[发明专利]带宽调节设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于社区天线电视(“CATV”)系统的信号调节设备。

背景技术

在本领域中使用CATV系统提供互联网、互联网语音协议(“VOIP”)电话、电视、安全和音乐服务是公知的。在提供这些服务中，下行带宽(即，射频(“RF”)信号、数字信号和/或光信号)从服务的供应器提供到用户，而上行带宽(即，射频(“RF”)信号、数字信号和/或光信号)从用户传递到供应器。对供应器与用户之间的大多数距离来说，下行带宽和上行带宽构成经由信号传输线(例如，同轴电缆)传递的总带宽。下行带宽例如是在CATV系统的总带宽内频率相对较高的信号，而上行带宽例如是频率相对较低的信号。

传统上，CATV系统包括首端设施，在此下行带宽开始进入主CATV分配系统，其通常包括多个干线，每条干线为至少一个本地分配网络服务。反过来，下行带宽传递到与特定的本地分配网络关联的相对少数量(例如，接近100-500)的用户。诸如高通滤波器之类的设备被设置在CATV系统内的各种位置，以确保下行带宽从首端设施依次地流过干线，本地分配网络，最终流到用户。

在首端设施与用户之间的各种位置上，具有用于维持下行带宽质量的放大器和倾斜调整设备。这一说明引入了对于其余讨论而言重要的三个术语(即，质量、放大器和倾斜调整设备)。这些将在下面广泛地进行讨论。

下行带宽的质量常常是对如下内容的测量：(i)下行带宽内特定信道的信号电平，该信号电平被仅称为“电平”；和(ii)电平跨越下行带宽中的所有信道的一般一致性，该一般一致性被称为“倾斜”。这些客观测量常常被技术员、分析者和/或其它设备使用，以估计运行期间的CATV系统性能和解决客户抱怨。

每个信道的电平应属于已被确定为用户提供满意的视频、声音和信息传输率的特定范围。有助于理解本讨论的是，尽管用于每个信道的特定需求和目标可能在多个CATV系统甚至单个CATV系统中变化，但每个信道的电平具有特定的目标。注意，这是解释“电平”的简单化的定义，还注意，这一定义不包括其它变化，例如具有模拟调制格式的信道与具有数字调制格式的信道之间的变化。

倾斜是用于评价大部分由于携带下行带宽的信号传输线的长度而经历的损耗量的测量。尽管下行带宽的所有信道经历某些损耗，但使用下行带宽内较高频率所传输的信道比使用较低频率传输的信道经历更多的损耗。因而，当用图像表示用于下行带宽内所有信道的电平，以使得它们根据相应信道的频率范围按顺序排列时，在图中从最低频率信道到最高频率信道可能出现明显的能用眼看见的向下倾斜。这一向下倾斜随着信号传输线长度的增加而变得更为明显。注意，这是解释在所有信道上电平的一致性和由在信号传输线中产生的损耗所生成的“倾斜”的简单化定义。还注意，这一定义不包括电平的其它变化，例如具有模拟调制格式的信道与具有数字调制格式的信道之间电平的变化。

倾斜的存在不通过使用典型的用户型放大器(drop-style amplifier)而去除。用户型放大器仅放大整个下行带宽。换句话说，这些用户型放大器同等地提升每个信道的电平。进一步，如果存在大量倾斜，例如当用户的驻地(premise)包括长距离的信号传输线时，用户型放大器可导致一些信道超过它们的电平需求或目标，而其它信道可以保持在它们的需求或目标之下。

已知当具有长的信号传输线时，添加固定的或手动可调的倾斜补偿器/低频衰减器。但是，这些设备需要昂贵的测试装备来确定是否应将倾斜补偿和/或应将多少倾斜补偿提供给特定驻地。另外，由于安装成本和关于如何安装这种设备的通常误解，与所需要的这种设备的数量相比，它们很少存在。除了下行带宽所经历的问题之外，上行带宽也应被调节以确保客户满意。

穿过每个本地分配网络的上行带宽是在每个用户的驻地(连接到特定分配网络)内产生的上行带宽的汇集(compilation)。每个驻地内产生的上行带宽包括例如来自调制解调器、机顶盒的期望的上行信息信号和其它期望的信号。每个用户驻地内产生的上行带宽还包括不期望的干扰信号，例如噪声或其它假信号。这些不期望的干扰信号的许多产生器为由于它们的运行而非有意地产生电信号的电气设备。这些设备包括真空吸尘器、电动机、家用变压器、焊接器以及许多其它家用电气设备。这些不期望的干扰信号的许多其它产生器包括部分由于它们的运行而非有意地产生RF信号的设备。这些设备包括无线家用或办公电话、移动电话、无线互联网设备、民用波段(“CB”)无线电、个人通信设备等。尽管由后述的这些设备产生的RF信号对于它们的旨在目的是期望的，但是如果允许它们进入CATV系统，则这些信号将与期望的上行信息信号冲突。