durchleitungsanzapfung
301' gemäß der Erfindung zum Ersatz des Abzweigs 301
von 1. (Andere asymmetrische Durchleitungsanzapfungen,
welche jeweils eine Konstruktion entsprechend der Anzapfung oder des Abzweigs
301' haben, wären für die Abzweige 301 bis
308 nach den 1 bis 3
einzusetzen). Der asymmetrische Abzweig 301' von 4
wird als Durchleitungsanzapfung bezeichnet, da er im Sinne einer Dämpfung von Signalen
wirksam ist, die zwischen einem Paar von Abzweiganschlüssen 32 und
34 durchlaufen, im Gegensatz zu einem Abschlussabzweig, wie er weiter unten
im Zusammenhang mit 5 beschrieben wird, der den Signalweg
abschließt.
Es sei nun auf 4 Bezug genommen. Hochfrequenzsignale,
welche ihren Ursprung an dem Kopfende 12 von 1
haben, treten in den Abzweig 301' über den Anschluß
32 ein und verlassen ihn über den Anschluß 34, während niederfrequente
Signale von einem stromab gelegenen Abzweig über den Anschluß 34 eintreten
und über den Anschluß 32 austreten. Ein Paar von AC-Filterdrosseln
35 und 36 sind in Serie zwischen die Abzweiganschlüsse
32 und 34 geschaltet und filtern jeweils Signale mit niederfrequenter
Leistung, welche sich das Verteilungskabel 26 teilen. Ein Koppler
38 ist zwischen die Filterdrosseln 35 und 36 gelegt und
dient zum Abziehen eines kleinen Teiles der hochfrequenten stromabgerichteten Signale,
welche in dem Abzweig über den Anschluß 32 eintreten, um solche Signale
an einen Teilnehmerort oder mehrere Teilnehmerorte 14-14 zu liefern. Weiter
dient der Koppler 38 zum Einführen niederfrequenter Signale auf dem Kabel
26 zur Weiterleitung an das Kopfende 12 gemäß 1.
Der Koppler 38 ist im wesentlichen ein Richtungskoppler, so daß stromaufgerichtete
Signale, welche in den Koppler eintreten, zu dem Verteilungskabel 26 laufen,
jedoch wesentlich in einer Richtung weg von dem Kopfende abgedämpft werden.
Ein anpassendes Verlustelement 40 verbindet den Koppler
38 mit einer Filteranordnung 42, welche einen Stromauf-Diplexfilter
441 und einen Stromab-Diplexfilter 442 enthält.
Die Diplexfilter 441 und 442 dienen zur
Trennung hochfrequenter, stromabgerichteter Signale (50 bis 750 MHz) längs eines
Hochfrequenzweges (H) und niederfrequenter stromaufgerichteter Signale (5 bis 45
MHz) längs eines niederfrequenten Weges (L). Der niederfrequente Signalweg des Diplexfilters
441 ist über ein Stromauf-Verlustelement 46 an den
niederfrequenten Weg des Diplexkopplers 442 angekoppelt. Im
Gegensatz hierzu sind die hochfrequenten Wege der Diplexfilter 441
und 442 durch einen im wesentlichen verlustfreien Leiter
48 verbunden.
Hochfrequente stromabgerichtete Signale, welche durch den Koppler
von dem Verteilerkabel 26 abgeleitet werden, laufen über das anpassende
Verlustelement 40 zu dem Stromauf-Diplexfilter 441.
Die hochfrequenten stromabgerichteten Signale werden durch den Diplexfilter
441 abgetrennt und laufen längs seines Hochfrequenzweges zu
dem Stromab-Diplexfilters 442 über den Leiter 48. Die
hochfrequenten, stromabgerichteten Signale, welche an dem Stromab-Diplexfilter
442 eintreffen, werden zu gleichen Teilen durch einen Aufspalter
50 für die Verteilung an einen Teilnehmer oder Kunden oder mehrere Teilnehmer
oder Kunden an den Kunden-Abzweiganschlüssen 52-52 aufgespalten. Wie man
erkennt sind die hochfrequenten, stromabgerichteten Signale, welche von dem Verteilerkabel
26 abgeleitet und an den Abzweiganschlüssen 52-52 ausgegeben werden,
entsprechend der Dämpfungsgewichtung (Impedanz) des Anpassungsverlustelementes
40 (sowie durch irgendwelche parasitären Verluste in dem Koppler
38 und den Diplexfiltern 441 und 442)
abgedämpft.
Niederfrequente, stromaufgerichtete Signale, welche an den Abzweiganschlüssen
52-52 eintreffen, werden durch den Stromab-Diplexfilter 442
abgetrennt und laufen über den niederfrequenten Signalweg des Filters und über das
Stromauf-Verlustelement 46 zu dem Diplexfilter 441
und von diesem Filter zu dem Koppler 38 über das Anpassungsverlustelement
40. Wie man erkennen kann, werden somit die stromaufgerichteten niederfrequenten
Signale sowohl durch das Stromauf-Verlustelement 46 als auch durch das
Anpassungsverlustelement 40 (sowie auch durch irgendwelche parasitären
Verluste in dem Koppler 38 und in den Diplexfiltern 441
und 442) jeweils abgedämpft. Die stromaufgerichtete Dämpfung,
welche durch den Abzweig 301 erreicht wird, ist somit mindestens
gleich groß wie, wenn nicht größer als, der stromabgerichtete Verlust, und kann
unabhängig durch Variieren des Wertes des Stromauf-Verlustelementes 46
justiert werden. Wenn es wünschenswert ist, daß der asymmetrische Abzweig
301' von 4 eine größere stromabgerichtete
Dämpfung erzeugt, als die stromaufgerichtete Dämpfung beträgt, dann kann ein Stromab-Verlustelement
49 (in gestrichelten Linien eingezeichnet) an Stelle des Leiters
48 eingesetzt werden.
In bestimmten Fällen kann es wünschenswert sein, daß der asymmetrische
Abzweig das Verteilerkabel 26 abschließt und nicht Signale längs des Kabels
durchläßt. 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild
eines asymmetrischen abschließenden Abzweigs 300' gemäß der Erfindung.
Der asymmetrische abschließende Abzweig 3001' von
5 ist ähnlich dem Durchleitungsabzweig 301'
und gleiche Bezugszahlen sind für die Kennzeichnung gleicher Einzelteile verwendet.
Der Hauptunterschied zwischen abschließenden Abzweigen 3001'
und Durchleitungsabzweigen 301' von 4
bzw. von 5 besteht darin, daß der abschließende Abzweig
einen einzigen Anschluß 32 und eine einzige AC-Filterdrossel
35 aufweist, welche unmittelbar über das anpassende Verlustelement
40 an die Diplex-Filteranordnung 42 angekoppelt ist. Auf diese
Weise ist das anpassende Verlustelement 40 in dem asymmetrischen Abschlußabzweig
3001' das Verteilerkabel 26 gemäß 5
ab.
Mit Bezug auf den Aufbau des asymmetrischen Durchleitungsabzweigs
301' und des asymmetrischen Abschlußabzweigs 3001'
nach 4 bzw. 5 sind andere
Varianten möglich. In den dargestellten Ausführungsformen nach 4
und 5 sind der asymmetrische Durchleitungsabzweig
301' bzw. der asymmetrische Abschlußabzweig 3001'
aus passiven Elementen aufgebaut, um die Kosten und den Raumbedarf zu reduzieren.
Die asymmetrischen Durchleitungs- und Abschlußabzweige 301'
und 3001' können leicht mittels aktiver Schaltungen verwirklicht
werden, um niedrigere Verluste oder einen erhöhten Verstärkungsgewinn sowie eine
Isolation zwischen den Anschlüssen zu erreichen. Ob nun die asymmetrischen Durchleitungs-
und Abschlußanzapfungen 301' und 3001' aus
aktiven oder passiven Elementen aufgebaut sind, so gilt jedenfalls, daß die Abzweige
in Kombination ungleiche stromaufgerichtete und stromabgerichtete Dämpfungsgewichtungen
haben. Richtungskoppler können ebenfalls verwendet werden, um asymmetrische Abzweigverluste
in der Richtung stromaufwärts und stromabwärts zu erzeugen.
Die Fähigkeit asymmetrischer Durchleitungs- und Abschlußabzweige
301' und 3001' zur Schaffung unterschiedlicher
stromaufgerichteter und stromabgerichteter Dämfpungsgewichtungen kann in vorteilhafter
Weise dazu eingesetzt werden, eindringende Störungen zu vermindern. Dies kann man
unter Bezugnahme auf 6 erkennen, in welcher eine Folge
von in Kaskade angeordneten asymmetrischen Durchleitungsabzweigungen 301'
bis 308' dargestellt ist, die für die Folge symmetrischer Abzweige
301 bis 308 nach den 2und
3 eingesetzt sind. Die Fähigkeit der asymmetrischen
Abzweige 301' bis 308' von 6
zur Erzeugung unterschiedlicher stromauf gerichteter und stromabgerichteter Gewichtungsfaktoren
ermöglicht es der Folge von Abzweigen, daß ihre stromauf Gewichtungen so eingestellt
werden, daß ein konstanter Teilnehmer-CPE-Pegel (beispielsweise +45 dB) in jeden
Abzweig eingegeben wird und gleichwohl ein im wesentlichen konstanter Stromauf-Signalpegel
an dem Eingang zu dem Leitungsverlängerungsverstärker 28 erreicht wird.
Der Vorteil der Einstellung der CPE-Pegel der stromaufgerichteten Information, welche
zu den Abzweigen mit einem konstanten Pegel zugeführt wird, ermöglicht es, daß der
CPE-Pegel für sämtliche Kunden oder Teilnehmer maximal gemacht wird, wodurch in
starkem Maße der Einfluß von eindringender Störung, insbesondere für entfernte Kunden
oder Teilnehmer vermindert wird. Wie zuvor gesagt, müssen bei symmetrischen Abzweigen
nach dem Stande der Technik die CPE-Pegel von den Teilnehmern her variiert werden,
so daß der entfernteste Abzweig den niedrigsten CPE-Pegel überträgt.
Für die in 6 gezeigte Ausführungsform
sind die Stromab- und Stromauf-Gewichtungsfaktoren für jeden der i Abzweige (worin
i eine ganze Zahl ist) durch die folgenden Beziehungen gegeben:
Stromab-Abzweig-Dämpfungsgewichtung = Pegel des Leitungsverlängerungsverstärkers
28 – gewünschtes CPE-Empfangssignal – kumulierter Kabelverlust
bis zum i-ten Abzweig -kummulierter Abzweig-Durchleitungsverlust bis zum (i –
1)-ten Abzweig Stromauf-Abzweig-Dämpfungsgewichtung = CPE-Senderpegel-gewünschter
Empfangspegel – kummulierter Kabelverlust bis zum i-ten Abzweig – kummulierter
Abzweig – Durchleitungsverlust bis zum (i – 1)-ten Abzweig
Wenn der Kabelverlust zwischen den Abzweigen –0,3 dB ist und
der einzelne Abzweigverlust –0,5 dB ist, dann sind die Stromauf-Dämpfungsgewichtungen
für die Abzweige 301' bis 308' diejenigen,
die in Tabelle III festgehalten sind, wenn ein CPE-Pegel an dem Leitungsverlängerungsverstärker
28 von annährend 19 dB für einen CPE-Sendepegel von +45 dB erreicht werden
soll.
TABELLE III
Im Vergleich zu den Abzweigen 301 bis
308 nach den 1 bis 3
haben die Abzweige 301' bis 308' nach
6 bedeutend größere Stromauf-Dämpfungsfaktoren. Tatsächlich
ist der Stromauf-Gewichtungsfaktor für jeden der Abzweige 301'
bis 308' nach 6 mindestens so groß
wie (und in den meisten Fällen größer als) sein Stromab-Gewichtungsfaktor. Das Vorsehen
eines großen Stromauf-Gewichtungsfaktors an jedem der Abzweige 301'
bis 308' unterstützt die Verminderung von eindringender Störung.
Der große Stromauf-Gewichtungsfaktor jedes Abzweiges gestattet es, daß er wirksamer
eindringende Störung blockiert als in dem Falle, in welchem der Abzweig einen niedrigen
Stromauf-Gewichtungsfaktor hat, wie dies bei Abzweigen 301 bis
308 nach den 1 bis 3
entsprechend dem Stande der Technik der Fall ist.
Die Digitalsignale in einem Fiber-Koaxial-Hybridsystem werden nachteilig
durch eindringende Störung und Signalreflexionen beeinflußt, welche einem niedrigerem
Stehwellenverhältnis zuzuschreiben sind. Die Verwendung der asymmetrischen Abzweige
entsprechende Erfindung vermindert eindringende Störung von den
Kunden her und bewirkt gleichzeitig eine Verminderung von Reflexionen durch Erhöhen
des Stehwellenverhältnisses in dem Band von 5 bis 45 MHz, in welchem die stromaufgerichteten
Signale typischerweise übertragen werden.
Oben ist ein Übertragungssystem beschrieben, welches asymmetrische
Abzweige (301' bis 308') zur Dämpfung stromaufgerichteter
Information um einen Betrag verwendet, der von demjenigen für stromabgerichtete
Information verschieden ist, um die Übertragung stromaufgerichteter Information
bei einem konstanten Pegel zu ermöglichen, wodurch der Einfluß von stromaufgerichteten
Störungen vermindert wird, insbesondere an entfernten Abzweigen.
Es versteht sich, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen lediglich
zur Erläuterung der Grundsätze der Erfindung dienen. Vielerlei Modifikationen und
Änderungen können von Fachmann unter Verwendung der Grundsätze der Erfindung vorgenommen
werden.
Anspruch[de]
Verfahren zur Übertragung stromabgerichteter Informationssignale über
mindestens ein Kabel (26) in einem Verteilungsnetzwerk (10) an
einzelne Teilnehmer (14) und zur Übertragung stromaufgerichteter Informationssignale
von den Teilnehmern über das Kabel, wobei das Verfahren folgende Schritte enthält:
Zuführen eine stromabgerichteten Informationssignals von einzelnen Teilnehmern (14)
über eine Folge von Abzweigen (30'1 bis 30'8),
welche längs des Kabels in Kaskade liegen, wobei jeder Abzweig (30'1
bis 30'8) eine aufeinanderfolgend kleinere stromabgerichtete
Dämpfungsgewichtung als ein stromauf liegender benachbarter Abzweig (30'1
bis 30'8) zur Dämpfung stromabgerichteter Signale hat, so daß
das stromabgerichtete Signal, das an dem entferntesten Abzweig (30'1
bis 30'8) empfangen wird, im wesentlichen dieselbe Signalstärke
aufweist wie das stromabgerichtete Signal, das an dem nächstliegenden Abzweig (30'1
bis 30'8) empfangen wird; und
Abdämpfen des stromaufgerichteten Informationssignales an jedem Abzweig (30'1
bis 30'8) um einen Betrag derart, daß der Pegel des vom Teilnehmer
erzeugten Informationssignales, das in dem Verteilungsnetzwerk empfangen wird, im
wesentlichen für sämtliche Teilnehmer gleich ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Abzweige (30'1
bis 30'8) jeweils stromabgerichtete und stromaufgerichtete Informationssignale
um gesondert unabhängig wählbare Dämpfungswerte abdämpfen; und
die genannten Abzweige (30'1 bis 30'8) eine
aufaddierte stromaufgerichtete Dämpfung erzeugen, welche von einer aufaddierten
stromabgerichteten Dämpfung verschieden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die stromaufgerichtete Dämpfung,
welche durch jeden Abzweig (30'1 bis 30'8)
erzeugt wird, dadurch eingestellt wird, daß von einem gegebenen Teilnehmer-Stromauf-Signalpegel
ein gewünschter Pegel für die vom Teilnehmer (14) erzeugte Information
innerhalb des Verteilungssystems, ein kumulativer Kabelverlust, welcher dem betreffenden
Abzweig (30'1 bis 30'8) zugeordnet ist,
und die kumulativen Abzweigverluste, welche dem betreffenden Abzweig (30'1
bis 30'8) zugeordnet sind, subtrahiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die stromaufgerichtete
Dämpfung, welche durch jeden Abzweig (30'1 bis 30'8)
erzeugt wird, in Entsprechung mit dem Abstand des Abzweigs (30'1
bis 30'8) von dem Verteilungssystem (10) variiert,
so daß ein entferntester Abzweig (30'1 bis 30'8)
eine stromaufgerichtete Dämpfung aufweist, welche geringer als bei einem nächstliegenden
Abzweig (30'1 bis 30'8) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem jeder Abzweig
(30'1 bis 30'8) stromabgerichtete Information
durch Hindurchleiten dieser Information durch ein anpassendes Verlustelement (40')
und nachfolgendes Ausfiltern (42) dieser stromabgerichteten Information
aus empfangener stromaufgerichteter Information vor dem Weiterleiten dieser stromabgerichteten
Information an einzelne Teilnehmer abdämpft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem jeder Abzweig
(30'1 bis 30'8) stromaufgerichtete Information,
welche von Teilnehmern (14) empfangen wird, dadurch abdämpft, daß zuerst
diese Information von stromabwärtsgerichteter Information ausgefiltert (441,
442) wird und dann diese Information über ein Stromaufverlustelement
und dann durch das Anpassungsverlustelement vor einer Übertragung auf das Kabel
übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem ein entferntester
Abzweig (30'1 bis 30'8) stromaufwärtsgerichtete
Information um einen Betrag abdämpft, der größer als bei der stromabwärtsgerichteten
Information ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem ein nächstliegender
Abzweig (30'1 bis 30'8) die stromaufwärtsgerichtete
Information um einen Betrag abdämpft, der annähernd derselbe ist wie bei der abwärtsgerichteten
Information.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches den Schritt der
Abtrennung der stromaufgerichteten und der stromabgerichteten Informationssignale
an dem Abzweig (30'1 bis 30'8) über eine
Diplex-Filteranordnung (441, 442) auf der
Basis der Frequenz enthält, um zu ermöglichen, daß stromaufgerichtete und stromabgerichtete
Signale mit gesondert wählbaren Werten abgedämpft werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches weiter den Schritt
der Vorbeileitung niederfrequenter Leistungssignale durch den Abzweig (30
bis 30'8) enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Pegel
der stromaufgerichteten Informationssignale, welche an jedem Abzweig (30'1
bis 30'8) eingegeben werden, im wesentlichen gleich ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die stromaufgerichtete
Dämpfung jedes Abzweigs (30'1 bis 30'8)
so eingestellt ist, daß stromaufgerichtete Kabelverluste und Verluste der Abzweige
(30'1 bis 30'8) kompensiert werden.