專利名稱：分裂器設備和分裂器適配器的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及沿傳輸路徑傳遞信息，并且更具體地，涉及一種用于分裂器 (splitter)的頻帶選擇性隔離橋(band selective isolation bridge)。
背景技術：
在許多數據分發網絡中，傳遞信息的電信號沿著跨各種距離的傳輸線并通過分裂設備進行傳播。例如，在線纜電視(CATV)網絡中，媒體內容從頭端設施朝向位于各種設施 (如家庭和企業)中的媒體設備向下游傳播。在此過程中，傳遞媒體內容的電信號沿著主干線，通過分接器，并且沿著多個分支進行傳播，所述分支最終將內容分發到相應設施處的引入線纜(drop cable)。可以是單個同軸線纜的引入線纜通常連接到具有兩個或更多出口端口的分裂設備。連接到出口端口的分發線纜將信號路由到各個房間，通常延伸到一個或多個媒體設備。分發線纜、分裂器和分發點的網絡被稱為引入系統(drop system)。典型的數據分發網絡在引入系統中向用戶的媒體設備提供許多內容選擇，所述用戶的媒體設備例如配備有機頂盒或線纜調制解調器的一個或多個電視。在CATV系統的下游帶寬上傳播的內容選擇可以包括廣播電視頻道、視頻點播服務、互聯網數據、家庭安全服務和互聯網上語音(VoIP)服務。所述內容選擇通常在與其他內容選擇的頻率范圍不同的離散頻率范圍、或頻道中傳播。下游帶寬包括范圍通常在50-1000兆赫茲(MHz)中的頻率。典型的數據分發網絡是雙向通信系統。下游帶寬將信號從頭端載送到用戶，以及上游帶寬將上游信號從用戶載送到頭端。上游帶寬可以包括與視頻點播服務相關的數據， 例如視頻請求和付費授權；互聯網上傳，例如相冊或用戶帳戶信息；安全監控；或者基于從訂戶家庭發射的信號或數據的其他服務。上游帶寬頻率典型地在749MHz的范圍內。用戶數據網絡，或者家庭網絡，可以通過傳遞CATV系統的下游和上游帶寬的相同同軸線纜耦合到線纜電視網絡。通常，用戶數據網絡是提供高清視頻和娛樂的多個流的家庭娛樂網絡。家庭聯網技術的示例包括以太網、HomePlug、HPNA和802. lln。在另一個示例中，用戶數據網絡可以利用由同軸線纜多媒體聯盟(MoCA)開發的技術標準。MoCA標準促進了利用遍及用戶駐地布線的現有同軸線纜來對個人數據進行聯網。MoCA技術為多個有線和無線產品的個人數據網絡提供主干，包括語音、數據、安全、家庭供暖/冷卻以及視頻技術。在這種布置中，來自線纜系統運營商的線纜引下線(cable drop)通過例如寬帶路由器的MoCA認證設備共享同軸線或網絡連接。MoCA認證設備(例如寬帶路由器)互連位于駐地中的其他MoCA認證部件，例如附加的機頂盒、路由器以及網關、橋、光學網絡終端、計算機、游戲系統、顯示設備、打印機、網絡附接存儲器以及家庭自動化設備，例如爐灶設置和照明控制。用戶數據網絡允許在MoCA 連接設備之間分發和共享娛樂內容。例如，在客廳中的機頂盒上記錄的高清節目可以由位于臥室中的第二機頂盒回放。并且，在攝像機-錄像機上記錄并存儲在用戶的個人計算機上的高清電影可以通過駐地內的任何機頂盒訪問并顯示。家庭網絡也可以允許在房間之間進行高清游戲。[0007]家庭網絡可利用同軸線纜上的開放頻譜帶寬來傳輸個人數據內容，例如娛樂內容。例如，線纜系統運營商可利用高達1002MHz的頻率帶寬，以及衛星系統運營商可利用1550-M50MHZ的頻率帶寬。在該示例中未使用的頻率范圍，或開放頻譜帶寬是 1002-1550MHZ。在另一個示例中，開放頻譜帶寬可高于M50MHz。在一個特定示例中，同軸線纜多媒體聯盟指定的開放頻譜，或家庭網絡帶寬是1125-1525MHZ。利用開放頻譜帶寬的家庭網絡不會干擾任何由線纜電視服務提供商或衛星服務提供商利用的帶寬。如可以理解的，使用同軸線纜的家庭網絡必須能夠通過分裂器往回傳輸信號以便適當地在房間之間傳輸內容。然而，同軸分裂器主要是定向耦合器，其被設計為隔離分裂器輸出并防止信號在各個房間或出口之間流動。在CATV系統中需要所述隔離，以降低來自其他設備的干擾并最大化從接入點到出口的功率傳輸，從而達到最佳電視接收。
發明內容如上所述，本發明要解決的技術問題是如何設計一種能夠在提供商帶寬的輸出端口之間提供高隔離并且在家庭網絡帶寬中提供極少隔離或沒有隔離的分裂器設備。根據本發明的第一方面，公開了一種分裂器設備，其在提供商帶寬中在輸出端口之間具有高隔離，并且在家庭網絡帶寬中具有極少隔離或沒有隔離。所述分裂器設備包括第一分裂器，其包括提供商內容輸入端口、第一輸出腿(leg)和第二輸出腿。提供商內容輸入端口配置為接收下游傳播第一帶寬。該分裂器設備進一步包括耦合到第一分裂器的第一輸出腿的第一傳導路徑。第一傳導路徑配置為在下游方向上朝向第一用戶端口傳播提供商帶寬。第二傳導路徑耦合到第一分裂器的第二輸出腿。第二傳導路徑配置為在下游方向上朝向第二用戶端口傳播提供商帶寬。該分裂器設備進一步包括橋電路，其操作地耦合在第一傳導路徑和第二傳導路徑之間。橋電路配置為從第一用戶端口到第二用戶端口傳播家庭網絡帶寬并將提供商帶寬與家庭網絡帶寬隔離。根據本發明的第一方面，橋電路包括第一帶通濾波器，其配置為衰減提供商帶寬并通過家庭網絡帶寬。根據本發明的第一方面，提供商帶寬由提供商組提供。根據本發明的第一方面，提供商組選自由線纜提供商、衛星提供商和電信提供商組成的組中。根據本發明的第一方面，提供商帶寬包括5到1000兆赫茲的頻率范圍。根據本發明的第一方面，家庭網絡帶寬由終端用戶提供。根據本發明的第一方面，家庭網絡帶寬選自由以太網、HomePlug、HPNA、802. Iln和 MoCA組成的組中。根據本發明的第一方面，所述分裂器設備進一步包括與橋電路并聯放置的隔離元件。根據本發明的第一方面，提供商帶寬具有75歐姆的特性阻抗，并且隔離元件是具有大約150歐姆的電阻值的電阻器。根據本發明的第一方面，所述分裂器設備進一步包括與隔離元件串聯放置的第二帶通濾波器，所述第二帶通濾波器配置為通過提供商帶寬并衰減家庭網絡帶寬。根據本發明的第一方面，所述分裂器設備進一步包括與隔離元件電串聯放置的多個第二帶通濾波器，至少一個第二帶通濾波器布置在隔離元件的每一側。根據本發明的第一方面，所述分裂器設備進一步包括操作地耦合到第二傳導路徑的第三帶通濾波器，所述第三帶通濾波器配置為通過提供商帶寬并衰減家庭網絡帶寬。根據本發明的第一方面，所述分裂器設備進一步包括操作地耦合到第二傳導路徑的第二帶通濾波器，所述第二帶通濾波器配置為通過提供商帶寬并衰減家庭網絡帶寬。根據本發明的第一方面，第二帶通濾波器進一步配置為衰減來自隔離電阻器的家庭網絡帶寬。利用本發明的分裂器設備，將提供商帶寬與家庭網絡帶寬隔離，并且在提供商帶寬的輸出端口之間存在高隔離，而在家庭網絡帶寬中存在極少隔離或者沒有隔離。根據本發明的第二方面，一種分裂器設備包括第一分裂器，其包括耦合到提供商內容輸入端口的輸入腿、第一輸出腿和第二輸出腿。提供商內容輸入端口配置為接收下游傳播提供商帶寬。該分裂器設備進一步包括耦合到第一分裂器的第一輸出腿的第一傳導路徑和耦合到第一分裂器的第二輸出腿的第二傳導路徑。該分裂器設備進一步包括第二分裂器，其具有耦合到第一用戶端口的輸入腿、耦合到該第一傳導路徑的第一輸出腿、和第二輸出腿。該分裂器設備進一步包括第三分裂器，其具有耦合到第二用戶端口的輸入腿、耦合到該第二傳導路徑的第一輸出腿、和第二輸出腿。該分裂器設備進一步包括橋電路，其操作地耦合到第二分裂器的第二輸出腿和第三分裂器的第二輸出腿。橋電路配置為從第一用戶端口到第二用戶端口傳播家庭網絡帶寬并將提供商帶寬與家庭網絡帶寬隔離。根據本發明的第二方面，橋電路包括第一帶通濾波器和第一接地路徑元件，所述第一接地路徑元件操作地耦合在第二分裂器的第二輸出腿和第一帶通濾波器之間。根據本發明的第二方面，第一帶通濾波器是高通濾波器。根據本發明的第二方面，所述分裂器設備進一步包括第二接地路徑元件，其操作地耦合在第三分裂器的第二輸出腿和第一帶通濾波器之間。根據本發明的第二方面，第一接地路徑元件包括與端接電阻器串聯放置的第二帶通濾波器。根據本發明的第二方面，第二帶通濾波器配置為通過提供商帶寬并衰減家庭網絡帶寬。根據本發明的第二方面，第二帶通濾波器是低通濾波器。根據本發明的第二方面，提供商帶寬具有75歐姆的特性阻抗，以及端接電阻器具有大約75歐姆的電阻值。根據本發明的第二方面，提供商帶寬由提供商組提供，該提供商組選自由線纜提供商、衛星提供商和電信提供商組成的組中。根據本發明的第二方面，提供商帶寬包括5兆赫茲到1002兆赫茲的頻率范圍。根據本發明的第二方面，家庭網絡帶寬由終端用戶提供，并且選自由以太網、 HomePlug、HPNA、802. Iln 和 MoCA 組成的組中。根據本發明的第三方面，公開了一種分裂器適配器。該分裂器適配器包括配置為接收提供商帶寬的第一提供商內容輸入端口，以及配置為接收提供商帶寬的第二提供商內容輸入端口。該分裂器適配器進一步包括第一分裂器，其具有耦合到第一用戶端口的輸入腿、耦合到第一提供商內容輸入端口的第一輸出腿、和第二輸出腿。該分裂器適配器進一步包括第二分裂器，其具有耦合到第二用戶端口的輸入腿、耦合到第二提供商內容輸入端口的第一輸出腿、和第二輸出腿。該分裂器適配器進一步包括具有輸入和輸出的橋電路。橋電路的輸入操作地耦合到第一分裂器的第二輸出腿，以及橋電路的輸出操作地耦合到第二分裂器的第二輸出腿。橋電路配置為衰減提供商帶寬并將家庭網絡帶寬從第一用戶端口傳遞到第二用戶端口。根據本發明的第三方面，橋電路包括第一帶通濾波器，第一接地路徑元件和第二接地路徑元件，所述第一接地路徑元件操作地耦合在第一分裂器的第二輸出腿和第一帶通濾波器的輸入之間，所述第二接地路徑元件耦合在第二分裂器的第二輸出腿和第一帶通濾波器的輸出之間。根據本發明的第三方面，第一帶通濾波器是高通濾波器。根據本發明的第三方面，所述高通濾波器衰減頻率范圍在5到1000兆赫茲中的提供商帶寬。根據本發明的第三方面，第一接地路徑元件包括與端接電阻器串聯放置的第二帶通濾波器。根據本發明的第三方面，第二帶通濾波器是低通濾波器。根據本發明的第三方面，低通濾波器通過頻率范圍在5到1000兆赫茲中的提供商帶寬。
為進一步理解本發明，參考下面將結合附圖閱讀的本發明的詳細描述，在附圖中圖1示意性地示出現有技術的分裂器設備；圖2示意性地示出依據本發明的分裂器設備的一個實施例；圖3示意性地示出依據本發明的分裂器設備的第二實施例；圖4示意性地示出依據本發明的分裂器設備的第三實施例；圖5示意性地示出依據本發明的分裂器設備的第四實施例；圖6示意性地示出依據本發明的分裂器設備的第五實施例；圖7示意性地示出依據本發明的分裂器設備的第六實施例；圖8是圖7中示出的分裂器設備的實施例的電示意圖；圖9是作為頻率的函數的依據本發明的一個實施例的分裂器設備的插入損耗的圖示；圖10是圖9中的分裂器設備的插入損耗的另一圖示；圖11是作為頻率的函數的依據本發明的一個實施例的分裂器設備的回程損耗的圖示；圖12是圖11中的分裂器設備的回程損耗的另一圖示；圖13是作為頻率的函數的依據本發明的一個實施例的分裂器設備的端口之間的隔離的圖示；以及圖14示意性地示出依據本發明的分裂器設備的第七實施例。
具體實施方式
分裂器在分發系統中被用于將輸入信號分成兩個或更多輸出信號。參考圖1，典型的分裂器2包括輸入端口 4和兩個或更多輸出端口 6。例如，CATV系統提供的下游帶寬通過輸入端口 4傳播并從每個相應的輸出端口 6離開。分裂器具有確定設備性能的兩個重要特性通過損耗(through-loss)和隔離。通過損耗是信號在其從輸入傳到輸出時接收的衰減量。隔離指的是防止信號出現在電路中不希望其出現的節點處的能力。圖1中示出的兩端口威爾金森(Wilkinson)分裂器2在分裂器的每個輸出腿上利用四分之一波長變壓器 8a、8b。每個輸出之間的隔離通過隔離元件10(例如電阻器)提供。為提供最優隔離，電阻器的電阻值等于輸入信號的特性阻抗的兩倍。因此，對于具有75歐姆特性阻抗的CATV系統，典型的兩端口 Wilkinson分裂器2將利用電阻值為150歐姆的隔離電阻器10，從而從輸入端口 4到每個輸出端口 6a、6b產生大約3. 5dB的通過損耗以及在輸出端口 6a和6b之間產生大約20dB的隔離。雖然典型的Wilkinson分裂器在許多CATV系統中提供了足夠的性能和隔離，其也有一些缺陷。當家庭網絡通過存在于結構或家庭駐地內的相同同軸線纜耦合到CATV網絡時，遇到一個這樣的問題。利用同軸線纜的家庭網絡必須能夠通過分裂器往回傳輸信號以在房間之間適當地傳輸數據內容。參考圖2，分裂器設備100包括耦合到分裂器104的提供商內容輸入端口 102。在公開的實施例中，提供商內容輸入端口 102是標準母同軸端口，所述母同軸端口配置為接收下游傳播提供商帶寬106，其可以是例如CATV系統。示例CATV系統在50_1，000MHz范圍載送下游帶寬，并且還在7-49MHZ范圍載送上游帶寬，在圖2中以指向兩個方向的箭頭示
出ο分裂器104(其可以是簡單電路)將輸入腿108分為第一輸出腿110和第二輸出腿112。在一個示例中，分裂器104可包括分裂器變壓器114，其包括在每個輸出腿上的繞組11 和114b。在另一個示例中，變壓器114可以包括在每個輸出腿上的以集成電路微帶線為形式的四分之一波長傳輸線。第一輸出腿110通過第一傳導路徑118耦合到第一用戶端口 116。類似地，第二輸出腿112通過第二傳導路徑122耦合到第二用戶端口 120。第一用戶端口 116和第二用戶端口 120可以被配置[用于機頂盒等]。分裂器設備100適于從任何端口到其他任何端口自由地傳輸家庭網絡帶寬IM上的數據。例如，家庭網絡帶寬124上的數據可以從第一用戶端口 116傳輸到第二用戶端口 120，或者從第一用戶端口 116傳輸到輸入端口 102。進一步，家庭網絡帶寬IM上的數據可以從第二用戶端口 120傳輸到第一用戶端口 116，或者從第二用戶端口 120傳輸到輸入端口 102。在另一個示例中，例如當存在多個分裂器并且一個的輸出是另一個的輸入時，家庭網絡帶寬IM上的數據可以從輸入端口 102傳輸到第一用戶端口 116或第二用戶端口 120 的任一個。所述數據可包括例如語音傳輸、安全、家庭供暖/冷卻命令以及高清視頻技術。 家庭網絡帶寬124占用開放頻譜帶寬，即在提供商帶寬106以外的頻率范圍中的帶寬。參考上面的示例CATV系統，家庭網絡帶寬IM可以載送1125-1525MHZ范圍內的信號。用于分裂器設備100的頻帶選擇性隔離通過操作地耦合在第一傳導路徑118和第二傳導路徑122之間的頻帶選擇性隔離橋電路1 提供。以此方式，從第一用戶端口 116 到第二用戶端口 120隔離提供商帶寬106。在一個實施例中，橋電路1 包括高通濾波器128。高通濾波器1 配置為衰減CATV帶寬106并通過家庭網絡帶寬124。例如，高通濾波器1 可以阻擋或衰減低于1000MHz的頻率，而通過1125MHz以上的頻率。分裂器設備100 在CATV帶寬中在第一用戶端口 116和第二用戶端口 120之間提供足夠隔離，同時在家庭網絡帶寬124中允許信號從第一用戶端口 116傳輸到第二用戶端口 120。橋電路1 可進一步包括附加的隔離元件130，例如與橋電路1 并聯放置的電阻器。當載送提供商帶寬106 時，隔離元件130提供第一傳導路徑118和第二傳導路徑122之間的隔離。在操作中，在提供商帶寬106中傳輸的信號通過輸入端口 102進入分裂器設備100 并沿著第一傳導路徑118或第二傳導路徑122傳播。沿第一傳導路徑118傳播的信號穿過節點132到達第一用戶端口 116。沿節點132的替換分支傳播的信號被高通濾波器1 衰減。沿第二傳導路徑122傳播的信號穿過節點134到達第二用戶端口 120。沿節點134的替換分支傳播的信號被高通濾波器1 衰減。在提供商帶寬頻率范圍中在第一傳導路徑 118和第二傳導路徑122之間的隔離可以進一步由隔離元件130提供。在一個示例中，在家庭網絡帶寬124中的信號通過第一用戶端口 116進入分裂器設備100并沿著第一傳導路徑118傳播到節點132。在朝向提供商內容輸入端口 102的分支上傳播的信號最終被衰減，如下面闡述的。沿節點132的另一分支傳播的信號穿過高通濾波器128向節點134傳播并從第二用戶端口 120輸出。為了防止家庭網絡帶寬IM將私有內容傳輸出提供商內容輸入端口 102并向上游傳輸到頭端網絡，可以在輸入端口 102和用戶分接器之間的接入點處放置低通濾波器(未示出)。該低通濾波器配置為在通過提供商帶寬106的同時衰減家庭網絡帶寬124。在另一個實施例中，低通濾波器(未示出)可以集成到輸入端口 102中并可以被選擇性地激活。例如，包含低通濾波器的旁路腿可通過開關控制。該開關可以是手動的、遠程的或者是具有檢測特征的自動開關。開關可用于衰減家庭網絡帶寬124以避免其向上游傳輸(例如，從輸入端口輸出)。當本發明的多個分裂器設備位于整個家庭中，但僅需要其中一個來阻擋家庭網絡帶寬時，該實施例是有用的。位于接入點處的分裂器設備是一個示例。參考圖3，其中相似的標號指示圖2中的相似元件，分裂器設備200的另一個實施例包括耦合到分裂器204的提供商內容輸入端口 202。分裂器204將輸入腿208分為第一輸出腿210和第二輸出腿212。每個輸出腿可以包括第一和第二變壓器繞組21 和214b。 第一輸出腿210通過第一傳導路徑218耦合到第一用戶端口 216。類似地，第二輸出腿212 通過第二傳導路徑222耦合到第二用戶端口 220。用于分裂器設備200的頻帶選擇性隔離通過操作地耦合在第一傳導路徑218和第二傳導路徑222之間的頻帶選擇性隔離橋電路2 提供。在示出的實施例中，橋電路2 包括高通濾波器228，其配置為衰減CATV帶寬206并通過家庭網絡帶寬224。頻帶選擇性隔離橋電路2 進一步包括附加隔離元件230，例如與橋電路1 并聯放置的電阻器。與圖2中示出的分裂器設備100相反，圖3中描繪的橋電路2 進一步包括低通濾波器236，其操作地耦合到第二傳導路徑222。在示出的實施例中，低通濾波器236放置于分裂器204的第二輸出腿212和其中隔離元件230與第二傳導路徑222結合的結或節點 238之間。低通濾波器236配置為通過提供商帶寬206并衰減家庭網絡帶寬224。 在操作中，在提供商帶寬206中傳輸的信號通過輸入端口 202進入分裂器設備200并沿著第一傳導路徑218或第二傳導路徑222傳播。沿第一傳導路徑218傳播的信號穿過節點232到達第一用戶端口 216。沿節點232的替換分支傳播的信號被高通濾波器2 衰減。沿第二傳導路徑222傳播的信號穿過低通濾波器236和節點234到達第二用戶端口 220。沿節點234的替換分支傳播的信號被高通濾波器2 衰減。在提供商帶寬頻率范圍中在第一傳導路徑218和第二傳導路徑222之間的隔離可以進一步由隔離元件230提供。在一個示例中，在家庭網絡帶寬2 中的信號通過第一用戶端口 216進入分裂器設備200并沿著第一傳導路徑218傳播到節點232。在朝向提供商內容輸入端口 202的分支上傳播的信號最終被衰減，如上面闡述的。沿節點232的另一分支傳播的信號穿過高通濾波器228向節點234傳播并從第二用戶端口 220輸出。沿節點234的另一分支傳播的信號被低通濾波器236衰減。參考圖4，其中相似的標號指示圖2和3中的相似元件，分裂器設備300的另一個實施例包括耦合到分裂器304的提供商內容輸入端口 302。分裂器304將輸入腿308分為第一輸出腿310和第二輸出腿312。每個輸出腿可以包括第一和第二變壓器繞組31 和 314b。第一輸出腿310通過第一傳導路徑318耦合到第一用戶端口 316。類似地，第二輸出腿312通過第二傳導路徑322耦合到第二用戶端口 320。用于分裂器設備300的頻帶選擇性隔離通過操作地耦合在第一傳導路徑318和第二傳導路徑322之間的頻帶選擇性隔離橋電路3 提供。在示出的實施例中，橋電路3 包括高通濾波器328，其配置為衰減CATV帶寬306并通過家庭網絡帶寬324。頻帶選擇性隔離橋電路3 進一步包括附加隔離元件330，例如與橋電路3 并聯放置的電阻器。與圖3中示出的分裂器設備200相反，圖3中描繪的橋電路3 進一步包括低通濾波器336，其操作地耦合到隔離元件330和高通濾波器3 之間的第二傳導路徑322。在操作中，在提供商帶寬306中傳輸的信號通過輸入端口 302進入分裂器設備300 并沿著第一傳導路徑318或第二傳導路徑322傳播。沿第一傳導路徑318傳播的信號穿過節點332到達第一用戶端口 316。沿節點332的替換分支傳播的信號被高通濾波器3 衰減。沿第二傳導路徑322傳播的信號穿過低通濾波器336和節點334到達第二用戶端口 320。沿節點334的替換分支傳播的信號被高通濾波器3 衰減。在一個示例中，在家庭網絡帶寬324中的信號通過第一用戶端口 316進入分裂器設備300并沿著第一傳導路徑318傳播到節點332。在朝向提供商內容輸入端口 302的分支上傳播的信號最終被衰減，如上闡述的。沿節點332的另一分支傳播的信號穿過高通濾波器3 朝向節點334傳播并從第二用戶端口 320輸出。沿節點334的另一分支傳播的信號由低通濾波器336衰減。在本實施例中，頻帶選擇性隔離通過將第二傳導路徑322和隔離元件330 二者與家庭網絡帶寬324阻隔開來提供。參考圖5，其中相似的標號指示圖4中的相似元件，分裂器設備400的另一個實施例包括耦合到分裂器404的提供商內容輸入端口 402。分裂器404將輸入腿408分為第一輸出腿410和第二輸出腿412。每個輸出腿可以包括第一和第二變壓器繞組41 和414b。 第一輸出腿410通過第一傳導路徑418耦合到第一用戶端口 416。類似地，第二輸出腿412 通過第二傳導路徑422耦合到第二用戶端口 420。用于分裂器設備400的頻帶選擇性隔離通過操作地耦合在第一傳導路徑418和第二傳導路徑422之間的頻帶選擇性隔離橋電路4 提供。在示出的實施例中，橋電路4 包括高通濾波器428，其配置為衰減CATV帶寬406并通過家庭網絡帶寬424。頻帶選擇性隔離橋電路4 進一步包括附加隔離元件430(例如電阻器)以及與橋電路426并聯放置的低通濾波器436。在操作中，在提供商帶寬406中傳輸的信號通過輸入端口 402進入分裂器設備400 并沿著第一傳導路徑418或第二傳導路徑422傳播。沿第一傳導路徑418傳播的信號穿過節點432到達第一用戶端口 416。沿節點432的替換分支傳播的信號被高通濾波器4 衰減。沿第二傳導路徑422傳播的信號穿過節點440和節點434到達第二用戶端口 420。沿節點434的替換分支傳播的信號被高通濾波器4 衰減。在一個示例中，在家庭網絡帶寬424中的信號通過第一用戶端口 416進入分裂器設備400并沿著第一傳導路徑418傳播到節點432。在朝向提供商內容輸入端口 402的分支上傳播的信號最終被衰減，如上闡述的。沿節點432的另一分支傳播的信號穿過高通濾波器4 朝向節點434傳播并從第二用戶端口 420輸出。沿節點434的另一分支傳播的信號沿著第二傳導路徑422傳播到第三節點440，并由低通濾波器436或置于輸入端口 402和用戶分接器之間的低通濾波器衰減。在另一個示例中，可以組合上述的橋電路的實施例。例如，圖3中示出的低通濾波器236的位置可以與圖5中示出的低通濾波器436的位置組合。以此方式，提供了兩個低通濾波器，并且家庭網絡帶寬將在第二傳導路徑和包含隔離元件的腿上被衰減。參考圖6，分裂器設備500的另一個實施例包括橋電路526，其利用組件對稱以確保相等的電路性能，而不管家庭網絡帶寬是從第一用戶端口 516還是從第二用戶端口 520 進入分裂器設備。在一個示例中，圖5示出的電路修改為包括第二低通濾波器536b，其與第一低通濾波器536a相對地沿著包含隔離元件530的腿對稱放置。在操作中，從端口 516或端口 520進入的家庭網絡帶寬5 在到達隔離元件530之前將被衰減。雖然在許多應用中上面描述的分裂器設備是足夠的，但在端口處可能存在非平坦插入損耗和不良回程損耗。為了緩解這些潛在的問題，在圖7中示出本發明的分裂器設備 600的另一實施例，其中相似的標號指示相似元件。分裂器設備600包括耦合到第一分裂器604的提供商內容輸入端口 602。第一分裂器604將輸入腿608分為第一輸出腿610和第二輸出腿612。每個輸出腿可以包括第一和第二變壓器繞組61 和614b。第一輸出腿 610通過第一傳導路徑618耦合到第一用戶端口 616。第一用戶端口 616包括第二分裂器 642。第二分裂器642的輸入腿644將通過第一用戶端口 616進入的家庭網絡帶寬6 分為第一輸出腿646和第二輸出腿648。第二分裂器642的第一輸出腿646耦合到第一傳導路徑618，且第二輸出腿648耦合到橋電路626，如下所述。第一分裂器604的第二輸出腿612通過第二傳導路徑622耦合到第二用戶端口 620。第二用戶端口 620包括具有輸入腿652和兩個輸出腿654、656的第三分裂器650。第一輸出腿6M耦合到第二傳導路徑622，且第二輸出腿656耦合到橋電路626。橋電路6 包括高通濾波器628，其操作地耦合到第二分裂器642的第二輸出腿 648和第三分裂器650的第二輸出腿656。橋電路6 進一步包括在節點660處耦合到第二分裂器642的第二輸出腿648的第一接地路徑元件658。在公開的實施例中，第一接地路徑元件658將提供商帶寬606引導到地并防止從高通濾波器6 到提供商帶寬606的反射。第一接地路徑元件658包括低通濾波器636a和端接電阻器66加。低通濾波器636a配置為通過提供商帶寬606并衰減家庭網絡帶寬624。端接電阻器662可配置為匹配線負載的阻抗以防止由于阻抗不匹配導致的反射。在示出的示例中，線負載是75歐姆，以及端接電阻器662也是75歐姆。橋電路6 進一步包括第二接地路徑元件664，其在節點666處耦合到第三分裂器650的第二輸出腿656。在示出的示例中，第二接地路徑元件664包括低通濾波器63 和端接電阻器66沘。第二接地路徑元件664與第一接地路徑元件658對稱。橋電路6 可以進一步包括隔離元件630，例如與橋電路6 并聯放置的電阻器。 在載送提供商帶寬606時隔離元件630提供第一傳導路徑618和第二傳導路徑622之間的隔1 °在操作中，在提供商帶寬606中傳輸的信號通過輸入端口 602進入分裂器設備600 并沿著第一傳導路徑618或第二傳導路徑622傳播。沿第一傳導路徑618傳播的信號通過第一輸出腿646進入第二分裂器642并離開第一用戶端口 616。如果任何提供商帶寬606 沿第二輸出腿648傳播，則其在高通濾波器6 處被衰減或通過第一接地路徑元件658被路由到地。類似地，沿第二傳導路徑622傳播的信號通過第一輸出腿6M進入第三分裂器 650并離開第二用戶端口 620。如果任何提供商帶寬606沿第二輸出腿656傳播，則其在高通濾波器6 處被衰減或通過第一接地路徑元件664被路由到地。向上游傳播的提供商帶寬606 (例如在7-49MHZ頻率范圍中的上游帶寬)可以在第一用戶端口 616處進入第二分裂器642并沿第一輸出腿646傳輸并且在提供商內容輸入端口 602輸出。沿第二輸出腿648傳播的上游帶寬在高通濾波器擬8處被衰減或通過第一接地路徑元件658被路由到地。在一個示例中，家庭網絡帶寬624中的信號通過第二分裂器642在第一用戶端口 616處進入分裂器設備600并通過高通濾波器628，通過第三分裂器650的第二輸出腿656 傳播，并在第二用戶端口 620輸出。沿第二分裂器642的第一輸出腿646傳播，或沿第三分裂器650的第一輸出腿6M傳播的家庭網絡帶寬6M中的信號，從提供商內容輸入端口 602 輸出，并被置于輸入端口和用戶分接器之間的低通濾波器(未示出)衰減。參考圖8，示出用于分裂器設備600的橋電路626的一種可能拓撲。低通濾波器 636a是混合并聯LC裝置，其中電感器L9和Ll以及電容器Cl和C3增大了( 一個或多個) 低通濾波器和高通濾波器6 之間的隔離。L2/C4、L3/C6、L4/C8以及電容器C5、C7和C9 一起形成橢圓濾波器。其他濾波器設計(例如Butterworth或Chebyshev)同樣可操作，但可能需要附加組件來實現。低通濾波器636b與濾波器636a對稱。S卩，電感器LlO和Lll 以及電容器C2和C18增大了(一個或多個)低通濾波器和高通濾波器6 之間的隔離，而 L12/C19、L13/C21、L14/C23以及電容器C20、C22和CM—起形成橢圓濾波器。高通濾波器 628 包括電容器 C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16 和 C17 以及電感器 L5、L6、L7 和 L8 以形成濾波器路徑，該濾波器路徑通過家庭網絡帶寬的頻率范圍(例如1125MHz到1525MHz) 中的信號。電容器C10、C12、C14和C16在輸入路徑和輸出路徑之間串聯連接。L5/C11、L6/ C13、L7/C15、和L8/C17的串聯連接分別將ClO和C12之間的節點、C12和C14之間的節點、 C14和C16之間的節點以及C16和節點666之間的節點接地。該濾波器是可操作的實施例， 但其他濾波器設計也可與本發明一起使用。圖8的示意圖在任一方向大致是對稱的，不過單獨的組件值無需是對稱的。對稱
13對本發明不是必需的，但具有如下優點在輸入端口和輸出端口處的對稱回程損耗是頻率的函數。圖8的實施例設計為最小化插入損耗并在傳輸感興趣信號的所有頻率區域內保持幅度大于25dB的回程損耗。在頻率響應的過渡部分中的回程損耗(其中不包含信息) 可能不是重要的。圖9描繪出作為頻率的函數的從提供商內容輸入端口 602到第一用戶端口 616的插入損耗。插入損耗小于7dB。類似地，圖10描繪出從提供商內容輸入端口 602 到第二用戶端口 620的插入損耗，并且插入損耗小于7dB。圖11描繪出作為頻率的函數的在第一用戶端口 616處的回程損耗。對于提供商帶寬606(例如5至Ij 1000. 5MHz)和家庭網絡帶寬624 (例如，大于1125MHz的頻率)，回程損耗大于25dB。類似地，圖12描繪出在第二用戶端口 620處的回程損耗。對于提供商帶寬 606和家庭網絡帶寬624，回程損耗大于25dB。圖13描繪出作為頻率的函數的從第一用戶端口 616到第二用戶端口 620的插入損耗，以示出兩個端口間的隔離。提供商帶寬606中的隔離很高；在1000. 5MHz以下大于 35dB。相反地，在家庭網絡帶寬624(例如1125到1525MHz)中的隔離相當低；小于大約 7dB。參考圖14，在另一個實施例中，本發明的橋電路7 可用作分裂器適配器768。在一個示例中，分裂器適配器768包括兩個提供商內容輸入端口 702a、702b以與標準同軸線纜分裂器設備(未示出)的輸出匹配。分裂器適配器768分別包括第一和第二用戶端口 716和720。第一用戶端口 716包括第一分裂器742，以及第二用戶端口 720包括第二分裂器750，如在圖7中示出的實施例中描述的。第一分裂器742包括耦合到第一用戶端口 716 的輸入腿744，和兩個輸出腿746、748。第一輸出腿746耦合到提供商內容輸入端口 702a， 以及第二輸出腿748耦合到橋電路726的輸入。第二分裂器750包括耦合到第二用戶端口 720的輸入腿744、和兩個輸出腿754、 756。第一輸出腿7M耦合到提供商內容輸入端口 702b，以及第二輸出腿756耦合到橋電路 726的輸出。橋電路7 可以如參考圖7和8所述地進行布置。受益于在前述說明書和相關附圖中給出的教導的本發明所屬領域的技術人員能夠想到這里闡述的發明的各種修改和其他實施例。因此，要理解本發明不限于公開的特定實施例，并且修改和其他實施例意欲包含在所附權利要求的范疇中。例如，雖然上述說明書中公開的是兩路分裂器，但是在本發明的范疇內也設想四路或八路分裂器。雖然這里利用了特定術語，但是它們僅在一般和描述性的意義上使用，而不是用于限制的目的。
權利要求1.一種分裂器設備，特征在于所述分裂器設備包括第一分裂器，其包括提供商內容輸入端口、第一輸出腿和第二輸出腿，該提供商內容輸入端口配置為接收下游傳播第一帶寬；第一傳導路徑，其耦合到第一分裂器的第一輸出腿，所述第一傳導路徑配置為在下游方向上朝向第一用戶端口傳播提供商帶寬；第二傳導路徑，其耦合到第一分裂器的第二輸出腿，所述第二傳導路徑配置為在所述下游方向上朝向第二用戶端口傳播提供商帶寬；以及橋電路，其操作地耦合在第一傳導路徑和第二傳導路徑之間，所述橋電路配置為從第一用戶端口到第二用戶端口傳播家庭網絡帶寬，并從第一用戶端口到第二用戶端口隔離提供商帶寬。
2.如權利要求1所述的分裂器設備，其中橋電路包括第一帶通濾波器，其配置為衰減提供商帶寬并通過家庭網絡帶寬。
3.如權利要求1所述的分裂器設備，其中提供商帶寬由提供商組提供。
4.如權利要求3所述的分裂器設備，其中提供商組選自由線纜提供商、衛星提供商和電信提供商組成的組中。
5.如權利要求4所述的分裂器設備，其中提供商帶寬包括5到1000兆赫茲的頻率范圍。
6.如權利要求1所述的分裂器設備，其中家庭網絡帶寬由終端用戶提供。
7.如權利要求6所述的分裂器設備，其中家庭網絡帶寬選自由以太網、HomePlug、 HPNA、802. Iln和MoCA組成的組中。
8.如權利要求2所述的分裂器設備，進一步包括與橋電路并聯放置的隔離元件。
9.如權利要求8所述的分裂器設備，其中提供商帶寬具有75歐姆的特性阻抗，并且隔離元件是具有大約150歐姆的電阻值的電阻器。
10.如權利要求8所述的分裂器設備，進一步包括與隔離元件串聯放置的第二帶通濾波器，所述第二帶通濾波器配置為通過提供商帶寬并衰減家庭網絡帶寬。
11.如權利要求10所述的分裂器設備，進一步包括與隔離元件電串聯放置的多個第二帶通濾波器，至少一個第二帶通濾波器布置在隔離元件的每一側。
12.如權利要求10所述的分裂器設備，進一步包括操作地耦合到第二傳導路徑的第三帶通濾波器，所述第三帶通濾波器配置為通過提供商帶寬并衰減家庭網絡帶寬。
13.如權利要求2所述的分裂器設備，進一步包括操作地耦合到第二傳導路徑的第二帶通濾波器，所述第二帶通濾波器配置為通過提供商帶寬并衰減家庭網絡帶寬。
14.如權利要求13所述的分裂器設備，其中第二帶通濾波器進一步配置為衰減來自隔離電阻器的家庭網絡帶寬。
15.一種分裂器設備，特征在于所述分裂器設備包括第一分裂器，其包括耦合到提供商內容輸入端口的輸入腿、第一輸出腿和第二輸出腿， 所述提供商內容輸入端口配置為接收下游傳播提供商帶寬；第一傳導路徑，其耦合到所述第一分裂器的第一輸出腿；第二傳導路徑，其耦合到所述第一分裂器的第二輸出腿；第二分裂器，其具有耦合到第一用戶端口的輸入腿，耦合到所述第一傳導路徑的第一輸出腿、和第二輸出腿；第三分裂器，其具有耦合到第二用戶端口的輸入腿，耦合到所述第二傳導路徑的第一輸出腿、和第二輸出腿；以及橋電路，其操作地耦合到所述第二分裂器的第二輸出腿和所述第三分裂器的第二輸出腿，所述橋電路配置為從第一用戶端口到第二用戶端口傳播家庭網絡帶寬，并從第一用戶端口到第二用戶端口隔離提供商帶寬。
16.如權利要求15所述的分裂器設備，其中橋電路包括第一帶通濾波器和第一接地路徑元件，所述第一接地路徑元件操作地耦合在第二分裂器的第二輸出腿和第一帶通濾波器之間。
17.如權利要求16所述的分裂器設備，其中第一帶通濾波器是高通濾波器。
18.如權利要求16所述的分裂器設備，進一步包括第二接地路徑元件，其操作地耦合在第三分裂器的第二輸出腿和第一帶通濾波器之間。
19.如權利要求16所述的分裂器設備，其中第一接地路徑元件包括與端接電阻器串聯放置的第二帶通濾波器。
20.如權利要求19所述的分裂器設備，其中第二帶通濾波器配置為通過提供商帶寬并衰減家庭網絡帶寬。
21.如權利要求20所述的分裂器設備，其中第二帶通濾波器是低通濾波器。
22.如權利要求19所述的分裂器設備，其中提供商帶寬具有75歐姆的特性阻抗，以及端接電阻器具有大約75歐姆的電阻值。
23.如權利要求15所述的分裂器設備，其中提供商帶寬由提供商組提供，該提供商組選自由線纜提供商、衛星提供商和電信提供商組成的組中。
24.如權利要求15所述的分裂器設備，其中提供商帶寬包括5兆赫茲到1002兆赫茲的頻率范圍。
25.如權利要求15所述的分裂器設備，其中家庭網絡帶寬由終端用戶提供，并且選自由以太網、HomePlug、HPNA、802. Iln和MoCA組成的組中。
26.一種分裂器適配器，特征在于所述分裂器適配器包括第一提供商內容輸入端口，其配置為接收提供商帶寬；第二提供商內容輸入端口，其配置為接收所述提供商帶寬；第一分裂器，其具有耦合到第一用戶端口的輸入腿、耦合到第一提供商內容輸入端口的第一輸出腿、和第二輸出腿；第二分裂器，其具有耦合到第二用戶端口的輸入腿、耦合到第二提供商內容輸入端口的第一輸出腿、和第二輸出腿；以及橋電路，其具有輸入和輸出，所述橋電路的輸入操作地耦合到第一分裂器的第二輸出腿，所述橋電路的輸出操作地耦合到第二分裂器的第二輸出腿，所述橋電路配置為從第一用戶端口到第二用戶端口衰減提供商帶寬并通過家庭網絡帶寬。
27.如權利要求沈所述的分裂器適配器，其中橋電路包括第一帶通濾波器，第一接地路徑元件和第二接地路徑元件，所述第一接地路徑元件操作地耦合在第一分裂器的第二輸出腿和第一帶通濾波器的輸入之間，所述第二接地路徑元件耦合在第二分裂器的第二輸出腿和第一帶通濾波器的輸出之間。
28.如權利要求27所述的分裂器適配器，其中第一帶通濾波器是高通濾波器。
29.如權利要求觀所述的分裂器適配器，其中所述高通濾波器衰減頻率范圍在5到 1000兆赫茲中的提供商帶寬。
30.如權利要求27所述的分裂器適配器，其中第一接地路徑元件包括與端接電阻器串聯放置的第二帶通濾波器。
31.如權利要求30所述的分裂器適配器，其中第二帶通濾波器是低通濾波器。
32.如權利要求31所述的分裂器適配器，其中低通濾波器通過頻率范圍在5到1000兆赫茲中的提供商帶寬。
專利摘要本實用新型涉及用于分裂器的頻帶選擇性隔離橋。分裂器設備包括第一分裂器，其包括耦合到提供商內容輸入端口的輸入腿、第一和第二輸出腿。內容輸入端口用于接收下游傳播提供商帶寬。分裂器設備還包括耦合到第一分裂器的第一輸出腿的第一傳導路徑和耦合到第一分裂器的第二輸出腿的第二傳導路徑。分裂器設備還包括第二分裂器，其具有耦合到第一家庭網絡帶寬的輸入腿、耦合到第一傳導路徑的第一輸出腿、和第二輸出腿；第三分裂器，其具有耦合到第二家庭網絡帶寬的輸入腿、耦合到第二傳導路徑的第一輸出腿和第二輸出腿；以及耦合在第一和第二傳導路徑間的橋電路，用于從第一用戶端口到第二用戶端口傳播家庭網絡帶寬并將提供商帶寬與家庭網絡帶寬隔離。
文檔編號H04L12/28GK202111725SQ201120096829
公開日2012年1月11日 申請日期2011年1月26日 優先權日2010年1月26日
發明者E·阿爾肯, R·帕林卡斯 申請人:約翰·梅扎林瓜聯合有限公司