JPH11507795A - スイッチチャネルシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＲＦスクランブルされた信号にルートを割り当てるスイッチング装置および方法。複数のスクランブルされたＲＦテレビジョン情報信号の１つが選択される。処理装置が出力搬送周波数を割り当てる。選択したスクランブルされたテレビジョン情報信号は、割り当てられた出力搬送周波数のスイッチング装置により出力される。複数のスクランブルされたＲＦテレビジョン情報信号はスイッチング装置のＲＦバス（１０５）で送られる。バスは複数のケーブルから構成され得る。ＲＦスイッチはチューナ（１０９）をケーブルの１つに接続する。増幅器がチューナに接続される。振幅情報（１１４）信号はＲＦバスの信号を復元して増幅器の利得調整に用いる。アップコンバータ（１１０）は、増幅器の出力を割り当てられた搬送周波数の出力に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 スイッチチャネルシステム 発明の背景 本発明は、テレビジョン情報信号を分配するケーブルシステム、特に、ＲＦス クランブルしたテレビジョン信号のチャネル割り当てシステムに関する。 多くのケーブル会社は、広い範囲のＴＶ番組を加入者に提供できることを期待 している。ペイ・パー・ビューやニア・ビデオ・オンデマンドの広汎な利用は非 常に望ましい。ケーブルにより各家庭またはすべての家庭に５００チャネルの程 度の番組を提供する費用は莫大である。デジタル圧縮とデジタルセットトップは 、現在の予算範囲内で非常に多くの番組の提供に十分に利用できない。 本発明の目的の一つは、現在利用可能なケーブル分配システムによりペイ・パ ー・ビュー・テレビジョンやニア・ビデオ・オンデマンドの広汎な選択を提供す ることを目的とする。 発明の要約 本発明はスイッチチャネルシステムに関する。複数の各ＲＦ変調器にスクラン ブルされたテレビジョン信号が供給される。各信号は異なる搬送周波数で変調さ れ、ＲＦバスまたはケーブルを通して送られる。スクランブルされたテレビジョ ン情報信号の選択された１つのキャリアをあらかじめ定められた中間周波数（Ｉ Ｆ）に変換できる複数のチューナがＲＦバスに結合している。それぞれのチュー ナの１つにそれぞれ接続された、複数のＩＦ増幅器はスクランブルされたＩＦテ レビジョン信号の利得を変化させる。増幅されたＩＦ信号はアップコンバータに 供給され、選択されたＲＦ周波数で送信される。二つ以上のＲＦバスを用いたと きは、同期させるバスの一つを選択するために各チューナに関連してＲＦスイッ チが設けられる。 ＩＦ増幅器で得た利得は多くの方法のどれで決定してもよい。本発明の一実施 例では、スクランブルされていない振幅信号はスクランブルされた各テレビジョ ン情報信号と共にＲＦバスで伝送される。好適な実施例において、次に低いＴＶ チャネルの音声搬送周波数は、スクランブルされたテレビジョン情報信号の信号 レベルを示す振幅変調信号を送るのに用いることができる。そのように、他のす べてのテレビジョンチャネルだけがＲＦバスでテレビジョン情報信号を送る。出 力で振幅信号を受信し、チューナでスクランブルされたテレビジョン情報信号の ゲインを調整する。 個々の振幅情報信号を用いる代わりに、スクランブルされたテレビジョン情報信 号の自動利得調整の際に用いられるスクランブルされたテレビジョン情報信号の 同期信号を独立に再生する回路を設けることができる。同期信号を再生する実施 例の一つがカラーバースト検出を行なうことである。同期信号を再生する第２の 実施例の一つが垂直ブランキング期間を検出することである。 本発明の他の目的と利点は、図面を参照した以下の本発明の好適な実施例の説 明から明らかになる。 図面の簡単な説明 図１は、ケーブルＴＶ分配システムのブロック図である。 図２は、ケーブルＴＶ分配システムへの入力のブロック図である。 図３は、本発明のスイッチチャネルシステムの第１実施例のブロック図である 。 図４は、テレビジョン信号と制御信号入力を示すスイッチチャネルシステムの ブロック図である。 図５は、本発明の別の実施例のスイッチチャネルシステムのブロック図である 。 図６は、図５のスイッチチャネルシステムで用いる自動利得調整回路の一実施 例のブロック図である。 図７は、図５のスイッチチャネルシステムで用いる自動利得調整回路の別の実 施例のブロック図である。 好適な実施例の詳細な説明 ここで図１を参照すると、ケーブルテレビジョンシステムの全体配置が示され ている。アナログテレビジョン情報信号がヘッドエンド１１に供給される。ここ で用いた「テレビジョン情報信号」とは、方式にかかわらず、標準的なＮＴＳＣ 変調ＲＦキャリア、ＭＰＥＧ圧縮デジタルデータストリーム、あるいは別の方式 の信号を含むビデオディスプレイテレビジョンで用いられる任意の信号である。 「アナログテレビジョン情報信号」とは、一般にＮＴＳＣ変調ＲＦキャリアであ るが、他の方式の信号を用いてもよい。図１は、光ファイバケーブル１３と共に 用いるシステムを示す。光ファイバケーブルの代わりに他の通信リンクを用いて もよい。テレビジョン情報信号はヘッドエンド１１から光ファイバ送信機１２に 送信される。情報信号は光ファイバケーブル１３を通して光学的に送信される。 光ファイバ送信機１２の光ファイバケーブル１３はファイバトランクとして動作 する。トランクの終端で光ファイバ受信機１４が複数の高速トランク１５に信号 を送る。ブリッジ増幅器１６は高速トランクを通る十分に強い信号を保持する。 フィーダ１７は道路沿いやその近辺に位置する複数の家庭に信号を送る。タップ １７１からいくつかの家庭にケーブル引き出し線が延びている。各個別の加入者 は、タップ１７１に接続された加入者ケーブル１８を備えている。家庭内では、 ケーブルコンバータ１９が加入者ケーブル１８に接続され、加入者のテレビジョ ンへのテレビジョン情報信号の供給に用いられる。加入者からの情報がケーブル サービスに送られるインタラクティブケーブルシステムの場合、データ通信リン クが必要である。データ通信リンクは、ケーブル分配システムを通してリターン 信号により、または電話回線を通して個別に供給される。データ通信リンクの１ つの機能がビデオ・ムービー・オンデマンドの選択またはペイ・テレビジョン番 組の選択である。 多くのテレビジョン情報源がアナログテレビジョン情報信号をヘッドエンド１ １に供給する。図２は、各種情報源を示す。ブロードキャストテレビジョン信号 だけでなく、インタラクティブ情報サービスも衛星アンテナ２３で受信できる。 アナログテレビジョン信号は、個々の統合受信機−デスクランブラ（ＩＲＤ）２ １を通して処理される。クレジットカードやバンキング情報などのデータは公衆 データネットワーク２４を通して供給される。マルチメディアサーバー２５は、 インタラクティブ広告へのアクセス、ディスク２５１または他のデジタル記憶媒 体に格納された情報、教育への応用へのアクセスのために加えられる。ＮＴＳＣ 出力マルチメディアコントローラ（ＭＭＣ）はサーバー２５にアクセスする。マ ルチメディアコントローラは、データ通信リンクを介してサーバーに接続されて いる。加入者からのコマンドは、電話回線または光ファイバ帯域幅の一部を用い たデータ通信リンクを通して適切なマルチメディアコントローラに供給される。 ユーザコマンドは、マルチメディアコントローラで用いている適切なアプリケー ションにより処理される。マルチメディアコントローラ（ＭＭＣ）とムービーオ ンリコントローラ（ＭＯＣ）は、国際特許出願第ＷＯ ９３／２２８７７号に詳 細に説明されている。この全明細書をここで参考として援用する。 別のサーバー２６は、ニア・ビデオ・オンデマンド（ＮＶＯＤ）として動作す る。NVODサーバー２６はディスク２６１に格納された映画を処理する。ディスク 容量は、例えば２０または２５本の映画を格納できるように構成されている。各 映画は一定時間ずらしてディスクから読み出され、ＮＶＯＤサーバー２６から多 重化されたストリームで出力される。映画開始時間間隔が１５分ごとにプログラ ムされると、平均的な長さの映画（１０５分）はサーバーから７つのストリーム を同時に生成する。多重化されたデジタルストリームはムービーオンリコントロ ーラによってアナログＮＴＳＣ信号に変換される。テレビジョン情報信号は、Ｍ ＰＥＧオンリカードとマルチメディアカードによってヘッドエンド１１に供給さ れる。 本発明により、図３に示すようなスイッチチャネルシステムがヘッドエンド１ １に搭載されている。ビデオ源１０１からのテレビジョン情報信号は変調器１０ ３に供給され、所定のテレビジョンチャネルで変調して、スクランブラ１０２に より入力信号をスクランブルする。他のすべてのテレビジョンチャネルだけが用 いられる。説明した好適な実施例で、テレビジョン情報信号を伝送するのは奇数 番号のチャネルだけである。スクランブルされた各テレビジョン情報信号は、方 向性結合器１０６を通してＲＦバスケーブル１０５に送られる。好適な実施例に おいて、スクランブルされる前のテレビジョン情報信号の信号レベルを示す振幅 変調信号は、ＡＧＣエンコーダ１０４で次に低いテレビジョンチャネルの音声搬 送周波数で振幅変調キャリアにエンコードされる。信号を振幅変調した振幅変調 キャリアを用いることにより、転送中の信号のいかなる損失も劣化も信号と基準 キャリアに等しく影響を与える。こうして、正確な自動利得調整情報が 保持される。隣接する低いチャネルの音声搬送周波数を用いる利点は多くのチュ ーナ回路がすでにトラッキングノッチフィルタを有し、低いチャネルの音声キャ リアによる隣接チャネルの干渉を防ぐ点にある。振幅情報の収集に必要なコスト は、情報を検索する既存の同調した回路を用いることによって低減される。符号 化された振幅信号は、方向性結合器１０７を通ってRFバス１０５に送られる。複 数ＲＦバス１０５をシステムに追加し、システムから送られ切り替えるテレビジ ョン信号数を増加させることができる。 このシステムを用いる加入者は、多くのスクランブルして変調されたテレビジ ョン情報信号の１つを要求する。加入者の要求は通話設定プログラムを実行して いるデータ処理装置により同調可能なバンドパスフィルタ１０８、チューナ１０ ９、アップコンバータ１１０を内蔵する複数の出力処理装置の１つに割り当てら れる。データ処理装置は、加入者の要求をＲＦバス１０５の特定のチャネルに変 換する。変換されたチャネル番号は、入力チャネル制御バスを介して割り当てら れたチューナ１０９に送られる。出力チャネル制御信号が割り当てられたアップ コンバータ１１０に供給され、情報信号を割り当てられたコンバータ１１０に選 択したＲＦキャリアに乗せて要求者に送るように指令する。 チューナ１０９への入力チャネル要求は関連するバンドパスフィルタ１０８の 同調に用いられる。フィルタ１０８はチューナ１０９に過負荷になる隣接するチ ャネルの干渉を低減させる。入力チャネルはチューナ１０９を所望の番組の適切 な中心周波数に同調させる。さらに、本発明の好適な実施例においては、入力チ ャネルはＡＧＣデコーダ１１４を同調させて、ＡＧＣエンコーダ１０４によりＲ Ｆバスに送られる振幅変調搬送波から自動利得調整情報を収集する。チューナは ＡＧＣ情報を用いてスクランブルされたテレビジョン情報信号の適切な振幅を再 生する。チューナ１０９はスクランブルされた信号自身から振幅を決定すること ができないので、正確な振幅情報は重要である。シンクチップが減衰され、振幅 依存信号損失が同軸ＲＦケーブル１０５を通るときに生じる。増幅してスクラン ブルされたテレビジョン情報信号の周波数が、アップコンバータ１１１で割り当 てられた出力周波数に変換される。結果的に得られた信号は、ヘッドエンドから 加入者宅にテレビジョン情報信号を伝送するケーブルに送られる。 ここで図４を参照すると、スイッチチャネルシステムが本明細書中に説明され ている。テレビジョン情報信号は、衛星受信機、ケーブル受信機、ビデオサーバ ー、マルチメディアサーバーを含む図２に示す任意の数の入力により供給される 。テレビジョン情報信号は、スクランブルして、変調されてＲＦバスに送出され る。ヘッドエンドローカルエリアネットワークはスイッチチャネルシステムの動 作を制御する制御信号を供給する。変調器とスクランブラ装置との制御信号通信 は、どのチャネルおよびどのバスのテレビジョン情報信号が変調されているか監 視して決定する。スイッチチャネルシステムのＲＦ処理出力装置には、ヘッドエ ンドローカルエリアネットワークから入力チャネルと出力チャネル制御信号が供 給される。加入者はケーブルリターンパスまたは電話回線のいずれかを介して通 信する。 本発明の別の実施例を図５〜７に関し説明する。テレビジョン情報信号がそれ ぞれスクランブラ３２ａ〜ｎに供給される。同期信号抑圧を含む従来のスクラン ブルアルゴリズムがスクランブラで実行され得る。各スクランブラはＲＦ変調器 ３３ａ〜ｎに接続されている。各ＲＦはスクランブルされたテレビジョン情報信 号を異なる搬送周波数で送る。例えば、図５に示すように、ＲＦ変調器はチャネ ル２乃至１０５のテレビジョン情報信号を分離する。すべての１０４のチャネル のテレビジョン情報信号は単一ケーブル３１１で伝送することができる。複数の ケーブルをスイッチチャネルシステムに追加し、システムから送られ、切り替え できるテレビジョン信号数を増加させることができる。図５の実施例に、３つの ケーブル３１１，３１２，３１３が示されている。チャネル２乃至１０５は各ケ ーブルに入力し、異なる情報源から同じチャネルに入力するが、ケーブルが異な る。従って、３つのケーブルを用いることにより、システムで切り替えられるテ レビジョン情報信号数が３倍になる。図５の実施例では７５０ＭＨｚの帯域を有 するケーブルを用いている。ケーブル３１１，３１２，３１３はＲＦバスと呼ば れる。ＲＦバスはスクランブルされたテレビジョン情報信号を送る。 複数の処理装置が、スイッチチャネルシステムからの出力部として設けられて いる。データ処理装置３５はケーブルシステムの加入者とデータ通信を行なえる ようになっている。データ処理装置３５は、要求を出している加入者を複数の出 力処理装置３４の１つに割り当てる。データ処理装置３５とのデータ通信は、電 話自動応答装置（ＡＲＵ）または光ファイバトランクのリターンパスを通して行 なわれる。データ処理装置３５は、所望の情報源を選択し、割り当てた処理装置 に指示して情報源を選択したＲＦ搬送信号に乗せて加入者に送信する。 各処理装置３４は、ＲＦバスから所望の情報信号を抽出するチューナを含む。 ＲＦバスが二つ以上のケーブルから構成されるとき、各処理装置には入力スイッ チが設けられる。入力スイッチはＲＦバスの複数のケーブルから所望のテレビジ ョン情報信号を送るケーブルを選択する。所望のケーブルは加入者が望むテレビ ジョン情報信号を有するチャネルを抽出するチューナに接続されている。チャネ ルの情報信号は、ＲＦ変調器によりＲＦ周波数に変調され加入者に伝送される。 処理装置３５は所望の信号のどの周波数が検出されているか加入者宅のケーブル コンバータ１９に通知する。 出力ケーブル３７は処理装置３４からの変調情報信号を送る。出力ケーブルは スイッチチャネルのために全体としてまたは部分的に用いることができる。出力 ケーブル帯域幅の相当な部分にわたり、いつでもすべての加入者に利用できるブ ロードキャストチャネルを設けることが望ましい。帯域幅の小さな部分はスイッ チチャネルの使用に予約されることができる。加入者グループのピーク時の同時 使用を統計的に求めて、予想したピーク時の使用を処理するために、任意の所定 のグループに必要な処理装置数を最小にすることができる。各加入者ごとに１つ の処理装置を備える必要はない。というのはスイッチチャネルのすべての加入者 による同時使用はありそうにないからである。出力ケーブルのスイッチチャネル は割り当てられた周波数帯域幅に制限される。出力ケーブルに２０チャネルを収 容するだけの余地があれば、出力ケーブルはピーク時に２０人以上のユーザーか ら同時に要求が出されることを予想できない１００人の加入者にサービスするだ ろう。スイッチチャネルシステムの別の出力部に自分自身の出力ケーブルを備え 、別の１００人以上の加入者グループにサービスをすることもできる。各出力ケ ーブルは２０個のスイッチチャネルだけを備えているが、それにもかかわらず、 各加入者はスイッチチャネルシステムの３００チャネル以上の入力の選択にアク セスできる。 加入者が利用できる隣接チャネルの信号強度は２ｄＢより大きく変動してはな らないということが、テレビジョンシステムのためにＦＦＣが制定した要件であ る。それゆえ、利得調整により出力ケーブル３７の任意のスイッチチャネルを所 望の信号強度にすることが必要である。自動利得調整は、信号がスクランブルさ れるのでスイッチチャネルシステムでは難しい。スクランブルされた信号には抑 圧された同期信号が重畳されている。従来の利得調整または自動利得調整を動作 させる場合、同期信号を含む信号のピーク・ツー・ピーク振幅が必要である。本 発明の別の実地例では、自動利得調整を行なうためスクランブルされた信号に同 期信号が再生される。スクランブルされた信号は、スイッチチャネルシステムで 切り替えられ、適切な利得で供給される。本発明の利点はスクランブルを１回行 なうだけで済む点にある。 図６を参照すると、自動利得調整を行なうためスクランブルされたＩＦ信号の 同期信号を再生する一実施例が示されている。図６の回路はスイッチチャネルシ ステムの単一処理装置３４で用いるものである。チューナ４１はＩＦ増幅器４２ に接続されている。図６の実施例は同期信号の検出と再生に垂直ブランキング期 間を用いている。隣接チャネルエネルギーが加入者ケーブルに結合するのを低減 するのが望ましい。このため、高品質のＩＦ ＳＡＷフィルタ４４を用いている 。このフィルタは一般に音声キャリアを通過させない。このような場合、音声キ ャリアトラップ４５も用い、自分自身のバンドパスフィルタ４３のために別の経 路を設ける。音声ＣＸＲバンドパスフィルタ４３の出力は、音声ＣＸＲ ＡＭ復 調器４８に供給される。この出力は垂直ブランキング期間（VBI）検波器４９に 接続され、垂直ブランキング期間を音声信号から検出する。これにより抑圧した 同期信号の位置を特定するタイミングを供給する。ビデオ同期信号はブロック４ ７の自動利得調整のために再生される。アップコンバータ４６への出力信号はス クランブルされたままで、適切な利得レベルで供給される。アップコンバータ４ ６はＲＦ変調器であり、選択した情報信号を加入者に割り当てられた搬送周波数 で変調する。 図７の実施例は図６の実施例に類似しているが、垂直ブランキング期間を用い る代わりにカラーバストを用いて同期信号のタイミングを検出しているのが異な る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハートソン、テッド・イー アメリカ合衆国、アリゾナ州 85258、ス コッツデイル、エヌ・セブンティセブン ス・ストリート10012

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数のスクランブルされたＲＦテレビジョン情報信号を伝送するバス手段と 、 前記スクランブルされたＲＦテレビジョン情報信号の１つを選択する信号を 受信する受信手段と、 前記受信手段に接続され、選択してスクランブルされたＲＦテレビジョン情 報信号の検出と複数のＲＦ出力搬送周波数の１つを選択する処理手段と、 前記処理手段と前記バス手段に結合し、選択してスクランブルされたＲＦテ レビジョン情報信号を選択したＲＦ出力キャリアに出力する手段とを備えるＲＦ スクランブルされた信号スイッチ。 ２．前記伝送手段はＲＦバスを含む請求項１のスイッチ。 ３．前記ＲＦバスは複数のケーブルを含む請求項２のスイッチ。 ４．前記出力手段は、チューナと、前記チューナを前記ケーブルの１つに接続す るＲＦスイッチとを含む請求項３のスイッチ。 ５．前記出力手段は、チューナと前記処理手段に応答するアップコンバータとを 含む請求項１のスイッチ。 ６．前記バス手段は、さらにスクランブルされた各ＲＦテレビジョン情報信号の 振幅情報信号を伝送する請求項１のスイッチ。 ７．前記出力手段に接続され、さらに振幅情報信号を受信するデコーダ手段を備 える請求項６のスイッチ。 ８．前記出力手段は、振幅情報信号に応答するスクランブルされたＲＦテレビジ ョン情報信号を増幅する手段を備える請求項７のスイッチ。 ９．前記バス手段は振幅変調搬送信号で振幅情報信号を伝送する請求項６のスイ ッチ。 10．振幅変調搬送信号は、チャネルでスクランブルされたＲＦテレビジョン情報 信号より低くこれに隣接する音声搬送周波数である請求項９のスイッチ。 11．変調してスクランブルされたテレビジョン情報信号を生成する複数のＲＦ変 調器と、 ＲＦ変調器に関連し、振幅情報信号を生成する複数のエンコーダと、 前記複数のエンコーダから供給された前記複数のＲＦ変調器振幅情報信号に より供給される変調してスクランブルされたテレビジョン情報信号を伝送するＲ Ｆバスと、 前記ＲＦバスに結合した複数のチューナと、 前記チューナの１つに関連し、関連するチューナで受信された変調してスク ランブルされたテレビジョン情報信号に関連する振幅情報信号を受信する複数の デコーダと、 振幅情報信号に応答して変調してスクランブルされたテレビジョン情報信号 を増幅する手段と、 選択したＲＦ周波数で増幅した信号を変調するアップコンバータとを備える スイッチチャネルシステム。 12．前記ＲＦバスは複数のケーブルを含み、前記スイッチチャネルシステムは複 数のＲＦスイッチを含み、各ＲＦスイッチは前記複数のケーブルと前記チューナ の１つの間に結合されている請求項１１のスイッチチャネルシステム。 13．前記ＲＦバスは、振幅変調搬送波で前記振幅情報信号を伝送する請求項１１ のスイッチチャネル。 14．振幅変調搬送波は音声搬送周波数を含む請求１３のスイッチチャネル。 15．前記各テレビジョン情報信号を変調してスクランブルするステップと、 変調してスクランブルされたＲＦテレビジョン情報信号をＲＦバスに送出す るステップと、 ＲＦバスの前記変調してスクランブルされたＲＦテレビジョン情報信号の１ つを中間周波数に同調させるステップと、 スクランブルされたＩＦテレビジョン情報信号を増幅するステップと、 前記変調してスクランブルされたＲＦテレビジョン情報信号の１つに対応す る自動利得調整情報に応答して前記増幅ステップの利得を調整するステップと、 増幅してスクランブルされたＩＦテレビジョン情報信号を選択したＲＦ周波 数に変調するステップと を含む複数のＲＦテレビジョン情報信号の１つを選択したＲＦ周波数に割り当 てる方法。 16．ＲＦバスは複数のケーブルを含み、前記ケーブルの１つにチューナを接続す る切り替えをさらに含み、前記同調ステップはチューナで実行される請求項１５ の方法。 17．前記利得を調整するステップは、前記変調してスクランブルされたＲＦテレ ビジョン情報信号に対応するＲＦバスの振幅変調された振幅情報をデコーディン グするステップを含む請求項１５の方法。