JPH0686284A

JPH0686284A - 双方向ケーブルテレビ用分配システム

Info

Publication number: JPH0686284A
Application number: JP35647092A
Authority: JP
Inventors: Lowell G Atkinson; ジーンアトキンソンロウエル; Ronald L Katz; リーカッツロナルド
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1991-12-23
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1994-03-25
Also published as: CA2079284A1; EP0549129A1

Abstract

(57)【要約】【目的】双方向ＣＡＴＶシステムの加入者線切換え器
を提供する。【構成】本発明の加入者線切換え器は、一対のポート
を包含している。これらのポートは、下流方向信号を第
一の周波数帯域で個々の加入者ステーションへ通過させ
るフィルタによって相互に接続されている。このフィル
タは、上流方向送信に許されている第二の周波数帯域内
の周波数の通過を阻止する。しかし、一人の加入者が上
流への送信をしようとするとき、その加入者線切換え器
へ与えられる所定の制御信号に応答して低インピーダン
ス経路（直結接続）が上記第二周波数帯域内の信号を通
過するために、それらのポート間に相互接続される。従
って、上流方向送信のための経路が選択的に個々の加入
者ステーションに許諾されるが、上記第二周波数帯域内
のノイズは他の全ての加入者ステーションからブロック
され、ここ以降の箇所では上流方向には累積的なノイズ
増加が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーブルテレビ用シス
テム、特にテレビジョン信号の同時的な双方向送信の品
質を改善する加入者線切り換え装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ケーブル・テレビジョン（ＣＡＴＶ）シ
ステムは、それらが初めて取り入れられて以来、多くの
理由から広く民間で発達している。その理由の一つに、
加入者へ提供することができる娯楽チャンネルの数がロ
ーカル放送局から得られる娯楽チャンネルの数より多い
ことが挙げられ、別の理由として、多数のテレビジョン
信号をケーブルを介して分配する方が、各加入者が個々
に複雑なアンテナ装置を購入するよりも有効であり、そ
れ故経済的であることが挙げられる。ＣＡＴＶ提供者に
とっては法外な投資に対する不満があるものの、ＣＡＴ
Ｖは民間で発達し続けてている。

【０００３】ＣＡＴＶ信号の分配は比較的に簡単であ
る。ＣＡＴＶシステムのヘッドエンド（送信所）におい
て、個々のチャンネルが受信され、処理されたうえで、
結合されて、何マイルも離れていることもある加入者ス
テーションに向けて下流へ伝送する伝送線（同軸ケーブ
ル）と電気的に接続される。その途中には、ケーブルの
対数損失に、ＣＡＴＶ信号を多数の送信先へ分配するた
めに使用されている分割器及び方向性結合器の平坦損失
（ｆｌａｔｌｏｓｓ）を合わせた損失を補償するため
に増幅器が必要とされている。これらの下流方向ＴＶ信
号送信では、それら増幅器のノイズ関与（ノイズ指数）
は増幅器の数がそのケーブルのヘッドエンドから個々の
加入者ステーションへ延伸する経路中で二倍になる毎に
３ｄＢだけ増加する。増幅器の雑音指数によるノイズ増
加によって、縦続に配置しても許容可能な信号品質を維
持することができる増幅器の数が制約を受ける。代表的
には、増幅器の最大縦続個数は、４９ｄＢの搬送波対雑
音比を維持するためには５０個を超えない数である。こ
の長さの幹線は１０，０００戸ほどの加入者にサービス
を提供することができる。別々にヘッドエンドから引き
出すことができる幹線の数には制限は無い。

【０００４】既に相当数のケーブルが敷設されているの
で、時折、ケーブルは遠隔位置からヘッドエンドへ逆に
送信し、続いてヘッドエンドから全加入者へ情報／娯楽
を分配するために、都市特権契約或いは適正なビジネス
慣行なの一部として必要となるであろう。これは種々の
周波数帯域、即ちサブ・スプリット帯域（５-３０ＭＨ
ｚ）、ミッド・スプリット帯域（５-１０８ＭＨｚ）ま
たはハイ・スプリット帯域（１５０-５５０ＭＨｚ）を
使用して達成される。ビデオ・カメラを持っている加入
者が別のＣＡＴＶ加入者へＴＶ画像を送信したいと思う
ことがある。そのようなシステムでは、カメラ信号（ビ
デオ信号）が上流方向送信用に選択されている周波数帯
域と調和した周波数を持つ搬送波を変調するために使用
され、続いて選択された下流方向搬送波上に変調されて
全加入者へ送信される必要が有る。しかし、ケーブル・
システムの双方向使用は累積的なノイズ増加のために幾
つかの複雑な問題を提起している。下流方向では、分割
器は信号とノイズの両方に同じ損失をもたらし、その結
果、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）は変化しない。しかし、
上流方向では、分割器が結合器として作用し、その結
果、上流方向信号が３ｄＢ（とその分割器内の何らかの
散逸損失を加えた分）減衰し、他方、ノイズはそれが二
個のポートへ入力するので単に散逸損失だけ減衰する。
この結果、同一のノイズを持つ二入力が分割器内で結合
されるとき、Ｓ／Ｎ比に３ｄＢの劣化が生じる。このこ
とについては後で図３及び図４を参照して詳述する。こ
の本来的な問題が有るために、双方向ＣＡＴＶは未だ広
範な採用を獲得していない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来のケーブ
ル・システムを介して同時に上流方向ＴＶ信号送信及び
下流方向ＴＶ信号送信を供することが望まれている。更
に、今日のシステムに付随しているノイズ増加の問題無
しにそのような上流方向送信を供することが望まれてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、双方向
ＣＡＴＶシステム用の加入者線切換え器は一対のポート
を包含している。これらのポートは、通常、下流方向信
号を第一の周波数帯域で個々の加入者ステーションへ通
過させるフィルタによって相互に接続されている。この
フィルタは、上流方向送信に許されている第二の周波数
帯域内の周波数の通過を阻止する。しかし、一人の加入
者が上流への送信をしようとするとき、その加入者線切
換え器へ与えられる所定の制御信号に応答して、低イン
ピーダンス経路（直結接続）が上記第二周波数帯域内の
信号を通過するためにそれらのポート間に相互接続され
る。従って、上流方向送信のための経路が選択的に個々
の加入者ステーションに許諾されるが、上記第二周波数
帯域内のノイズは他の全ての加入者ステーションからブ
ロックされる。従って、ここ以降の箇所では上流方向に
は累積的なノイズ増加が生じない。

【０００７】本発明の一実施例では、上記フィルタはＶ
ＨＦ（５０-４５０ＭＨｚ）帯域内の信号を通過させる
が、サブ・ロー周波数（５-３７ＭＨｚ）帯域の信号を
通過させないハイ・パス・フィルタである。このフィル
タは、その加入者線切換え器と関連する加入者が上流へ
送信しているときは直結回路で置換される。

【０００８】本発明の一実施例には、更に上流方向搬送
周波数帯域内の信号エネルギーを検出するための信号検
出回路を包含しており、特にの上流方向ＴＶ信号の搬送
信号が検出されて上流方向信号と下流方向信号との双方
を通過させるダイオード・スイッチを能動状態にするた
めに使用される。

【０００９】

【作用】こうして、本発明により、ＣＡＴＶ施設を通じ
る対話型ビデオ通信が得られることとなる。上流方向信
号は、ＣＡＴＶ加入者が現在誰でも送信することができ
る信号、たとえば、娯楽情報や教育情報だけでなく、ラ
イブ（ビデオ・カメラ）または既にテープに記録されて
いる信号であるか、業務上或いは社交上のテレビ会議の
信号であるかすることができる。上記上流方向信号は、
一人以上の他のＣＡＴＶ加入者が自分のテレビジョン受
像機を使用して受信することができる高品質で低ノイズ
の信号である。

【００１０】

【実施例】ケーブル・テレビジョン（ＣＡＴＶ）システ
ムは、代表的には、事業所または居住地の多数の加入者
へ同軸ケーブルを介して種々に割り当てられている周波
数で番組を送信する、テレビジョン番組情報の中央主信
号源（ヘッドエンド）を包含している。図１は、本発明
によるＣＡＴＶシステム内の主要な機能要素の概観を開
示している。テレビジョン（ＴＶ）信号は、ケーブル施
設を通して加入者ステーション３０へ送信を行うために
ヘッドエンド１０で種々の周波数帯域（チャンネル）中
に挿入される。この加入者ステーション３０では、それ
らＴＶ信号がテレビジョン受像機３３０に映し出され
る。ＣＡＴＶプログラム信号はヘッドエンド１０から
「下流」方向の各加入者ステーション３０へ、ＶＨＦ周
波数帯域（約５０-４５０ＭＨｚ）内に割り当てられて
いる幾つかの異なる搬送周波数で放送される。

【００１１】双方向システムでは、加入者ステーション
３０から「上流」方向のヘッドエンド１０へ送信は、サ
ブ・スプリット帯域の場合のサブ・ロー周波数帯域（５
-３７ＭＨｚ）、ミッド・スプリット帯域の場合の周波
数帯域（５-１０８ＭＨｚ）、及びハイ・スプリット帯
域の場合の周波数帯域（１５０-５５０ＭＨｚ）内に割
り当てられている、下流方向より少ない数の異なる搬送
周波数を使用して行なわれる。好ましい実施例では、サ
ブ・ロー周波数が選択される。本発明により、加入者が
自分のビデオ・カメラ３５０もしくはビデオ・カセット
・レコーダ３４０を使用して、そのような上流方向送信
に関わることが可能にされる。これらの装置からのＴＶ
信号は、標準ＴＶ信号をＴ８、Ｔ９、Ｔ１０或いはＴ１
１のチャンネルに指定されたサブ・ロー周波数内のチャ
ンネルのうちの一つに多重化するための、以下で論述さ
れる送信装置３１０へ分配される。個々の加入者が上流
方向送信へ関わることの許諾はヘッドエンド１０によっ
て許諾される。更に、その場合に送信装置３１０がＴ
８、Ｔ９、Ｔ１０或いはＴ１１のチャンネルを使用して
放送するようにするために使用される特定チャンネルも
またヘッドエンド１０によって指定される。

【００１２】図１には図示されていないが、ヘッドエン
ド１０は１０６-１１３ＭＨｚの周波数帯域内のデータ
・チャネルを介して下流の加入者ステーションとの通信
を行なう制御装置を包含している。Ｔ７チャンネルを使
用する上流方向のデータ通信によって、その加入者が幾
つかのプログラムをリクエストし、且つ、ステータス情
報または識別情報を請求されたときに送信することが可
能になる。双方向データ通信が各加入者とヘッドエンド
１０との間に存在している。このようなデータ通信によ
ってヘッドエンド１０には各加入者がＴＶ信号を送信し
たり受信したりする能力に対する或る程度の制御が与え
られる。更に、送信装置３１０には、或るＴＶ信号、例
えば、遠隔の発呼者からの私的なテレビ電話会話、また
は選ばれたグループのＣＡＴＶ加入者が視るための地域
的なスポーツ行事を受信するためのスクランブル解除装
置が包含されている。ＣＡＴＶコンバータ３２０は下流
方向ＴＶ信号のうちの一つをチャンネル３（６０-６６
ＭＨｚ）または４（６６-７２ＭＨｚ）に割り当てられ
ている周波数帯域に変換する周知な装置である。

【００１３】ここで、ヘッドエンド１０についてその機
能を詳細に説明する。結合器１１０は個々のチャンネル
をそれらの変調器、プロセッサ等から受信し、それらチ
ャンネルを同軸ケーブルへ送信するために単一の出力に
結合する。各チャンネル入力は衛星受信用アンテナと他
のケーブル・システムとの双方または何れか一方を含む
種々の信号源から入信することができる。結合器１１０
からの出力はダイプレクサ１２０へ入力される周波数多
重化信号である。ダイプレクサは或る周波数帯域内の各
信号を或る送信先へ経路選択し、別の周波数帯域内の各
信号を別の送信先へ経路選択する方向性フィルタであ
る。ダイプレクサ１２０からの下流方向ＶＨＦ信号は同
軸ケーブル２００へ経路選択され、他方、同軸ケーブル
２００からの上流方向信号はサブ・ロー周波数帯域／Ｖ
ＨＦ帯域変換プロセッサ１３０へ経路選択される。信号
経路選択はこれらＶＨＦ周波数帯域とサブ・ロー周波数
帯域が１５ＭＨｚ以上離れていることによって容易に行
なわれる。このサブ・ロー周波数帯域内の各上流方向信
号上記ＶＨＦ周波数帯域内の所定のチャンネル中に多重
化される。このように、一人の加入者からの上流方向Ｔ
Ｖ信号は全ての加入者へ下流方向に放送されるようにす
ることができる。

【００１４】同軸ケーブル２００の途中で上流方向信号
と下流方向信号との双方を増幅する必要がある。この増
幅は、上流方向信号に対しては増幅器２１０によって、
且つ、下流方向信号に対しては増幅器２３０によって達
成される。ダイプレクサ２２０は上流方向信号及び下流
方向信号をそれらの適当な増幅器へ経路選択する。その
増幅器の函体内には、実際に各加入者へのサービスを行
なう各配電線を設定するために使用される、分岐増幅器
（ｂｒｉｄｇｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と呼ばれる別
の増幅器が含まれている。この分岐増幅器の出力端で
は、フィーダ・マーカ(ｆｅｅｄｅｒｍａｒｋｅｒ)と呼
ばれる装置を介して、一個、二個、三個或いは四個の別
々のポートに分割することができる。上記フィーダ・マ
ーカは、主には、受動ジャンパ（ｐａｓｓｉｖｅｊｕ
ｍｐｅｒ）として働く単一ポートの装置の場合を除き、
受動分割器である。上記加入者線切換え器５０はこのフ
ィーダ・マーカの出力端と直列に挿入されている。四路
分割器（フィーダ・マーカ）は、その入力ポートの信号
の四分の一をその出力端の各々へ下流方向に分配するよ
うに働く受動フィルタである。

【００１５】同軸ケーブル２００に沿い、続いて挿入さ
れている、ときには同軸分割器と呼ばれることもある電
力分割器２４０は、ポート１の信号の二分の一を各出力
端ポート２及び３へ下流方向に分配するように働く受動
フィルタである。入力端と出力端との間の信号電力移動
を最大にするために、信号源インピーダンスと終端イン
ピーダンスとが、全て、それらの特性インピーダンス、
例えばＣＡＴＶの場合は７５オームのインピーダンスに
整合されることが重要である。更に、電力分割器２４０
はポート２及び３が上流方向の信号の入力端となり、こ
れら入力ポートの各々への信号電力の二分の一が出力ポ
ートポート１へ送信される双方向装置である。加入者線
切換え器５０はケーブル２１１を介して電力分割器２４
０へ接続されている。加入者線切換え器５０は、代表的
には屋外の電柱またはペデスタル取付台上の幹線増幅器
中に配置され、本実施例では四人の加入者ステーション
へのサービスを行なうことが可能である。各加入者線２
０１、２０２、２０３、２０４は、各々、別々の加入者
ステーションへのサービスを行なう。本発明の好ましい
実施例では、加入者線切換え器５０内に上流方向信号に
割り当られている周波数帯域内に搬送信号が存在するこ
とを判定する手段が供されている。それに答えて、ハイ
・パス・フィルタが上流方向経路から切り離され、直
結回路に切り換えられる。しかし、この加入者線切換え
器５０はヘッドエンド１０かまたは加入者ステーション
かの何れかからのデータ信号に容易に応答するようにす
ることができ、上流方向送信が可能となるようにその加
入者線切換え器５０内のフィルタ構成を変えることがで
きる。

【００１６】図２は、通例のＣＡＴＶシステム内の種々
のチャンネルに対する周波数割当を示している。周波数
帯域５-３７ＭＨｚは、サブ・ロー周波数帯域として知
られており、現在、各々が６ＭＨｚの公称帯域幅を持
つ、Ｔ７-Ｔ１１に指定されている最大で５チャンネル
を有している。Ｔ７チャンネル（５．７５-１１．７５
ＭＨｚ）は、幾つかの発生源（蛍光灯）からのノイズが
このＴ７チャンネルのスロット中に含まれているとに思
われるので、ＴＶ信号を送信するには勧められない。上
記サブ・ロー周波数帯域はＴＶ信号をＣＡＴＶ施設を通
じるＴＶ信号の上流方向送信のために使用される。ＴＶ
チャンネル２から４までは周波数帯域５４-７２ＭＨｚ
を使用し、ＴＶチャンネル５及び６は周波数帯域７６-
８８ＭＨｚを使用してる。チャンネル２から６まではＶ
ＨＦ周波数帯域の低域部分に含まれており、他方、残る
００から６２の間のチャンネルは１０８ＭＨｚから４５
６ＭＨｚの間のＶＨＦ帯域の高域周波数部分を使用して
いる。これらのチャンネルの各々は６ＭＨｚの公称帯域
幅を持ち、ビデオ信号情報を送信するために使用され
る。ＶＨＦ帯域の低域部分と高域部分とは周波数帯域８
８-１０８ＭＨｚで分離されており、この周波数帯域は
ＦＭラジオ信号及び下流方向データの送信用に残されて
いる。なお、ケーブルを介して送信するための搬送波周
波数は必ずしも空間伝播放送用に使用される周波数とは
対応しない。

【００１７】熱雑音の検討

【００１８】双方向ＣＡＴＶシステムでは、各加入者が
信号をそのＣＡＴＶのヘッドエンドへ逆に送信すること
ができる。これらの「上流方向」信号は代表的には５-
３７ＭＨｚの帯域内の周波数を使用している。この上流
方向信号の分配ネットワークは、多くの信号源または加
入者によって生成された信号を集れんし、単一の伝送線
を介してそのＣＡＴＶのヘッドエンドへ逆に送信するす
る。組み合わせツリー位相（ｍｅｒｇｉｎｇｔｒｅｅ
ｔｏｐｏｌｏｇｙ）」の形態を持っている。信号多重化
及び周波数ダイバーシティのような技術が双方向ＣＡＴ
Ｖシステムに多数の加入者ステーションを適合させるた
めに周知である。同様に、上流方向においてノイズ増加
の問題も知られている。

【００１９】７５オームの信号源を終端している理想増
幅器における４ＭＨｚ帯域幅内の理論的ノイズ・レベル
は、−５６ｄＢｍｖである。これは二個のノイズ発生源
から成る。一つのノイズ発生源（開路抵抗に対してはｅ
_n＝４ＫＴＢＲ＝−５９ｄＢｍｖ）はケーブルの抵抗に
起因し、ここでＫ＝ボルツマン定数（１．３８×１０^-23）Ｔ＝絶対温度（３００゜ケルビン）Ｂ＝帯域幅（４×１０⁶Ｈｚ）Ｒ＝抵抗（７５オーム）である。他のノイズ発生源はその増幅器の入力端終端抵
抗に起因し、やはり−５６ｄＢｍｖである。当然、増幅
器は完全ではなく、その構成素子内のランダム電子運動
に起因する他のノイズ発生源を包含している。このノイ
ズの増加は一般にデシベル（ｄＢ）で表わされ、増幅器
の雑音指数として知られている。その増幅器に対する１
０ｄＢの雑音指数によって、その増幅器の出力端では−
４６ｄＢｍｖのノイズ・レベルになるが、これは特異な
ものではない。

【００２０】下流方向

【００２１】上記で論述したように、下流方向では、一
つのＴＶ信号が特定の周波数帯域で放送される。図３に
示されるように、ＴＶ信号Ｓ１はノイズ成分Ｎ１ととも
に電力分割器２４０のポート１において受信される。こ
のＴＶ信号の同等部分が、一つのＴＶ信号を二つの送信
先へ分配する目的で下流側ポート２及び３へ分配され
る。この電力分割器２４０中の小さな散逸損失を無視す
ると、このＴＶ信号及びノイズの二分の一が図３に示さ
れるようにポート２及び３へ分配される。従って、その
信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）は、電力分割器２４０自体の中
の構成要素（抵抗）によって発生される僅かな量のラン
ダム熱雑音が加わる以外は、ポート１とポート２及び３
との間で変化しない。同様に、下流方向信号の増幅によ
って、ＴＶ信号Ｓ１及びノイズ成分Ｎ１が同じ量だけ高
められるので、その信号対雑音比Ｓ１／Ｎ１はその増幅
器の入力ポートと出力ポートとの間では変化しない。

【００２２】上流方向

【００２３】上流方向信号は下流方向信号が通る同じ電
力分割器２４０を逆方向に通過する。更に、衝突を避け
るために一時に一人の加入者のみが、同じ幹線上の特定
の上流方向搬送周波数帯域にアクセスすることが許諾さ
れる。この状況は図４に図示されており、ここでは電力
分割器２４０のポート２に接続されている加入者ステー
ションから信号が送信されている。ポート３に接続され
ている加入者ステーションからは信号が送信されていな
いが、その加入者ステーションの装置は、ポート２へ接
続されている加入者ステーションが現在使用している周
波数帯域と同じ周波数帯域内で熱雑音Ｎ₂を発生する７
５オームの抵抗性インピーダンスに終端している。従っ
て、上流側のポート１で得られる信号は、上流方向の入
力ポート２で現れていたノイズの二倍の大きさのノイズ
を含んでおり、従ってその信号対雑音比Ｓ／Ｎは３ｄＢ
だけ減少する。事実、多数の電力分割器の累積的な影響
にせいで、双方向ＴＶ信号送信がまだ一般的になってい
ない上流方向の信号では、多くのノイズが累積する。Ｔ
Ｖスタジオが分配のためのＴＶ信号をヘッドエンド１０
へ送信する必要が有るそのような状況では、代表的には
別々のケーブルが使用され、地域共同体サービス番組を
供することを計画している多くの高等学校には相当高価
である。

【００２４】図５は、多数の電力分割器２４０及び多数
の切換え式フィルタ５００を有している加入者線切換え
器５０の構成を開示している。本発明の好ましい実施例
では、四個の切換え式フィルタ５００が一組使用される
が、何らかの特殊な必要性に応じるために、如何なる数
の切換え式フィルタ５００を設計者が選択することがで
きる。ここで、電力分割器２４０、切換え式フィルタ５
００の各々に対する入力インピーダンス及び出力インピ
ーダンスは、各ポート５１、５２、５３、５４及び５５
の各々と接続されるように意図されている同軸ケーブル
のインピーダンス（７５オーム）と整合するように選択
される。

【００２５】図５の図面には、電力分割器２４０の構成
がより詳細に開示されている。先に論述したように、電
力分割器２４０のポート１に入力する信号電力の半分が
各ポート２及び３へ分配される。このことは抵抗Ｒ（１
５０オーム）と平行に接続されている、インダクタＬ1
及びＬ2の直列接続によって達成される。インダクタＬ1
及びＬ2は、ポート２へ入力している信号がポート３へ
結合されないように、且つ逆にポート３へ入力している
信号がポート２へ結合されないように、直列順巻き形態
に巻回されている。このような電力分割器は周知であ
り、到来ＴＶ信号を幾つかの異なるテレビジョン受像機
へ分配する加入者によって使用される。図５に図示され
ているように、これらの電力分割器はピラミッド状に接
続することができるが、信号電力移動を最大にするため
には、それらポートの各々が７５オームで終端される必
要がある。

【００２６】図５の中で最も重要な部分は、加入者線と
して知られている７５オームケーブル部分を介して各加
入者ステーションへ、各ポート５１、５２、５３、５４
で接続されている切換え式フィルタ５００の構成にあ
る。切換え式フィルタ５００の構成は理解を容易にする
ためにブロック・ダイヤグラムで示されているが、より
詳細には図６に表わされている。ＶＨＦ帯域内のＴＶ信
号は切換え式フィルタ５００のポートＢからポートＡへ
下流方向に伝播する。ハイ・パス・フィルタ５１０はこ
れらのＶＨＦ信号を通過させるが、ＶＨＦ帯域以下の信
号を事実上通過させない。切換え式フィルタ５００の各
々は、ポートＡ及びＢ間にハイ・パス・フィルタ５１０
が接続されている、その通常動作モードで図示されてい
る。しかし、ポート５１、５２、５３及び５４へ接続さ
れている加入者のうちの一人が、上流方向搬送周波数帯
域内のＴＶ信号の送信を開始するとき、その上流方向信
号がロー・パス・フィルタ５２０を通り、無線周波増幅
器（ＲＦ増幅器）５３０によって増幅され、且つ搬送波
検出器５５０によって検出されて切換え器５７０を動作
状態にする。切換え器５７０が動作すると、直結接続が
ハイ・パス・フィルタ５１０に代わってポートＡ及びＢ
の間に実働接続として接続される。

【００２７】幾つかの代替構成が、ハイ・パス・フィル
タ５１０を直結接続に置換するために存在している。一
つの代替構成は、そのハイ・パス・フィルタ５１０を除
去すること無く、直結回路をaddすることが考えられる
が、しかし接地回路への経路が、各構成要素５１４及び
５１６の直列接続と各構成要素５１５及び５１７の直列
接続とを介して形成され、これらの経路がそれらの各直
列共振周波数で低インピーダンスを持つ。別の代替構成
は、サブ・ロー周波数帯域を通過させるフィルタをハイ
・パス・フィルタ５１０と平行に付設することが考えら
れるが、しかし、これは直結接続より以上に高価にな
る。更に別の代替構成は、ハイ・パス・フィルタ５１０
をサブ・ロー周波数帯域を通過させる上記フィルタと置
き替えることが考えられるが、しかし、上流方向送信が
失われ、双方向テレビ電話が使えなくなる。

【００２８】図６は幾つかのフィルタ部を有する切換え
式フィルタ５００の詳細図である。なお、この切換え式
フィルタ５００の目的は上流方向通信を持っていない全
ての加入者線上のサブ・ロー周波数帯域を遮断すること
である。この目的は加入者線切換え器５０内で最良状態
で達成され、特に各加入者ステーションに対して切換え
式フィルタ５００を付設することによって達成される。
切換え式フィルタ５００の動作は、二つの動作モードが
（ｉ）下流方向送信のみ（ｉｉ）下流方向送信及び上流
方向送信に関係するとき、より良く理解することができ
る。

【００２９】送信が上流方向送信のみであるときは、ハ
イ・パス・フィルタ５１０は基本的に単一機能回路であ
る。これはＰＩＮダイオード５８２及び５８４を順方向
にバイアスし、他方でＰＩＮダイオード５８３及び５８
５を逆方向にバイアスすることによって達成される。従
って、ＶＨＦ周波数帯域内の信号がポートＢに入力し、
ハイ・パス・フィルタ５１０を通って伝播し、続いてポ
ートＡを介して加入者ステーションに向かう。この特別
な経路では、結合コンデンサ５８１及び５８６がその切
換え式フィルタ５００とそれらケーブルとの間に流れる
直流電流をブロックするために使用される。ハイ・パス
・フィルタ５１０は、５０ＭＨｚのカットオフ周波数を
持つ５次のチェビシェフ・フィルタである。このハイ・
パス・フィルタ５１０は、５０ＭＨｚ以上で信号に比較
的に低いインピーダンスを呈するが、それ未満では比較
的に高いインピーダンスを呈する各構成要素５１１-５
１７を有している。

【００３０】ＰＩＮダイオード５８２及び５８４の順方
向バイアスは、トランジスタ５７７をターン・オンさせ
ると達成される。電流が、１２ボルト電源Ｖ_Bから、抵
抗５９１及び５９６、ＰＩＮダイオード５８２及び５８
４、抵抗５９３及び５９５、その後オン状態のトランジ
スタ５７７を順次に通って、接地回路へ流れる。コンデ
ンサ５９２及び５９４は上記ＶＨＦ信号に対して交流接
地を呈し、抵抗５７８は、トランジスタ５７７がオフ状
態にあるとき、ＰＩＮダイオード５８２及び５８４を逆
バイアスに保持する２４ボルト電源Ｖ_Aへの接続のため
に使用される。各ＰＩＮダイオード５８２乃至５８５は
上記ＶＨＦ周波数帯域で低損失を持つシリコンＲＦスイ
ッチング・ダイオードである。適当なＰＩＮダイオード
に、シーメンス社から市販されているＢＡ５８２スイッ
チング・ダイオードがある。

【００３１】送信が上流方向及び下流方向の双方で行な
われるとき、トランジスタ５７７はターン・オフされて
いるがトランジスタ５７２はターン・オンされている。
このような状況では、ＰＩＮダイオード５８３及び５８
５が順方向にバイアスされているが、ＰＩＮダイオード
５８２及び５８４は逆方向にバイアスされている。その
結果、ハイ・パス・フィルタ５１０はポートＡ及びＢの
間の経路から除去され、替わって５０ＭＨｚ以上の周波
数を通過させるだけでなく上流方向送信に使用されるサ
ブ・ロー周波数帯域内の周波数をも通過させる直結接続
が接続される。なお、このとき、上記各ＰＩＮダイオー
ドのアノード側が１２ボルト電源に接続されているが、
それらのカソード側回路は２４ボルト電源に戻ってお
り、この結果、ターン・オフされる必要が有るとき、こ
れらＰＩＮダイオードを適切に逆バイアスすることがで
きる。また、演算増幅器５６０からの同一の出力信号に
応答するトランジスタ５７２及び５７７により制御され
てこれらのＰＩＮダイオードが揃ってターン・オン及び
ターン・オフされるが、しかし同じ入力に応答して異な
る論理状態を執ることに留意しなければならない。従っ
て、上流方向送信中に、ハイ・パス・フィルタ５１０を
側路する直結回路がポートＡ及びＢの間に構成される。
この状態はポートＡに入力しているサブ・ロー周波数帯
域内の信号が搬送波検出器５５０によって検出されると
きトリガーされる。

【００３２】結合コンデンサ５２１はロ・パス・フィル
タ５２０をポートＡへ接続している。ロ・パス・フィル
タ５２０は、３７ＭＨｚのカットオフ周波数を持つ５次
のチェビシェフ・フィルタである。このロ・パス・フィ
ルタ５２０は、ＶＨＦ周波数帯域以下の周波数、特に５
-３７ＭＨｚの周波数帯域内の周波数を通過させる各構
成要素５２２乃至５２９を有している。ＲＦ増幅器５３
０は、各構成要素５３１-５４０を有している。演算増
幅器５４０に対する適当な構成要素には、ＭＣ１３５０
Ｐのような市販のＩＦ増幅器が有る。続いて、結合コン
デンサ５４１はＲＦ増幅器５３０からの増幅された信号
を搬送波検出器５５０、特にその中で倍電圧整流器とし
て構成されているゲルマニューム・ダイオード５５１及
び５５２の回路へ結合する。ここで整流された信号は続
いて抵抗５５３及び５５４より成る回路により濾波さ
れ、例えばＬＭ３２４のような従来の演算増幅器で構成
される搬送波検出器５５０へ与えられる。

【００３３】整流及び増幅された信号の一部は、ＲＦ増
幅器５３０に対して負帰還、及びそれによる自動利得制
御を供する抵抗５５７と５５９及びコンデンサ５３５か
ら成る帰還回路を介してＲＦ増幅器５３０へ帰還され
る。演算増幅器５６０の出力は、上流方向信号が存在す
るときにハイ・レベル（接地電位に関して正電位）状態
であり、それ以外のときはロー・レベル（接地電位）状
態である。演算増幅器５６０がハイ・レベル状態である
とき、トランジスタ５７２は飽和状態にバイアスされた
オフ状態にあり、先に論述したように低インピーダンス
経路がポートＡ及びＢの間に接続されるようにしてい
る。このような低インピーダンス接続は、時折、「短
絡」と呼ばれる。それぞれ、トランジスタ５７２及び５
７７のベースに接続されている各抵抗５７１及び５７６
は、これらのトランジスタ中を流れることができる最大
ベース電流を制限するために使用されている。各構成要
素５７３、５７４及び５７５は、バイアス量を考慮した
り、不所望なＲＦ信号を消去するために選択される。

【００３４】これらの変形例には、所定の制御信号を使
用して上流方向信号の送信を可能にすることが包含され
るが、それに限られるものではない。この所定制御信号
は加入者ステーションや、ヘッドエンド、或いは他の選
択された位置から送信することができる。最後に、この
所定制御信号はここで意図されているようにサブ・ロー
周波数帯域内にある必要は無く、ベース・バンドのＶＨ
Ｆ帯域にあってもよい。同様に、上流方向の送信はどの
ような周波数帯域内で行なうこともできる。

【００３５】なお、特許請求の範囲に記載した参照符号
は、発明の容易なる理解の為のもので、その範囲を制限
するように理解されるべきものではない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のケーブル・システムを介して同時に上流方向ＴＶ
信号送信及び下流方向ＴＶ信号送信を供することがで
き、更に、今日のシステムに付随しているノイズ増加の
問題無しにそのような上流方向送信を供することができ
る利点が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、上流方向送信及び下流方向送信
が可能なＣＡＴＶシステムの主要な機能要素を開示する
図である。

【図２】種々のＣＡＴＶチャンネルに対する周波数帯域
の割り当てを示す図である。

【図３】電力分割器によって下流方向信号及びそれと関
連するノイズに与えられる効果を示す図である。

【図４】電力分割器によって上流方向信号及びそれと関
連するノイズに与えられる効果を示す図である。

【図５】各々が上流方向ＴＶ信号送信を行なうことが可
能な四人の加入者ステーションを上記ケーブル・システ
ムに相互接続するための加入者線切換え器を開示する図
である。

【図６】本発明による切換え式フィルタの詳細な模式図
を開示する図である。

【符号の説明】

１、２、３、５１、５２、５３、５４、５５、Ａ、Ｂ
ポート１０ヘッドエンド３０加入者ステーション５０加入者線切換え器１１０結合器１２０、２２０ダイプレクサ１３０サブ・ロー周波数帯域／ＶＨＦ帯域変換プロ
セッサ２００同軸ケーブル２０１、２０２、２０３、２０４加入者線２１０、２３０増幅器２１１ケーブル２４０電力分割器３１０送信装置３２０ＣＡＴＶコンバータ３３０テレビジョン受像機３４０ビデオ・カセット・レコーダ（ＶＣＲ）３５０ビデオ・カメラ５００切換え式フィルタ５１０ハイ・パス・フィルタ（ＨＰＦ）５１１、５１２、５１３、５１６、５１７、５２１、５
３１、５３３、５３４、５３５、５３７、５３９、５５
４、５５５、５５６、５５７、５５８、５５９、５７
４、５７６、５９２、５９４、５９５コンデンサ５１４、５１５インダクタ５３２、５３６、５３８、５５３、５７１、５７３、５
７５、５７８、５９１、５９３、５９６抵抗５２０ロー・パス・フィルタ（ＬＰＦ）５３０無線周波増幅器（ＲＦ増幅器）５４０、５６０演算増幅器５４１、５８１、５８６、結合コンデンサ５５０搬送波検出器（ＤＥＴ）５５１、５５２ゲルマニューム・ダイオード５７０切換え器５７２、５７７トランジスタ５８０直結接続５８２、５８３、５８４、５８５、ＰＩＮダイオー
ド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロウエルジーンアトキンソンアメリカ合衆国 46250 インディアナ、インディアナポリス、ノースオデュボンロード 7358 (72)発明者ロナルドリーカッツアメリカ合衆国 46220 インディアナインディアナポリス、ニフトンロード 6426

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テレビジョン信号を第一の周波数帯域で
加入者ステーションへケーブル（２００）を介して下流
方向に送信し、同時に前記ケーブルを介して前記加入者ステーションの
うちの一つ（３０）から上流方向に送信される第二の周
波数帯域でテレビジョン信号を受信するヘッドエンド
（１０）を有し、前記ケーブルが、前記ヘッドエンドと前記加入者ステー
ションのうちの前記一つの加入者ステーションとの間に
直列接続されている加入者線装置（５００）を有し、前記加入者線装置が、前記ヘッドエンドとの相互接続す
るための第一のポート（Ｂ）と、前記加入者ステーショ
ンとの相互接続するための第二のポート（Ａ）とを有す
る双方向ケーブルテレビ用分配システムにおいて、前記加入者線装置が、前記第一ポートと第二ポートとの間に相互接続され、前
記第一周波数帯域内での信号の送信を可能にし、同時に
一方で前記第二周波数帯域内での信号の送信を阻止する
フィルタ手段（５１０）と、前記加入者線装置によって受信された所定の制御信号に
応答して、前記第一ポートと第二ポートとの間における
前記第二周波数帯域内での信号の送信を可能にする切換
え手段（５２０、５３０、５５０、５７０、５８０）
と、有し、前記加入者線装置が、所定の制御信号を受信しない場合
に、前記第二周波数帯域内でノイズが上流方向への伝送
するのを阻止することを特徴とする双方向ケーブルテレ
ビ用分配システム。
【請求項２】前記フィルタ手段（５１０）が、ハイ・
パス・フィルタを有することを特徴とする請求項１に記
載のシステム。
【請求項３】前記切換え手段（５２０、５３０、５５
０、５７０、５８０）が、前記一つの加入者ステーション（３０）によって生成さ
れた信号を検出する手段（５５０）と、前記第二周波数帯域内での周波数に対して低いインピー
ダンスを呈する経路で前記ハイ・パス・フィルタを実質
的に短絡する手段（５８０）とを有することを特徴とす
る請求項２に記載のシステム。
【請求項４】前記低インピーダンス経路が、実質的に
直結接続（５８０）を有することを特徴とする請求項３
に記載のシステム。
【請求項５】前記第一周波数帯域が、実質的に５０Ｍ
Ｈｚから４５０ＭＨｚの間に存在することを特徴とする
請求項２に記載のシステム。
【請求項６】前記第二周波数帯域が、実質的に５ＭＨ
ｚから３７０ＭＨｚの間に存在することを特徴とする請
求項３に記載のシステム。