專利名稱：無源cmts冗余的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明一般涉及遠程通信，尤其是用來給電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)提供冗余的裝置和方法。
背景技術(shù)：
許多年來，同軸電纜一直被用來向用戶傳送高質(zhì)量的視頻節(jié)目。過去這些網(wǎng)絡(luò)一直是單向的廣播網(wǎng)絡(luò)，它們只能給用戶提供有限的頻道數(shù)和有限的內(nèi)容種類。近年來，電纜公司已經(jīng)將他們現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為雙向通信網(wǎng)，從而能夠向他們的用戶提供多類別的服務(wù)和內(nèi)容。例如，許多電纜公司現(xiàn)在已經(jīng)開始通過電纜調(diào)制解調(diào)器來提供到因特網(wǎng)的連接。
為了提供設(shè)計和開發(fā)支持這些服務(wù)所必需的設(shè)備的一個統(tǒng)一基礎(chǔ)，電纜工業(yè)制定了許多關(guān)于在他們的網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)的標準。例如，一個電纜公司聯(lián)盟制定了《電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口細則》(DOCSIS)。為了在電纜網(wǎng)絡(luò)上的電纜頭端和用戶設(shè)備之間實現(xiàn)透明的、雙向的傳送因特網(wǎng)協(xié)議(IP)通信，DOCSIS規(guī)定了一些必需的接口，這里所述的電纜網(wǎng)絡(luò)例如是同軸電纜網(wǎng)絡(luò)或者混合光纖/同軸(HFC)網(wǎng)絡(luò)。
電纜網(wǎng)絡(luò)的頭端包括一個電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)以處理上行和下行數(shù)據(jù)傳輸。上行數(shù)據(jù)流中，CMTS會將來自電纜調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)信號下轉(zhuǎn)換成基帶或者低中頻信號。然后，CMTS會將信號解調(diào)，再把信號送給一個網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)。在下行數(shù)據(jù)流中，CMTS在一個網(wǎng)絡(luò)接口處為多個調(diào)制解調(diào)器接收數(shù)據(jù)。CMTS把這些數(shù)據(jù)調(diào)制到一個載波上，然后通過一個共享媒質(zhì)將其下行發(fā)送到多個調(diào)制解調(diào)器。
系統(tǒng)的有效性對于用戶和電纜網(wǎng)絡(luò)的其他使用者都是很重要的。例如一個支持重要電話服務(wù)和第一線電話服務(wù)的系統(tǒng)就需要非常高的系統(tǒng)有效性。就像許多的電子系統(tǒng)一樣，電纜網(wǎng)絡(luò)通常會使用器件的冗余來提高有效性。一些冗余系統(tǒng)以一一對應(yīng)的方式來給每個主CMTS收發(fā)器配備一個備份CMTS收發(fā)器。盡管這很有效，但由于備份CMTS收發(fā)器的數(shù)量與主CMTS收發(fā)器的數(shù)量相同，所以這是很消耗資源的。其它一些冗余系統(tǒng)會在主CMTS收發(fā)器所在的信號路徑中使用開關(guān)，從而在一個備份CMTS收發(fā)器與一個或多個主CMTS收發(fā)器之間實現(xiàn)切換。然而，這些開關(guān)就是一個潛在的故障源。同時，將這些開關(guān)放在主信號路徑中就意味著，如果要替換一個發(fā)生故障的開關(guān)，就必須切斷主系統(tǒng)。這是很不希望發(fā)生的。還有一些冗余系統(tǒng)在主CMTS收發(fā)器的信號路徑中使用了無源組合器來連接備份CMTS收發(fā)器。無源組合器會給主CMTS信號帶來相當?shù)男盘枔p耗，這通常大于3.5dB。這就需要主CMTS收發(fā)器在發(fā)送階段采用更高的水平來提供足夠的系統(tǒng)信號水平，這就意味著更昂貴的放大器、更高的功率消耗和更多熱量的產(chǎn)生。此外，除非在非連接的組合器端口加上能夠切換終端的電路，否則，給電纜裝置的返回損耗(這對應(yīng)于75ohm系統(tǒng)中的阻抗失配)就非常差。這增加了到主CMTS收發(fā)器信號路徑中的切換，所以就降低了系統(tǒng)的可靠性。
基于上述原因，以及下文中熟悉技術(shù)的人士通過閱讀和理解本發(fā)明所能夠清楚知道的原因，我們在技術(shù)上需要另一種裝置和方法來增加網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的有效性。

發(fā)明內(nèi)容
在主信號路徑中具有定向耦合器的電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)可以實現(xiàn)冗余，而同時又不需要在主信號路徑中使用有源元件，例如開關(guān)。在主信號路徑中使用定向耦合器可以使備份CMTS收發(fā)器通過主信號路徑之外的開關(guān)來給多個主CMTS收發(fā)器提供冗余服務(wù)。備份信號路徑中的一個附加的定向耦合器可以被用來在不干擾主信號路徑的情況下對備份CMTS收發(fā)器進行測試和維護。
在一個實施例中，本發(fā)明提供了一個電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)。該CMTS包括兩個或多個主CMTS收發(fā)器，它們都被用來通過主信號路徑對通信進行收發(fā)，以及在主信號路徑中連接到主CMTS收發(fā)器的多個定向耦合器。該CMTS還包括在主信號路徑之外選擇性連接到多個定向耦合器上的一個備用CMTS收發(fā)器。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一個CMTS的冗余系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個第一定向耦合器，該定向耦合器包括用來連接到通信線路的第一端口，包括連接到第一CMTS收發(fā)器的第二端口，它被用來在第一工作模式下在通信線路上收發(fā)通信內(nèi)容，還包括選擇性連接到備份CMTS收發(fā)器的第三端口，它被用來在第二工作模式中在通信線路上收發(fā)通信內(nèi)容。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一個CMTS。該CMTS包括至少一個主CMTS收發(fā)器，每個主CMTS收發(fā)器包括一個或多個用來與用戶設(shè)備進行通訊的上行通信端口，以及一個或多個用來與頭端設(shè)備進行通訊的下行通信端口。該CMTS還包括至少一個備份CMTS收發(fā)器，每個備份CMTS收發(fā)器包括一個或多個用來與用戶設(shè)備進行通訊的上行通信端口，以及一個或多個用來與頭端設(shè)備進行通訊的下行通信端口。該CMTS還包括多個定向耦合器，其中主CMTS收發(fā)器的各個端口都連接一個定向耦合器。備份CMTS收發(fā)器的每個通信端口被選擇性的連接到所述至少一個主CMTS收發(fā)器的相應(yīng)通信端口的一個定向耦合器上。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供了在CMTS中提供冗余的方法。該方法包括在第一工作模式中通過一個定向耦合器向主CMTS收發(fā)器傳送通信內(nèi)容，以及在第二工作模式中通過所述定向耦合器向備份CMTS收發(fā)器傳送通信內(nèi)容。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一個操作CMTS的方法。該方法包括在第一工作模式中穿過主信號路徑與一個或多個主CMTS收發(fā)器通信，其中每個主CMTS收發(fā)器包括一個或多個與用戶設(shè)備進行通信的上行通信端口，以及一個或多個與頭端設(shè)備進行通信的下行通信端口，其中在每個上行通信端口與用戶設(shè)備之間以及在每個下行通信端口與頭端之間都接有一個定向耦合器。該方法還包括檢測某個CMTS收發(fā)器的故障以及進入第二工作模式，在該工作模式中，與故障主CMTS收發(fā)器對應(yīng)的定向耦合器會將故障主CMTS收發(fā)器所承擔的通信轉(zhuǎn)到備份CMTS收發(fā)器上。
本發(fā)明的其它實施例還包括多種其它的裝置和方法。


圖1是對應(yīng)本發(fā)明一個實施例的通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖2是對應(yīng)本發(fā)明一個實施例的電纜調(diào)制解調(diào)(CMTS)的示意圖。
圖3中的示意圖表示了對應(yīng)本發(fā)明一個實施例的主CMTS收發(fā)器以及一個相關(guān)接口適配器的細節(jié)。
圖4A-4B中的示意圖表示了對應(yīng)本發(fā)明一個實施例的上行切換模塊，該模塊包括了用在CMTS測試中的可選的定向耦合器和導(dǎo)頻音產(chǎn)生器。
圖5A-5B中的示意圖表示了對應(yīng)本發(fā)明一個實施例的下行切換模塊，該模塊包括了用在CMTS測試中的可選的定向耦合器和RF水平檢測器。
圖6中的CMTS框圖表示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多個元件之間的連接。
具體實施例方式
在下面對本實施例的具體描述中，我們將把附圖作為實施例的一部分而加以參考，這其中是通過闡述應(yīng)用本發(fā)明的具體實施例來表示的。對這些實施例的詳細描述可以使得熟悉技術(shù)的人士能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且他們應(yīng)該理解還可以采用其它實施例，還可以進行過程、電學以及機械上的改變而不偏離本發(fā)明的范圍。所以，下面的詳細描述并沒有限制的意義，本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求及其等價內(nèi)容所決定的。
這里的多個實施例將會實現(xiàn)電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)中的無源冗余(CMTS)。多個實施例還會實現(xiàn)在主信號路徑上消除對有可能降低系統(tǒng)可靠性的開關(guān)或任何有源器件的使用。此外，這種無源方法可以通過使用備份、或者冗余、CMTS收發(fā)器，在不影響對客戶網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)的情況下替換發(fā)生故障的主CMTS收發(fā)器。
許多實施例為將被備份的各個CMTS收發(fā)器在主信號路徑上使用定向耦合器。在用戶設(shè)備與主CMTS收發(fā)器之間傳送的信號會以相對低的損耗通過定向耦合器。與發(fā)生故障的主CMTS收發(fā)器相關(guān)的信號會被有選擇的引導(dǎo)通過一個位于主信號路徑之外的備份CMTS收發(fā)器。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的通信網(wǎng)絡(luò)100的示意圖。該通信網(wǎng)絡(luò)100通過一個接入網(wǎng)絡(luò)106在諸如因特網(wǎng)的頭端102與諸如電纜調(diào)制解調(diào)器的用戶設(shè)備104之間承載著通信信號，這里接入網(wǎng)106例如是一個使用了《電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口細則》(DOCSIS)標準的同軸電纜網(wǎng)絡(luò)或者混合光纖/同軸(HFC)網(wǎng)絡(luò)頭端102與用戶設(shè)備104之間的信號通信是通過連接在接入網(wǎng)106與頭端102之間的電纜調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)(CMTS)110來實現(xiàn)的。正如這里所用的，具有多種表達方式的“連接”意味著建立一種能夠傳遞通信信號的能力，而不需要直接的物理或者電學的連接。
CMTS110包括至少一個主CMTS收發(fā)器120以及至少一個備份CMTS收發(fā)器130。盡管本法明并不限制主CMTS收發(fā)器120的數(shù)量對備份收發(fā)器130的數(shù)量的比值，但這個比值最好大于一。對于一個實施例，每六個主CMTS收發(fā)器120有一個備份CMTS收發(fā)器130和。對于另一個實施例，每十個主CMTS收發(fā)器120有一個備份CMTS收發(fā)器130。
無源定向耦合器140連接在接入網(wǎng)106與主CMTS收發(fā)器之間。類似的，另外還有定向耦合器(為了清楚，沒有在圖1中示出)連接在頭端102與主CMTS收發(fā)器120之間。定向耦合器140的配置使得主信號路徑中的損耗相對較低，同時又要讓一部分信號通過備份CMTS收發(fā)器130，這里所述的主信號路徑就是指頭端102與用戶設(shè)備104之間通過主CMTS收發(fā)器120的路經(jīng)。使用諸如定向耦合器140這樣的無源器件可以在主信號通道沒有有源切換器件的情況下切換到備份CMTS收發(fā)器130。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的CMTS110的示意圖。對應(yīng)每個備份CMTS收發(fā)器130，CMTS110包括多個有源或者主CMTS收發(fā)器1201-120N。每個主CMTS收發(fā)器120具有一些通信端口。類似的，每個備份CMTS收發(fā)器130也具有一些通信端口。正如這里所使用的，連接到用戶設(shè)備104的通信端口被稱為上行通信端口，而連接到頭端102的通信端口被稱為下行通信端口。
主CMTS收發(fā)器的上行通信端口在圖2中被標記為1221-122n，而備份CMTS收發(fā)器的上行通信端口在圖2中被標記為1321-132m。類似的，主CMTS收發(fā)器的下行通信端口在圖2中被標記為1241-1242，而備份CMTS收發(fā)器的下行通信端口在圖2中被標記為1341-1342。盡管給每個CMTS收發(fā)器只畫出了兩個下行通信端口，但并沒有這樣的限制。
通常每個CMTS收發(fā)器會有一個或多個上行通信端口以及一個或多個下行通信端口。一個CMTS所具有的上行通信端口數(shù)一般會多于下行通信端口數(shù)。然而并不一定需要是這樣。對于一個實施例，每個CMTS收發(fā)器具有八個上行通信端口和兩個下行通信端口。為了實現(xiàn)和記錄的方便，備份CMTS收發(fā)器最好是配置相似的，也就是說對于它所提供冗余服務(wù)的主CMTS收發(fā)器的每個通信端口，都有一個對應(yīng)的通信端口，或者它們最好與系統(tǒng)中的主CMTS收發(fā)器至少具有一樣多的下行和上行端口。
每個CMTS收發(fā)器120被連接到一個接口適配器250。每個接口適配器250包括一個連接在相關(guān)主CMTS收發(fā)器120的一個通信端口與接口適配器250的相應(yīng)通信端口之間的定向耦合器140。例如，一個定向耦合器140連接在主CMTS收發(fā)器1201的一個上行通信端口1221與接口適配器2501的相關(guān)的上行通信端口2521之間。
每個定向耦合器140還被連接到一個切換模塊260上。這樣的連接可以通過一個可選的中間器件來實現(xiàn)，該器件在圖2中每標記為中間板261。切換模塊260被用作一個復(fù)用器，它選擇性的將定向耦合器140與備份CMTS收發(fā)器130的相關(guān)通信端口連接在一起。對于一個實施例，該切換模塊260包括一個上行切換模塊262，它選擇性的將備份CMTS收發(fā)器130的一個上行通信端口132與一個和主CMTS收發(fā)器120的對應(yīng)上行通行端口122相聯(lián)的定向耦合器140連接在一起。對應(yīng)于備份CMTS收發(fā)器130的每個上行通信端口132就有一個上行切換模塊262。對于另一個實施例，切換模塊260還包括一個下行切換模塊264，它選擇性的將備份CMTS收發(fā)器130的一個下行通信端口134與一個和主CMTS收發(fā)器120的對應(yīng)下行通行端口124相聯(lián)的定向耦合器140連接在一起。對應(yīng)于備份CMTS收發(fā)器130的每個下行通信端口134就有一個下行切換模塊264。
為了在使用備份CMTS收發(fā)器130時保持增益接近為一，備份CMTS收發(fā)器130與定向耦合器140之間的信號路徑必須被放大。由于對定向耦合器140的配置使得主信號路徑中的損耗相對較低，最好在1.5dB量級或更低，所以備份CMTS收發(fā)器130與定向耦合器140之間的損耗就會相對較高，例如7dB或更高。所以，為了在切換到備份CMTS收發(fā)器130時保證對最終用戶的透明性，信號路徑就對這些損耗進行補償。對于一個實施例，一個放大器263被連接在每個上行切換模塊262和與其相關(guān)的上行通信端口132之間。對于另一個實施例，一個放大器265被連接在每個下行切換模塊264和與其相關(guān)的下行通信端口134之間。盡管放大器263和265可以分別連接在切換模塊262和264的相反側(cè)，但是，與備份CMTS收發(fā)器130的通信端口具有一一對應(yīng)關(guān)系的安排方式比和所有主CMTS收發(fā)器120一一對應(yīng)要更加經(jīng)濟。
備份CMTS收發(fā)器130可以通過接口適配器255連接到切換模塊262/264。盡管接口適配器255可以與接口適配器250具有相同的配置，但并不需要另外的定向耦合器通過接口適配器255連接到備份CMTS收發(fā)器130上。
主CMTS收發(fā)器信號路徑中的定向耦合器140的端口之間的內(nèi)在隔離會提高CMTS110的性能。主CMTS收發(fā)器120之間由于非理想切換模塊262/264而存在的潛在的串擾會被減小。此外，當一個主CMTS收發(fā)器120被移開作維護時，備份CMTS收發(fā)器130被激活而給系統(tǒng)性能帶來的影響可以忽略。
圖3所示的示意圖表示了主CMTS收發(fā)器120以及相關(guān)的接口適配器250的其它細節(jié)。圖3所示的主CMTS收發(fā)器120包括一個下行通信端口124和六個上行通信端口122。主CMTS收發(fā)器的每個通信端口通過一個定向耦合器140被連接到接口適配器250的對應(yīng)的通信端口。對于一個實施例，定向耦合器在主信號路徑的下行方向表現(xiàn)為-1.5dB，在上行方向也表現(xiàn)為-1.5dB。對于另一個實施例，定向耦合器在備份信號路徑的下行方向表現(xiàn)為-10dB，在上行方向也表現(xiàn)為-10dB，這里所說的備份信號路徑是指定向耦合器140和備份CMTS收發(fā)器130之間的路徑。定向耦合器140一般是一個四端口器件。這些端口通常被稱為“入”口、“出”口、“前向耦合”口和“反向耦合”口。主信號路徑中的信號會以相對較低的損耗從“入”口通過到“出”口。備份信號路徑中的信號在從“入”口到“前向耦合”口的過程中會按定向耦合器的耦合水平而被衰減。每個定向耦合器140的未連接端口，也就是“反向耦合”口最好用電阻來端接。對于一個實施例，一個75ohm的電阻被用來端接每個未連接端口。
通過這樣的安排還可以在不干擾主CMTS服務(wù)和不從CMTS110移走備份CMTS收發(fā)器130的情況下對備份CMTS收發(fā)器130進行測試。通過在備份信號路徑(圖2或3中沒有示出)中使用附加的定向耦合器，就可以檢測和測量從內(nèi)部產(chǎn)生的測試信號。通過使用切換模塊262/264，切換的服務(wù)有效性就可以通過檢測測試信號來得到確定。這個過程對于主CMTS收發(fā)器信號路徑是非侵入的。
圖4A-4B是一個上行切換模塊262的示意圖，該切換模塊為了測試CMTS110而包括若干可選的定向耦合器440和導(dǎo)頻音產(chǎn)生器475。上行切換模塊262還可以包括用來測試備份信號路徑上RF水平的電路473。在激活預(yù)定的開關(guān)時，這可以用來確保RF水平處于操作極限之內(nèi)。
上行切換模塊262包括多個開關(guān)，或者開關(guān)陣列，也就是圖4A中的SW1-SW19，它們被用來選擇性的將備份CMTS收發(fā)器130的一個上行通信端口通過一個定向耦合器440連接到與其對應(yīng)的定向耦合器140上。圖4A中的開關(guān)SW1-SW9最好是RF開關(guān)或者中繼。每個定向耦合器440的另一個端口被選擇性的連接到導(dǎo)頻音產(chǎn)生器475，其連接方式例如通過圖4B中的電子開關(guān)SW21-SW30。每個定向耦合器440的未連接端口最好被電阻端接。
導(dǎo)頻音產(chǎn)生器475可以通過諸如開關(guān)SW31這樣的方式來激活。類似的，由于放大器263只有在備份CMTS收發(fā)器130被激活的情況下才會需要，所以它就可以通過諸如開關(guān)SW20來被選擇性激活。導(dǎo)頻音產(chǎn)生器475允許對備份CMTS收發(fā)器130的接收部分進行測試，還可以對將上行信號傳送到備份CMTS收發(fā)器130的開關(guān)和放大器進行測試。對于一個實施例，導(dǎo)頻音產(chǎn)生器275位于備份CMTS收發(fā)器130之中。
圖5A-5B是一個下行切換模塊264的示意圖，該切換模塊為了測試信號路徑中所有元件而包括若干選擇性的定向耦合器540和RF水平檢測器580，這里所述的信號路徑開始于備份CMTS收發(fā)器130的發(fā)送部分，終止于上行切換模塊262種的RF水平檢測器473。下行切換模塊264還可以包括用來檢測備份信號路徑中RF水平的電路573。這可以用來確保在激活預(yù)定的開關(guān)時RF水平處于操作極限之內(nèi)。RF水平檢測器580可以被用來調(diào)整放大器265的增益，從而在備份信號路徑中提供接近為一的增益。對于一個實施例，定向耦合器540是20dB耦合器。
下行切換模塊264包括多個開關(guān)，也就是圖5A中的SW1-SW19，它們被用來選擇性的將備份CMTS收發(fā)器130的一個下行通信端口通過一個定向耦合器540連接到與其對應(yīng)的定向耦合器140上。每個定向耦合器540的另一個端口被選擇性的連接到RF水平檢測器580，其連接方式例如通過圖5B中的電子開關(guān)SW21-SW29。每個定向耦合器540的未連接端口最好被電阻端接。還可以在RF水平檢測器580上連接一個附加的放大器581，從而可以使信號功率處于一個理想的水平。
圖6中CMTS110的框圖表示了多個元件之間的連接。為了簡潔，圖中只給第一主CMTS收發(fā)器120和備份CMTS收發(fā)器130畫出了信號線。同樣，從每個主CMTS收發(fā)器120到上行開關(guān)模塊262和下行開關(guān)模塊264之間同樣也會有相同的信號線。圖6中所示的CMTS具有十個主CMTS收發(fā)器120和一個備份CMTS收發(fā)器130，其中每個CMTS收發(fā)器具有十二個上行通信端口和三個下行通信端口。
決定何時將使用主CMTS收發(fā)器的第一工作模式，也就是正常工作模式，何時切換到使用備份CMTS收發(fā)器的第二工作模式，也就是故障模式，這樣的問題不屬于本發(fā)明的范圍。然而，當檢測到主CMTS收發(fā)器發(fā)生故障時，切換模塊一般會被提供以適當?shù)倪壿嫽蛘呖刂菩盘杹韺浞軨MTS收發(fā)器耦合到與故障主CMTS收發(fā)器相對應(yīng)的定向耦合器。然后就可以在不影響到備份CMTS收發(fā)器的信號路徑的情況下，在第二工作模式中修理或者替換故障主CMTS收發(fā)器。在修理或者替換完故障主CMTS收發(fā)器之后，CMTS就可以回到第一工作模式。
結(jié)論上文所描述的電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)能夠?qū)崿F(xiàn)冗余，這不需要在主信號路徑中使用像開關(guān)或者放大器這樣的有源器件，同時冗余元件給主信號路徑所帶來的信號損耗是很小的。在主信號路徑中去掉有源元件是通過在主信號路徑中使用無源定向耦合器來實現(xiàn)的。
盡管這里已經(jīng)闡述和描述了具體實施例，但那些熟悉技術(shù)的人士都知道，還可以用其它能夠?qū)崿F(xiàn)同樣目標的方式來代替這里的實施例。本發(fā)明的許多變通方法對于那些熟悉技術(shù)的人士很清楚的。相應(yīng)的，本申請就包括本發(fā)明的所有變通方法和變形。對本發(fā)明的限制只能由下面的權(quán)利要求及其等價內(nèi)容給出。
權(quán)利要求
1.一個電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)包括兩個或多個主CMTS收發(fā)器，每一個都用來通過一個主信號路徑對通信進行收發(fā)；在所述主信號路徑中連接到所述多個主CMTS收發(fā)器的多個定向耦合器；以及在所述主信號路徑之外選擇性地連接到所述多個定向耦合器的一個備用CMTS收發(fā)器。
2.權(quán)利要求1中的CMTS，還包括一個連接在備份CMTS收發(fā)器和多個主CMTS收發(fā)器之間的切換模塊，它被用來將備份CMTS收發(fā)器選擇性的連接到多個定向耦合器上。
3.權(quán)利要求2中的CMTS，其中的備份和主CMTS收發(fā)器各自還包括一個或多個上行通信端口以及一個或多個下行通信端口，其中多個主CMTS收發(fā)器的每個通信端口被連接到多個定向耦合器中的一個，其中的切換模塊還包括一個與備份CMTS收發(fā)器的每個上行通信端口相連的上行切換模塊，以將該上行通信端口選擇性的連接到與某個主CMTS收發(fā)器的對應(yīng)上行通信端口相連的定向耦合器上，切換模塊還包括一個與備份CMTS收發(fā)器的每個下行通信端口相連的下行切換模塊，以將該下行通信端口選擇性的連接到與某個主CMTS收發(fā)器的對應(yīng)下行通信端口相連的定向耦合器上。
4.權(quán)利要求3中的CMTS，其中每個切換模塊還包括一個放大器，該放大器被連接在備份CMTS收發(fā)器的對應(yīng)通信端口與主CMTS收發(fā)器的對應(yīng)通信端口之間。
5.權(quán)利要求4中的CMTS，其中每個切換模塊還包括RF電平糾正電路。
6.權(quán)利要求3中的CMTS，還包括多個第一附加定向耦合器，在導(dǎo)頻音產(chǎn)生器和與一個主CMTS收發(fā)器的一個上行通信端口相連的多個定向耦合器中的每個定向耦合器之間都連接了一個第一附加定向耦合器。
7.權(quán)利要求6中的CMTS，還包括多個第二附加定向耦合器，在RF檢測器和與一個主CMTS收發(fā)器的一個下行通信端口相連的多個定向耦合器中的每個定向耦合器之間都連接了一個第二附加定向耦合器。
8.用于電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)的一種冗余系統(tǒng)，包括一個第一定向耦合器，該定向耦合器包括連接到通信線路的第一端口，包括連接到第一CMTS收發(fā)器的第二端口，其中所述CMTS收發(fā)器被用來在第一工作模式下在通信線路上收發(fā)通信內(nèi)容，還包括選擇性連接到備份CMTS收發(fā)器的第三端口，所述備份CMTS收發(fā)器被用來在第二工作模式中在通信線路上收發(fā)通信內(nèi)容。
9.權(quán)利要求8中的冗余系統(tǒng)，其中第一定向耦合器還包括被電阻端接的第四端口。
10.權(quán)利要求8中的冗余系統(tǒng)，其中第一定向耦合器的配置使得通信線路與第一CMTS收發(fā)器之間的第一信號路徑中的損耗較低，而通信線路與第二CMTS收發(fā)器之間第二信號路徑中的損耗較高。
11.權(quán)利要求10中的冗余系統(tǒng)，其中第一定向耦合器的配置使它在第一信號路徑的下行方向上表現(xiàn)為大約-1.5dB，在第一信號路徑的上行方向上表現(xiàn)為大約-1.5dB，在第二信號路徑的下行方向上表現(xiàn)為大約-10dB，在第二信號路徑的上行方向上表現(xiàn)為大約-10dB。
12.權(quán)利要求8中的冗余系統(tǒng)，還包括一個連接在第二CMTS收發(fā)器和第一定向耦合器之間的切換模塊，它被用來將第二CMTS收發(fā)器選擇性的連接到第一定向耦合器的第三端口，或者連接到接有另一個CMTS收發(fā)器的另一個第一定向耦合器的第三端口。
13.權(quán)利要求12中的冗余系統(tǒng)，還包括一個連接在切換模塊和第二CMTS收發(fā)器之間的放大器，它被用來在第二工作模式中放大第二CMTS收發(fā)器與第一定向耦合器之間的通信。
14.權(quán)利要求13中的冗余系統(tǒng)，還包括連接在放大器與第一定向耦合器之間的第二定向耦合器，它包括通過切換模塊選擇性連接到放大器的第一端口、連接到第一定向耦合器第三端口的第二端口、以及連接到一個RF檢測器的第三端口。
15.權(quán)利要求13中的冗余系統(tǒng)，還包括連接在放大器與第一定向耦合器之間的第二定向耦合器，它包括通過切換模塊選擇性連接到放大器的第一端口、連接到第一定向耦合器第三端口的第二端口、以及連接到一個導(dǎo)頻音產(chǎn)生器的第三端口。
16.一個電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)，包括至少一個主CMTS收發(fā)器，每個主CMTS收發(fā)器包括一個或多個與用戶設(shè)備進行通訊的上行通信端口，以及一個或多個與頭端設(shè)備進行通訊的下行通信端口；至少一個備份CMTS收發(fā)器，每個備份CMTS收發(fā)器包括一個或多個與用戶設(shè)備進行通訊的上行通信端口，以及一個或多個與頭端設(shè)備進行通訊的下行通信端口；以及多個定向耦合器，其中主CMTS收發(fā)器的各個端口都連接有一個定向耦合器；其中備份CMTS收發(fā)器的每個通信端口被選擇性的連接到所述至少一個主CMTS收發(fā)器的相應(yīng)通信端口的定向耦合器上。
17.權(quán)利要求16中的CMTS，還包括一個備份CMTS收發(fā)器以及多個主CMTS收發(fā)器。
18.權(quán)利要求17中的CMTS，其中多個主CMTS收發(fā)器包括六個到十個主CMTS收發(fā)器。
19.權(quán)利要求16中的CMTS，其中每個定向耦合器的配置使得它們在第一信號路徑中具有相對較低的損耗，而在第二信號路徑中具有相對較高的損耗，其中第一信號路徑用于與主CMTS收發(fā)器的一個通信端口之間的通信，第二信號路徑用于與備份CMTS收發(fā)器的一個通信端口之間的通信。
20.權(quán)利要求19中的CMTS，其中第一信號路徑穿過每個定向耦合器的第一和第二端口，第二信號路徑穿過每個定向耦合器的第一和第三端口。
21.權(quán)利要求20中的CMTS，其中每個定向耦合器的第二端口與該定向耦合器的第一端口相反，且每個定向耦合器的第四端口是被電阻端接的。
22.權(quán)利要求19中的CMTS，其中每個定向耦合器的配置使在第一信號路徑的下行方向上表現(xiàn)為大約-1.5dB，在第一信號路徑的上行方向上表現(xiàn)為大約-1.5dB，在第二信號路徑的下行方向上表現(xiàn)為大約-10dB，以及在第二信號路徑的上行方向上表現(xiàn)為大約-10dB。
23.權(quán)利要求17中的CMTS，還包括連接在所述備份CMTS收發(fā)器與所述多個主CMTS收發(fā)器之間的一個切換模塊，該模塊被用來將備份CMTS收發(fā)器選擇性的連接到所述多個定向耦合器。
24.權(quán)利要求23中的CMTS，其中的切換模塊還包括一個與備份CMTS收發(fā)器的每個上行通信端口相連的上行切換模塊，以將所述上行通信端口選擇性的連接到與一個主CMTS收發(fā)器的對應(yīng)上行通信端口相連的定向耦合器上，其中切換模塊還包括一個與備份CMTS收發(fā)器的每個下行通信端口相連的下行切換模塊，以將所述下行通信端口選擇性的連接到與一個主CMTS收發(fā)器的對應(yīng)下行通信端口相連的定向耦合器上。
25.權(quán)利要求24中的CMTS，其中每個切換模塊還包括一個連接在其所連接的備份CMTS收發(fā)器的通信端口與其所連接的主CMTS收發(fā)器通信端口之間的放大器。
26.權(quán)利要求24中的CMTS，其中每個上行切換模塊還包括一個連接在其所連接的備份CMTS收發(fā)器的上行通信端口與其所連接的主CMTS收發(fā)器的上行通信端口之間的放大器，以及位于所連接的主CMTS收發(fā)器的多個上行通信端口與放大器之間的開關(guān)陣列。
27.權(quán)利要求26中的CMTS，還包括連接到一個信號路徑上的多個附加定向耦合器，該信號路徑位于所連接的主CMTS收發(fā)器的上行通信端口與開關(guān)陣列之間，所述附加定向耦合器還被連接到一個導(dǎo)頻音產(chǎn)生器上。
28.權(quán)利要求24中的CMTS，其中每個下行切換模塊還包括一個連接在其所連接的備份CMTS收發(fā)器的下行通信端口與所連接的主CMTS收發(fā)器的下行通信端口之間的放大器，以及一個位于所連接的主CMTS收發(fā)器的多個下行通信端口與放大器之間的開關(guān)陣列。
29.權(quán)利要求28中的CMTS，還包括連接到一個信號路徑上的多個附加定向耦合器，該信號路徑位于所連接的主CMTS收發(fā)器的下行通信端口與開關(guān)陣列之間，所述附加定向耦合器還被連接到一個RF電平檢測器上。
30.權(quán)利24中的CMTS，其中每個切換模塊還包括RF電平糾正電路。
31.一種在電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)中提供冗余的方法，包括在第一工作模式中通過一個定向耦合器向主CMTS收發(fā)器傳送通信內(nèi)容；以及在第二工作模式中通過所述定向耦合器向備份CMTS收發(fā)器傳送通信內(nèi)容。
32.權(quán)利要求31中的方法，還包括在第一工作模式中檢測備份CMTS收發(fā)器，而又不干擾通信。
33.權(quán)利要求32中的方法，還包括在第一工作模式中檢測備份CMTS收發(fā)器，而又不需要從CMTS中移走備份CMTS收發(fā)器。
34.權(quán)利要求31中的方法，還包括在檢測到主CMTS收發(fā)器發(fā)生故障的情況下進入第二工作模式。
35.操作電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)的一種方法，包括在第一工作模式中通過一個主信號路徑與一個或多個主CMTS收發(fā)器通信，其中每個主CMTS收發(fā)器包括一個或多個與用戶設(shè)備進行通信的上行通信端口，以及一個或多個與頭端設(shè)備進行通信的下行通信端口，其中在每個上行通信端口與用戶設(shè)備之間以及在每個下行通信端口與頭端設(shè)備之間都接有一個定向耦合器；檢測某個CMTS收發(fā)器的故障；以及進入第二工作模式，其中與故障主CMTS收發(fā)器對應(yīng)的定向耦合器會將故障主CMTS收發(fā)器的通信轉(zhuǎn)接到備份CMTS收發(fā)器上。
36.權(quán)利要求35中的方法，還包括在第二工作模式中對通過備份CMTS收發(fā)器的通信進行防大。
37.權(quán)利要求36中的方法，其中通過備份CMTS收發(fā)器的通信會被放大以補償經(jīng)過定向耦合器的損耗，從而得到一個增益接近為一的信號。
38.權(quán)利要求37中的方法，還包括檢測通過備份CMTS收發(fā)器的通信的信號水平；以及根據(jù)檢測的信號水平來調(diào)整放大，從而產(chǎn)生一個增益接近為一的信號。
39.權(quán)利要求35中的方法，還包括在不影響與主CMTS收發(fā)器通信的情況下，在第一工作模式中檢測備份CMTS收發(fā)器。
40.權(quán)利要求39中的方法，還包括在不從CMTS移走備份CMTS收發(fā)器的情況下，在第一工作模式中檢測備份CMTS收發(fā)器。
全文摘要
在主信號路徑中具有定向耦合器的電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)(CMTS)可以實現(xiàn)冗余，而同時又不需要在主信號路徑中使用有源元件，例如開關(guān)或放大器。在主信號路徑中使用定向耦合器可以使備份CMTS收發(fā)器通過主信號路徑之外的開關(guān)來給多個主CMTS收發(fā)器提供冗余服務(wù)。備份信號路徑中的一個附加的定向耦合器可以被用來在不干擾主信號路徑的情況下對備份CMTS收發(fā)器進行測試和維護。
文檔編號H04L29/10GK1656804SQ02825988
公開日2005年8月17日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者克拉克·V.·格林尼, J·戴維·安吉爾, 安德魯·R.·伯伊斯 申請人:Adc寬帶通道系統(tǒng)公司