具有寬帶通信路徑和同軸電纜域節(jié)點的hfc電纜系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種通過添加高于1GHz的寬帶RF信號能力并且將至少部分諸如放大器之類的CATV有源器件替換為新型的同軸電纜域節(jié)點(CDN)器件來擴展混合光纖電纜(HFC)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)攜帶容量的系統(tǒng)和方法，所述CDN器件將HFC網(wǎng)絡(luò)的CATV電纜部分分割為一系列更小的域。CDN通常從5-865MHz中對RF信號濾波，同時放大超過1GHz的RF信號并且允許該信號通過。因為CDN對來自每個域的5-42MHz上行信號進行截取并且將其轉(zhuǎn)換為1GHz以上信號，所以上行能力得到增強。因為CDN能夠使用更加有效率的編碼的1GHz以上數(shù)字信號并進行QAM調(diào)制，并且在本地注入到每個域當(dāng)中而不產(chǎn)生域之間的干擾，所以下行能力也得到增強。所述系統(tǒng)將數(shù)據(jù)管理和下行數(shù)據(jù)從頭端推送到CDN，同時創(chuàng)造了更大的吞吐量。
【專利說明】具有寬帶通信路徑和同軸電纜域節(jié)點的HFC電纜系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉參照
[0002]本國際申請聲明2012年I月9日遞交的發(fā)明人為Shlomo Selim Rakib的美國專利申請 13/346，709 “HFC CABLE SYSTEM WITH WIDEBAND COMMUNICAT1NS PATHWAY AND COAXDOMAIN NODES (具有寬帶通信路徑和同軸電纜域節(jié)點的HFC電纜系統(tǒng))”的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及有線電視和混合光纖電纜系統(tǒng)的常見領(lǐng)域，尤其涉及提供擴展功能以及網(wǎng)絡(luò)接入。
【背景技術(shù)】
[0004]有線電視(CATV)最早誕生于20世紀40年代末，其作為借助同軸電纜將電視信號發(fā)送到接收不佳地區(qū)的房屋中的一種方式，很多年來得到了改良以及擴展以使得電纜介質(zhì)能夠傳輸數(shù)量不斷增加的包括數(shù)字電子以及寬帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在內(nèi)的不同類型的數(shù)字數(shù)據(jù)。
[0005]多年以來，這個20世紀40、50年代的系統(tǒng)已經(jīng)得到了擴展以提供越來越多的功能。最近，光導(dǎo)纖維的使用已經(jīng)對CATV系統(tǒng)進行了擴展，以便對大量的來自許多不同CATV光導(dǎo)纖維的數(shù)據(jù)的發(fā)送載荷進行處理，這些不同的CATV光導(dǎo)纖維對本地鄰域、以及系統(tǒng)的電纜終端或者運營商進行處理。在此經(jīng)常使用光導(dǎo)纖維發(fā)送數(shù)據(jù)到很長的距離，并且隨后由本地光導(dǎo)纖維節(jié)點將光信號(通常為紅外光)轉(zhuǎn)換為用于在CATV電纜上通信的射頻(RF)信號(通常在5MHz到大約865MHz頻率范圍內(nèi))。這樣的系統(tǒng)通常被稱為混合光纖電纜系統(tǒng)或者HFC系統(tǒng)。電纜運營商用于向系統(tǒng)注入信號(例如，數(shù)據(jù))以及從系統(tǒng)提取信號(例如，數(shù)據(jù))的復(fù)雜電子設(shè)備通常被稱為電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)或者CMTS系統(tǒng)。
[0006]在典型的HFC系統(tǒng)中的各個光導(dǎo)纖維節(jié)點處，光導(dǎo)纖維信號被重新轉(zhuǎn)換為RF信號并且隨后被各個鄰域CATV同軸電纜傳送到各個家庭中。與傳遠距離送光信號而不會造成明顯的信號強度衰減的光纖不同，RF信號隨著在CATV同軸電纜上距離的增加而迅速衰減。隨著RF信號的頻率增大，隨距離的衰減也增大。例如，使用RG-59電纜，在1MHz下RF信號隨著距離的衰減為大約1.ldB/100英尺，在100MHz下信號隨著距離的衰減為大約
3.4dB/100英尺，在400MHz下衰減率為7.0dB/lOO英尺，以及在1000MHz (IGHz)下衰減率為12dB/100英尺。諸如RG-6電纜之類的其它同軸電纜具有隨距離增加的更小的衰減特性，但是依丨H存在同樣類型的衰減問題。
[0007]因此，為了對在鄰域CATV同軸電纜上傳播的各種上行和下行信號的RF信號進行維持，鄰域CATV系統(tǒng)通常使用各種諸如向前及向后(雙向)RF放大器以及其它類似的有源器件。目前，在使用最大頻率為大約550或者850MHz的CATV系統(tǒng)的情況下，這些有源器件通常間距為1000英尺。
[0008]每個有源器件都能夠具有多根(例如，I至4根)與之連接的鄰域CATV子電纜，并且通常為了維持幾千英尺的電纜距離上的RF功率，沿著單一同軸電纜連接有多個(例如，I至3個)有源器件。結(jié)果，鄰域級的CATV系統(tǒng)的同軸電纜鋪設(shè)圖通常具有“樹”狀結(jié)構(gòu)，其中CATV同軸電纜樹的分支從不同的有源器件處延伸出去。連接到來源于光導(dǎo)纖維節(jié)點的RF信號上的第一或者主CATV同軸電纜通常被稱為“主干”電纜，而從主干電纜分出的各個同軸電纜通常被稱為分支電纜，并且分支電纜自身還具有從它們自身分出的分支電纜。因為各個主干和分支電纜覆蓋了本地鄰域并且通常位于各個有源器件之間，鄰域或者CATV電纜上的各個分接頭、分路器以及分離器將各個家庭連接到CATV電纜上。為了向各個有源器件提供電力，CATV同軸電纜通常還會輸送電力。正如所期望的那樣，磋商地役權(quán)以及鋪設(shè)鄰域CATV電纜的程序是繁冗的，然而這一程序已經(jīng)在國家的各個地方延續(xù)了超過50年并且現(xiàn)在已經(jīng)建立完好。
[0009]目前，在美國的CATV系統(tǒng)中，5-42MHZ頻率范圍被保留以用于從各個電纜調(diào)制解調(diào)器返回到電纜設(shè)備/電纜頭端的上行通信，而且大部分帶寬被保留以用于從電纜設(shè)備到各個家庭的下行通信，所述大部分帶寬通常為54MHz至547MHz以上范圍(通常其上限擴展到865MHz甚至更高)。歐洲CATV系統(tǒng)則遵循稍微不同的方案，其中，上行通信頻率上延至65MHz范圍，而且下行通信頻率通常在88至約865MHz的范圍內(nèi)。通常情況下，介于42-54MHZ (美國)和65-88MHZ (歐洲)之間的中間頻率并未被使用，因為在這一范圍內(nèi)進行濾波切換。因為信號的快速衰減，大約750至865MHz以上的更高頻率(本申請中普遍指IGHz以上的頻率或者寬帶頻率)目前并未被使用。
[0010]在同時提交的申請12/692，582以及12/907，970中能夠找到本領(lǐng)域中現(xiàn)有技術(shù)的更加詳細的說明,這兩份申請的內(nèi)容作為本申請的參考。
[0011]具有不同類型的CMTS系統(tǒng)和光纖節(jié)點的現(xiàn)有技術(shù)工作包括=Liva等人的美國專利7，149，223、Sucharczuk等人的美國專利申請2007/0189770以及Amit的美國專利7，197，045。
[0012]盡管到目前為止，大約IGHz以上的CATV波譜基本上并未使用，以色列特拉維夫的Xtend Networks有限責(zé)任公司以及其它公司(例如，Javelin Innovat1ns股份有限公司)在利用這些寬帶波譜的各種方法上已經(jīng)取得了一些成果。由美國專利7，138，886、7，209，497,7, 616，890,7, 748，023,7, 904，932,7, 933，772 以及 7，927，739 所例示的現(xiàn)有技術(shù)工作都關(guān)注于與IGHz以下頻譜之間的頻率轉(zhuǎn)換以及用以處理IGHz以上頻譜的適合的分接頭與放大器相關(guān)的問題，但是通常傾向于將此更高的頻率范圍視為目前CATV數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的簡單擴展來處理高于IGHz的CATV波譜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的發(fā)明點在某種程度上取決于，盡管高于IGHz的CATV頻率確實表現(xiàn)出當(dāng)前未開發(fā)的CATV數(shù)據(jù)傳輸可能，然而在充分背離過去的CATV數(shù)據(jù)通信實踐中能夠?qū)@些IGHz頻率更加有效率地利用。
[0014]本發(fā)明的發(fā)明點在某種程度上還取決于，高于IGHz的CATV RF頻譜可以被視為其獨立的通信路徑，該通信路徑能夠借助于與低于IGHz的CATV RF頻譜的慣例或傳統(tǒng)慣例具有很大不同的方式進行管理。
[0015]數(shù)據(jù)最初以不同的射頻(RF)正交幅度調(diào)制(QAM)信道的形式經(jīng)由CATV電纜進行發(fā)送。CATV產(chǎn)業(yè)中的現(xiàn)有技術(shù)實行通常能夠在電纜頭端產(chǎn)生這些QAM信道，作為QAM調(diào)制的光信號經(jīng)由光導(dǎo)纖維進行發(fā)送到連接到本地CATV電纜上的不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點處，在本地CATV電纜中數(shù)據(jù)借助于不同的RF波形發(fā)送，所述光導(dǎo)纖維能夠發(fā)送巨大數(shù)量的數(shù)據(jù)。如上所述，這些本地CATV電纜反之通常被安置在樹狀網(wǎng)絡(luò)中，所述樹狀網(wǎng)絡(luò)具有不同的電纜分支，所述不同的電纜分支最終都連接到各個用戶CATV電纜所連接的分布于各個鄰域中的諸如電纜調(diào)制解調(diào)器、機頂盒(STB)、以太網(wǎng)終端以及類似的通信設(shè)備上。
[0016]從數(shù)據(jù)攜帶的角度出發(fā)，光導(dǎo)纖維電纜能夠被視為巨大的(例如，具有很高容量的)數(shù)據(jù)管線，該數(shù)據(jù)管線在各個光導(dǎo)纖維節(jié)點處分為CATV電纜上RF信號所攜帶的各個很小的數(shù)據(jù)通道(例如，具有遠小的數(shù)據(jù)攜帶能力)。
[0017]盡管通過提供1-2或者1-3GHZ帶寬范圍內(nèi)可能的額外數(shù)據(jù)攜帶能力來擴展現(xiàn)有技術(shù)中O-1GHz范圍的CATV電纜頻率能夠理所當(dāng)然地將本地CATV電纜的數(shù)據(jù)攜帶能力提高2-3倍，但是當(dāng)使用了現(xiàn)有技術(shù)的攜帶數(shù)據(jù)的方法時，凈效果并沒有過度理想。即就是，光導(dǎo)纖維數(shù)據(jù)管將終止于兩根甚至三根小型數(shù)據(jù)通道處，而不是終止于各個單一小型數(shù)據(jù)通道處。
[0018]因此，一個重要的發(fā)明點為，除非針對擴展的1-2或者2-3GHZ范圍的高頻CATV信號采用大體上不同的CATV數(shù)據(jù)管理方案，否則不會得到很顯著的提高。即就是，CATV組件的從大概O-1GHz范圍到大概所擴展的0-2或者0-3GHz+范圍的任何改進升級都不會如此巨大，甚至可能不會取得應(yīng)得的效果。相對于光導(dǎo)纖維數(shù)據(jù)管線的巨大的數(shù)據(jù)攜帶能力，數(shù)據(jù)通道依舊很小。
[0019]本發(fā)明的發(fā)明點還取決于，由本地CATV電纜系統(tǒng)的小型數(shù)據(jù)通道連接到巨大光導(dǎo)纖維數(shù)據(jù)管上的各個獨立用戶(由本地通信設(shè)備表示)通常不需要使用過多的光導(dǎo)纖維數(shù)據(jù)管攜帶能力。更甚者，本地CATV所連接的用戶所需要的是從巨大光導(dǎo)纖維數(shù)據(jù)管中快速拾取并選擇感興趣的數(shù)據(jù)部分的能力。如果各個用戶能夠快速獲得數(shù)據(jù)選擇的個性化窄播版本，那么他們的數(shù)據(jù)選擇可以充分配合本地CATV電纜的小型數(shù)據(jù)通道。類似地，盡管當(dāng)本地用戶可能偶然地需要快速上載巨大數(shù)量的數(shù)據(jù)，然而他們依然需要使用巨大光導(dǎo)纖維數(shù)據(jù)管線的大部分的數(shù)據(jù)攜帶能力。更甚者，如果不同的本地CATV用戶能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的CATV電纜受限的上行能力這一瓶頸，那么他們的上行需求也很可能在可預(yù)見的未來得到滿足。
[0020]本發(fā)明的發(fā)明點在某種程度上還取決于，需要離開過去的實踐，該過去的實踐將光導(dǎo)纖維和CATV信號數(shù)據(jù)管理和信號轉(zhuǎn)換過程的大部分降低到電纜頭端。而根據(jù)本發(fā)明，可通過將更多的系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和信號轉(zhuǎn)換能力設(shè)置成離終端用戶更近來獲得改進的性能，實際上在商業(yè)上盡可能地靠近終端用戶。因此，本發(fā)明繼續(xù)在先發(fā)明12/907,970和12、692，582的工作，這兩個在先發(fā)明也給出了將更多的系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和信號轉(zhuǎn)換能力設(shè)置成離終端用戶更近的教示。
[0021]本發(fā)明的發(fā)明點在某種程度上還取決于，高于IGHz的CATV頻率代表了實現(xiàn)這一改進的下行推送式數(shù)據(jù)管理信號和轉(zhuǎn)換能力的巨大可能性。因此，舉例來說，諸如電纜調(diào)制解調(diào)器、STB或者以太網(wǎng)終端之類的本地用戶通信設(shè)備在要求額外的上行或者下行數(shù)據(jù)信道的同時可以向新類型的CATV有源器件(在此稱為“電纜域節(jié)點”)發(fā)起諸如更多的數(shù)據(jù)攜帶能力之類的額外服務(wù)的請求。電纜域節(jié)點(CDN)能夠?qū)⒋祟~外服務(wù)的請求轉(zhuǎn)播到本地電纜光纖節(jié)點處，并且本地電纜光纖節(jié)點則能夠接入到巨大光導(dǎo)纖維數(shù)據(jù)管線上。本地電纜光纖節(jié)點能夠使用IGHz以上頻率范圍發(fā)送數(shù)據(jù)到光導(dǎo)纖維上并且接收來自光導(dǎo)纖維的數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)播到沿CATV電纜分布的本地電纜域節(jié)點處。
[0022]在某些實施例中，此額外服務(wù)能夠使用更加有效率的數(shù)字協(xié)議(例如，使用不同的以太網(wǎng)協(xié)議)在IGHz以上(高于IGHz)頻率范圍之內(nèi)在各個電纜域節(jié)點之間或者電纜域節(jié)點域本地光導(dǎo)纖維節(jié)點之間發(fā)送，并且隨后轉(zhuǎn)換為各個RF QAM信號或者從各個RF QAM信號進行轉(zhuǎn)換以發(fā)送到本地CATV用戶處。依據(jù)要求的實現(xiàn)方式，這些RF QAM信號能夠在標準O-1GHz范圍內(nèi)，在寬帶1-2、1-3或l-3+GHz范圍內(nèi)，又或者在標準范圍和寬帶范圍兩者之內(nèi)。
[0023]在某些實施例中，尤其是當(dāng)需要很高的向后兼容性的時候是很有用的，與其它應(yīng)用一樣，將本發(fā)明的同軸電纜域節(jié)點配置為對部分或者全部低于IGHz的CATV信號進行抑制或者濾波是很有用的，同時繼續(xù)允許高于IGHz的全部信號通過。此類型的實施例中具有將擁有多個同軸電纜域節(jié)點的CATV電纜延伸分離為單獨的域，所述單獨的域位于每個同軸電纜域節(jié)點之間的同軸電纜中。在每個同軸電纜域之內(nèi)，低于IGHz的CATV信號能夠繼續(xù)在同軸電纜連接的家庭之間自由流動，但是這些低于IGHz的CATV信號無法自由地通過同軸電纜域接合點到達下一組同軸電纜域節(jié)點所界定的同軸電纜處。相對地，同軸電纜域節(jié)點可以配置為允許高于IGHz的CATV RF信號自由流動到跨越多個同軸電纜域節(jié)點的CATV電纜上。
[0024]因此，在某些實施例中，本發(fā)明可以是擴展了混合光新電纜(HFC)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)攜帶能力的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法增加了高于IGHz的寬帶RF信號能力，并且用新型的同軸電纜域節(jié)點(CDN)設(shè)備來取代諸如放大器之類的至少部分CATV有源器件，所述CDN設(shè)備HFC網(wǎng)絡(luò)的CATV電纜部分分割為一系列更小的域。⑶N通常從5-865MHZ中對RF信號進行濾波和終止，同時對高于IGHz的RF信號進行放大和轉(zhuǎn)播或者允許其通過。
[0025]通過使用本方案，即使是使用傳統(tǒng)通信設(shè)備，系統(tǒng)的上行能力也能得到極大的增強(例如，在量級程度甚至更多)，因為CDN能夠從每個域中截取5-42MHZ上行信號并且轉(zhuǎn)換為IGHz以上信號，因而緩和上行數(shù)據(jù)擁堵和競爭。下行能力也得到了極大的增強，因為CDN能夠采用有效率地編碼的IGHz以上數(shù)字數(shù)據(jù)，對該數(shù)字數(shù)據(jù)進行QAM調(diào)制，并且根據(jù)需要由本地通信設(shè)備在本地注入到每個單獨的同軸電纜域中，并且不需要擔(dān)心域之間出現(xiàn)不必要的干擾。本發(fā)明還提出了數(shù)據(jù)管理，以及從電纜頭端到各個電纜域節(jié)點處的下行，創(chuàng)建了更多的上行和下行吞吐量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1所示為當(dāng)前分配給典型CATV電纜系統(tǒng)的不同頻率和數(shù)據(jù)信道的總體圖，所述典型CATV電纜系統(tǒng)攜帶傳統(tǒng)模擬電視FDM信道、QAM數(shù)字電視信道、各種類型的有線電纜數(shù)據(jù)服務(wù)接 口規(guī)范(Data Over Cable Service Interface Specificat1n, DOCSIS)以及 IGHz以上的寬帶頻率。
[0027]圖2所示為分配給與可選的密集型波分復(fù)用(DWDM)方法相比，現(xiàn)有技術(shù)中光導(dǎo)纖維波分復(fù)用(WavelengthDivis1nMultiplexing, WDM)方案的不同波長的總體圖，在本發(fā)明的某些實施例中寬帶(IGHz以上)通信路徑可能會使用DWDM方法來攜帶上行或下行數(shù)據(jù)。
[0028]圖3所示為現(xiàn)有技術(shù)的HFC系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從電纜設(shè)備或電纜頭發(fā)送到不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點處的簡化版本，每個光導(dǎo)纖維節(jié)點都連接到CATV同軸電纜的主干和分支的類似結(jié)構(gòu)上。同軸電纜通常包含諸如RF放大器在內(nèi)的多個有源器件，這些有源器件之間通常以一千英尺的間隔放置以對信號衰減進行校正；
[0029]圖4所示為當(dāng)使用與現(xiàn)有技術(shù)的鄰域CATV電纜樹和分支同軸電纜的時本發(fā)明的“寬帶通信路徑”如何工作。根據(jù)本發(fā)明，此寬帶通信路徑與新型的“同軸電纜域節(jié)點(CoaxDomain Node,⑶N)”進行交互。這些⑶N設(shè)備通常會替代現(xiàn)有技術(shù)中諸如放大器之類的CATV有源器件。CDN設(shè)備可以去除沿著由特定CDN設(shè)備所服務(wù)的特定CATV分支電纜或主干電纜從各個家庭返回的部分或者全部5-42MHZ上行RF信號。此后，CDN設(shè)備能夠?qū)⑸闲蠧ATV RF信號和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為上行IGHz以上頻率的信號和數(shù)據(jù)，并且將轉(zhuǎn)換后的信號和數(shù)據(jù)發(fā)送回光導(dǎo)纖維節(jié)點并隨之發(fā)回到電纜頭，由此緩解鄰域CATV電纜上的上行阻塞。
[0030]圖5A所示為體現(xiàn)了同軸電纜域節(jié)點的不同實施例，以及為這些類型的設(shè)備服務(wù)的光導(dǎo)纖維節(jié)點的框圖。
[0031]圖5B所示為光導(dǎo)纖維節(jié)點(CDN-光纖節(jié)點)的第二可選實施例的方塊圖，以及此光導(dǎo)纖維節(jié)點能夠與電纜頭端進行交互的方案。
[0032]圖5C所示為光導(dǎo)纖維節(jié)點(CDN-光纖節(jié)點)的第三可選實施例的方塊圖，以及此光導(dǎo)纖維節(jié)點能夠與電纜頭端進行交互的可選方案。
[0033]圖所示為光導(dǎo)纖維節(jié)點(CDN-光纖節(jié)點)的第四可選實施例的方塊圖，以及此光導(dǎo)纖維節(jié)點能夠與電纜頭端進行交互的可選方案。
[0034]圖6所示為本發(fā)明的某些實施例中微時隙分配包(Min1-slot Allocat1nPacket,MAP)數(shù)據(jù)可以被用于對上行信號所編碼的數(shù)字數(shù)據(jù)進行分析和提取的概括圖。隨后，沿著IGHz以上寬帶通信路徑以及在光導(dǎo)纖維節(jié)點之后沿著HFC光導(dǎo)纖維，上行數(shù)字數(shù)據(jù)可以通過使用更加有效率的數(shù)字協(xié)議(例如，GigE協(xié)議)被送回電纜頭以及電纜頭上的CMTS處。當(dāng)位于光纖節(jié)點處時，此上行數(shù)據(jù)或者以不同于下行光導(dǎo)纖維信號的波長被送回，又或者可選地沿著不同的光導(dǎo)纖維被送回。在預(yù)期的電纜頭CMTS端，相同的MAP數(shù)據(jù)可以與數(shù)字數(shù)據(jù)一同使用來重建原始上行CATV RF信號，并且重建的信號反而被注入到傳統(tǒng)CMTS 中。
[0035]圖7所示為一種寬帶通信路徑與同軸電纜域節(jié)點尋址方案。在此，每個同軸電纜域節(jié)點或者某些實施例中相關(guān)的同軸電纜域節(jié)點組被分配到不同的域中，并且由各自的同軸電纜域節(jié)點所服務(wù)的諸如電纜調(diào)制解調(diào)器和其他設(shè)備之類的通信設(shè)備能夠被相應(yīng)的電纜設(shè)備或電纜頭CMTS所尋址。在一簡單方案中，處在每個同軸電纜域節(jié)點中的家庭通信設(shè)備可以被當(dāng)做僅僅是小型獨立鄰域由CMTS進行操作，從而將實際中大型的CATV同軸電纜鄰域分割為多個虛擬的小型鄰域。這一方案有助于保留對傳統(tǒng)CMTS以及CMTS系統(tǒng)的向后兼容性。
[0036]圖8所示為同軸電纜域節(jié)點可以對各個同軸電纜域之間的頻率和載荷進行分配的方案。
[0037]圖9所示為同軸電纜域節(jié)點對各個同軸電纜域之間的頻率和有效載荷進行分配的一種方案的細節(jié)。應(yīng)當(dāng)注意，因為在此方案中不同的域在下行頻率范圍(例如，5-42MHZ或者5-88MHZ)之內(nèi)被相互孤立，即使這些域位于沿著相同的鄰域CATV電纜的不同位置上，這些頻率和時間片在不同的域之間也不必一致。[0038]圖10所示為電纜頭端在合適的路由器的幫助下在IP空間中采用不同的數(shù)據(jù)形式(例如，模擬視頻、數(shù)字視頻、點播視頻、以及由電纜頭端的CMTS所產(chǎn)生的其它信號)，將數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬光信號，添加不同類型的(數(shù)字格式的)窄播載荷，對這些窄播載荷進行多路復(fù)用，并且作為不同的光信號經(jīng)過光導(dǎo)纖維發(fā)送到不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點處的方案。
[0039]圖11所示為電纜頭端在合適的路由器的幫助下在IP空間中采用不同的數(shù)據(jù)形式(例如，模擬視頻、數(shù)字視頻、點播視頻、以及由電纜頭端的CMTS所產(chǎn)生的其它信號)，將數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬光信號，添加不同類型的(數(shù)字格式的)窄播載荷，對這些窄播載荷進行多路復(fù)用，并且作為不同的光信號經(jīng)過光導(dǎo)纖維發(fā)送到不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點處的方案。在此可選方案中，能夠使用目前未使用的光導(dǎo)纖維(例如，暗光纖)來傳送窄播信號。
【具體實施方式】
[0040]在一實施例中，本發(fā)明可以是用于增強混合光纖電纜(HFC)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸能力的系統(tǒng)和方法，所述HFC網(wǎng)絡(luò)具有電纜頭端、至少一根光導(dǎo)纖維、至少一個光導(dǎo)纖維節(jié)點，所述光導(dǎo)纖維節(jié)點終接在至少一根CATV同軸電纜上(CATV電纜)。此CATV電纜通常連接到多根其它分支CATV電纜上，從而形成CATV樹以及分支網(wǎng)絡(luò)。通常，諸如機頂盒、電纜調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)終端之類的大量不同類型的通信設(shè)備將從不同的地方連接到此CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)上。
[0041]盡管標準的(例如，現(xiàn)有技術(shù)的光導(dǎo)纖維節(jié)點)或者略微改進的現(xiàn)有技術(shù)的光導(dǎo)纖維節(jié)點通常可以用于本發(fā)明，然而在一優(yōu)選實施例中，光導(dǎo)纖維節(jié)點自身具有一些獨特的性能(例如，能夠工作在下述的不同的同軸電纜域節(jié)點功能中)。
[0042]本發(fā)明憑借在不同的CATV電纜路徑上傳送非標準的IGHz及以上的CATV的RF信號，以及5-865MHZ之間的常用CATV RF信號。不幸的是，現(xiàn)有技術(shù)的標準CATV同軸電纜經(jīng)常加入了諸如濾波器、放大器、分接頭之類的會抑制IGHz以上的RF信號的器件。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)或方法的第一步在于創(chuàng)建以由大約IGHz或者更高的RF頻率進行傳送的雙向?qū)拵ㄐ怕窂綖榛A(chǔ)的同軸電纜，該雙向?qū)拵ㄐ怕窂浇橛贑ATV光導(dǎo)纖維節(jié)點之間以及連接到多根同軸電纜域節(jié)點上并且介于多根同軸電纜域節(jié)點之間，同軸電纜域節(jié)點分布在CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)上。這通常能夠通過使用具有良好的IGHz以上頻率傳輸特性的同軸電纜，并且使用能夠傳導(dǎo)小于IGHz的低頻以及高于IGHz的高頻RF信號的濾波器、放大器以及分接頭來實現(xiàn)。例如，通過先期將不符合IGHz以上的濾波器、放大器和分接頭置換為符合IGHz以上的濾波器、放大器和分接頭，能夠?qū)鹘y(tǒng)CATV電纜系統(tǒng)進行升級以確保至少能夠?qū)Ρ景l(fā)明所要求的IGHz以上信號進行處理。
[0043]進一步地，根據(jù)本發(fā)明，在分布在CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)上的各個交匯點處放置了一種新型的有源器件(本申請中稱為同軸電纜域節(jié)點)。在以下描述中將對這些同軸電纜域節(jié)點(CDN)進行更加詳細的說明。簡單地說，同軸電纜域節(jié)點使得接近于IGHz或者更高頻率的CATV RF信號相對自由地通過(例如，轉(zhuǎn)播、增強、或者具有將要說明的改進的延遲和增強)。然而，同軸電纜域節(jié)點通常配置為截取或者終止諸如大約5MHz到865MHz (現(xiàn)有技術(shù)的CATV RF信號名義上的上限)范圍內(nèi)的上行和下行信號之類的大多數(shù)或者全部的現(xiàn)有技術(shù)中的CATV RF信號，本申請中所描述的為近似IGHz或者更低頻率的CATV RF信號。
[0044]盡管初看上去同軸電纜域節(jié)點類似于現(xiàn)有技術(shù)的用于5-865的CATV通信設(shè)備(例如，連接到具有周期性同軸電纜域節(jié)點的CATV電纜上的機頂盒或電纜調(diào)制解調(diào)器)，而因此完全無法發(fā)送或接收到達或來自CATV電纜的電纜頭或者光導(dǎo)纖維節(jié)點的任何信號，但是這并不是實際情況，因為本發(fā)明主要是將一些產(chǎn)生并接收電纜頭端的特性的一些RF信號推送到獨立的同軸電纜域節(jié)點級別上。這是因為各個同軸電纜域節(jié)點被設(shè)計為能夠與其自身的被連接到通信設(shè)備一組本地CATV電纜在本地域指定基礎(chǔ)上進行通信。
[0045]為了簡單起見，在此認為“域”為CATV同軸電纜的延伸，兩端都終止于兩個同軸電纜域節(jié)點、光導(dǎo)纖維節(jié)點和同軸電纜域節(jié)點、或者同軸電纜域節(jié)點和RF終端端蓋處。缺少了同軸電纜域節(jié)點的有源輔助，因而將此域中的CATV同軸電纜在大約5-865MHZ范圍內(nèi)孤立于CATV同軸電纜的其它部分，但是IGHz以上的RF信號依然能夠通過此域(按照需要由同軸電纜域節(jié)點進行有源輔助或修改)。
[0046]同軸電纜域節(jié)點(⑶N)通過實現(xiàn)不同的RF信號修改處理來工作。尤其是，⑶N從各個通信設(shè)備中截取本地上行CATV RF信號，各個通信設(shè)備連接到由特定⑶N進行服務(wù)的域(同軸電纜的延伸)上。如上所述，這些本地上行CATV RF信號通常具有接近于IGHz或者更低(通常在美國是5-42MHZ，歐洲是5-54MHZ)的頻率。⑶N終止至少一部分(或者全部)這些本地上行CATV RF信號，并且如上所述同時終止部分或者全部的標準CATV上行信道(例如，美國為65至約865MHz，歐洲為88至大約865MHz)。為了簡單起見，在此假設(shè)全部諸如5-865MHZ之類的小于IGHz的信號通常被阻塞，但是當(dāng)然在不超出本發(fā)明的范圍的前提下，各個階式濾波器、有源器件以及類似設(shè)備能夠設(shè)計用于允許CDN對小于IGHz的特定中頻進行傳輸或者轉(zhuǎn)播。
[0047]⑶N截取本地上行信號，將其重新調(diào)制并且重新格式化到IGHz以上頻率范圍，然后允許本地上傳信道從一個域傳遞到另一個域，并且繼續(xù)傳輸?shù)焦鈱?dǎo)纖維節(jié)點且最終到電纜頭處。
[0048]隨后將在說明書中對⑶N通過將這些本地上行CATV RF信號(或者可選地，從這些CATV RF信號中或得到部分或者全部數(shù)據(jù))調(diào)制到接近IGHz或者更高的RF頻率的方法進行說明。
[0049]通過此程序，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能夠使用寬帶(IGHz以上)能力的CATV電纜網(wǎng)絡(luò)將上行數(shù)據(jù)作為頻率遷移(以及重新封裝)版本的本地上行CATV RF信號自身傳回到光導(dǎo)纖維節(jié)點以及頭端上(例如，回程傳輸)?？蛇x地，來自于這些本地上行CATV RF信號的重點數(shù)據(jù)能夠被提取、重新封裝并且頻率遷移。由任一種機制，系統(tǒng)使用IGHz以上RF信號將上行數(shù)據(jù)傳送回光導(dǎo)纖維節(jié)點處。反之，光導(dǎo)纖維節(jié)點能夠利用不同波長的光導(dǎo)纖維將上行信號發(fā)送回頭端(將對此進行討論)。
[0050]各個同軸電纜域節(jié)點還能夠產(chǎn)生用于各個(以及孤立的RF)電纜通信設(shè)備(例如，傳統(tǒng)5-865MHZ電纜通信設(shè)備)。(應(yīng)當(dāng)注意，更加復(fù)雜的下一代電纜通信設(shè)備可以直接達到IGHz以上頻率)。為此，同軸電纜域節(jié)點能夠選擇性地對傳輸?shù)綄拵ㄐ怕窂降腎GHz以上寬帶RF信號所攜帶的數(shù)據(jù)進行提取，將此數(shù)據(jù)調(diào)制為大約IGHz或者更低(通常使用現(xiàn)有技術(shù)中美國的54-865MHZ范圍或者歐洲的88_865MHz范圍內(nèi)的CATV信道)的下行CATVRF信號，并且將此域的特定下行數(shù)據(jù)發(fā)送到特定域(CATV電纜的延伸)的連接有CATV電纜的通信設(shè)備處。
[0051]此方法因而能夠向后兼容現(xiàn)有技術(shù)的CATV系統(tǒng)，同時還提供許多額外功能。尤其是，本發(fā)明的方法能夠?qū)χT如DOCSIS1、DVB、Aloha以及其它的非DOCSIS信號之類的上行CATV信號進行處理。實際上，不必非要將上行頻率限制在現(xiàn)有技術(shù)5-42MHZ (美國)或者5-54MHZ (歐洲)的范圍。當(dāng)所需要的向后兼容性更加弱的時候，能夠以這種方式對直到IGHz的上行信號進行截取并回程傳輸。
[0052]正如在下文中將要詳細說明的，同軸電纜域節(jié)點可通過各種方法來處理上行RF信號。一種方法為對至少一些上行CATV RF信號進行簡單采樣和數(shù)字化，例如在要被采樣的特定上行RF信號的最高頻率兩倍的頻率處通過奈奎斯特采樣方法來進行采樣和數(shù)字化。然后該數(shù)字化的數(shù)據(jù)可被用于對更高頻率(IGHz以上)RF信號進行調(diào)制，該更高頻率RF信號隨后將被相對自由地傳輸回所述光纖節(jié)點和頭端。
[0053]可替換地，如前所述，可以使用更加復(fù)雜的方式。例如，上行RF信號所攜帶的重點數(shù)據(jù)能夠在本地(例如，在同軸電纜域節(jié)點處)被提取，并且之后重新封裝為更加簡明或者致密的IGHz以上RF信號以隨后用于回程傳輸?shù)焦饫w節(jié)點和頭端，而不是簡單的對全部CATV上行RF信號進行采樣。然而為了實現(xiàn)此方式，同軸電纜域節(jié)點將能夠在本地讀取并且截取上行數(shù)據(jù)，并且為此需要同軸電纜域節(jié)點能夠?qū)崿F(xiàn)通常由MAP數(shù)據(jù)所提供的各個CATV數(shù)據(jù)編碼和解碼方案。
[0054]作為更加復(fù)雜的方法的一個實例，對上行CATV RF信號進行數(shù)字化能夠通過獲得(通常來自于電纜頭端)用于至少部分所述的上行CATV RF信號的MAP數(shù)據(jù)并且通過使用這些MAP數(shù)據(jù)來解調(diào)并提取至少部分上行數(shù)字信息來實現(xiàn)。一旦完成，所提取的上行數(shù)據(jù)能夠被重新格式化為可選格式(并且通常具有更高的帶寬利用率)以用于將IGHz以上頻率RF信號發(fā)送回光纖節(jié)點，以及從光纖節(jié)點發(fā)送回電纜頭端。
[0055]使用這一類型的MAP解碼方法的一個優(yōu)點是，本方法能夠由現(xiàn)有技術(shù)CATV系統(tǒng)和傳統(tǒng)頭端裝置使用并熟悉。因此該方法能夠與傳統(tǒng)頭端裝置普遍兼容，因為數(shù)據(jù)一旦在頭端被接收，則MAP數(shù)據(jù)則能夠相應(yīng)地用于在電纜頭處將上行信號所攜帶的原始數(shù)據(jù)信息重新調(diào)制或者重新加工為重建的上行CATV RF信號。這會產(chǎn)生重建的上行CATV RF信號。這些重建的CATV RF信號隨后被注入到傳統(tǒng)CMTS或者升級后的CMTS中。
[0056]因為本申請中所述的IGHz以上寬帶通信路徑是嶄新的，所以不需要迫使其通信協(xié)議符合傳統(tǒng)CATV通信協(xié)議。原則上會使用大量不同的IGHz以上RF通信方法。例如，按照同軸電纜域節(jié)點的設(shè)計，根據(jù)時分雙工(Time Divis1n Duplex, TDD)方案、頻分雙工(Frequency Divis1n Duplex,FDD)方案或者沒有時分或者頻分雙工的全雙向雙工方案。也可以采用其它的方案。
[0057]因為本發(fā)明的方法有可能攜帶遠比現(xiàn)有技術(shù)方法中更多的上行和下行通信量，在某些實施例中，一旦這些通信量到達各個光導(dǎo)纖維節(jié)點處，那么能夠使用額外的光導(dǎo)纖維波長來攜帶此額外的上行或者下行數(shù)據(jù)通信量。例如，則能夠以第一波長將下行數(shù)據(jù)經(jīng)由光導(dǎo)纖維從所述電纜頭端發(fā)送到光導(dǎo)纖維節(jié)點處，并且以一波長或者更多的替代(第二、第三)波長經(jīng)由光導(dǎo)纖維將上行數(shù)據(jù)從光導(dǎo)纖維節(jié)點發(fā)送到頭端。
[0058]為了在小于IGHz的頻率上下行發(fā)送數(shù)據(jù)，由于同軸電纜域節(jié)點通常終止這些來自電纜的前一段的信號，因此同軸電纜域節(jié)點必須配置為在本地對這樣的信號(例如，用于美國的65-865MHZ信號，用于歐洲的88-865MHZ信號)進行調(diào)制和發(fā)送。盡管原則上說可以使用任何RF調(diào)制方案，然而從CATV產(chǎn)業(yè)中QAM調(diào)制方法的廣泛使用以及傳統(tǒng)QAM能力的電纜設(shè)備的大量投資的角度出發(fā)，在一優(yōu)選實施例中各個同軸電纜域節(jié)點配備有至少一個(并且通常為多個)用于將下行數(shù)據(jù)發(fā)送到各個通信設(shè)備的QAM調(diào)制器。
[0059]特別地，在一優(yōu)選實施例中，至少一些(并且通常為全部)不同的同軸電纜域節(jié)點包括至少一個QAM調(diào)制器設(shè)備，該QAM調(diào)制器設(shè)備能夠在域指定基礎(chǔ)上將IGHz以上下行寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的被選擇部分編碼為不同的RF QAM波形(通常位于65/88至大約865MHz范圍內(nèi))。這些QAM調(diào)制器與配置用語IGHz以上寬帶信號的適當(dāng)部分進行選擇以進行發(fā)送的設(shè)備共同工作，將下行寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的至少被選擇部分調(diào)制為大約IGHz頻率或者更低的下行CATV RF信號。
[0060]盡管原則上說，各個同軸電纜域節(jié)點可以是不斷執(zhí)行相同操作的功能固定的“啞巴”設(shè)備，同軸電纜域節(jié)點(以及相關(guān)聯(lián)的CDN-光纖節(jié)點)將配置為智能設(shè)備，該智能設(shè)備能夠有區(qū)別地在IGHz以上寬帶通信路徑上添加并提取數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)從諸如電纜頭、本地通信設(shè)備或者甚至是其它同軸電纜域節(jié)點之類的遠程位置所發(fā)出的各個命令來在不同的頻率上進行發(fā)送以及接收。為此，同軸電纜域節(jié)點通常配置有至少一微處理器/微控制器、合適的軟件以及適當(dāng)能力以截取命令(通常在IGHz以上RF頻率范圍內(nèi)傳送，或者當(dāng)命令來自于本地通信設(shè)備時在更低的頻率上)。
[0061 ] 各個同軸電纜域節(jié)點通常包括至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備，此QAM調(diào)制器設(shè)備能夠?qū)?shù)字編碼的寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的選擇部分編碼為大約IGHz頻率或者更低的RF QAM波形。同軸電纜域節(jié)點通常還具有至少一軟件可控開關(guān)，此軟件可控開關(guān)能夠被遠程控制從而在域可尋址基礎(chǔ)上對所述數(shù)字編碼的寬帶通信路徑數(shù)據(jù)進行選擇。開工能夠控制QAM調(diào)制器設(shè)備以將所選擇的數(shù)字編碼的甚高頻率(IGHz以上)CATV RF通信數(shù)據(jù)編碼為大約IGHz頻率或者更低的RF QAM波形。
[0062]同軸電纜域節(jié)點通常還具有至少一遠程軟件可控RF分組處理器，該RF分組處理器能夠?qū)γ總€域之內(nèi)的本地通信設(shè)備所產(chǎn)生的大約IGHz頻率或更低(通常在5-42/54MHZ頻率范圍內(nèi))的CATV RF上行信號波形所攜帶的上行數(shù)據(jù)進行探測。此RF分組處理器能夠配置為(根據(jù)需要以不同的格式)對此上行數(shù)據(jù)重新數(shù)字封裝并且以IGHz以上RF信號的形式沿著寬帶通信路徑重新發(fā)送該上行數(shù)據(jù)。
[0063]如上所述，在理想的情況下，該至少一軟件可控開關(guān)和/或所述軟件可控RF分組處理器可以設(shè)計用于由軟件進行遠程配置以在域指定基礎(chǔ)上配置或者重新配置該QAM重廣播數(shù)據(jù)所使用的頻率。
[0064]圖1所示為當(dāng)前分配給CATV(10)的不同頻率和數(shù)據(jù)信道的總體圖。典型地，諸如美國的5-42MHZ或者歐洲的5-65MHZ的低頻被分配用于將數(shù)據(jù)從各個電纜調(diào)制解調(diào)器“上行”發(fā)送回電纜頭或者電纜設(shè)備(102)處。上行數(shù)據(jù)使用時間共享的時分多址(TimeDivis1n Multiple Access, TDMA)方式發(fā)送,在此方式中，MAP數(shù)據(jù)被發(fā)送到單個電纜調(diào)制解調(diào)器上，該電纜調(diào)制解調(diào)器在大約2MHz寬QAM信道上分頻特定次數(shù)以發(fā)送數(shù)據(jù)。從大約54MHz直至約547MHz的空間先前被分配用于在大約6MHz寬FDM信道上進行發(fā)送的傳統(tǒng)模擬視頻信道(104)。在其上的頻率處，頻率(空間、帶寬)目前被分配用于在大約6MHz寬QAM信道(106)上的數(shù)字電視發(fā)送；并且之上的空間目前被分配用于DOCSIS服務(wù)(108)，同樣通常為一系列6MHz寬QAM信道，該DOCSIS服務(wù)可以發(fā)送聲音、點播視頻、IP以及其它信肩、O[0065]如上所述，本發(fā)明的寬帶通信路徑通常使用當(dāng)前很少被使用的高于約IGHz的電纜帶寬(109)。
[0066]因此，CATV電纜(至少低于約850至865MHz)具有至多大約100至200個QAM信道的有限帶寬。當(dāng)該帶寬被用于將大量不同自定義類型的數(shù)據(jù)提供給大量不同用戶的時候，該帶寬很快就會被占滿。
[0067]以下所示(110)，(120)為在簡化示意圖中對CATV頻譜分配進行說明的圖示?！吧闲小眳^(qū)段(112)是全部上行信道的抽象，包括當(dāng)前使用的在5-42MHZ范圍中的上行通道，以及當(dāng)前和將來使用的更高頻率的上行DOCSIS信道?！耙曨l”區(qū)段(114)是目前已經(jīng)淘汰的模擬TV FDM信道、標準“數(shù)字視頻”信道以及預(yù)計的數(shù)字視頻信道的抽象，所述預(yù)計的數(shù)字視頻信道占用了模擬信道淘汰后所獲得的模擬帶寬。區(qū)段(114)還代表了其它標準數(shù)字廣播和FM信道，同時一般而言可以代表任何標準化后的下行信道的集合，該下行信道集合通常在不同的用戶和鄰域之間進行自定義。
[0068]“D0C1”信道(116)(根據(jù)不同的使用模式)可以是目前DOCSIS信道的全集或者子集。如上所述，寬帶通信路徑(118)位于諸如高于IGHz范圍內(nèi)之類的更高頻范圍中，在此頻率范圍中可以使用寬帶通信路徑網(wǎng)絡(luò)以及不同的同軸電纜域節(jié)點設(shè)備來提供不同的新的千兆字節(jié)到戶(Gigabyte to the home, GTTH)服務(wù)。
[0069]圖2所示為分配用于現(xiàn)有技術(shù)的光導(dǎo)纖維波分復(fù)用方案以及根據(jù)本發(fā)明的某些實施例中的不同的寬帶通信路徑上行和下行數(shù)據(jù)的不同光波長的總體圖。在此，光導(dǎo)纖維將被用于將信息從電纜頭端攜帶到電纜光纖節(jié)點處。根據(jù)本發(fā)明，信息在電纜光纖節(jié)點之后作為標準(例如，低于IGHz) RF信號以及寬帶(IGHz以上)RF信號沿著CATV電纜運送。
[0070]此處，當(dāng)前所使用的光導(dǎo)纖維波長(150)包括1310nm的O帶波長(152)，O帶波長(152)通常用于發(fā)送不同的CATV RF信道(例如，不同的QAM信道)，所述CATV RF信道大體上根據(jù)相同的CATV RF波形但是根據(jù)方案(120)的光波長進行調(diào)制。補充數(shù)據(jù)通常在1550nm附近的C帶(154)中發(fā)送，通常在光波長上，因為根據(jù)非理想CATV波形進行了調(diào)制而必須以相對較大的波長間隔相互分隔的光波長處，并且該光波長沒單位波長攜帶了次理想數(shù)量的數(shù)據(jù)。
[0071]根據(jù)特定實施例，在光纖節(jié)點處，寬帶通信路徑網(wǎng)絡(luò)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法或者可選地根據(jù)不同的多個波長或者密集波分復(fù)用方法(160)可以發(fā)送上傳數(shù)據(jù)或者回程傳輸數(shù)據(jù)。例如，在一簡單實施例中，在鄰域中的各個同軸電纜域節(jié)點由寬帶通信路徑上的IGHz以上RF信號發(fā)送特定的上傳數(shù)據(jù)之后，能夠在光導(dǎo)纖維節(jié)點處使用一個或更多個這些不同的波長來解調(diào)、分析、重新封裝并且重新發(fā)送上行數(shù)據(jù)。
[0072]應(yīng)當(dāng)注意的是根據(jù)以上所述，每個鄰域都具有其自己的寬帶通信路徑網(wǎng)絡(luò)，以使得在此方案中，不同的寬帶通信路徑網(wǎng)絡(luò)的頻率和時間窗口通常在沒有沖突問題的情況下被重復(fù)用于鄰域之間。
[0073]另外，傳統(tǒng)O帶模擬信號可以被用于所期望的上行通信。可選地，多個波長的更加有效率地調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(諸如，不同的光導(dǎo)纖維GigE協(xié)議中的一種)作為一系列很短間隔的波長得到發(fā)送(162)。
[0074]圖3所示為現(xiàn)有技術(shù)的HFC系統(tǒng)(200)將數(shù)據(jù)從電纜設(shè)備或者電纜頭端(202)發(fā)送到不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點(204)處，每個HFC系統(tǒng)通常由樹狀的主干(226)和分支(227)結(jié)構(gòu)的CATV電纜(226)組成，該CATV電纜通常具有每一千英尺左右間隔的諸如RF放大器(229)之類的有源器件。每個鄰域通常由幾百甚至幾千不同的房子、公寓、辦公室或者商店(208)(在此都稱為“房子”)組成，而每一個房子自身都配備有電纜調(diào)制解調(diào)器(未示出)并且經(jīng)由分接頭連接到CATV電纜上。為了簡單起見，在此僅示出HFC系統(tǒng)的下行部分。
[0075]電纜頭端將從一組來源處獲得標準化的媒體內(nèi)容(210)(例如，標準類型的模擬和數(shù)字視頻信道)，并且從其它來源處獲得更多的諸如點播視頻、互聯(lián)網(wǎng)IP以及其它獨立的數(shù)據(jù)之類的獨立數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在CMTS架(214)處被編譯到大量不同的QAM(目前還有FDM)所調(diào)制的CATV廣播信道中。該CMTS(214)通常具有大量不同的刀狀的線卡(216)。這些線卡借助于光導(dǎo)纖維(218)將信號發(fā)送到不同的區(qū)域中(鄰域群)。
[0076]如上所述，典型的HFC網(wǎng)絡(luò)實際上具有更加復(fù)雜的拓撲，而在這里進行了極大的簡化。相對于將光導(dǎo)纖維從CMTS傳送到每個不同的鄰域，光導(dǎo)纖維通常服務(wù)于多個鄰域。為此，來自于CMTS側(cè)光導(dǎo)纖維(218)的信號通常至少由一光導(dǎo)纖維分路器(未示出)氛圍多根不同的子光導(dǎo)纖維，并且每根子光纖自身都將信號攜帶到不同的光導(dǎo)纖維結(jié)點處。在此僅有一處光纖節(jié)點，即光纖節(jié)點1(204)被示出以更好地顯示鄰域CATV電纜系統(tǒng)的主干和分支同軸電纜結(jié)構(gòu)。
[0077]在諸如FNl (204)的光纖節(jié)點處，光信號被轉(zhuǎn)換為CATV射頻(RF)信號并且經(jīng)由CATV電纜(226)傳送到每個鄰域中的各個房屋(208)處的各個電纜調(diào)制解調(diào)器上。每個鄰域通常由25至數(shù)千個家庭組成，這些家庭由相互連接的的電纜(226)和(227)和諸如RF放大器(229)之類的有源器件組成的CATV電纜樹和分支狀的系統(tǒng)提供服務(wù)，該CATV電纜樹和分支狀的系統(tǒng)連接到本地電纜節(jié)點(204)上。
[0078]現(xiàn)有技術(shù)的HFC系統(tǒng)CATV RF頻譜如(250)所示。如上所述，至少在美國的5_42MHz頻率范圍被用于諸如上行DOCSIS信號(US DOCSIS)之類的從家庭(208)到達電纜頭(比如CMTS(214))處的上行信號，并且54-865MHz頻率范圍(254)被用于諸如下行DOCSIS(DSDOCSIS)之類的從電纜頭到達家庭(208)處的下行信號。在此，US DOCSIS范圍(252)被繪制得很黑(填滿了點)以表示很高的上行阻塞，當(dāng)整個用戶鄰域試圖在相對局限的CATV電纜頻譜范圍內(nèi)傳送上行信號的時候上行阻塞就會發(fā)生。
[0079]圖4示出了由虛線(270)所代表的本發(fā)明的“寬帶通信路徑”沿著與攜帶5-865MHZ的CATV信號的鄰域CATV電纜樹(226)和分支(227)相同的電纜如何在IGHz以上頻率(225)上運行。此寬帶通信路徑在穿過了各個同軸電纜域節(jié)點(272)的CATV同軸電纜上運行。注意，該圖示出了來自IGHz以上寬帶通信路徑的虛線如何穿過同軸電纜域節(jié)點，而代表5-865MHZ (例如，低于IGHz)的較黑的實線(226、227)被示為終止于各個同軸電纜域節(jié)點處，作為同軸電纜域節(jié)點的信號處理功能的提示。
[0080]在圖4以及后續(xù)附圖中，CATV電纜朝向光導(dǎo)纖維節(jié)點以及電纜的頭端的部分通常被指定為(226u)和(270u)，并且CATV電纜背向光導(dǎo)纖維節(jié)點以及遠離電纜的頭端的部分通常被指定為(226d)和(270d)。在此，(226)代表低于大約IGHz的CATV RF信號，而(270)代表高于大約IGHz的CATV RF信號。
[0081]當(dāng)CATV電纜的傳統(tǒng)段被升級后，這些同軸電纜域節(jié)點通常北方之用語取代諸如RF放大器(229)之類的傳統(tǒng)CATV有源器件。這些傳統(tǒng)有源器件(229)顯示為點狀線以表示其能夠被取代。[0082]同軸電纜域節(jié)點通常配置為將部分或者全部的從各個家庭(208)沿著該特定有源器件(229)服務(wù)的特定CATV分支電纜(227)或主干電纜(226)送回的上行RF信號(例如，5-42MHZ信號)進行移除。因此，圖4(以及圖7和8)所示為在每個同軸電纜域節(jié)點(272)處停止的同軸電纜(226、227)的低頻部分，同時IGHz以上寬帶頻率(270)被示為穿過每個同軸電纜域節(jié)點(272)。
[0083]同軸電纜域節(jié)點(272)通常將5-42MHZ上行CATV RF信號和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IGHz以上上行RF信號和數(shù)據(jù)，并且借由經(jīng)過HFC系統(tǒng)的改進的光節(jié)點(205)能夠?qū)⑺D(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)帶回電纜頭。
[0084]在某些實施例中，這些改進的光節(jié)點，或者稱為⑶N-光纖節(jié)點或⑶N-FN (205)，能夠至少部分地基于最初在共同提交的申請12/692，582和/或臨時申請61/385，125當(dāng)中描述的CMRTS或者DCMRTS光節(jié)點中說明的概念；這兩件申請的內(nèi)容作為參考加入到本申請中。
[0085]根據(jù)本發(fā)明，要么使用現(xiàn)有技術(shù)的光節(jié)點，并且添加額外的CDN設(shè)備以截取來自寬帶通信路徑網(wǎng)絡(luò)(270)的上行數(shù)據(jù)并且對其重新封裝以沿著光導(dǎo)纖維路線(218)使用交替的光纖或者交替的波長發(fā)送回電纜頭處?？蛇x地，光節(jié)點可以改進為具有額外的CDN功能的改進的光節(jié)點(205)，該改進的光節(jié)點(205)具有額外的組件以在內(nèi)部完成重新封裝。
[0086]在某些實施例中，在電纜頭處，通常僅在CMTS之前，解碼裝置(400)可以截取光導(dǎo)纖維信號(218)并且將這些信號解碼為CMTS能夠識別的形式。例如，這樣的解碼可以被用于將CDN域信息翻譯為CMTS能夠處理的形式，并且可以使每個不同的同軸電纜域節(jié)點的域在CMTS上呈現(xiàn)為單獨的CATV鄰域。在某些實施例中，解碼裝置還可以借助于MAP數(shù)據(jù)或者其它方式對來自同軸電纜域節(jié)點的上行數(shù)據(jù)信號進行重建。
[0087]相對于圖3中所示的CATV頻譜圖(250)，圖4中所示的CATV頻譜圖(251)稍有不同。尤其是，因為大多數(shù)或者全部上行數(shù)據(jù)量借助于寬帶通信路徑線(270)來傳送，所以用于諸如攜帶上行DOCSIS (US DOCSIS)的上行帶寬(252)很少被阻塞，并且將其示為沒有密集點的圖案以表示其區(qū)別。與之相反，下行DOCSIS(DS DOCSIS) (245)帶寬與之前保持一樣。然而，如同此說明書中其它部分所述，諸如IGHz以上范圍的甚高頻(255)通常由寬帶通信路徑(270)和同軸電纜域節(jié)點(272)所使用以傳送諸如GigE入戶(GTTH)、擴展數(shù)據(jù)信道以及其它服務(wù)之類的高帶寬服務(wù)。
[0088]圖5A所示為在同軸電纜域節(jié)點(272)的一實施例中的一些主要組件的方塊圖，以及⑶N-光纖節(jié)點(205)中的一些主要組件的圖示，該⑶N-光纖節(jié)點將系統(tǒng)的CATV電纜部分(226、227)與到達電纜頭端(例如，400、216、214、202)的光導(dǎo)纖維(218)相連接。
[0089]可以用于本發(fā)明的某些實施例中的⑶N-光纖節(jié)點(205)在光導(dǎo)纖維(218)上接收來自電纜頭端(例如，400、216、214、202)的一個或更多個波長(例如，λ 1、λ2等)的復(fù)用數(shù)據(jù)。該復(fù)用數(shù)據(jù)能夠包括不同的數(shù)據(jù)流，包括諸如用于傳統(tǒng)電纜目的的數(shù)字化的模擬載荷(例如，頭端創(chuàng)建的QAM信道)，以及用于更多專門化DOCSIS服務(wù)(例如，IP上的數(shù)據(jù)、語音或視頻)的數(shù)據(jù)。
[0090]該特定CDN-光纖節(jié)點(205)與現(xiàn)有技術(shù)的光纖節(jié)點的不同在于CDN-光纖節(jié)點作為終端同軸電纜域節(jié)點，并且自身能夠具有同軸電纜域節(jié)點功能以及光導(dǎo)纖維節(jié)點功能。如上所述，該額外的同軸電纜域節(jié)點功能是可選的。因此，舉例來說，只要光導(dǎo)纖維節(jié)點僅僅將其信號頻率升高到IGHz以上并且在絲毫不干擾通信設(shè)備的前提下諸如到同軸電纜域節(jié)點中，那么就可以使用更加標準的光導(dǎo)纖維節(jié)點。盡管CDN-光纖節(jié)點(205)示例通常被用在此說明中，但是應(yīng)當(dāng)認識到所添加的同軸電纜域節(jié)點功能的選擇性，并且本發(fā)明并非僅局限于CDN-光纖節(jié)點。原則上說，任何類型的光纖節(jié)點(光導(dǎo)纖維節(jié)點)都能夠使用。
[0091]在⑶N-光纖節(jié)點(205)處，解復(fù)用器(510)能夠?qū)⒃摴鈱W(xué)地發(fā)送的數(shù)據(jù)(根據(jù)需要來自不同的光導(dǎo)纖維波長λ)轉(zhuǎn)換為不同的RF發(fā)送數(shù)據(jù)以用于低頻RF發(fā)送(例如，借助于RF信號合成器(514)在5-865ΜΗΖ范圍內(nèi)，以及用于CATV同軸電纜(226，227)上借助于收發(fā)器(512)的寬頻(IGHz以上)發(fā)送)。CDN-光纖節(jié)點的主要組件包括解復(fù)用器(510)、收發(fā)器(512)、RF信號合成器(514)以及處理器(516)，該收發(fā)器(512)能夠在IGHz以上寬帶范圍內(nèi)在RF格式與光格式之間進行接收和轉(zhuǎn)換，該RF信號合成器(514)能夠使用適當(dāng)?shù)墓鈹?shù)據(jù)并且進行重新封裝以用于沿著同軸電纜域節(jié)點的低頻(例如，54-865ΜΗΖ)電纜傳輸，該處理器(516)能夠使用通常由CDN-光纖節(jié)點與第一實際同軸電纜域節(jié)點之間的家庭所提供的本地上行數(shù)據(jù)并且重新封裝用于光傳輸。
[0092]低于IGHz的RF信號合成器(514)將下行同軸電纜域節(jié)點功能提供給CDN-光纖節(jié)點(205)。該RF信號合成器(514)經(jīng)常產(chǎn)生大體在54/65_865ΜΗζ范圍內(nèi)的RF信號，并且這些信號穿過三聯(lián)單元(518b)并到達電纜處。這些單元(514)/(518)提供54_865MHz范圍(美國)或者88-865MHZ范圍(歐洲)的RF下行信號以用于連接到CDN-電纜節(jié)點(205)與第一實際同軸電纜域節(jié)點(272)之間的CATV同軸電纜上的任何本地通信設(shè)備(例如，圖4中的209)。在許多實施例中，低于IGHz RF信號合成器(514)可以具有至少一個QAM調(diào)制器以將到來的由可替代協(xié)議發(fā)送或者調(diào)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不同的具有低于IGHz頻率的下行RF QAM波形(例如，在美國通常為55-865MHZ范圍內(nèi))，如圖8中將要更詳細表示的那樣?？蛇x地，RF信號合成器(514)還可以通過更加簡單的0/A (光學(xué)-模擬)轉(zhuǎn)換器將光調(diào)制QAM波形直接轉(zhuǎn)換為下行信號。0/A轉(zhuǎn)換方法以及QAM調(diào)制方法相互并不排斥，而且這兩種方法的混合也是可以使用的。
[0093]CDN-光纖節(jié)點和同軸光纖域節(jié)點(CDN)通常都具有一個或更多個三聯(lián)的信號分路以及頻率濾波單元(518，530，532)，這些單元既能夠?qū)⑻幱诓煌l率的輸入數(shù)據(jù)相聯(lián)合并且沿著CATV電纜(226，227)傳輸這些數(shù)據(jù)，還能夠接收數(shù)據(jù)(例如，在IGHz以上頻率上上行攜帶的來自各個同軸電纜域節(jié)點處的重新封裝的上行數(shù)據(jù))并且將該上行數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器(516)用于隨后的重新格式化(根據(jù)需要)以及轉(zhuǎn)換為適合于在光導(dǎo)纖維(218)上傳輸?shù)囊粋€或更多個合適的波長。例如，三聯(lián)單元(518)可以具有一部件(518a)，該部件選擇性地去除(過濾掉)低于大約IGHz的RF頻率(例如，非寬帶信號)，并且將IGHz以上信號傳遞到或者傳遞自收發(fā)器(512)。三聯(lián)單元(518)可以具有第二部件(518b)，該部件選擇性地去除(濾除)高于標準CATV范圍上限的RF頻率(例如，去除高于大約865MHz的頻率)，并且還選擇性地從大約5-42MHZ (美國)或者5-65MHZ (歐洲)中去除(濾除)常規(guī)CATV上行頻率，且僅僅使大約54-865MHZ (美國)或者88_865MHz (歐洲)中的常規(guī)CATV下行頻率自由通過。三聯(lián)單元(518)還具有第三部件(518c)，該部件濾除全部高于42MHz (美國)或者65MHz (歐洲)的RF信號，并且只允許大約5-42MHZ (美國)或者5-65MHz (歐洲)的上行RF頻率自由通過。應(yīng)當(dāng)注意，其它的三聯(lián)單元(530)和(532)也以此方式工作。
[0094]因此，處理器(516)將上行同軸電纜域節(jié)點功能提供給光導(dǎo)纖維節(jié)點(205)，使得在與三聯(lián)單元(518c)工作作用時對安裝在CDN-光纖節(jié)點域第一實際同軸電纜域節(jié)點之間的CATV電纜上的任何通信設(shè)備(例如，圖4中的209)所發(fā)送的上行RF信號進行截取，并且與MUX-1單元(500)和/或選擇性地與收發(fā)器(512)相結(jié)合以將該本地上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用于光導(dǎo)纖維(218)上的上行傳輸?shù)墓獠ㄩL。
[0095]應(yīng)當(dāng)注意，這些組件中的一個或更多個在一個或更多個微處理器(未示出)的軟件控制下運行，以使得根據(jù)需要從電纜頭端或者同軸電纜域節(jié)點發(fā)送的命令(例如，要求一條額外的信道)能夠?qū)@些組件的特征進行遠程調(diào)節(jié)。
[0096]圖5A還示出了同軸電纜域節(jié)點(272)的圖示。在各個區(qū)間處(例如，基于CATV電纜的樹和分支網(wǎng)絡(luò)的接合點)對CATV同軸電纜(226，227)進行截取的這些節(jié)點實現(xiàn)了大量的功能。在朝向電纜的下行部分的CATV電纜(226d，270d，即背離電纜頭和光纖節(jié)點的電纜分支)上通常存在一三聯(lián)/濾波器單元(530)，并且通常在電纜域節(jié)點的上行部分(226u，270u,朝向電纜頭和光纖節(jié)點)還有另一三聯(lián)濾波器單元(532)。來自電纜頭的上行信號由分插復(fù)用器(Add Drop Multiplexer, ADM)中繼器(534)進行處理,并且這些用于在低頻范圍(例如,5-865MHz)上傳輸?shù)男盘?540)被發(fā)送到RF合成器(536)上。此外,用于下行或上行傳輸?shù)腎GHz以上寬帶上行信號(542)同樣由ADM中繼器(534)以及三聯(lián)/濾波器(530)進行處理。最后，通常由連接到特定同軸電纜域節(jié)點所控制的域上的各個家庭所發(fā)送的低頻上行信號(例如，5-43MHZ范圍)(544)由處理器(538)處理并且發(fā)送到ADM中繼器(534)上，這些低頻上行信號在ADM中繼器上能夠被轉(zhuǎn)換為IGHz以上RF信號并且朝著光纖節(jié)點(205)域電纜頭端被上行發(fā)回。在圖9中對這些低頻上行信號進行了更加詳細的表示。
[0097]本質(zhì)上，ADM中繼器對IGHz以上寬帶頻率上的RF信號通信量進行處理。該單元不但將新的IGHz以上信號形式的新數(shù)據(jù)合并到IGHz以上寬帶路徑(270)上，而且還智能地從IGHz以上寬帶頻率(270)中提取相關(guān)數(shù)據(jù)(例如，通常是在微處理器或者微控制器的控制之下)。
[0098]各個同軸電纜域節(jié)點(272)通常具有至少一個或者經(jīng)常為更多的組件(例如，534，536，538)并且可選的可調(diào)諧三聯(lián)單元(530，532)運行在一個或更多個微處理器/微控制器(未示出)的軟件控制之下，以使得所需要的從電纜頭端或者CDN-光纖節(jié)點又或者其它同軸電纜域節(jié)點發(fā)送的命令(例如，請求一條額外的信道)能夠?qū)@些組件和三聯(lián)單元的特征進行遠程調(diào)節(jié)。類似地，⑶N-光纖節(jié)點(205)還能夠在軟件控制下進行調(diào)節(jié)，并且通常還能夠接收遠程命令。通常能夠預(yù)計到，圖8和圖9中所示的多變的上行和下行頻率分配方案由這樣的軟件控制方法來實現(xiàn)。
[0099]在某些實施例中，為了進一步改進數(shù)據(jù)處理能力，將重點數(shù)字數(shù)據(jù)從各個電纜RF波形中提取出來，并且將該重點數(shù)字數(shù)據(jù)重新風(fēng)中為更加有效率的格式是很有幫助的。為此，各個設(shè)備(205)、(272)進一步可以獲得完成該類型的智能數(shù)據(jù)提取和重新封裝的能力。如下所述，一種方法是使用MAP數(shù)據(jù)分析。
[0100]圖5B所示為光導(dǎo)纖維節(jié)點(CDN-光纖節(jié)點)(205a)的第二可選實施例的方塊圖，以及此光導(dǎo)纖維節(jié)點能夠與電纜頭端(202a)的補充實施例進行交互的方案。在此實施例中，頭端(202a)能夠發(fā)送諸如標準分辨率TV (SD)、高分辨率TV (HD) SDV、點播視頻(VOD)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視(IPTV)、高速數(shù)據(jù)(HSD)、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)數(shù)據(jù)、IP語音(VOIP)以及類似的不同形式的多重服務(wù)數(shù)據(jù)(212)。在此方案中，頭端能夠通過數(shù)字調(diào)制器、電光轉(zhuǎn)換器(570)、光波長復(fù)用器(501a) (500b)以及解復(fù)用器(501b) (500a)接收來各個CDN-光纖節(jié)點(205a)的數(shù)據(jù)并且發(fā)動到(212)處。此外，通過使用A/D轉(zhuǎn)換器(563)以及電_光轉(zhuǎn)換器和數(shù)字調(diào)制器(564)，系統(tǒng)還能夠攜帶下行傳統(tǒng)CATV信號(566)。同樣地，通過使用合適的光解復(fù)用器(501b)、光-電轉(zhuǎn)換器(501b)、數(shù)字解調(diào)器(574)以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(574)，頭端還能夠處理上行傳統(tǒng)CATV信號。
[0101]在此方案中，頭端(202a)將不同波長…Am(f在此為向前)上的下行光導(dǎo)纖維信號沿著光導(dǎo)纖維(218a)發(fā)送到⑶N-光纖節(jié)點(205a)的此特定的實現(xiàn)上。頭端(202a)反之接收沿著光導(dǎo)纖維(218b)的來自⑶N-光纖節(jié)點(205a)的不同波長Ay Xm上的上行光導(dǎo)纖維信號。
[0102]在此方案中，一旦到達⑶N-光纖節(jié)點(205a)處，下行光導(dǎo)纖維信號(218a)首先通過光解復(fù)用器(500a)被解復(fù)用為三種類型的信號。由數(shù)字解調(diào)器和光電信號轉(zhuǎn)換器(550)處理的一種類型的信號用于在IGHz以上頻率上向各個上行同軸電纜域節(jié)點(272)的CATV RF傳輸。該類型信號由收發(fā)器(512)處理并且被發(fā)送到處理IGHz以上信號的三聯(lián)單元(518)的(518a)部分，而且該數(shù)據(jù)沿著寬帶通信路徑(270u)被上行發(fā)送到不同的CDN單元(272)處。 [0103]在此方案中，用于在諸如54-865MHZ RF頻帶上向任何本地域的家庭(例如，209)發(fā)送的某些下行光導(dǎo)纖維信號還能夠從解復(fù)用器(500a)中提取，由數(shù)字解調(diào)器和光電轉(zhuǎn)換器(552)進行處理，由D/A轉(zhuǎn)換器(553)轉(zhuǎn)換為合適的模擬波形，并且與(將在下文中討論)CMRTS QAM邊緣模塊(514a)產(chǎn)生的其它本地產(chǎn)生的RF信號合并。這些合并后的信號隨后被發(fā)送到三聯(lián)(518)的大致為54-865MHZ的臂(518b)上。
[0104]可替代地或者額外地，54-865MHZ范圍內(nèi)的部分或者全部本地域CATV RF信號可以由低于IGHz RF信號合成器(514)所產(chǎn)生,該低于IGHz RF信號合成器(514)在此表不為CMRTS QAM邊緣模塊合成器/發(fā)射器(514a)。
[0105]在某些實施例中，三聯(lián)單元(518)被調(diào)節(jié)為不阻礙(例如，使其通過)54-865MHz范圍內(nèi)的某些信號(例如，使用窄帶通濾波器)。在這些方案中，隨后被下行發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)到多個域的廣播信號能夠穿過路徑(552)，(553)和(568)，同時更多的域指定窄播信號能夠穿過路徑(556)，(554)和(514a)。然而，應(yīng)當(dāng)注意到本方案是很靈活的，并且還可以使用可替代的廣播/窄播分配方案。
[0106]上行信號，在此假定為本地域設(shè)備(209)所發(fā)送的在大概5-42MHZ上行RF頻率范圍內(nèi)的本地域上行信號，能夠被三聯(lián)(518)沿著臂(518a)分離出來，并且被發(fā)送QAM邊緣模塊(541a)以用于提取信號并將信號沿著路徑(558)上行發(fā)送到光復(fù)用器(500b)處?？蛇x地，部分或者全部本地域上行信號能夠僅僅由A/D轉(zhuǎn)換器(560)進行轉(zhuǎn)換，由數(shù)字調(diào)制器和電光轉(zhuǎn)換器(562)進行調(diào)制，再由光復(fù)用器(500b)進行處理，并且沿著光導(dǎo)纖維(218b)作為不同波長的光信號進行發(fā)送。
[0107]然而通常情況下，來自更遠的域的上行信號將作為IGHz以上CATVRF信號沿著寬帶通信路徑(270u)傳輸。所以，這些上行信號通常由三聯(lián)(518)在(518a)上隔離并且傳回到收發(fā)器(512)處。收發(fā)器(512)能夠沿著路徑(513)對這些IGHz以上上行信號進行處理并且再次由光復(fù)用器(500b)沿著光導(dǎo)纖維路徑(218b)將這些信號上行發(fā)送(根據(jù)收發(fā)器(512)的設(shè)計確定是否由數(shù)字調(diào)制器和電光轉(zhuǎn)換器(562)對信號進行處理)。
[0108]圖5C所示為光導(dǎo)纖維節(jié)點(CDN-光纖節(jié)點)(205b)的第三可選實施例的方塊圖，以及此光導(dǎo)纖維節(jié)點能夠與電纜頭端(202b)進行交互的可選方案。同樣地，在此實施例中，頭端也能夠發(fā)送諸如標準分辨率TV(SD)、高分辨率TV(HD) SDV、點播視頻(VOD)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視(IPTV)、高速數(shù)據(jù)(HSD)、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)數(shù)據(jù)、IP語音(VOIP)以及類似的不同的數(shù)據(jù)形式(212)(例如，多重服務(wù))。同樣在此特定方案中，通過使用數(shù)字調(diào)制器和光-電、電-光轉(zhuǎn)換器(570)、光波長復(fù)用器(501a)、(500b)以及解復(fù)用器(501b)、(500a),頭端能夠接收來自各個CDN-光纖節(jié)點(205b)處的數(shù)據(jù)并且發(fā)送到(212)處。
[0109]在此，除了根據(jù)之前圖5B中所說明的使用數(shù)字調(diào)制器(564)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(563)之外，借助于光復(fù)用器(501a)和光纖(218a),圖5C中的下行傳統(tǒng)CATV信號(566)由模擬調(diào)制器和電-光轉(zhuǎn)換器(564a)進行處理。
[0110]類似地，通過使用合適的數(shù)字解調(diào)器和光電轉(zhuǎn)換器(574)，以及光解復(fù)用器(501b)、光纖(218b)以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(576)，頭端(202b)還能夠?qū)ι闲袀鹘y(tǒng)CATV信號(577)進行處理。
[0111]在此特定方案中，頭端(202b)還沿著光導(dǎo)纖維(218a)將不同波長λη……λ?η處的下行光導(dǎo)纖維信號發(fā)送到CDN-光纖節(jié)點的特定的實現(xiàn)方式(205b)處。頭端(202b)沿著光導(dǎo)纖維(218b)接收來自⑶N-光纖節(jié)點(205b)的不同波長λ η……的上行光導(dǎo)纖
維信號。
[0112]在此方案中，一旦到達⑶N-光纖節(jié)點(205b)處，下行光導(dǎo)纖維信號(218a)首先使用光解復(fù)用器(500a)解復(fù)用為三種類型的信號。一種類型的信號由數(shù)字解調(diào)器和光電轉(zhuǎn)換器(550)進行處理以用于IGHz以上頻率的寬帶CATV RF傳輸，并且此信號由收發(fā)器(512)進行處理并被發(fā)送到處理IGHz以上信號的三聯(lián)單元(518)的(518a)部分，而且此數(shù)據(jù)如同之前一樣沿著寬帶通信路徑(270u)被上行發(fā)送到各個⑶N單元(272)處。
[0113]在此方案中，用于傳輸?shù)饺魏伪镜赜虻挠脩?例如，209)處的諸如54-865MHZ RF頻帶之類的下行光導(dǎo)纖維信號還能夠從光解復(fù)用器(500a)處提取，但是除了之前在圖5B中所述的方案，在圖5C的方案中，這些信號由模擬解調(diào)器和光電轉(zhuǎn)換器(552a)進行處理并且與CMRTS QAM邊緣模塊(514a)所產(chǎn)生的本地產(chǎn)生的RF信號進行合并，并且被發(fā)送到三聯(lián)(518)的大概 54-865MHz 的臂(518b)上。
[0114]如上所述,可替代地或者額外地,大概在54-865MHz范圍內(nèi)的部分或者全部本地域上行CATV RF信號可以由低于IGHz RF信號合成器(514)產(chǎn)生，該低于IGHz RF信號合成器(514)在此為合成器/接收器CMRTS QAM邊緣模塊(514a)的形式。
[0115]如上所述，在某些方案中，可以調(diào)節(jié)三聯(lián)單元(518)以不阻止(例如，使其通過)54-865MHz區(qū)域內(nèi)的某些信號(例如，使用窄帶通濾波器)。在這些方案中，隨后被下行發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)到多個域的廣播信號可以通過路徑(552a)和(568)，而更多域特定的窄播信號可穿過路徑(556)，(554)和(514)。然而，如前所述應(yīng)當(dāng)理解的是，該方案很靈活，并且可以使用可替換的廣播/窄播分配方案。
[0116] 如上所述，上行信號，在此假定為本地域設(shè)備(209)所發(fā)送的在大概5-42MHZ上行RF頻率范圍內(nèi)的本地域上行信號，能夠被三聯(lián)(518)沿著臂(518c)分離得到，并且被發(fā)送到QAM邊緣模塊(514a)處以用于提取信號并且沿著路徑(558)上行發(fā)送到光復(fù)用器(500b)處?？蛇x地，部分或者全部本地域上行信號還能夠僅僅由A/D轉(zhuǎn)換器(560)進行轉(zhuǎn)換，由數(shù)字調(diào)制器和電光轉(zhuǎn)換器(562)調(diào)制為數(shù)字信號，再由光復(fù)用器(500b)進行處理，并且作為不同波長的光信號沿著光導(dǎo)纖維(218b)進行上行發(fā)送。
[0117]如上所述，來自更遠的域的上行信號通常將作為IGHz以上CATV RF信號沿著寬帶通信路徑(270u)傳輸。所以，這些上行信號通常由三聯(lián)(518)在臂(518a)上隔離并且傳回到收發(fā)器(512)處。收發(fā)器(512)能夠沿著路徑(513)對這些IGHz以上上行信號進行處理并且再次由光復(fù)用器(500b)沿著光導(dǎo)纖維路徑(218b)將這些信號上行發(fā)送(根據(jù)收發(fā)器(512)的設(shè)計確定是否由數(shù)字調(diào)制器(562)對信號進行處理)。
[0118]圖所示為光導(dǎo)纖維節(jié)點(CDN-光纖節(jié)點)(205c)的第四可選實施例的方塊圖，以及此光導(dǎo)纖維節(jié)點能夠與電纜頭端(202c)進行交互的可選方案。同樣地，在此實施例中，頭端也能夠發(fā)送諸如標準分辨率TV(SD)、高分辨率TV(HD) SDV、點播視頻(VOD)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視(IPTV)、高速數(shù)據(jù)(HSD)、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)數(shù)據(jù)、IP語音(VOIP)以及類似的不同的數(shù)據(jù)形式(212)(例如，多重服務(wù))。同樣在此特定方案中，通過數(shù)字調(diào)制器和電-光轉(zhuǎn)換器(564b)、電子數(shù)字復(fù)用器(501c)、(500d)以及解復(fù)用器(500c)、(501d)，頭端能夠從各個⑶N-光纖節(jié)點(205c)處接收并發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0119]在圖中，下行傳統(tǒng)CATV信號(566)由數(shù)字轉(zhuǎn)換器(563)進行處理并被發(fā)送到電子復(fù)用器(501c)上，并且電信號隨后被數(shù)字調(diào)制器和電-光轉(zhuǎn)換器(564b)轉(zhuǎn)換為光信號。
[0120]類似地，通過使用合適的數(shù)字解調(diào)器和光-電轉(zhuǎn)換器(574b)以及數(shù)字電子解復(fù)用器(501d)和光纖(218b)，頭 端(202c)還能夠?qū)ι闲袀鹘y(tǒng)CATV信號(577)進行處理。
[0121]在此特定方案中，頭端(202c)沿著光導(dǎo)纖維(218a)將不同波長λη……λ?η處的下行光導(dǎo)纖維信號發(fā)送到CDN-光纖節(jié)點的特定的實現(xiàn)方式(205c)處。頭端(202c)沿著光導(dǎo)纖維(218b)接收來自⑶N-光纖節(jié)點(205c)的不同波長λη……入?^的上行光導(dǎo)纖維信號。
[0122]在此方案中，一旦到達⑶N-光纖節(jié)點(205c)處，下行光導(dǎo)纖維信號(218a)首先由數(shù)字解調(diào)器和光電轉(zhuǎn)換器(565a)從光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電子信號，并且使用數(shù)字電子解復(fù)用器(500c)解復(fù)用為三種類型的信號。如上所述，一種信號用于IGHz以上頻率的寬帶CATV RF傳輸，并且此信號由收發(fā)器(512)進行處理并被發(fā)送到處理IGHz以上信號的三聯(lián)單元(518)的(518a)部分，而且此數(shù)據(jù)如同之前一樣沿著寬帶通信路徑(270u)被上行發(fā)送到各個⑶N單元(272)處。
[0123]在此方案中，如上所述，用于傳輸?shù)饺魏伪镜赜虻挠脩?例如，209)處的諸如54-865MHZ RF頻帶之類的下行光導(dǎo)纖維信號還能夠從解復(fù)用器(500c)處提取，但是除了之前所述的方案，在圖5C的方案中，這些信號由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(553)進行處理并且與CMRTS QAM邊緣模塊(514b)所產(chǎn)生的本地產(chǎn)生的RF信號進行合并，并且被發(fā)送到三聯(lián)(518)的大概54-865MHz 的臂(518b)上。
[0124]如上所述,可替代地或者額外地,大概在54-865MHz范圍內(nèi)的部分或者全部本地域CATV RF信號可以由低于IGHz RF信號合成器(514)產(chǎn)生，該低于IGHz RF信號合成器(514)在此為合成器/接收器CMRTS QAM邊緣模塊(514b)的形式。
[0125]如上所述，三聯(lián)單元(518)能夠調(diào)節(jié)為不阻礙(例如，允許其通過)54_864MHz范圍內(nèi)的某些信號(例如，具有窄播濾波器)。在這些方案中，被下行發(fā)送或者發(fā)送到多個域的廣播信號能夠穿過途經(jīng)(553)、(568)的路徑，同時更多的域指定窄播信號能夠穿過路徑(556a)和(514b)以到達(518b)。然而，應(yīng)當(dāng)注意到如之前所述本方案是很靈活的，并且還可以使用可替代的廣播/窄播分配方案。
[0126]如上所述，上行信號，在此假定為本地域設(shè)備(209)所發(fā)送的在大概5-42MHZ上行RF頻率范圍內(nèi)的本地域上行信號，能夠被三聯(lián)(518)沿著臂(518c)分離出來，并且被發(fā)送QAM邊緣模塊(541b)以用于提取信號并將信號沿著路徑(558a)上行發(fā)送到光復(fù)用器(500d)處。?？蛇x地，部分或者全部本地域上行信號還能夠僅僅由A/D轉(zhuǎn)換器(560)進行數(shù)字化，由數(shù)字電子復(fù)用器(500d)進行處理，由數(shù)字調(diào)制器和電光轉(zhuǎn)換器(562a)數(shù)字調(diào)制為光信號，并且作為不同波長的光信號沿著光導(dǎo)纖維(218b)進行上行發(fā)送。
[0127]如上所述，然而通常情況下，來自更遠的域的上行信號將作為IGHz以上CATV RF信號沿著寬帶通信路徑(270u)傳輸。所以，這些上行信號通常由三聯(lián)(518)在(518a)上隔離并且傳回到收發(fā)器(512)處。收發(fā)器(512)能夠沿著路徑(513)對這些IGHz以上上行信號進行處理并且再次由復(fù)用器(500d)沿著光導(dǎo)纖維路徑(218b)將這些信號上行發(fā)送(根據(jù)收發(fā)器設(shè)計(512)確定是否由數(shù)字調(diào)制器(562a)對信號進行處理)。
[0128]圖6所示為對微時隙分配包(MAP)數(shù)據(jù)(600)、(602)進行分析并且對上行信號(604)所編碼的數(shù)字數(shù)據(jù)進行提取的圖示。此分析和數(shù)字數(shù)據(jù)提取過程能夠在不同的位置完成(例如，在同軸電纜域節(jié)點(272)處，或者可選地當(dāng)同軸電纜域節(jié)點僅僅使數(shù)據(jù)通過而不進行處理的時候在CDN-光纖節(jié)點(205)處或者其附近)。這一步驟能夠由處理器或者DSP (606)實現(xiàn)，該處理器或DSP進行上行接收并且使用MAP數(shù)據(jù)(602)來得到各個時間片的選擇和分配，所述各個時間片用于傳送來自于各個鄰域家庭處的各個電纜調(diào)制解調(diào)器的上行數(shù)據(jù)。
[0129]上行數(shù)字數(shù)據(jù)隨后可以通過使用諸如GigE協(xié)議之類的更加有效率的數(shù)字協(xié)議沿著HFC光導(dǎo)纖維(218)被送回到電纜頭以及電纜頭處的電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)(CMTS)處。按照要求，在CMTS端(216)可以將相同的MAP數(shù)據(jù)(608)、(610)與數(shù)字數(shù)據(jù)(很可能在解碼裝置(400)中)相結(jié)合以在解調(diào)器(612)處對原始上行CATV RF信號進行重建。重建后的上行信號繁殖被注入到CMTS (216)中，此處的CMTS根據(jù)需要可以是傳統(tǒng)CMTS。這有助于減少產(chǎn)業(yè)中在標準DOCSIS裝置中的大量投資，并且有助于減少向系統(tǒng)的各個用戶提供額外的功能的成本和工作量?？蛇x地，當(dāng)更多的設(shè)計用于對上行數(shù)據(jù)進行解釋的先進CMTS系統(tǒng)被使用的時候，解調(diào)步驟(612)可以被忽略。
[0130]通過不同的方法可以完成MAP提取。由于CMTS處理器產(chǎn)生MAP數(shù)據(jù)，因此最簡單的方法之一就是僅僅對CMTS處理器軟件進行修改從而發(fā)出對MAP數(shù)據(jù)進行解釋的(下行數(shù)據(jù))以便于系統(tǒng)使用，并且與此MAP數(shù)據(jù)沿著光導(dǎo)纖維(218)與處理器(606)進行通信，該處理器(606)對鄰域上行數(shù)據(jù)進行分析?？蛇x地，可以使用諸如Azenko和Rakib的美國專利7，362，773 (作為本申請的參考)中所說明的嗅探方法之類的更加間接的方法?？偟膩碚f，大量可選擇的MAP提取方法都能夠被用于本發(fā)明。然而，通常在電纜頭端提取MAP數(shù)據(jù)并且將此MAP數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)的CATV RF側(cè)的光節(jié)點(205)和同軸電纜域節(jié)點(272)處是很有用的。
[0131]作為可替換的MAP方案，MAP數(shù)據(jù)并不用于對上行數(shù)據(jù)進行解調(diào)，而是僅僅用于掩蓋或者“清理”上行數(shù)據(jù)。例如在此，由各個電纜調(diào)制解調(diào)器在一定時間內(nèi)發(fā)出的RF脈沖僅僅按照原狀通過，MAP數(shù)據(jù)在這些時間段內(nèi)被分配用于特定電纜調(diào)制解調(diào)器的上行傳輸時間，然而在“無效”時間中沒有信號能夠通過，該“無效時間”指的是MAP數(shù)據(jù)指出特定電纜調(diào)制解調(diào)器或者一組電纜調(diào)制解調(diào)器并未被分配時間進行發(fā)送。在此，該可選方案的凈效果為減少了總體的上行噪聲，同時保留了上行數(shù)據(jù)。這種方案對于減少干擾是很有用的，所述干擾由諸如由一可選同軸電纜域節(jié)點所服務(wù)的電纜調(diào)制解調(diào)器之間偶然的串?dāng)_之類的原因引起，但是經(jīng)由該同軸電纜域節(jié)點，某些信號不可避免地泄露到由一不同的同軸電纜域節(jié)點所服務(wù)的CATV電纜范圍內(nèi)。
[0132]圖7所示為寬帶通信路徑和同軸電纜域節(jié)點尋址方案。在此，每個同軸電纜域節(jié)點或者某些實施例中的相關(guān)的同軸電纜域節(jié)點群均被分配到不同的域(700)、(702)、(704)、(708)中，并且不同家庭(例如，208)中由其各自的同軸電纜域節(jié)點(272)服務(wù)的電纜調(diào)制解調(diào)器相應(yīng)地由電纜設(shè)備或者頭端CMTS來尋址。在一簡單方案中，位于每個同軸電纜域節(jié)點的域中的不同的通信設(shè)備(例如，家庭電纜調(diào)制解調(diào)器)如同小型的獨立鄰域一樣由CMTS進行操作，從而將實際的大型CATV同軸電纜鄰域分割為多個虛擬的小型鄰域。這種方案有助于對于傳統(tǒng)的CMTS和CMTS軟件的向后兼容性。
[0133]此處CMTS(214)所使用的尋址模型如(710)所示。盡管由光纖節(jié)點或者⑶N-光纖節(jié)點(205)所服務(wù)的鄰域CATV電纜所服務(wù)的各個域(700、702，704，708)實際上均為相同CATV同軸電纜系統(tǒng)的一部分以用于至少對上行數(shù)據(jù)進行處理，然而CMTS所使用的尋址方案(710)能夠?qū)⑦@些不同的域(700，702，704，708)當(dāng)作僅僅是小型獨立鄰域CATV電纜來進行處理，該小型獨立鄰域CATV電纜由它們各自的插槽(712，714，718)連接到CMTS上。該方案有助于保留傳統(tǒng)CMTS硬件和軟件以及其它傳統(tǒng)電纜頭系統(tǒng)。可選的域?qū)ぶ贩桨敢材軌虮皇褂谩?br> [0134]因此，CATV主干電纜或者分支電纜以及各個同軸電纜域節(jié)點能夠作為多個域進行尋址，以便于依附在CATV主干和分支電纜分布上的一組電纜設(shè)備(例如，電纜調(diào)制解調(diào)器)可以在第一域基礎(chǔ)(例如，域704)上進行尋址，并且依附在所述至少一 CATV主干電纜或者至少一部分所述多根分支CATV電纜上的其它電纜設(shè)備組在第二域基礎(chǔ)(例如，域700)上進行尋址，所述CATV主干和分支電纜本地連接到第一同軸電纜域節(jié)點(720)上并且由該節(jié)點服務(wù)，所述至少一 CATV主干電纜或者至少一部分所述多根分支CATV電纜本地連接到第二同軸電纜域節(jié)點(例如，272)上并且由該節(jié)點服務(wù)。
[0135]盡管將特定同軸電纜域節(jié)點所服務(wù)的每一組家庭指定為具有其自己唯一的地址或者CMTS插槽是很方便的，但是根據(jù)需要，在可選實施例中，多個域可能相互結(jié)合并且作為一個單元進行尋址。例如，在一可選方案中，域(700)和(704)可以作為單一的“虛擬鄰域CATV電纜”由CMTS (214,710)進行尋址，同時域(702)和(708)可以作為不同的“虛擬鄰域CATV電纜”由CMTS(214、710)進行尋址。盡管有可能限制了上行數(shù)據(jù)速率性能，這樣的集中分布對于簡化尋址方案是很有用的，保留了對傳統(tǒng)CMTS和其它設(shè)備的兼容性并且同樣適用于其它用途，所述傳統(tǒng)CMTS和其它設(shè)備具有有限數(shù)量的可用插槽或者鄰域端口。
[0136]至少在某些實施例中，賦予同軸電纜域節(jié)點至少一個處理器和軟件是很有用的，該處理器和軟件能夠使同軸電纜域節(jié)點隨時注意那些設(shè)備位于該特定同軸電纜域節(jié)點的覆蓋半徑或者域之內(nèi)。這樣簡化了系統(tǒng)的管理和控制。[0137]圖8所示為在各個同軸電纜域之間同軸電纜域節(jié)點分配頻率和載荷的一個方案。
[0138]在此示例中，事實上不同的同軸電纜域節(jié)點(CDN1、⑶N2、⑶N3)通常只通過高頻部分(例如，IGHz以上，或者至少高于5-42/88MHZ的上行頻率)，同軸電纜域節(jié)點最終將CATV同軸電纜分割為各個域(這里稱為同軸電纜1、同軸電纜2、同軸電纜3等等)。尤其是在同軸電纜域節(jié)點被設(shè)置為對地域IGHz的RF信號的各個帶寬進行濾波的情況下，如頻率分布圖(800)中所示，每個域中的RF信號不相同。
[0139]在此示例中，同軸電纜域節(jié)點(272)按照之前圖5A中所示進行配置，并且具有諸如(530)和(532)之類的三聯(lián)單元。這些三聯(lián)單元只允許高于大約IGHz的頻率(816)通過(由分插復(fù)用器ADM中繼器(534)根據(jù)情況進行增強、轉(zhuǎn)播或者修改)。三聯(lián)單元截取并終止從大約0-5MHz直到大約865MHz-lGHz的全部信號。
[0140]因此，在每個域同軸電纜1、同軸電纜2、同軸電纜3之內(nèi)，不但從大約5至54或88MHz的標準CATV上行RF信號(810)被從其它域中隔離出來，而且標準CATV下行RF信號(812)、(814)也被從其它域中隔離出來。只有IGHz以上頻率(816)以相對自由的方式通過兩個域之間。(應(yīng)當(dāng)注意在某些可選方案中，某些地域IGHz的“陷波”頻率可以根據(jù)需要被允許自由地通過或者轉(zhuǎn)播)。
[0141]在該方案中，同軸電纜I域之內(nèi)的頻率分配(802)為，來源于連接到同軸電纜I上的各個通信設(shè)備的0-54/88MHZ (US1)的上行RF信號被限制在同軸電纜I域。類似地，其它同軸電纜2(804)和同軸電纜3(806)中的上行信號也被限制在它們的域之中，因為這些信號由各自的同軸電纜域節(jié)點⑶K、⑶隊和OTN3終止。因而方案中的每個上行信道USp US2和US3都是唯一的。上行數(shù)據(jù)回到⑶N-光纖節(jié)點(205)處并且到達電纜頭端的唯一途徑是各個同軸電纜域節(jié)點對上行數(shù)據(jù)重新封裝并且將其變換到諸如IGHz以上頻率之類的高頻(816)。
[0142]不同的同軸電纜域節(jié)點能夠設(shè)置為從IGHz以上寬帶路徑(270)中提取相同的數(shù)據(jù)集(例如，信道)，并且將這些數(shù)據(jù)集作為跨越全部域(例如，802、804、806)的相同常規(guī)廣播信道(BCH) (812)進行發(fā)送?？蛇x地，同軸電纜域節(jié)點能夠設(shè)置為從IGHz以上寬帶路徑(270)中提取不同類型的數(shù)據(jù)(例如，不同的信道)，并且將這些數(shù)據(jù)(814)窄播到不同的所選域中。這能夠通過諸如根據(jù)要求向ADM中繼器(534)和低于IGHz RF信號合成器(536)發(fā)送適當(dāng)?shù)拿钜蕴崛『线m的數(shù)據(jù)并且進行QAM調(diào)制或者其它調(diào)制且下行發(fā)送之類的操作來完成。
[0143]因此，在這些頻率(例如，54/88MHZ至大約865Mhz到IGHz的范圍)上存在RF信號和數(shù)據(jù)的唯一途徑為各個同軸電纜域節(jié)點對沿途經(jīng)過的數(shù)據(jù)(例如，IGHz寬帶頻率(816))進行選擇，并且使用它們的RF信號合成器(536)在這些波段(812)、(814)中創(chuàng)建數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)注入到各個域之中。
[0144]在特定CDN節(jié)點處產(chǎn)生的窄播信號(814)能夠具有多種類型。例如，它們能夠包括用于不同的域(NCiu, NCn,2, NCn,3)的尋址到特定域的家庭的數(shù)據(jù)、IP數(shù)據(jù)的語音或者視頻。
[0145]如上所述，在IGHz以上寬帶頻率范圍(816)發(fā)送自由地流過域的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)能夠由內(nèi)部節(jié)點載荷組成，并且能夠以諸如兩路頻分(2-Way-FD)、時分雙工(TDD)、頻分雙工(FDD)以及根據(jù)要求的其它格式之類的各種格式進行發(fā)送。[0146]圖9所示為一方案的細節(jié)，在此方案中，同軸電纜域節(jié)點可以在各個同軸電纜域之間分配上行頻率和載荷。應(yīng)當(dāng)注意的是在該方案中，由于在諸如5-42MHZ或者5-88MHZ之類的下行頻率范圍(810)內(nèi)不同的域被相互隔離，這些頻率和時間片在不同的域之間不需要時一致的，即使這些域全部位于CATV電纜的不同位置。例如，在不必對在其它域中發(fā)送上行數(shù)據(jù)的設(shè)備進行補償?shù)那闆r下，機頂盒STBp STB2, STB3,以及電纜調(diào)制解調(diào)器CM1,1、CM2j!, CM3,!> CM2j!, CM2j2, CM3j3> CM3j!> CM3j2和CM3，3都能夠在相同的時間和頻率發(fā)送上行數(shù)據(jù)。這一方案的凈效果在于極大地減少了阻塞并且提高了上行通信速率。
[0147]圖10所示為電纜頭端在合適的路由器的輔助下能夠采用IP空間中諸如模擬視頻、數(shù)字視頻、點播視頻以及頭端電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)(CMTS)所產(chǎn)生的其它信號之類的不同的數(shù)據(jù)形式來對將數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬光信號，添加不同類型的(數(shù)字格式的)窄播載荷，對其進行復(fù)用，并且作為不同的光信號經(jīng)過光導(dǎo)纖維發(fā)送到不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點處(或者從不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點處接收)的概括圖。
[0148]圖11所示為頭端(例如，205)在合適的路由器的輔助下能夠采用IP空間中諸如模擬視頻、數(shù)字視頻、點播視頻以及頭端電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)(CMTS)所產(chǎn)生的其它信號之類的不同的數(shù)據(jù)形式來對將數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬光信號，添加不同類型的(數(shù)字格式的)窄播載荷，對其進行復(fù)用，并且作為不同的光信號經(jīng)過光導(dǎo)纖維發(fā)送到不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點處(或者從不同的光導(dǎo)纖維節(jié)點處接收)的一可選方案。在此可選方案中能夠使用當(dāng)前未使用的光導(dǎo)纖維(例如，暗光纖)來發(fā)送窄播信號(窄播有效載荷)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于增加混合光纖電纜(HFC)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)攜帶容量的方法，所述HFC網(wǎng)絡(luò)具有電纜頭端、至少一光導(dǎo)纖維、端接于至少一 CATV電纜上的至少一光導(dǎo)纖維節(jié)點、連接到多個分支CATV電纜上因而形成CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)的所述CATV電纜以及連接到所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)上的多個通信設(shè)備，所述方法包括: 創(chuàng)建雙向?qū)拵ㄐ怕窂?，所述雙向?qū)拵ㄐ怕窂揭源蠹sIGHz或者更高的RF頻率作為媒介，并且所述雙向?qū)拵ㄐ怕窂浇橛谒鲋辽僖还鈱?dǎo)纖維節(jié)點到多個同軸電纜域節(jié)點之間以及所述多個同軸電纜域節(jié)點之間，所述多個同軸電纜域節(jié)點沿著所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)分布； 其中，所述同軸電纜域節(jié)點為所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)中的接合點，并且使大約IGHz或者更高頻率的CATV RF信號通過，但是截取并且終止至少部分的大約IGHz或者更低頻率的CATV RF 信號； 至少部分的所述多個同軸電纜域節(jié)點還以特定本地域為基礎(chǔ)與它們自身的一組本地CATV電纜所連接的通信設(shè)備進行通信； 使用所述同軸電纜域節(jié)點以: 1:截取來自所述通信設(shè)備的本地上行CATV RF信號，所述本地上行CATV RF信號具有大約IGHz或者更低的頻率； 2:終止至少一部分所述本地上行CATV RF信號； 3:將所述本地上行CATV RF信號或從所述本地上行CATV RF信號獲得的數(shù)據(jù)調(diào)制到大約IGHz或者更高的RF頻率 ；以及 4:使用所述寬帶通信路徑將所述本地上行CATV RF信號或從所述本地上行CATV RF信號獲得的數(shù)據(jù)回程傳輸?shù)剿鲋辽僖还鈱?dǎo)纖維節(jié)點處；或者 5:使用所述同軸電纜域節(jié)點以及從所述寬帶通信路徑獲得的數(shù)據(jù)，通過使用大約IGHz或者更低的下行CATV RF信號對從所述寬帶通信路徑獲得的所述數(shù)據(jù)的至少被選擇部分進行調(diào)制和發(fā)送，從而將域特定的下行數(shù)據(jù)發(fā)送到所述本地CATV電纜所連接的通信設(shè)備處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述大約IGHz或者更低頻率的上行CATVRF信號包括選自DOCSIS、DVB、Aloha以及其它非DOCSIS信號的信號，并且其中，至少部分所述DOCSIS信號被所述同軸電纜域節(jié)點終止并且使用所述寬帶通信路徑進行回程傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，全部所述大約IGHz或者更低頻率的上行CATVRF信號被所述同軸電纜域節(jié)點終止并且使用所述寬帶通信路徑進行回程傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功法，其中，所述寬帶通信路徑包括=CATV電纜，能夠使IGHz和更高的頻率通過的CATV電纜連接器和/或有源器件，以及能夠克服大約IGHz或更高RF頻率隨著CATV電纜距離所產(chǎn)生的衰減的放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，當(dāng)所述同軸電纜域節(jié)點被繞過時，所述寬帶通信路徑還能夠使至少一部分介于5至865MHz的RF頻率通過。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述同軸電纜域節(jié)點通過以下步驟進行工作: 1:將所述大約IGHz或者更低頻率的上行CATV RF信號的至少一部分數(shù)字化； 2:將至少一部分數(shù)字化的上行CATV RF信號調(diào)制到大約IGHz或者更高的RF頻率，從而創(chuàng)建寬帶通信路徑信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將所述大約IGHz或更低頻率的上行CATVRF信號數(shù)字化的步驟通過以下步驟來完成: A:獲得針對至少部分所述上行CATV RF信號的微時隙分配分組(MAP)數(shù)據(jù)； B:使用所述MAP數(shù)據(jù)對至少部分由至少部分所述上行CATV RF信號所攜帶的上行數(shù)字信息進行解調(diào)和提??； C:使用大約IGHz或者更高的RF頻率以可替代格式對所述上行數(shù)字信息進行重新封裝以用于傳輸；以及 D:使用所述寬帶通信路徑以所述可替代格式發(fā)送所述上行數(shù)字信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，隨后還在所述電纜頭處使用所述MAP數(shù)據(jù)將所述上行數(shù)字信息重新調(diào)制為重建的上行CATV RF信號，從而產(chǎn)生重建的上行CATV RF信號；并且將所述重建的上行CATV RF信號提供給電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，下行數(shù)據(jù)以第一波長沿著所述光導(dǎo)纖維被從所述電纜頭端發(fā)送到所述光導(dǎo)纖維節(jié)點，并且所述上行數(shù)據(jù)以第二波長沿著所述光導(dǎo)纖維被從所述光導(dǎo)纖維節(jié)點發(fā)送到所述頭端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還使用所述寬帶通信路徑和所述同軸電纜域節(jié)點以根據(jù)時分雙工(TDD)方案、頻分雙工(FDD)方案或者沒有時分或頻分的全雙向雙工方案來上行或者下行發(fā)送寬帶通信路徑數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，至少部分所述同軸電纜域節(jié)點包含能夠在特定域的基礎(chǔ)上將所述下行寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的被選擇部分編碼為RF QAM波形的至少一QAM調(diào)制器設(shè)備；以及 其中，使用所述至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備來完成在所述同軸電纜域節(jié)點處將所述下行寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的至少選擇部分調(diào)制為大約IGHz或者更低頻率的下行CATV RF信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述同軸電纜域節(jié)點還包括: 能夠?qū)?shù)字編碼的寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的選擇部分編碼為大約IGHz或者更低頻率的RFQAM波形的至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備； 至少一軟件可控開關(guān)，所述至少一軟件可控開關(guān)能夠在域可尋址基礎(chǔ)上被遠程引導(dǎo)以對至少部分所述數(shù)字編碼的寬帶通信路徑數(shù)據(jù)進行選擇，并且在每個所述域之內(nèi)引導(dǎo)所述至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備在所選擇的一組頻率處將所述選擇的數(shù)字編碼的甚高頻CATV RF通信數(shù)據(jù)編碼為大約IGHz或者更低頻率的RF QAM波形；以及 至少一遠程軟件可控RF分組處理器，所述至少一遠程軟件可控RF分組處理器能夠?qū)τ擅總€域之內(nèi)的通信設(shè)備所產(chǎn)生的大約IGHz或者更低頻率的CATV RF上行信號波形所攜帶的上行數(shù)據(jù)進行探測，并且對所述上行數(shù)據(jù)進行數(shù)字重新封裝以及沿著所述寬帶通信路徑重新發(fā)送所述上行數(shù)據(jù)； 其中，所述至少一軟件可控開關(guān)和/或所述軟件可控RF分組處理器能夠由軟件進行遠程配置，以在特定域的基礎(chǔ)上對由大約IGHz或更低頻率的RF QAM波形所攜帶的所述上行數(shù)據(jù)和/或下行數(shù)據(jù)所使用的頻率進行分配和重分配。
13.一種用于增加混合光纖電纜(HFC)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)攜帶容量的方法，所述HFC網(wǎng)絡(luò)具有電纜頭端、至少一光導(dǎo)纖維、端接于至少一 CATV電纜上的至少一光導(dǎo)纖維節(jié)點、連接到多個分支CATV電纜上因而形成CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)的所述CATV電纜以及連接到所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)上的多個通信設(shè)備，所述方法包括: 創(chuàng)建雙向?qū)拵ㄐ怕窂?，所述雙向?qū)拵ㄐ怕窂揭源蠹sIGHz或者更高的RF頻率作為媒介，并且所述雙向?qū)拵ㄐ怕窂浇橛谒鲋辽僖还鈱?dǎo)纖維節(jié)點到多個同軸電纜域節(jié)點之間以及所述多個同軸電纜域節(jié)點之間，所述多個同軸電纜域節(jié)點沿著所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)分布； 其中，所述同軸電纜域節(jié)點為所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)中的接合點，并且使大約IGHz或者更高頻率的CATV RF信號通過，但是截取并且終止至少部分的大約IGHz或者更低頻率的CATV RF 信號； 至少部分的所述多個同軸電纜域節(jié)點還以特定本地域為基礎(chǔ)與它們自身的一組本地CATV電纜所連接的通信設(shè)備進行通信； 使用所述同軸電纜域節(jié)點以: 1:截取來自所述通信設(shè)備的本地上行CATV RF信號，所述本地上行CATV RF信號具有大約IGHz或者更低的頻率； 2:終止至少 一部分所述本地上行CATV RF信號； 3:將所述本地上行CATV RF信號或從所述本地上行CATV RF信號獲得的數(shù)據(jù)調(diào)制到大約IGHz或者更高的RF頻率；以及 4:使用所述寬帶通信路徑將所述本地上行CATV RF信號或從所述本地上行CATV RF信號獲得的數(shù)據(jù)回程傳輸?shù)剿鲋辽僖还鈱?dǎo)纖維節(jié)點處；或者 5:使用所述同軸電纜域節(jié)點以及從所述寬帶通信路徑獲得的數(shù)據(jù)，通過使用大約IGHz或者更低的下行CATV RF信號對從所述寬帶通信路徑獲得的所述數(shù)據(jù)的至少被選擇部分進行調(diào)制和發(fā)送，從而將域特定的下行數(shù)據(jù)發(fā)送到所述本地CATV電纜所連接的通信設(shè)備處， 其中，所述同軸電纜域節(jié)點通過以下步驟對所述本地上行CATV RF信號進行調(diào)制: 1:將所述大約IGHz或者更低頻率的上行CATV RF信號的至少一部分數(shù)字化； 2:將至少一部分數(shù)字化的上行CATV RF信號調(diào)制到大約IGHz或者更高的RF頻率，從而創(chuàng)建寬帶通信路徑信號；以及 其中，至少部分所述同軸電纜域節(jié)點包含能夠在特定域的基礎(chǔ)上將所述下行寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的選擇部分編碼為RF QAM波形的至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備；以及 其中，使用所述至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備來完成在所述同軸電纜域節(jié)點處將所述下行寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的至少選擇部分調(diào)制為大約IGHz或者更低頻率的下行CATV RF信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述寬帶通信路徑包括:CATV電纜，能夠使IGHz和更高的頻率通過的CATV電纜連接器和/或有源器件、以及能夠克服大約IGHz或更高RF頻率隨著CATV電纜距離所產(chǎn)生的衰減的放大器；以及 其中，當(dāng)所述同軸電纜域節(jié)點被繞過時，所述寬帶通信路徑還能夠使至少一部分介于5至865MHz的RF頻率通過。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述大約IGHz或者更低頻率的上行CATVRF信號包括選自DOCSIS、DVB、Aloha以及其它非DOCSIS信號的信號，并且其中，至少部分所述DOCSIS信號被所述同軸電纜域節(jié)點終止并且使用所述寬帶通信路徑進行回程傳輸。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述同軸電纜域節(jié)點進一步包括:能夠?qū)?shù)字編碼的寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的選擇部分編碼為大約IGHz或者更低頻率的RFQAM波形的至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備； 至少一軟件可控開關(guān)，所述至少一軟件可控開關(guān)能夠在域可尋址基礎(chǔ)上被遠程引導(dǎo)以對至少部分所述數(shù)字編碼的寬帶通信路徑數(shù)據(jù)進行選擇，并且在每個所述域之內(nèi)引導(dǎo)所述至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備在所選擇的一組頻率處將所述選擇的數(shù)字編碼的甚高頻CATV RF通信數(shù)據(jù)編碼為大約IGHz或者更低頻率的RF QAM波形；以及 至少一遠程軟件可控RF分組處理器，所述至少一遠程軟件可控RF分組處理器能夠?qū)τ擅總€域之內(nèi)的通信設(shè)備所產(chǎn)生的大約IGHz或者更低頻率的CATV RF上行信號波形所攜帶的上行數(shù)據(jù)進行探測，并且對所述上行數(shù)據(jù)進行數(shù)字重新封裝以及沿著所述寬帶通信路徑重新發(fā)送所述上行數(shù)據(jù)； 其中，所述至少一軟件可控開關(guān)和/或所述軟件可控RF分組處理器能夠由軟件進行遠程配置，以在特定域的基礎(chǔ)上對由大約IGHz或更低頻率的RF QAM波形所攜帶的所述上行數(shù)據(jù)和/或下行數(shù)據(jù)所使用的頻率進行分配和重分配。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還在所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)上的多個同軸電纜域節(jié)點處遠程引導(dǎo)所述軟件可控開關(guān)對所述數(shù)字編碼的下行寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的廣播部分進行選擇，并且在所述多個同軸電纜域節(jié)點的每一個上引導(dǎo)所述至少一 QAM調(diào)制器設(shè)備將所述廣播部分編碼為大約IGHz或者更低頻率的廣播RF QAM波形以用于所述多個同軸電纜域節(jié)點的每一個。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還在所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)上的一個或更多個選擇的同軸電纜域節(jié)點處遠程引導(dǎo)所述軟件可控開關(guān)對所述數(shù)字編碼的下行寬帶通信路徑數(shù)據(jù)的窄播部分進行選擇，并且在所述選擇的同軸電纜域節(jié)點的每一個上引導(dǎo)所述至少一QAM調(diào)制器設(shè)備將所述窄播部分編碼為大約IGHz或者更低頻率的窄播下行RF QAM波形以用于所述選擇的同軸電纜域節(jié)點的每一個； 其中，所述同軸電纜域節(jié)點在所述CATV樹和分支網(wǎng)絡(luò)中的所述接合點處截取并終止所述窄播下行RF QAM波形，從而阻止所述窄播下行RF QAM波形被傳輸?shù)剿鼋雍宵c之外。
【文檔編號】H04N21/61GK104041014SQ201380005104
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月9日
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