JPH09298553A - 情報通信ネットワークシステムとその端末装置 - Google Patents

情報通信ネットワークシステムとその端末装置

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Publication number
JPH09298553A
JPH09298553A JP8109744A JP10974496A JPH09298553A JP H09298553 A JPH09298553 A JP H09298553A JP 8109744 A JP8109744 A JP 8109744A JP 10974496 A JP10974496 A JP 10974496A JP H09298553 A JPH09298553 A JP H09298553A
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JP
Japan
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transmission
delay
delay control
center device
clock
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Application number
JP8109744A
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English (en)
Inventor
Hideo Haruyama
秀朗 春山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Communication Control (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速度の動作クロックを用いることなく高精
度の遅延制御を行なえるようにし、これにより低価格の
端末装置を使用しながら高スループットの伝送を実現す
る。 【解決手段】 センタ装置においてカードモデムとの間
の伝送遅延を測定して、この伝送遅延を補正するための
遅延制御量データをカードモデムに通知し、カードモデ
ムにはその変調部のタイミングイコライザに上り伝送信
号の送信タイミングを遅延するためのバッファ48とF
IRフィルタ49とを設け、このバッファ48で上り伝
送信号を動作クロックCKのカウント値に相当する時間
だけ遅延制御するとともに、FIRフィルタ49のタッ
プ係数Wを可変してその伝達特性を動作クロックCKの
1周期未満の範囲で時間軸方向に平行移動させることに
より上記上り伝送信号の位相を制御するようにしたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、CATV(Cabl
e Television)ネットワーク等の情報通信ネットワーク
を利用して高速パケット通信を行なうシステムに係わ
り、特に端末装置からセンタ装置への上り情報伝送方式
に遅延制御方式を適用したシステムとその端末装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報スーパーハイウエイの実現形
態の一つとして、CATVネットワークの利用が検討さ
れている。これは、CATVネットワークが、ビデオ信
号等を伝送できる広帯域性や広いカバーエリアを有して
いるためである。
【0003】この様なCATVネットワークを利用した
情報通信ネットワークシステムは、一般にヘッドエンド
等のセンタ装置とセットトップボックス等と呼ばれる多
数の端末装置との間をツリー状ネットワークにより接続
したものから構成される。また最近では、伝送品質の向
上とさらなる広帯域化を目指して、HFC(Hybrid Fib
er Coax )ネットワークの導入が検討されている。HF
Cネットワークは、大規模な同軸ツリー状ネットワーク
を小規模な複数の同軸ツリー状ネットワークに分解し、
センタ装置とこれらの小規模な同軸ツリー状ネットワー
クとの間を光伝送路を介して接続したものである。
【0004】ところで、この種の情報通信ネットワーク
システムは、センタ装置から各端末装置へ向かう下り伝
送路では、センタ装置が一元的に信号を送出するため有
効フレーム使用率の高い伝送が可能である。しかし、各
端末装置からセンタ装置へ向かう上り伝送路では、多数
の端末装置が任意に信号を送信するため衝突が発生し易
く効率的な伝送が難しい。そこで、従来より上り伝送路
において衝突の発生を低減して有効フレーム使用率を高
めるアクセス方式が種々提案されている。
【0005】例えばポーリング方式は、センタ装置が各
端末装置を個別に呼び出して、各端末装置からの送信要
求の有無を1台1台確認していく方式で、衝突の発生を
効果的に防止できる。また各端末装置がパケットを送信
しようとする際にセンタ装置へ送信要求を送信し、これ
に対しセンタ装置が送信許可を与えることで端末装置が
パケットの送信を開始する方式もある。この方式によっ
ても、衝突の発生を未然に防止してスループットの高い
通信が可能となる。しかし、これらのアクセス方式を効
果的に使用するには、各端末装置とセンタ装置との間の
伝送遅延を考慮して、各端末装置の送信タイミングを高
精度に制御することが必要である。
【0006】すなわち、システムのカバーエリアが広く
なればなるほど、センタ装置に近い端末装置とセンタ装
置から遠い端末装置との間の伝送距離の差が大きくな
り、これに伴い伝送信号の伝送遅延量の差も大きくな
る。そこで、従来のシステムでは上記伝送遅延量を考慮
した遅延制御方式が採用されている。この遅延制御方式
は、例えばシステムの運用開始時や端末装置が増設され
た時に、センタ装置が各端末装置との間でそれぞれ信号
の授受を行なうことにより各端末装置との間の伝送遅延
量を測定する。そして、この伝送遅延量の測定値に基づ
いて各端末装置に送信タイミングの遅延制御量を通知
し、以後各端末装置がこの通知された遅延制御量に従っ
て送信信号の送信タイミングを遅延制御して送信するも
のである。このような方式を採用することで、各端末装
置が送信した信号が、伝送路上で衝突を起こさずしかも
大きなガードタイムを設けずにセンタ装置で受信される
ようになり、これにより衝突の発生は低減されてスルー
プットの高い上り情報伝送が可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
遅延制御方式には次のような解決すべき課題があった。
すなわち、ディジタル信号を伝送するシステムでは、セ
ンタ装置および端末装置においてディジタル変調処理等
のために伝送レートに応じた動作クロックが必要であ
る。例えばQPSK(Quadrature Phase Shift Keying
)方式では、タイミング誤差による伝送特性劣化を抑
圧する観点から、シンボルレート(1.5Mシンボル/
sec )の16倍である24MHz程度の動作クロックが
必要である。ここで、遅延制御もこの動作クロックを用
いて行なっている。このため、上記QPSK方式では、
24MHzの動作クロックの周期に相当する時間精度で
遅延制御を行なうことが可能である。
【0008】しかし、最近では変調方式としてQPSK
(Quadrature Phase Shift Keying)方式に代わってさ
らに伝送能力の高い16QAM(Quadrature Amplitude
Modulation )方式あるいは64QAM方式が採用され
つつある。QAM方式では、復調信号のアイパターンの
開口度がQPSK方式に比べて小さくなる。例えば16
QAM方式の開口度は図9(b)に示すようにQPSK
方式(図9(a))の約1/3になる。
【0009】このように復調アイパターンの開口度の小
さい変調方式を採用したシステムにおいて、上記QPS
K方式の場合と同等の精度で遅延制御を行なおうとする
と、クロック周波数を上記アイパターン開口度の縮小分
だけ高くしなければならない。例えば先に述べた16Q
AM方式では、24MHzの3倍である72MHzの動
作クロックが必要となる。このような高速クロックを発
生するには、高価なクロック発生器が必要であり、また
回路の消費電力や発熱量が大きくなるためその対策のた
めに装置の大形化を招き非常に好ましくない。特に、将
来では64QAM方式等よりもさらに高能率の変調方式
を使用することになると予想されるが、このような高能
率変調方式ではアイパターンの横の開口度に応じて一層
の高精度化およびクロックの高速度化が必要となり、こ
れが装置の大形化やコストアップを招き非現実的とな
る。
【0010】この発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、高速度の動作クロック
を用いることなく高精度の遅延制御を行なえるように
し、これにより低価格の端末装置を使用しながら高スル
ープットの伝送を実現できる情報通信ネットワークシス
テムとその端末装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明の情報通信ネットワークシステムは、センタ
装置に、複数の端末装置との間の伝送遅延をそれぞれ測
定する伝送遅延測定手段と、この伝送遅延測定手段の測
定結果を基に遅延制御情報を生成して対応する端末装置
へ通知する遅延制御情報通知手段とを設け、かつ上記複
数の端末装置の各々には、上記センタ装置へ送信するデ
ィジタル信号の伝送速度に対応するクロックを発生する
ためのクロック発生手段と、第1の遅延制御手段と、所
定の伝達特性を持つディジタルフィルタを備えた第2の
遅延制御手段とを設ける。そして、第1の遅延制御手段
において、上記センタ装置から通知された遅延制御情報
を基に、センタ装置へのディジタル信号の送信タイミン
グを、上記クロック発生手段により発生されるクロック
の周期により規定される時間精度で遅延制御し、さらに
上記第2の遅延制御手段において、上記センタ装置から
通知された遅延制御情報を基に上記ディジタルフィルタ
のタップ係数を可変してその伝達特性を時間軸方向に微
小シフトし、これにより上記センタ装置へのディジタル
信号の送信タイミングを、上記クロック発生手段から発
生されるクロックの1周期未満の時間精度で遅延制御す
るようにしたものである。
【0012】したがってこの発明によれば、例えばシス
テムの運用開始時や端末装置が増設された時に、センタ
装置で端末装置との間の伝送遅延量が計測されて遅延制
御情報が端末装置に通知される。そして端末装置では、
ディジタル信号を送信する際に、上記遅延制御情報に応
じて、第1の遅延制御手段によりクロック周期により規
定される時間精度で送信タイミングの調整が遅延制御が
行なわれ、かつ第2の遅延制御手段におけるディジタル
フィルタのタップ係数の可変により上記クロックの1周
期未満の時間精度で送信タイミングの調整が行なわれ
る。すなわち、各端末装置におけるディジタル信号の送
信タイミングは、クロック周期の時間精度による粗調整
と、クロックの1周期未満の時間精度による微調整とに
分けてそれぞれ遅延制御されることになる。このため、
クロック周波数を高速化しなくても高精度の遅延制御が
可能となる。したがって、システムのスループットを高
く保持した上で、高価なクロック発生器が必要なくかつ
回路の消費電力や発熱量の少ない小形で安価な端末装置
を提供することができる。
【0013】また本発明は、遅延制御情報通知手段にお
いて、伝送遅延測定手段の測定結果を基に遅延制御量を
求めてこの遅延制御量をNビットの2進数で表わして端
末装置に通知し、端末装置の第1の遅延制御手段では、
センタ装置から通知された上記遅延制御量の上位mビッ
トに相当するクロック数だけディジタル信号の送信タイ
ミングを遅延し、かつ第2の遅延制御手段では、センタ
装置から通知された上記遅延制御量の下位k(k=N−
m)ビットに対応するタップ係数をディジタルフィルタ
のタップに与えることにより、クロックの1周期未満の
送信位相を遅延制御することを特徴としている。
【0014】このように構成したことで、センタ装置か
ら各端末装置へ通知する遅延制御情報の情報量を少なく
することができ、これにより各端末装置の各々に遅延制
御情報を通知するために必要な時間を短縮することがで
きる。この効果は、端末装置の数が多くなればなるほど
顕著となる。
【0015】さらに本発明は、遅延制御情報通知手段に
おいて、伝送遅延測定手段で測定された伝送遅延量と、
端末装置との間の伝送路の線形歪みとに基づいて、伝送
遅延量を補償しかつ上記線形歪みを等化するためのタッ
プ係数を生成して、このタップ係数の情報を端末装置に
通知する。そして、端末装置では、センタ装置から通知
された上記タップ係数をディジタルフィルタのタップに
与えることにより、ディジタルフィルタの伝達特性を時
間軸方向に平行移動させると同時に伝達特性自体を可変
することを特徴としている。
【0016】このように構成することで、センタ装置か
ら端末装置へ通知されるタップ係数情報には、遅延制御
のための情報ばかりでなく、伝送路の線形歪みを等化す
るための情報も含まれることになり、このタップ係数情
報によりディジタルフィルタの伝達特性を制御すること
により、送信タイミングの遅延制御とともに伝送路のプ
リ等化も行なうことが可能となる。すなわち、一つのデ
ィジタルフィルタを用いるだけで、送信タイミングの遅
延量の微調整と、伝送路特性のプリ等化とを同時に行な
い得る。
【0017】一方、この発明の端末装置は、伝送遅延制
御用の手段として、第1の遅延制御手段と、所定の伝達
特性を持つディジタルフィルタを有する第2の遅延制御
手段とを備えている。そして、第1の遅延制御手段にお
いて、例えばセンタ装置からの通知または端末装置での
保守員等の入力操作により予め与えられた遅延制御情報
に基づいて、センタ装置へのディジタル信号の送信タイ
ミングを、クロック発生手段により発生されるクロック
の周期により規定される時間精度で遅延制御するように
し、かつ第2の遅延制御手段において、上記遅延制御情
報に基づいて上記ディジタルフィルタのタップ係数を可
変してその伝達関数を時間軸方向に平行移動させること
により、上記センタ装置へのディジタル信号の送信タイ
ミングを上記クロックの1周期未満の時間精度で遅延制
御するようにしたものである。
【0018】この端末装置によれば、先に述べた情報通
信ネットワークシステムと同様に、端末装置におけるデ
ィジタル信号の送信タイミングが、クロック周期の時間
精度による粗調整と、クロックの1周期未満の時間精度
による微調整とに分けてそれぞれ遅延制御されることに
なる。このため、クロック周波数を高速化しなくても高
精度の遅延制御が可能となる。したがって、高価なクロ
ック発生器が必要なくかつ回路の消費電力や発熱量の少
ない小形で安価な端末装置を提供することができる。
【0019】また他の発明の端末装置は、第1の遅延制
御手段において、端末装置からセンタ装置へ向かう上り
伝送路上の伝送遅延を補正するための第1の遅延制御情
報に基づいて、上記センタ装置へのディジタル信号の送
信タイミングを上記クロック発生手段により発生される
クロックの周期により規定される時間精度で遅延制御す
るようにし、かつ第2の遅延制御手段においては、上記
上り伝送路における伝送遅延を補正しかつ上り伝送路上
の線形歪みを等化する情報を含む第2の遅延制御情報に
基づいて、上記ディジタルフィルタのタップ係数を可変
し、これによりディジタルフィルタの伝達関数を時間軸
方向に平行移動させて上記センタ装置へのディジタル信
号の送信タイミングを上記クロックの1周期未満の時間
精度で遅延制御するとともに、上記ディジタルフィルタ
の伝達関数の特性を変化させて上記上り伝送路の線形歪
みをプリ等化するようにしたものである。
【0020】この端末装置によれば、ディジタルフィル
タを使用した第2の遅延制御手段において、送信タイミ
ングの遅延制御とともに伝送路のプリ等化も行なうこと
が可能となる。すなわち、一つのディジタルフィルタを
用いるだけで、送信タイミングの遅延量の微調整と、伝
送路特性のプリ等化とを同時に行ない得る。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、この発明に係わる情報通
信ネットワークシステムの一実施形態を示す概略構成図
である。このシステムはCATV網を利用したもので、
このCATV網1にはセンタ装置2が接続される。この
センタ装置2は、例えば100BASE−Tの伝送路を
介してLANやWANなどからなる上位網3に接続さ
れ、この上位網3を介してサーバ4などに対しアクセス
可能となっている。また上記CATV網1にはそれぞれ
複数の端末装置が接続される。これらの端末装置は、デ
ータ端末であるパーソナル・コンピュータ(PC)61
〜6nと、これらのパーソナル・コンピュータ61〜6
nをCATV網1に接続するためのケーブルモデム(C
M)51〜5nとから構成される。
【0022】上記各ケーブルモデム51〜5nは、セン
タ装置2に対しCATV網1の共通の伝送路を介して接
続される。すなわち、CATV網1はHFCネットワー
クからなり、その伝送路は物理的にはセンタ装置2をヘ
ッドエンド(HE)としてツリー状に構成されており、
このツリー状の伝送路の末端もしくはその途中に上記ケ
ーブルモデム51〜5nが接続され、さらにこのケーブ
ルモデム51〜5nに10BASE−Tの伝送路を介し
てパーソナル・コンピュータ61〜6nが接続される。
【0023】また上記伝送路は、その周波数帯域が例え
ば5〜48MHzの低域と70〜770MHzの中高域
とに分割される。そして、低域が各ケーブルモデム51
〜5nからセンタ装置2に信号を伝送するための上り伝
送路として、また中高域がセンタ装置2から各ケーブル
モデム51〜5nへ信号を伝送するための下り伝送路と
してそれぞれ割り当てられる。上り伝送路における伝送
チャネルは1CH当たり1.5MHzの容量を有する。
これに対し下り伝送路における伝送チャネルは、上記上
り伝送路の伝送チャネルの4倍に相当する1CH当たり
6MHzの容量を有する。
【0024】ところで、この様なシステムのうちセンタ
装置2は次のように構成される。図2はその構成を示す
回路ブロック図である。すなわち、LANやWANなど
の上位網3との間の接続のためにインタフェース11が
設けられている。このインタフェース11は100BA
SE−Tインタフェースからなる。上位網3から送られ
たデータは、このインタフェース11を介してクロック
とともにバッファ12に入力され、このバッファ12で
一旦蓄積されたのちフレーミング・多重部13に入力さ
れる。フレーミング・多重部13は、上記データや制御
信号等を多重化して所定のフレーム構成をなす下り伝送
信号を構成するもので、このフレーム化された下り伝送
信号は変調部14に入力される。変調部14では、上記
下り伝送信号により搬送波信号のディジタル変調が行な
われる。この変調部14から出力された被変調波信号は
分離/合成器15でCATV放送信号などの他のサービ
ス信号と多重化されたのち、各パーソナル・コンピュー
タ61〜6nに向けCATV網1の下り伝送路へ送信さ
れる。なお、上記変調部14におけるディジタル変調方
式としては、例えば16値または64値QAM方式が使
用される。
【0025】これに対し、CATV網1の上り伝送路を
介して各パーソナル・コンピュータ61〜6nから伝送
された被変調波信号は、分離/合成器15を介して復調
部16に入力され、ここでベースバンドの上り伝送信号
に復調される。この復調された上り伝送信号は分離部1
7においてデータとRSP信号などの制御信号とに分離
され、このうちデータはフレーム変換部18に入力され
る。フレーム変換部18は、上記インタフェース11か
ら出力される送出要求およびクロックに応じて、バッフ
ァ19を用いながら上記データのフレームを上位網3で
伝送するためのフレームに変換するもので、この変換さ
れたデータはデータ表示信号とともにインタフェース1
1から上位網3へ送信される。
【0026】またセンタ装置2は、各ケーブルモデム5
1〜5nとの間の伝送遅延を測定する回路として、伝送
遅延測定部20と、伝送遅延測定制御部21とを備えて
いる。これらの伝送遅延測定部20および伝送遅延測定
制御部21は、各パーソナル・コンピュータ61〜6n
の使用開始時や使用開始後の任意のタイミングにおい
て、測定対象となるパーソナル・コンピュータ61〜6
nのケーブルモデム51〜5nとの間で、所定の手順で
ASG信号およびRSP信号の送受信を行ない、これに
よりケーブルモデム51〜5nとの間の往復の伝送遅延
量を測定する。そして、この測定した伝送遅延量に基づ
いてケーブルモデム51〜5nの送信タイミングの遅延
制御量を求め、この遅延制御量を該当するケーブルモデ
ム51〜5nに通知するものである。なお、上記伝送遅
延量の測定はセンタ装置2からのポーリングにより行な
われる。
【0027】さらにセンタ装置2はアクセス制御部22
を備えている。このアクセス制御部22は、データ伝送
を行なう際に、所定の手順で各ケーブルモデム51〜5
nとの間を選択的に接続するための制御を実行するもの
で、例えば各ケーブルモデム51〜5nに対して下り伝
送路の使用条件や送信指示等を伝えるためのSI信号を
一定の周期で放送する。
【0028】一方、ケーブルモデム51〜5nは次のよ
うに構成される。図3はその構成を示す回路ブロック図
である。すなわち、上記センタ装置2からCATV網1
の下り伝送路を介して到来した被変調波信号は、分波器
31を介して復調部32に入力され、ここでベースバン
ドの下り伝送信号に復調される。この下り伝送信号は、
同期部33および復号部34を介して分離部35に入力
される。同期部33では、上記下り伝送信号に対するク
ロック同期およびフレーム同期がとられる。復号部34
では上記下り伝送信号に対し誤り訂正復号等の復号処理
が行なわれる。分離部35では、上記復号処理後の下り
伝送信号をパケットと、ASG信号と、SI信号とに分
離するための処理が行なわれ、このうちパケットはアド
レスフィルタ36に入力される。アドレスフィルタ36
は、上記パケットに含まれている宛先アドレスを基に当
該パケットが自己宛てのものであるか否かを判定し、自
己宛てのものと判定した場合には当該パケットのデータ
をバッファ37へ出力して蓄積させる。この蓄積された
データは、インタフェース38から出力されるデータ送
出指示およびクロックに同期してバッファ37から読み
出され、パーソナル・コンピュータ(PC)61〜6n
へ転送される。なお、インタフェース38としては例え
ば10BASE−Tインタフェースが用いられる。
【0029】これに対しパーソナル・コンピュータ61
〜6nから送られたデータは、上記インタフェース38
を介してバッファ43に導かれ蓄積される。バッファ4
3は、上記データが到来するとパケット受信表示をアク
セス制御部41に知らせる。フレーミング部44は、ア
クセス制御部41からのペイロード送信指示にしたがっ
て上記バッファ43に出力要求を与え、これによりデー
タを一定長ずつ読み出してフレーム化する。このフレー
ム化データは多重部45に入力される。多重部45は、
上記フレーム化データと制御信号生成部42から発生さ
れる予約信号等の制御信号と、中央制御部(CPU)4
0から発生されるRSP信号とを多重化して所定フォー
マットの上り伝送信号を作成し、この上り伝送信号を後
述する変調部46に供給する。変調部46は、上記上り
伝送信号をディジタル変調する。この変調部46から出
力された被変調波信号は、分波器31を介してCATV
網1の上り伝送路へ送信される。なお、上記上り伝送信
号の変調方式としては、QPSK方式または16QAM
方式が使用される。
【0030】アクセス制御部41は、上記パケット受信
表示が入力されたときに、所定の手順にしたがってセン
タ装置2との間を接続するための制御を行なう。制御信
号生成部42は、上記アクセス制御部41の指示にした
がって予約信号等の制御信号を生成するもので、生成し
た制御信号は上記多重部45に供給されてここで伝送デ
ータに多重化される。
【0031】CPU40は、センタ装置2からポーリン
グのためのASG信号が到来した場合にRSP信号を返
送し、これによりセンタ装置2に自己のケーブルモデム
との間の伝送遅延量を測定させる。またCPU40は、
センタ装置2から遅延制御量の通知データが送られた場
合に、この遅延制御量データDCを後述する遅延タイミ
ング制御部47に供給する。
【0032】ところで、上記変調部46および遅延タイ
ミング制御部47はそれぞれ次のように構成される。図
4は変調部46の構成を示す回路ブロック図、図7は遅
延タイミング制御部47の構成を示す回路ブロック図で
ある。
【0033】先ず変調部46は、図4に示すごとく遅延
制御部46aと変調部46bとから構成される。遅延制
御部46aは、上り伝送信号を誤り訂正符号化処理した
のち同軸成分および直交軸成分に分ける符号化部461
と、1.5Mシンボル/secの伝送符号を2MHzの固
定帯域に収容するためのスペクトラムシェーピングフィ
ルタ(SSF)468,469と、タイミングイコライ
ザ462,463と、ディジタル/アナログ変換器(D
/A)464,465と、ベースバンドフィルタ(BB
F)466,467とから構成される。
【0034】このうちタイミングイコライザ462,4
63は、図5に示すごとくバッファ48とFIRフィル
タ49とから構成される。バッファ48は、上り伝送信
号を一時保持したのち、遅延タイミング制御部47から
発生される送信タイミング信号STに同期して読み出し
てFIRフィルタ49に入力する。FIRフィルタ49
は、シフトレジスタ491と、重み付け回路492と、
加算回路493とから構成される。重み付け回路492
の各タップには遅延タイミング制御部47から発生され
るタップ係数Wが供給され、このタップ係数Wにより設
定される伝達特性にしたがって上記上り伝送信号をフィ
ルタリングして出力する。
【0035】D/A変換器464,465は、上記タイ
ミングイコライザ462,463から出力された上り伝
送信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、ベ
ースバンドフィルタ466,467に入力する。ベース
バンドフィルタ466,467は、上記上り伝送信号に
含まれるシンボルレートの整数倍の周波数を有する折り
返し成分を除去する。
【0036】次に遅延タイミング制御部47は、図7に
示すごとくラッチ回路471と、カウンタ472と、R
OM473とから構成される。ラッチ回路471は、C
PU40から出力された遅延制御量データDCをラッチ
する。この遅延制御量データDCはg+hビットにより
表わされる。gはネットワークの最大伝送遅延量を表現
するために必要なビット数であり、例えば13ビットに
設定される。またhは遅延制御の精度を動作クロックC
Kの何倍の精度に設定するかを決めるビット数であり、
例えば遅延制御の精度を64倍に設定するのであれば6
ビットに設定される。したがって、このときの遅延制御
量データDCのビット数は19ビットとなる。そして、
この19ビットの遅延制御量データDCのうち、上位1
5ビットつまり小数点以下2桁までを表現するビットは
カウンタ472に入力され、残りの下位4ビットはRO
M473に入力される。
【0037】カウンタ472は、センタ装置2からSI
信号が到来した時点で動作クロックCKのカウント動作
を開始し、この動作クロックを上記遅延制御量データD
Cの上位15ビットで表わされる数だけカウントした時
点で送信タイミング信号STを出力する。すなわち、カ
ウンタ472からは動作クロックの周期で決まる時間精
度を持つ送信タイミング信号STが発生されることにな
る。この送信タイミング信号STは、先に述べたタイミ
ングイコライザ462,463のバッファ48に入力さ
れ、バッファ48における上り伝送信号の出力タイミン
グを規定する。したがって、バッファ48では上記カウ
ンタ472におけるカウント時間、つまり遅延制御量デ
ータDCの上位15ビットで表わされる数だけ動作クロ
ックCKをカウントするに要する時間だけ、上り伝送信
号の送信タイミングが遅延される。すなわち、上り伝送
信号の送信タイミングの遅延制御が、動作クロック周期
の時間精度で行なわれる。
【0038】一方ROM473には、前記タイミングイ
コライザ462,463のFIRフィルタ49の伝達特
性を設定するためのタップ係数Wが24 通り予め記憶さ
れている。これら24 通りのタップ係数は、同一の伝達
関数を時間軸方向に動作クロックCKの1周期の1/6
4の時間間隔で平行移動させたときの各伝達特性に対応
する。このため、上記遅延制御量データDCの下位4ビ
ットがアドレスとして入力されると、ROM473から
は上記24 通りのタップ係数のうち上記入力された4ビ
ットの遅延制御量データに対応するタップ係数Wが読み
出され、前記FIRフィルタ49の重み付け回路492
に供給される。
【0039】したがって、FIRフィルタ49では、上
記ROM473から供給されたタップ係数Wに対応する
伝達特性により、上り伝送信号のフィルタリングが行な
われる。このとき、上記ROM473から読み出される
タップ係数Wに対応する伝達特性は、先に述べたように
同一の伝達関数を持ち、時間軸方向に動作クロックCK
の1周期の1/64の間隔で平行移動させたものであ
る。したがって、FIRフィルタ49では、結果的に上
り伝送信号の送信タイミングを動作クロックCKの1周
期の範囲内で遅延させた場合と等価な処理が行なわれ
る。すなわち、上り伝送信号の送信タイミングの遅延制
御が、動作クロックCKの1周期未満の時間精度で行な
われる。
【0040】次に以上のように構成されたシステムの遅
延制御動作を説明する。端末装置を新規設置するかまた
は移転すると、センタ装置2からこの端末装置のカード
モデム5iに対しASG信号が送信される。このASG
信号は図8に示すごとくポーリングフィールドと通知フ
ィールドとからなり、ここではポーリングフィールドに
上記端末装置の端末IDが挿入されて送信される。
【0041】端末装置のカードモデム5iは、センタ装
置2からの下り伝送信号に対するフレーム同期およびク
ロック同期を確立した後、ASG信号の到来を監視して
おり、この状態で自己宛てのASG信号が受信される
と、即座にRSP信号を返送する。
【0042】センタ装置2は、上記ASG信号の送信
後、伝送遅延測定部20および伝送遅延測定制御部21
においてカードモデム5iからRSP信号が返送される
までの時間、つまり伝送遅延量を測定する。そして、R
SP信号が受信され伝送遅延量が分かると、この伝送遅
延量から遅延制御量を算出してその通知データをASG
信号の通知フィールドに挿入して送信する。
【0043】カードモデム5iは上記RSP信号の返送
後、CPU40において自己宛てのASG信号の到来を
監視し、自己宛てのASG信号が到来するとその通知フ
ィールドから遅延制御量のデータDCを抽出して遅延タ
イミング制御部47に与える。この遅延制御量データD
Cは19ビットからなり、遅延タイミング制御部47の
ラッチ回路471にラッチされたのち、その上位15ビ
ットがカウンタ472に、また下位4ビットがROM4
73に供給される。
【0044】さて、この状態でパーソナル・コンピュー
タ6iから送信データが出力され、かつセンタ装置2か
らSI信号が到来すると、上記送信データをフレーム化
した上り伝送信号は変調部46のタイミングイコライザ
463,464に入力されてバッファ48に一時保持さ
れる。
【0045】また、このとき遅延タイミング制御部47
のカウンタ472では、動作クロックCKのカウント動
作が開始され、そのカウント値が上記CPU471から
与えられた遅延制御量データDCの上位15ビットで表
わされる値になると、送信タイミング信号STが発生さ
れる。そうするとこの送信タイミング信号STの発生時
点で、バッファ48から上り伝送信号が読み出される。
すなわち、上り伝送信号は、バッファ48において上記
遅延制御量データDCの上位15ビットで表わされる遅
延時間分だけ遅延されたのち出力されることになる。そ
して、上記バッファ48から読み出された上り伝送信号
は続いてFIRフィルタ49に入力され、このFIRフ
ィルタ49で位相制御のためのフィルタリングを受けた
のちD/A変換器464,465へ出力される。
【0046】ところで、このときFIRフィルタ49の
重み付け回路492には、遅延タイミング制御部47の
ROM473から遅延制御量データDCの下位4ビット
で表わされる遅延量に対応するタップ係数Wが読み出さ
れて与えられている。したがって、このときのFIRフ
ィルタ49の伝達特性は、上記遅延制御量データDCの
下位4ビットで表わされる遅延量だけ時間軸方向に平行
移動したものとなるように設定されている。例えば、図
6に示すように実線イに示す伝達特性が、二点鎖線ロに
示す時間位置に平行移動した状態に設定されている。こ
の平行移動量は動作クロックCKの1周期未満の値であ
り、その最小移動量は上記遅延制御量データDCの下位
4ビットで表わされる値、つまり動作クロックCKの1
周期の1/64である。なお、図6ではt1 〜t17の各
タイミングが動作クロックCKの発生タイミングを表わ
している。すなわち、動作クロックCKは1シンボルの
1/4の周期を持つ。
【0047】かくして、上り伝送信号は、上記バッファ
48において動作クロックCKのカウント値に相当する
時間だけ遅延制御され、さらにFIRフィルタ49によ
り動作クロックCKの1周期未満の時間だけ位相制御さ
れる。
【0048】そして、この遅延制御が施された上り伝送
信号は、D/A変換器464,465でアナログ信号に
変換されたのち、ベースバンドフィルタ466,467
で折り返しの周波数成分が除去され、しかるのち変調器
46bで変調されてセンタ装置2へ向け送信される。
【0049】以上のようにこの実施形態では、センタ装
置2においてカードモデム51〜5nとの間の伝送遅延
を測定して、この伝送遅延を補正するための遅延制御量
データをカードモデム51〜5nに通知し、カードモデ
ム51〜5nにはその変調部46のタイミングイコライ
ザ462,463に上り伝送信号の送信タイミングを遅
延するためのバッファ48とFIRフィルタ49とを設
け、このバッファ48で上り伝送信号を動作クロックC
Kのカウント値に相当する時間だけ遅延制御するととも
に、FIRフィルタ49のタップ係数Wを可変してその
伝達特性を動作クロックCKの1周期未満の範囲で時間
軸方向に平行移動させることにより上記上り伝送信号の
位相を制御するようにしている。
【0050】したがってこの実施形態によれば、上り伝
送信号の送信タイミングは、先ずバッファ48において
動作クロックCKの周期により規定される粗な時間精度
で遅延制御され、続いてFIRフィルタ49において動
作クロックCKの1周期未満の密な時間精度で位相制御
されることになる。このため、高速の動作クロックCK
を用いなくても高精度の遅延制御を行なうことが可能と
なり、これにより高いスループットを保持した上で、高
速クロック発振器が必要なくかつ消費電力および発熱の
少ない小形でかつ安価なカードモデム51〜5nを提供
することができる。
【0051】またこの実施形態では、センタ装置2から
カードモデム51〜5nに対し、遅延制御量を表わすデ
ータをそのまま通知しているので、通知データの情報量
を少くすることができ、これにより各カードモデム51
〜5nに遅延制御情報を通知するために必要な時間を短
縮することができる。
【0052】なお、この発明は上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、センタ装置2からカードモデ
ム51〜5nに通知する遅延制御情報として、遅延制御
量データの代わりにタップ係数データを用いるようにし
てもよい。さらに、その際タップ係数データには、伝送
遅延の測定結果を基に算出した遅延制御量の情報に加
え、カードモデムからセンタ装置に向かう上り伝送路上
の振幅応答や群遅延等の線形歪みを等化するための情報
も含めるようにしてもよい。このようにすると、カード
モデム51〜5nにおいて、一つのFIRフィルタ49
を用いるだけで、送信タイミングの遅延制御と同時に上
り伝送路の線形歪みのプリ等化も行なうことが可能とな
る。
【0053】なお、上り伝送路の線形歪みは、センタ装
置2にその検出手段を設けることにより端末装置の設置
時に自動的に検出するようにしてもよく、またネットワ
ークの保守員などが計測機器を用いてその都度検出する
ようにしてもよい。さらには、既知のパラメータを基に
演算により求めてもよい。
【0054】また、前記実施形態では端末装置のカード
モデム51〜5nにおいて上り伝送信号の遅延制御を行
なう場合について述べたが、センタ装置が送信する下り
伝送信号に対しても遅延制御を行なう必要がある場合に
は、センタ装置のモデムに本発明のFIRフィルタを使
用した遅延制御方式を適用してもよい。
【0055】さらに、前記実施形態では、センタ装置2
で伝送遅延を測定してその測定結果を基に遅延制御情報
を発生してカードモデム51〜5nに通知するようにし
たが、ネットワークの保守員などが計測機器を用いて伝
送遅延量を測定し、その測定結果を基に遅延制御量を求
めてカードモデムに入力するようにしてもよい。
【0056】その他、伝送遅延の測定手段や遅延制御情
報の通知手段、第1の遅延制御手段および第2の遅延制
御手段の構成、第2の遅延制御手段で用いるディジタル
フィルタの構成等についても、この発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。
【0057】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明では、端末
装置の各々に、第1の遅延制御手段と、所定の伝達特性
を持つディジタルフィルタを備えた第2の遅延制御手段
とを設け、第1の遅延制御手段において、センタ装置か
ら通知された遅延制御情報を基に、センタ装置へのディ
ジタル信号の送信タイミングをクロックの周期により規
定される時間精度で遅延制御し、さらに上記第2の遅延
制御手段において、上記センタ装置から通知された遅延
制御情報を基に上記ディジタルフィルタのタップ係数を
可変してその伝達特性を上記クロックの1周期未満の範
囲内で時間軸方向に平行移動させ、これによりディジタ
ル信号の送信タイミングを上記クロックの1周期未満の
時間精度で遅延制御するようにしている。
【0058】したがってこの発明によれば、高速度の動
作クロックを用いることなく高精度の遅延制御を行なう
ことが可能となり、これにより低価格の端末装置を使用
しながら高スループットの伝送を実現できる情報通信ネ
ットワークシステムとその端末装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる情報通信ネットワークシステ
ムの一実施形態を示す概略構成図。
【図2】図1に示したシステムのセンタ装置の構成を示
す回路ブロック図。
【図3】図1に示したシステムのケーブルモデムの構成
を示す回路ブロック図。
【図4】図3に示したケーブルモデムの変調部の構成を
示す回路ブロック図。
【図5】図4に示した変調部のタイミングイコライザの
構成を示す回路ブロック図。
【図6】図6に示したタイミングイコライザのFIRフ
ィルタの伝達特性を示す図。
【図7】図3に示したケーブルモデムの遅延タイミング
制御部の構成を示す回路ブロック図。
【図8】センタ装置からケーブルモデムに伝送される下
り伝送信号の信号フォーマットの一例を示す図。
【図9】QPSK方式および16QAM方式の復調アイ
パターンを比較して示した図。
【符号の説明】
1…CATV網 2…センタ装置(HE) 3…上位網 4…サーバ 51〜5n…ケーブルモデム(CM) 61〜6n…パーソナル・コンピュータ(PC) 11,38…インタフェース 12,19,37,43…バッファ 13…フレーミング・多重部 14,46…変調部 15…分離/合成器 16,32…復調部 17,35…分離部 18…フレーム変換部 20…伝送遅延測定部 21…伝送遅延測定制御部 22,41…アクセス制御部 31…分波器 33…同期部 34…復号部 36…アドレスフィルタ 39…タイミング生成部 40…中央制御部(CPU) 42…制御信号生成部 44…フレーミング部 45…多重部 47…遅延タイミング制御部 48…送信タイミング遅延用のバッファ 49…送信タイミング遅延用のFIRフィルタ 461…符号化部 462,463…タイミングイコライザ 464,465…ディジタル/アナログ変換器(D/
A) 466,467…ベースバンドフィルタ(BBF) 468,469…スペクトラムシェーピングフィルタ
(SSF) 471…遅延制御量データのラッチ回路 472…送信タイミング信号発生用のカウンタ 473…タップ係数発生用のROM 491…シフトレジスタ 492…重み付け回路 493…加算回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04L 27/01 H04L 27/00 K

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センタ装置と複数の端末装置との間で共
    通の伝送路を介してディジタル信号の時分割多重伝送を
    行なう情報通信ネットワークシステムにおいて、 前記センタ装置は、 前記複数の端末装置との間でそれぞれ所定の測定用信号
    の授受を行なって各端末装置との間の伝送遅延をそれぞ
    れ測定するための伝送遅延測定手段と、 この伝送遅延測定手段の測定結果を基に遅延制御情報を
    生成して、対応する端末装置へ通知するための遅延制御
    情報通知手段とを備え、 前記複数の端末装置の各々は、 前記センタ装置へ送信するディジタル信号の伝送速度に
    対応するクロックを発生するためのクロック発生手段
    と、 前記センタ装置から通知された遅延制御情報に基づい
    て、センタ装置へのディジタル信号の送信タイミングを
    前記クロック発生手段により発生されるクロックの周期
    により規定される時間精度で遅延制御するための第1の
    遅延制御手段と、 所定の伝達特性を持つディジタルフィルタを有し、前記
    センタ装置から通知された遅延制御情報を基に前記ディ
    ジタルフィルタのタップ係数を可変してその伝達関数を
    時間軸方向に平行移動させることにより、前記センタ装
    置へのディジタル信号の送信タイミングを前記クロック
    の1周期未満の時間精度で遅延制御するための第2の遅
    延制御手段とを備えることを特徴とする情報通信ネット
    ワークシステム。
  2. 【請求項2】 遅延制御情報通知手段は、伝送遅延測定
    手段の測定結果を基に遅延制御量を求めて、この遅延制
    御量をNビットの2進数で表わして端末装置に通知し、 第1の遅延制御手段は、センタ装置から通知された上記
    遅延制御量の上位mビットに相当するクロック数に相当
    する時間だけディジタル信号の送信タイミングを遅延制
    御し、 第2の遅延制御手段は、センタ装置から通知された上記
    遅延制御量の下位k(k=N−m)ビットに対応するタ
    ップ係数を発生してディジタルフィルタのタップに与え
    ることを特徴とする請求項1記載の情報通信ネットワー
    クシステム。
  3. 【請求項3】 遅延制御情報通知手段は、伝送遅延測定
    手段により測定された伝送遅延量と、端末装置からセン
    タ装置へ向かう上り伝送路上の線形歪みとに基づいて、
    前記伝送遅延量を補正しかつ前記線形歪みを等化するた
    めの情報を含むタップ係数情報を生成して端末装置に通
    知し、 第2の遅延制御手段は、センタ装置から通知された前記
    タップ係数情報をディジタルフィルタのタップに与えて
    その伝達特性を可変することにより、上り伝送信号の送
    信タイミングの遅延制御と上り伝送路の線形歪みのプリ
    等化とそれぞれ行なうことを特徴とする請求項1記載の
    情報通信ネットワークシステム。
  4. 【請求項4】 センタ装置と複数の端末装置との間で共
    通の伝送路を介してディジタル信号の時分割多重伝送を
    行なう情報通信ネットワークシステムで使用される前記
    端末装置において、 前記センタ装置へ送信するディジタル信号の伝送速度に
    対応するクロックを発生するためのクロック発生手段
    と、 予め与えられた遅延制御情報に基づいて、センタ装置へ
    のディジタル信号の送信タイミングを前記クロック発生
    手段により発生されるクロックの周期により規定される
    時間精度で遅延制御するための第1の遅延制御手段と、 所定の伝達特性を持つディジタルフィルタを有し、前記
    遅延制御情報に基づいて前記ディジタルフィルタのタッ
    プ係数を可変してその伝達関数を時間軸方向に平行移動
    させることにより、前記センタ装置へのディジタル信号
    の送信タイミングを前記クロックの1周期未満の時間精
    度で遅延制御するための第2の遅延制御手段とを具備し
    たことを特徴とする端末装置。
  5. 【請求項5】 センタ装置と複数の端末装置との間で共
    通の伝送路を介してディジタル信号の時分割多重伝送を
    行なう情報通信ネットワークシステムで使用される前記
    端末装置において、 前記センタ装置へ送信するディジタル信号の伝送速度に
    対応するクロックを発生するためのクロック発生手段
    と、 前記端末装置からセンタ装置へ向かう上り伝送路上の伝
    送遅延を補正するための第1の遅延制御情報に基づい
    て、前記センタ装置へのディジタル信号の送信タイミン
    グを前記クロック発生手段により発生されるクロックの
    周期により規定される時間精度で遅延制御するための第
    1の遅延制御手段と、 所定の伝達特性を持つディジタルフィルタを有し、前記
    上り伝送路における伝送遅延を補正しかつ上り伝送路上
    の線形歪みを等化する情報を含む第2の遅延制御情報に
    基づいて前記ディジタルフィルタのタップ係数を可変す
    ることにより、ディジタルフィルタの伝達関数を時間軸
    方向に平行移動させて前記センタ装置へのディジタル信
    号の送信タイミングを前記クロックの1周期未満の時間
    精度で遅延制御し、かつ前記ディジタルフィルタの伝達
    関数の特性を変化させて前記上り伝送路の線形歪みをプ
    リ等化するための第2の遅延制御手段とを具備したこと
    を特徴とする端末装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005015756A1 (ja) * 2003-08-07 2005-02-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 送信装置
JP2006345131A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Hitachi Communication Technologies Ltd 光アクセス網システム

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