[发明专利]调制解调器结构简单且发送效率高的电缆电视局域网络

说明书

本发明涉及适于实现电缆电视局域网络(cable television localarea network，下面称为CATV-LAN系统)的数据通信系统，它可用于诸如按需接收电视(on-demand video)、电视购物(tele-shop-ping)、监视摄像系统等等。本发明特别涉及能在这些应用中有效地发送数据，而整个系统(尤其是它的调制解调器)设计简单且制造成本低廉的系统。

大规模应用的数据发送方法的现有技术类型包括宽带发送方法，其中采用诸如FSK(移频键控)或PSK(相移键控)等调制方法，使已编码数据受载波调制，并将已调制数据转至诸如电缆等发送媒体。在Hirata等人撰写，作为日本电子数据通信研究所1988年No.12IN88-4技术报告的“数据和图像综合宽带LAN系统”一文中描述了这种数据发送系统，其中，系统的节点用总线型网络互连。

如图3所示，这样一种CATV-LAN的例子由用于发送和接收数据的终端设备11至13、用于实施数据的调制和解调的调制解调器21至23(它们连至各自的一个终端设备11至13)、连接于调制解调器之间的传输路径3以及位于传输路径3一端的首端设备4构成。

传输路径3包括上行传输路径31和下行传输路径32，前者把数据从调制解调器21至23发送至首端设备4，而后者把数据从首端设备4送回至每个调制解调器21至23。首端设备4的功能在于通过下行传输路径32把已从任何一个调制解调器通过上行传输路径31发送的数据送回至所有的调制解调器21至23。如果首端设备4在把已调制的要沿下行方向传送的数据传送至电缆之前，以不同数值的调制频率对沿上行方向传送，并从电缆接收的数据进行再调制，原则上可以用同一电缆来实现下行传输路径和上行传输路径。当然，在另一种做法中，上行传输路径和下行传输路径可以由各自的电缆来实现。

要由终端设备11至13的任何一个发送的数据通过调制解调器21至23中相应的一个传送到上行传输路径31上，并在被首端设备4送回到下行传输路径32上之后，由目的地终端设备的调制解调器从下行传输路径上接收。在数据由特定的调制解调器通过上行传输路径连续发送的同时，如果任何其他的调制解调器开始发送数据，则在上行传输路径31上将出现信号冲突。为避免这种情形，当某调制解调器要传送数据时，首先要由该调制解调器确认，其时在下行传输路径32上没有数据正在传送。如果某调制解调器发现当它发送数据时有数据冲突，则调制解调器暂停发送，其后重新发送数据。

如图1所示，每个调制解调器包括一输入/输出接口81(在调制解调器与相应的终端设备之间)；一暂时保存待发送数据的发送缓冲器82；以及一发送电路83，该发送电路对待发送数据进行调制(通常用调频方式)，然后通过上行传输路径31以特定的发送电平发送所得的信号。调制解调器还包括一接收电路84，它从下行传输路径32接收已调制的数据并对数据解调；一接收缓冲器85，它暂时保存已接收的数据；以及控制数据发送定时的发送控制电路86。

图2示出发送控制电路86的结构。如图所示，发送控制电路86由一CSMA(载波检测多路接入)控制电路87构成，该电路执行控制，使得当发送数据在发送缓冲器82中保存时只有在确认当时没有数据通过下行传输路径32传送时才开始发送。发送控制电路86还包括一差拍检测电路89，它根据接收电路84所接收的信号的电平，检测所接收的信号中是否包含外差差拍分量。如果测出存在该差拍分量，就把它作为当时有两个或多个调制解调器发送数据(即发生数据冲突)的指示。如果检测到这样的冲突情形，则接收缓中器清除电路90擦除其时保存在接收缓冲器85中的数据。发送控制电路88执行控制，使得在检测到数据冲突后经过一固定时间间隔重新发送数据。

当数据从终端设备11向终端设备12发送时，这样一个CATV-LAN系统的工作如下所述。首先，终端设备11输出数据至调制解调器21的输入/输出接口81。输入/输出接口81暂时将数据存储在发送缓冲器82中。当数据被置入发送缓冲器82时，发送控制电路86的CSMA控制电路87检查其时是否有任何数据通过下行传输路径32传送。如果发现有数据传送，则在检测到通过下行传输路径32的数据传送结束之前禁止通过发送电路83至上行传输路径31的数据发送。然而，如果CSMA控制电路87发现其时没有数据通过下行传输路径32传送，则立即开始通过发送电路83向上行传输路径31的数据发送。