JPH07508154A - 同軸ケーブルネットワークへの電力供給方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 同軸ケーブルネットワークへの電力供給方法及び装置関連出願Ω１凹 本出願は、１９９３年５月２８日閏出の米国特許出願出願番号０８１０６８゜８ ２７の一部継続出願である。

崖呈上口利用公野 本発明は遠隔通信の分野に関連する。本発明は、特に配分システムの分野に関連 する。また本発明は、特に電力配分ネットワークで結合された映像及び電話サー ビスの堤倶に関連する。限定するのではなく、更に特徴づけることを目的として 、本発明は電力を電話ネットワークに提供するために同軸ケーブルネットワーク に接続された電源を使用する。

従来の弦術 現在、情報とそれに対するアクセスは多大な注目を集めている。１９５０年代に 始まった米国用量ハイウェイシステムと比較される「情報ハイウェイ」の構築は 、国内で重要視されている。現在、このようなハイウェイで利用できる電話線伝 送構成要素には、（１）光学繊維ケーブル、（２）同軸ケーブル、（３）ツイス ト銅ベアケーブル（「ツイストペア」）の３種類がある。現在、電話ネットワー クの加入回線部分ではツイストペアケーブルが主に使用されている。電話会社及 びケーブル会社とも、主要及び市外回線信号の送受信に光学繊維を使用している 。

光学繊維ケーブルは同軸ケーブルに比べより長い距離でより多くの情報を伝送す ることが可能であり、また同軸ケーブルはツイストペアと比較するとより長い距 離でより多くの情報を伝送することかできる。少なくとも電話業界では、加入回 線技術で主に使用されているのがツイストペアであるため、銅の伝送容量を増加 させる技術を開発する試みがなされてきた。実際、銅ケーブルは従来の電話サー ビスでは非常に効果的な伝送手段である。

高ビツト速度伝送能力かあるために、デジタル圧縮を行う銅をベースとしたネッ トワークよりも光学繊維をベースとしたシステムのほうが好まれる。実際、正確 な広帯域伝送速度を必要とする情報サービスはファイバーまたは同軸ケーブル技 術が必要である。現在の銅ベースの送信システムと比較すると、ローエンド（す なわち、ＰＯＴＳ　ｒ明らかに古い電話サービス」）サービスでさえ加入者毎の 低コストがファイバーに反映される。特に、４〜８人の加入者のグループに在住 電話をファイバー引き込み線（ＦＴＴＣ）で提供するファイバーをベースとした システムのコストは、近い将来銅と同等になると思われる。しかし、米国の既存 の銅設備を光学繊維と交換する際のコストは、数千億ドルになると見積もられて いる。この交換に必要な期間は数十年になる。

ファイバーや銅のネットワークに代わるものは、既存の設備を利用して光学繊維 、同軸ケーブル、銅ケーブルを使用する混成ネットワークである。このようなネ ットワークは多くの最新サービスを提供でき、しかもコスト効率が良いので、重 要な光学繊維ケイパビリティを含む広帯域ネットワークへの変換を早く行うこと ができる。少なくとも一部はこのような混成ネットワークの計°画を公表した（ デンバーポスト、４／２４／９３ページＣ１）。

二方向通信を必要とするほかにも、電話には、映像ネットワークが必ずしも対処 することのない必要事項が他に２つある。それは、通信の電力とプライバシーで ある。映像ネットワークでは、加入者のテレビ受信機を作動させるための電力は 例えば加入者から供給される。つまり、加入者は自分のテレビまたはビデ才力セ ントレコーダーを、加入者の位置に電力を供給するコンセントにつなぐ。理由は 何であれ、停電が起きた場合、ユーザは自分の電力のバックアップ源（つまり、 電池や発電器）がない限りテレビを見ることはできない。このようなバックアッ プ電力を持っている者はほとんどいない。一方、電話では、加入者は電気の利用 については電話サービスを当てにしている。以下に、電話ネットワークにおける 電力の歴史を説明する。

初期の手動ネットワークの電話には、乾電池を内蔵したバッテリーボックスがあ った。このバッテリーは炭素粒マイクロホンに電力を供給するのに使用されてい た。更に、電話の手動クランク発生器は必要な信号を送って、同一回線に誰かを またはオペレーターを呼び出していた。電話内部のこの２つの電源によって、ユ ーザは呼出を行い他のユーザと会話することができた。どちらの電源も家庭内の 電力に依存しないので、地方の電化が行われる以前でも所望の呼出が可能であっ た。

自動切り替えがネットワークに導入されると、バッテリーボックスは、スイッチ に設置され共通信号電圧源を含む共通バッテリーに代わった。中央局のスイッチ も、作動とユーザ間の接続を行うための電力が必要になった。電力を各電話に供 給することで、電流が流れ、またその電流（ダイアルパルス）を定時遮断してユ ーザの希望のスイッチに信号を送ることが可能になった。更に、炭素マイクロホ ンに電力を供給するために、電話が通話中電流を使用できるようになった。

電力の供給遮断からスイッチと電話の接続を保護する必要があったので、中央局 の電力設備は大規模な湿電池バッテリーを備えていた。これらのバッテリーもモ ーター発電器を備えていることがあった。ネットワーク内でいくっがの異なる電 圧か使用されていたが、主な供給は２０Ｈｚで一４８ボルト直流（ｖｄｃ）及び ±１０５ボルトであった。

電話ネットワークの規模が時と共に巨大になりまたサービス浸透率も１００パー セントに近づくと、サービスの利用可能度（信頼度）がネットワークの最重要義 務の一つとなった。しばらくは、ユーザの家庭の電話はネットワークに属してお り、またネットワーク所有者がこれを所有していた。過去２０年の間に、電話の 所有権か再び変わり、炭素マイクロホンも使用されなくなった。しかし、シリコ ンチップを備えた新しい電子電話は、呼出管理やメモリーのバックアップに必要 な電力を供給するために、いまだにネットワークに依存している。

サービスの利用可能度はネットワークとユーザが共有する責任である。ネットワ ークは、各ユーザへの個々の回線の試験と維持の他にも、スイッチの維持と中継 接続に対して責任かある。ユーザも、必要のないときは電話をフックに掛けたり 、構内配線と末端機器を修理して維持したり、また１つの回線に接続された機器 の総数を制限するなどしてサービスの利用可能度に貢献している。

電話のバッテリーボックス内のバッテリーの維持は困難であった。従って、ネッ トワークの電力は好適である。まず、末端機器に末端電力を供給するのに関連す る財務コストは、美大なものになる。必要なバッテリーの供給と維持は（煙検出 器のように）忘れられてしまうか、あるいは無視されてしまう。これらの結果は 共にユーザのサービス利用可能度を制限するものである。ネットワークに電力が 残される第２の理由は、ネットワークが「頼みの綱」のサービスに関する取締機 関の１つだからである。これは、上記に指摘したように、必要として理解される 電話サービスに関連する。基本的な電話サービスは、−日２４時間適度なコスト で誰にでも利用できることを期待されている。

例外も幾つかある。今日のサービスにはユーザが電力供給を行うものもある。

将来更に多くのサービスが導入されると、これらの新しいサービスに関連するユ ーザ機器も、ネットワークからの電力を受けなくなる。その良い例が、統合サー ビスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）のサービスで、基本または第一等級イン タフェースともに当てはまる。ｌ５ＤＮでは、ネットワークがその回路部分に電 力を供給し、またユーザは末端機器に電力を供給する。はとんどのデータサービ スがこのカテゴリーに含まれる。

電力を光学繊維ネットワークにのみ供給する場合、大きな困難と費用が伴う。

上記に述べたように、銅をベースとしたネットワークでは電力は簡単に供給され る。映像ネットワークシステムで電話を利用するケーブル電話システムを使った 映像システムか存在する。しかし、このようなシステムには加入者の供給する電 力が必要で、この電力は通常はＡＣ電力と（場合によっては）加入者の構内のバ ッテリーである。更に、電話システムを利用するにはコンバーターボックスとい った適合可能なハードウェアが必要である。

図１に示すような混成ネットワークは、電力供給とプライバシーの問題を以下の ように解決する。電力は、光学繊維及び／または同軸ケーブルに沿って敷設され た別個の電カケーブル２ｏによって供給される。中央局１３には電源３２がもう けられ、ケーブル２０が光学ネットワークユニット１５に電力を供給する。遠隔 デジタルターミナル１８によって加入者は他の加入者を傍受できなくなるので、 プライバシーは保証される。

意図した目的にはかなっているが、図１のネットワークアーキテクチャは高価で ある。ネットワークのコストが下がると、このようなアーキテクチャは実現し易 くなる。

光■の粟酌 本発明は、映像及び電話サービスの電力を加入者に供給するネットワークである 。ネットワークは、ネットワーク位置から同軸及び銅配線を経て加入者に提供さ れる電話サービスの電力を供給する。電力は同軸ケーブルで比較的簡単に供給す ることができる。従って、混成ネットワークでは、サービスの電話部分の電力は 同軸ケーブルや銅が使用されている地点からネットワークを通して供給される。

刃面０餅巣在説凹 図１は従来の広帯域混成ファイバー／同軸ケーブルネットワークのアーキテクチ ャを示す図である。

図２は本発明による混成ファイバー／同軸ケーブルネットワークのアーキテクチ ャを示す図である。

図３は電力供給システムを示す略図である。

図４は図２に示す混成ファイバー／同軸ケーブルネットワークの他の実施例を示 す図である。

好直ｆ実施例 同一の符号は図面の説明において同一の構成を示す。図１は広帯域混成ファイバ ー７／同軸ケーブルネツトワークアーキテクチヤを示している。デジタルスイ・ ノチ１１及び、ＲＦモジュレータ９と電気／光学コンバータ１０を含む映像送信 機器１２力仲央局１３に示されている。デジタル電話信号は、Ｄ８１回線６によ り、５ＯＮＥＴマルチプレクサ１９を経て光学繊維ケーブル１４に送られる。こ のアーキテクチャは、映像遠隔送信オーバーレイを有するファイバー引き込み線 （ＦＴＴＣ）タイプのアーキテクチャを表している。すなわち、光学繊維ケーブ ル１４はデジタル電話信号（ＳＯＮＥＴ　０Ｃ３）を、中央局から遠隔デジタル ターミナル１８を経て光学ネットワークユニット１５　（ＯＮＵ）へ送信する。

０ＮＵ１５は映像制止機器１６または制止機器１６を備えており、図１に示すよ うに別個に設置される。複数の映像情報提供器２３からのアナログ映像信号（Ａ Ｍ−ＦＤＭ）は、光学繊維ケーブル１４を経て、アナログ通過帯域映像受信器１ ７を含む１つあるいは複数の遠隔ノードに送られる。このアナログ通過帯域映像 受信器１７は、同軸ケーブル２４でアナログ光学信号をアナログ電気信号に変換 する光学／Ｎ気コンバーターを備える。

２２ゲージ電気ケーブルである電力供給ケーブル２ｏは、中央局１３の電源３２ から光学ネットワークユニット１５へ電力を直接供給する。光学ネットワークユ ニット１５からは、電話サービスが、電話２７につながる従来のツイスト銅ベア 回線２２で加入者構内２１へ提供される。一般にＯＮＵは８カ所以下の加入者構 内にサービスを提供している。衛星システムや映像記憶／検索機器、または他の 供給器等の複数の映像情報提供器２３がらの映像サービスは、同軸ケーブル２４ を経て加入者構内２１に提供される。これらの映像信号をテレビ２６にデスクラ ンブルする際に映像セットトップコンバータ２５が必要とされることがあるが、 なくてもよい。

図１に示すネットワークは、家庭への映像信号送信に関連するいくっがの問題の 発生を防ぐ。すなわち、信号は別個の送信システムで送られるので、各信号は別 々に処理される。例えば、２加入者構内２１の電話２７は、従来の電話のように 中央局１３から電力を供給される。セットトップコンバータ２５及びテレビ２６ の電力は、加入者構内２１から供給される。更に、銅線２２での電話サービスに 対するプライバシーの問題は、従来の電話ネットワークと同じように残存してい る。同様に、受信器１７にも複数の制止タップ１６が接続される。図１に示すネ ットワークの問題には、複雑さとコストの問題が含まれている。すなわち、光学 繊維ケーブル１４、電カケーブル２０、同軸ケーブル２４を、各中央局１３がら 各光学ネットワークユニット１５または加入者構内２１に敷設しなければならな い。更に、効果的に光学信号を送信するには、遠隔デジタルターミナル１８等の 機器も追加する必要がある。

図２は別の混成ファイバー同軸ネットワークを示している。図３のように、中央 局１３は電話スイッチ１１と映像送信機器１２を含んでおり、またこの中央局１ ３からシステムマネージャ２８が提供器２３から供給される映像サービスの様々 な補助機能を制御している。図１のアーキテクチャのように、電話信号及び映像 信号は中央局１３から光学繊維ケーブル１４で外部設備２９の供給部に送られる 。電話信号は遠隔デジタルターミナル１８を通過し、光学繊維ケーブル１４を経 て光学ネットワークユニット１５に送られる。映像信号は映像受信器１７に送信 されて、同軸ケーブル２４で光学信号から電気信号に変換される。その後、映像 信号は、光学ネットワークユニット１５位置にある制止機器１６へ送られる。

本実施例では、０ＮＵ１５と制止機器１６が接続され、同位置に好適に配置され ている。図２と図１の大きな違いは、電気ユーティリティ及びバックアップバッ テリーに電気的に接続され得る電源３２によって、同軸ケーブル２４で電力が供 給されることにある。従って、図１の電力供給ケーブルは排除される。

電力供給ケーブル２０を排除すると、図１のアーキテクチャのコストは大きく節 約される。図１のように、同軸ケーブル２４の映像信号は、光学ネットワークユ ニット１５内の制止ユニット１６を経て顧客構内２１へ送られる。ここでは、電 力は、電源２７から同軸ケーブル２４及び０ＮＵ１５を経て電話２７に供給され る。制止機器１６から顧客構内２１へ延びる同軸ケーブル２４は、映像信号のみ をテレビ２６に送信し、電力は供給しない。図１と同様に、映像セットトップコ ンバータ２５はシステムにあってもなくてもよい。図２は図１に示すネ・ノドワ ークを実質的に改良したものであり、そこで電力供給ケーブル２０を削除したの で、コストを著しく節約しまたアーキテクチャを簡素化することができる。

図３に示すように、電源３２では、商用主電力からの単相２４０ＶＡＣ電ツノが 人力接続部３３に送られる。２４０ＶＡＣ電力は、整流器／バッテリー３５を送 られてくる商用電力を受けるように通常はセットされている自動電力伝送スイ・ ソチ３４に流れる。整流器／バッテリー３５の出力はインバータ３６及び鉄共振 変圧器３７に送られる。鉄共振変圧器３７の出力は６０ＶＡＣ準方形波電力で、 光学ノード７の電力インサータ３８を経て２本の別個の同軸ケーブル２４の中央 導体に送られる。６０ＶＡＣ準方形波電力は、各同軸ケーブル２４の外部導体に 戻る。

６ＱＶＡＣ電力は、１本の同軸ケーブル２４で制止タップ機器４５及び回線増幅 器４１に供給される。このような各機器は４０ＶＡＣ〜６０ＶＡＣの電圧が必要 で、また１本の同軸ケーブルの電力インサータ３８に流れる最大電流は１５アン ペアである。

６０ＶＡＣ電力は、第２の同軸ケーブル２４で８ポートタツプユニ・ノド４０及 び回線増幅器４１に供給される。各８ポートタ・ツブ４０は、電力を受けるため のみのポートを別に備えている。電ノコは電力コンバータ４２へ送られ、４０〜 ６０■ΔＣの電力は一４８ＶＤＣ，１０５ＶＡＣ，２０Ｈｅ　ｒ　ｔ　ｓ、−１ ３０ＶＤＣ等の様々な電圧及び波形に変換される。また他の電圧及び波形も例に よっては必要である。電力コンバータ４２からの電力は光学ネットワークユニッ ト１５や、動作時に電力を必要とする同様の機器に送られる。

電源３２では、商用電力が様々な理由により時々遮断されることがある。２４０ ＶＡＣ商用電力が入力接続部３３に送られなくなると、整流器／バッテリー３５ はバッテリーの蓄積電力をインバータ３６、鉄共振変圧器３７、電力インサータ ３８に送り続ける。バッテリーにより、全機器が同軸ケーブル２４で１または数 時間通常の動作を行うことができると判断される。予め定められた時間が経過し たりバッテリーの蓄積電力が消耗して現在の限界に達すると、エンジンオルタネ ータ３９が自動的に始動し、また自動電力伝送スイッチ３４が切り替えられて整 流器／バッテリーを入力接続部３３ではなくエンジンオルタネータに接続させる 。この動作モードでは、エンジンオルタネータ３９が同軸ケーブルシステム全体 に電力を供給し、バッテリー３５に蓄電する。商用電力が再び入力接続部３３に 流れると、自動電力伝送スイッチ３４が切り替えられて整流器／バッテリー３５ に商用電力を送り、またエンジンオルタネータ３９はオフになる。

通常ＯＮＵの電力は、銅ベアを通して各ＯＮＵに分配される。銅ペアは各ＯＮＵ に対して一本ずつ使用され、ファイバーと同じトレンチで送られる。電力供給面 では、銅と比較すると同軸のほうが安価であり、また同軸では同じケーブルでＲ Ｆササ−スを送信することができる。配電区間で全広帯域増幅器及び全ＯＮＵに 電力を供給するのに必要な同軸ケーブルはたった１本である。映像ノードでは広 帯域ＲＦが同軸ケーブルに送られる。各ノードは約３００〜４００世帯である。

他の実施例を図４に示す。この実施例では、図２の光学ネットワークユニット（ ＯＮ　Ｕ）の代わりにケーブルネットワークユニット（ＣＮＵ）４７が使用され る。この実施例は、ファイバー１４及び同軸ケーブル２４で妨害を行う変ＥＲＦ 搬送波を使用している。この例では、必要な機器全てに送られる電力の他に、映 像及び電話のアナログ及びデジタル信号か同軸ケーブル２４で同時に送信される 。

例えば、１つまたは複数の回線増幅器４６、制止機器１６、ＣＮＵに電力が同軸 ケーブル２４で供給される。ＣＮＵはＯＮＵと同じ機能を実行するが、ネ・ノド ワークへのインタフェースはファイバー１４（図２）ではなく同軸ケーブル２４ である。図２に示す実施例のように、ＣＮＵ４７の電力は同軸ケーブル２４で供 給される。特に、ＣＮＵ４７は電力の他にも映像及び電話信号を同軸ケーブル２ ４で受信する。その後、ベースバンド電話信号は銅線２２で構内２１に送信され 、また映像信号は同軸ケーブル２４で構内２１に送信される。この実施例でＣま 、光学ネットワークの大部分を削除できる。例えば、図２に示す遠隔デジタルタ ーミナル１８と光ファイバー１４の大部分は必要なくなる。この実施例を使用す ることにより、電話及び映像信号を構内２１へ送信し、また一方で従来の電話サ ービスのように電話機２７等の顧客の構内機器の電力をネ・ノドワークから供給 できる。

本発明は好適な一実施例に対して開示を行ったが、添付の請求の範囲で定義され る本発明の意図する範囲内で変更及び修正を行ってもよ０゜手続補正書〔自発〕 平成　７年　３月２８日 １、事件の表示　ＰＣＴ／ＵＳ９４１０６０４５平成　７年特許願第５０１００ ２号 ２、発明の名称　同軸ケーブルネットワークへの電力供給方法及び装置３、補正 をする者 事件との関係　特許出願人 住所　アメリカ合衆国　コロラド州　８０３０３　ボウルダーディスカバリー　 ドライブ　４００１ 名称　ニー　ニス　ウェスト　テクノロジー〆　インコーホレイテッド４、代理 人　〒１０２ 住所　東京都千代田区一番町２２−１ 一番町セントラルビルディング 自発 ６、補正の対象 明細書 同軸ケーブルネットワークへの電力供給方法及び装置閃連坦願Ω釡照 本出願は、１９９３年５月２８日提出の米国特許出願出願番号０８１０６８゜８ ２７の一部継続出願である。

匡栗上五利里ゲ厨 本発明は遠隔通信の分野に関連する。本発明は、特に配分システムの分野に関連 する。また本発明は、特に電力配分ネットワークで結合された映像及び電話サー ビスの提供に関連する。限定するのではなく、更に特徴づけることを目的として 、本発明は電力を電話ネットワークに提供するために同軸ケーブルネットワーク に接続された電源を使用する。

従来例挾術 現在、情報とそれに対するアクセスは多大な注目を集めている。１９５０年代に 始まった米国用量ハイウェイシステムと比較される「情報ハイウェイ」の構築は 、国内で重要視されている。現在、このようなハイウェイで利用できる電話線伝 送構成要素には、（１）光フアイバーケーブル、（２）同軸ケーブル、（３）ツ イスト銅ペアケーブル（「ツイストペア」）の３種類がある。現在、電話ネット ワークの加入回線部分ではツイストペアケーブルが主に使用されている。電話会 社及びケーブル会社とも、主要及び市外回線信号の送受信に光ファイバーを使伝 送することが可能であり、また同軸ケーブルはツイストペアと比較するとより長 い距離でより多くの情報を伝送することができる。少なくとも電話業界では、加 入回線技術で主に使用されているのがツイストペアであるため、銅の伝送容量を 増加させる技術を開発する試みがなされてきた。実際、銅ケーブルは従来の電話 サービスでは非常に効果的な伝送手段である。

高ビツト速度伝送能力があるために、デジタル圧縮を行う銅をベースとしたネッ トワークよりも光ファイバーをベースとしたシステムのほうが好まれる。実際、 正確な広帯域伝送速度を必要とする情報サービスはファイバーまたは同軸ケーブ ル技術が必要である。現在の銅ベースの送信システムと比較すると、ローエンド （すなわち、ＰＯＴＳ　ｒ明らかに古い電話サービス」）サービスでさえ加入者 毎の低コストがファイバーに反映される。特に、４〜８人の加入者のグループに 在住電話をファイバー引き込み線（ＦＴＴＣ）で提供するファイバーをベースと したシステムのコストは、近い将来銅と同等になると思われる。しかし、米国の 既存の銅設備を光ファイバーと交換する際のコストは、数千億ドルになると見積 もられている。この交換に必要な期間は数十年になる。

ファイバーや銅のネットワークに代わるものは、既存の設備を利用して光ファイ バー、同軸ケーブル、銅ケーブルを使用する混成ネットワークである。このよう なネットワークは多くの最新サービスを提供でき、しかもコスト効率が良いので 、重要な光フアイバーケイパビリティを含む広帯域ネットワークへの変換を早く 行うことができる。少なくとも一部はこのような混成ネットワークの計画を公表 した（デンバーポスト、４／２４／９３ベージＣ１）。

二方向通信を必要とするほかにも、電話には、映像ネットワークが必ずしも対処 することのない必要事項が他に２つある。それは、通信の電力とプライバシーで ある。映像ネットワークでは、加入者のテレビ受信機を作動させるための電力は 例えば加入者から供給される。つまり、加入者は自分のテレビまたはビデ才力セ ントレコーダーを、加入者の位置に電力を供給するコンセントにつなぐ。理由は 何であれ、停電が起きた場合、ユーザは自分の電力のバックアップ源（つまり、 電池や発電器）がない限りテレビを見ることはできない。このようなバックアッ プ電力を持っている者はほとんどいない。一方、電話では、加入者は電気の利用 については電話サービスを当てにしている。以下に、電話ネットワークにおける 電力の歴史を説明する。

初期の手動ネットワークの電話には、乾電池を内蔵したバッテリーボックスがあ った。このバッテリーは炭素粒マイクロホンに電力を供給するのに使用されてい た。更に、電話の手動クランク発生器は必要な信号を送って、同一回線に誰かを またはオペレーターを呼び出していた。電話内部のこの２つの電源によって、ユ ーザは呼出を行い他のユーザと会話することができた。どちらの電源も家庭内の 電力に依存しないので、地方の電化が行われる以前でも所望の呼出が可能であっ た。

自動切り替えがネットワークに導入されると、バッテリーボックスは、スイッチ に設置され共通信号電圧源を含む共通バッテリーに代わった。中央局のスイッチ も、作動とユーザ間の接続を行うための電力が必要になった。電力を各電話に供 給することで、電流が流れ、またその電流（ダイアルパルス）を定時遮断してユ ーザの希望のスイッチに信号を送ることが可能になった。更に、炭素マイクロホ ンに電力を供給するために、電話が通話中電流を使用できるようになった。

電力の供給遮断からスイッチと電話の接続を保護する必要があったので、中央局 の電力設備は大規模な湿電池バッテリーを備えていた。これらのバッテリーもモ ーター発電器を備えていることがあった。ネットワーク内でいくつかの異なる電 圧が使用されていたが、主な供給は２０Ｈｚで一４８ボルト直流（ｖｄｃ）及び ±１０５ボルトであった。

電話ネットワークの規模が時と共に巨大になりまたサービス浸透率も１００パー セントに近づくと、サービスの利用可能度（信頼度）がネットワークの最重要義 務の一つとなった。しばらくは、５ユーザの家庭の電話はネットワークに属して おり、またネットワーク所有者がこれを所有していた。過去２０年の間に、電話 の所有権か再び変わり、炭素マイクロホンも使用されなくなった。しかし、シリ コンチップを備えた新しい電子電話は、呼出管理やメモリーのバックアップに必 要な電力を供給するために、いまだにネットワークに依存している。

サービスの利用可能度はネットワークとユーザが共有する責任である。ネットワ ークは、各ユーザへの個々の回線の試験と維持の他にも、スイッチの維持と中継 接続に対して責任がある。ユーザも、必要のないときは電話をフックに掛けたり 、構内配線と末端機器を修理して維持したり、また１つの回線に接続された機器 の総数を制限するなどしてサービスの利用可能度に貢献している。

電話のバッテリーボックス内のバッテリーの維持は困難であった。従って、ネッ トワークの電力は好適である。まず、末端機器に末端電力を供給するのに関連す る財務コストは、美大なものになる。必要なバッテリーの供給と維持は（煙検出 器のように）忘れられてしまうか、あるいは無視されてしまう。これらの結果は 共にユーザのサービス利用可能度を制限するものである。ネットワークに電力が 残される第２の理由は、ネットワークが「頼みの綱」のサービスに関する取締機 関の１つだからである。これは、上記に指摘したように、必要として理解される 電話サービスに関連する。基本的な電話サービスは、−日２４時間適度なコスト で誰にでも利用できることを期待されている。

例外も幾つかある。今日のサービスにはユーザが電力供給を行うものもある。

将来更に多くのサービスが導入されると、これらの新しいサービスに関連するユ ーザ機器も、ネットワークからの電力を受けなくなる。その良い例が、統合サー ビスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）のサービスで、基本または第一等級イン タフェースともに当てはまる。ｌ５ＤＮでは、ネットワークがその回路部分に電 力を供給し、またユーザは末端機器に電力を供給する。はとんどのデータサービ スがこのカテゴリーに含まれる。

電力を光フアイバーネットワークにのみ供給する場合、大きな困難と費用が伴う 。上記に述べたように、銅をベースとしたネットワークでは電力は簡単に供給さ れる。映像ネットワークシステムで電話を利用するケーブル電話システムを使っ た映像システムが存在する。しかし、このようなシステムには加入者の供給する 電力が必要で、この電力は通常はＡＣ電力と（場合によっては）加入者の構内の バッテリーである。更に、電話システムを利用するにはコンバーターボックスと いった適合可能なハードウェアが必要である。

図１に示すような混成ネットワ・−りは、電力供給とプライバシーの問題を以下 のように解決する。電力は、光ファイバー及び／または同軸ケーブルに沿って敷 設された別個の電カケーブル２０によって供給される。中央局１３には電源３２ がもうけられ、ケーブル２０が光学ネットワークユニット１５に電力を供給する 。

遠隔デジタルターミナル１８によって加入者は他の加入者を傍受できなくなるの で、プライバシーは保証される。

意図した目的にはかなっているが、図１のネットワークアーキテクチャは高価で ある。ネットワークのコストが下がると、このようなアーキテクチャは実現し易 くなる。

光咀の要豹 本発明は、映像及び電話サービスの電力を加入者に供給するネットワークである 。ネットワークは、ネットワーク位置から同軸及び銅配線を経て加入者に提供さ れる電話サービスの電力を供給する。電力は同軸ケーブルで比較的簡単に供給す ることができる。従って、混成ネットワークでは、サービスの電話部分の電力は 同軸ケーブルや銅が使用されている地点からネットワークを通して供給される。

刃面の国単望説明 図１は従来の広帯域混成ファイバー／同軸ケーブルネットワークのアーキテクチ ャを示す図である。

図２は本発明による混成ファイバー／同軸ケーブルネットワークのアーキテクチ ャを示す図である。

図３は電力供給システムを示す略図である。

図４は図２に示す混成ファイバー／同軸ケーブルネットワークの他の実施例を示 す図である。

吐週を実施例 同−の符号は図面の説明において同一の構成を示す。図１は広帯域混成ファイバ ー／同軸ケーブルネットワークアーキテクチャを示している。デジタルスイッチ １１及び、ＲＦモジュレータ９と電気／光学コンバータ１０を含む映像送信機器 １２が中央局１３に示されている。デジタル電話信号は、ＤＳ１回線６により、 ５ＯＮＥＴマルチプレクサ１９を経て光フアイバーケーブル１４に送られる。

このアーキテクチャは、映像遠隔送信オーバーレイを有するファイバー引き込み 線（ＦＴＴＣ）タイプのアーキテクチャを表している。すなわち、光フアイバー ケーブル１４はデジタル電話信号（ＳＯＮＥＴ　０Ｃ３）を、中央局から遠隔デ ジタルターミナル１８を経て光学ネットワークユニット１５　（ＯＮＵ）へ送信 する。０ＮＵ１５は映像制止機器１６または制止機器１６を備えており、図１に 示すように別個に設置される。複数の映像情報提供器２３からのアナログ映像信 号（ＡＭ−ＦＤＭ）は、光フアイバーケーブル１４を経て、アナログ通過帯域映 像受信器１７を含む１つあるいは複数の遠隔ノードに送られる。このアナログ通 過帯域映像受信器１７は、同軸ケーブル２４でアナログ光学信号をアナログ電気 信号に変換する光学／電気コンバーターを備える。

２２ゲージ電気ケーブルである電力供給ケーブル２０は、中央局１３の電源３２ から光学ネットワークユニット１５へ電力を直接供給する。光学ネットワークユ ニット１５からは、電話サービスが、電話２７につながる従来のツイスト銅ペア 回線２２で加入者構内２１へ提供される。一般にＯＮＵは８カ所以下の加入者構 内にサービスを提供している。衛星システムや映像記憶／検索機器、または他の 供給器等の複数の映像情報提供器２３からの映像サービスは、同軸ケーブル２４ を経て加入者構内２１に提供され石。これらの映像信号をテレビ２６にデスクラ ンブルする際に映像セットトップコンバータ２５が必要とされることがあるが、 なくてもよい。

図１に示すネットワークは、家庭への映像信号送信に関連するいくつかの問題の 発生を防ぐ。すなわち、信号は別個の送信システムで送られるので、各信号は別 々に処理される。例えば、加入者構内２１の電話２７は、従来の電話のように中 央局１３から電力を供給される。セットトップコンバータ２５及びテレビ２６の 電力は、加入者構内２１から供給される。更に、銅線２２での電話サービスに対 するプライバシーの問題は、従来の電話ネットワークと同じように残存している 。同様に、受信器１７にも複数の制止タップ１６が接続される。図１に示すネッ トワークの問題には、複雑さとコストの問題が含まれている。すなわち、光フア イバーケーブル１４、電カケーブル２０、同軸ケーブル２４を、各中央局１３か ら各光学ネットワークユニット１５または加入者構内２１に敷設しなければなら ない。更に、効果的に光学信号を送信するには、遠隔デジタルターミナル１８等 の機器も追加する必要がある。

図２は別の混成ファイバー同軸ネットワークを示している。図１のように、中央 局１３は電話スイッチ１１と映像送信機器１２を含んでおり、またこの中央局１ ３からシステムマネージャ２８が提供器２３から供給される映像サービスの様々 な補助機能を制御している。図１のアーキテクチャのように、電話信号及び映像 信号は中央局１３から光フアイバーケーブル１４で外部設備２９の供給部に送ら れる。電話信号は遠隔デジタルターミナル１８を通過し、光フアイバーケーブル １４を経て光学ネットワークユニット１５に送られる。映像信号は映像受信器１ ７に送信されて、同軸ケーブル２４で光学信号から電気信号に変換される。その 後、映像信号は、光学ネットワークユニット１５位置にある制止機器１６へ送ら れる。本実施例では、０ＮＵ１５と制止機器１６が接続され、同位置に好適に配 置されている。図２と図１の大きな違いは、電気ユーティリティ及びノ＜・ツク アップバッテリーに電気的に接続され得る電源３２によって、同軸ケーブル２４ で電力が供給されることにある。従って、図１の電力供給ケーブルは排除される 。

電力供給ケーブル２０を排除すると、図１のアーキテクチャのコストは大きく節 約される。図１のように、同軸ケーブル２４の映像信号は、光学ネ・ノドワーク ユニット１５内の制止ユニット１６を経て顧客構内２１へ送られる。ここでは、 電力は、電源３２から同軸ケーブル２４及び０ＮＵ１５を経て電話２７に供給さ れる。制止機器１６から顧客構内２１へ延びる同軸ケーブル２４は、映像信号の みをテレビ２６に送信し、電力は供給しない。図１と同様に、映像セットトップ コンバータ２５はシステムにあってもなくてもよい。図２は図１に示すネツトワ ークを実質的に改良したものであり、そこで電力供給ケーブル２０を削除したの で、コストを著しく節約しまたアーキテクチャを簡素化することができる。

図３に示すように、電源３２では、商用主電力からの単相２４０ＶＡＣ電力が入 力接続部３３に送られる。２４０ＶＡＣ電力は、整流器／／＜−ｙテリー３５を 送られてくる商用電力を受けるように通常はセットされている自動電力伝送スイ ・ソチ３４に流れる。整流器／バッテリー３５の出力はインノ（−夕３６及び鉄 共振変圧器３７に送られる。鉄共振変圧器３７の出力は６０ＶＡＣ準方形波電力 で、光学ノード７の電力インサータ３８を経て２本の別個の同軸ケーブル２４の 中央導体に送られる。６０ＶＡＣ準方形波電力は、各同軸ケーブル２４の外部導 体１こ戻る。

６０ＶＡＣ電力は、１本の同軸ケーブル２４で制止夕・ツブ機器４５及び回線増 幅器４１に供給される。このような各機器は４０ＶＡＣ〜６０ＶＡＣの電圧力（ 必要で、また１本の同軸ケーブルの電力インサータ３８に流れる最大電流は１５ アンペアである。

６０ＶＡＣ電力は、第２の同軸ケーブル２４で８ボートタ・ノブユニット４０及 び回線増幅器４１に供給される。各８ポートタツプ４０は、電力を受けるための みのポートを別に備えている。電力は電力コンバータ４２へ送られ、４０〜６゜ ＶＡＣの電力は一４８ＶＤＣ，１０５ＶＡＣ，２０Ｈｅ　ｒ　ｔ　ｓ、−１３０ ＶＤＣ等の様々な電圧及び波形に変換される。また他の電圧及び波形も例によっ ては必要である。電力コンバータ４２からの電力は光学ネットワークユニット１ ５や、動作時に電力を必要とする同様の機器に送られる。

電源３２では、商用電力が様々な理由により時々遮断されることがある。２４０ ＶＡＣ商用電力が人力接続部３３に送られなくなると、整流器／バッテリー３５ はバッテリーの蓄積電力をインバータ３６、鉄共振変圧器３７、電力インサータ ３８に送り続ける。バッテリーにより、全機器が同軸ケーブル２４で１または数 時間通常の動作を行うことができると判断される。予め定められた時間が経過し たりバッテリーの蓄積電力が消耗して現在の限界に達すると、エンジンオルタネ ータ３９が自動的に始動し、また自動電力伝送スイッチ３４が切り替えられて整 流器／バッテリーを入力接続部３３ではなくエンジンオルタネータに接続させる 。この動作モードでは、エンジンオルタネータ３９が同軸ケーブルシステム全体 に電力を供給し、バッテリー３５に蓄電する。商用電力が再び入力接続部３３に 流れると、自動電力伝送スイッチ３４が切り替えられて整流器／バッテリー３５ に商用電力を送り、またエンジンオルタネータ３９はオフになる。

通常ＯＮＵの電力は、銅ペアを通して各ＯＮＵに分配される。銅ベアは各ＯＮＵ に対して一本ずつ使用され、ファイバーと同じトレンチで送られる。電力供給面 では、銅と比較すると同軸のほうが安価であり、また同軸では同じケーブルでＲ Ｆササ−スを送信することができる。配電区間で全広帯域増幅器及び全ＯＮＵに 電力を供給するのに必要な同軸ケーブルはたった１本である。映像ノードでは広 帯域ＲＦか同軸ケーブルに送られる。各ノードは約３００〜４００世帯である。

他の実施例を図４に示す。この実施例では、図２の光学ネットワークユニット（ ＯＮ　Ｕ）の代わりにケーブルネットワークユニット（ＣＮＵ）４７が使用され る。この実施例は、ファイバー１４及び同軸ケーブル２４で妨害を行う変調ＲＦ 搬送波を使用している。この例では、必要な機器全てに送られる電力の他に、映 像及び電話のアナログ及びデジタル信号が同軸ケーブル２４で同時に送信される 。

例えば、１つまたは複数の回線増幅器４６、制止機器１６、ＣＮＵに電力が同軸 ケーブル２４で供給される。ＣＮＵはＯＮＵと同じ機能を実行するが、ネットワ ークへのインタフェースはファイバー１４（図２）ではなく同軸ケーブル２４で ある。図２に示す実施例のように、ＣＮＵ４７の電力は同軸ケーブル２４で供給 される。特に、ＣＮＵ４７は電力の他にも映像及び電話信号を同軸ケーブル２４ で受信する。その後、ベースバンド電話信号は銅線２２で構内２１に送信され、 また映像信号は同軸ケーブル２４で構内２１に送信される。この実施例では、光 学ネットワークの大部分を削除できる。例えば、図２に示す遠隔デジタルターミ ナル１８と光ファイバー１４の大部分は必要なくなる。この実施例を使用するこ とにより、電話及び映像信号を構内２１へ送信し、また一方で従来の電話サービ スのように電話機２７等の顧客の構内機器の電力をネットワークから供給できる 。

本発明は好適な一実施例に対して開示を行ったが、添付の請求の範囲で定義さ特 許請求の範囲 １、　光ｌｌ４　ｔ＜二送信システムと、電磁的に前記光２１イが二送信システ ムに接続された同軸ケーブル送信システムと、 電磁的に前記光ｌｌ４／＜−送信システムに接続された電話切り替えシステムと 、 電磁的に前記光２７４　／　＜二送信システムに接続された映像提供システムと 、 電磁的に前記同軸ケーブル送信システムに接続された映像受信器と、電磁的に前 記同軸ケーブル送信システムに接続された光学ネットワークユニットと、 電磁的に前記同軸ケーブル送信システムに接続された電源とを備える実効的に接 続された複数の電話を含む映像及び電話ネットワークにおいて、前記電話に電力 を供給するために、前記電源からの電力が前記同軸ケーブル送信システムを経て 前記光学ネットワークユニットに供給されることを特徴とする映像及び電話ネッ トワーク。

２、　一群の映像信号及び変調電話信号を光２１ヱだ二送信システムに送信すテ ムの電気信号に変換し、また同時に前記ネットワーク同軸ケーブルシステムの電 気信号を前記光２ヱイが二送信システムの信号に変換する方法と、前記ネットワ ーク同軸ケーブルシステムに電力を挿入する方法と、前記電力を変換する方法と 、 前記変換電力を電話ネットワークに供給する方法とを含む映像及び電話サービス を加入者に供給する方法において、電話サービスを提供するために前記電話ネッ トワークが前記変換電力を使用することを特徴とする方法。

３、　び　！゛ツトワーク　び　！舌０を゛　＝　る６　−プル送信２ステに上 ２ 磁的に１記西　ケーブル送信システムに　された　システム・に了″６　ケーブ ル°　舌システムに　された　１　えシステム上、 磁・にＴ０ヨ　ケーブル゛　骨システムに　された　−プル　ツ　ワニ久三ニヱ 上止エ ネットワーク　において″１Ｊｉ５　ケーブル°　−システムに　された電源土 工 ＦＩｊｉケーブルネットワークユニットに　された電　コンノく一夕と　をえる 　磁・に　された　“　む　び　雪　ットワー　において。

ＦＩｊ電源からの電力が１Ｍ６　ケーブル送信システムを　て゛られ　電される ことによ　す　ケーブル　ットワークユニットが−６に　；サービスを炙　るこ とを特徴とする映像及び電話ネットワーク。

４、６　−プル′　システム　む１　ットワー　でｐ風話信号工猪信上− ネットワーク　から１ｉｉｉｌｌ！６　ケーブル゛　−システムを　て　を。

貫力上棗退ふ工 寸言ネットワークにおいてケーブルネットワークユニットに　されたを　ること によ　１１ケーブル　ットワークユニツ　で　！サービス炙得エエ ″ｉｇ雷サービスを　に　る°　か゛なる　に磁・にＴＩＩ西　ケーブル゛　； システムに　だ　ットワーク　”Ａ１ 磁・にｉ　６　ケーブル゛　；システムに　された　０とットワーク　において Ｔ　ｉ５　−プル゛　−システムに　された重原上ニ ー〇　ケーブル−゛システムに　された　コンバータと　える　！　ットワーク において ｆＪ　源からの電力が″″ｉ１ｉ１己６ブル′　廿システムを　て゛・　されて Ｔ　ットワーク　”に　さ　ることによ　サービス　′て″′ｉＭ″に　ること を　と　る　；　ットワーク６、　磁的に−６ケーブル−°システムに　された ケーブル　ットワークユニット　むｉ６　ットワーク　”　と　る−　５　ｌｌ 　の　−木ヱ上フニタ。

７．５　ケーブル゛　−システムを　む　ットワーク　て　−　”　しネットワ ーク　からＩｇｉ５　ケーブル゛　−システムを　て　を゛す′″′ｉ１１″′ において　！サービス　′て　嘗１１　ｇサービス　−６から加入　に　給する ゛　からなる加入　にミニサービスを　る　。

８、　磁・に１″６　ケーブル−′システムに　さ　たケーブル　ットワークユ ニットを　む１記　“を、　と　る６、　第７　Ｍ　の　に　−サービスを８供 する１法 フロントページの続き （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、ＳＥ ）、　ＡＵ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＢＹ、　ＣＡ、　ＣＮ、　ＣＺ、　ＦＩ、　ＨＵ 、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＫＺ、　ＬＶ、　ＭＮ、　Ｎｏ、　ＮＺ、　ＰＬ、　 ＲＯ，ＲＵ、　ＳＫ。

ＵＡ、ＵＺ、ＶＮ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．光学繊維送信システムと、 電磁的に前記光学繊維送信システムに接続された同軸ケーブル送信システムと、 電磁的に前記光学繊維送信システムに接続された電話切り替えシステムと、 電磁的に前記光学繊維送信システムに接続された映像提供システムと、電磁的に 前記同軸ケーブル送信システムに接続された映像受信器と、電磁的に前記同軸ケ ーブル送信システムに接続された光学ネットワークユニットと、 電磁的に前記同軸ケーブル送信システムに接続された電源とを備える実効的に接 続された複数の電話を含む映像及び電話ネットワークにおいて、前記電話に電力 を供給するために、前記電源からの電力が前記同軸ケーブル送信システムを経て 前記光学ネットワークユニットに供給されることを特徴とする映像及び電話ネッ トワーク。
2. ２．一群の映像信号及び変調電話信号を光学繊維送信システムに送信する方法と 、 光学繊維送信システムの光学信号をネットワーク同軸ケーブルシステムの電気信 号に変換し、また同時に前記ネットワーク同軸ケーブルシステムの電気信号を前 記光学繊維送信システムの信号に変換する方法と、前記ネットワーク同軸ケーブ ルシステムに電力を挿入する方法と、前記電力を変換する方法と、 前記変換電力を電話ネットワークに供給する方法とを含む映像及び電話サービス を加入者に供給する方法において、電話サービスを提供するために前記電話ネッ トワークが前記変換電力を使用することを特徴とする方法。
3. ３．光学繊維送信システムと、 電磁的に前記光学繊維送信システムに接続された同軸ケーブル送信システムと、 電磁的に前記光学繊維送信システムに接続された電話切り替えシステムと、 電磁的に前記光学繊維送信システムに接続された映像提供システムと、電磁的に 前記同軸ケーブル送信システムに接続された映像受信器と、電磁的に前記同軸ケ ーブル送信システムに接続された電話機器と、電磁的に前記同軸ケーブル送信シ ステムに接続された電源とを備える実効的に接続された複数の電話を含む映像及 び電話ネットワークにおいて、前記電話に電力を供給するために、前記電源から の電力が前記同軸ケーブル送信システムで前記電話機器に送信されることを特徴 とする映像及び電話ネットワーク。
4. ４．映像及び電話ネットワークで映像及び電話信号を送信する同軸ケーブル送信 システムと、 電磁的に前記同軸ケーブル送信システムに接続された受信器と、電磁的に前記受 信器に接続された映像提供システムと、電磁的に前記受信器に接続された電話切 り替えシステムと、電磁的に前記同軸ケーブルシステムに接続されたケーブルネ ットワークユニットと、 前記同軸ケーブルシステムに接続された電源とを備える電磁的に接続されたネッ トワーク機器及び顧客構内機器を含む映像及び電話ネットワークにおいて、 前記ネットワーク機器及び前記顧客構内機器に電力を供給するために、前記電源 からの電力が前記同軸ケーブル送信システムで送られることを特徴とする映像及 び電話ネットワーク。
5. ５．同軸ケーブル送信システムを含む映像及び電話ネットワークで映像及び電話 信号を送信する方法と、 前記同軸ケーブル送信システムに電力を挿入する方法と、前記ネットワークにお いて加入者の顧客構内機器を含む機器に前記電力を供給する方法とを含む前記加 入者に映像及び電話サービスを提供する方法。