Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к передаче сигнала и, в частности, к передаче объединенного сигнала, содержащего подсигналы, соответствующие двум или более различным протоколам, по одному и тому же проводу.
Уровень техники
Основной трудностью для новых операторов, предоставляющих услуги телефонии, является обеспечение линии связи на последнем участке непосредственно перед потребителем. Прокладка новых кабелей является дорогостоящей, и поэтому ищутся альтернативы выделенным телефонным линиям, предоставляемым на всем протяжении канала связи до потребителя.
По экономическим соображениям новые кабели обычно устанавливаются только одновременно с установкой другого кабеля, например, системы коллективного телевизионного приема (часто для простоты называемого кабельным телевидением, КТВ).
В настоящее время для обеспечения доступа в Интернет во всем мире широко начинают использоваться модемы КТВ. Одной из возможностей предоставления услуг телефонии является подключение блока телефонной связи, использующей межсетевой протокол (МП), к модему КТВ. Также разрабатываются технические решения, в которых блок телефонной связи с межсетевым протоколом интегрирован в модем КТВ. В заявке WO 98/57456 А1 описано техническое решение, в котором Эзернет-сигнал и телефонный сигнал модулируются в одном и том же кабеле.
Еще одной возможностью, которая изучается с точки зрения промышленного применения, является также предоставление каждому абоненту доступа по радиоканалу.
Все упомянутые выше технические решения являются относительно дорогостоящими. Прокладка новых кабелей в старых зданиях часто имеет достаточно высокую стоимость. Для реализации других вариантов (модуляция в одном и том же кабеле, модемы КТВ и доступ по радиоканалу) абонент должен приобрести новое устройство, выполняющее новую функцию. Этот блок требует технического обслуживания, которое увеличивает его стоимость. Кроме того, устройству необходимо питание и, следовательно, оно не будет работать в случае нарушений в подаче питания.
В настоящее время растет потребность в предоставлении подключения к Интернет из жилых домов как для обеспечения возможности работать дома, так и для использования в личных целях. Широко распространенным решением является использование модемов и обычных телефонных линий. Это решение имеет два серьезных недостатка: телефонная линия занята в течение всего периода подключения и пропускная способность является очень низкой.
В данной области техники хорошо известно использование сети кабельного телевидения (КТВ) для осуществления подключения к внешней сети передачи данных из здания. ТВ-сигналы и данные, например, соответствующие протоколу Эзернет, могут совместно использовать среду передачи, так как ТВ-сигналы и сигналы данных передаются на разных частотах и, следовательно, могут быть легко разделены. В этом случае каждый абонент имеет модем КТВ, который извлекает сигнал данных и направляет его в компьютер абонента.
Модемы КТВ являются относительно дорогостоящими. Кроме того, абонент фактически делит полосу частот расположенной в Доме внутренней сети со всеми другими абонентами в доме, так как полный объем данных передается всем и выбор данных, непосредственно относящихся к каждому абоненту, осуществляется в его модеме КТВ или компьютере.
Другим известным в данной области техники решением является создание для передачи данных отдельной новой сети, не использующей ни один из участков сети КТВ. Это является стандартным решением в условиях офиса. Для доступа по месту жительства стоимость монтажа проводов может быть чрезмерно высокой.
В канадском патенте № 1252169 описывается система, объединяющая сигналы КТВ и немодулированные сигналы данных. Система, созданная главным образом для использования в клиниках, разработана таким образом, что она обеспечивает весьма низкую пропускную способность при передаче данных, достаточную для передачи информации о меню, а также информации от устройств управления климатом и других датчиков. Она не может быть использована для передачи данных, соответствующей применяемым в настоящее время стандартам локальных сетей, таким как Эзернет, так как не отвечает должным образом требованиям по сопротивлению при прохождении сигнала данных. Кроме того, в канадской системе необходимо наличие усилителей на тракте передачи.
Задача изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для относительно недорогого подключения к сети передачи данных, особенно к Интернет.
Еще одной задачей настоящего изобретения является предоставление абоненту, имеющему проводные линии связи, более дешевых услуг телефонной связи и передачи данных.
Сущность изобретения
Упомянутая задача решается в настоящем изобретении путем создания устройства передачи сигнала, содержащего
терминал для объединенного сигнала, предназначенный для приема входящего объединенного сигнала и передачи исходящего объединенного сигнала, причем упомянутый сигнал содержит телефонный подсигнал и подсигнал Эзернет,
терминал для телефонного подсигнала, предназначенный для передачи входящего телефонного подсигнала, полученного из объединенного сигнала, и приема исходящего телефонного подсигнала,
терминал для подсигнала Эзернет, предназначенный для передачи входящего подсигнала Эзернет, полученного из объединенного сигнала, и приема исходящего подсигнала Эзернет,
отличающегося тем, что содержит
средство фильтрации, выполненное с возможностью объединения исходящих подсигналов, существующих в терминале для телефонного подсигнала и терминале для подсигнала Эзернет соответственно, в исходящий объединенный сигнал, который должен передаваться от терминала для объединенного сигнала,
причем средство фильтрации выполнено с возможностью разделения входящего объединенного сигнала, принятого терминалом для объединенного сигнала, на входящий телефонный подсигнал и входящий подсигнал Эзернет, которые должны передаваться от терминала для телефонного подсигнала и терминала для подсигнала Эзернет соответственно.
Данная задача также решается путем создания способа объединения сигнала Эзернет и телефонного сигнала в сети связи, заключающегося в том, что
принимают исходящий телефонный подсигнал,
принимают исходящий подсигнал Эзернет,
объединяют принятый исходящий телефонный подсигнал и принятый исходящий подсигнал Эзернет в объединенный исходящий сигнал посредством использования, по меньшей мере, одного фильтра и передают объединенный исходящий сигнал,
принимают объединенный входящий сигнал, содержащий телефонный подсигнал и подсигнал Эзернет,
разделяют принятый объединенный входящий сигнал на входящий телефонный подсигнал и входящий подсигнал Эзернет посредством использования, по меньшей мере, одного фильтра и
передают входящий телефонный подсигнал абоненту через первый терминал для подсигнала и передают входящий подсигнал Эзернет абоненту через второй терминал для подсигнала.
Это делает возможным объединение сигналов Эзернет и телефонных сигналов в одном кабеле, оптимизируя, таким образом, использование ресурсов сети. Применение простых фильтров делает устройство недорогим и помехоустойчивым, особенно в случае использования пассивных фильтров. Кроме того, нет необходимости в источнике питания, что делает устройство, соответствующее данному изобретению, еще более надежным.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения упомянутое средство фильтрации содержит, по меньшей мере, один пассивный фильтр.
Предпочтительно упомянутое средство содержит высокочастотный фильтр, предназначенный для приема входящего объединенного сигнала и передачи входящего подсигнала Эзернет в терминал для подсигнала Эзернет, и низкочастотный фильтр, предназначенный для приема входящего объединенного подсигнала и передачи входящего телефонного подсигнала в терминал для телефонного подсигнала.
Чтобы сбалансировать разницу в сопротивлении между терминалами, устройство передачи сигнала предпочтительно также содержит согласующее устройство, расположенное в терминале для подсигнала Эзернет, или в терминале для телефонного подсигнала.
Техническое решение, соответствующее данному изобретению, также не требует установки каких-либо дополнительных программных или аппаратных средств в компьютерах или телефонах.
Применяемые в настоящее время стандарты Эзернет на практике используют частоты выше 100 кГц.
Обычный телефонный сигнал использует диапазон частот от 0 до 4 кГц. Телефонный сигнал ЦСКУ (цифровая сеть с комплексными услугами) использует диапазон частот от 0 до 80 кГц. Следовательно, либо обычный телефонный сигнал, либо сигнал ЦСКУ может быть объединен с сигналом Эзернет без необходимости использования активных компонентов, например модуляторов.
Настоящее изобретение относится к обеспечению доступа к сети передачи данных и, в частности, к предоставлению доступа к сети передачи данных по относительно низкой цене, в особенности по месту жительства.
Вышеупомянутая задача также решается, согласно изобретению, путем создания способа распределения данных с использованием сети КТВ, заключающегося в том, что
объединяют немодулированный сигнал данных и сигнал КТВ с использованием фильтров,
разделяют немодулированный сигнал данных и сигнал КТВ с использованием фильтров, по существу, того же типа.
Задача также решается, согласно изобретению, путем создания устройства для объединения и/или разделения сигналов КТВ и сигналов данных, содержащего первый входной терминал, выполненный с возможностью приема сигнала КТВ, второй входной/выходной терминал, выполненный с возможностью приема и передачи сигнала данных, и третий входной/выходной терминал, выполненный с возможностью приема и передачи объединенного сигнала КТВ и сигнала данных, высокочастотный фильтр в первом входном терминале, низкочастотный фильтр во втором входном/выходном терминале и блок объединения, соединенный с высокочастотным фильтром, низкочастотным фильтром и третьим входным/выходным терминалом.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения используемые фильтры представляют собой пассивные фильтры.
Данное техническое решение позволяет применять для разделения/объединения сигналов недорогие пассивные компоненты, так как используется немодулированный сигнал данных.
В предпочтительном варианте реализации изобретения немодулированный сигнал данных представляет собой сигнал, соответствующий протоколу Эзернет.
Техническое решение, соответствующее данному изобретению, таким образом, позволяет использовать стандартные протоколы и стандартное оборудование.
Важным применением данного способа является способ распределения данных, по меньшей мере, на один компьютер и/или от него, заключающийся в том, что при распределении в направлении к компьютеру
объединяют немодулированный сигнал данных с сигналом КТВ в объединенный сигнал,
передают объединенный сигнал, по меньшей мере, в одну квартиру с использованием кабеля КТВ,
разделяют объединенный сигнал на немодулированный сигнал данных и ТВ-сигнал,
передают сигнал данных в компьютер и ТВ-сигнал в телевизор,
а при распределении в направлении от компьютера
передают данные от компьютера по тому же тракту, что и для объединенного сигнала, но в противоположном направлении.
В этом случае устройство содержит
средство для приема входящего сигнала КТВ,
средство для приема входящего немодулированного сигнала данных,
средство для объединения входящего немодулированного сигнала данных и входящего сигнала КТВ в объединенный сигнал,
средство для передачи объединенного сигнала, по меньшей мере, одному абоненту,
средство для разделения объединенного сигнала на сигнал данных и сигнал КТВ,
средство для приема исходящего немодулированного сигнала данных, по меньшей мере, от одного компьютера и передачи упомянутого исходящего немодулированного сигнала данных.
Таким образом, данные могут распределяться с использованием существующих ресурсов, то есть кабели уже имеются в наличии, что означает, что сеть может быть реализована недорогим путем. Способ и устройство, соответствующие настоящему изобретению, также позволяют добавлять новых пользователей к сети передачи данных с достаточно низкими затратами.
Например, в сети с топологией "звезда" концентратор Эзернер может использоваться для передачи полного объема данных всем квартирам, а выбор данных, предназначенных конкретному компьютеру, выполняется в данном компьютере.
В ином случае для распределения данных может использоваться коммутатор, тогда в каждый компьютер передаются только данные, предназначенные для этого компьютера или компьютеров, включенных в одну цепочку.
В этом случае пользователи не должны делить одну и ту же полосу частот, что означает, что каждый пользователь может эффективно использовать всю полосу частот, доступную для передачи данных.
В предпочтительном варианте реализации изобретения входящий сигнал данных совместно использует входящий кабель с ТВ-сигналом, а сигнал данных и ТВ-сигнал демодулируют в модеме КТВ перед объединением сигналов.
Пожалуйста, примите во внимание, что передача сигналов данных осуществляется в двух направлениях.
Устройство может также содержать блок преобразования сопротивления или согласующее устройство, включенные между вторым входным/выходным терминалом и низкочастотным фильтром.
В предпочтительном варианте реализации изобретения для сети Эзернет с пропускной способностью 10 Мбит/с частота среза фильтров находится, по существу, между 20 и 30 МГц. Для сети Эзернет с пропускной способностью 100 Мбит/с подходящая частота среза составляет 50-60 МГц.
При передаче сигналов КТВ сопротивление в первом входном терминале, по существу, составляет 75 Ом, а сопротивление во втором входном/выходном терминале, по существу, составляет 50 Ом.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертежи, из которых:
Фиг.1А и Фиг.1В представляют две основные конфигурации сети КТВ,
Фиг.2 является схематическим представлением первого предпочтительного варианта реализации изобретения,
Фиг.3 является схематическим представлением второго предпочтительного варианта реализации изобретения,
Фиг.4 является схематическим представлением третьего предпочтительного варианта реализации изобретения,
на Фиг.5 показано устройство разделения/объединения согласно одному из вариантов реализации изобретения,
на Фиг.6А и Фиг.6В показаны варианты технической реализации для квартир, в которых имеется более одной телевизионной розетки,
Фиг.7 является схематическим представлением четвертого предпочтительного варианта реализации изобретения,
Фиг.8 представляет устройство приема, используемое в четвертом варианте реализации настоящего изобретения,
Фиг.9 представляет устройство для объединения сигнала Эзернет и телефонного сигнала,
Фиг.10 представляет устройство для объединения объединенных сигнала Эзернет и телефонного сигнала с сигналом КТВ.
Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
На Фиг.1А показана обычная сеть КТВ с соединением "звезда". Усилитель 1 КТВ принимает ТВ-сигнал, который обычно распределяется от усилителя 1 по всем квартирам в доме. К каждому телевизору 3 в доме или к каждой квартире идет отдельный кабель.
На Фиг.1В показана обычная сеть КТВ с соединением "каскад". Как и прежде, усилитель 11 КТВ принимает ТВ-сигнал, который обычно распределяется от усилителя 11 по всем квартирам в доме. Несколько телевизоров 13 соединены с усилителем 11 одним и тем же кабелем. Для каждого телевизора 13 имеется блок 15 приема, делящий мощность от усилителя таким образом, что каждая квартира получает ее часть.
Разумеется, возможны комбинации из двух конфигураций, показанных на Фиг.1А и Фиг.1В.
На Фиг.2 показан основной вариант реализации изобретения на основе сети с конфигурацией "звезда", подобной показанной на Фиг.1А. Как и прежде, для приема ТВ-сигнала используется усилитель 101 КТВ. От усилителя 101 ТВ-сигнал распределяется по ряду квартир, имеющих телевизоры 103 и персональные компьютеры 104, через отдельный кабель для каждой квартиры. ТВ-сигнал может также распределяться по квартирам, в которых имеются только один или несколько телевизоров 105.
В данном варианте реализации изобретения для передачи данных за пределами дома используется внешняя сеть 107 передачи данных. Входящие данные от сети 107 передачи данных распределяются в распределяющем устройстве 108 по всем квартирам с использованием расположенной в доме внутренней сети КТВ. Распределяющее устройство 108 может представлять собой концентратор или коммутатор, который распределяет входящие данные, предназначенные каждому пользователю, на отдельные линии. Концентратор просто делит сигнал на ряд идентичных сигналов, в результате чего по всем абонентам распределяется один и тот же сигнал данных. Если используется коммутатор, сигнал данных, предназначенный каждому абоненту, может передаваться только данному абоненту. В этом случае каждый абонент может использовать всю полосу частот передающего кабеля для своих собственных данных.
Чтобы сделать возможным распределение через сеть КТВ сигналов данных, к каждому из кабелей, соединяющих усилитель 101 с телевизорами 103, подсоединяется устройство 109 разделения/объединения. Другие квартиры 105 не имеют доступа к сети 107 передачи данных и напрямую соединяются с усилителем 101 обычным образом. Устройство 109 разделения/объединения принимает как сигналы данных от сети 107 передачи данных, так и ТВ-сигналы от блока 101 приема, объединяет их в один сигнал и выводит сигнал, содержащий сигнал данных и ТВ-сигнал. При работе в противоположном направлении устройство разделения/объединения принимает сигнал, содержащий сигнал данных. Устройство разделения/объединения будет рассмотрено более подробно с использованием Фиг.5.
Каждая квартира снабжена подобным устройством 111 разделения/объединения. Устройства 109, 111 разделения/объединения выполняют одни и те же функции, но их конструкция может различаться. Например, может быть вполне реальным включить несколько устройств 109 разделения/объединения, соединенных непосредственно с усилителем 101 и сетью 107 передачи данных, в один блок. Устройства 111 разделения/объединения на абонентском конце могут встраиваться в существующее устройство, например антенную розетку. Таким образом, каждый компьютер принимает полный объем данных. В соответствии, например, с протоколом Эзернет каждый компьютер выполнен с возможностью извлечения требуемой ему информации из потока данных.
Подключения здания к внешним данным, то есть участка до распределяющего устройства 108, может не быть, но если таковое имеется, оно может быть обеспечено любым известным в данной области техники способом.
На Фиг.2 показана отдельная сеть передачи данных, то есть данные поступают в здание по отдельному кабелю 107.
Если подключение к внешним данным отсутствует, сеть КТВ может использоваться для внутренней связи в пределах здания.
На Фиг.3 показан второй вариант реализации подключения к внешним данным с использованием модемов КТВ. Сигнал данных и ТВ-сигнал принимаются по одной и той же линии при помощи двунаправленного усилителя 201 способом, который хорошо известен в данной области техники. От усилителя 201 только ТВ-сигнал распределяется по ряду квартир (для простоты показана только одна), имеющих телевизоры 203 и персональные компьютеры 204, через отдельный кабель для каждой квартиры.
Выходной сигнал от усилителя КТВ также принимает модем 207 КТВ. Разумеется, возможны и другие конфигурации. Модем 207 КТВ извлекает сигнал данных из объединенного сигнала и направляет этот сигнал в распределяющее устройство 208. Распределяющее устройство 208 может представлять собой концентратор или коммутатор, который распределяет входящие данные, предназначенные каждому абоненту, на отдельные линии. Данные, имеющиеся на каждой из этих линий, затем подаются в соответствующую квартиру. Чтобы сделать это возможным, используется подобное показанному на Фиг.2 устройство 209 разделения/объединения, которое объединяет сигнал, имеющийся в каждом из кабелей, соединяющих усилитель 201 с телевизорами 203, с соответствующим сигналом данных, поступающим от распределяющего устройства 208. В каждой квартире имеется подобное устройство 211 разделения/объединения, предназначенное для разделения принятых сигнала данных и ТВ-сигнала.
При работе в противоположном направлении в персональном компьютере 204 создается сигнал данных, который проходит через устройства 211 и 209 разделения/объединения в распределяющее устройство 208. Отсюда сигнал может вернуться обратно через модем 207 КТВ, и после модуляции (обычно в диапазоне между 5 и 25 МГц) данные в обратном направлении передаются во внешнюю сеть через усилитель 201.
Третьим вариантом реализации подключения к внешним данным может быть объединение сигнала данных и сигнала КТВ с использованием пассивных компонентов, соответствующих настоящему изобретению. В этом случае устройство 109, 111 разделения/объединения может использоваться для объединения сигналов.
Одна из конфигураций, делающая это возможным, показана на Фиг.4. Слева на чертеже показана часть линии внешнего подключения. Предполагается, что входящий в устройство 221 разделения/объединения сигнал содержит немодулированный сигнал данных и сигнал КТВ, объединенные вместе посредством пассивного компонента, подобного рассматриваемому более подробно с использованием Фиг.5. На определенных максимальных расстояниях вдоль тракта необходима установка промежуточных усилителей, которые в предпочтительном варианте выполняют также разделение двух сигналов. Каждый промежуточный усилитель реализован следующим образом. Входящий сигнал разделяется на сигнал КТВ и немодулированный сигнал данных в устройстве 221 разделения/объединения. Сигнал КТВ подается в усилитель 223 КТВ, а сигнал данных подается в распределяющее устройство 225, которое может быть промежуточным усилителем, но может также быть коммутатором или концентратором. Выходные сигналы от усилителя 223 КТВ и распределяющего устройства 225 снова объединяются в устройстве разделения/объединения 227.
Перед тем как сигнал подается в усилитель 231 КТВ, он разделяется на сигнал КТВ и сигнал данных в устройстве разделения/объединения 229. Сигнал КТВ подается в усилитель КТВ, а сигнал данных подается в распределяющее устройство 233, предпочтительно коммутатор. Выходной сигнал от коммутатора, предназначенный для каждой квартиры, снова объединяется с сигналом КТВ в устройстве 234 разделения/объединения, и объединенный сигнал проходит в каждую квартиру, в которой устройство 235 разделения/объединения разделяет сигналы и подает ТВ-сигнал в телевизор 236, а сигнал данных в компьютер 237.
На Фиг.5 показан предпочтительный вариант реализации устройства разделения/объединения 109, 111, 209 и 211. Устройство разделения/объединения имеет первый терминал 251 для приема ТВ-сигнала, второй терминал 253 для приема и передачи сигнала данных и третий терминал 255 для приема и передачи объединенного сигнала. Сигнал данных принимается либо от распределяющего устройства 108, 208, либо от компьютера абонента. ТВ-сигнал принимается от усилителя 101, 201 КТВ. Объединенный сигнал передается по расположенной в доме внутренней сети КТВ.
Каналы кабельного телевидения обычно передаются на частотах выше 47 МГц. Сигналы данных обычно передаются с использованием частот ниже 30 МГц. Следовательно, в первом терминале 251 размещен высокочастотный фильтр 257 для фильтрации сигналов данных и пропускания ТВ-сигнала. Во втором терминале 253 размещен низкочастотный фильтр 259 для фильтрации телевизионного сигнала и пропускания сигнала данных. Фильтры 257, 259 соединены с блоком 261 разделения/объединения, в котором два сигнала объединяются.
Сопротивления на трех линиях обычно различаются. В первом 251 и третьем 255 терминалах сопротивление обычно составляет 75 Ом. Во втором терминале сопротивление обычно составляет 50 Ом. Для разрешения данной проблемы может быть использован преобразователь 263 сопротивления. Это, однако, является необязательным, так как различие в сопротивлении обычно не создает значительных проблем.
В устройствах 111, 211 разделения/объединения на абонентском конце первый терминал 251 соединен с телевизором абонента. Второй терминал 253 соединен с компьютером абонента, а третий терминал 255 соединен с соответствующим третьим терминалом 255 устройств 109, 209 разделения/объединения, расположенных на другом конце. Первый терминал 251 этих устройств 109, 209 разделения/объединения соединен с усилителем КТВ 101, 201. Второй терминал 253 соединен с распределяющим устройством 108, 208.
На Фиг.6А и Фиг.6В показаны варианты технической реализации для квартир, в которых имеется более одной телевизионной розетки. На Фиг.6А предполагается, что телевизионная розетка расположена после розетки для данных, если смотреть по направлению прохождения сигнала от источника КТВ. Устройство 301 разделения принимает объединенный сигнал данных и телевидения, который разветвляется в устройстве разделения на сигнал данных, переносимый линией к компьютеру 303, и телевизионный сигнал, который может быть разветвлен в одном или нескольких блоках 304 разветвления к одному или нескольким телевизорам 305. На Фиг.6В предполагается, что телевизионная розетка расположена перед розеткой для данных. Первое устройство 311 разделения/объединения принимает объединенный сигнал данных и телевидения и разделяет сигнал на сигнал данных и телевизионный сигнал, которые подаются непосредственно во второе устройство 312 разделения/объединения, но, кроме того, телевизионный сигнал разветвляется в блоке 304 разветвления к одному или нескольким телевизорам 313.
До данного момента обсуждение было основано на протоколе Эзернет 10BASE-2. Если используется другой протокол, например 10BASE-T, вместо преобразователя 263 сопротивления, в состав устройства разделения/объединения должны входить адаптер и согласующее устройство.
На Фиг.7 показан предпочтительный вариант реализации изобретения в применении к сети с соединением "каскад", подобной показанной на Фиг.1В и предназначенной для передачи данных в дом. Как и прежде, усилитель 401 КТВ используется для приема ТВ-сигнала. От усилителя 401 ТВ-сигнал распределяется по ряду квартир, каждая из которых имеет телевизор 403 и персональный компьютер 404.
Как и в варианте, показанном на Фиг.2, для передачи данных за пределами дома используется отдельная сеть 407 передачи данных. Входящие данные, поступающие от сети 407 передачи данных, распределяются в распределяющем устройстве 408 в каждую квартиру посредством расположенной в доме внутренней сети КТВ. Распределяющее устройство 408 может представлять собой концентратор, который просто распределяет один и тот же сигнал по ряду выходных линий, или коммутатор, который переключает входящие данные таким образом, что по конкретному каскаду передаются только данные, предназначенные для абонентов, соединенных с этим каскадом. На Фиг.7 показаны два каскада. Может использоваться только один или произвольное число каскадов.
Чтобы сделать возможным распределение через сеть КТВ сигналов данных, к каждому из кабелей, соединяющих усилитель 401 с телевизорами 403, подсоединяется устройство 409 разделения/объединения. В обычных условиях используется несколько устройств 409 разделения/объединения, каждое из которых по отдельности соединено с усилителем КТВ и распределяющим устройством 408. Блок 410 приема используется в каждой квартире для приема объединенного сигнала, разделения его на сигнал данных и ТВ-сигнал, подачи сигналов в телевизор и компьютер соответственно, обратного объединения сигналов вместе и пропускания их к следующей квартире. Из-за конфигурации "каскад" на практике во все квартиры распределяется один и тот же сигнал, содержащий сигнал данных и телевизионный сигнал. Если для одной или нескольких квартир передача данных не требуется, блок 410 приема может быть упрощен, как описано ниже.
Блок 410 приема в каждой квартире принимает объединенный сигнал, содержащий как сигналы данных от сети 407 передачи данных, так и ТВ-сигналы от блока 401 приема, объединяет их в один сигнал и выводит сигнал, содержащий как сигналы данных, так и ТВ-сигналы. При работе в противоположном направлении устройство разделения/объединения принимает сигнал, содержащий как сигнал данных, так и ТВ-сигнал, и разделяет их на два отдельных сигнала. Устройство разделения/объединения идентично рассмотренному с использованием Фиг.5.
Как и для конфигурации с топологией "звезда", подключения к данным 407 может не быть, или оно может быть обеспечено любым известным в данной области техники способом. Несколько различных вариантов подключения к данным были рассмотрены с использованием Фиг.2, 3, 6а и 6b.
В блоке 410 приема, показанном на Фиг.8, имеется два устройства разделения/объединения 411а, 411b, подобных показанным на Фиг.5. При работе в направлении приема одно устройство разделения/объединения 411а разделяет принятый сигнал на сигнал данных и телевизионный сигнал. Телевизионный сигнал передается по кабелю 412 в другое устройство разделения/объединения 411b, при этом блок 413 разветвления, размещенный в упомянутом кабеле 412, ответвляет сигнал в телевизор. Сигнал данных передается по кабелю 414 для данных в приемопередатчик 415 и от приемопередатчика в другое устройство разделения/объединения 411b. Приемопередатчик имеет высокое входное сопротивление и не является для кабеля нагрузкой. Следовательно, чтобы работать должным образом, он должен быть установлен на расстоянии всего лишь в несколько сантиметров от кабеля. Приемопередатчик является активным компонентом и нуждается во внешнем питании, которое в обычных условиях берется от компьютера с использованием интерфейса ИПУ (интерфейс подключенного устройства). От приемопередатчика 415 линия данных также ветвится на карту Эзернет с питанием ИПУ, расположенную в компьютере (не показан).
В последней запрашивающей передачу данных квартире каскада, то есть на конце кабеля, не требуется устанавливать второе устройство разделения/объединения. Вместо этого необходимо установить оконечное устройство для прекращения прохождения сигнала данных. Для квартир, расположенных после последней квартиры, участвующей в передаче данных, может применяться обычная каскадная ТВ-сеть, так как сигнал данных не используется для повторного объединения в последней запрашивающей передачу данных квартире.
Если в одной или нескольких квартирах передача данных не требуется, устройства разделения/объединения 411а, 411b являются по-прежнему необходимыми для всех квартир, расположенных между усилителем 401 и квартирами, которые должны иметь возможность принимать данные. Следовательно, в них могут быть установлены блоки приема, подобные блоку 410, показанному на Фиг.8, но без приемопередатчика 415. В этом случае, если доступ к передаче данных должен быть обеспечен на более позднем этапе, необходимо устанавливать приемопередатчик. По другому варианту может быть установлен полный блок 410 приема, а поступление данных от приемопередатчика может быть заблокировано. Разумеется, было бы удобным техническое решение, делающее возможным дистанционную активацию и деактивацию поступления данных. Это может быть осуществлено с использованием управляющих пакетов Эзернет, в этом случае для проверки управляющих пакетов в квартирах понадобится установить дополнительные аппаратные средства.
По другому варианту приемопередатчик 415 на Фиг.8 может быть заменен промежуточным усилителем либо небольшим концентратором или коммутатором. В данной области техники известны концентраторы, дающие возможность использовать как протокол 10BASE-2, так и протокол 10BASE-T. Выход 10BASE-T такого концентратора должен быть соединен с внешним компьютером, в то время как выход 10BASE-2 должен быть соединен с внутренним коаксиальным кабелем 414. Так как протокол 10BASE-T распространен гораздо более широко, чем 10BASE-2, это техническое решение может быть более выгодным. Распределяющий блок (промежуточный усилитель, либо концентратор или коммутатор) нуждается в источнике питания, но даже если один распределяющий блок лишается питания, для других квартир система будет по-прежнему работать. Это также верно в случае, если используются приемопередатчики, как описано выше.
По практическим соображениям распределяющие блоки, то есть концентраторы или коммутаторы, в квартирах должны получать питание от кабеля КТВ. Чтобы сделать это возможным, вместе с сигналом данных и ТВ-сигналом в распределяющие блоки может подаваться постоянный ток или переменный ток низкой частоты. Для разделения сигнала данных, ТВ-сигнала и питания тогда используется трехпроходный фильтр. Подобный трехпроходный фильтр также используется для повторного объединения сигналов для исходящего кабеля, КТВ.
Вместо приемопередатчика в системе могут использоваться концентраторы или коммутаторы 10BASE-T. В этом случае на выходе концентратора или коммутатора Эзернет, расположенного рядом с усилителем КТВ, должны устанавливаться согласующие устройства для перехода с кабелей из витой пары на коаксиальные кабели. В этом случае согласующие устройства должны также использоваться для каждого концентратора в каждой квартире. Эта конфигурация является гораздо более чувствительной к нарушениям в подаче питания, так как если один концентратор перестанет работать, это отключит оставшуюся часть сети. Следовательно, питание на концентраторы должно подаваться от кабеля КТВ. Существует также ограничение по количеству концентраторов, которые могут быть соединены в каскад. Если используются коммутаторы, такое ограничение отсутствует.
Разумеется, так как согласно протоколу Эзернет компьютер способен выбирать, какие элементы принимать, а какие отбрасывать, в каждой квартире может быть более одной розетки для компьютера, которые либо расположены между двумя устройствами разделения/объединения из одной и той же пары, либо используют более одной пары устройств разделения/объединения.
Устройство разделения/объединения может использоваться с еще большим преимуществом, если вместо чистого сигнала Эзернет подается объединенный сигнал из сигнала Эзернет и телефонного сигнала. Устройство для объединения сигнала Эзернет и телефонного сигнала показано на Фиг.9.
На Фиг.9 показана часть сети связи, содержащая последний участок линии к абоненту, то есть кабель, который выделен одному конкретному абоненту.
В месте 501 нахождения абонента имеется первое устройство 503 фильтрации, соответствующее данному изобретению, выполненное с возможностью приема в терминале 505 для объединенного сигнала, поступающего от сети, при этом объединенный сигнал содержит телефонный подсигнал и подсигнал Эзернет. Устройство 503 фильтрации содержит низкочастотный фильтр 507 и высокочастотный фильтр 508. Низкочастотный фильтр 507 принимает объединенный сигнал от терминала 505 для объединенного сигнала и выделяет телефонный сигнал, который поступает в первый терминал 509 для подсигнала. Высокочастотный фильтр 508 принимает объединенный сигнал от терминала для объединенного сигнала и выделяет подсигнал Эзернет, который передается от высокочастотного фильтра во второй терминал 511 для подсигнала. Устройство 503 фильтрации выполнено также с возможностью приема от абонента телефонного сигнала и сигнала Эзернет через первый терминал 509 для подсигнала и второй терминал 511 для подсигнала соответственно. Подсигналы, принятые от абонента, объединяются в устройстве 503 фильтрации в объединенный сигнал, который передается через терминал 505 для объединенного сигнала устройства 503 фильтрации в сеть.
В сети, обычно присоединенной через коммутатор Эзернет, размещено второе устройство 513 фильтрации, подобное устройству 503 фильтрации, расположенному в месте нахождения абонента. Устройство 513 фильтрации содержит терминал 515 для объединенного сигнала, предназначенный для приема объединенного сигнала от абонента 501 и деления объединенного сигнала на подсигналы, а также для передачи объединенного сигнала абоненту 501. Устройство 513 фильтрации также содержит третий терминал 519 для подсигнала, предназначенный для приема телефонного подсигнала от телефонной сети и четвертый терминал 521 для подсигнала, предназначенный для приема сигнала Эзернет от сети передачи данных. Терминалы 519, 521 для подсигналов также используются для передачи соответствующих подсигналов, полученных из объединенного сигнала, принятого от абонента, в соответствующую сеть. Необходимо отметить, что устройства 503 и 513 фильтрации выполняют одни и те же функции, но только в различных местах сети и, следовательно, могут быть идентичными.
Телефонный подсигнал может быть в любом стандарте коммутируемой телефонной сети общего пользования, например в стандарте ТУТС (традиционные услуги телефонной связи), который использует частоты до 4 кГц, или в стандарте ЦСКУ, который использует частоты до 80кГц, или, безусловно, представлять собой любой другой тип сигнала в диапазоне частот 0-100 кГц. Сигнал ТУТС имеет максимальную частоту приблизительно 4 кГц, а сигнал ЦСКУ имеет максимальную частоту приблизительно 80 кГц. Устройство 507, 517 фильтрации должно разделить сигнал в промежутке между максимальной частотой телефонного сигнала и фактической минимальной частотой сигнала Эзернет, а именно 100 кГц.
Подсигнал Эзернет может относиться к любому типу сигнала Эзернет, который не использует более низкие частоты, такому как Эзернет с пропускной способностью 10 Мбит/с, например, 10BASE-T, 10BASE-2 или 10BASE-5, или Эзернет с пропускной способностью 100 Мбит/с, например 100BASE-TX.
Телефонные сигналы, принимаемые в терминале 509, 519 для телефонного подсигнала, принимаются по кабелю из витой пары. Сигналы данных, принимаемые в терминале 511, 521 для подсигнала Эзернет, принимаются по двум (или четырем) витым парам или коаксиальному кабелю, в зависимости от используемого стандарта. Соединение между двумя устройствами 503, 513 может обеспечивать коаксиальный кабель или витая пара. Чтобы сбалансировать сопротивления между терминалами, в терминалах 509, 519 для телефонного подсигнала, в терминалах 511, 521 для подсигнала Эзернет или как в тех, так и в других могут использоваться согласующие устройства, которые известны в данной области техники.
Если кабель между двумя устройствами 503, 513 является коаксиальным, телефонный сигнал должен быть повторно сбалансирован с использованием согласующего устройства, присоединенного к терминалу 509, 519 для телефонного подсигнала. В случае сетей Эзернет 10BASE-2 и 10BASE-5 для терминала 511, 521 для подсигнала Эзернет согласующее устройство не нужно. В случае сети Эзернет 10BASE-T и 100BASE-TX в терминале 511, 521 для подсигнала Эзернет согласующее устройство должно быть также установлено. Согласующее устройство для терминала 511, 521 для подсигнала Эзернет как балансирует сопротивление, так и осуществляет переход с 2 витых пар, используемых для графика, на одну пару, которая может быть коаксиальным кабелем.
Если кабель между устройствами 503, 513 представляет собой кабель САТ5 (кабель категории 5 из неэкранированной витой пары) из витой пары, в терминале 509, 519 для телефонного подсигнала согласующее устройство не требуется. Для 10BASE-2 и 10BASE-5, которые используют коаксиальный кабель, подсигнал Эзернет сначала повторно балансируется с использованием согласующего устройства, присоединенного к терминалу 511, 521 для подсигнала Эзернет. Для 10BASE-T и 100BASE-TX, которые используют две пары в кабеле САТ5, сигнал только одной пары фильтруется и объединяется с телефонным сигналом.
В типичном случае показанная линия связи объединяет сигналы, принятые от сети Эзернет и телефонной сети, во втором устройстве 513 фильтрации и передает объединенный сигнал в место нахождения абонента, в котором сигнал разделяется в первом устройстве 503 фильтрации. Однако возможно, чтобы оба устройства фильтрации 503, 513 обслуживали абонентов, или оба эти устройства обслуживали сети.
На Фиг.10 показан особенно удобный вариант реализации изобретения, в котором одно устройство 603 фильтрации, подобное показанному на Фиг.9, установлено в месте нахождения абонента, а другое устройство 613 фильтрации, подобное показанному на Фиг.9, установлено в сети предпочтительно рядом с коммутатором Эзернет. В этом варианте реализации объединенный сигнал Эзернет и сигнал телефонии, поступающий из соответствующего устройства 603, 613 фильтрации, в свою очередь, объединяется с другим сигналом, например сигналом КТВ, в устройствах фильтрации КТВ/Эзернет 605 и 615 соответственно. Устройства фильтрации КТВ/Эзернет подобны устройствам разделения/объединения, показанным на Фиг.1-8. Подобно устройствам фильтрации 603, 613, устройства фильтрации 605, 615 работают в двух направлениях, то есть в одном направлении они принимают объединенный сигнал, состоящий из сигнала Эзернет и телефонного сигнала, а также сигнал КТВ, и передают объединенный сигнал, состоящий из сигнала Эзернет, телефонного сигнала и сигнала КТВ, а в другом направлении они принимают объединенный сигнал, состоящий из сигнала Эзернет, телефонного сигнала и сигнала КТВ, и разделяют его на объединенный сигнал, состоящий из сигнала Эзернет и телефонного сигнала, и сигнал КТВ.
Объединение, которое выполняется в устройствах 605, 615 фильтрации КТВ/Эзернет, может быть также осуществлено с использованием пассивных фильтров, как описано выше. Объединение трех сигналов в том виде, как оно выполняется в данном варианте, разумеется, является особенно удобным, так как позволяет еще больше оптимизировать использование кабельных ресурсов.
Разумеется, устройства фильтрации 603, 605 и 613, 615 соответственно могут быть реализованы в одном блоке, даже несмотря на то, что на Фиг.2 они изображены для ясности как два отдельных блока.
Изобретение относится к передаче сигнала, в частности объединенного, содержащего подсигналы, соответствующие двум или более различным протоколам, по одному и тому же проводу. Техническим результатом является предоставление абоненту, имеющему проводные линии связи, более дешевых услуг телефонной связи и передачи данных. Технический результат достигается тем, что настоящее изобретение использует сеть кабельного телевидения для предоставления доступа к сети передачи данных с относительно низкой стоимостью, особенно для использования по месту жительства. Для создания расположенной в доме внутренней сети немодулированный сигнал данных (например, по протоколу Эзернет) объединяют с сигналами кабельного телевидения с использованием предпочтительно пассивных фильтров и объединенный сигнал распределяют в одну или несколько квартир. Исходящие данные передают по тому же тракту в противоположном направлении. Немодулированный сигнал данных может также содержать телефонный сигнал, объединенный с сигналом данных без модуляции. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 12 ил.
| WO 9732411 А1, 04.09.1997 | |||
| US 5539880 A, 23.07.1996 | |||
| СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ И РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ | 1991 |
|
RU2027317C1 |
| US 5608446 A, 04.03.1997 | |||
| Нож для резки пищевых продуктов | 1985 |
|
SU1252169A1 |
| СПОСОБ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ | 1995 |
|
RU2090975C1 |
| Способ локальной радиотелефонной связи и система для его осуществления | 1991 |
|
SU1831767A3 |
| Система приема сигналов цифрового радиовещания | 1991 |
|
SU1818700A1 |
