СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ ПО ЗАЩИЩЕННОЙ ОТ ПОДСЛУШИВАНИЯ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ В СЕТИ ИЗ ГИБРИДНОГО КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК H04M11/06 

Изобретение относится к области телекоммуникаций. Более конкретно изобретение относится к области мультиплексной связи. Еще более конкретно изобретение относится к созданию защищенной от подслушивания телефонной связи в сети с коаксильным кабелем. Путем дальнейшего уточнения, но не ограничения можно сказать, что в изобретении используется отсечение, не допускающее прослушивания телефонных переговоров абонента другим абонентом сети.

В последнее время информации и доступу к ней уделяют большое внимание. Начатое в 1950-х г. создание "информационной высокоскоростной магистрали", сравнимой с общенациональной сетью шоссейных дорог, получило национальный приоритет. Для создания такой сети в настоящее время существует три вида связных кабелей: 1) оптико-волоконный кабель; 2) коаксиальный кабель; 3) медный кабель парной скрутки ("витая пара"). В настоящее время находят применение преимущественно кабели парной структуры (двужильные), в особенности в локальных контурах телефонных сетей. Коаксиальный кабель широко используется компаниями кабельного телевидения. И телефонные компании, и компании кабельного телевидения используют оптическое волокно для передачи сигналов по главным или междугородним линиям.

По оптико-волоконному кабелю можно передавать больше информации и на большее, чем по коаксиальному кабелю, в то время как по коаксиальному кабелю можно передавать больше информации и на большее расстояние, чем по двужильным кабелям. Поскольку в местных сетях, в особенности в телефонной связи, преимущественно используются двужильные кабели, делались попытки увеличить пропускную способность каналов передачи на основе медных проводов. В действительности медный провод является очень эффективным передающим средством в традиционной телефонной связи.

В области телефонной связи термином "широкополосность" определяют очень высокую пропускную способность цифровой сети, такую как пропускная способность оптической линии и 156 Мегабит в секунду (Мб/с) новых оптико-волоконных систем SONET уровня ОС-3. Термином "базовый сигнал" описывают первоначальную (немодулированную) форму электрического или оптического сигнала, связанного с отдельной службой, который обычно вводит в сеть абонент, или конечную форму этого сигнала, который принимает из сети абонент. Базовый сигнал может иметь аналоговую или цифровую форму и отличается также непосредственным электромагнитным представлением базовой информации, предназначенной для передачи, при отсутствии энергии любого иного носителя или субносителя. Базовый сигнал может передаваться непосредственно по линии передачи, такой как двужильный медный кабель или оптическое волокно. Базовый сигнал может также использоваться для модулирования несущего сигнала, предназначеного для передачи по различным передающим системам (напр., радио). В области телекоммуникаций термином "полоса пропускания" обозначают интервал частот, которые могут проходить в линейной передающей системе с низкими потерями при передаче. Сигналы модулированной несущей, вводимые в такую систему, могут передаваться в своей первоначальной форме с минимальными потерями и искажениями до тех пор, пока такие сигналы соответствуют абсолютным пределами интервала частот полосы пропускания и динамическому диапазону амплитуды сигнала данной линейной передающей системы.

Можно пояснить на примере различие между базовой полосой и полосой пропускания. Электрический сигнал, возникающий в телефонном гнезде во время разговора, является электрическим сигналом базовой полосы, предшествующим речевому сигналу абонента. Сигнал базовой полосы обычно передается на коммутационную телефонную станцию по двужильному кабелю, состоящему из двух изолированных медных проводов. На центральной телефонной станции сигнал проходит через коммутатор, после чего его обычно преобразуют в цифровую форму и уплотняют во временной области для передачи системами передачи цифровых сигналов базовой полосы, которые передают такой сигнал по медным или оптико-волоконным кабелям в другие места. Цифровая система передачи сигналов базовой полосы может обеспечить передачу тысяч отдельных телефонных вызовов по одной соединительной линии. Даже при передаче множества вызовов по одной соединительной линии такую систему все равно определяют как систему базовой полосы, поскольку в ней отсутствует модулирование сигнала несущей или поднесущей, и в любой данный момент времени в определенной точке линии в действительности присутствует только сигнал одного абонента. Когда первоначальный сигнал говорящего достигает другой коммутационной станции, задействованной в вызове, он вновь преобразуется в первоначальную аналоговую форму и передается на двужильный медный кабель, соединенный с концевым телефонным аппаратом, вновь в форме сигнала базовой полосы.

Методы, освоенные на использовании полос пропускания, также могут быть использованы для предоставления телефонных услуг. В системах кабельного телевидения аналоговый телефонный сигнал базовой полосы используют для модуляции сигнала несущей. Сигналу модулированной несущей может быть отведена определенная частота в пределах полосы пропускания линейной передающей системы. Ряд таких сигналов модулированных несущих, каждому из которых выделена различная несущая частота в полосе пропускания, может передаваться одновременно без взаимных помех. На приемном конце выбранный модулированный сигнал должен быть демодулирован для устранения сигнала несущей и восстановления сигнала базовой полосы, относящегося к конкретной службе. Если линейная передающая система действует должным образом, выделенный сигнал будет передан на приемный телефонный аппарат, вновь в форме сигнала базовой полосы.

Хотя существует технология, позволяющая достичь пропускной способности цифровых линий порядка 100 Мбит/с для коротких линий из двужильных кабелей, на практике пропускная способность двужильного медного кабеля в телефонном шлейфе (от центральной станции и до абонента) составляет порядка 1,5 Мбит/с при максимальном расстоянии около 12 тыс.футов (3,6 км). Одна из новых технологий, обеспечивающих достижение этого практического предела для двужильного кабеля, известна как быстродействующая цифровая абонентская линия (HDSL). Сходная технология, основанная на применении медных проводов, известная как асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL), может позволить передавать порядка 1,5 Мбит/с "вниз" в направлении абонента и по каналу, направленному "вверх" до 16 килобит в секунду (кбит/с) по одной медной паре, в пределах 18 тыс. фут (5,4 км) от центральной станции. Вместо того чтобы модернизировать свою сеть, использовав для этого дополнительный оптико-волоконный и/или коаксиальный кабели, по меньшей мере одна телефонная компания внедряет технологию ADSL (USA Today 4/29/ 93, page BI).

Будучи пригодными для решения стоящих перед ними задач, эти вновь появившиеся технологии, основанные на использовании медных сетей, связаны с некоторыми неопределенностями и особыми ограничениями, снижающими возможности их применения в медном абонентском шлейфе. При наилучшем варианте такая технология может использоваться только в ненагруженных медных шлейфах в пределах 12 тыс. футов (3,6 км) (HDSL) и 18 тыс. футов (5,4 км) (ADSL) соответственно. Таким образом, эта технология в современных условиях может использоваться значительно менее чем на 100%. Другие ограничения (напр., несовместимость в пределах оболочки с другими абонентскими вводами, такими как ISDII) могут дополнительно снизить максимальный процентный показатель внедрения.

Максимальное практически достижимое расстояние для поддержки истинных показателей широкополосной пропускной способности (напр. 156 Мбит/с или более) на медной паре составляет порядка 100 фут (30 м). Если учесть, что вновь появившиеся технологии HDSL и ADSL, основанные на применении медных проводов, обеспечивают пропускную способность линии, на два порядка меньшую, чем истинная, широкополосная пропускная способность, и тем самым намного меньший чем 100% охват потребителей, то можно придти к выводу, что применение меди при решении проблемы реализации истинной широкополосности практически не оправдано.

Методы сжатия сигнала базовой полосы представляют дополнительные возможности использования систем на основе медных проводов для некоторых определенных служб. Были продемонстрированы методы сжатия, позволяющие сжать стандартный телевизионный подвижный видеосигнал с переменным коэффициентом сжатия в канале пропускной способностью 1,5 Мбит/с (включая звуковой сигнал), а также менее быстродействующие устройства, предназначенные для применения в области видеотелефонных конференций и видеотелефонных переговоров. Очевидно, что технология совершенствования несущего канала, такая как ADSL (описанная выше), и технология уплотнения исходного сигнала, используемые совместно, могут предложить реальную альтернативу видеослужбам, для которых требуется большая ширина полосы, с использованием существующих систем с медными проводами, не требуя внедрения оптико-волоконных и иных широкополосных каналов связи.

К сожалению, методы сжатия сигнала базовой полосы предполагают некоторый компромисс между одним или более техническими параметрами, если они влияют на конечный результат несущественно или совсем не влияют. Например, низкоскоростные кодеры для речевого или видеосигнала позволяют обеспечить широкополосность за счет задержки передачи. Задержка при обработке примерно на пол-секунды за счет кодирования и декодирования может быть несущественна при односторонней радиосвязи, однако она может нарушить естественный ритм речи при двусторонней видеотелефонной связи, приводя к неудобству использования двусторонней связи. Методы сжатия сигнала базовой полосы предназначены только для определенных сфер применения (напр. видеотелефонии) в рамках основных видов служб (напр. видео) и не обеспечивают полной прозрачности для любого цифрового сигнала базовой полосы.

Методы сжатия, основанные на линейном кодировании, которые могут быть использованы для реализации возможностей системы ADSL, обеспечивают широкополосность различными путями. Так, могут использоваться методы квадратурной амплитудной модуляции (КАМ) для кодирования цифровой информации, предназначенной для передачи через микроволновые радиосистемы в канальных интервалах (слотах) в кабельных телевизионных системах. 16-позиционный кодер КАМ обеспечивает эффективность 4 бита на Герц (4 бит/Гц); 64-позиционный кодер КАМ обеспечивает эффективность 6 битов на Герц (6 бит/Гц). Это означает, что входной цифровой сигнал пропускной способности порядка 1,5 Мбит/с может быть преобразован 16-позиционным кодером КАМ в аналоговый частотный спектр около 0,38 МГц, что дает возможность его передачи по медной паре на более далекие расстояния. Аналогичная техника применима также в системах спутниковой связи и кабельного телевидения, обеспечивая как перенос цифрового сигнала, так и эффективность цифрового спектра в этих средах.

В общем, применение методов сжатия сигнала базовой полосы обеспечивает повышение эффективности использования ширины полосы, которое достигается за счет одного или нескольких технических параметров. Такой компромисс невозможен при использовании одной и той же среды для разных служб. В случае техники кодирования проводной связи, в которую попадает сигнал после сжатия в базовой полосе, техническая сложность и стоимость обычно ограничивают эффективность значением 6 бит/Гц. Таким образом, основанные на использовании медных каналов связи системы, такие как HDSL и ADSL могут найти ограниченное применение в телефонной сети. HDSL в действительности является более экономичной альтернативой устройствам, обслуживающим клиентов цифровой системы ("HICAP") высокой емкости с пропускной способностью 1,5 Мбит/с. Снижения затрат можно достичь за счет возможности использования выделенных незагруженных пар в контуре вне станции вместо запроектированных пар, а также за счет возможности передачи на более далекие расстояния без промежуточных усилителей вне станции.

Технология ADSL может получить быстрый доступ на рынок в целях использования для передачи ограниченной части видеосигналов с переменным коэффициентом сжатия или иных применений с пропускной способностью 1,5 Мбит/с. К преимуществам системы ADSL можно отнести возможность использования существующих систем, основанных на применении медных пар, и максимизацию функциональных возможностей сети. К недостаткам следует отнести стоимость входных конвертеров приемника, которые не могут использоваться повторно после завершения срока службы ADSL. Кроме того, ADSL обеспечивает только одноканальную связь, а также может охватывать только ограниченное количество потребителей, причем шумы телефонной системы могут привести к искажению видеоизображения. Кроме того, при более длинных контурах ADSL подвержена воздействию радиопомех.

Оптико-волоконные системы являются более предпочтительными по сравнению с сетями на основе медных пар даже в случае применения HDSL или ADSL, что связано с их высокой пропускной способностью. Информационные службы, нуждающиеся в истинно высоких скоростях передачи в широкой полосе частот, требуют на практике применения волоконной оптики или коаксиального кабеля. Даже на конечных службах (напр., обеспечивающих традиционное телефонное обслуживание) отразится снижение затрат на волокно в расчете на абонента в сравнении с существующими системами передачи на основе медных пар. А именно, ожидают, что в ближайшем будущем волоконные системы, обеспечивающие телефонизацию жилья группами из 4-8 абонентов с доведением волокна до бордюрного камня, достигнут паритета стоимости. Однако стоимость замены существующих в США медных сетей волоконной оптикой оценивается в сотни миллиардов долларов. Таким образом, на такое переоснащение потребуется несколько десятилетий.

Одной из возможных альтернатив волоконным или медным сетям может служить гибридная сеть, в которой используется существующее оборудование и применяется оптическое волокно, коаксиальный кабель и медный провод. Такая сеть позволяет представлять многие новейшие виды обслуживания и быть при этом более экономически эффективной, допуская более раннее преобразование в широкополосную сеть с включением значительных возможностей оптико-волоконной техники. По меньшей мере одна компания объявила о планах создания такой гибридной сети (Denver Post. 4/24/94 page CI).

В принципе, гибридные сети объединяют телефонную сеть и видеосеть. Одним из недостатков такой сети является определенное дублирование оборудования, требующегося для передачи отдельных сигналов. То есть, если, например, для телефонной службы можно будет использовать видеосеть, то можно будет значительно снизить стоимость и сложность гибридной сети. Однако для того, чтобы иметь возможность передавать телефонные и видеосигналы в одной и той же транспортной среде, необходимо учитывать уникальные характеристики каждого сигнала. Для видеосигналов это не так трудно, как в случае с проблемами, возникающими при передаче телефонных сигналов. Дело в том, что видеосигналы обычно передаются в одном направлении - от передатчика к абоненту, в то время как телефонная связь требует двусторонней передачи. Однако, когда видеосвязь становится диалоговой, двусторонняя передача видеосигналов также приобретает значение.

Наряду с необходимостью двусторонней связи, телефония предъявляет еще два требования, которые необязательно предъявляются видеосетям: обеспечение электроэнергией и секретность связи. В видеосетях электроэнергию, необходимую, например, для приведения в действие телевизионного приемника абонента, предоставляет абонент. А именно, абонент включает свой телевизионный приемник или видеомагнитофон в электрическую сеть, по которой к местонахождению абонента поступает электроэнергиия. В случае нарушения по какой-либо причине подачи энергии пользователь не может смотреть телевизионную передачу, если только у него нет резервного источника питания (например аккумулятора или генератора). Таким резервным источником питания располагают немногие. В телефонии, с другой стороны, абоненты пользуются услугами телефонной связи вне зависимости от наличия электричества. Ниже рассматриваются вопросы обеспечения телефонных сетей электроэнергией.

Телефоны в первых сетях с ручной коммутацией были снабжены собственными батарейными ящиками, в которые помещали сухие гальванические элементы. Эти батареи использовались для обеспечения питанием угольных микрофонов. Кроме того, генератор с пусковой рукояткой в телефонном аппарате позволял направить необходимый сигнал для вызова других абонентов на той же линии или оператора. Эти два источника питания в телефоне позволяли пользователю направить вызов и вести разговор с другими пользователями. Ни один из этих источников не зависел от домашнего источника питания, позволяя осуществлять вызовы еще до электрофикации жилья.

После внедрения сетей с автоматической коммутацией батарейный ящик заменили общей батареей, размещенной на коммутаторе, включая общий источник напряжения для звонка. Коммутатор центральной станции также нуждается в питании для работы и соединения пользователей. Подача питания на каждый телефон позволяет электрическому току и временным перерывам этого тока (импульсы набора номеров) сигнализировать коммутатору о намерениях пользователя. Кроме того, ток возбужденного состояния может использоваться в телефонном аппарате для питания угольного микрофона.

В связи с необходимостью не допустить перерывов в работе коммутатора и телефонных соединений блок питания на центральной станции дополнен резервными батареями с жидким электролитом. Эти батареи, в свою очередь, часто бывают дополнены генераторами. В сети используется несколько напряжений, но в основном питание осуществляется постоянным током напряжением - 48 В и переменным током ±105 В и частотой 20 Гц.

С течением времени, по мере увеличения размеров телефонных сетей и приближения охвата телефонизацией к 100% одним из важнейших показателей работы сети стала надежность обслуживания. Было время, когда телефонные аппараты в домах пользователей принадлежали сети и их техническое обслуживание осуществлял владелец сети. В последние 20 лет права собственности на телефоны вновь изменились, а угольные микрофоны вышли из употребления. Однако новые электронные телефоны с их силиконовыми чипсами все еще зависят от сети в смысле обслуживания даже резервной памяти.

Обязанности по обслуживанию делят между собой сеть и пользователь. Сеть отвечает за поддержание в порядке коммутатора и соединительных линий, а также за проверку и обслуживание отдельных линий для каждого пользователя. Пользователь также способствует поддержанию работы сети, всегда помещая трубку на рычаг, когда не пользуется аппаратом, обеспечивая ремонт проводки в доме и оконечного оборудования, а также ограничивая общее количество оборудования, подсоединенного к одной линии.

Поддержание в порядке батарейного ящика телефона является трудной задачей. Поэтому предпочтительным является сетевое питание. Во первых, огромными могут оказаться финансовые расходы, связанные с помещением источников питания в оконечное оборудование. О доставке и обслуживании нужных батарей будут или забывать (как это имеет место в детекторах дыма), или игнорировать их. Оба эти результата будут ограничивать возможности обслуживания пользователя. Вторая причина того, что питание должно оставаться в сети, обусловлена административным регулированием, связанным с обслуживанием. Это относится к телефонной связи, которая, как указано выше, рассматривается как необходимость. Предполагается, что телефонная связь в своей основе должна быть доступна каждому круглосуточно и за разумную цену.

Существует несколько исключений. В некоторых видах служб источник питания обеспечивает пользователь. По мере увеличения в будущем числа служб электропитание оборудования пользователя, связанное с этими службами, также может осуществляться вне сети. Хорошим примером может служить цифровая сеть с комплексными услугами (ISDN), с интерфейсами базовой или основной скорости. В ISDN сеть обеспечивает питание своей части схемы, а пользователь обеспечивает питание оконечного оборудования. Большинство информационных служб также подпадают под эту категорию.

Электропитание может только с большими трудностями подаваться по оптико-волоконной сети. Как было показано выше, электропитание можно легко подавать по сети из медных проводов. В настоящее время существуют видеосистемы, которые используют кабельные телефонные системы, в которых телефонная связь осуществляется по видеосети. Однако такие системы требуют от абонента обеспечения питанием, обычно в форме переменного тока и (в некоторых случаях) наличия батарей в помещении абонента. Кроме того, для использования телефонной системы требуются переходные устройства в форме преобразователей.

Фундаментальным правилом телефонии является обеспечение секретности связи. Этого требует закон и нарушителям грозит суровое наказание. Абоненты телефонной сети имеют право ожидать, что их контакты будут сохранять конфиденциальность. Требование секретности распространяется на личности сторон, принимающих участие в разговоре, и даже на сам факт того, что разговор имел место. Традиционная архитектура абонентского шлейфа предоставляет каждому абоненту специальный передающий канал вплоть до коммутационной центральной станции. За исключением случая, специально предусматривающего многостороннее обслуживание, топология типа "звезда" гарантирует, что переговоры абонента оказываются недоступными для других, не являющихся участниками переговоров. На фиг. 1 показана сеть с архитектурой типа "звезда". Архитектура звездного типа является системой физической связи точки с несколькими точками. Существует два типа звездной архитектуры. На фиг. 1А показана звезда из частных линий связи. В этом случае линии 1, 2, 3... (n) расположены отдельно друг от друга и образуют специальный канал передачи до центральной станции. На фиг. 1B показана звезда линий связи коллективного пользования. В этом случае каждая из сторон, соединенных таким образом, может прослушивать любую другую. Секретность отсутствует. Такая конфигурация с линиями связи коллективного пользования, в свое время бывшая обычной по экономическим причинам, постепенно исчезает по мере модернизации сетей.

Системы кабельного телевидения конфигурированы в архитектуре типа "шина", применяемой в вещании, и все службы, предоставляемые в таких системах, по сущности своей доступны для всех абонентов, соединенных с шиной, включая телефонные каналы, попадающие в полосу пропускания. Тип архитектуры логической шины проиллюстрирован на фиг. 2А. В архитектуре шины все пользователи совместно используют одну полосу частот, как и при архитектуре линий связи коллективного пользования. Обычно кабельные компании применяют архитектуру шин древовидного типа (фиг. 2B). В сущности она представляет собой логическую шину связи на физической структуре древовидного типа. Аналогичным образом архитектура с линиями связи коллективного пользования (фиг. 1B) является по сути логической шиной на физической звезде. В любом случае архитектура шинного типа, применяемая кабельными компаниями, будучи достаточной для предоставления видеоуслуг, не обеспечивает секретности для телефонной связи или диалогового видеообмена. Хотя для решения потенциальной проблемы может быть применена техника шифрования, она ведет к повышению затрат и не имеет "защиты от дурака". По мере расширения предложения интерактивных служб с применением реагирующих на голос устройств все большее количество массовых потребителей будет осуществлять кнопочный набор такой информации, как номера кредитных карточек и разрешения на доступ к полицейской информационной сети. Любая архитектура на основе шины, обеспечивающая телефонную связь или взаимный видеообмен, должна включать средства, обеспечивающие секретность переговоров. И, наконец, необходимо найти пути разделения служб (которые обычно в телефонии называют "груминг"), предоставляемых центральной станцией, на две основные категории: "коммутационные службы" (напр. телефонные службы), которые замкнуты на сторону линии коммутатора центральной станции, и "специальные службы" (напр., охранная сигнализация, службы по программному каналу и т.п.), которые замкнуты на другом оборудовании центральной станции. Разделение этих двух категорий осуществляется в современных телефонных сетях за счет использования оборудования, обеспечивающего взаимный обмен цифровых сигналов во временных интервалах.

Современные цифровые коммутаторы распознают только сигналы, передаваемые с дискретной скоростью цифрового сигнала и форматом. Это означает, что коммутатор воспринимает переданный/полученный сигнал приращениями по 64 кбит/с. Для того, чтобы сигнал стал понятен для коммутатора, он должен быть представлен в базовом формате. В случае обычной телефонной службы коммутатор ожидает "увидеть" цифровой сигнал со специальным кодом линии, частотой строк, их плотностью, форматом кадра и соглашением о сигнальном бите, с использованием других битов для речевого кодирования по мю-закону голоса говорящего. Сигналы специальных служб обычно не имеют формы, распознаваемой коммутатором. В обычных сетях используется техника импульсной модуляции для преобразования из аналоговой формы в цифровую и наоборот с последующим разделением во времени для того, чтобы направить (уплотнить) несколько служб в единый поток информации для передачи. Уплотнение с разделением по времени разделяет время, в течение которого по каналу связи передается сообщение на дискретные временные интервалы. На каждом входе мультиплексора последовательно осуществляется выборка для временного интервала и эта выборка информации передается последовательно или параллельно с другими выборками информации с других входов. Демультиплексор на приемном конце линии передачи объединяет параллельно переданную информацию на входе, соответствующем происхождению сигнала. Этот тип техники передачи, хотя и подходит для достижения определенной цели, однако требует дорогостоящих коммутаторов временных интервалов в целях упорядочения временных интервалов для отделения служб по коммутации от специальных служб. Кроме того, техника коммутации временных интервалов не является прозрачной для всех битов. Это означает, что при использовании техники коммутации временных интервалов теряется возможность выполнения определенных функций, таких как контроль циклическим избыточным кодом (CRC6) встык.

Сущность изобретения. Изобретение представляет собой сеть, предназначенную для предоставления абоненту телефонных и видеослужб. Эта сеть включает оптико-волоконный кабель, коаксиальный кабель и проводку из медного двужильного провода. Сеть обеспечивает подачу питания для телефонной связи от месторасположения сети через коаксиальный кабель и медную проводку к абоненту. Электропитание по коаксиальному кабелю может подаваться относительно легко. Таким образом, в гибридной сети электропитание для телефонной части обслуживания подается через сеть от точки, в которой используются коаксиальный кабель и медный провод. Для избирательной передачи видеосигналов в месторасположение абонента используются отсекающие (запрещающие) устройства.

Изобретение основывается на использовании оптико-волоконной/коаксиальной инфраструктуры, определяющей полосу пропускания как основной несущий канал для всех служб массового жилищного рынка, который обслуживает сеть. Устройство избирательной доставки должно быть физически расположено в месте на границе блока оптической сети и распределяет все основные функции телефонии (батарея "переговоров", звонок, проверка и т.п.). Устройство избирательной доставки действует как приемно-передающий элемент телефонии в базовой полосе и питание его осуществляется по коаксиальному кабелю от оптического узла, обычно обслуживающего до 400 абонентов, и обеспечивает полную прозрачность для всего двустороннего спектра полосы пропускания в 4-8 домах за исключением канальных интервалов (слотов), применяемых для реализации телефонного обслуживания. В одном варианте реализации фактический канал связи с домом состоит из отвода двужильного коаксиального кабеля, который отводится в интерфейсе RJ-11 насадочно-кольцевого типа от центральных проводников коаксиальной кабельной пары в интерфейсе сети, совместимом со всеми существенными внутренними телефонными проводками. Наружный а выход интерфейса сети является стандартным F-фитинговым соединителем кабельного телевидения. В предпочтительном варианте реализации интерфейс сети в жилье включает только пассивные фильтры и не имеет активных электронных компонентов.

Изобретение нацелено на решение проблемы сохранения секретности переговоров путем постоянного отсечения всех телефонных каналов в полосе пропускания для обоих направлений передачи. Отсечение осуществляется извне по отношению к помещениям всех абонентов, которых обслуживают таким образом. Ни один модулированный телефонный сигнал не появляется в воспроизводимой форме на отводе коаксиального кабеля, обеспечивая таким образом полную секретность переговоров. Такое отсечение может осуществляться несколькими способами. Один способ заключается в постоянном вводе истинно случайного помехового сигнала в ту часть полосы пропускания, которая включает каналы полосы пропускания телефонной связи в направлении передачи к абоненту. Альтернативный способ включает использование негативного захвата (полосового режекторного фильтра), препятствующего прохождению сигналов в каналах полосы пропускания телефонной связи к отводу кабеля в направлении абонента. В множестве частот полосы пропускания для направления передачи к центральной станции сочетание буферного усилителя и соответствующего направленного ответвителя не позволяет ни одному отдельному абоненту прослушивать каналы телефонной связи в том же направлении других телефонных абонентов шины. Обычные средства подавления или режекции в указанном направлении передачи не пригодны, поскольку в помещениях абонента имеются другие сферы применения, основанные на использовании части частот, предназначенных для передачи к центральной станции. Это требует обеспечения прозрачности передачи от абонента в направлении сети. Предпочтительный вариант реализации изобретения предусматривает использование для выполнения этой функции модифицированного отсекающего (запрещающего) устройства, внешнего по отношению к помещениям абонентов.

Бескоммутационные специальные телефонные службы (охранная сигнализация и т. п. ) должны быть отделены от обычной коммутационной телефонной связи. В предпочтительном варианте реализации настоящее изобретение выполняет эту функцию путем выделения частот на модуляторах дистанционного телефонного канала. Это достигается путем дистанционной установки как передающих, так и приемных частот отдельных каналов с центральной станции. На центральной станции блоки коммутационных служб модулированных телефонных каналов в полосе пропускания преобразуются в кадровый цифровой формат, требующийся для телефонного коммутатора, и из этого формата, а блоки некоммутационных специальных служб преобразуются в кадровый цифровой формат и обходят коммутатор или передаются далее в другие места. Таким образом удается обойтись без использования средств обмена временных интервалов (слотов) с их ограничениями и дорогостоящим оборудованием.

На фиг. 1 показана архитектура сети звездообразного типа с архитектурой частных линий связи (фиг. 1A) и архитектурой линий связи коллективного пользования (фиг. 1B).

На фиг. 2 показана архитектура шинного типа с шиной обычного типа (фиг. 2A) и шиной кабельного типа (фиг. 2B).

На фиг. 3 показана структурная схема широкополосной гибридной сети на основе оптического волокна и коаксиального кабеля.

На фиг. 4 показана альтернативная структурная схема гибридной сети на основе оптического волокна и коаксиального кабеля.

На фиг. 5 показан предпочтительный вариант реализации изобретения для гибридной сети на основе оптического волокна и коаксиального кабеля.

На фиг. 6 схема блока базовой полосы ниже полосы пропускания.

На фиг. 7 схематически показано отсекающее устройство, предназначенное для обеспечения секретности в предпочтительном варианте реализации изобретения.

На фиг. 8 схематически показан интерфейс сети в предпочтительном варианте реализации изобретения.

На фиг. 9 представлен более подробный чертеж, на котором показано устройство объединения и разделения.

На фиг. 10 представлены карты канала сети.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения.

При описании различных чертежей одинаковыми цифровыми позициями обозначены одинаковые элементы. На фиг. 3 показана структурная схема гибридной передающей сети на основе оптического волокна и коаксиального кабеля. В центральной станции 13 показаны цифровой коммутатор 11 и видеопередающее устройство 12, включая высокочастотные модуляторы 9 и электро-оптические преобразователи 10. Цифровые сигналы телефонной связи передаются по линиям 6 цифровой интерполяции речи (DSI) через мультиплексор 19 синхронной сети оптической связи (SONET) на оптико-волоконный кабель 14. Эта схема представляет собой тип архитектуры с доведением волокна до бордюра (FTTC) с дистанционным наложением видеоизображения. А именно, оптико-волоконные кабели 14 передают цифровые сигналы (оптический кабель 3 синхронной сети оптической связи) от центральной станции через дистанционный цифровой терминал 18 на узел оптической сети 15. Узел 15 может включать отсекающее (запрещающее) видеоустройство 16 или же, как показано на фиг. 3, отсекающее устройство 16 может быть расположено отдельно. Аналоговые видеосигналы (амплитудная модуляция - частотное уплотнение) от нескольких источников видеоинформации 23 передаются по оптико-волоконному кабелю 14 на один или несколько дистанционных узлов, которые могут включать аналоговый видеоприемник 17 в полосе пропускания, включающий оптико-электрические преобразователи, в которых аналоговые оптические сигналы преобразуются в аналоговые электрические сигналы, поступающие в коаксиальный кабель 24.

Кабель питания 20, который может быть электрическим кабелем 22-го размера, подает электропитание непосредственно от источника питания 32 в центральной станции 13 на узел оптической сети 15. От узла оптической сети 15 телефонная связь с помещением абонента 21 может осуществляться по обычному двужильному медному проводу 22, идущему к телефонному аппарату 27. Обычно один узел оптической сети обслуживает до восьми абонентов. Видеослужбы от нескольких источников видеоинфомрации 23, таких как спутниковые системы или оборудования хранения и выборки видеоинформации, или из других источников поступают в помещение абонента 21 по коаксиальному кабелю 24. Входной конвертер видеоприемника 25 может потребоваться, а может и не потребоваться для дешифровки этих видеосигналов, передаваемых на телевизор 26.

Сеть, показанная на фиг. 3, позволяет избежать некоторых проблем, связанных с передачей в дом телефонных и видеосигналов. Поскольку сигналы доставляют по отдельным системам, каждый из сигналов можно обрабатывать отдельно. Так, например, питание телефона 27 в помещении абонента 21 может осуществляться от центральной станции 13, так это делается в обычной телефонии. Питание входного конвертора приемника 25 и телевизора 26 может осуществляться в помещении абонента 21. Кроме того, секретность телефонной связи по медной проводке 22 обеспечивается так же, как в обычной телефонной сети. Как известно, в этой области техники к терминалу 18 может быть подключено более одного узла оптической сети. Аналогичным образом к приемнику 17 может быть подсоединено более одного отсекающего устройства 16. Недостатками сети, показанной на фиг. 3, являются ее сложность и высокая стоимость. Оптико-волоконный кабель 14, силовой кабель 20 и коаксиальный кабель 24 должны быть проложены от каждой центральной станции 13 к каждому узлу оптической сети 15 или помещению абонента 21. Кроме того, для эффективной передачи оптических сигналов требуется дополнительное оборудование, такое как дистанционные цифровые терминалы.

На фиг. 4 показан альтернативный вариант гибридной сети на основе оптико-волоконного и коаксиального кабелей. Как и на фиг. 3, центральная станция 13 включает телефонный коммутатор 11 и видеопередающее оборудование 12, с которого системный блок управления 28 контролирует различные вспомогательные функции видеослужб, обеспечиваемых передатчиками 23. Как и в случае архитектуры, показанной на фиг. 3, телефонные сигналы и видеосигналы передаются с центральной станции 13 по оптико-волоконному кабелю 14 через фидерную часть внешнего устройства 29. Телефонные сигналы пропускают через дистанционные цифровые терминалы 18 и передают по оптико-волоконному кабелю 14 на узел оптической сети 15. Видеосигналы передаются на видеоприемник 17, где они преобразуются из оптических сигналов в электрические, поступающие на коаксиальный кабель 24. Затем видеосигналы поступают на отсекающее устройство 16, расположенное в месте расположения узла оптической сети 15. В этом варианте реализации узел оптической связи 15 и отсекающее устройство 16 соединены между собой и предпочтительно расположены рядом. Основное различие между фиг. 4 и 3 заключается в том, что питание может подаваться по коаксиальному кабелю 24 от источника питания 32, который может включать электросоединение с электрическим оборудованием и резервные батареи. Таким образом, удается обойтись без силового кабеля 20, показанного на фиг. 3.

Возможность обойтись без силового кабеля 20 позволяет добиться значительной экономии по сравнению со схемой, показанной на фиг. 3. Как и на фиг. 3, видеосигналы передаются по коаксиальному кабелю 24 в помещение абонента 21 через отсекающее устройство 16, входящее в состав узла оптической сети 15. Питание в этом случае подводится к телефону 27 от источника питания 32 по коаксиальному кабелю 24 и через узел оптической сети 15. По коаксиальному кабелю 24 от отсекающего устройства 16 до помещения абонента 21 передаются только видеосигналы на телевизор 26 и не передается питающая мощность. Как и на фиг. 3, входной конвертер приемника 25 может быть включен в систему, а может отсутствовать. Фиг. 4 представляет значительное усовершенствование сети, показанной на фиг. 3, поскольку отказ от силового кабеля 20 позволяет значительно снизить затраты и способствует упрощению схемы.

Хотя строение сети, показанное на фиг. 4, является более совершенным, чем показанное на фиг. 3, было бы лучше, если бы телефонные сигналы и видеосигналы можно было передавать по общей передающей системе, избегая таким образом дублирования оптико-волоконных кабелей, имеющего место на фиг. 3 и 4. Однако при передаче телефонных сигналов и видеосигналов по общей для сети передающей системе возникают другие проблемы. Главной среди этих проблем является проблема секретности. А именно, если телефонные сигналы и видеосигналы передаются в помещение абонента 21 по одной и той же линии, для абонента возникает возможность перехватывать телефонные сигналы всех соседей, подсоединенных к шине коаксиального кабеля. Это может быть выполнено путем настройки и демодулирования из множества несущих каналов коаксиального кабеля в диапазоне телефонного сигнала. Специалисту, обладающему минимальными познаниями в электронике, должно быть относительно легко сконструировать устройство, которое могло бы настроиться на эти телефонные каналы, передающиеся в спектре. Это возможно потому, что другие телефонные сигналы в примере поступают из дистанционного оптического узла 17. При наличии одной системы коаксиального кабеля, передающей все эти сигналы, абонент может получить доступ к сигналам других абонентов.

На фиг. 5 показан предпочтительный вариант реализации оптико-волоконной/коаксиальной передающей системы, в которой телефонные сигналы и видеосигналы передаются по единой сети. В состав центральной станции 13 входят телефонный коммутатор 1 и видеопередающее оборудование 12, как показано на фиг. 3 и 4. На видеопередающее оборудование 12 могут передаваться видеосигналы от альтернативных источников видеопередачи 23. Телефонные сигналы от коммутатора 11 и оборудования специального назначения 33 передаются для цифрового преобразования высоких частот на модем 34. Телефонные сигналы должны модулироваться для передачи в аналоговой полосе пропускания оптико-волоконного кабеля 14. Видеосигналы от видеопередающего оборудования 12 объединяют с телефонными сигналами в объединяющем приемопередающем устройстве 35. Эти оптические сигналы направляют (и принимают) по оптико-волоконному кабелю 14 в оптический узел 17 (и от него), включающий оптико-электронный преобразователь, как показано на фиг. 3. Дистанционный цифровой терминал 18, показанный на фиг. 4, исключается, поскольку отпадает необходимость в распределительной функции, которую он выполняет. Источник питания 32 располагается вместе с оптическим узлом 17. За счет устранения дистанционного цифрового терминала 18 и связанных с ним волокон основного оптико-волоконного кабеля в этой схеме достигается значительное снижение затрат по сравнению со схемой, показанной на фиг. 4. Из-за исключения дистанционного цифрового терминала 18 на узле оптической сети 15 встает проблема обеспечения секретности переговоров. Объединенные телефонные сигналы и видеосигналы от оптического узла 17 вместе с питанием от источника питания 32 передаются по коаксиальному кабелю 24 на средства селективной доставки, которые могут включать устройство 37 с базовой полосой ниже полосы пропускания. Устройство 37 выполняет множество функций, выполнявшихся узлом оптической оси 15, входящим в состав схем по фиг. 3 и 4, при значительных дополнениях и изменениях. Телефонные сигналы и видеосигналы передаются на телефон 27 и телевизор 26 в помещении абонента 21 через интерфейс сети 43.

На фиг. 7 устройство 37 с базовой полосой ниже полосы пропускания показано более подробно. Устройство 37 включает отсекающее устройство 16, которое используется в телефонной связи, модем 39 и силовой преобразователь 41. Отсекающее устройство 16 является модификацией стандартного отсекающего устройства, известного в этой области техники и применяемого в видеосетях. Это означает, что таким образом может быть модифицировано восьмивходное отсекающее устройство, которое поставляет Scientific Atlanta Corporation (модель N 9508-021). В стандартном отсекающем устройстве применяется генератор помех 49, перекрывающий часть каналов и пропускающий только те из них, которые предоставлены абоненту. Вместо генератора 49 в отсекающем устройстве может быть использован набор полосовых режекторных фильтров, позволяющих ослабить не предназначенные для приема каналы до уровня ниже уровня шума. Отсекающее устройство 16 модифицировано в предпочтительном варианте реализации путем включения буферных усилителей 47 и элемента связи 48, обеспечивающего направленную передачу от абонента, так чтобы в данном месторасположении абонента был доступен только сигнал телефонной связи базовой полосы к абоненту и от него. То есть стандартное отсекающее устройство модифицировано таким образом, что отсекаются все направленные вниз каналы телефонной связи, а каждый порт на частоты 5-30 МГц канала передачи в противоположном направлении изолирован. Таким образом, не имеет возможности настроиться на телефонные вызовы других абонентов из сети.

На фиг. 5, 6 и 7 проиллюстрированы средства обеспечения секретности, предусмотренные изобретением. Центральная станция 13 направляет видеосигналы и телефонные сигналы "вниз" к помещению абонента 21 и принимает видео- и телефонные сигналы, которые направлены "верх" из помещения абонента. Архитектура в основном имеет "шинную" форму (см. фиг. 2). Таким образом, если не принять мер предосторожности, то каждый абонент сможет прослеживать видео- и телефонные сигналы от других абонентов шины. Для видеосигналов, направленных к абонентам, это не представляет проблемы. Кабельное телевидение в настоящее время использует этот вид системы, и единственной проблемой является отсечение (подавление или режектирование) определенных каналов, за которые абонент не заплатил. Однако, в случае добавления взаимной видеосвязи или телефонной связи вопрос секретности приобретает важное значение.

Для того, чтобы обеспечить секретность сети такого типа, в дополнение к отсекающему устройству 16 и модулятору/демодулятору 39 требуется добавочная защита. Без модификации отсекающее устройство 16 гарантирует, что в помещении абонента 21 передачи будут вестись только по определенным направленным "вниз" видеоканалам. Модулятор/демодулятор 39 гарантирует, что по телефонной линии к абоненту и от него сигналы поступят только по определенным телефонным каналам. Однако для диалоговой видеосвязи и для исключения возможности избирательной настройки на телефонные каналы других абонентов через линию взаимной видеосвязи 24, соединенной с F-фитинговым соединителем 46, требуются дополнительные средства отсечения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения буферный усилитель 47 и элемент связи 48, обеспечивающий направленную передачу, добавлены к модифицированному генератору помех 49 отсекающего устройства 16.

Усилитель 47 и элемент связи 48 могут быть по желанию объединены с полосовыми фильтрами (не показаны), как это делается для избирательного пропускания определенного набора направленных "вверх" сигналов. Как показано выше, полоса частот 5-30 МГц используется для сигналов телефонной связи и двусторонней связи при видеокоммуникации. Имеются три пригодных к использованию канала шириной 6 МГц в этой полосе частот приблизительно от 8 до 26 МГц. Поскольку каждый канал шириной 6 МГц может вмещать более 400 индивидуальных телефонных каналов, в предпочтительном варианте реализации для телефонной связи обычно могут потребоваться только два канала. Другой канал шириной 6 МГц предоставлен для интерактивных сигналов контроля/запроса, связанных с видеообслуживанием. Усилитель 47 и элемент связи 48 (при необходимости с избирательными фильтрами) селективно пропускают только интерактивные сигналы, связанные с видеоканалами в направлении "вверх" (от абонента), используемые для телефонной связи, убираются в направлении "вниз" (к абоненту) с помощью устройства 16. Таким образом, для любого отдельного абонента нет никакой возможности прослушивать телефонные каналы другого абонента в любом направлении передачи. Секретность таким образом гарантируется.

На фиг. 5 и 6 модем 39, который может быть кабельным телефонным устройством, таким как "CablePhone", поставляемый на рынок фирмой "Jerrold, Inc", демодулирует телефонный сигнал, поступающий по коаксиальному кабелю 24 и может направить демодулированный телефонный сигнал через стандартные клеммы 42 прямо на телефон 27. Модем 39 воспринимает также телефонные сигналы базовой полосы от телефона 27 в помещении абонента 21 и модулирует этот сигнал для передачи его в коаксиальный кабель 24. При необходимости модем 39 может направить телефонный сигнал базовой полосы на устройстве уплотнения (объединения) 44 для уплотнения с сигналами полосы пропускания, такими как видеосигналы в коаксиальном кабеле 24. Устройство 37 включает силовой преобразователь 41, который подает постоянный ток напряжением - 48 В постоянного тока, напряжение ±105 В переменного тока для звонка, а также другое преобразованное напряжение питания на модем 39 для обеспечения питания телефона 27, как в стандартной телефонной сети.

На фиг. 5, 6 и 7 телефон 27 и телевизор 26 в помещении абонента 21 получают телефонные и видеосигналы через интерфейс сети 43. В варианте реализации, показанном на фиг. 5, видеосигналы от отсекающего устройства 16 и телефонные сигналы от модема 39 уплотняются на устройстве уплотнения 44 (фиг. 6) и направляются затем по отводам двойного коаксиального кабеля на разделитель. На фиг. 8 показано, что разделитель 36, 38 включен в блок интерфейса сети 43. То есть, пассивные электронные компоненты также включены в интерфейс сети 43. Блок интерфейса сети 43 включает фильтр верхних частот 36 с блокированием постоянного тока для обеспечения прозрачности на высоких частотах для всех частот полосы пропускания для блокирования всех телефонных сигналов. Фильтр низких частот 38 с прозрачностью по постоянному току устраняет высокие частоты и пропускает все телефонные сигналы. Включены стандартный телефонный соединитель RJ-11 45 и соединитель 46 с F-фитингом, который является обычным для сетей кабельного телевидения. В связи со стандартностью соединителей 45 и 46 нет необходимости в переделке в помещении абонента проводки или изменении системы питания для того, чтобы пользоваться службами этой сети. Хотя показанный вариант реализации является предпочтительным вариантом, существует также возможность соединить коаксиальный кабель от модифицированного отсекающего устройства 16 непосредственно с F-фитингом 46 интерфейса сети, а медный провод 42 от модема 39 непосредственно с соединителем RJ-11 интерфейса сети 43. В любом случае модулированные телефонные сигналы, которые в противном случае передавались бы на коаксиальный кабель 24 вместе с видеосигналами, исключаются посредством отсекающего устройства 16 таким образом, что к определенному абоненту с демодулятора 39 поступает только демодулированный телефонный сигнал. Таким образом устраняется любая возможность подслушивания абонентом телефонных переговоров других абонентов. Если к интерфейсу сети подведено более одного коаксиального кабеля, несущего видеосигналы, можно использовать переключатель на pin-диодах или иные известные в этой области техники устройства, чтобы обеспечить абоненту возможность выбора тех служб, которые он предпочел бы в данный момент времени.

Блок 37 обеспечивает сети, показанной на фиг. 5, преимущества двух основных методов выполнения проводки к жилым помещениям (сигнал базовой полосы по волокну и сигналы кабельного телевидения в полосе пропускания) и решает соответствующие свойственные им проблемы при меньших затратах, чем при использовании обоих типов сети, показанных на фиг. 3 и 4. Архитектура сети, показанной на фиг. 5, обеспечивает получение истинно широкополосной сети, в которой могут быть объединены все существующие виды обслуживания, предоставляемые телефонными и видеосистемами при затратах, значительно меньших, чем в других видах гибридных сетей.

На фиг. 9 показано более подробно описание устройства уплотнения 44 и разделителя 36, 38. Как показано выше, устройство уплотнения 44 входит в состав блока 37. Устройство уплотнения 44 предпочтительно включает поставляемые промышленностью L-секционные фильтры 52, показанные схематически. Эти фильтры помещены в экранирующие по высокой частоте кожухи 53, обеспечивающие развязку более 65 дБ между каждым из коаксиальных кабелей 24 в полосе пропускания. Разделитель включает выпускаемые промышленностью фильтры высоких частот 36 и фильтры низких частот 38, входящие в состав интерфейса сети 43. Как и в устройстве уплотнения, фильтры помещены в экранирующие по высокой частоте кожухи 53, обеспечивающие развязку более 65 дБ между коаксиальными кабелями 24, соединенными с F-фиттингом 46.

Для распределения передаваемых сигналов в настоящем изобретении вместо перераспределения временных интервалов (слотов) применяется частотное разделение. За счет этого исключаются затраты на установку оборудования для перераспределения временных интервалов и дополнительное выполнение некоторых функций, например отслеживание ослабления сигнала. Хотя перераспределение временных интервалов и может быть применено в сети, являющейся предметом настоящего изобретения, предпочтительной является техника распределения частот, поскольку сигналы уже находятся в частотной области для передачи. В настоящем изобретении применяется линейный канал, обеспечивающий одновременную передачу сигналов параллельно во времени того, чтобы передавать их последовательно во времени. В линейном канале отсутствуют взаимные помехи одновременно передаваемых сигналов, поскольку они передаются на разных частотах.

На фиг. 10 показано, что передача сигнала с разделением частот осуществляется путем дистанционной настройки определенных передающих и приемных частотных пар для каждой карты канала 51 в устройстве 37. Таким образом, выделение коммутационных служб и специальных служб в соответствующие части непрерывного спектра осуществляется в ближайшем к пользователю служб месте. На центральной станции 13 в высокочастотных модулированных каналах осуществляется преобразование в каналы типа 64 килобит в секунду (64 кбит/с) и из них, которые группируются вместе в блоки 24, затем формируются в стандартный кадровый сигнал (DSL) для вывода на цифровой коммутатор 11. Сигналы DSL, составленные только из сигналов специальных служб, направляют на другое оконечное оборудование или на передающее оборудование для передачи в другие места. Этот подход допускает массовое преобразование групп сигналов модулированных несущих в цифровые сигналы DSL и из них, устраняя необходимость как во взаимообмене временных интервалов, так и в преобразовании частоты отдельного носителя до массового аналого-цифрового преобразования в центральной станции 13. Другим преимуществом подхода является наличие "универсальных" карт канала 51 в рамках данного типа служб, которые могут быть установлены в любом временном интервале (слоте) в любом устройстве 37. Таким образом можно свести к минимуму запасы запасных частей. Пары частот, относящихся к каждой карте, выделяют и контролируют дистанционно, предпочтительно на центральной станции 13, так чтобы пользователь не мог изменить карты.

Каждому абоненту выделяется однозначно определенная пара частот приема и передачи, предназначенная для телефонной связи и специальных служб. Выделенная пара частот контролируется с центральной станции 13. Таким образом обеспечивается непрерывное частотное распределение для карты 51 в устройстве 37. Это обеспечивает возможность группирования некоммутируемых специальных служб, которые не замыкаются на цифровом коммутаторе, что позволяет обойтись без выделения с использованием взаимообмена временных интервалов специальных и телефонных служб на центральной станции. Поскольку оптический узел 19 может обслуживать до 50 устройств 37, техника частотного распределения позволяет осуществить назначение любой имеющейся пары частот любой карте канала обслуживания 51 в устройстве 37 вне зависимости от физического расположения устройств 37.

Новый элемент 37 базовой полосой ниже полосы пропускания имеет несколько преимуществ. Первое заключается в отказе от участка "от волокна до бордюра", характерного для известных ранее гибридных сетей. Это становится возможным за счет включения телефонных служб в часть полосы пропускания сети, значительно упрощая общую сложность внешней части архитектуры системы. Телефонное обслуживание предоставляется способом кабельной телефонии с использованием модулирования сигналов при некоторых важных отличиях. Поскольку ведение переговоров и звонок обеспечиваются питанием от сети, местные (внутри дома) проблемы с обеспечением электропитанием снимаются. Поскольку частоты полосы пропускания, на которых осуществляется телефонное обслуживание, блокируются после избирательного подводящего устройства, то отсутствует возможность прослушивать из данного помещения переговоры других абонентов телефонной сети. Таким образом, снимается проблема секретности, связанная с телефонными службами, предоставлявшимися ранее по гибридным сетям видеотипа.

Хотя описание изобретения относится к предпочтительному варианту его осуществления, возможны различные изменения и модификации, определяемые формулой изобретения.

Изобретения относятся к области телекоммуникации, в частности к области мультиплексной связи в сети, защищенной от подслушивания. Технический результат заключается в создании гибридной сети, использующей оптическое волокно, коаксиальный кабель и медные жилы. Система на основе коаксиального кабеля обеспечивает секретность телефонных переговоров. Видео- и телефонные сигналы передаются и принимаются таким образом, что эти сигналы телефонной и двусторонней видеосвязи, поступающие к абонементу и от него, не проходят по сети в помещение любого другого абонента. 2 с. и 23 з.п.ф-лы,10 ил.

1. Способ обеспечения телефонным обслуживанием в помещении абонента, отличающийся тем, что включает передачу телефонных сигналов по сети, включающей коаксиальный кабель, и избирательную передачу телефонных сигналов по коаксиальному кабелю, при этом сигналы избирательно передают в помещение абонента и из него так, что эти сигналы защищены от подслушивания и не могут прослушиваться из помещений других абонентов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция избирательной передачи включает операции отсечения телефонных сигналов, передаваемых в помещение данного абонента и из него, и модуляции и демодуляции выделенных телефонных сигналов из числа телефонных сигналов, передаваемых в помещение данного абонента и из него. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что включает передачу питания на телефон в помещении данного абонента по коаксиальному кабелю. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает объединение видеосигналов и телефонных сигналов в коаксиальном кабеле абонента и разделение демодулированных телефонных сигналов и видеосигналов. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция передачи включает подачу видеосигналов и модулированных телефонных сигналов на передающую систему сети и преобразование видеосигналов и модулированных телефонных сигналов в оптиковолоконной передающей системе в электрические сигналы в коаксиальном кабеле и одновременное преобразование видеосигналов и модулированных телефонных электрических сигналов в коаксиальном кабеле в оптические сигналы в оптиковолоконной передающей системе. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает подачу ряда видеосигналов и модулированных телефонных сигналов в оптиковолоконную передающую систему, преобразование оптических сигналов оптиковолоконной передающей системы в электрические сигналы для сети на основе коаксиального кабеля и преобразование электрических сигналов сети на основе коаксиального кабеля в сигналы для оптиковолоконной передающей системы, избирательную передачу видеосигналов в сети на основе коаксиального кабеля, объединение избирательно переданного видеосигнала и телефонного сигнала в коаксиальной системе абонента и разделение телефонного сигнала и избирательно переданного видеосигнала. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает выделение канальной карте сети пары частот, передачу сигнала, включая указанную пару частот, на телефонную коммутационную станцию и от нее, распознавание пары частот, идентифицирующей телефонное обслуживание или специальный вид обслуживания, направление идентифицированных сигналов телефонного обслуживания на коммутатор и направление идентифицированных сигналов специальных видов обслуживания на оборудование специального обслуживания. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что выделение пары частот включает дистанционное выделение пары частот с центральной станции. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает объединение видеосигналов в полосе пропускания и телефонных сигналов базовой полосы в упомянутой паре коаксиальных кабелей, разделение указанных сигналов пары коаксиальных кабелей на коаксиальный F-фитинговый коаксиальный соединитель и на телефонное гнездо RJ-11, блокирование всех телефонных сигналов на F-фитинговом соединителе и блокирование всех видеосигналов в полосе пропускания на телефонном гнезде RJ-11. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает подавление всех телефонных сигналов, передаваемых в направлении вниз по потоку передачи сигналов, выделение телефонных сигналов, передаваемых в направлении вверх по потоку передачи сигналов от передающего абонента, преобразование телефонного сигнала выделенного телефонного канала в модулированный/демодулированный телефонный сигнал, при этом модулированные телефонные сигналы от любого абонента в направлении вверх и вниз по потоку передачи сигналов не могут подслушиваться другим абонентом упомянутой сети на коаксиальном кабеле. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает режектирование всех телефонных сигналов, передаваемых в направлении вниз по потоку передачи сигналов, путем уменьшения амплитуды этих сигналов ниже уровня шума, выделение телефонных сигналов, передаваемых в направлении вверх по потоку передачи сигналов, от одного абонента сети к другому, преобразование телефонного сигнала выделенного телефонного канала в телефонный сигнал базовой полосы, при этом телефонные сигналы от одного абонента не могут подслушиваться другим абонентом упомянутой сети на коаксиальном кабеле. 12. Система обеспечения телефонным обслуживанием в помещении абонента, отличающаяся тем, что содержит сеть логической шины, включающую коаксиальный кабель, отсекающее устройство, оперативно связанное с упомянутой сетью, предназначенное для передачи по сети в обоих направлениях только сигналов с предварительно выбранной частотой, и модем, оперативно связанный с отсекающим устройством, для передачи одного или нескольких телефонных сигналов в помещение абонента, при этом защищенные от подслушивания сигналы не могут прослушиваться из помещений других абонентов. 13. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит средства, оперативно связанные с коаксиальным кабелем и предназначенные для подачи электропитания на телефон абонента через коаксиальный кабель. 14. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит систему передачи видеосигналов, связанную электромагнитными средствами с передающей системой сети логической шины для подачи в нее видеосигналов, оптиковолоконную передающую систему, оптико-электрический преобразователь сигналов, связанный электромагнитными средствами с оптиковолоконной передающей системой и предназначенный для преобразования телефонных и видеооптических сигналов оптиковолоконной передающей системы в телефонные электрические сигналы и электрические видеосигналы в сети на основе коаксиального кабеля, а также для преобразования видео- и телефонных электрических сигналов сети на основе коаксиального кабеля в видео- и телефонные оптические сигналы указанной оптиковолоконной передающей системы, сумматор сигналов, связанный электромагнитными средствами с упомянутыми средствами избирательной передачи для объединения избирательно переданных видеосигналов и модулированных/демодулированных телефонных сигналов в коаксиальном кабеле абонента, разделитель сигналов, связанный электромагнитными средствами с коаксиальным кабелем абонента, предназначенный для отделения модулированных/демодулированных телефонных сигналов от избирательно переданных видеосигналов. 15. Система по п.14, отличающаяся тем, что содержит средства, оперативно связанные с сетью на основе коаксиального кабеля и предназначенные для передачи электроэнергии, и средства, оперативно связанные с сетью на основе коаксиального кабеля и предназначенные для преобразования электроэнергии. 16. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит оптико-волоконную передающую систему, систему передачи видеосигнала, связанную электромагнитными средствами с оптиковолоконной системой для подачи видеосигнала в оптиковолоконную систему, оптико-электрический преобразователь сигналов, связанный с оптиковолоконной системой и системой на коаксиальном кабеле, сумматор сигналов, связанный с отсекающим устройством и модемом, для объединения видеосигнала и телефонного сигнала и разделитель сигналов, соединенный с сумматором сигналов, для отделения видеосигнала от телефонного сигнала. 17. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит оптиковолоконную передающую систему, телефонную коммутационную систему для передачи телефонных сигналов, связанную электромагнитными средствами с оптиковолоконной передающей системой, систему передачи видеосигналов для обеспечения видеосигналов, связанную электромагнитными средстами с оптиковолоконной передающей системой, множество телефонов, связанных с упомянутой сетью, причем обеспечено отсечение сигналов и видеосигналов таким образом, что только выделенные телефонные сигналы передаются на указанные телефоны и от них. 18. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит сумматор сигналов, связанный электромагнитными средствами с системой на основе коаксиального кабеля, для объединения отсекаемого видеосигнала и демодулированного телефонного сигнала в абонентской системе на основе коаксиального кабеля, и разделитель сигналов, связанный электромагнитными средствами с абонентской системой на основе коаксиального кабеля, для отделения отсекаемого видеосигнала от демодулированного телефонного сигнала. 19. Система по п.17, отличающаяся тем, что содержит средства, оперативно связанные с системой на основе коаксиального кабеля и предназначенные для подачи электроэнергии на телефоны. 20. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит телефонную коммутационную станцию, включающую цифровой коммутатор и оборудование специального обслуживания, связанные с упомянутой сетью, множество канальных карт, оперативно связанных с системой на коаксиальном кабеле, причем каждая канальная карта включает выделенную ей предварительно выбранную пару частот, соответствующую телефонному обслуживанию или специальному виду обслуживания, средства, связанные с упомянутой сетью и предназначенные для распознавания выделенной пары частот, посредством которых сигнал от канальной карты направляется на цифровой коммутатор при распознавании выделенной пары частоты, идентифицирующей телефонное обслуживание, или на оборудование специального обслуживания при распознавании выделенной пары частот, идентифицирующей специальный вид обслуживания. 21. Система по п.20, отличающаяся тем, что канальная карта включена в устройство с базовой полосой ниже полосы пропускания, расположенное рядом с помещением абонента. 22. Система по п.20, отличающаяся тем, что включает средства, связанные с упомянутой сетью, для дистанционного выделения указанной пары частот. 23. Система по п.12, отличающаяся тем, что содержит интерфейс сети, соединенный с упомянутой сетью, соединенный с интерфейсом сети блок с базовой полосой ниже полосы пропускания, сумматор сигналов, оперативно связанный с блоком с базовой полосой ниже полосы пропускания и включающий по меньшей мере одну пару L-фильтров, для обеспечения добавления телефонных сигналов базовой полосы к видеосигналам в полосе пропускания, и разделитель сигналов, соединенный с сетью коаксиального кабеля, включающий фильтр верхних частот и фильтр нижних частот, причем фильтр верхних частот предназначен для пропускания всех сигналов в полосе пропускания и блокировки всех телефонных сигналов, а фильтр нижних частот предназначен для блокировки всех сигналов в полосе пропускания и пропускания всех телефонных сигналов к упомянутому абоненту. 24. Система по п. 12, отличающаяся тем, что отсекающее устройство содержит генератор помех, соединенный с упомянутой сетью на коаксиальном кабеле, усилитель, соединенный с сетью на коаксиальном кабеле, и направленный ответвитель приходящего сигнала, соединенный с сетью на коаксиальном кабеле. 25. Система по п. 12, отличающаяся тем, что отсекающее устройство содержит режекторный фильтр, соединенный с упомянутой сетью на коаксиальном кабеле, усилитель, соединенный с сетью на коаксиальном кабеле, направленный ответвитель приходящего сигнала, соединенный с сетью на коаксиальном кабеле.