Система кабельного телевидения или аналогичная ей система связи
Изобретение относится к системе кабельного телевидения. Достигаемый технический результат - создание усовершенствованной системы связи, предназначенной для облегчения обнаружения помех, появляющихся в пределах диапазона частот обратного канала, а также для идентификации местной сети, из которой эти помехи поступают. Система кабельного телевидения или другая аналогичная система связи, выполненная с возможностью передачи сигналов в обратном направлении из местных сетей, входящих в эту систему, в головную станцию системы в заранее заданном диапазоне несущих частот содержит средства контроля помех, которые включают средства обнаружения, которые выполнены с возможностью сравнения уровня мощности сигналов с одним заранее заданным контрольным уровнем и с возможностью генерирования логических сигналов, запоминающие средства, а также средства в головной станции системы, посредством которых информация, хранимая в запоминающих средствах местных сетей, может быть запрошена для ее передачи в головную станцию для оценки этой информации в головной станции. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к системе кабельного телевидения или другой аналогичной системе связи.
Более конкретно изобретение относится к такой системе данного типа, которая позволяет осуществлять передачу сигналов в обратном направлении из местных сетей, входящих в систему, в головную станцию указанной системы в пределах заранее заданного диапазона несущих частот, служащего для передачи сигналов в указанном направлении, и которая включает средства контроля помех в этой системе в пределах указанного диапазона несущих частот.
Системы кабельного телевидения такого типа предназначены не только для распространения телевизионных сигналов и радиосигналов из головной станции системы к абонентам, подключенным к различным местным сетям системы, но и для двунаправленной передачи различных сигналов между абонентами и головной станцией системы.
В таких системах кабельного телевидения в полосе несущих частот, используемых для передачи сигналов в обратном направлении, могут появляться сильные помехи вследствие шума, проникающего в местные сети через абонентские выводы или линии, связанные с этими выводами, и накапливаемого при последовательном прохождении сигналов через систему к головной станции. Именно поэтому было предложено снабжать системы такого типа специальными средствами контроля помех, возникающих в пределах указанной полосы частот.
В известных системах такой контроль основан или на точном измерении в головной станции амплитуд и частот всех сигналов в пределах рассматриваемого диапазона несущих частот, приходящих в головную станцию, или на измерении амплитуд сигналов, появляющихся в течение некоторых заданных временных интервалов, путем выборочного контроля. Однако на практике оба варианта являются неудовлетворительными и не позволяют простым образом определить местную сеть, являющуюся источником помех в указанном диапазоне частот.
Поэтому целью изобретения является создание усовершенствованной системы связи, изначально предназначенной для облегчения обнаружения помех, появляющихся в пределах диапазона частот обратного канала, а также для идентификации местной сети, из которой эти помехи поступают.
Согласно изобретению система, предложенная для достижения указанной цели, отличается прежде всего тем, что указанные средства контроля помех включают средства обнаружения, установленные в каждой местной сети, которые сравнивают уровень мощности сигналов, появляющихся в пределах указанного диапазона несущих частот, по меньшей мере с одним заранее заданным контрольным уровнем и на основе этого сравнения генерируют логические сигналы, и запоминающие средства, которые расположены в пределах каждой местной сети и предназначены для запоминания информации об интервалах времени, в течение которых указанный уровень мощности превышает контрольный уровень, на основе значений указанных логических сигналов в различные моменты времени.
Изобретение позволяет непрерывно обнаруживать внутри каждой местной сети сигналы диапазона частот обратного канала, которые появляются в этой сети и имеют уровень мощности, превышающий контрольный уровень, а также запоминать информацию, соответствующую характеру указанных сигналов, для ее последующей оценки, если это потребуется. В результате, когда возникают помехи в пределах указанного диапазона частот, упрощается идентификация местной сети, из которой поступают указанные помехи.
Для того чтобы из головной станции системы определить, из какой местной сети поступают помехи, средства контроля помех могут также содержать средства, находящиеся в головной станции системы, с помощью которых информация, хранимая в указанных запоминающих средствах местных сетей, может быть запрошена для передачи в головную станцию для оценки этой информации в головной станции.
Указанные запоминающие средства могут запоминать информацию об указанных интервалах времени в виде информации о начальной точке и длине каждого отдельного интервала.
Для уменьшения общего объема информации, который необходимо хранить в указанных запоминающих средствах, эти средства могут быть выполнены с возможностью, по меньшей мере для некоторых периодов времени, хранить информацию об этих временных интервалах в виде статистических данных, относящихся к количеству таких интервалов, имеющих место в течение указанных периодов времени.
Указанный контрольный уровень, который должен быть ниже самого низкого уровня сигнала сообщения, передаваемого в головную станцию системы, может быть сделан регулируемым, предпочтительно под управлением головной станции системы. В этом случае указанные запоминающие средства могут быть выполнены с возможностью хранения информации о величине установленного контрольного уровня.
Для получения и запоминания информации о наклоне переднего фронта сигналов, появляющихся в пределах указанного диапазона несущих частот, указанные средства обнаружения могут быть выполнены с возможностью сравнения уровня мощности указанных сигналов по меньшей мере с двумя различными контрольными уровнями.
Для очень тщательного контроля системы указанные средства обнаружения могут быть выполнены с возможностью осуществления указанного сравнения и выработки логических сигналов в зависимости от результата такого сравнения отдельно для каждой из множества различных областей указанного диапазона частот, а запоминающие средства могут быть выполнены с возможностью хранения информации, полученной на основе анализа логических сигналов, отдельно для каждой из указанных областей.
В этом случае каждая местная сеть может включать множество полосовых фильтров, которые делят указанный диапазон несущих частот на соответствующее количество поддиапазонов и соответствующее количество средств обнаружения, каждое из которых служит для сравнения сигналов, появляющихся в пределах одного из указанных поддиапазонов, с контрольным уровнем или уровнями соответственно.
Кроме того, альтернативно, каждая местная сеть может содержать один полосовой фильтр, имеющий заранее заданную ширину полосы пропускания, которая составляет только часть полной ширины указанного диапазона несущих частот, и единственные средства обнаружения, соединенные с указанным фильтром; при этом частотный спектр диапазона несущих частот может быть управляемым образом смещен относительно полосы пропускания полосового фильтра, в результате чего в пределы указанной полосы пропускания фильтра попадают различные области диапазона несущих частот.
В последнем случае можно циклически просматривать различные области диапазона несущих частот, циклически помещая их в пределы полосы пропускания полосового фильтра.
По сравнению с использованием множества полосовых фильтров и соответствующего множества средств обнаружения использование одного полосового фильтра и одних средств обнаружения, а также средств для управляемого смещения частотного спектра диапазона несущих частот позволяет уменьшить стоимость оборудования, необходимого для каждой местной сети, и одновременно разделить рассматриваемый диапазон несущих частот на большее число областей меньшего размера.
Ниже изобретение описано со ссылками на чертежи, где:
на фиг.1 показана принципиальная схема местной сети кабельного телевидения, составляющей часть системы кабельного телевидения, выполненной согласно одному из примеров выполнения настоящего изобретения и содержащей множество таких местных сетей,
на фиг.2 показана структурная схема блока контроля, включенного в указанную местную сеть и образующего часть оборудования для контроля указанной системы в отношении шумов, передаваемых в обратном направлении из различных местных сетей, и
на фиг.3 показана структурная схема блока контроля, выполненного согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения.
Сеть кабельного телевидения, показанная на фиг.1 и обозначенная в целом позицией 10, представляет собой местную сеть, образующую часть системы кабельного телевидения, которая содержит головную станцию 11, выполняющую функции узла связи, с которой сеть 10 связана через схематически показанные региональную сеть 12 и магистральную сеть 13, в последней из которых и расположена головная станция 11.
Сеть 10 включает множество ветвей 14, которые через двунаправленный усилитель 16 и диплексный фильтр 17 связаны с объединенным входом/выходом 15 сети 10, который, в свою очередь, соединен с сетью 12. В каждой ветви 14 имеется множество абонентских выводных коробок 18, каждая из которых содержит три различных вывода: вывод 19 для подключения телевизионной антенны, вывод 20 для подключения антенны 20 радиоприемника и вывод 21 для подключения оконечного устройства передачи данных.
В иллюстрируемой телевизионной системе для передачи различных типов сигналов в различных направлениях между головной станцией 11 и выводными коробками 18 используются, известным образом, различные полосы несущих частот. Ниже предполагается, что система использует первую нижнюю полосу b1 несущих частот, например 15-65 МГц, для передачи сигналов данных в обратном направлении, т.е. для передачи сигналов данных от оконечных устройств 22 передачи данных, соединенных с выводами 21, в головную станцию 11; вторую, более высокочастотную, полосу b2 несущих частот, например 120-127 МГц, для передачи сигналов данных в прямом направлении, то есть от головной станции 11 к оконечным устройствам 22 передачи данных; и еще две полосы b3 и b4 несущих частот, например 88-108 и 130-860 МГц соответственно для передачи сигналов радиовещания и телевизионных сигналов из головной станции к абонентским выводам.
Для контроля сети 10 в отношении шумов в пределах полосы b1 несущих частот, то есть в пределах полосы несущих частот, служащих для передачи сигналов данных в обратном направлении, из местной сети в сеть 12 через объединенные вход и выход 15, в сети 10 имеется специальный блок 23 контроля шумов, конструкция которого более подробно показана на фиг.2.
Вход 24 блока 23 соединен с диплексным фильтром 17 и предназначен для приема сигналов в пределах полосы Ы несущих частот, поступающих в указанный фильтр из линий 14. Блок 23 содержит линию 25, которая одним своим концом соединена со входом 24 и содержит управляемую схему 26 блокировки. Из линии 25 сигналы, поступившие на вход 24, если им разрешено пройти через схему 26 блокировки, могут попасть на выход 27 блока 23, соединенный с фильтром 17, чтобы затем через указанный фильтр и усилитель 16 пойти в обратном направлении на выход 15 сети 10 и далее в головную станцию 11.
На фиг.2 позициями 28, 29, 30 и 31 обозначены четыре полосовых фильтра, соединенные со входом 24, которые имеют отличающиеся друг от друга полосы пропускания, следующие одна за другой, и предназначены для разделения сигналов, поступивших через вход 24, на четыре поддиапазона, причем совместно эти фильтры перекрывают всю полосу b1 частот. Кроме того, позициями 32, 33, 34 и 35 обозначены четыре датчика, каждый из которых соединен с выходом одного из указанных фильтров и предназначен для сравнения уровня мощности выходного сигнала, идущего из соответствующего фильтра, по меньшей мере с одним заранее заданным контрольным уровнем и для подачи логических сигналов, зависящих от результата этого сравнения, в блок 36.
Блок 36 содержит запоминающие средства, предназначенные для хранения, отдельно для каждого из указанных поддиапазонов, информации об интервалах времени, в течение которых указанный уровень мощности превышает указанный контрольный уровень; эта информация определяется на основе значений указанного логического сигнала в разные моменты времени. Для формирования контрольных уровней и подачи их в различные датчики имеется генератор 37 контрольного уровня.
Блок 36, который может содержать процессор для обработки поступающих логических сигналов, может хранить в собственной памяти информацию об указанных интервалах времени в виде информации о начальной точке и длине каждого из указанных интервалов времени. Однако блок 36 может также быть выполнен с возможностью хранения указанной информации в любом другом виде, предпочтительно в виде статистических данных, относящихся к количеству интервалов времени вышеупомянутого вида, возникающих в течение определенных периодов времени. При помощи средств, имеющихся в головной станции 11, информация, хранимая в блоке 36, в любой желательный момент может быть извлечена и передана в головную станцию для последующего анализа. Указанные средства могут включать компьютер 11', который расположен в головной станции и с помощью которого можно дать запрос на передачу информации в головную станцию, а также осуществить ее анализ.
Кроме того, блок 36 может служить в качестве блока управления схемой 26 блокировки. Как описано в заявке на патент Швеции №99 04589-0, блок 36 может быть выполнен с возможностью определения, удовлетворяют ли полученные им логические сигналы некоторым условиям, заранее записанным в указанном блоке, и с возможностью подачи по линии 42, показанной штрих-пунктиром, в схему 26 блокировки управляющего сигнала для прекращения передачи сигналов через указанную схему от входа 24 к выходу 27 только в том случае, когда логические сигналы, полученные блоком 36, удовлетворяют указанным условиям. В этом случае блок 23 играет роль блока шумоподавления, встроенного в местную сеть.
Ширина полос пропускания полосовых фильтров 32-35 в предпочтительном случае может быть выбрана такой, чтобы ожидаемый, на основе имеющегося опыта, уровень мощности помех для различных полос пропускания был бы приблизительно одинаковым. Это означает, что фильтры, пропускающие более низкие частоты, обычно будут иметь меньшую ширину полосы, чем фильтры, пропускающие более высокие частоты.
Для того чтобы из головной станции 11 можно было подать запрос на доставку информации, хранимой в блоке 36, перепрограммировать процессор, содержащийся в этом блоке, установить величину контрольного уровня, выдаваемого генератором 37, или осуществить временную принудительную блокировку или временное принудительное закрытие тракта передачи сигналов через схему 26 блокировки, имеется демодулятор 38, в который из головной станции 11 могут быть поданы управляющие команды, передаваемые в полосе b2 частот через вход 39, подключенный к соединительной линии между усилителем 16 и диплексным фильтром 17, и через полосовой фильтр 40, соединенный с этим входом. Из блока 36 информация, хранимая в этом блоке, может быть передана на выход 27 посредством модулятора 43, в котором этой информацией модулируется несущая, частота которой может лежать между двумя диапазонами частот b1 и b2.
Работа рассмотренного выше блока 23 шумоподавления может быть в целом описана следующим образом. С помощью четырех фильтров 28-31 сигнал полосы b1, поступающий в блок шумоподавления через вход 24, разделяется на четыре различных поддиапазона. Часть сигнала, которая попадает в соответствующий поддиапазон, поступает в датчик 32, 33, 34 или 35 соответственно, соединенный с соответствующим фильтром. Датчик сравнивает уровень мощности поступившего сигнала по меньшей мере с одним контрольным уровнем и подает выходной логический сигнал, зависящий от результата указанного сравнения, в блок 36. В процессоре, имеющемся в блоке 36, логические сигналы, пришедшие от различных датчиков, подвергаются требуемой обработке для получения желаемой информации, которая затем запоминается в памяти, имеющейся в указанном блоке.
Когда из головной станции 11 через вход 39, фильтр 40 и демодулятор 38 в блок 36 поступает соответствующая управляющая команда, вышеуказанная информация может быть передана в головную станцию через модулятор 43 и выход 27. В головной станции входящая информация может затем быть оценена для определения любых требуемых параметров. Если эта оценка показывает, что сеть 10 выдает неприемлемо большие помехи, то можно подать из головной станции команду на осуществление принудительной блокировки посредством схемы 26 блокировки, тем самым предотвращая любую передачу сигналов из сети 10 в пределах диапазона b1 несущих частот до тех пор, пока не будет устранена причина возникновения указанных помех.
Выше предполагалось, что каждый детектор 32, 33, 34 и 35 соответственно производит сравнение уровня мощности сигнала, поступающего в детектор из соответствующего фильтра 28, 29, 30 или 31 соответственно с одним контрольным уровнем. Однако каждый детектор может быть выполнен с возможностью сравнения указанного уровня мощности с двумя различными контрольными уровнями, позволяя тем самым определить наклон переднего фронта каждого сигнала, поступившего в детектор, и запомнить соответствующую информацию в блоке 36.
Кроме того, блок 36 может осуществлять некоторую оценку информации, которая в нем запоминается. Например, он может инициировать посылку аварийного сигнала в головную станцию, когда указанная оценка показывает, что в сети 10 возникла явно недопустимая ситуация.
На фиг.3 компоненты блока 23, которые соответствуют компонентам варианта выполнения изобретения, изображенного на фиг.2, обозначены теми же позициями, что и на фиг.2.
Вариант выполнения изобретения, изображенный на фиг.3, отличается от варианта, изображенного на фиг.2, прежде всего тем, что вместо различных полосовых фильтров 28, 29, 30 и 31 и различных детекторов 32, 33, 34 и 35, связанных с указанными фильтрами, он содержит один полосовой фильтр 44 и один детектор 45, соединенный с выходом указанного фильтра. Между входом 24 и полосовым фильтром 44 имеется смеситель 46, который также соединен с генератором 47, подающим в смеситель сигнал регулируемой частоты. Поэтому в фильтр 44 может поступать сигнал, соответствующий сигналу на входе 24, но имеющий частотный спектр, который смещен относительно спектра сигнала на входе 24 в зависимости от установленной частоты выходного сигнала генератора 47. Установкой частоты выходного сигнала генератора можно управлять из головной станции 11 системы кабельного телевидения через вход 39, фильтр 40 и демодулятор 38. Ширина полосы фильтра 44 должна составлять только малую часть полной ширины диапазона b1 несущих частот; если, например, диапазон b1 занимает полосу частот 15-65 МГц, то ширина полосы фильтра 44 может составлять 5 МГц.
При такой конструкции блока 23 можно, управляя частотой выходного сигнала генератора 47, так смещать частотный спектр диапазона b1 несущих частот относительно полосы пропускания полосового фильтра 44, что в пределы полосы пропускания этого фильтра будут попадать различные области указанного диапазона частот. Тем самым, различные области диапазона b1 несущих частот могут быть циклически просмотрены путем их последовательного циклического помещения в пределы полосы пропускания фильтра 44. Однако, когда это желательно, такое периодическое сканирование можно временно приостановить для более детального исследования характера сигналов в какой-либо определенной области указанного диапазона частот.
Одним из практически осуществимых способов выяснения, что представляет собой сигнал, появившийся в пределах диапазона b1 частот, сигнал связи или сигнал помехи, является проверка наличия в сигнале соответствующего заголовка. Однако в этом случае необходимо, чтобы средства обнаружения, имеющиеся в местных сетях, обладали достаточно высоким быстродействием.
Изобретение не ограничено вариантом выполнения, который описан выше и показан на чертежах. Возможны другие многочисленные варианты его выполнения в рамках настоящего изобретения, объем которого определен формулой изобретения.
1. Система кабельного телевидения или другая аналогичная система связи, выполненная с возможностью передачи сигналов в обратном направлении из местных сетей (10), входящих в эту систему, в головную станцию (11) системы в заранее заданном диапазоне несущих частот, служащем для передачи сигналов в указанном обратном направлении, и содержащая средства (11', 23) контроля помех, появляющихся в этой системе в пределах указанного диапазона несущих частот, отличающаяся тем, что указанные средства (11', 23) контроля помех включают средства (32-35; 45) обнаружения, имеющиеся в каждой местной сети (10), которые выполнены с возможностью сравнения уровня мощности сигналов, появляющихся в пределах указанного диапазона несущих частот, по меньшей мере с одним заранее заданным контрольным уровнем и с возможностью генерирования логических сигналов в зависимости от результата этого сравнения, запоминающие средства (36), имеющиеся в каждой местной сети (10) и выполненные с возможностью запоминания информации об интервалах времени, в течение которых указанный уровень мощности превышает контрольный уровень, полученной из значений указанных логических сигналов в разные моменты времени, а также средства (11') в головной станции (11) системы, посредством которых информация, хранимая в указанных запоминающих средствах (36) местных сетей (10), может быть запрошена для ее передачи в головную станцию (11) для оценки этой информации в головной станции.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанные запоминающие средства (36) выполнены с возможностью хранения информации об указанных интервалах времени в виде информации о начальной точке и длине каждого отдельного интервала.
3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанные запоминающие средства (36) выполнены с возможностью хранения информации об указанных интервалах времени, по меньшей мере в отношении некоторых периодов времени, в виде статистических данных, относящихся к числу появлений таких интервалов в течение указанных периодов времени.
4. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанный контрольный уровень является регулируемым и управление им предпочтительно осуществляется из головной станции (11) системы.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что указанные запоминающие средства (36) выполнены также с возможностью хранения информации о величине установленного контрольного уровня.
6. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанные средства (32-35; 45) обнаружения выполнены с возможностью сравнивать указанный уровень мощности по меньшей мере с двумя различными контрольными уровнями.
7. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что средства (32-35; 45) обнаружения выполнены с возможностью осуществлять указанное сравнение и генерирование логических сигналов, зависящих от его результата, индивидуально для каждой из множества различных областей указанного диапазона частот, а запоминающие средства (36) выполнены с возможностью хранить индивидуальную информацию, полученную на основе указанных сигналов, для каждой из указанных областей.
8. Система по п.7, отличающаяся тем, что каждая местная сеть (10) включает множество полосовых фильтров (28-31), которые делят диапазон несущих частот на соответствующее количество поддиапазонов, а также включает соответствующее множество средств (32-35) обнаружения, каждое из которых предназначено для сравнения сигналов, появляющихся в пределах одного из указанных поддиапазонов, с контрольным уровнем или уровнями соответственно.
9. Система по п.7, отличающаяся тем, что каждая местная сеть (10) включает единственный полосовой фильтр (44) с заданной шириной полосы пропускания, составляющей лишь часть полной ширины указанного диапазона несущих частот, и единственные средства (45) обнаружения, соединенные с указанным фильтром, при этом имеется возможность управляемым образом смещать спектр диапазона несущих частот относительно полосы пропускания полосового фильтра (44) так, чтобы различные области диапазона несущих частот попадали в указанную полосу пропускания полосового фильтра.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что диапазон несущих частот разделен на несколько областей, циклически помещаемых в указанную полосу пропускания полосового фильтра (44).
