JPH0681128B2 - 光通信回路網 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単一ライン電話通信アウトステーションをサー
ビスする光ファイバ回路網のようなデジタル通信回路網
におけるスクランブル、およびこのような回路網で使用
するための中央ステーションおよびアウトステーション
に関する。

アウトステーションが受信された信号からそれらのクロ
ックを発生するデジタル回路網において、クロック再生
回路の動作を妨げる同じビット値の長いシーケンスを除
去し、元の信号を再生するために予め定められたスクラ
ンブルシーケンスにしたがってアウトステーションにお
いてデスクランブルするために送信前に信号をスクラン
ブルすることが知られている。

本発明は、中央ステーションから送信されたフレームの
流れの各フレーム中のビットの予め定められたパターン
の形態での同期信号の使用、およびフレームの隣接した
管理部分におけるビットの同一パターンをアウトステー
ションで誤認することの防止に関する。

本発明の第１の観点によると、各フレームが少なくとも
ｍビットの長さのビットの予め定められたパターンの形
態の同期信号を含む第１の部分と、データおよび管理信
号を含む第２の部分とをそれぞれ含んでいるフレーム流
の形態でアウトステーションにデータを送信するように
構成され、フレームをスクランブルする２進シーケンス
スクランブル手段を具備しているデジタル通信回路網用
の中央ステーションにおいて、前記２進シーケンススク
ランブル手段は各フレームの第１の部分およびこの第１
の部分に隣接した第２の部分の少なくとも第１のセクシ
ョンが同じ予め定められた２進シーケンスでスクランブ
ルされるように構成され、フレームの第２の部分の第１
のセクションおよび第１の部分中のビットの同一パター
ンによる同期の誤認を阻止するために第２の部分の第１
のセクションの中の連続したｎ番目毎のビットを反転さ
せるがスクランブルされた第１の部分自身の中の連続し
たｎ番目毎のビットを反転しない反転手段が設けられて
いることを特徴とするデジタル通信回路網用中央ステー
ションが提供される。

したがって、同期信号と同じ２進シーケンスによりスク
ランブルされたフレームの任意の部分はそのスクランブ
ルされた形態を混乱させ、この２進シーケンスにしたが
って動作するデスクランブラは同期信号を正しくデスク
ランブルすることができるが、同期信号を構成しないビ
ットの同一のパターンを出力することを阻止される。

フレームの第２の部分で反転処理の混乱にさらされずに
第１の部分と同じ予め定められた２進シーケンスにより
スクランブルされる部分はないので、フレームをデスク
ランブルしようとした承認されていない利用者は、極度
に精巧な装置を使用しない限りメッセージデータを同期
し、デコードすることができない。

本発明のこの第１の観点の好ましい形態において、各第
２の部分はアウトステーション用の管理データを含む第
１のセクションおよびアウトステーション用のメッセー
ジデータを含む第２のセクションを含み、スクランブル
手段は第１の予め定められた２進シーケンスで前記第１
の部分および第１のセクションをスクランブルし、第２
の予め定められた２進シーケンスで前記第２のセクショ
ンをスクランブルするように構成され、反転手段は前記
第１のセクションの連続したｎ番目のビットだけを反転
するように構成されている。

本発明の第２の観点によると、アウトステーションがフ
レームをデスクランブルする２進シーケンスデスクラン
ブル手段を含み、この２進シーケンスデスクランブル手
段は同一の予め定められたスクランブル２進シーケンス
により第１の部分および第１の部分に隣接した第２の部
分の少くとも一部分をデスクランブルするように構成さ
れ、さらにデスクランブル手段の出力中の同期信号を識
別する手段と、スクランブルされた第２の部分のデスク
ランブルされた前記少なくとも一部分の反転されたｎ番
目のビットを訂正し、それによってスクランブルされた
第２の部分の前記少なくとも一部分の元の形態を再構成
するようにするように構成された手段とを含むことを特
徴とする本発明の第１の観点において限定された中央ス
テーションからフレームを受信するように構成されたデ
ジタル通信回路網用のアウトステーションが提供され
る。

本発明のこの第２の観点の好ましい形態において、デス
クランブル手段は前記第１の予め定められた２進シーケ
ンスにしたがってフレームの前記第１の部分および前記
第１のセクションの内容をデスクランブルする第１のデ
スクランブルと、前記第２の予め定められた２進シーケ
ンスにしたがってフレームの第２のセクションの内容を
デスクランブルする第２のデスクランブラとを含み、前
記第１のセクションのスタートの際に第１の予め定めら
れた２進シーケンスを選択し、前記第２のセクションの
スタートの際に第２の予め定められた２進シーケンスを
選択するようにデスクランブル手段を制御するためにフ
レーム中の同期信号に応答する手段が設けられている。

本発明の第３の観点によると、中央ステーションと、複
数のアウトステーションと、およびそれぞれ同期信号を
含む放送フレーム流の形態でアウトステーション用の多
重化された信号を使用の際に伝送する中央ステーション
とアウトステーションとの間のブランチ構造とを含み、
特に復帰信号用の送信媒体上または類似した送信媒体上
に復帰フレーム流で受動的に多重化されるようにアウト
ステーションからの復帰信号に適合され、中央ステーシ
ョンが本発明の第１の観点において限定され、各アウト
ステーションが本発明の第２の観点において限定されて
いるようなデジタル通信回路網が提供される。

回路網は各交換ラインに対する128光学スプリットを20M
ビット／秒のビット速度で動作させる。このビット速度
／スプリット結合はビジネスおよび居住の両顧客に望ま
しい選択の組を提供する。したがって、128（120個の顧
客と８個の試験ポートの和）の選択された最大スプリッ
トにおいて、所望ならば、各顧客に対してISDN144kビッ
ト／秒のチャンネルを供給する能力または同等の能力が
利用できる。多数ラインの顧客が主体であるビジネス区
域に対して、低い光学スプリットか使用され、高い能力
を１顧客ごとに提供させる。第１の例において、回路網
は20Mビット／秒の供給能力内で十分に能力を与え、64k
ビット／秒ラインの付加的な数を提供するか、或はいわ
ゆるISDNサービスを導入することに関連して両者を更新
するための実質的なマージンを残すように設計されてい
る。

このような回路網において、システムは全て第１の顧客
のグループによって最初に要求された実際の分割の程度
には関係なく、分割される128通路全てに対して適切な
一定した光学損失の基準に対して設計されていることが
好ましい。これは設計に大きい柔軟性を与え、要求の発
生に応じて付加的な顧客を回路網に接続することを可能
にする。例えば分割はまず８通路の１次分割装置で８つ
に分割され、それら１次分割装置の８個の各出力ほそれ
ぞれ２次分割装置によって16の通路に分割されて128通
路への分割される。この128通路のマトリックスとして
構成された分割装置で１つの端末に多くのトラフィック
が集中する可能性がある。これに対応するように各端末
に十分なトラフィック容量を与えることは無駄を生じる
が、各端末に対する分割比を変化させることは挿入損失
が大きくなり過ぎる欠点がある。そのため端末の容量は
合理的な大きさとして限定された数の最初の顧客との接
続を行うように構成して一定の損失特性を維持してい
る。

種々のビジネスまたは居住顧客に直接ファイバ供給を行
う完全受動光学回路網である回路網が設けられるが、本
発明による光学回路網に適合し、十分に改良し得る加入
者に対するDPおよび銅線接続部に活動電子ノードが存在
するハイブリッド変形を形成するいくつかの電気リンク
に関連することができる。このようなシステムは、電話
通信サービスだけに対するコストターゲットが非常に厳
しい居住市場への初期の進出を非常に経済的にする。

本発明の別の重要な利点は回路網の進化である。この構
造は同一の受動光学回路網で新しい広帯域サービスを伝
送する分離した光学波長を付加することにより、将来の
広帯域多重サービス回路網へ進化するための機会を提供
する。これは、適切な計画を与えられた元のサービスを
中断せず、またはその費用に負担をかけることなく可能
でなければならず、最初の構成の際に設けられる。

本発明の光学回路網の素子部分は便宜上（Ｉ）光学テク
ノロジィおよび光学システム設計、（II）光学的外部設
備、（III）ビット伝送システム設計、（IV）回路網イ
ンターフェイスおよびシステム全体の設計、ならびに
（Ｖ）回路網マネージメントおよび試験の主要な分野に
分類して以下順次論じられる。

Ｉ 光学テクノロジィおよび光学システム設計 （ａ）回路網トポロジィ トポロジィの選択は、回路網の全体的な費用を最小化に
おける重要に事柄である。本発明による受動光学回路網
を提供するために実行されることができるいくつかのト
ポロジィ（位相幾何学）がある。最終的な選択において
重要なことは、設置および保守費用、提供されるサービ
ス、拡大計画および広帯域サービスへの進化の可能性で
ある。考慮されるそれぞれの選択に関して、最初の回路
網の費用問題はまた将来的な進化の可能性に対して注意
深く加重される必要がある。全体的な両方向動作、部分
的な両方向動作、交換機と顧客との間の分離した上流お
よび下流リンク、並びにDPと他の全ての任意のファイバ
回路網における顧客との間のリンクにおける銅線の使用
が含まれる。

（ｂ）光学スプリッタテクノロジィ 光学パワースプリッタは、通常溶着ファイバカップラで
ある。しかしながら、十分に現像された場合のホログラ
フ装置のような長期間の選択は潜在的に低コストを実現
する手段を提供する。

（ｃ）顧客のレーザ送信機モジュール 顧客のレーザは、顧客の費用に影響を与える最も重要な
素子の１つである。低コストであるために必要な任意の
装置に対する詳細な動作要求は特にパッケージ設計にお
ける選択、駆動および保護電子装置、並びにレーサの信
頼性（環境特性と結合された）を決定する。例えば、冷
却されないパッケージは電力消費を減少し、パッケージ
設計および組立てを簡単にし、全体的な送信機のコスト
を減少するために低コストの送信機モジュールとして望
ましい。しかしながら、冷却装置を除去すると周辺温度
範囲の上限でレーザ劣化速度の結果的な増加によりレー
ザー温度が制御されなくなる。さらに、レーザとファイ
バとの間の結合の温度依存性の臨海性が著しくなる。シ
ステムにおいて、回路網の分割損失を克服するために高
いパルスパワーが必要である。過度のピーク光学パワー
が回避されるべき（高い電流密度および低い信頼性とな
る）ならば、良好な結合効率の低コストパッケージが望
ましい。現在考えられている20Mビット／秒のビット速
度は低コストのCMOS VLSIの使用を可能にするが、その
代わりとして45乃至50Mビット／秒で動作する送信機／
受信機が設けられることができる。このような装置はも
っと高価な電子装置を使用するが、パッケージ費用が支
配的であることを考慮すると事実上全体的に安価であ
る。後者は主に予想生産量によって決定される工場投資
／オートメーションの程度によって影響される。

上記の事項はここに記載された本発明のような回路網を
構成する費用に関連し、結果的に費用の増加になるが、
もっと高価なレーザ装置が使用されることができること
が理解されるであろう。

顧客送信機は、本発明の出願人による英国特許第870006
9号明細書（1987年１月５日出願）に記載されているよ
うに低いデューティサイクルで動作することが好まし
い。さらに、レーザ出力レベルは、顧客送信機から監視
フォトダイオードを除去させるか、或はそれが検出器と
して自由に使用される本発明の出願人による英国特許第
8710736号明細書（1987年５月、第６出願）に記載され
ているように交換機による遠隔監視によって制御される
ことが好ましい。

（ｄ）顧客受信機モジュール 顧客受信機は、少ないラインを有する顧客に対する回路
網の経済的な浸透を保証するためにほとんど送信機モジ
ュールと同じ価格削減が必要であるが、これは光学パワ
ー費用したがって回路網の全体的な費用に悪影響を及ぼ
すので低性能のコストでこれを得ることはできないこと
が強調される。

（ｅ）光学遮断フィルタ 光学遮断フィルタは、既存の電話通信顧客を妨害せずに
回路網の将来的向上が可能なことを保証するため好まし
い素子である。いくつかの回路網幾何学形状の選択（例
えば完全な二重送信）に対して、それは反射から生じる
混信の問題を解決する際に役立つ。したがって、異なる
波長が上流および下流方向で使用された場合に使用され
るならば、狭帯域のフィルタが反射された光が受光器に
達する前にその反射を弁別するために使用されることが
できる。

種々の技術が低コストの装置を実現する可能性をもたら
す格子、干渉およびホログラフ装置と共に利用すること
ができる。

最初の分析は、費用および動作上の難点を最小にするた
めにフィルタに最適な場所が顧客受信機内であることを
示す。選択には受信機フォトダイオードとパッケージテ
ールファイバとの間への重クロム酸ゼラチン（DCG）の
スライバー、多層誘電性干渉およびフォトポリマーフィ
ルタの挿入、或はウェハ段階において多層誘電体その他
のフィルタ材料の直接受信機フォトダイオードに設ける
ことを含む。フィルタを設けるその他の方法は以下に考
慮されている。

（ｆ）光学交換機 光学交換機は顧客装置ほど費用の影響は受け難いが、動
作特性要求は大きい。レーザ送信機は高い平均出力パワ
ーおよび良好に制御され厳密に限定された中心波長を有
しうていることが必要である。好ましくは、単一の縦方
向モードソース（例えば、DFBまたはDBRレーザ）が、光
学スペクトルの最小の幅が最初の電話通信サービスに割
当てられることだけ必要であり、したがって将来のサー
ビス拡張のためにできるだけ多くの有用なスペクトルを
保存することを保証するために使用される。受信機は等
しくない通路減衰と顧客レーザ出力パワーの許容範囲に
おける変動による不完全な距離遅延補償および隣接した
ビットにおける等しくない光学パワーのために、それら
に感応し、タイミングジッタと適合することが必要であ
る。したがって、受信機はDC結合設計であるか、或は光
学ビット流のゼロレベルに関してDC結合された決定回路
中に少なくともしきい値レベルを有していることが好ま
しい。

II 光学的外部設備 （ａ）受動回路網設計 理想的には、回路網は追加される電話挺身顧客および新
しいサービス（波長）の両者に関して成長して変化でき
るように設計されている。最も好ましい形態において完
全に二重送信される分岐回路網で、設備の波長範囲およ
び反射に対する回路網の感応性は、回路網の寸法および
各素子への制限に大きい影響を与える重要な問題であ
る。出願人による研究によれば、反射の影響が著しく、
完全に二重送信されるファイバ回路網が上流および下流
に対して使用されない場合にはそれらの影響が考慮され
る必要があることが示されてる。設備の波長範囲は新し
いサービス波長の追加にとって重要である。パワー予算
を最適にする各素子の波長の平坦さおよび素子の全体的
に調和は本発明による回路網の設計において考慮される
必要がある。

（ｂ）素子 ここで重要な素子は波長平坦カップラアレイ、光学遮断
フィルタ、顧客装置における使用のためのコネクタおよ
び全環境において大規模に使用するのに適した接合技術
である。このリスト上の最初の２つは既に上記のセクシ
ョンＩで論じられている。その代りとして干渉（または
別の）光学フィルタは顧客の敷地でコネクタ内に内蔵さ
れることができる。顧客のコネクタを回避し、“ハード
ワイア”方法に依存する別の計画はもう１つの可能性で
ある。システム中に光学フィルタを内蔵する別の方法
は、例えば顧客装置またはリードイン光学ケーブルのい
ずれかにおいて接合されることが必要なファイバベース
の装置を含んでいると考えることができる。

III ビット伝送システム設計 （ａ）回路網のビット伝送システム（BTS）は最終的に
多数の異なるサービス、例えば アナログ電話通信−チャンネル外信号（64＋8kビット／
秒） アナログ電話通信−チャンネル内信号（64kビット／
秒） 基本速度ISDN−（２×64＋16kビット／秒） 初期速度ISDN−（2048kビット／秒） を伝送してインターフェイスする必要がある。

主要な最初の要求は、チャンネル外信号（64＋8kビット
／秒）を有するアナログ電話通信の伝送であると考えら
れるが、サービスアクセスユニットだけを変化すること
によって上記に述べられた全サービスを伝送することが
できるフレームおよびチャンネル割当て構造を有するBT
Sを設計することが非常に好ましい。これは、例えば将
来の新しいサービスとの適合性にとって重要である。

上記のサービス例に対して最高の共通係数ビット速度は
8kビット／秒である。この速度はまた125μｓの基本フ
レーム期間に対応したスピーチサービス用のサンプリン
グ速度であるため、125μｓの基本フレーム内の各ビッ
トは8kビット／秒の基本チャンネルに対応する。顧客サ
ービスは、これらの8kビット／秒のチャンネルの整数を
割当てることによって提供され、例えばチャンネル外信
号を有するアナログスピーチは125μｓの基本フレーム
内の９ビットに対応したスピーチ整数を保存するために
それぞれ8kビット／秒づつ配置された９つのチャンネル
を割当てられ、基本速度ISDNサービスは18個のこのよう
な8kビット／秒チャンネルすなわち基本の125μｓフレ
ーム内の18ビットを割当てられる。

基本フレーム内の情報チャンネルに加えて、各顧客光学
端末用の8kビット／秒の管理チャンネルもある。これは
管理メッセージを伝送する。これは、チャンネル外信号
を有する１つのアナログ電話通信チャンネルを要求した
顧客に合計10個の基本8kビット／秒のチャンネルが割当
てられ、対応的に基本速度ISDNの顧客が合計19個の8kビ
ット／秒のチャンネルを割当てたことを意味する。

基本フレーム構造に対する別の可能性は、両方向の送信
に対して同一のフレーム構造を保持しながら、低いデュ
ーティサイクルモードで顧客レーザを動作することによ
って得られるいずれの利点でも最大にするためにビット
インターリーププロトコールを使用することである。こ
れは、特定の顧客に連続的に割当てられたビット（8kビ
ット／秒チャンネル）を送信するのではなく、125μｓ
の基本フレーム期間を通じて非常に均一に拡散されるこ
とを意味する。

（ｂ）自動レンジシステム 全体的な構造内において周期的に、予備時間（サービス
データが送信されていないとき）はレンジ（距離測定）
処理のために保存されなければならない。レンジのため
に保存される時間の量は、レンジが実行されることがで
きる地理的距離を決定する。レンジが生じる周波数は行
われるビット速度オーバーヘッドを決定する。タイミン
グおよび同期の説明を簡単にするために、レンジ期間は
基本フレーム期間（125μｓ）の整数倍であるべきであ
る。125μｓのフレーム期間は10kmまでの地理的距離に
対して適切な時間で測定させ、一方250μｓは20kmまで
の地理的距離を測定させる。ビット速度オーバーヘッド
をほぼ１％に減少するために、レンジに対して10ms期間
が可能である（これは、１つのレンジフレームによって
後続される80個の基本データフレームに対応し、81/80
のビット速度の増加となる）。

レベルまたはレンジの３つの段階（フェーズ）があるこ
とが好ましい。段階１におけるレンジの動作は、最初に
システムに接続される光学的終端（OT）に対して発生す
る。この場合、交換機端末はOTへおよびそれからの通路
遅延に関する情報を持たない。したがって、交換機端末
はこの通路遅延を測定し、それに続いて正しいタイミン
グに対して開始されるべきローカル遅延を新たに適合さ
れたOTに知らせるためにレンジ期間を使用する。段階２
におけるレンジ動作は、新しい呼出しが開始されたと
き、或は光学端末がローカル電源から接続を解除された
後オンに切替えられたときに回路網に既に接続された端
末に対して発生する。この場合、レンジプロトコールは
前にOTに割当てられた遅延期間を検査し、もし必要なら
ば少し訂正を行う。レーザ寿命を最大にするために、OT
は通信を伝送しない場合には送信しない、したがってレ
ンジはアイドル端末に対して生じないと考えられる。

段階３におけるレンジ動作は自動的であり、周期的に実
行され、一方OTは通信を伝送する。交換機端末は各活動
端末からのタイミングを監視し、タイミングのいくつか
がトリフトし始めた場合、これらの端末に（管理チャン
ネルを使用して）ローカル遅延に対する小規模の訂正を
行うように命令する。

レンジ機能は上流方向に各顧客のデータを同期し、異な
るライン長および回路網にわたる伝播遅延の変動を補償
する手段を提供する。自動レンジは、タイミングドリフ
トを訂正するように周期的に小規模の調節をするために
必要である。顧客回路網の端末に予備バッテリィシステ
ムを設けることは、本体故障中に電話通信サービスを維
持するために必要である。

IV 回路網インターフェイスおよびシステム全体の設計 前のセクションで論じられたBTSは、受動光学回路網を
通ってビットを伝送する手段を提供する。通信回路網の
要求全体に適合するサービスが実行されることを可能に
するために、適切なインターフェイスがBTSとデジタル
交換機との間、並びにBTSと顧客装置との間に必要であ
る。全体的なシステムは試験、回路網インターフェイ
ス、信頼性、回路網マミージメント、給電給等を包括す
る。

（ａ）サービス 本発明による回路網の主要なサービス要求はアナログ電
話通信であると考えられる。このようなサービスは実効
的な費用により顧客の敷地のアナログ直接交換ラインイ
ンターフェイスと64kビット／秒のスイッチ回路網へのD
ASS22.048Mビット／秒のインターフェイスとの間で行わ
れなければならない。アナログ電話通信の他にも、銅の
対のローカル回路網に対して類似した方法で現在支持さ
れている多種のサービスがある。BTSフレーム構造およ
びプロトコールは、基本速度ISDNまたはCATV信号を伝送
するのに十分にフレキシブルでなければならない。将来
の新しいサービスの追加が制限のある“電話通信専用”
設計により損なわれないことは重要な原理である。しか
しながら、最小の費用の回路網を設けることはこの目的
と矛盾し、微調整が行われる必要がある。付加的なサー
ビスを提供するために使用され得る方法は、ビット速度
を増加しフレーム構造を拡大することによるTDM使用の
増加、WDMの導入および付加的なファイバ設備を含む。
これらの方法は以下に説明されている。

（ｂ）回路網および顧客インターフェイス 英国の回路網に対する主要な要求は、時間スロット16に
おいて統計的多重化された信号との2.048Mビット／秒の
DASS2の接続にわたって64kビット／秒のスイッチ回路網
に回路網をインターフェイスすることである。プロトコ
ール変換は、デジタル交換機で必要とされる統計的に多
重化された形態にBTSに対するチャンネル関連信号から
変化するために交換機端末で必要とされる。基本速度IS
DNは類似した方法、すなわちDASS2へのＩシリーズ変換
で処理される必要がある。しかしながら、将来のある時
点で64kビット／秒のスイッチ回路網は、DASS2へのＩシ
リーズ変換を回避させるＩシリーズプロトコールを処理
することができるであろう。アナログ電話通信顧客イン
ターフェイスに対する規格はBTNR315において定められ
ているが、顧客端末でなく、交換機におけるインターフ
ェイスにのみ関連している。

顧客ユニットのレンジは、多数ラインのビジネス利用者
から単一ラインの居住利用者まで提供されると考えられ
る。基礎的な素子のモジュールは、動作フレキシビリテ
ィを与えるいずれの顧客ユニット設計にとって基本的で
ある。ループ接続解除およびMF4信号は適合される。

（ｃ）ケーブル化 この分野における多数の問題は任意の回路網構造に共通
である。既存の解決方法に対する修正は交換機−キャビ
ネットおよびキャビネット−DPの結合を適切に改善する
ものである。回路網の街路多重変形はケーブルの発達を
それ程必要としない。

（ｄ）給電 顧客敷地における回路網端末は、顧客によって設けられ
たAC主電源に依存している。これは、ローカル交換機か
ら電力供給する銅線対回路網に関する現状から発展であ
る。

（ｅ）ハウジング 最初の目的は、モジュールフォーマットで既存のキャビ
ネット内に素子を取付けることである。

DP位置は、端末（例えば、ポール上部のまたは歩道のボ
ックス中のドロップケーブル端末）を適合されるDP計画
を考慮して導かれる必要がある。同様にして、装置の開
発の前に評価を要する顧客端末の選択が行われる（家屋
内、ガレージ中等）。顧客端末に関して、物理的な保護
は、給電、予備バッテリィ等と共に明らかに表明される
事柄である。実際に、顧客はドロップケーブルから内部
ケーブルへ変化するためのものと、家庭用電子機器、バ
ッテリィ等に対するものである２つのハウジングを必要
とする。

街路多重選択の考えによると、本質的に予備のハウジン
グが設計され、端末問題のいくつかを外部回路網に移
す。したがって、給電および環境上の項目はこの分野に
関して述べられる必要がある。

Ｖ 回路網マネージメントおよび試験 回路網マネージメントは、効果的で信頼性の高い方法で
回路網を動作し維持する手段を提供する。高度の遠隔中
央集中管理を実現するために必要な設備は、装置の状態
の監視、遠隔試験および診断、故障報告および分析、訂
正および再生処理、回路網初期化、構成およびリソース
マネージメントを含む。

全体的な回路網保守の目的は、顧客に対して最小の費用
および損傷で故障を速く検出して修理することである。
理想的にはこれはサービスの小さい劣化を検出する手段
により、故障がサービスに深刻な影響を与える前に行わ
れるべきである。中央集中回路網管理および診断は、故
障が熟練技術者の一度の訪問で修正されるようなレベル
に故障局部化の可能性を与えるべきである。

いくつかの保守機能は、居住用動作および保守センター
（OMC）への交換機を介した2.048Mビット／秒のインタ
ーフェイスによって通過するDASS2メッセージ内に含ま
れている。しかしながら、別の機能は多数の顧客装置の
回路網管理局チャンネルからデータを収集する回路網管
理センターから管理される必要がある。

以下、添付図面を参照して本発明の特定の実施例を説明
する。

第１図は光ファイバ通信回路網の概略図である。

第２図は、完全な両方向性動作用に構成された第１図の
回路網の概略図である。

第３図は部分的な両方向性動作用に構成された回路網の
概略図である。

第４図は顧客と交換機との間の分離した下流および上流
光学通路を有する回路網の概略図である。

第５図は、顧客端末が銅線対によってDPに接続されてい
る回路網の概略図である。

第６図は第１図乃至第５図の回路網で使用するための溶
融された光学カップラアレイの概略図である。

第７図は、第１図乃至第５図の回路網と共に使用するた
めのBTSの概略的なブロック図である。

第８図は、第１図乃至第５図の回路網の顧客端末におい
て使用される保護伝送モジュールの概略的なブロック図
である。

第９図は、第１図に示されているような回路網と共に使
用可能な多重システムの概略図である。

第10図は完全に構成された回路網をシミュレートする実
験的な構造の概略図である。

第11図は、本発明による基本的な電話通信回路網の可能
な向上過程、並びに向上させるために必要と考えられる
関連した電話通信向上過程を示すテーブルである。

第12図乃至第14図は最初に電話通信サービスだけを伝送
する本発明による回路網の、拡大した多重サービス回路
網への可能な進化の３段階を示す。

第15図乃至第19図は第７図に示されたBTSのフレーム構
造を示す。

第20図乃至第22図は第７図に示されたBTSのヘッド端末
を示す。

第23図乃至第25図は第７図に示されたBTSの顧客端部を
示す。

第26図はヘッド端部におけるPRBSスクランブラ構造を示
す。

第１図を参照すると、本発明が実現され得る回路網の基
本的な概念が示されている。交換機４が単一モードの光
ファイバ６によって120の顧客８に結合された光ファイ
バ通信回路網２が示されているが、明確にするために顧
客８の１つだけ図示されている。２つのレベルの光学ス
プリットはキャビネットおよびDPレベルにおいて波長平
坦光学カップラ10および12によってそれぞれ使用され
る。

各顧客８はDPから光ファイバ14を受け、またこれを介し
て交換機４からTDM信号放送を受信する。顧客の装置
は、目的地および任意の関連した信号チャンネルに向け
られたTDMの特定の時間スロットにアクセスする。さら
に、インターフェイス回路（示されていない）は、顧客
によって要求された細いサービス、例えばアナログ電話
通信またはISDNサービスを提供する。顧客は、低いデュ
ーティサイクルモードでOTDMAを使用し、DPおよびキャ
ビネットブランチ点で受動的にインターリーブする通信
流を集束してデジタルスピーチまたはデータを交換機に
送返す。訂正タイミングは交換機クロックに顧客の装置
を同期し、交換機受信機の空の時間スロットにアクセス
するように顧客の装置にデジタル遅延ラインを設定する
ためにレンジプロトコールを使用することによって行わ
れる。

２つの付加的な振幅しきい値は、受信された振幅の監視
および制御を行う交換機の受信機に設けられる。各顧客
の時間スロットは連続的にサンプルされ、顧客の送信機
のパワーは受信された信号が２つのしきい値間に入るよ
うに下流遠隔測定通路を介して調節される。この方法の
利点の１つは、各遠隔送信機にモニタダイオードを設け
る必要がないことである。

顧客の送信機は低いデューティサイクルモードで動作す
るため、その費用はさらに減少されることができる。こ
のみモードで動作することによって、ソースの温度制御
は不要である。デューティサイクルはアクセスされてい
る時間スロット数に依存し、単一ライン顧客に対してそ
れらは1:128の低さであってもよい。

提案されたシステム設計計画は128ウェイ以下の光学ス
プリットおよび20Mビット／秒の伝送速度であることが
好ましい。これは、ビジネスおよび居住の両顧客に対し
てサービス選択の好ましいセットを提供する。120以下
の顧客（８個の予備の試験ポートを許容する）に144kビ
ット／秒のISDN接続を供給するのに十分な容量が利用で
きる。大量の容量を要するビジネス顧客は、システムの
最大容量まで要求に応じて多数の時間スロットにアクセ
スする。

下流通信は放送であるため、システム設計には通信の安
全性を保証する手段が必要である。時間スロットへの偶
然のアクセスは顧客端末８の適切な設計によって回避さ
れることができる。時間スロットは、顧客の装置におけ
るデジタル遅延ラインの設定にしたがってアクセスされ
る。この機能は交換機４によって遠隔的に制御される。
暗号化および時間スロットホッピングは必要に応じて考
慮されるべき別の手段である。

第２図を参照すると、第１図の光学回路網２は完全な両
方向性動作用に構成されている。反射および二重送信カ
ップラ損失に関する問題は、異なる上流および下流波長
で回路網を動作することによって軽減される。したがっ
て、1550nmで伝送される下流（交換機４から）通信およ
び1330nmで伝送される上流通信により、システムの各端
部のカップラ16は非常に低い挿入損失を有するように設
計されることができる。さらに、顧客端末受信機で遮断
光学フィルタ10を使用する（反射された光を阻止するた
めに）ことにより、もちろんフィルタ機能を設ける費用
を要するが、混信問題が著しく軽減される。

完全に両方向性の回路網は、設けられるファイバ量を最
小にする利点を有するが、潜在的混信問題は別の回路網
よりも深刻であり、したがって分離した上流および下流
の波長、並びにフィルタ18が使用される。回路網は最小
の2N個のカップラ（ここでＮは顧客数であり、１顧客当
り２個のカップラである。）を使用する。混信は、回路
網内の任意の終端されていないファイバ端部から反射さ
れた光から生じる（例えば、端部が新しい顧客へ接続す
るために準備されているとき）。この完全な二重送信位
相幾何学構造の付加的な欠点は、システムの各端部で要
求されるスプリッタが別の位相幾何学構造に対してほぼ
６乃至7dB光路損失を増加させることである。

第３図には、第２図のカップラ16がキャビネットおよび
DPスプリッタ中に内蔵されており、顧客８に対する後者
はスプリッタ20として示されている別の回路網が示され
ている。これは最小の2N−１個のカップラを使用し、完
全な二重送信回路網よりも１つ少ないが、ファイバはも
っと必要である。それはまた光学スプリット寸法を増大
するために使用されることができる付加的な３−3.5dB
の光学パワー予算を利用することができるか（したがっ
て、１顧客当りのファイバ量を減少する）、或はシステ
ムエンジニアリング余裕を広くする。さらに反射の弁別
は異なる上流および下流波長ならびに光学フィルタを使
用することによって行なうことができる。

第４図を参照すると、物理的に分離した上流および下流
光路２および２′を有する光ファイバ通信回路網が示さ
れており、第２図の各等価な素子はそれぞれ同じ番号お
よび同じ番号にダッシュを付されている。

第４図に示された回路網は物理的に分離した上流および
下流光路を有し、したがって反射問題は完全に回避され
る。それは2N−２個のカップラを使用し、完全な二重送
信システムに要求される数より２個少ないが２倍のファ
イバを使用する。しかしながら、１顧客当りのファイバ
量は、ファイバ費用オーバーヘッドがシステムの経済的
な実現性を危うくしないようにこれらの割当てられたア
クセス回路網において小さい。さらに、スプリット寸法
を４倍にし、さらに潜在的に１顧客当りのファイバ量を
減少するために原理的に使用されることができる予備の
６乃至7dBのパワー予算が利用できる。上流および下流
通路は物理的に分離しているので、２つの伝送方向に対
して異なる波長を使用する利点はない。

第２図に示された完全な二重送信回路網は最も費用に関
して実効的な方法であると考えられる。しかしながら、
緩和された光学パワー予算および軽減された反射問題に
関連した実際的なエンジニアリングの利点が付随するた
め、予備ファイバ費用にまさる第４図の回路網の利点が
考慮されるべきである。

第５図の回路網は、居住用の電話通信市場への初期の浸
透に対する第２図の回路網に基く選択を示す。それは、
別の完全に受動の光学構造に接続された既存の銅線のド
ロップワイヤ24を利用するDPにおける能動的電子分配点
を含む。この位相幾何学構造は短期間乃至中期間利用す
ることができ、本発明による回路網全体は高街路ビジネ
ス集団に設けられ、一方銅ケーブルを除去することによ
って導管の密集を軽減するために同じルート上の居住顧
客はシステムに接続されることができる。光学技術の費
用は漸次減少するため、活動的なDPは除去され、新しい
放送サービスを普及させるために回路網全体が居住顧客
に拡大される。

第６図には、第１図乃至第５図の光学回路網おいて使用
されるような溶着されたファイバカップラの例が示され
ている。

溶着ファイバカップラスプリッタ30は“基礎的"2×２個
のカップラ32の多段アレイから構成される。両ファイバ
（1300nmおよび1550nm）における光学ウインドウの可能
性を保持するために、波長平坦装置が使用される。

個々の２×２波長平坦カップラは、市販品を利用するこ
とができる。２×２基礎的カップラを構成する技術は、
本発明の出願人の英国特許第8519183号明細書に記載さ
れている。特に、結合許容比および平坦スペクトル特性
における改善は、光学パワー予算、光学スプリット寸法
およびシステムの全体的な経済性に直接関与するために
特に望ましい。最初の結果は、完全な光学ウインドウ
（1275nm〜1575nm）を横切る約1dBの結合比変動を示
し、例えば上記の128ウェイスプリット目標が経済的に
実現されるならば、カップラパラメータおよびシステム
波長の注意深い選択の必要性を示唆する。

スプリット全体の最適な寸法は種々の要因によって影響
され、任意の形態が選択されてもよい。スプリット寸法
に影響を及ぼす要因は、費用、光学パワー予算、システ
ムビット速度、サービス要求、１顧客当りのライン数等
である。第２図の両方向性回路網に対する簡単な光学パ
ワー予算のモデルおよび最大システムビット速度が約20
Mビット／秒であるとした仮定に基づいた第１の考察か
ら128の２進スプリット寸法が示唆される。これは、個
々の顧客にそれぞれ144ビット／秒のISDN（または等価
なビット速度）を供給するために利用できる容量を持つ
120の顧客および８つの試験アクセス点に対応する。

第７図を参照すると、第１図に示された回路網と共に使
用するためのビット伝送システム（BTS）の概要が示さ
れている。交換機４のサービスアクセスユニット34は、
例えばアナログ電話通信、１次速度ISDN（2Mビット／
秒）、64kビット／秒のデータ回路等の回路網サービス
を行い、BTS用の標準方式のインターフェイスにそれを
変換する。BTSは顧客８用の端末装置中の別の標準方式
のインターフェイスにこのサービスを伝送する。この時
点で顧客ベースのサービスアクセスユニット40は例えば
アナログ電話通信等の顧客装置に必要なフォーマットに
インターフェイスを変換する。

サービスおよび任意の関連した信号等の他に、BTSはま
た回路網管理メッセージを伝送する。これらの管理メッ
セージは伝送されるサービスではなくシステムの円滑な
動作に対するものであり、以下のシステム機能を含む。

a.システムの交換機端末において各チャンネルが正しく
時間を維持されているようにするためのレンジ決定プロ
トコール b.故障診断のために顧客装置レーザを遠隔的にオフに切
替えるため能力 c.光学出力パワーを制御するための顧客レーザに対する
駆動電流の遠隔設定 d.端末／顧客識別、有効性およびチャンネル割当ての実
行 e.故障診断データおよびシステム質問メッセージの提供 レンジ決定機能は上流方向において各顧客のデータを同
期し、異なるライン長および回路網にわたる伝播遅延の
変動を補償する手段を提供する。BTSは周期的にレンジ
測定を実行し、最小の調節を行い、それによって自動的
に時間ドリフトを訂正する。

第15図乃至第19図は、128の顧客にISDNサービスを伝送
することができるBTSをさらに詳細に示す。

データ通信の2304ビットおよび128単一ビット管理チャ
ンネル、並びにこの例では使用されず、それ故予備であ
るファイバ識別（ID）用の12ビットを含む基本フレーム
（BF）（第15図）が示されている。

データ通信の2304ビットはそれぞれ30チャンネルTDMハ
イウェイからの8kビット／秒の基本チャンネルに対応す
る。顧客サービスは、これら8kビット／秒チャンネルの
整数を各顧客に割当てることによって提供される。基本
速度ISDNサービスに関して、各顧客は18のこのような8k
ビット／秒チャンネルすなわちBF内の18ビットを割当て
られる。したがって、2304ビットは各18ビットに対して
128ISDNサービスチャンネルを表す。

BFは、１サンプル期間内に生じるこれら全チャンネルか
らのデータを全て含む。したがって、BFは2304の8kビッ
ト／秒チャンネルからのデータの値するフレーム（2Mビ
ット／秒ハイウェイに）および128の管理チャンネルを
効果的に含んでいる。BFは、顧客端末へのヘッド端末
（放送）およびヘッド端末への顧客端末（復帰）の両送
信に対して同一である。

第16図は、80個のBFおよび２個のBFに等価な同期フレー
ム（SF）52を含む部分50からなる多フレームを示す。多
フレームは10msの期間を有し、200408ビットを含む。し
たがって、BTSによる送信は20.0408Mビット／秒の速度
で生じる。

放送SF52（ヘッド端末からの）は、復帰SF（顧客端末か
らの）に異なる機能を提供する。

第17図はヘッド端末からのSF52をさらに詳細に示す。ヘ
ッド端末からのSFの最後の140ビット（52A）は、ヘッド
端末から顧客端末への多フレーム同期パターンであり、
例えば顧客端末によって識別され、したがって顧客端末
の位置を決定して多フレームからそれに向けられたデー
タを受信させる140のゼロビットを含むためシステム動
作に重要である。第１の4748ビット（52B）は、放送お
よび復帰フレーム構造が同一のフォーマットであること
を保証する。これらの4748ビットはまたファイバ識別お
よび放送システム全体の保守のために使用されることが
でき、また一般にシステム“管理”データと呼ぶことが
できる。

第18図は、顧客端末からのFS（54）を示す。このSFは主
にレンジ決定のために使用される。もっともそれはまた
回路網中の任意の点においてファイバに接続された活動
的な顧客端末を識別するために使用されてもよい。復帰
SFは相１レンジ決定および相２レンジ決定に対してセグ
メントに54Aおよび54Bに分割される。

相１レンジ決定は第１の4288ビット（54A）を使用す
る。これは１つの顧客端末がこのときレンジ決定される
200μｓを少し越すブランク時間を提供する。これを行
うために、ヘッド端末における管理制御装置は相１期間
のスタード時に単一のパルスを送信するように新しく設
けられた顧客端末に指示する。制御装置は、このパルス
がヘッド端末に到達する前にいくつのビット遅延がある
かを識別する。数度の試みの後、それは正しいビット遅
延係数を決定し、この訂正を使用して相２レンジ決定に
進むように顧客端末に指示する。

相２レンジ決定およびファイバ識別用の660ビットは第1
9図に詳細に示されている。

各128顧客端末は、SFの最後の640ビット（54C）内にそ
れ自身の５ビット幅の相２レンジ決定サブスロットを有
する。これらは、パルスがヘッド端末クロックと整列さ
れたヘッド端末に到達するように顧客端末の送信位相を
調節するためにヘッド端末制御装置によって使用され
る。これはヘッド端末におけるクロック再生を不要にす
る。さらに、復帰通路送信は顧客端末送信機の簡単なオ
ン／オフパルス化であることができ、これは顧客端末レ
ーザの寿命要求を軽減する。結果的に、それはまたクロ
ック再生情報が送信される必要がないので復帰通路の効
率を改善する。

最初の相２レンジ決定が完了されると、顧客端末は“オ
ンライン”に進むように指示される。それは復帰通路管
理チャンネルを、したがってそのDP同期パルスを付勢す
る。回路網中で活動的な全顧客端末は同時に19個のゼロ
ビットによって後続されるこのID同期パルスを（部分54
Dを含んで）送信する。

それは、復帰通路ID検出用のハイパワーマーカーパルス
を供給する。ヘッド端末におけるID検出器はこのハイパ
ワーパルスの送信を監視し、それから送信があるかどう
か、例えばサブスロット３がその中にパルスを有する場
合、顧客端末３はこの時点でファイバ中で活動的である
ことを観察するために後続的な５ビット幅のサブスロッ
トを監視する。

理想的には、ヘッド端末がそれらの各ビット遅延係数に
関して顧客端末を指示すると、全てのID同期パルスは同
時にヘッド端末で受信されたSF中に発生する。しかしな
がら、ある理由のために顧客端末がドリフトを受けた
（装置または伝送媒体によることがある）場合に、受信
されたマーカーパルスに対する影響は非常に小さく、ID
同期パルス検出回路が付加されたID同期パルスに応答し
てトリガーする瞬間の変化は無視することができる。し
たがって、ヘッド端末は継続的に別の顧客端末が正しく
機能しているとみなすが、ビット遅延係数に対して新し
い値を計算し、誤った顧客端末にそれを送り、それによ
ってそのID同期パルスが別のID同期パルスと同期され
る。

サプスロットに関連したハイパワーIDパルスはまた特定
のヘッド端末が本発明の出願人による英国特許第870692
9号明細書に記載されている光学結合装置のような光学
検出器を回路網中のいずれかの点で使用して送信してい
るかどうかを検出するために使用されてもよい。このよ
うな装置は、除去される外部被覆を有するファイバ上に
それをクリップすることによって使用されることができ
る。これは、技術者が特定のファイバを切断しようとす
る場合に正しくそのファイバを識別することを保証する
必要がある分野の作業に有効である。

換言すると、装置で復帰SFを監視することによって技術
者は、ファイバ中で活動している顧客端末の“装置番
号”を決定することができるが、技術者はどの回路網が
ファイバと関連しているかを発見するために放送方向を
監視する必要がある。

第17図を参照すると、MF同期パターン用の140ビットは
またファイバ回路網中の破断を検出するために使用され
てもよい。光学時間ドメインリフレクトメトリィの原理
を使用すると、ファイバに沿って送信された信号は破断
点で反射されることが知られている。これらの反射の振
幅および周波数は、ファイバ中の破断位置を決定するた
めに使用されてもよい。スクランブル後のMF同期パター
ン（以降に説明されるような）は一定の間隔で送信され
るため、ヘッド端末における自動相関器（第21図）はパ
ターンを認識するために使用される。パターンの送信と
その反射の受信との間の時間は、ファイバ中の破断位置
に関する情報を提供する。

第20図乃至第25図を参照すると、ヘッド端末および顧客
端末がさらに詳細に示されている。このような通信シス
テムの重要な要求は、顧客端末がヘッド端末と同期する
ことである。

第20図、第21図および第22図はヘッド端末を示す。シス
テムにおけるビット速度に対応する20.0408MHzのマスタ
ークロック60は、標準方式の32チャンネルTDMハイウェ
イに対応するヘッド端末回路エンジン62から入来した2.
048MHz（この明細書では2MHzに短縮されている）クロッ
クに位相ロックされる。BF（第22図）およびMF同期信号
も発生され、回路エンジンからの8kHzフレーム信号にロ
ックされる。2.304MHzビットクロック64（ヘッド端末タ
イミング発生器66中の）は、システムに要求されるもの
にビット速度を変換するために回路エンジンが同じフレ
ーム速度でチャンネルごとに付加的なビットを基本フレ
ーム中に挿入することができるように発生される。

顧客端末がヘッド端末と“同期”しているように、ヘッ
ド端末からのデータは顧客端末でクロックパルスを再生
するために使用される。“ゼロ”ビットと“1"ビットと
の間の転移部はこのために使用される。しかしながら、
ヘッド端末からのデータはクロック再生のための転移部
をあまり持たない。したがって、転移部の大きいデータ
流を生成するために疑似ランダム２進シーケンス（PRB
S）を使用してヘッド端末からのデータをスクランブル
する必要がある。ヘッド端末回路エンジンからのデータ
は、2⁹−１スクランブルシーケンスを使用することによ
って第21図に示されているようなスクランブル装置68に
よってスクランブルされる。

同期フレーム（第17図）はまた異なるPRBSを使用して
（スクランブル装置68におけるシフトレジスタの異なる
タップを使用することによって）別のスクランブラ69
（図示されていない）によってスクランブルされ、スク
ランブルされたデータ中に挿入される。同期フレームの
最後の140ビット（第17図）であるMF同期パターンは請
求項１の記載における第１の部分を構成し、顧客端末を
同期するために使用される。スクランブルの前には、こ
れらの140ビットは140のゼロビットである。スクランブ
ルされると、それらは前に示されたように切断を検出す
るOTDR（光時間ドメイン反射計測）のために使用される
容易に識別可能なパターンを形成する。

4748ビットの管理部分および80BF（第16図）は請求項１
の記載におけるフレームの第２の部分を構成し、この管
理部分は第２の部分の第１のセクションを構成し、80BF
は第２の部分の第２のセクションを構成している。

顧客端末が正しく140ビット同期パターンを識別するこ
とは非常に重要である。同期フレームの最初の4748ビッ
ト内に140個のゼロビットのストリングが自然に生じた
場合には顧客端末はこれをMF同期パターンと誤って識別
する。したがって、これらの4748ビットはスクランブル
された後既知のエラーを導入して微妙に乱される必要が
あり、これはスクランブル装置内に設けたインバータ回
路によってｎ番目毎のビット、例えば16番目毎のビッ
ト、すなわち第１番目、第17番目、第33番目等々のビッ
トを反転することによって行われ、それによって顧客端
末がMF同期パターンを誤って識別しないことを確実にす
る。

第26図に示されているように、スクランブラ68はシフト
レジスタの入力にフィードバックされる出力を有するＸ
−オアゲート92に供給される位置５および９におけるタ
ップからの出力を備えた９段シフトレジスタ90を有する
通常のPRBS発生器の形態である。別のスクランブラ69は
同じ素子によって構成され、Ｘ−オアゲートに供給され
る異なる組合せのタップを選択するゲート手段94を具備
し、ゲート手段はSFの初めおよび終りにスイッチするフ
レーム制御装置からの信号によって制御される。

MFのスクランブルは、レジスタをシフトするために入力
において信号を供給される第２の入力を有するＸ−オア
ゲート96の第１の入力にデータを供給することによって
達成され、スクランブルされたデータはＸ−オアゲート
96出力からヘッド端末の出力段に供給される。

シーケンスにおける16番目毎のビットの反転は、カウン
タを含む反転回路98によって行われ、供給ラインにおい
てＸ−オアゲート92の第２の入力に挿入され、回路はSF
の第１の部分でのみ動作し、140のゼロビットの同期パ
ターンの開始で停止するように制御される。

アウトステーション中に類似したデスクランブル回路を
設けることによって、MFの80BF部分のメッセージデータ
およびSFの第１の部分中の“管理”または保持データは
適切にデスクランブルされる。したがって、スクランブ
ラ68および69が共に上記の単一のPRBS発生器によって構
成されるのと同様にして、デスクランブラ72および74は
共に、元のビット流を得るために受信されたスクランブ
ルされたビット流により通常の方法でＸ−オア（排他的
オア）される出力を有するＸ−オアゲート92′（示され
ていない）に供給される位置５および９（デスクランブ
ラ74に対して）におけるタップからの出力を具備した９
段シフトレジスタ90′（示されていない）を具備する単
一のPRBS発生器によって構成される。対応したゲート手
段94′（示されていない）は、識別された同期信号に応
答する制御手段（示されていない）の制御の下にデスク
ランブラ72を構成するようにＸ−オアゲート92′に供給
されるタップの異なる組合せを選択するために使用さ
れ、第１の組合せはSFのスタート時に選択され、第２の
組合せは80BFのスタート時に選択される。

同期パターンを認識するために、アウトステーションは
スクランブルされたデータを供給される適切なタップを
具備した自己同期デスクランブラ71（示されていない）
を有している。デスクランブラの出力はデスクランブル
された出力中のゼロをカウントするが、全ての１ビット
でリセットするように構成されたセット・リセットカウ
ンタに供給される。上記のように、タップ５および９は
SF期間中にスクランブラ中で使用され、したがってデス
クランブラにおけるエラー拡大のために、ヘッド端末で
の各反転は結果的にその後でデスクランブルされたエラ
ー５ビットおよび９ビットになる。したがって、“管
理”部分におけるゼロの任意の長いストリングは反復パ
ターンの16ビット長における位置１、５および９に１ビ
ットのパターンを生成する。

最後の反転は140ビット同期パターンのビット１で実行
され、エラー拡大のためにカウンタはビット９の最後に
対してリセットする。カウンタは、同期パターンの認識
を示すために127のカウントに到達した後出力を与える
ように構成され、後続するパルスは決定を行うために使
用され、最後のパルスはシステムMF同期パルスである
（次のMFの第１のパルスが直ぐに続く）。

この好ましい構造において、MFの80BF部分はSFをスクラ
ンブルするために使用されたもの、すなわちスクランブ
ラ69とデスクランブラ71および72によって使用されたも
のからの異なる２進シーケンスを使用してスクランブル
される。これは、スクランブルおよびデスクランブルが
デスクランブルされた出力中に現れるゼロの長いシーケ
ンスをなくする任意の特別な構造に関与する必要がない
という利点を有する。これは、この80BF部分の期間中デ
スクランブラ71が異なる２進シーケンスでデスクランブ
ルしようと試み、２進シーケンスである複数の１ビット
を供給し、カウンタをリセットする複数の１ビットを供
給するためである。MFは連続したｎ番目のビットがSFの
管理部分および80BF部分により反転される同じ２進シー
ケンスによりスクランブルされることができることが認
められる。

データはまた安全のために暗号化される。

ヘッド端末で受信されたデータは復帰され、回路エンジ
ンに与えられる。

第22図は、８つまでの回路網アダプタ（NA）カードをBT
Sにインターフェイスするタスクを有するヘッド端末回
路エンジンを示す。各NAは2Mビット／秒のデータ流（ま
たはそれと等価のもの）からの全ての通信を処理する。
８つ全べてのNAカードからの出力は整列されたフレーム
であり、その全ての2MHzクロックが同期している。

基準の2.048MHzおよび8kHz、フレームクロックNAはBTS2
0.0408MHzマスタークロックを位相ロックするためにNA
入力から抽出される。BTSは、回路エンジンへのおよび
それからのデータ送信を同期するために各NAに共通の2.
304MHzビットクロックを与える。

データはFifoバッファに蓄積され、送信レジスタを介し
てBTSを通って送信される。ここで、最少量のデータだ
けがFifoバッファに蓄積されることを保証するために制
御が行われる。これは、BTSを通る伝送遅延の正確な制
御を維持するために重要である。

受信側において、BTSによって受信されたデータは出力
ポートを介してNAカードに戻される前に再びFifoバッフ
ァに蓄積される。再度Fifo内容制御が行われる。

第23図、第24図および第25図を参照すると、顧客端末が
さらに詳細に示されている。

20.0408MHzクロック70は、入来したスクランブルデータ
流へ位相ロックされる。これは全ての受信機回路をクロ
ックする。BFおよびMF同期パターンを含むヘッド端末か
らの同期フレームは、（自主同期デスクランブル装置の
形態で）デスクランブル装置72によってデスクランブル
され、受信機を同期するために抽出される。

デスクランブラ72の設計において、反転はSFの4748ビッ
トの管理部分の連続した16ビットに適用され、この部分
における最後の反転はビット4733であり、また別の反転
は同期パターンの第１のビットに適用され、したがって
デスクランブラ72は元の形態の管理信号を再構成するよ
うに管理部分の反転されたビットを訂正するように構成
された手段（示されていない）を含んでいることが考慮
されている。さらに、通常の自己同期スクランブラとデ
スクランブラを使用する場合には、スクランブルされた
データ中のビットエラーがデスクランブラでデスクラン
ブルされるときデスクランブラのフィードバックタップ
が使用されるために拡大される傾向があることが知られ
ているが、本発明ではMF同期パターンを使用する第１の
スクランブルシーケンスが自己同期デスクランブラによ
ってデスクランブルされ、このデスクランブラは第２の
デスクランブルシーケンスを発生することを認識したと
き同期される。したがって上記のようなビットエラーの
拡大は避けることができる。

放送データ流は、スクランブル装置68の反転したもので
あるデスクランブル装置74によってデスクランブルさ
れ、それが安全のための組合せを有し、解読された場
合、結果的に受信されたデータ流は回路エンジンに供給
される。

送信フレームタイミングは特定の数のクロックサイクル
によってオフセットされ、送信クロック位相は送信位相
およびフレーム発生器76中に設定される。使用される値
は管理抽出ユニット78によって与えられる。これは、ヘ
ッド端末でデータビットを送信された顧客端末の到達の
時間および位相が正確に調節されることを可能にする。

局部2.048MHzクロック80は、20.0404MHzクロック70に位
相ロックされ、これと8kHzフレームクロック82はまた回
路エンジンに供給される。

第25図は顧客端末回路エンジンを示す。

データの特定の単一ビットは管理ブロックからスタート
チャンネル帯域ビット速度情報を変換するデータスナッ
チャ84によって受信されたデータ流から捕捉される。捕
捉されたデータは、顧客端末回路網アダプタ（CNA）に
出力されるまで出力Fifoバッファに蓄積される。

Fifo内容の制御は、Fifo内容が最小に保持されることを
保証するフレーム制御ブロック86によって行われる。ま
たこれはBTSを通る伝送遅延を最小にするためにも必要
である。

データは、BTSによって与えられる標準方式の2.048MHz
および8kHzクロック対からCNAによって得られたクロッ
クを使用して実際にCNAにおよびそれからクロックされ
る。

BTSのヘッド端末への送信用のデータは類似した通路を
通り、別の顧客端末からの通信とインターリーブされた
ディスクリートビットとして送信される。（このような
方法は顧客端末送信機における安価なレーザダイオード
の使用を可能にする）。

安全性をもたらす１つの簡単な方法は物理的に信号への
アクセスを阻止することである。これは、例えば取外し
可能なコネクタを設けないことによって光学レベルで行
われ、ビットは“外界”から時間スロットへの認承され
ていない者のアクセスを許さない密封されたユニットへ
の永久的な接続を行うだけである。第８図は、光学フィ
ルタおよびカップラと共にBTS、光学送信および光学受
信回路網を含む可能な選択送信モジュールを示す。モジ
ュールのライン側での“半永久”的な光学接続はかなり
の安全性をもたらし、一方認承された者の時間スロット
データはライン回路装置への電気接続の際に利用でき
る。このために、構成データは時間スロットアクセスを
遠隔的にプログラムするために中央管理局から安全に下
流負荷されることが必要になる。別の選択は、暗号アル
ゴリズムを内蔵し、利用者の有効性に対して個人識別番
号（PIN）を使用することを含む。

第９図の構造は本発明の技術的実現性を示すために使用
された。この構造に示された特徴は、 （ａ）256ウェイスプリット損失を表すのに十分な段を
備えたパワーデバイダ。このスプリッタは1300nmおよび
1550nmウインドウにおける動作を許すように平坦化され
た波長である； （ｂ）両方向性動作； （ｃ）同期TDMA光学回路網、各遠隔端末は交換機でマス
タークロックにロックされ、復帰用の時間スロットを割
当てられる； （ｄ）低いデューティサイクル信号。遠隔レーザは割当
てられた時間スロット中に送信されることだけが必要で
ある。（以下に示されたPMUX指示システムに対して、テ
ューティサイクルは１チャンネル当り1/64である。この
特徴はレーザの信頼性を高め、温度制御回路網を不要に
する。）； （ｅ）自動レンジ決定。同期回路網は、遠隔端末へ時間
スロットを割当てるためにレンジ決定プロトコールの使
用が必要である。このプロトコールはチャンネルのラウ
ンドトリップ遅延および利用度を考慮しなければならな
い。

これらの特徴の最初の４つは、基本システムビルディン
グブロックのような市販の基本マルチプレクサ（PMUX）
を使用する。PFUXは30PCMチャンネルと、2.048Mビット
／秒のフレーム整列および信号ビットを送信する。標準
方式の回路は電話通信インターフェイスに必要な音声A/
DおよびD/A変換器を含む。

両方の説明のために、２および8Mビット／秒の各送信速
度の光学送信機および受信機が使用された。第１の説明
例は第10図に示された構造を使用するPMUXシステムであ
った。ローカル交換機を表すラックに取付けられたPUMX
および個々の顧客を表す複数のPUMXの２つのタイプのPU
MXが使用された。電話通信は、DCパワーおよび２線・４
線変換を行うインターフェイスボックスを介してPUMXに
接続された。

下流方向において、ローカル交換機からのアナログ電話
通信の30個のPCMチャンネルはHDB3フォーマット（高密
度双極３重コード）で2Mビット／秒デジタル出力に多重
化された。これは、直接IRW半導体レーザを変調する
（平均パワーフィードバック制御回路網により）ために
使用された。その後、信号は交換機の端末において送信
および受信通路を分離するために溶着されたテーパーカ
ップラを通過された。全てのカップラ上の全ての予備脚
部は反射の危険性を減少するように屈折率を整合され
た。

信号はキャビネットへのリンクをシミュレートするため
に6kmの単一モードのファイバを通過した。それは波長
平坦溶着された双円錐形のテーパから構成されたスプリ
ッタを介して個々の顧客に分配され、これは256ウェイ
スプリット比を表す損失を有した。このスプリッタから
の出力の４つは顧客の端末で受信および通信通路を分離
するために別のカップラに接続された。

例示された−52dBmの最小の感度を持つ市販のPIN FET
トランスインピーダンス受信機は、顧客のPMUXに直接プ
ラグ結合するように設計されたカード上に取付けられ
た。各PMUXは30チャンネル全てを受信することができる
が、１つのチャンネルだけが物理的に各顧客に接続され
た。次の均一化の後、このチャンネルはデマルチプレク
スされて顧客の電話機に接続された。

上流方向では、交換機PMUXによって受信されることがで
きる2Mビット／秒のフレームを形成する個々の顧客のバ
イト（ワードインターリーブ）をインターリーブする必
要があるため異なる送信フォーマットが使用された。し
たがって、顧客のPMUXからの通常の2Mビット／秒のデジ
タル出力は使用できないため、NRZ2進信号は背面から直
接的に取出された。PMUXに直接挿入された送信カードは
これを行うように設計された。これは前のようなレーザ
を含んでいるが、冷却せずに低いデューティサイクルモ
ードで動作し、0.5ビット間隔だけ顧客のチャンネルを
移動するアドレス可能なデジタル遅延ラインは別の顧客
のチャンネルとインターリーブされたとき、それを正し
く2Mビット／秒のPCMフレームに適合させることができ
るようにする。パワーカード、音声カード、mux/制御カ
ード、送信カードおよび受信カードの合計５つのカード
が８つまでの顧客に対するPMUXを設備するために必要で
ある。

直列バイトフォーマット中の顧客のレーザからの出力は
再度顧客のカップラを通過され、スプリッタに戻されて
ファイバを通って交換機カップラを介して交換機受信機
に送られる。NRZ2進数は、PMUXへの入力のためにシステ
ムＸデジタルラインインターフェイスカードを使用して
HDB3フォーマットに変換される。この信号は前のように
音声インターフェイスにより電話通信に変換された。自
動レンジ決定はこの説明例では実行されなかった。

第２の説明例は多点無線の例である。この例は、多点無
線システム（PMR）に対する適合に基づいており、拡張
ファイバ技術で構成された受動単一モードのファイバ回
路網に対して動作する。回路網は二重送信および分配用
のフレキシビリティ点における光学スプリッタを備えて
いる。

これらの実験に関して、それらの無線システムの中央ス
テーション装置における無線送信シェルフはレーザ送信
機および光学受信機によって置換された。同様に、加入
者装置は光・電子インターフェイスを付加することによ
って修正された。

第10図は実験的な回路網を示す。２つのラインシステム
Ｘ交換機が使用された。１つのラインはNI1として知ら
れている電話機を使用する“銅線の加入者”用のライン
であった（回路網端末タイプ１）。他方のラインは、フ
ァイバ回路網を介して交換機を通って“回路網顧客”に
接続されていた。デジタルスピーチは、銅線と回路網加
入者との間で呼出しを行うことによって両方向に同時に
送信された。

最初に、前に設けられた管システムは、標準方式のPCP
キャビネットを介して説明例の位置に対してリンクを設
けるように拡大された。波長平坦化された２×２スプリ
ッタは、完全な二重送信能力を提供する回路網の各端末
において端末ボックス中に設けられた。４×４の平坦ア
レイは、街路フレキシビリティ点をモデル化するために
キャビネット中に設けられた。２×２の付加的なスプリ
ッタは分配点（DP）をシミュレートするために設けられ
る。

拡張ファイバ設備は全て標準方式の装置である。BICCス
プライストレイは、端末ボックスにカップラおよびスプ
ライスを収容するために使用された。屈折率の一致は、
反射からの混信を減少するために回路網中の全ての終端
されていないファイバ端末で行われた。

全ての光学設備は、２乃至３週間の期間にわたって設け
られた。リンク長は1.5kmであった。

PMRはヘッド端末から加入者への下流通信に対してTDM放
送システムを利用する。データ流はPRBSでパックされた
任意の使用されていないフレームにより連続する。通常
のAC結合レーザ送信機および光学受信機が使用された。
レーザは1300nmでファイバ中に−8.5dBmの信号を発射し
た。2Mビット／秒の光学変復調装置は、受信機段を設け
るように修正された。受信機の感度は−30dBmで測定さ
れた。

上流方向において、送信はTDMAによって行われ、各アウ
トステーションは割当てられた時間スロット中のデータ
のパケットを送る。この場合、DC結合光学送信機および
受信機が使用された。各顧客送信機は、共用されたファ
イバ上のチャンネル間干渉を防止するために送られるデ
ータがないとき完全にオフに切替えられる。これはレー
ザをオフになるようにバイアスし、論理“1"に対してそ
れを完全にオンに切替え、論理“ゼロ”に対して再び完
全にオフに切替えることによって行われる。これは、送
信機が上記のオン切替えにバイアスされ、その点に関し
て変調される通常の点から点ファイバシステムと異なっ
ている。

光学受信機はまたバーストモード信号があるときに動作
するように設計される。DC結合受信機は、パケット間の
静期間中受信されるデータのないときにベースラインド
リフトを防止するために必要である。使用される受信機
は、入力容量を減少するようにブートストラップフィー
ドバックにより高入力インピーダンスFET演算増幅器と
して動作する長い波長のInGaAsのPINフォトダイオード
に基づいていた。

レンジ決定機能は、パケットがヘッド端末における時間
重複を防止するために正しい瞬間に送信されることを保
証するために加入者端末において必要とされる。

回路網全体に対して好ましい実施例は、１つの顧客光学
端末当り１乃至15の交換機ラインインターフェイス、お
よび交換機とキャビネットの間が1.6km、キャビネット
とDPと各顧客との間が500mの距離で２レベルの光学スプ
リット階級（公称的にキャビネットおよびDP位置で）で
あるDPに15個の交換機ラインを有している。

銅ワイヤが回路網から幾人かの顧客に対して形成された
場合、単一レベルの光学スプリット階級が好ましく、公
称的にキャビネットに位置される。

1.6kmのキャビネット距離に対する通常の交換機が仮定
されるが、システムは少なくとも10kmのかなり大きい範
囲が可能である。これは所定の回路網においてローカル
交換機の数を割当てるベースを提供する。このような回
路網の効果的な多重化構造（光学スプリットの組合せお
よび多数のラインに対する顧客の光学接続費用の共用か
ら生成される）は、長いリンクに関連して高められた回
路網費用は制限内に維持されることを意味するべきであ
る。これは、十分に使用される交換機割当てに認められ
る任意の大きい費用節約を可能にする。

本発明によって提供される受動回路網構造は、広帯域多
サービス回路網に進化する機会を提供するものである。
広帯域サービス能力への進化を考慮すると、２つの重要
な原理をできるだけ伴っている必要がある。それらは、
（ａ）多サービス広帯域回路網に良好に進化させるため
に最初の回路網に対して要求される任意の付加的特徴の
費用を最小にする必要性と、（ｂ）既に接続された基本
的電話通信顧客に妨害を与えることなく既存のシステム
に広帯域サービスを付加することを可能にする必要性で
ある。

広帯域回路網に対する重要な考慮は予備フィールド設備
および新しいサーービスを付加するために必要とされる
設置作業の量である。ここでの目的は、できるだけ設け
られたシステムベースを利用することによってこのよう
な費用を最小にすることである。

ケーブルテレビジョンのような高いビット速度のサービ
スを伝送するシステムの拡張には、ビット速度が外部セ
ットで将来の広帯域サービスを提供するのに十分なほど
大きくないならば、波長分割多重化（WDM）技術を使用
する必要がある。後者は最初の基本サービスの費用を許
容できないほど大きくし、広帯域サービスの導入は少な
くとも１つの波長の付加によらなければならず、既存の
狭帯域顧客が低いビット速度モードで継続的に妨害され
ないようにする必要がある。広帯域サービスは低速デー
タおよびスピーチサービスよりも高いビット速度を必要
とするため、光学受信機の感度は著しく減少される。こ
れは、使用される光学スプリット比が広帯域サービスに
利用できる光学パワー予算に対して大き過ぎることを意
味する。したがって、異なるアクセス点が供給ファイバ
に対して利用可能であり、ヘッド端末から光学スプリッ
タアレイへ広帯域サービスを伝送することが必要であ
る。

２段のスプリットによる両方向性光学分岐回路網は交換
機から第１のスプリット点へ付加的なファイバを設け、
このスプリッタ内に異なるレベルでそれを接続すること
によって向上したサービスを有することができる。両方
向性回路網はこの点で最大の減水を受けるが、本発明の
受動的な光学回路網の概念において別の構造が可能であ
り、これらのいくつかは最初の電話通信構成または広帯
域サービスの進化のいずれかにおいて利点を有する。例
えば、電話通信はそれぞれ低い送信損失の利益を得て反
射問題を回避するために“進行”および“復帰”チャン
ネルを伝送する２つの全方向性回路網であるか、或はそ
れは第４図に関連した上記のような単一段のスプリット
を有することができる。

光学電話通信技術の進展および向上した回路網によって
伝送されるサービスパッケージは、明らかに密接に結合
されている。例えば、向上した広帯域に利用できる波長
数は決定的に光学電話通信技術に依存している。また顧
客送信への交換機に使用される技術は交換機端末におけ
るリソース共用のために顧客より先に送信を交換するこ
とが経済的に十分に可能である。光学的な波長多重化に
利用できる技術は、以下のような多数の変更を含む３つ
のカテゴリィの考えに大きく分けることができる。（可
能な光学技術の進展およびサービスパッケージの詳細は
第11図に示されている）。

a.波長選択のために固定された波長フィルタと共に使用
されるファブリー・ペロ（Ｆ−Ｐ）レーザ。

b.同調可能な光学フィルタ18および波長選択に対して可
能な初期ヘテロダイン光学受信機による単一の縦方向モ
ードレーザ（例えばDFB）。

c.チャンネル選択に対する光学フィルタ（同調可能）と
電気（ヘテロダイン）技術との組合せによりコヒーレン
トな光源。

固定された波長フィルタおよび中心波長の生産許容性、
並びにＦ−Ｐレーザ源のライン幅は技術カテゴリティ
（ａ）がファイバの両ウインドウに対して利用可能な波
長数を６乃至12個に限定することを意味する。レーザ源
の温度制御が極めて高価である方向交換機方向の顧客に
おいて、利用可能な波長数は両ウインドウに対して２乃
至４個に制限される。

技術（ｂ）に関して、潜在的な波長数は長期間にわたる
顧客方向の交換機において１乃至200個が可能なほど著
しく多い。しかしながら、スプリットの寸法または安全
性を実際に考慮すると光学技術でそうなる前に波長多重
化の寸法が制限される。上流方向において、波長ドリフ
ト訂正の手段を使用せずに10乃至50個のチャンネルが利
用できる。

シナリオ（ｃ）のコヒーレントな技術が生じる場合、数
百の波長が原理的に可能であり、ファイバ中の非直線現
象により制限が与えられる。多数の波長チャンネルおよ
び潜在的に大きい利用可能な光学パワー予算により、こ
の技術は光学回路網に対する動作位相幾何学構造をさら
に再検討させる。

３つの技術のシナリオはまた相対的な時間スケールの利
用率を示す。シナリオ（ａ）は効果的に“現在の”技術
であり、（ｂ）は２乃至５年の時間スケールで可能であ
り、（ｃ）は市販できる価格で10年以内で利用できる。
しかしながら、進歩した光学技術に関するいずれの時間
スケール予測はかなり注意して行われなければならず、
初期の光学開発のペースを仮定すると、悲観的なことが
分かる。

波長の多重化が回路網に広帯域サービスを導く方法であ
り、最適な技術への研究が依然として要求されるとする
と、２段のスプリットを備えた両方向生分岐回路網がど
のように進化するかがいくつかの例により第12図乃至第
14図を参照して以下に記載されている。

第12図、電話通信／データサービスを提供するために単
一波長を使用する初期の回路網を示す。顧客の装置にお
ける狭通過帯域光学フィルタは狭帯域サービス用の最初
の波長の通路だけを与え、したがって後の段階で追加さ
れた広帯域サービス（およびそれへの認証されていない
アクセス）からチャンネルを遮断し阻止する。広帯域サ
ービスへの別の重要な方法な、1300および1500の両ウイ
ンドウにおいて広い光学帯域幅にわたって動作する多段
キャビネットスプリッタの外部セットにおける設置であ
る。これは交換機とキャビネット間における広帯域サー
ビス供給ファイバによる部分的バイパスを促す（以下参
照）。これらの余分のファイバはケーブル内または後日
別個に設けられてもよい。

第13図は、不可的な波長が電話通信サービスを損なわず
に例えばケーブルTV（CATV）のような新しいサービスを
回路網に付加するためにどのように使用されることがで
きるかを示す。余分の波長は付加的な供給ファイバを介
してキャッビネットに伝送され、キャビネットスプリッ
タへの空間入力で回路網中に供給される。付加的波長は
一般に電話通信およびISDNチャンネルよりも高いビット
速度を伝送する。高い送信ビット速度により生じる受信
機の感度の低下を調整するために、ファイバは交換機／
ヘッド端末と顧客の装置との間の光学通路損失を減少す
るようにキャビネットスプリッタの部分をバイパスする
ことができる。付加的な広帯域サービスを受信する顧客
は広帯域および狭帯域波長を分離するために簡単な波長
デマルチプレクサを設けられる。

交換機とキャビネットとの間の共通のファイバ上に多重
化された各付加的な波長は約565Mビット／秒でCATVデジ
タル多重化信号を伝送することがえきる。これは、回路
網のそのセクタで追加の１波長当り16×70Mビット／秒
または８×140Mビット／秒チャンネルを放送させる。こ
のビット速度における光学スプリットは、電話通信光学
スプリット用の約128に比べて32ウェイに制限される可
能性がある。しかしながら、１つだけまたは２つだけ余
分の光学波長の付加は基本的な光学回路網で16乃至32チ
ャンネルを伝統するCATVサービスを提供することができ
る。これは非常に少ない付加的な光学素子すなわち交換
機における広帯域光学送信機および波長マルチプレク
サ、並びに各顧客端末における波長デマルチプレクサお
よび広帯域受信機を必要とするに過ぎない。

このようにして設けられた追加波長はCATVサービスの動
作に対する重要な選択を生じさせる。

顧客は端末装置に内蔵された同調可能な光学フィルタを
介して任意の放送波長にアクセスすることができる。こ
れは選択された波長で伝送された８または16チャンネル
の電気的に多重化されたものから選択された複数のチャ
ンネルを同時に受信させる。１つ以上の光学波長の同時
受信は、選択された各付加的な波長に対して付加的な光
学フィルタおよび光学受信機を必要とする。しかしなが
ら、いくつかの同時チャンネル（供給ファイバで送信さ
れた合計数まで）を各顧客に提供する100％のサービス
浸透はこのようにして実現することができる。

その代りとして、WDMおよびTDMの組合せで利用できるCA
TVチャンネル数は各CATVの顧客に１つ以上の専用のビデ
オチャンネルを割当てるのに十分である。この場合、回
路網は交換機において中央に位置されたスイッチを具備
したスターとして動作する。このシステムは顧客の装置
において固定された波長デマルチプレクサおよび１つの
光学受信機を使用する。これは顧客の装置を簡単にする
が、それはサービス浸透と顧客によって同時に受信され
るチャンネルの数との間の妥協を意味する。例えば、WD
MおよびTDMとの組合せにより32チャンネルが各供給ファ
イバで送信され、32ウェイの光学スプリットが達成でき
るならば、１顧客当り１つのチャンネルが100％の浸透
ベースで割当てられることができる。しかしながら、１
顧客当り４つのチャンネルが必要とされるならば、余分
の波長がさらに多くのチャンネルを伝送するために供給
されることができない場合には25％の浸透だけが利用可
能である。

DFBレーザを使用し、第14図に示されているさらに進歩
した段階は１顧客当り少なくとも１つの専用波長を割当
てさせる。例えば、32ウェイスプリットで利用できる約
12乃至32波長により、例えばCATV、HDTV等の必要の広帯
域サービスを全て伝送する１つの波長を各CATV顧客に割
当てることができる。もっと少ない数の波長は浸透を40
％に制限するが、波長数が32に近付くと100％の浸透が
達成できる。

個々の顧客に波長を専用化させるのだけではなく、この
段階では顧客の敷地において広帯域スイッチング段とし
て同調可能な光フィルタを使用する機会もある。これは
異なる広帯域サービスの交換機スイッチングを著しく簡
単にする（例えば、多数の供給源からの放送および専用
サービスの混合は異なる光学波長で多重化され、顧客装
置によって選択されることができる）。

記載された各技術段階に関して、可能な波長数はレー
ザ、フィルタ、およびファイバおよびカップラに使用で
きる帯域幅の許容度および安定性に大きく依存する。電
話通信およびISDNのような安価な狭帯域サービスは必然
的に顧客の端末で温度の安定化を使用せず、顧客のレー
ザの著しい波長ドリフトを示して動作する。したがっ
て、第２図乃至第７図に示されたようなスキムが使用さ
れた場合、顧客から交換機への送信方向で大きいチャン
ネル間隔がサービスに対して必要である。近接した間隔
は、交換機において温度制御されたソースと、フィルタ
中心波長の許容誤差を除去するために顧客の装置内にお
いて同調可能なフィルタを使用することによって顧客方
向への交換の際に可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−230133（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−73941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−260445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−115641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−207753（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各フレームが少なくともｍビットの長さの
   ビットの予め定められたパターンの形態の同期信号を含
   む第１の部分と、データおよび管理信号を含む第２の部
   分とをそれぞれ含んでいるフレーム流の形態でアウトス
   テーションにデータを送信するように構成され、フレー
   ムをスクランブルする２進シーケンススクランブル手段
   を具備しているデジタル通信回路網用の中央ステーショ
   ンにおいて、 前記２進シーケンススクランブル手段は各フレームの第
   １の部分およびこの第１の部分に隣接した第２の部分の
   少なくとも第１のセクションが同じ予め定められた２進
   シーケンスでスクランブルされるように構成され、 第２の部分の前記第１のセクションおよび前記第１の部
   分中のビットの同一パターンによる同期の誤認を阻止す
   るために第２の部分の前記第１のセクションの中の連続
   したｎ番目毎のビットを反転させるがスクランブルされ
   た第１の部分自身の中の連続したｎ番目毎のビットを反
   転しない反転手段が設けられていることを特徴とするデ
   ジタル通信回路網用中央ステーション。
2. 【請求項２】各第２の部分はアウトステーション用の管
   理データを含む第１のセクションおよびアウトステーシ
   ョン用のメッセージデータを含む第２のセクションを含
   み、スクランブル手段は第１の予め定められた２進シー
   ケンスで前記第１の部分および第１のセクションをスク
   ランブルし、第２の予め定められた２進シーケンスで前
   記第２のセクションをスクランブルするように構成さ
   れ、反転手段は前記第１のセクションの連続したｎ番目
   毎のビットだけを反転するように構成されている請求項
   １記載のデジタル通信回路網用中央ステーション。
3. 【請求項３】スクランブル手段は第１の予め定められた
   ２進シーケンスにしたがってフレームの前記第１の部分
   および前記第２の部分の第１のセクションの内容をスク
   ランブルするように構成された第１のスクランブラと、
   第２の予め定められた２進シーケンスにしたがってフレ
   ームの前記第２の部分の前記第２のセクションの内容を
   スクランブルするように構成された第２のスクランブラ
   とを含む請求項２記載のデジタル通信回路網用中央ステ
   ーション。
4. 【請求項４】スクランブル手段の第１および第２のスク
   ランブラは単一の予め定められた２進シーケンス発生器
   を共有し、発生器のシフトレジスタの各タップを使用す
   る請求項３記載のデジタル通信回路網用中央ステーショ
   ン。
5. 【請求項５】ｎは16である請求項１乃至４のいずれか１
   項記載のデジタル通信回路網用中央ステーション。
6. 【請求項６】請求項１記載の中央ステーションからフレ
   ームを受信するように構成されたデジタル通信回路網用
   のアウトステーションにおいて、 フレームをデスクランブルする２進シーケンスデスクラ
   ンブル手段を含み、この２進シーケンスデスクランブル
   手段は同一の予め定められたスクランブル２進シーケン
   スによりフレームの第１の部分および第１の部分に隣接
   した第２の部分の少なくとも第１のセクションをデスク
   ランブルするように構成され、さらにデスクランブル手
   段の出力中の同期信号を識別する手段と、スクランブル
   された第２の部分のデスクランブルされた前記少なくと
   も第１のセクションの反転されたｎ番目毎のビットを訂
   正し、それによってスクランブルされた第２の部分の前
   記少なくとも第１のセクションの元の形態を再構成する
   ように構成された手段とを含むことを特徴とするアウト
   ステーション。
7. 【請求項７】請求項２記載の中央ステーションからフレ
   ームを受信するように構成されたアウトステーションに
   おいて、 デスクランブル手段は、前記第１の予め定められた２進
   シーケンスにしたがってフレームの前記第１の部分およ
   び前記第２の部分の第１のセクションの内容をデスクラ
   ンブルする第１のデスクランブラと、前記第２の予め定
   められた２進シーケンスにしたがってフレームの第２の
   部分の第２のセクションの内容をデスクランブルする第
   ２のデスクランブラとを含み、前記第１のセクションの
   スタートの際に第１の予め定められた２進シーケンスを
   選択し、前記第２のセクションのスタートの際に第２の
   予め定められた２進シーケンスを選択するようにデスク
   ランブル手段を制御するためにフレーム中の同期信号に
   応答する手段とを含むことを特徴とする請求項６記載の
   アウトステーション。
8. 【請求項８】前記第１および第２のデスクランブラは単
   一の２進シーケンス発生器を共有し、発生器のシフトレ
   ジスタの各タップを使用し、それによって前記第１のセ
   クションのデスクランブル期間中に第１のデスクランブ
   ラのエラー拡大が防止されている請求項７記載のアウト
   ステーション。
9. 【請求項９】デスクランブル手段はさらに前記識別手段
   に結合されて前記第１の予め定められた２進シーケンス
   にしたがってフレームをデスクランブルするように構成
   された自己同期デスクランブラを含む請求項７または８
   記載のアウトステーション。
10. 【請求項１０】中央ステーションと、複数のアウトステ
    ーションと、およびそれぞれ同期信号を含む放送フレー
    ム流の形態でアウトステーション用の多重化された信号
    を使用の際に伝送する中央ステーションとアウトステー
    ションとの間のブランチ構造とを含み、特に復帰信号用
    の前記送信媒体上または類似した送信媒体上に復帰フレ
    ーム流で受動的に多重化されるようにアウトステーショ
    ンからの復帰信号に適合されるデジタル通信回路網にお
    いて、 中央ステーションは請求項１に記載されたものであり、
    各アウトステーションは請求項６に記載されたものであ
    るデジタル通信回路網。