利用有线电视网进行双向通讯的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用有线电视网进行双向通讯的方法和装置，包括双向数据通讯设备和网络适配器，网络适配器安装在用户终端，双向数据通讯设备安装在有线电视网的分配网络节点上，其中还包括广播信号／数据信号的混合／分离模块和带宽探测器，带宽探测器自动检测在有线电视电缆分配网的可用带宽中的未用子频带，将其用于双向数据通讯。本发明专利技术充分利用了频道资源，且上下行数据信道是对称的，互不干扰，带宽宽，能满足宽带应用的要求。

【技术实现步骤摘要】
利用有线电视网进行双向通讯的方法和装置
本专利技术属于数据通讯领域，更具体地，涉及一种利用现有的有线电视分配网络，进行双向通讯的方法和装置。
技术介绍
近年来，家庭数据服务的需求增长十分迅猛，传统的有线电话网络已逐渐不能满足数据通讯的需求，重新架设新的电缆网络则成本又过于昂贵，人们一直在寻求一种更高效而廉价的解决方案。有线电视网是光纤和电缆的混合网络，其前段采用光纤，后段分配网络采用电缆，它已经过多年的建设，连接千家万户，用户资源、用户管理都已经相当成熟，是一个适用于进行数据传输的巨大资源。为将有线电视网用于数据通讯，人们已想过不少办法，如CMTS+Cable Modem系统，是美国现用的一套比较成熟的双向数据通信系统。它的工作原理是把数据信号调制在特定频道上，与有线电视的广播流共享线路，它与广播信号是相邻的关系，因此其理论上可用的带宽是从电视频道中“挤压”出来的，受较多限制。并且其上下行采取不同的频段，从而造成传输是不对称的，如美国现用的商用系统，上下行速率均已不能满足宽带数据通信的应用。这种系统的一个特点是局端设备放在光纤网络的头端，线路上需做双向化的改造，且扩容所需的成本很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改造成本较低，具有较高性价比的，利用有线电视网进行双向通讯的方法。本专利技术的另一目的是应用该方法，提供一种利用有线电视网进行双向通讯的装置。-->为实现本专利技术的第一个目的，所采用的技术方案是这样的：利用有线电视网进行双向通讯的方法，包括双向数据通讯设备和网络适配器，网络适配器安装在用户终端，其特征在于：双向数据通讯设备安装在有线电视网的分配网络节点上，其中还包括广播信号/数据信号的混合/分离模块和带宽探测器，带宽探测器自动检测在有线电视电缆分配网的可用带宽中的未用子频带，将其用于双向数据通讯；在下行方向，数据信号在位于分配网络节点的双向数据通讯设备中转换至前述未用的子频带上，然后和广播信号混合，混合信号通过有线电视分配网络，传输到位于用户终端的网络适配器。网络适配器自动确定用于数据转送的频道，再将所述混合信号分离成广播信号和数据信号，并将数据通信信号转换成数据包，发送到用户终端的数据处理设备；在上行方向，用户终端的网络适配器利用前述的未用子频带将数据通信信号传送到位于分配网络节点的双向数据通讯设备，然后将这些数据包通过数据通讯装置发送到相应的网络设备目的地。双向数据通讯设备可以安装在有线电视电缆分配网的任意节点上；一组双向数据通讯设备对应于多个安装在用户终端的网络适配器。进一步地，网络适配器通过检测或消息机制确定数据通信的专用信道。在接收端，网络适配器将混合信号进行分离，从而产生有线电视广播信号和数据通信信号，并将数据通信信号转换成数据包。在发送端，网络适配器利用一个或多个数据信道进行上行数据传输。在混合过程中，广播信号和数据信号分别经过不同设置的可调带通滤波器后被混合；在分离过程中，混合信号经过两个不同设置的可调带通滤波器后被分离成广播信号和数据信号；带宽探测器通过对有线电视广播信号进行频率扫描、能量检测和门限确定的分析处理，如发现空白子带的带宽比数据信道及其两边保护带之和要宽，则选择该子频带用于传输混合信号。用于数据传输信道的信息通过导频信道传送至网络接口适配器，-->其中，在导频信道中的导频信号使用扩频方式实施来传输，包括直接序列扩频或跳频扩频展布频谱，或通过在有线电视频谱之外设置的一个固定的导频信道来传输。网络接口适配器自行检测数据传输信道，其中，双向数据通讯设备通过已定义好的数据信道来周期性地传输一个指示信号，以便网络适配器寻找数据信道和进行时间和频率同步；网络适配器通过改变可调复用器的频率来逐个检测可用子频带中的指示信号。数据信号被转换至前述未用或指定的子频带上来传输，其中，频率合成器被调制解调器控制来产生某一特定频率；传输链路中有关功率大小的信息被反馈到调制解调器中，调制解调器则据此来调整其输出以使频率转换器的输出功率维持在某一范围；以及，时分双工开关由调制解调器控制。为实现第二个专利技术目的，所采用的技术方案是这样的：利用有线电视网进行双向通讯的装置，包括有线电视分配网络，其特征在于：在有线电视网的分配网络节点上安装有双向数据通讯设备，它一方面和服务提供商的核心网络进行连接，另一方面通过同轴电缆或其他线路和有线电视分配网络进行连接，它至少包括一个调制解调器、一个带宽检测器、一个频率转换器和一个可调复用器，调制解调器连接到核心网络，并通过频率转换器与可调复用器连接，由此实现数据信号的双向传输；另一方面，带宽探测器检测有线电视分配网络的广播信号，同时和调制解调器连接，向其发送频道信息，调制解调器并与频率转换器和可调复用器相连，向它们发送控制信号；可调复用器同时接收来自有线电视分配网络的广播信号，并将其与来自频率转换器的数据信号混合；在用户终端安装有网络适配器，它至少包括一个调制解调器、一个频率转换器和一个可调复用器，可调复用器接收来自网络的信号，一方面连接用户的电视终端，用于收看电视，另一方面通过频率转换器、调制解调器连接用户的数据设备，实现数据信号的双向传输；调制解调器同时与可调复用器连接，发送控制信号。所述的可调复用器由至少两个可调带通滤波器组成，滤波器由调-->制解调器通过频率控制信号来控制，其中至少一个对有线电视信号开放而对射频数据信号封闭，至少一个对射频数据信号开放而对有线电视信号封闭。所述的频率转换器至少由波滤器，放大器，混频器，复合交换器或复合滤波器，以及频率合成器组成，其中，频率合成器和时分双工开关由调制解调器控制；传输链路中输出功率大小由反馈线路被反馈到调制解调器中。安装在分配网络节点上的双向数据通讯设备包括多路以太网收发器、多组调制解调器、带宽检测器、频率转换器和可调复用器，每一组中的调制解调器分别和多路以太网收发器连接，进行双向数据通信，从而构成多路的混合/分离设备。安装在分配网络节点上的双向数据通讯设备也可以包括一个调制解调器、一个带宽检测器，一个频率转换器，一个分配器，和多个可调复用器，频率转换器通过分配器和多个可调复用器连接，扩展成多路设备。本专利技术用带宽探测器来自动检测分配网上的未用子频带，当未用子频带具备足够的带宽用于提供至少一路的数据信道时(数据信道的带宽由系统的设计指标决定)，即可认为其是适用于本专利技术的；由于调制解调器的本身操作频率(设为f1)和前述能用于数据传输的子频带频率(设为f2)往往不同，因此本专利技术采用了频率转换器，频率转换器把射频信号从f1转到f2以便传输，而在接收端则把射频信号从f2转移到f1，以便接收；频率转换器可以作为一个独立的设备，也可以集成在调制解调器中。采用本专利技术来进行数据通讯，有线电视信号和数据通信信号在频域内利用互干扰抵制技术进行自适应的信号混合/分离；双向通讯设备基于一组条件选择一个可用的子频带来和网络适配器进行双向数据通信。本专利技术充分利用了有线电视网的介质，开发了频道资源，本专利技术的上下行数据信道是对称的，互不干扰，带宽宽，能满足宽带应用的要求；本专利技术不需要改造现有的线路；增加的设备相应简单，特-->别是需要大量安装在用户终端的网络适配器，仅需一个调制解调器、一个频率转换器和一个可调复用器即可，可以是一本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用有线电视网进行双向通讯的方法，包括双向数据通讯设备和网络适配器，网络适配器安装在用户终端，其特征在于：双向数据通讯设备安装在有线电视网的分配网络节点上，其中还包括广播信号／数据信号的混合／分离模块和带宽探测器，带宽探测器自动检测在有线电视电缆分配网的可用带宽中的未用子频带，将其用于双向数据通讯；在下行方向，数据信号在位于分配网络节点的双向数据通讯设备中转换至前述未用的子频带上，然后和广播信号混合，混合信号通过有线电视分配网络，传输到位于用户终端的网络适配器。网络适 配器自动确定用于数据转送的频道，再将所述混合信号分离成广播信号和数据信号，并将数据通信信号转换成数据包，发送到用户终端的数据处理设备；在上行方向，用户终端的网络适配器利用前述的未用子频带将数据通信信号传送到位于分配网络节点的双向数据 通讯设备，然后将这些数据包通过数据通讯装置发送到相应的网络设备目的地。

【技术特征摘要】
1.利用有线电视网进行双向通讯的方法，包括双向数据通讯设备和网络适配器，网络适配器安装在用户终端，其特征在于：双向数据通讯设备安装在有线电视网的分配网络节点上，其中还包括广播信号/数据信号的混合/分离模块和带宽探测器，带宽探测器自动检测在有线电视电缆分配网的可用带宽中的未用子频带，将其用于双向数据通讯；在下行方向，数据信号在位于分配网络节点的双向数据通讯设备中转换至前述未用的子频带上，然后和广播信号混合，混合信号通过有线电视分配网络，传输到位于用户终端的网络适配器。网络适配器自动确定用于数据转送的频道，再将所述混合信号分离成广播信号和数据信号，并将数据通信信号转换成数据包，发送到用户终端的数据处理设备；在上行方向，用户终端的网络适配器利用前述的未用子频带将数据通信信号传送到位于分配网络节点的双向数据通讯设备，然后将这些数据包通过数据通讯装置发送到相应的网络设备目的地。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：双向数据通讯设备可以安装在有线电视电缆分配网的任意节点上；一台双向数据通讯设备对应于多个安装在用户终端的网络适配器。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在混合过程中，广播信号和数据信号分别经过不同设置的可调带通滤波器后被混合；在分离过程中，混合信号经过不同设置的可调带通滤波器后被分离成广播信号和数据信号。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：带宽探测器通过对有线电视广播信号进行频率扫描、能量检测和门限确定的分析处理，如发现空白子带的带宽比数据信道及其两边保护带之和要宽，则选择该子频带用于传输混合信号。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：用于数据传输信道的信息通过导频信道传送至网络接口适配器，其中，在导频信道中标的导频信号使用扩频方式实施来传输，包括接序列扩频或跳频扩频展布频谱，或通过在有线电视频谱之外设置的一个固定的导频信道来传输。6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：网络接口适配器自行检测数据传输信道，其中，双向数据通讯设备通过已定义好的数据信道来周期性地传输一个指示信号，以便网络适配器寻找数据信道和进行时间和频率同步；网络适配器通过改变可调复用器的频率来逐个检测可用子频带中的指示信号。7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：数据信号被转换至前述未用或指定的子频带上来传输，其中，频率合成器被调制解调器控制来产生某一特定频率；传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟军，李克民，黄海明，
申请(专利权)人：雷科通技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]