ESCALAMIENTO DE CAPACIDAD Y REDISTRIBUCION DE ELEMENTOS FUNCIONALES DENTRO DE UN SISTEMA DE ACCESO A INTERNET POR CABLE COAXIAL EN UN EDIFICIO
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La demanda de acceso a Internet a alta velocidad (HSIA) está impulsando la industria de las telecomunicaciones como lo han hecho pocas fuerzas en el pasado. Aunque la industria de cable y teléfono establecen la posición de sus redes para el futuro, la tecnología siempre cambiante anteriormente ha hecho costoso y riesgoso invertir en nuevos sistemas de suministro. La mayoría de los enfoques actuales para suministrar servicios de Internet en MDUs ("unidades de residencia múltiples") utiliza cableado telefónico en configuraciones de "datos por arriba de la voz" . Tales enfoques por lo regular requieren una identificación y desconexión selectivas de cada par de teléfonos y la inserción de una función de m dem en el extremo central del bucle telefónico. Esa instalación intrusiva es costosa y consume tiempo. Se requiere un segundo módem en el extremo de usuario del par de teléfonos para conectar a la PC ("computadora personal") o red doméstica. Puesto que el cableado telefónico de la MDU generalmente tiene un rendimiento de diafonía entre un par peor que el del cableado REF: 144928 exterior y adolece de interferencia por ingreso eléctrico considerable, es poco común insertar los datos en el bucle telefónico dentro del edificio para asegurar un rendimiento adecuado. La pérdida de alta frecuencia de bucles de teléfono más largos entre la oficina central y el DU limita considerablemente la velocidad de transmisión en dos sentidos potencial para bucles de teléfono más largos. El uso de transmisión de datos inalámbrica de bajo costo funciona bien donde las distancias son cortas y el espectro es abundante. Sin embargo, para MDUs densamente pobladas, éste por lo regular no es el caso. EL ACTUAL AMBIENTE DE CABLE El servicio de Internet por módem de cable ha penetrado ahora bien en un millón de residencias y se ha vuelto extremadamente común debido a su velocidad excepcional. Sin embargo, la introducción de servicio de módem por cable en MDUs es problemático debido a la topología compleja e irregular del cableado coaxial de televisión y a que se comparte el ancho de banda corriente arriba disponible limitado. Además, los puntos de interferencia por ingreso en la distribución coaxial de MDU y cableado doméstico son muy difíciles de localizar y particularmente difíciles de aislar. Esa interferencia por ingreso puede ocasionar falla de servicios en dos sentidos a todos los usuarios en una MDU y potencialmente a otros usuarios corriente arriba de la MDU en la red coaxial de fibra híbrida (HFC) . Tanto el módem de cable como los módems de datos de bucle telefónico por lo regular están en interfaz con la PC usando una conexión en T de base 10 de Eternet . Esto requiere que se instale una tarjeta de interfaz de red (NIC) en cada PC y que se configure cada software de red de PC. Puesto que los usuarios de PC promedio por lo regular no tienen la experiencia técnica, esta instalación y/o configuración es frecuentemente realizada por el proveedor de red de teléfono o cable. De esta manera, el proveedor de red se vuelve potencialmente responsable de los problemas en la PC, a menudo cuando el problema no está relacionado con el trabajo del proveedor de la red. Aunque este asunto se puede solucionar en algunos casos usando puertos de USB ("bus serial universal estándar" ) , una gran proporción de PCs no están equipadas con los mismos. En situaciones de hotel/motel, los usuarios por lo general no requieren estar conectados en red entre ellos mismos y rara vez son adeptos o tienen la voluntad para reconfigurar sus PC cada vez que rentan un cuarto o regresan a su hogar u oficina. Los sistemas de distribución coaxial tales como aquellos encontrados en MDUs , hoteles, hospitales e instalaciones de campus universitarios, que pueden recibir servicio de operadores de red por cable, satélite o radiocomunicaciones, por . lo regular están configurados como sistemas de "árbol y rama" pasivos que usan bifurcadores y/o recorridos coaxiales largos con derivaciones o acopladores dispuestos para dar servicio a los apartamentos o habitaciones. Tales disposiciones de distribución pasivas frecuentemente dan servicio a 30 a 100 habitaciones o apartamentos y están dispuestas de tal manera que los niveles de señal de televisión alimentados a cada apartamento o habitación de hotel están típicamente dentro de un intervalo de 10 dB . Estos sistemas de distribución coaxiales tienen típicamente pérdidas en el intervalo de 15 dB a 45 dB (a frecuencias de servicio de TV en MDU típicas) y regularmente son alimentados desde un amplificador de canal de televisión de banda ancha de un sentido centralizado para asegurar niveles de señal adecuados para los usuarios . Los MDUs de elevación alta más grandes y hoteles generalmente tienen un número de amplificadores centralizados que alimenta cada uno un subsistema de distribución coaxial pasivo que da servicio a áreas separadas o pisos del edificio. LA OPORTUNIDAD El espectro utilizado para los servicios de televisión en MDU por lo regular está por abajo de 750 MHz, mientras que los componentes usados en la distribución de estos servicios, tales como cable axial, pueden manejar frecuencias más allá de 1 GHz . Los bifurcadores y acopladores pasivos (en forma colectiva llamados "dispositivos de unión"), aunque regularmente sólo se consideran para usarse en las bandas de televisión, por lo regular funcionan en forma adecuada en términos de pérdida y/o aislamiento de puerto cuando llevan señales digitales más robustas de hasta 1 GHz. Cuando se opera a estas frecuencias, la pérdida por longitud unitaria del cableado coaxial de edificios, en vez de ser un problema, ayuda a atenuar ecos lo que permite el uso - de una ecualización mucho más simple en receptores digitales . Además, la interferencia de entrada es mucho menor a frecuencias por arriba de las de canales de televisión, y es contenida por la característica de un sentido de los amplificadores de canal de televisión centrales - por lo menos a las frecuencias de canal corriente abajo de televisión y mayores, se evita que cualquier interferencia de entrada salga de MDU e interfiera con la red de cable de HFC. Con base en esta evidencia, hay claramente una oportunidad para utilizar el expectro de frecuencia superior de un sistema de distribución en edificios para servicios basados en cable coaxial, esos servicios de HSIA usan técnicas de modulación digital sólidas. El espectro disponible por arriba de canales de televisión en cable coaxial en edificios se puede dividir arbitrariamente hasta ofrecer datos de alta velocidad en ambas direcciones. Debido a la radiación de intensidad de campo relativamente alta de los teléfonos celulares portátiles, es prudente operar a frecuencias de 900 MHz y mayores, aunque no es un requerimiento. El uso de bifurcadores y acopladores actualmente instalados, también es mejor para mantener frecuencias de HFC de 1 GHz y por abajo de ésta. Estos 100 MHz disponibles del espectro disponible es suficiente para servir las necesidades de acceso a Internet en dos sentidos estadísticas de 50 a 100 usuarios o módems de cliente. Si se necesita mayor capacidad, los espectros corriente abajo adicionales se pueden ubicar en bandas entre 1 GHz y aproximadamente 1.6 GHz siempre que los bifurcadores especificados de frecuencia más alta sean sustituidos; también se puede obtener moviéndose abajo en el espectro de frecuencia. Esa capacidad unidireccional mayor puede proveer servicios de video sobre demanda (VOD) digitales adicionales, ya sea en formato de protocolo de Internet (IP) o en formato de MPEG2 natural. Las frecuencias dentro del intervalo de 850 MHz a 850 MHz son útiles en la mayoría de las modalidades preferidas para transmisión corriente arriba. El uso de este espectro corriente arriba individual provee capacidad de tráfico adecuada y simplifica el control. BREVE SUMARIO DE LA DESCRIPCIÓN Esta descripción se fundamenta en las enseñanzas de las solicitudes '378 y 1836 anteriormente diferenciadas que aprovechan la tecnología y el rendimiento de una distribución coaxial integrada para proveer servicios de HSIA. En forma más específica, esta descripción ayuda a las descripciones previas al identificar un número de configuraciones de acceso a Internet por distribución coaxial compartida para promover escalamiento de capacidad económica y redistribución topologica de funciones destinadas a extender la amplitud de aplicación y despliegue económico de servicios de acceso a Internet y otros servicios de datos/telefonía y video dentro de hoteles, ambientes de condominios múltiples/apartamentos múltiples. Un objeto de la presente invención es distribuir datos a una serie de módems locales en el extremo distal de una red de puntos múltiples, tal como una red de distribución de televisión por cable coaxial de tipo árbol y ramas para permitir la comunicación en dos sentidos entre dispositivos conectados a los módems locales y una serie de uno o más módems centrales mientras se usan los componentes de la red de distribución existentes usados para la distribución de señales de televisión por cable. Un objeto adicional de esta invención provee opciones para escalamiento de capacidad eficiente para compensar incrementos en uno o más tipos de datos sobre la red de puntos múltiples. Un objeto adicional de esta invención es proveer opciones para mover una o más funciones del edificio con la red de distribución al extremo anterior del cable a fin de reducir costos y viajes de mantenimiento al edificio individual . Esas y otras ventajas de la presente invención son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada. BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 se provee para propósitos de referencia e ilustra el sistema básico como se describe en la solicitud de patente de E.U.A. copendiente con serie No. 09/818,378 para Architecture and Method for Automatic Distributed Gain Control for Modem Communications. La figura 2 es una versión simplificada de una porción de la figura 1 cuyos elementos de trazo funcionales son reutilizados dentro de las figuras 3 a 12. La figura 3 muestra cómo el concentrador 328 se puede conectar a través de un bifurcador 506 a tres diplexores separados (316, 317 y 318) . Los diplexores combinan la salida del concentrador 328 y la salida del amplificador de canal de televisión 312 para proveer servicio de Internet desde el concentrador individual 328 y servicio de CATV desde el amplificador 312 hasta un número de distribución coaxial pasiva separadas (320, 321, y 322) . La figura 4 muestra una configuración de capacidad muy alta en la cual el servicio de transmisión por Internet se produce por tres pares de módems de cable y concentradores (324/328, 325/329, y 32S/330) por el bifurcador 508. Por lo tanto, cada una de estas tres redes de distribución pequeñas (320, 321, y 322) tiene su propio modera y concentrador de cable (324/328, 325/329, y 326/330) . La figura 5 muestra una configuración en donde la combinación de funciones realizadas por el concentrador 528 (figuras 1-4) se puede dividir a través de un servidor central 512 y módems de servidores múltiples (520, 524, y 528) mediante el uso de un direccionador o conmutador 516 que conecta el servidor centra a los módems de servidor. La figura 6 usa una configuración similar a la de la figura 5 pero tiene fuentes independientes para servicios de transmisión de televisión en Internet. En vez de tener una fuente que provea ambos como se muestra por el cable 304 en las figuras 1-5, la figura 6 recibe la señal de televisión desde la fuente 532 y conecta con la Internet por medio de la interfaz de fibra 536. La figura 7 usa una configuración similar a la figura 5 pero tiene fuentes independientes para transmisión de televisión por Internet en vez de tener una fuente que provea ambos como se muestra por el cable 304 en las figuras 1-5, la figura 7 recibe la señal de televisión desde la fuente 532 y conecta con la Internet por medio de la interfaz inalámbrica 540.
La figura 8 ilustra un extremo anterior de cable que contiene un servidor de coaXmedia que ha sido migrado desde un hotel pequeño o un sistema de MDU pequeño a fin de reducir costos y viajes de mantenimiento. La figura 9 muestra una configuración sin servidor que puede ser usada junto con el extremo anterior mostrado en la figura 8. La figura 9 usa un bifurcador 506 como se muestra en la figura 3 a fin de usar un módem central individual 520 para dar servicio a varias redes escasamente cargadas (320, 321, y 322) . La figura 10 ilustra una configuración alternativa para usarse con un extremo anterior de cable tal como se muestra en la figura 8, usando un direccionador o interruptor para conectar la transmisión de Internet a varios módems centrales. La figura 11 ilustra que se pueden usar múltiples módems de cable (324, 325, y 326) para incrementar la capacidad de transmisión. La figura 12 ilustra que la transmisión se puede lograr mediante una combinación de módem de cable 324, interfaz de fibra 536 e interfaz inalámbrica 540. La figura 12 también ilustra que el sistema se puede anexar a una red de área local 568.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD DESCRITA Arquitectura La figura 1 ilustra la arquitectura general . La figura 1 se puede subdividir en cuatro agrupaciones de componentes . La primera agrupación es equipo de encabezamiento de televisión por cable (CATV) 100. La segunda agrupación es la red de distribución coaxial de fibra híbrida (HFG) 200. La tercera agrupación es el equipo de distribución coaxial de premisas 300 que podría existir ya sea en una MDU o una situación análoga tal como un hotel . La agrupación final es la agrupación de equipo en la habitación del usuario 400. Las agrupaciones 300 y 400 contienen elementos de la presente invención. De conformidad con las convenciones de la industria, el encabezamiento de televisión por cable y la Internet son el extremo corriente arriba de la figura 1 para los datos de televisión por cable -e IP respectivamente. El aparato de televisión o computadora en la habitación del usuario son los puntos corriente abajo. Las transmisiones de datos corriente arriba viajan corriente arriba hacia el extremo corriente arriba. Las transmisiones corriente abajo viajan corriente abajo hacia el extremo corriente abajo. Por lo tanto, un componente en una trayectoria de datos recibe una transmisión de datos corriente abajo desde su extremo corriente arriba y una transmisión de datos corriente arriba desde su extremo corriente abajo.
A continuación se describe el contenido de las agrupaciones individuales. En la agrupación 100, se provee una señal de televisión por cable a la red de distribución de HFC 200 por medio de conexión 104. La fuente de la señal de televisión por cable puede ser de equipo convencional representado por elementos de servicio de televisión por cable 108 conectados a una extremidad del dispositivo de unión 106. Las señales de comunicación digital de Internet 504 viajan a través del cable conector de Internet 112 al direccionador 116 que está en comunicación con el manejo de servicio de Internet 120. Las señales de comunicación digital pasan a través del sistema de terminación de módem de cable 124 y dispositivo de unión 106 cuando se mueve corriente abajo desde el direccionador 116 hasta la conexión 104 a la red de distribución de HFC 200. La descripción de elementos seleccionados del encabezamiento de televisión por cable es proveer contexto para la presente invención y no constituye una limitación o elementos requeridos para la. presente invención . En la agrupación 300, la señal de entrada proveniente de la red de distribución de HFC 200 es llevada en el cable 304 a un dispositivo de unión 308. El dispositivo de unión 308 está conectado a la entrada del amplificador de canal de televisión 312. La salida del amplificador de canal de televisión 312 pasa a un segundo dispositivo de unión 316 después a un conjunto de uno o más dispositivos de unión que forman la red de distribución de tipo árbol y ramas 320 que termina en una serie de receptáculos coaxiales de televisión 404. Nótese que las redes de distribución deben tomarse- en la selección de diplexores de modo que el rango de operación del diplexor incluye el rango pertinente por arriba de las frecuencias normalmente usadas para canales de televisión por cable . La tecnología para redes de tipo árbol y ramas adecuada para distribuir señales de televisión por cable es bien conocida por los expertos en. la técnica. De esta manera, a fin de evitar agrupación innecesaria, la red de tipo árbol y ramas 320 se muestra sólo con unos cuantos dispositivos de unión y cables de conexión en lugar de la serie completa de componentes para una red de tipo árbol y ramas. En una aplicación típica, la red de árbol y ramas 320 se conectaría a 50 o más receptáculos coaxiales 404. El dispositivo de unión 308 y el diplexor 316 forman una trayectoria paralela alrededor del amplificador de canal de televisión 312. Esta trayectoria paralela tiene un módem de cable 324 en el extremo corriente arriba y concentrador de datos 328 ("concentrador") en el extremo corriente abajo del bucle de derivación. Por lo tanto, el uso del bifurcador y combinador permite que la señal vaya al amplificador de canal de televisión 312, y al módem de cable 324. 316 se usa para combinar la señal de CATV amplificada y la señal de datos para pasarlos juntos a la red de distribución. Como se describe en la solicitud ¾836 anteriormente referenciada y en el siguiente texto, el concentrador de datos 328 realiza varias funciones para los diversos módems citados 408. Varias funciones importantes del concentrador están representadas en la figura 1 como tarjeta de interfaz de red ("NIC") 340, convertidor de protocolo 336 y módem de RF 332. El concentrador 328 maneja la memoria intermedia para comunicaciones corriente arriba y comunicaciones corriente abajo, y maneja los diversos módems de cliente de modo que no hay contención de bus en el canal corriente arriba.. Dentro de la agrupación 400, un módem de cliente 408 se conecta a un diplexor 406. Un diplexor 406 se conecta al receptáculo coaxial 404. Un cable coaxial de telvisión convencional 412 se conecta a un aparato de televisión 416 hasta el puerto de paso bajo en el diplexor 406. Un módem de cliente 408 se conecta a un puerto de paso alto en el diplexor 406. En figuras subsecuentes, el módem de cliente 408 se muestra como un dólar de arena en deferencia al nombre que la solicitante dio a este dispositivo. El usuario puede conectar un dispositivo corriente abajo 420 al cordón de datos 424 del módem de cliente 408 con el conector de puerto apropiado para conectarse al dispositivo corriente abajo del usuario 420 tal como una computadora personal ("PC") como se muestra en la figura 1. Aunque es probable que el dispositivo corriente abajo 420 es una computadora personal de escritorio o una portátil de tipo laptop, podría ser algún otro dispositivo capaz de conectarse por interfaz con una fuente externa de datos digitales. Un ejemplo de este tipo es la gama de dispositivos conocidos como PDAs ("asistentes digitales personales" ) . Por lo tanto, la presente invención permite comunicaciones entre el dispositivo corriente abajo 420 y la Internet 504 a través del uso sustancial de infraestructura existente usada para suministrar señales de televisión por cable al aparato de televisión 416 del usuario . En esta disposición, un solo módem de cable fuera de anaquel subordinado de DOCSIS 324 se usa para dar servicio a las necesidades de datos estadísticas de usuarios múltiples conectados mediante un sistema de distribución coaxial dentro de edificios. En las terminales del usuario o clientes del sistema se usa una interfaz de módem muy sencilla para conectar por interfaz a la computadora del usuario 420 a través de su puerto serial, paralelo de USB existente. De esta manera, no se requiere configuración de tarjeta de NIC o red en la PC de los usuarios . El protocolo de punto a punto (PPP) es llevado en canales de RF sobre la distribución coaxial dentro de edificios 320 hasta un módem de RF central 332 dentro del concentrador. Nótese que PPP es la modalidad preferida actual pero se podrían usar otros protocolos en lugar de PPP. Un convertidor de protocolo 336 se provee entre este módem de RF central 332 y el módem de cable subordinado a DOCSIS 324. Este convertidor de protocolo 336 traduce el formato de datos entre el protocolo de punto a punto (o algún otro protocolo) usado por la PC y la IP usada por el puerto de Ethernet del módem de cable DOCSIS. De esta manera, cualquier protocolo de IP, tal como TCP/IP, UDP/IP, etc. es llevado transparentemente hacia y desde el nivel de la Internet 504. La priorización especial está disponible para tráfico de requerimiento de baja latenc a, tal como voz de IP o multimedia, en ambas direcciones de transmisión. El convertidor de protocolo 336 también actúa como un servidor Proxy (si se requiere) a fin de .conectar los muchos módem de cliente y sus PCs a uno o unos cuantos módems de cable subordinados a DOCSIS (para evitar agrupación, la figura 1 muestra un solo módem de cable) . Esto implica proveer direcciones del IP a las PCs en respuesta a requisitos de conexión de PPP. El convertidor de protocolo 336 traduce direcciones de receptáculos individuales o múltiples que identifican de manera única sesiones múltiples o ventanas múltiples que corren dentro de cada PC, a fin de presentar direcciones de receptáculo únicas a los servidores que existen en la red de IP 504. Si se desea, las muchas PCs, de cliente se hacen parecer, a partir de una perspectiva de manejo de servicio de encabezamiento, como si estuvieran conectadas mediante módems de cable individuales. Por lo tanto, se provee una función en el encabezamiento que recopila información de PC MAC del usuario y dirección de IP asignada desde el convertidor de protocolo y presenta ésta como una interfaz al manejo de servicio de encabezamiento de Internet 120 que también maneja servicios de módem de cable de un solo usuario. Transmisión de RF Una modalidad utiliza modulación de teclas de cambio de fase binaria de 15 Msímbolos/seg ("BPSK") o teclas de cambio de fase de cuadratura ("QPSK") en un solo "canal" corriente abajo con una frecuencia de centro de aproximadamente 970 MHz. Se planean velocidades de símbolo superiores que podrían ofrecer por lo menos 30 Mb/s de capacidad de datos corriente abajo en la red. Las modalidades actuales usan frecuencia de centro de 980 MHz a 985 MHz. La frecuencia de centro específica no es crítica siempre que esté en la banda de frecuencias expuesta en esta descripción y no esté sujeta a interferencia de otras fuentes. La señal corriente abajo es transmitida en forma continua y formateada en una estructura de MPEG2/DVB estándar. Los cuadros de MPEG2 comprenden un byte de cuadro (47 hex) /supermarco (47 hex invertido), 187 bytes de información y 16 bytes de corrección de errores directos (FEC) - un total de 204 bytes. Algunos códigos de "identificación de paquete" (PID) de MPEG2 reservados se usan para indicar que los siguientes bytes de información son datos de un tipo particular y no de cuadros de video digital o cuadros oscilatorios. Se emplea mezclado sincronizado convencional por razones espectrales y el campo de FEC de 16 bytes siempre se usa o es reservado para corrección de error. Estas estructuras facilitan el uso de las tecnologías de aparatos de televisión fuera de anaquel estándares en la industria tanto en aplicaciones de datos como de televisión digital. El interfoliado de marco, aunque está disponible, no se usa en la distribución coaxial pasiva dentro de edificios ya que esto demoraría el tráfico sensible a la latencia y no es necesario para propósitos de protección de errores. En una modalidad, la transmisión corriente arriba en la red coaxial dentro de edificios utiliza una señal de RF de 915 MHz modulada con BPSK que lleva una corriente digital de 15 Mb/s. La transmisión corriente arriba sólo se permite desde un módem de cliente en un tiempo como lo especifica el "sondeo" corriente abajo contenido en el sobre de control de datos corriente abajo. De esta manera, no hay colisión de señales corriente arriba. La señal corriente arriba comprende una señal de preámbulo que es aumentada en nivel seguida por un bit síncrono. Una fuente de módem de clientes mezclada dirige un campo de longitud y después los datos siguen este preámbulo. La longitud del campo de datos depende de cuánto es requerido por el módem central o la cantidad restante de datos corriente arriba amortiguados en el módem de cliente. Igual que en la dirección corriente abajo, se hace una disposición especial de las necesidades de tráfico de baja latencia. Compensación de pérdida de trayectoria coaxial Las pérdida de trayectoria entre cada módem de cliente 408 y el módem de RF central 332 tendrá una amplia variación debido a las variaciones de topología y carga de distribución coaxial. El sistema está diseñado para aceptar pérdidas de 40 dB o más. Variaciones de pérdida en la dirección corriente abajo son compensadas por una función de control de ganancia automática ("AGC") contenida en cada receptor de módem de cliente. El método de AGC corriente arriba implica ajustar cada uno de los transmisores de módem de cliente de tal manera que sus señales, al llegar al receptor corriente arriba en el módem central, son aproximadamente iguales. Cada vez que una ráfaga de datos es enviada a un módem de cliente 408, se incluye un bit extra que indica si la ráfaga transmitida anteriormente desde el módem de cliente estaba por arriba o por abajo del nivel ideal requerido en el receptor dentro del módem de RF central 332. Este bit es usado por el módem de cliente 408 para ajustar ligeramente, ya sea en forma ascendente o descendente, el nivel de su siguiente ráfaga transmitida. Por lo tanto, todas las señales recibidas por el módem de RF central 332 desde todos los módem del cliente se alinean en el nivel y ciclo ascendente y descendente por una pequeña cantidad. Esta es una situación ideal ya que el receptor de BPSK corriente arriba tiene un intervalo de señal de entrada aceptable más amplio que las variaciones de nivel pequeñas recibidas. Los sistemas de control de este tipo reaccionan rápido a cambios en la atenuación de trayectoria de transmisión y son intrínsecamente estables. Tecnologías Una modalidad de la presente invención utiliza tecnologías de RF y digital comerciales, de bajo costo, disponibles. Modalidades alternativas incluyen un receptor de módem de cliente 'que utiliza conjuntos de circuitos integrados de sintonizador/desmodulador comúnmente usados en decodificadores de satélite. Una modalidad alternativa requiere mover la mayoría de sus funciones a un par de microcircuitos personalizados;
uno es un pequeño microcircuito análogo de RF y el otro es un microcircuito semipersonalizado que contiene las funciones digitales. Esta evolución de tecnología dará como resultado un módem de cliente del tamaño de un teléfono celular pequeño que será parte de un ensamble de cable coaxial y consumirá muy poca energía. El concentrador 328 es construido actualmente mediante el uso de una tarjeta madre (o placa base) de PC de bajo costo, sin disco normalmente montada en repisa equipada con una tarjeta de RF/protocolo 336 y una o más interfaces de NIC de T de base 10, 340. Estas se pueden montar, junto con uno o más módems de cable fuera de anaquel 324, en una pared adyacente al amplificador de distribución de televisión de construcción existente 312. Los expertos en la técnica reconocen que existe una variedad de elecciones de plataformas de servidor, que se pueden configurar con o sin discos . Instalación Como se ilustra en la figura 1, la instalación central requiere sólo la adición de dos dispositivos de unión coaxiales 308 y 312 a los cuales se fija un módem de cable convencional 324 y el concentrador 328. Los módems de cliente son simplemente introducidos, por el usuario final, entre el receptáculo coaxial de televisión 404 y el aparato de televisión 416 (sí acaso lo hay) . Un cubo de transformador asociado (no mostrado en la figura 1) es después conectado en un receptáculo de energía conveniente y el cordón de datos 424 conectado en la PC del usuario. No se requiere configuración de red de la PC, ofreciendo así un servicio de acceso a Internet a alta velocidad real de conexión y reproducción . Sumario de Configuración Básica El sistema presenta un nuevo enfoque económico para acceso a Internet a alta velocidad en MDU o un hotel que funciona bien en una red coaxial existente en edificios. Este sistema es subordinado a DOCSIS como se ve a partir de los elementos de red de encabezamiento, consistentes con la operación del módetn de cable existente y prácticas de servicio y sin embargo ofrece fijación de tipo conexión y reproducción por parte del usuario final sin tener que reconfigurar la PC o instalar una tarjeta de NIC de Ethernet en la PC de los usuarios. La instalación de equipo común per-MDU es extremadamente sencilla y no hay necesidad de transporte o una cita para proveer servicio a cada cliente. De hecho, se pueden emplear los módems de cliente y éstos son más fáciles de conectar que una VCR. El enfoque aisla la interfaz de ingreso en MDU interno de la red de HFC principal y provee manejo y eficiencia de ancho de banda mejorados, particularmente en la dirección corriente arriba o de retorno.
El acceso a Internet de multimegabits se logra mediante el puerto paralelo o de USB existente de la PC usando un simple "habilitador" que coloca un icono de conexión en su computadora y activa la instalación de conexión directa del PPP existente de la PC. El "habilitador" se puede cargar desde el concentrador 328 a través del conector serial existente de la PC - sin discos flexibles o CDs .- Configuraciones Alternativas A fin de resaltar las diferencias entre la configuración de base anteriormente descrita y una variedad de configuraciones alternativas, la figura 2 es una versión simplificada de la porción pertinente de la figura 1. Nótese que los niveles múltiples de bifurcadores encontrados en la red de tipo árbol y ramas 320 se muestran simplemente como un sólo elemento con 50 ramas terminales. En la figura 2, la red de distribución coaxial 320 se muestra con ramas 1, 2, 3, 48, 49 y 50 marcadas. Ilustraciones subsecuentes de redes de distribución coaxial muestran simplemente líneas que representan la multitud de ramas terminales. El número especifico 50 se provee simplemente para ilustrar el ambiente y no forma una limitación de la presente invención. La figura 3 muestra cómo el concentrador 328 puede ser conectado a través de un bifurcador 506 a tres diplexores separados (316, 317 y 318) . Los -diplexores conectan el concentrador 328 y la salida del amplificador de canal 312 para proveer servicio de Internet desde el concentrador individual 328 a un número de redes de distribución coaxial pasivas separadas (320, 321 y 322) . Esta disposición provee una distribución muy económica a un gran número de habitaciones o unidades de vivienda cuando el porcentaje de suscripción es bajo o en donde la capacidad de servicio por usuario se maneja a una velocidad de datos más baja - con una tarifa potencialmente más baja. Nótese que el uso de tres diplexores y tres redes de distribución parcial pasivas es para propósitos de ilustración. Esta disposición funcionaría con dos o más diplexores/redes de distribución siempre que el uso agregado del concentrador 328 estuviera dentro de los límites de ingeniería del concentrador y una calidad aceptable de servicio para los usuarios finales. Nótese además que la invención no se basa en el uso de un sólo amplificador de canal de televisión 312. La amplificación podría ser realizada por una serie de amplificadores o por una serie de amplificadores separados de tal manera que no ' todos los diplexores reciban una señal de televisión amplificada desde el mismo amplificador de canal de televisión. La figura 4 muestra una configuración de capacidad muy alta en la cual la transmisión de señal por Ethernet entrante es distribuida a tres pares de módems de cable y concentradores (323/328, 325/329 y 326/330) por el bifurcador 508. De esta manera, cada una de las tres redes pequeñas (320, 321 y 322) tiene propio módem de cable y concentrador (324/328, 325/329 y 326/330) . La figura 4 podría ser apropiada para una velocidad de uso relativamente alta tal como 20 usuarios por red de 50 puertos. Nótese que la invención no se limita a configuraciones con únicamente tres pares de módems de cables y concentradores . Podría haber cualquier número de dos o más . La configuración de la figura 4 se podría combinar con la configuración de la figura 3 ara permitir que el bajo uso/baja calidad de las redes de servicio compartan un concentrador mientras que otro alto uso/alta calidad de redes de servicio operen con un par separado de módem/concentrador . La figura 5 muestra una configuración en donde la combinación de funciones realizadas por el concentrador 328 (figuras 1-4) se puede dividir a través de un servidor central 512 y módems de servidor múltiples (520, 524 y 528) a través del uso de un direccionador 516 que conecta al servidor central con los módems de servidor. En una modalidad preferida, la asignación de funciones es la siguiente. El servidor central 512 realiza la conversión de Ethernet a PPP sobre Ethernet (PPPoE) , cuando se requiere, y otras funciones de valor agregado locales . Los módems de servidor individuales (520, 524 y 528) realizan las tareas asociadas con el sondeo de los módems de cliente y almacenamiento en memoria intermedia de los datos además de las tareas de modulación y desmodulación. Una pieza de equipo aceptable para usarse como el direccionador 516 es un direccionador Linksys modelo BEFSR41 (fabricado por Linksys de Irvine, CA 92614) . Los expertos en la técnica pueden sustituir por otros direccionadores u otros conmutadores adecuados. La configuración en la figura 5 ofrece un enfoque económico y permite, por ejemplo, comunicaciones locales entres usuarios que reciben servicio desde sistemas de distribución coaxial pasivo separados. Aunque el sistema ilustrado en la figura 3 provee intrínsecamente comunicaciones locales entre redes de distribución coaxial pasivas, el sistema ilustrado en la figura 5 ofrece una capacidad mucho mayor para comunicaciones locales . La figura 6 utiliza una configuración similar a la figura 5 pero tiene fuentes independientes para transmisiones de televisión e Internet. En vez de tener una fuente que provea ambos como se muestra por el cable 304 en las figuras 1-5, la figura 6 recibe la señal de televisión desde la fuente 532 y conecta con la Internet a través de la interfaz de fibra 536. La figura 7 usa una configuración similar a la figura 5 pero tiene una fuente de separación de televisión e Internet. En vez de tener una fuente que provea ambas como se muestra por el cable 304 en las figuras 1-5, la figura 7 recibe la señal de televisión desde la fuente 532 y conecta con la Internet a través de la interfaz inalámbrica 540. La figura 8 ilustra un extremo anterior de cable que conecta a un servidor central 512 que ha sido migrado desde un pequeño sistema de hotel o de MDU a fin de reducir costos y viajes de mantenimiento. Esto tiene valor particular en ambientes de MDU de jardín-hogar en donde cada edificio tiene quizás sólo 8 o algo parecido de unidades de vivienda. Se debe notar que el protocolo llevado por el módem de cable (u otro medio) puede ser PPP sobre Ethernet o Ethernet. Este protocolo de PPPoE es un estándar público. Más específicamente, la figura 8 muestra una red de CATV híbrida de fibra-coaxial 200 conectada a un acoplador 544. Un puerto del acoplador 544 está conectado a un banco modulador de canal de televisión 548 que está conectado a una antena 552. Otro puerto en el acoplador 544 está conectado a un sistema de terminación de módem de cable (CMTS) 124. El CMTS 124 es conectado a un direccionador 116 que está conectado a Internet 504. Una segunda trayectoria paralela entre CMTS 124 y el direccionador 116 corre a través del servidor central 512 que realiza las conversiones entre Ethernet y PPP sobre Ethernet y otras funciones de valor agregado. La descripción de elementos seleccionados del extremo anterior de CATV es proveer contexto para la presente invención y no constituye una limitación o elementos requeridos para la presente invención, sino que provee contexto para la colocación del servidor central en el extremo anterior de CATV. La figura 9 muestra una configuración sin servidor que se puede usar junto con el extremo anterior mostrado en la figura 8. La figura 9 usa un bifurcador 506 como se muestra en la figura 3 para usar un sólo servidor central 520 para dar servicios a varias redes escasamente cargadas (320, 321 y 322) . La figura 10 ilustra una configuración alternativa para usarse con un extremo anterior de cable tal como el que se muestra en la figura 8. La figura 10 puede ser modificado para incluir un servidor de video MPEG-2 local (no mostrado) cuyo tránsito puede ser intercalado con el de datos de Internet. Esa aplicación justifica la capacidad local muy alta en una situación en donde el regreso de acceso es de capacidad limitada, tal como la que provee un sólo módem de cable . La figura 11 ilustra que los módems de cable se pueden usara para incrementar capacidad de regreso. A diferencia de la figura 4, un banco de direccionadores de agregación 560 y 564 se tienden entre la serie de módems de cable (324, 325, y 326) y la serie de módems centrales 520, 524 y 528) . Dependiendo del tipo de direccionador usado cada tránsito de usuario puede ser agregado a través de múltiples módems de cable o, alternativamente, grupos de usuarios pueden ser asignados a módems particulares -ya sea en forma automática de acuerdo con el uso o bajo el control de un manejo de tránsito. Nótese que la relación de módems de cable con respecto a los módems centrales no necesita ser de uno a uno bajo esta configuración. La figura 12 ilustra que la transmisión se puede lograr por una combinación de: un módem de cable 324, una interfaz de fibra 536 y una interfaz inalámbrica 540. Los expertos en la técnica reconocerán que se pueden usar otras interfaces dentro del alcance de esta invención. Por ejemplo, el módem de cable podría ser reemplazado por uno o más módems xDSL. La figura 12 también ilustra que el sistema puede ser fijado a una red de área local 568. Un ejemplo de esta configuración podría ser la de una aplicación en dormitorios universitarios en donde los usuarios requieren acceso a su red de laboratorio/oficina universitaria y acceso a Internet para búsqueda en la red, servicios de entretenimiento en la red o quizás servicios de teleconferencia de video. Observaciones concluyentes Los expertos en la técnica reconocerán que los métodos y aparatos de la presente invención tienen muchas aplicaciones y que la presente invención no se limita a los ejemplos específicos dados para promover la comprensión de la presente invención. Además, el alcance de la presente invención cubre la gama de variaciones, modificaciones y sustitutos para los componentes del sistema que aquí se describen, como lo sabrá un experto en la técnica. Por ejemplo, una modalidad alternativa de las topologías descritas puede usar Ethernet u otro protocolo de aplicación para comunicarse con la computadora del usuario 420. PPP sobre Ethernet (PPPoE) es el protocolo preferido actual pero éste variará con el tiempo a medida que la funcionalidad presente en las computadoras de tipo laptop evolucione. Por lo tanto, por ejemplo el elemento 512 en la figura 5 podría no realizar una conversión de Ethernet a PPPoE pero realizaría las funciones de valor agregado locales. Las figuras descritas anteriormente están diseñadas para ilustrar a alto nivel los elementos funcionales en los trazos del sistema. Los dibujos no pretenden exponer qué componentes existen en cajas separadas y cuáles se combinan en una caja común. Por ejemplo, la figura 5 muestra los elementos 512, 516, 520, 524 y 528 como elementos separados. Estos elementos pueden ser parte de una caja común con elementos existentes como tarjetas en la caja. La invención se describió en el contexto de una o más redes de distribución pasivas. Los expertos en la técnica reconocerán que la presente invención se puede aplicar a una red con ciertos dispositivos activos desviando los dispositivos activos en un asunto análogo al que se hizo para direccionar efectivamente las transmisiones de datos alrededor del amplificador de canal de televisión 312. Las limitaciones legales del alcance de la invención reclamada se exponen en las siguientes reivindicaciones y se extienden para cubrir sus equivalentes legales. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere .