Изобретение касается оптимизированной системы для распределения сигналов телевизионных и телекоммуникационных служб от периферийного узла к абонентским терминалам (оконечным устройствам).
В частности, это изобретение относится к такой системе вышеупомянутого типа, которая дает возможность экономичным, удобным и надежным способом приспособить уже существующие средства, предназначенные для централизованного распределения каналов наземного телевизионного вещания (известные также как системы телевизионного приема с коллективной антенной), также и для одновременного распределения сигналов других телевизионных и телекоммуникационных служб, включая интерактивные службы.
В настоящее время в Италии, как и во многих других странах, развиваются гибридные сети связи на основе коаксиальных и волоконно-оптических кабелей, известные также как гибридные волоконно-коаксиальные сети. Они широко используются для распределения сигналов большого числа служб, особенно мультимедийных служб интерактивного типа.
Такие волоконно-коаксиальные сети основаны на использовании периферийных узлов для распределения сигналов по подключенным к этим узлам индивидуальным абонентским терминалам. В этом случае, например, домовой узел подключается посредством подходящих кабелей к сети, чтобы распределять сигналы пользователям, размещенным в здании. Некоторые домовые узлы могут быть подключены к сети, по крайней мере насколько это касается телевизионных услуг, посредством радиолиний распределительной службы телевизионного вещания, работающих в СВЧ диапазоне.
Интерактивные телекоммуникационные службы включают обратные каналы передачи данных и/или речи, направленные от индивидуальных пользовательских терминалов к соответствующему соединенному с ними периферийному узлу, например домовому узлу, и далее в сеть.
В частности, в заявке WO-A-96/24989 описывается система для распределения сигналов телевизионных и других телекоммуникационных служб от периферийного узла к абонентским терминалам, включающая прямые и обратные каналы для передачи данных и/или речи (к абонентам и от абонентов соответственно). Эта система содержит оборудование для двунаправленного распределения сигналов по абонентским терминалам, упомянутое оборудование подключено к двунаправленной коммутационной станции.
В приведенном ниже описании ссылки будут делаться в основном на домовые узлы, рассматриваемые как периферийные узлы, но должно быть понятно, что система согласно этому изобретению может быть применена к любому периферийному узлу.
Архитектура средств, предназначенных для распределения сигналов различных служб от домового узла к соединенным с ним индивидуальным абонентским терминалам, основана на том, чтобы сделать все возможности, для предоставления которых предназначены эти службы, доступными каждому из упомянутых терминалов. В частности, в случае телевизионных служб, таких как распределение телевизионных каналов наземного вещания посредством оборудования для коллективного телевизионного приема, распределение телевизионных каналов спутникового вещания с помощью средств спутникового коллективного телевизионного приема и распределение сигналов кабельного или проводного платного телевидения либо телевидения с коллективным приемом, это означает, что все телевизионные каналы, предоставляемые абонентам, должны быть доступны на их терминалах с вытекающим из этого использованием расширенной полосы частот.
Существующие в настоящее время средства коллективного телевизионного приема недостаточны для достижения упомянутой полной доступности соответствующих услуг на каждом пользовательском терминале, и это влечет за собой необходимость прокладывать коаксиальный кабель между домовым узлом и комплектом пользовательских терминалов для каждой дополнительной телевизионной и/или телекоммуникационной службы.
Это имеет следствием ряд недостатков.
Прежде всего, такие кабели обычно подводятся в квартирах к различным розеткам.
Кроме того, различия между оборудованием влекут за собой значительные трудности при техническом обслуживании.
Наконец, поскольку, как правило, упомянутые кабели прокладываются в различное время, создаются значительные неудобства для абонентов.
Чтобы устранить вышеупомянутые недостатки, ранее было разработано несколько подходов.
Наиболее часто используемый подход предусматривает реализацию единой сети, имеющей очень широкую полосу пропускания, с возможным транспонированием (переносом) частот некоторых сигналов, чтобы одновременно передавать сигналы, имеющие по меньшей мере частично перекрывающиеся полосы частот.
Этот подход также имеет некоторые недостатки.
Во-первых, сеть коллективного телевизионного приема, обычно имеющаяся в пределах здания, при этом не используется.
Помимо этого, возможности каждой службы ограничиваются; в частности, число доступных каналов для некоторых телевизионных служб сокращается.
Наконец, такие подходы не позволяют увеличивать число телевизионных и/или телекоммуникационных служб и вводить новые их разновидности, которые могут появиться после первоначального выбора средств системы.
Поэтому целью этого изобретения является обеспечение возможности простым, экономичным, удобным и надежным способом использовать для распределения соответствующих сигналов единственную сеть, предпочтительно обычную и возможно уже установленную сеть коллективного телевизионного приема, между периферийным узлом и подключенными к нему пользовательскими терминалами, для одновременного распределения как каналов наземного телевизионного вещания, так и других телевизионных и/или телекоммуникационных служб, включая также любые интерактивные службы.
Конкретным объектом этого изобретения является оптимизированная система для распределения сигналов телевизионных и телекоммуникационных служб от периферийного узла к абонентским терминалам, упомянутые телевизионные службы включают каналы наземного телевизионного вещания на радиочастотах, каналы спутникового телевизионного вещания на радиочастотах и каналы телевизионного вещания с использованием гибридной волоконно-коаксиальной сети или кабеля; каждая из телекоммуникационных служб включает прямой канал для передачи данных и/или речи в прямом направлении к абонентскому терминалу и обратный канал для передачи данных и/или речи в обратном направлении, от абонентского терминала; упомянутая система содержит также двунаправленную коммутационную станцию, подключенную к периферийному узлу; оборудование для двунаправленного распределения сигналов, подключенное к двунаправленной коммутационной станции, и по меньшей мере одно абонентское устройство, соединенное с упомянутым оборудованием, а также с упомянутыми абонентскими терминалами; при этом двунаправленная коммутационная станция содержит фильтр, блок частотной фильтрации и транспонирования, блок логического управления, сумматор и селектор, упомянутые сумматор и селектор подключены к оборудованию для двунаправленного распределения сигналов; при этом сигналы каналов наземного телевизионного вещания поданы на вход сумматора; фильтр принимает сигналы упомянутых каналов телевизионного вещания с использованием гибридной волоконно-коаксиальной сети или кабеля и упомянутых прямых каналов передачи данных и/или речи, отделяет сигналы прямых каналов передачи данных и/или речи от сигналов каналов телевизионного вещания с использованием гибридной волоконно-коаксиальной сети или кабеля, перераспределяет сигналы прямых каналов передачи данных и/или речи по заранее заданным частотам и подает их на вход сумматора, а также подает сигналы каналов телевизионного вещания с использованием гибридной волоконно-коаксиальной сети или кабеля в упомянутый блок частотной фильтрации и транспонирования; сигналы каналов спутникового телевизионного вещания также поступают в блок частотной фильтрации и транспонирования; селектор подключен к оборудованию для двунаправленного распределения сигналов для приема от этого оборудования последовательности данных, передаваемой в упомянутом обратном направлении, и для подачи ее в блок логического управления, а также для приема сигналов обратных каналов передачи данных и/или речи от упомянутого оборудования для двунаправленного распределения сигналов и для подачи их в упомянутый периферийный узел; блок логического управления формирует сигналы управления, предназначенные для подачи в блок частотной фильтрации и транспонирования, и последовательность данных, передаваемую в упомянутом прямом направлении и предназначенную для подачи на вход сумматора; блок частотной фильтрации и транспонирования выделяет сигналы каналов как телевизионного вещания с использованием гибридной волоконно-коаксиальной сети или кабеля, так и спутникового телевизионного вещания, осуществляет их частотное перераспределение и/или транспонирование для подачи на вход сумматора; сумматор объединяет входные сигналы и подает их в оборудование для двунаправленного распределения сигналов; упомянутое абонентское устройство содержит демодулятор, логический блок, модулятор и сумматор; при этом логический блок обрабатывает последовательность данных, передаваемую в упомянутом прямом направлении и выходящую из демодулятора; модулятор модулирует несущую последовательностью данных, передаваемой в обратном направлении из упомянутого абонентского устройства; сумматор объединяет сигналы последовательности данных, передаваемой в обратном направлении, и сигналы обратных каналов передачи данных и/или речи от упомянутого абонентского устройства и подает их в оборудование для двунаправленного распределения сигналов.
Согласно этому изобретению упомянутая двунаправленная коммутационная станция дополнительно содержит расположенный до сумматора блок фильтрации сигналов каналов наземного телевизионного вещания, предназначенный для устранения всех копий сигналов, имеющих наиболее низкое отношение сигнал/шум.
Кроме того, согласно этому изобретению упомянутые телевизионные службы дополнительно включают телевизионные каналы замкнутых телевизионных систем, которые поданы на вход сумматора или блока частотной фильтрации и транспонирования.
Далее, согласно этому изобретению упомянутый блок частотной фильтрации и транспонирования содержит преобразователь для преобразования радиочастот гибридной волоконно-коаксиальной сети, преобразователь для преобразования радиочастот спутниковых систем, а также блок коммутации; при этом преобразователи имеют N входов и N выходов, а блок коммутации имеет 2•N входов и N выходов, при этом соответствующие выходные сигналы обоих преобразователей альтернативно выбираются упомянутым блоком коммутации и подаются в блок частотной фильтрации и транспонирования.
Согласно еще одной форме осуществления изобретения преобразователь радиочастот гибридной волоконно-коаксиальной сети содержит N преобразователей-фильтров, каждый из которых содержит тюнер, имеющий постоянную полосу пропускания и перестраиваемую центральную частоту; смеситель; гетеродин с перестраиваемой центральной частотой; полосовой фильтр, имеющий постоянную полосу пропускания и перестраиваемую центральную частоту; а также логический блок; при этом тюнер фильтрует входной сигнал, смеситель, гетеродин и полосовой фильтр преобразуют частоту отфильтрованного сигнала, а логический блок формирует сигналы управления.
Согласно еще одной форме осуществления изобретения преобразователь радиочастот спутниковых систем содержит N преобразователей-фильтров, каждый из которых содержит тюнер, имеющий постоянную полосу пропускания и перестраиваемую центральную частоту; смеситель; гетеродин с перестраиваемой частотой; полосовой фильтр, имеющий постоянную полосу пропускания и перестраиваемую центральную частоту; а также логический блок; при этом тюнер фильтрует упомянутый входной сигнал, смеситель, гетеродин и полосовой фильтр преобразуют частоту отфильтрованного сигнала, а логический блок формирует сигналы управления.
В предпочтительном случае каждый из упомянутых N преобразователей-фильтров, входящих в состав преобразователя радиочастот спутниковых систем, дополнительно содержит преобразователь модуляции.
Кроме того, согласно этому изобретению преобразователь радиочастот спутниковых систем содержит N преобразователей-фильтров, каждый из которых содержит преобразователь модуляции и блок логического управления; при этом преобразователь модуляции фильтрует входной сигнал, а также выполняет преобразование его модуляции и частотное транспонирование.
Далее, согласно этому изобретению упомянутое оборудование для двунаправленного распределения сигналов образовано аппаратурой для централизованного распределения каналов наземного телевизионного вещания или оборудованием для телевизионного приема с коллективной антенной.
Также согласно этому изобретению каждое абонентское устройство соединено с одним или более абонентским терминалом в виде телефонного аппарата и/или с одним или несколькими персональными компьютерами, и дополнительно оно соединено с одним или более абонентским терминалом в виде устройства или приставки для связи с поставщиком услуг платного телевидения.
Согласно еще одной форме осуществления изобретения последовательности данных, передаваемые в прямом и обратном направлениях, передаются с помощью цифровой модуляции, предпочтительно частотной манипуляции, и/или фазовой манипуляции, и/или квадратурной амплитудной модуляции, а упомянутое абонентское устройство дополнительно содержит цифровой демодулятор, расположенный перед логическим блоком; частотный мультиплексор и демодулятор телефонного сигнала для телекоммуникационных служб, расположенные перед упомянутыми абонентскими терминалами; модулятор телефонного сигнала для телекоммуникационных служб, соединенный с выходами абонентских терминалов; цифровой модулятор, который принимает данные о выборе телевизионного канала по меньшей мере от одного абонентского терминала, а также сумматор, размещенный после модулятора телефонной связи и цифрового модулятора и соединенный своим выходом с упомянутым оборудованием для двунаправленного распределения сигналов.
Ниже изобретение будет описано более подробно в соответствии с одной из предпочтительных форм его осуществления. Это описание служит для пояснения изобретения, однако не ограничивает его объем. Оно приводится со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
На фиг.1 показана схема системы, выполненной согласно данному изобретению.
На фиг.2 показана схема, поясняющая частотное распределение сигнала, подаваемого в систему, показанную на фиг.1.
На фиг. 3 показана блок-схема предпочтительной формы выполнения двунаправленной коммутационной станции для системы, показанной на фиг.1.
На фиг, 4а показана блок-схема первого преобразователя-фильтра, который используется в коммутационной станции, показанной на фиг.3.
На фиг.4b показана схема, поясняющая частотное распределение сигнала на выходе преобразователя-фильтра, показанного на фиг.4а.
На фиг.5а представлена блок-схема второго преобразователя-фильтра, который используется в коммутационной станции, показанной на фиг.3.
На фиг. 5b представлена блок-схема второй формы выполнения второго преобразователя-фильтра, который используется в коммутационной станции, показанной на фиг.3.
На фиг.6 представлен сигнал местного прямого канала передачи данных, который формируется коммутационной станцией, показанной на фиг.3.
На фиг. 7 схематически показаны абонентские устройства, используемые в системе, представленной на фиг.1.
Как показано на фиг.1, система, выполненная согласно этому изобретению, содержит двунаправленную коммутационную станцию 1, расположенную в домовом узле, который принимает все доступные сигналы, принадлежащие телевизионным и телекоммуникационным службам, из гибридной волоконно-коаксиальной сети 2; системы 3, принимающей сигналы наземного телевизионного вещания на радиочастотах; системы 4, принимающей сигналы спутникового телевизионного вещания на радиочастотах, а также от местных устройств 5 этого здания, например таких, как замкнутые телевизионные системы и системы внутренней видеосвязи.
Коммутационная станция 1 подключена к домовой сети 7 телевизионного приема с коллективной антенной, которая передает сигнал в двух направлениях между коммутационной станцией 1 и индивидуальными абонентскими розетками 8.
К каждой розетке 8 подключено абонентское устройство 9, которое передает различные сигналы в двух направлениях между упомянутой розеткой 8 и соответствующими абонентскими терминалами 10, 11 и 12. В частности, к таким терминалам относится телефонный аппарат 10 и устройство 11 связи в виде приставки, предназначенное для связи с поставщиком услуг платного телевидения, а также персональный компьютер 12.
Как будет подробно описано ниже, система согласно этому изобретению позволяет использовать сеть или оборудование для коллективного телевизионного приема для передачи сигналов в обоих направлениях. Сигналы всех телевизионных и телекоммуникационных служб, подаваемые на вход упомянутой коммутационной станции, подаются на все активные абонентские терминалы (10, 11, 12) посредством операции выбора, осуществляемого на уровне упомянутой коммутационной станции 1, среди конкретных телевизионных каналов, не находящихся в диапазоне наземного телевещания, в соответствии с запросами активных телевизионных приставок 11. В частности, когда пользователь выбирает определенный спутниковый или кабельный телевизионный канал в своей телевизионной приставке 11, сигнал выбора подается в обратном направлении в коммутационную станцию 1, чтобы переопределить ее структуру коммутации и подать в соответствующую телевизионную приставку 11 только выбранный телевизионный канал, а не все имеющиеся каналы. Если учесть, что телевизионная приставка 11 также может принимать сигналы, принадлежащие нескольким телевизионным службам, то станет ясно, что достигается сокращение полосы частот, занимаемой каналом передачи на участке между домовым узлом и индивидуальной розеткой 8.
Другими словами, если даже сигналы по меньшей мере трех телевизионных служб присутствуют в каждой абонентской розетке 8 и каждая служба предлагает большое количество каналов, каждый активная телевизионная приставка 11 будет выбирать только один телевизионный канал.
С целью создания системы, совместимой с распределением сигналов каналов наземного телевизионного вещания для абонентов, не имеющих подключения к другим телевизионным службам и, следовательно, не обеспеченных телевизионными приставками 11, согласно предпочтительной форме осуществления этого изобретения все эти сигналы передаются по сети 7 коллективного телевизионного приема, при этом самое большее из повторяющихся сигналов устраняются копии сигналов с наихудшим отношением сигнал-шум, а выбор каналов осуществляется на уровне телевизионного приемника абонента.
Следовательно, распределительной системой, оптимальной с точки зрения занимаемого диапазона частот, является такая, которая, просматривая все доступные телевизионные каналы, не являющиеся каналами наземных систем вещания, передает в каждый момент времени сигналы только тех телевизионных каналов (и в качестве очевидного дополнения каналов передачи данных телекоммуникационных служб), которые выбраны в каждый определенный момент подключенными к ней абонентскими терминалами.
Это означает, что, даже если сотни каналов телевизионных программ и каналов передачи данных, потенциально поддающихся распределению, присутствуют на входе домового узла, а количество абонентских терминалов, подключенных к узлу, равно N, то число каналов, которые будут загружать распределительное оборудование 7, составит N. Если оценить N по хорошо известным формулам теории графика, то можно определить величину максимальной пропускной способности оборудования 7 в терминах ширины полосы. Если вышеупомянутое число (N) не превышает нескольких десятков, то очевидно, что оборудование типа сети коллективного телевизионного приема соответствует необходимым требованиям.
Сигналы, передаваемые упомянутым оборудованием 7 от коммутационной станции 1 в различные абонентские устройства 9, которые формируют так называемый прямой ("нисходящий") поток или канал, содержат все сигналы наземных телевизионных каналов, которые приходят от системы 3, принимающей сигналы наземного телевизионного вещания на радиочастотах; все сигналы прямых каналов передачи данных и/или речи телекоммуникационных служб; сигналы тех спутниковых и/или кабельных телевизионных каналов, которые выбраны активными приставками 11 абонентов, и, наконец, сигналы, формируемые коммутационной станцией 1 для управления активными приставками 11 абонентов.
С другой стороны, сигналы, передаваемые упомянутым оборудованием 7 от абонентских устройств 9 в коммутационную станцию 1, которые формируют так называемый обратный ("восходящий") поток или канал, включают в себя сигналы каналов передачи данных и/или речи соответствующих телекоммуникационных служб, а также все сигналы, соответствующие выбору, выполненному активными приставками 11 абонентов. Такие сигналы выбора, включенные в упомянутый обратный канал, используются коммутационной станцией 1 для того, чтобы передавать в каждый момент только те сигналы спутниковых и/или кабельных телевизионных каналов, которые соответствуют выбору, сделанному с помощью активных приставок 11 абонентов.
Распределение сигналов перед коммутационной станцией 1 по частоте схематично показано на фиг.2. В диапазоне VHF I, который обозначен позицией 13, могут присутствовать три телевизионных канала с амплитудной модуляцией с частично подавленной боковой полосой, в то время как в диапазоне VHF III могут присутствовать семь телевизионных сигналов с амплитудной модуляцией с частично подавленной боковой полосой. Как правило, не все эти десять каналов заняты сигналами эфирного телевизионного вещания.
Наибольшее число радиочастотных каналов вещательного телевидения находятся в диапазонах IV и/или V, не показанных на схеме; частоты этих каналов распределены в широкой полосе от 470 до 862 МГц.
Диапазон 15 от 88 до 108 МГц может использоваться для эфирного радиовещания с частотной модуляцией, создающего помехи.
Поэтому коммутационная станция 1 приспособлена для распределения сигналов спутниковых и/или кабельных телевизионных каналов, которые выбираются активными телевизионными приставками 11, в диапазоне 16 от 110 до 170 МГц и в диапазоне 17 от 230 до 470 МГц.
Кроме того, так как одни и те же телевизионные программы могут передаваться как в диапазоне IV, так и в диапазоне V, а также в нескольких диапазонах, можно управлять коммутационной станцией 1 так, чтобы выполнить функцию фильтрации сигналов этих диапазонов с целью подавить все повторяющиеся копии телевизионных сигналов, имеющие более низкие отношения сигнал-шум, чтобы оставить для распределения сигнал с наилучшим качеством и сделать дополнительные частотные полосы доступными для распределения сигналов спутниковых и/или кабельных телевизионных каналов.
В итоге полоса шириной приблизительно 300 МГц в диапазонах 16 и 17, а также дополнительная полоса шириной 100 МГц, получаемая благодаря фильтрации в диапазонах IV и V, становятся доступными для распределения сигналов спутниковых и/или кабельных телевизионных каналов с помощью коммутационной станции 1. Так как в предпочтительной форме осуществления этого изобретения часть диапазона, занимаемая каждым коммутируемым телевизионным каналом, составляет 8 МГц, коммутационная станция 1 может распределить приблизительно 50 спутниковых и/или кабельных телевизионных каналов. Следовательно, она будет в состоянии выполнить запросы 50 активных телевизионных приставок 11 без возникновения конфликтов доступа к коммутационной станции 1.
Специалистам понятно, что такие пропускные способности более чем достаточны для выполнения всех требований к домовому узлу.
Как показано на фиг. 3, коммутационная станция 1 согласно предпочтительной форме выполнения системы позволяет сигналам каналов наземного телевизионного вещания, поступающим от приемной системы 3 с одной или несколькими антеннами, проходить в блок 18 фильтров, содержащий два фильтра-сумматора, которые работают в диапазонах VHF и UHF соответственно. С выхода 19 диапазона VHF и выхода 20 диапазона UHF от упомянутого блока 18 передается только один сигнал для каждого телевизионного канала; таким образом устраняются любые копии сигналов, имеющие худшее отношение сигнал-шум. Другими словами, наземные телевизионные каналы вводятся в сеть 7 без изменения по частоте, чтобы они принимались всеми абонентами, подключенными обычным способом, принятым в настоящее время. Таким образом, коммутационная станция 1 обеспечивает только пассивную фильтрацию спектра, чтобы не повторять одну и ту же телевизионную программу несколько раз, как это часто происходит в настоящее время, а подавать только лучший по качеству сигнал, выбранный из имеющихся в наличии. Такая операция необходима для "очистки" электромагнитного спектра в максимально возможной степени, чтобы освободить его для передачи сигналов других служб по сети 7 коллективного телевизионного приема.
Сигнал с множеством несущих, содержащий сигналы телевизионных каналов и прямые каналы передачи данных и/или речи телекоммуникационных служб, доступные посредством волоконно-коаксиальной сети 2, подается в приемный блок 21, который в предпочтительной форме осуществления переносит его в основную полосу частот в диапазоне от 54 до 862 МГц. В частности, сигналы телевизионных каналов, доступные посредством волоконно-коаксиальной сети 2, включают сигналы цифрового кабельного телевидения стандарта DVB-C, каждый из которых сформирован пакетами 6-8 цифровых программ, сжатыми в формате MPEG-2 и мультиплексированными, чтобы сформировать так называемый "поток ретрансляции". Этим потоком, в свою очередь, осуществляется 64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция несущей диапазона VHF или UHF. Прямые каналы передачи данных и/или речи телекоммуникационных служб содержат данные, исходящие от провайдера сети Интернет, а также прямые каналы, соответствующие узкополосным службам, таким как обычные телефонные службы, интерфейс основной скорости (BRI) цифровой сети с интеграцией служб (ISDN), а также прямой поток данных, соответствующий платным телевизионным службам и передаваемый на телевизионные приставки 11.
Сигнал с множеством несущих в основной полосе частот с выхода приемника 21 подается на фильтр 22, чтобы отделить сигналы, принадлежащие прямым каналам передачи данных и/или речи и направляемые на выход 23, от сигналов, принадлежащих телевизионным каналам и направляемым на выход 24. В частности, фильтр 22 распределяет сигналы, принадлежащие прямым каналам передачи данных и/или речи телекоммуникационных служб, по заранее заданным и фиксированным, то есть не переключаемым, полосам частот, распределяемым на все розетки 8.
Сигналы, принадлежащие спутниковым телевизионным каналам, которые идут от приемной системы 4, содержащей одну или несколько антенн, подаются в соответствующий приемный блок 25.
Сигналы, появляющиеся на выходе 24 фильтра 22 и на выходе 26 приемника 25 спутниковой связи, подаются соответственно на входы двух разветвителей 27 и 28 с N выходами, которые формируют блок 29 разветвления.
N выходов разветвителей 27 и 28 подключены к блоку 30 частотной фильтрации и транспонирования, содержащему блок 31 транспонирования радиочастот гибридной волоконно-коаксиальной сети и блок 32 транспонирования радиочастот спутниковых систем.
Каждый из блоков 31 и 32 содержит N преобразователей-фильтров радиочастот, каждый их которых фильтрует входной сигнал так, что пропускает только сигнал, принадлежащий некоторому телевизионному каналу, перенося его из первоначального диапазона радиочастот гибридной волоконно-коаксиальной сети или спутника соответственно в одну из частотных полос, свободных или доступных для распределения, выполняемого коммутационной станцией 1.
Вышеупомянутое число N в предпочтительном случае равняется максимальному числу коммутируемых телевизионных каналов, которые могут быть распределены упомянутой коммутационной станцией 1, и, как упомянуто выше, является достаточным для выполнения максимально возможного числа запросов абонентов. Таким образом предотвращается возникновение любых конфликтов, возможным последствием которых является невыполнение требований некоторых пользователей.
Как показано на фиг.4а, каждый преобразователь-фильтр радиочастот гибридной волоконно-коаксиальной сети снабжен тюнером 33 с постоянной полосой пропускания и перестраиваемой центральной частотой, который фильтрует входные телевизионные сигналы гибридной волоконно-коаксиальной сети, распределенные в диапазоне частот от 54 до 862 МГц и позволяет проходить на выход телевизионному сигналу гибридной волоконно-коаксиальной сети, выбранному телевизионной приставкой 11. Затем выходной телевизионный сигнал преобразуется по частоте с помощью смесителя 34, который смешивает его с сигналом гетеродина 35 с перестраиваемой частотой, и полосового фильтра 36, имеющего постоянную полосу пропускания и перестраиваемую центральную частоту. Логический блок 37 формирует сигналы управления, которые необходимы для установки центральной частоты тюнера 33, частоты гетеродина 35 и центральной частоты фильтра 36. На фиг.4b приведена схема, показывающая спектр сигнала с шириной полосы 8 МГц, модулированного посредством 64-позиционной квадратурной амплитудной манипуляцией, который появляется на выходе показанного на фиг.4а преобразователя-фильтра, когда операция переноса (транспонирования) частоты перераспределяет выбранный телевизионный сигнал в полосу 17 (расширенный диапазон S).
Как показано на фиг. 5а, первая форма выполнения преобразователей-фильтров спутниковых радиочастот содержит тюнер 38, имеющий постоянную полосу пропускания и перестраиваемую центральную частоту, который фильтрует входные спутниковые телевизионные сигналы, распределенные в диапазоне частот от 950 до 2050 МГц, и позволяет проходить на выход спутниковому телевизионному сигналу, выбранному с помощью телевизионной приставки 11. В частности, входные спутниковые телевизионные сигналы могут быть модулированы посредством 4-позиционной фазовой манипуляции с шириной полосы 40 МГц. Телевизионный сигнал, подаваемый на выход тюнером 38, затем преобразуется по частоте с помощью смесителя 39, который смешивает его с сигналом гетеродина 40 с перестраиваемой частотой, а также с помощью полосового фильтра 41, имеющего постоянную полосу пропускания и перестраиваемую центральную частоту. Логический блок 42 генерирует сигналы управления, которые необходимы для установки центральной частоты тюнера 38, частоты гетеродина 40 и центральной частоты фильтра 41. В этом случае канальный сигнал с 4-позиционной фазовой манипуляцией перераспределяется, например, в диапазон 17, но он все еще занимает полосу 40 МГц. Таким образом, преобразователь-фильтр спутниковых радиочастот, показанный на фиг.5а, имеет простую и дешевую конструкцию, но его выходной сигнал занимает в 5 раз более широкую полосу частот, чем сигнал с 64-позиционной квадратурной амплитудной манипуляцией, что уменьшает число N телевизионных каналов, распределяемых с помощью оборудования 7. Кроме того, так как 4-позиционная фазовая манипуляция несовместима с приставками 11 для приема телевизионных каналов гибридной волоконно-коаксиальной системы, то, так или иначе, после розетки 8 будет необходима дополнительная телевизионная приставка 43 для преобразования 4-позиционной фазовой манипуляции в 64-позиционную квадратурную амплитудную модуляцию.
Фиг. 5b иллюстрирует предпочтительную форму осуществления преобразователей-фильтров спутниковых радиочастот, содержащих преобразователь 44 модуляции для осуществления фильтрации выбранного телевизионного сигнала, преобразования его модуляции из 4-позиционной фазовой манипуляции в 64-позиционную квадратурную амплитудную модуляцию, а также частотного перераспределения сигнала с преобразованной модуляцией. Логический блок 45 генерирует сигналы управления, которые подаются на преобразователь 44 модуляции, для выбора центральной частоты фильтрации и перераспределенного положения центральной частоты сигнала. В этом случае преобразователь-фильтр более сложен, чем на фиг.5а, но он дает возможность получить выходной сигнал, занимающий полосу 8 МГц и совместимый с телевизионными приставками 11 для приема телевизионных каналов гибридной волоконно-коаксиальной системы.
Как показано на фиг.3, каждая из упомянутых N пар соответствующих выходов блоков 31 и 32 преобразования радиочастоты соответственно подключена к одному из N переключателей 46, которые образуют коммутатор 47 с N выходами. Каждый переключатель 46 соответствует некоторой телевизионной приставке 11. Очевидно, что телевизионный сигнал гибридной волоконно-коаксиальной или спутниковой системы появляется на выходе каждого переключателя 46 согласно выбору соответствующей телевизионной приставки 11. Можно выполнить устройство так, чтобы при числе терминалов, подключенных в данное время, равном М, где М<N, выходы N-M переключателей 46 находились бы в состоянии с высоким импедансом. N выходных сигналов (или М активных выходных сигналов) упомянутого коммутатора 47 добавляются в сумматоре 48 к сигналам диапазона VHF с выхода 19 и к сигналам диапазона UHF с выхода 20 упомянутого блока 18 фильтров, а также к сигналам, принадлежащим прямым каналам передачи данных и/или речи телекоммуникационных служб, получаемым с выхода 23 упомянутого фильтра 22. Выходной сигнал сумматора 48 формирует прямой канал, который идет от коммутационной станции 1 через дуплексер 49 и оборудование 7 коллективного телевизионного приема к розеткам 8 и на абонентские устройства 9.
Обратный канал, который идет от абонентских устройств 9 к коммутационной станции 1 через оборудование 7 коллективного телевизионного приема, передается дуплексером 49 в селектор 50 местных данных. Упомянутый обратный канал в предпочтительном случае распределяется в диапазон частот от 5 до 30 МГц. Селектор 50 отделяет все те сигналы, которые соответствуют выбору телевизионных каналов активными телевизионными приставками 11 и образуют передаваемую в обратном направлении местную последовательность данных, от сигналов обратных каналов передачи данных и/или речи телекоммуникационных служб. Сигналы, принадлежащие обратным каналам передачи данных и/или речи телекоммуникационных служб, пропускаются далее без изменений и передаются в гибридную волоконно-коаксиальную сеть 2.
Вышеупомянутая передаваемая в обратном направлении местная последовательность данных после демодуляции демодулятором 51 передается через интерфейс ввода-вывода 53 в предназначенный для управления коммутационной станцией 1 блок логического управления 54, который, декодируя эти данные, обеспечивает чтение адреса вызывающего блока (идентификацию телевизионной приставки 11, передавшей запрос), а также распознавание запроса. На основании запросов блок 54 генерирует (в случае необходимости) сигналы управления, управляющие блоком 30 фильтрации и транспонирования частоты, а также передаваемую в прямом направлении местную последовательность данных для управления приставкой 11. Такая передаваемая в прямом направлении местная последовательность данных через упомянутый блок интерфейса 53 и модулятор 55, предпочтительно двухчастотный манипулятор, подается на вход сумматора 48, чтобы быть добавленной к другим сигналам, из которых упомянутой коммутационной станцией 1 формируется прямой канал передачи. Предпочтительно несущая передаваемой в прямом направлении местной последовательности данных имеет частоту 40 МГц.
На фиг. 6 показана передаваемая в прямом направлении местная последовательность данных, формируемая логическим блоком 54 так, что любым данным 56, направляемым в каждую конкретную приставку 11, предшествует адрес 57, идентифицирующий ту приставку 11, в которую они направлены.
Как показано на фиг.7, абонентское устройство 9, подключенное к оборудованию 7 коллективного телевизионного приема посредством розетки 8, содержит первый полосовой фильтр 58, который передает сигнал передаваемой в прямом направлении местной последовательности данных в демодулятор 59 частотно-манипулированного сигнала. Полученный в результате демодулированный сигнал затем передается в логический блок 60, который обрабатывает его, декодируя местную последовательность данных для распознавания адреса 57 упомянутой телевизионной приставки 11 и интерпретации информационного содержания соответствующих данных 56. На основании такой операции декодирования логический блок 60 подает сигналы управления приставкой 11 в блок 61 передатчика, который модулирует ими несущую инфракрасного диапазона и передает их в приставку 11. Специалистам понятно, что передача декодированных данных 56 в телевизионную приставку 11 может осуществляться также посредством других способов с использованием соответствующих устройств.
Кроме того, абонентское устройство 9 может быть снабжено также вторым полосовым фильтром 62, который передает любые сигналы, принадлежащие телевизионным каналам, и любые сигналы, принадлежащие каналам прямой передачи данных и/или речи, относящимся к телекоммуникационным службам, в частотный мультиплексор 63. Мультиплексор 63 передает все сигналы, принадлежащие телевизионным каналам, в упомянутую телевизионную приставку 11, а все сигналы, принадлежащие каналам прямой передачи данных и/или речи, в демодулятор 64 телефонной связи для телекоммуникационных служб, который предназначен для передачи сигналов в соответствующие терминалы, такие как телефонный аппарат 10, приставка 11 и персональный компьютер 12.
В каналах обратной передачи данных и/или речи, соответствующих телекоммуникационным службам и исходящим от телефонного аппарата 10, телевизионной приставки 11 и персонального компьютера 12, модуляция осуществляется посредством модулятора 65 телефонной связи для телекоммуникационных служб. Сигнал на инфракрасной несущей, формируемый пультом 66 дистанционного управления для выбора телевизионной программы и управления приставкой 11, принимается приемником 67 и подается в модулятор 68 для частотной манипуляции, который формирует передаваемую в обратном направлении местную последовательность данных, соответствующую приставке 11, подключенной к соответствующему абонентскому устройству 9. Сигналы, исходящие от модулятора 65 телефонной связи и от модулятора 69 для частотной манипуляции, складываются вместе в сумматоре 69 и подаются на следующий модулятор 70. Модулятор 70 вместе с гетеродином 71, настроенным на частоту, выделенную определенной приставке 11, формирует сигнал обратного канала от соответствующего абонентского устройства 9 и передает его через полосовой фильтр 72 в оборудование 7 коллективного телевизионного приема, чтобы он мог достичь коммутационной станции 1. Предпочтительно частота, на которую настраивается упомянутый гетеродин 71, находится в диапазоне от 5 до 30 МГц и совпадает с полосой пропускания фильтра 72. В частности, гетеродин 71 может также передавать в логический блок 60 сигнал для подтверждения адреса телевизионной приставки 11.
Таким образом, данные о сделанном абонентом выборе направляются не прямо в приставку 1, а в коммутационную станцию 1 через упомянутый обратный канал посредством объединения их с данными телефонной связи при частоте гетеродина, выделенной каждому отдельному абоненту, в полосе от 5 до 30 МГц.
Специалистам понятно, что функции телевизионной приставки 11 могут быть встроены в абонентское устройство 9. Кроме того, устройство 9 может быть приспособлено для управления рядом абонентских терминалов (10, 11, 12) одного типа; например, это может происходить, когда несколько телевизионных приставок 11 подключены к розетке 8.
Специалистам также очевидно, что система согласно этому изобретению может быть легко модифицирована и/или приспособлена для обработки сигналов дополнительных телевизионных и/или телекоммуникационных служб. В качестве примера, как показано на фиг.4 и 5, сигналы замкнутых телевизионных систем 5, связанные с видео и/или звуковой информацией и/или функциями управления, при надлежащем вводе в каналы до или после упомянутой коммутационной станции 1 могут передаваться неизменными по сети 7 коллективного телевизионного приема, либо они могут передаваться только тогда, когда они активизируются абонентом и перераспределяются по частоте коммутационной станцией 1.
Также очевидно, что система согласно этому изобретению может применяться в случае, когда сигналы, относящиеся к спутниковым телевизионным каналам, не должны распределяться.
Итак, согласно изобретению уже существующей коаксиальной сетью 7 телевизионной системы с централизованной коллективной антенной управляют в интеллектуальном режиме посредством упомянутой коммутационной станции 1, расположенной в домовом узле, и посредством подключенных к розеткам 8 индивидуальных абонентских устройств 9 таким образом, чтобы обеспечить одновременное распределение как обычных телевизионных сигналов, так и сигналов гибридной волоконно-коаксиальной сети и, возможно, также телевизионных сигналов, принимаемых со спутников посредством одной или нескольких централизованных параболических антенн.
Уже существующее или вновь установленное оборудование 7 коллективного телевизионного приема является полностью прозрачным для обычного вещания или распространения наземных телевизионных каналов. Ввиду вышеизложенного, коммутационная станция 1 является совместимой с обычными услугами, предоставляемыми оборудованием 7 коллективного телевизионного приема, и любой абонент, не желающий быть подключенным к дополнительным телевизионным или телекоммуникационными службам, во всяком случае продолжит использовать сигналы наземного вещания. С другой стороны, любой абонент, желающий быть подключенным к дополнительным службам, должен иметь свою собственную коаксиальную розетку 8 (одну на квартиру) с соответствующим абонентским устройством 9, которое работает как "концентратор" для различных абонентских терминалов (10, 11, 12), установленных в соответствующей квартире. Связь между абонентским устройством 9 и абонентскими терминалами (10, 11, 12) реализуется посредством стандартных устройств сопряжения (телефонного кабеля, коаксиального кабеля или инфракрасной связи), но можно реализовать подключение также с помощью радиосвязи.
Простой выбор желаемого (не наземного) телевизионного канала, выполняемый абонентом в отношении какой-либо из различных доступных служб, "перехватывается" и маршрутизируется с помощью обратного потока в коммутационную станцию 1, где он сравнивается с другими аналогичными данными выбора и в результате осуществляется управление. В этом случае используется местный (домовой) канал передачи данных, который возможно является частью обратного потока данных большого объема.
Коммутационная станция 1 подключается с одной стороны посредством антенн и/или внешних кабелей к различным входным службам, а именно к наземным телевизионным каналам, телекоммуникационным службам гибридной волоконно-коаксиальной системы, спутниковым телевизионным каналам, а с другой стороны, а именно со стороны выхода, к коаксиальному кабелю сети 7 распределения сигналов коллективного телевизионного приема.
Система, предложенная согласно этому изобретению, обеспечивает высокую степень совместимости с дополнительными телекоммуникационными услугами, которые возможно появятся в будущем; другими словами, она является "открытой" системой в отношении передачи данных в обоих направлениях со значительной скоростью для соответствующих служб.
Устройство 9 выполняет функции "диалога" с коммутационной станцией 1 (чтобы соответствующим образом управлять оборудованием 7 коллективного телевизионного приема для передачи сигналов множества интерактивных и неинтерактивных телевизионных служб). В то же самое время оно "открыто" для передачи телекоммуникационных сигналов, так что оборудование 7 коллективного телевизионного приема может в сущности рассматриваться как естественное расширение систем радиодоступа типа "точка - много точек", позволяющее легко применять такие системы доступа в городских зонах, где абоненты в значительной степени распределены по зданиям и квартирам.
В частности, подсистема абонентского устройства 9, которая является частью сети доступа для телекоммуникационных служб, интегрируется с местными функциями, как описано выше, чтобы выполнять функцию коммутации телевизионных сигналов. С целью сделать такую подсистему совершенно интегральной и прозрачной типичные функции модемов в абонентском устройстве 9 подразделяются на базовые функции модуляции и демодуляции и впоследствии группируются, а именно только как функции модуляции или только как функции демодуляции, чтобы вводить соответствующие сигналы от системы типа "точка - много точек" в обратный поток или извлекать их всех из соответствующего прямого потока; на фиг. 7 такие схемные субблоки показаны как модулятор 65 и демодулятор 64 телефонной связи соответственно. Очевидно, что такие сигналы, направленные к соответствующим внешним пользовательским терминалам (10, 11, 12) или от них, формируются в соответствующем абонентском устройстве 9.
Специалистам также очевидно, что конструкция упомянутого абонентского устройства 9 не уникальна и легко модифицируется, так как зависит от услуг, которые должны предоставляться абонентам и, в конечном счете, от абонентских терминалов, которые должны быть присоединены к этому устройству.
Приведенное выше описание предпочтительной формы осуществления изобретения служит для пояснения изобретения, однако никоим образом не ограничивает его объема. Также должно быть понятно, что специалисты могут делать в нем изменения и/или замены в пределах его объема, который определяется приведенной ниже формулой изобретения.
Изобретение относится к абонентской системе с двусторонним режимом работы. Техническим результатом является обеспечение возможности простым, удобным и надежным способом использовать для распределения соответствующих сигналов сеть коллективного телевизионного приема. Технический результат достигается тем, что система согласно этому изобретению позволяет использовать упомянутую сеть или ее оборудование для передачи сигналов в обоих направлениях. Сигналы всех упомянутых служб, подаваемые на вход коммутационной станции, подаются на все активные абонентские терминалы посредством операции выбора, осуществляемого на уровне телеканалов, не находящихся в диапазоне наземного телевещания, в соответствии с запросами этих приставок, причем такая приставка также может принимать сигналы, принадлежащие нескольким телевизионным службам, что приводит к сокращению полосы частот, занимаемой каналом передачи на участке между домовым узлом и индивидуальной розеткой. 13 з.п.ф-лы, 9 ил.
| Приспособление в пере для письма с целью увеличения на нем запаса чернил и уменьшения скорости их высыхания | 1917 |
|
SU96A1 |
| СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ И РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ | 1991 |
|
RU2027317C1 |
| Бесколесный шариковый ход для железнодорожных вагонов | 1917 |
|
SU97A1 |
| Установка для непрерывного удаления и дробления шлака | 1978 |
|
SU779740A1 |
| ЕР 0756393 А2, 29.01.1997 | |||
| RU 92011414 А, 27.07.1995 | |||
| СИСТЕМА ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ | 1992 |
|
RU2012142C1 |
