JPH0761183B2

JPH0761183B2 - 集線分配装置

Info

Publication number: JPH0761183B2
Application number: JP61002368A
Authority: JP
Inventors: 浩小林; 秀朗春山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: CA1265879A; EP0229684A2; DE3784949D1; EP0229684A3; DE3784949T2; EP0229684B1; US4773065A; JPS62160000A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は１以上の端末機器を集線分配端末を介して中央
装置に接続してなる集線分配方式にあって、特に各集線
分配端末からの信号送出タイミングをその信号伝送遅延
時間を考慮して最適制御することができる実用性の高い
集線分配方式に関する。

〔発明の技術背景とその問題点〕

複数の端末機器を構内電話交換機（PBX）に接続してネ
ットワークを構成する場合、上記各端末機器をそれぞれ
直接的にPBXに配線接続することは一般に多大な労力を
要する。また設備経費が多く掛かる等の問題がある。特
に、各端末機器が複数の建屋に、或いは同一の建屋であ
っても階を異ならせて所定数づつ分散して配置される場
合が多いので、上述した問題が大きい。

そこで従来、各建屋や各階毎に集線分配端末を設け、こ
れらの集線分配端末と中央装置であるPBXとを、例えば
上り回線と下り回線とを介して配線結合し、これらの間
で時分割に信号伝送するようにし、且つ上記集線分配端
末に電話器等の端末機器をそれぞれ接続することが考え
られている。

このようにシステムを構成すれば、その基幹となる中央
装置および集線分配端末からなる系の敷設が容易とな
り、また端末機器をその最も近い箇所に設置された集線
分配端末に接続すれば良いのでネットワークを柔軟に構
築することが可能となる。

ところが上述したようにこのシステムは、１つの信号伝
送路（上り線路と下り線路）を介して上記複数の集線分
配端末と中央装置との間で信号伝送する構成であり、各
集線分配端末が上記信号伝送路に対してそれぞれ異なる
位置に接続される。この為、各集線分配端末と中央装置
との間の伝送路長が各集線分配端末毎に異なり、この伝
送路長の異なり等に起因する伝送遅延時間の違いによっ
て信号伝送所要時間に差が生じる。この為、集線分配端
末からの伝送信号を、衝突を招来することなしに時分割
多重化するには、上記各集線分配端末に前記伝送所要時
間（伝送遅延時間）を考慮してその送出タイミングを制
御することが必要であった。

中央装置としてPBXを、端末装置として集線分配装置（c
oncentrator/distributor equipment）を用いた通信ネ
ットワークシステムを例として記述する。第６図に示す
ように、中央装置１とこれから離れた場所に複数の端末
装置2a,2b,…2nが配置される。この例では、中央装置１
から、アップリング３とダウンリング４を有するパス形
態の信号伝送路が配線されており、端末装置2a,2b,…2n
は任意の位置で信号伝送路に結合される。各端末装置に
は電話器、データ処理装置のような複数の端末機器５が
結合される。端末装置にはそれぞれ番号（アドレス）が
割当てられている。

中央装置１は、第７図（ａ）に示すように、端末装置2
a,2b,…2nに対する送信データ（サブフレームデータ）D
O1,DO2,…DOnを、アドレスの順序に従ってその間にダミ
ーデータを間挿して時分割多重にダウンリング４上に送
出する。中央装置１は、端末装置2a,2b,…2nからそれぞ
れ所定のタイミングでアップリング３上に送出された送
信データDI1,DI2,…DInを、第７図（ｂ）に示すよう
に、時分割に受信する。中央装置１は最後のサブフレー
ムデータDOnのすぐ後に端末装置の１つを指定するアド
レスデータを含むADRサブフレームを送出する。中央装
置１からのデータの１フレームは、サブフレームデータ
DO1乃至DOnとADRサブフレームを有するデータ区間と各
端末装置の伝送遅延時間を計測するための設けられた所
定の時間長を有するウインドウ区間とにより構成され
る。

端末装置2a乃至2nから中央装置１へ送信されるデータの
１フレームは、第７図（ｂ）に示すように、端末装置か
らのサブフレームデータDI1乃至DInを有するデータ区間
とDInに続くウインドウ区間とにより構成される。中央
装置１からのアドレスデータADRにより指定される端末
装置は、端末装置ｓからのデータフレーム中のウインド
ウ区間にテスト信号を送出し、そして中央装置は端末装
置へのデータフレーム中のウインドウ区間にテスト信号
を返送する。自己が送出したテスト信号を受けて、端末
装置は中央装置との間の伝送遅延時間を測定する。この
伝送遅延時間の測定により、各端末装置は、信号の送出
タイミングを調整し、この結果端末装置からの伝送信号
の衝突が防止される。

一例として、第６図のネットワークが最大31台の端末装
置が接続可能であり、そして各端末装置には最大４台の
端末機器５が接続可能であるとしよう。この場合には、
各端末装置２に宛られるサブフレームデータは、第８図
に示すように、２ビット同期信号;4ビット制御データ;8
ビット×４チャンネル音声PCMデータおよび２ビットダ
ミーデータの計40ビットから成る。同期信号は“10"で
ある。ADRサブフレームは10ビット、ウインドウ区間
は、284ビット＋２ビット（ウインドウの立上がりと立
下りに対応）とすると、１フレームは1536ビット長を有
する。１フレームの時間長を125μsecとすると信号クロ
ックレートは1536/125μsec＝12,288MHzである。端末装
置2a乃至2nから中央装置１へ送信されるデータのサブフ
レームおよび１フレームの構成は、中央装置から端末装
置へのデータの構成と同じである。

第９図にテスト信号サブフレームのフォーマットが示さ
れる。テスト信号は、図示のように、２ビットダミーデ
ータ、２ビット同期信号（10）、６ビットアドレスデー
タ（端末装置の番号）の計10ビットから成る。中央装置
１から送出されるADRサブフレームも同様なフォーマッ
トを有する。

各客端末装置の伝送遅延時間を高精度に測定するために
中央装置１からパイロット信号が送出され、変調データ
信号はパイロット信号に重畳されて信号伝送路上を送信
される。パイロット信号の周波数は、クロックレートの
整数倍、例えば 12.288×20＝245.76MHz に設定される。この場合には、１ビット時間の1/10〜1/
20の精度で伝送遅延時間の測定が可能である。

以下、第10,11,12図を参照して中央装置１および端末装
置２の構成を記述する。第10図に示す中央装置１におい
ては、アップリング３を介して端末装置２から伝送され
た信号はバンドパスフィルタ11により不要な周波数帯域
が除去されて、そして増幅器12により所定のレベルに増
巾される。この受信信号は復調器13により復調されて、
分配器（フレームディアッセンフラ）14に印加される。
分配器14は、端末装置2a乃至2nから送信された信号を分
解して、音声PCMデータをPCMナイウエイ14aを介して、
制御データをデータハイウエイ14bを介してPBX15に結合
する。

PBX15において端末装置からの信号が交換処理を受け
る。PBXからの音声信号はPCMハイウエイ16aを、制御デ
ータ信号はデータハイウエイ16bを介してマルチプレク
サ（フレームアッセンブラ）16に供給される。フレーム
アッセンブラ16はフレーム同期信号に応答し第７図
（ａ）に示すような形式の入力信号を組立てる。フレー
ムアッセンブラ16の出力信号は選択器17を介して変調器
18に印加されて、ここでFSK（frequency shift keyin
g）のような所定の変調方式で変調される。

変調器18からの変調されたデータ信号は、増幅器12から
の受信データ信号とともにスイッチ回路19に印加され
る。スイッチ回路19はウインドウ信号に応答して変調器
18の出力信号か或るいは増幅器12の出力信号を増幅器20
に供給する。増幅器20の出力信号はバンドパスフィルタ
21およびオアゲート22を介してダウンリング４に結合さ
れる。スイッチ回路19は前述の１フレームのウインドウ
期間には増幅器12の出力信号、すなわち端末装置からア
ップリング３を送信されてきたテスト信号をダウンリン
グ４に送る。

パイロット信号発生回路23が設けられており、これは常
時オアゲート22を介して正弦波の245.76MHzのパイロッ
ト信号をダウンリング４上に送る。変調されたデータ信
号はパイロット信号に重畳されてダウンリング４上を送
信される。パイロット信号発生回路23はまたパイロット
信号に位相同期（phase locked）した12.288MHzの送信
クロック信号Txを発生する。

前述した選択器17は、１フレーム期間内のデータ信号送
出期間にはフレームアッセンブラ16からの端末装置2a乃
至2n宛のサブフレームデータ信号DO1乃至DOnを、ウイン
ドウ期間内にはADRサブフレーム信号を選択して変調器1
8に供給する。PBX15から、１フレーム期間の周期を有す
る、第11図（ａ）のフレーム同期信号がフレームアッセ
ンブラ16に加えてＲ−Ｓフリップフロップ回路24のリセ
ット端子にも印加され、この結果そのＱ出力が、第11図
（ｃ）に示すように、ローになる。フリップフロップ24
のＱ出力はウインドウ信号としてスイッチ回路19に結合
される。ウインドウ信号がローであるときには、スイッ
チ回路19は変調器18の出力を選択し、このため第11図
（ｄ）に示すように、中央装置１からデータ信号（DO1
乃至DOnおよびADR）がダウンリング４に送出される。

フリップフロップ回路24がリセットされると、送信され
るサブフレームをカウントするサブフレームカウンタ25
がインバータ26を介してエネーブルされる。同時にフレ
ームアッセンブラ16がエネーブルされて、サブフレーム
データDO1及びDOnの送信を開始する。サブフレームカウ
ンタ25は、送信クロックTxをカウントする。１データサ
ブフレームのビット数40に相当する40進カウンタとこの
40進カウンタの出力をカウントする、フレームアッセン
ブラ16から送出されるサブフレームの個数ｎに対応する
ｎ進カウンタを具備する。このｎ進カウンタによりｎ個
のサブフレームがカウントされると、ADRサブフレーム
発生器28がエネーブルされたADRサブフレームを選択器1
7に送り、同時に選択器17をしてADRサブフレームを変調
器18に送る。

ADRデータ（端末装置のアドレス番号）を発生するADRデ
ータ発生器27が設けられ、ADRデータをADRサブフレーム
発生器28に供給する。発生器28は、第９図に示すような
フォーマットでADRサブフレームを形成する。ADRデータ
発生器27は、フレーム同期信号をカウントするカウンタ
で、１フレーム周期毎にインクリメントされる。これに
より、テスト信号の送信を要求される端末装置のアドレ
スが１フレーム周期の間隔で順次更新される。

サブフレームカウンタ25は、ADRサブフレームが選択器1
7に送信され終る時点で、第11図（ｂ）に示すFRAME TRA
NSMIT END信号をフリップフロップ回路24のリセット端
子に供給するよう構成される。この結果、フリップフロ
ップ回路24がリセットされ、第11図（ｃ）に示すよう
に、window信号がハイになる。スイッチ回路19は、テス
ト信号の送信要求を受けた端末装置からのテスト信号を
その端末装置に返送するための待機状態になされる。

第12,13図を参照して、端末装置の構成について説明す
る。第12図は端末装置の構成を、第13図は送信タイミン
グ調整（伝送遅延時間測定）回路の構成を示す。第12図
において、ダウンリング４上を送信されて来た、第７図
（ａ）に示す構成のフレーム信号は復調器31に印加さ
れ、ここで復調を受ける。パイロット信号抽出回路32が
設けられ、これはダウンリング４上を送信されてくる信
号からパイロット信号を抽出する。抽出回路32はバンド
パスフィルタにより構成することができる。。復調器31
の出力に受信クロック回復回路33が接続され、これは復
調器31の出力信号から抽出されたパイロット信号に位相
同期した受信クロックRxを回復する。フレームディアッ
センブラ34が回復された受信クロックに応答して、自己
宛に送信されたサブフレームデータを分解して、分解さ
れたデータはインターフェース35を介して端末機器５に
供給される。インターフェース35は端末機器５からの情
報をフレームアッセンブラ36に送る。フレームアッセン
ブラ36は、送信クロック発生回路49aからのパイロット
信号に位相同期した送信クロックに応答して端末機器５
からのデータを、第８図に示すフォーマットに従ってア
ッセンブルする。フレームアッセンブラ36の出力信号は
オアゲート37を介して変調器38に供給されてFSK方式で
変調される。変調されたサブフレームデータはアップリ
ング３に送出される。フレームアッセンブラ36は、送信
タイミング調整回路39からのTRANSMIT ENABLE信号によ
りエネーブルされて、サブフレームデータを送信する。
サブフレームデータの送信タイミングは、テスト信号の
送信から受信までの時間に従って調整される。

次にサブフレームデータの送信タイミングの調整のため
の構成について記述する。キャリアセンス回路40がダウ
ンリング４をモニタしており、到来する変調データ信号
を検出すると、キャリアセンス信号をサブフレームカウ
ンタ41に入力する。サブフレームカウンタ41はキャリア
センス信号によりエネーブルされて受信クロック回復回
路33からの受信クロックRxをカウントする。サブフレー
ムカウンタ41は中央装置１におけるサブフレームカウン
タ25と同様に構成することができる。サブフレームカウ
ンタ41のサブフレームカウント数出力は比較器42に結合
される。サブフレームカウンタ41は、またアドレス検出
器44に結合されており、これはADRサブフレームの受信
タイミングにアドレス検出信号を出力する。アドレス検
出信号に応答してアドレスレジスタ45が受信されつつあ
るADRサブフレーム中のアドレスデータを取込む。アド
レスレジスタ45の出力は比較器46に結合される。アドレ
ス発生器43が設けられており、これは端末装置に割当て
られたアドレス番号を提供する。アドレス発生器43は比
較器42および46に結合される。

比較器42はサブフレームカウンタ41のカウント値をアド
レス発生器43に設定されたアドレス番号と比較して、端
末装置2a乃至2nに送信されるサブフレームデータDO1乃
至DOnの中の自己宛に送信されたサブフレームデータの
受信タイミングに自己サブフレーム検出信号を出力す
る。自己サブフレーム検出信号はフレームディアッセン
ブラ34をエネーブルして自己サブフレームのデータを分
解する。分解されたデータはインターフェース35を介し
て端末機器５に供給される。比較器42の出力はまた自己
サブフレーム同期検出回路47をエネーブルして、自己宛
のサブフレーム中に含まれる同期信号を検出させる。検
出回路47の検出出力信号は後述する送信タイミング調整
回路39に供給される。

比較器46は、アドレスレジスタにロードされたADRサブ
フレーム中のアドレスデータをアドレス発生器43に設定
されたアドレス番号と比較して、一致が検出されると、
テスト信号送信要求信号を出力する。これは送信タイミ
ング調整回路39とテスト信号発生回路49に結合される。
比較器46の出力はまた自己テスト信号同期検出器48をエ
ネーブルして、自己が送信し、そして中央装置１から返
送されたテスト信号中の同期信号を検出する。検出器48
からの自己テスト信号同期検信号は送信タイミング調整
回路39に印加される。同期検出器47,48は同期信号“10"
の“1"から“0"への変化を検出するよう構成される。

テスト信号発生回路49は、テスト信号要求信号によりエ
ネーブルされて、第９図に示すフォーマットのテスト信
号サブフレームの送信を開始する。テスト信号サブフレ
ームは明らかにウインドウ期間に送信される。

第13図を参照して送信タイミング調整（送信遅延時間測
定）回路39を記述しよう。初期設定レジスタ50が設けら
れ、これには１フレーム時間長Ｔがプリセットされる。
比較器46によりテスト信号送信要求が検出されると、フ
リップフロップ55がセットされ、その結果そのＱ出力に
よりANDゲート53がエネーブルされて抽出されたパイロ
ット信号がダウンカウンタ51のクロック端子に印加され
る。テスト信号要求信号の立ち上がりが検出器57により
検出されて立ち上がり検出信号がダウンカウンタ51のプ
リセット端子に印加される。これにより１フレーム時間
長Ｔがダウンカウンタ51にプリセットされ、ダウンカウ
ンタ51はパイロット信号によりカウントダウンされる。
テスト信号送信要求が検出されると、前述したように、
テスト信号サブフレームの送信が開始される。このテス
ト信号はアップリング３を介して中央装置１に送られ、
そしてダウンリング４を介して中央装置から返送され
る。

返送されたテスト信号を検出器48が検出すると、自己テ
スト信号同期検出信号がフリップフロップ55をリセット
する。その結果ANDゲート53がディスエーブルされ、ダ
ウンカウンタ51の計数動作を停止する。このときのダウ
ンカウンタ51の計数値はテスト信号の送信から受信まで
の時間長を示す。このようにして各端末装置と中央装置
との間の伝送遅延時間が測定される。

中央装置１から送信されたサブフレームデータDO1乃至D
Onの中から自己宛のサブフレームデータが検出器47によ
り検出されると、自己フレーム同期検出信号がフリップ
フロップ56をセットする。この結果ANDゲート54がエネ
ーブルされてパイロット信号をダウンカウンタ52に供給
する。自己サブフレーム同期検出信号の立ち上がりが検
出器58により検出されると、検出信号がダウンカウンタ
52のプリセット端子に印加される。これによりダウンカ
ウンタ51に保持された伝送遅延時間データがダウンカウ
ンタ52にプリセットされる。すなわち、自己宛のサブフ
レームデータが検出されると、ダウンカウンタ52がカウ
ントダウンされる。ゼロにカウントダウンすると、カウ
ンタ52はTRANSMIT ENABLE信号を出力し、これはフレー
ムアッセンブラ36とフリップフロップ56のリセット端子
に印加される。フリップフロップ56のリセッティングに
よりANDゲート54がディスエーブルされてカウンタ52の
計数動作を停止させる。TRANSMIT ENABLE信号が入力さ
れると、フレームアッセンブラ36からのサブフレームデ
ータの送信が開始される。

次にネットワークにおける伝送遅延時間計測とこの計測
された伝送遅延時間に基づく信号送出タイミングの調整
について記述する。

第14図に示す伝送遅延時間計測に必要なウインドウ期間
twは次の条件を満足することが必要である。中央装置１
から最とも遠い位置に接続された端末装置２までのダウ
ンリンク４上の最大の伝送遅延時間をtd max、アップリ
ンク３上の最大遅延時間をtu max、また中央装置に最と
も近い端末装置までの最小の遅延時間をtd min（＝０）
とする。更に、時間長（time duration）tpのテスト信
号が各端末装置におけるウインドウ期間twの開始時に送
信されるものとする。

第14図（ａ）に示すように、中央装置１からフレーム信
号がダウンリング４上に送信されると最も遠い端末装置
は、第14図（ｂ）に示すように、td max遅れてフレーム
信号を受信する最も遠い端末装置がテスト信号の送信を
要求されているときには、この端末装置は、第14図
（ｃ）に示すように、ウインドウ期間の開始時に時間長
tpのテスト信号を送信する。このテスト信号はtu max後
に中央装置１により受信される。中央装置１が受信した
テスト信号をデータ信号と衝突を招くことなく端末装置
に返送するためには、中央装置１におけるウインドウ期
間twをtd max,td min,tpdの和以上に設定することが必
要である。第14図（ｅ）に示すように、テスト信号が中
央装置１から最も遠い端末装置にtd max遅れて受信され
るために、端末装置におけるウインドウ期間も上述した
ように設定されることが必要である。すなわち、ウイン
ドウ期間twを tw≧td max＋td min＋tp に設定することにより各端末装置は中央装置１からの距
離にかかわらず伝送遅延時間をウインドウ期間twに確実
に計測することが可能である。第14図に点線で示すよう
に、遅延時間が零の端末装置の場合にもウインドウ期間
内に伝送遅延時間を測定することができる。

アドレス番号ｉが割当てられた端末装置2iにおける遅延
時間計測について、第15図を参照して記述する。中央装
置１がｔ＝０にフレーム信号の送信を開始すると、端末
装置2iはtdiの遅れで１フレーム信号を受信する。各サ
ブフレームの時間長を△とすると、端末装置2iが自己宛
のサブフレームをtdi＋（ｉ−１）△後に受信する。

一方、ｔ＝０から１フレーム時間長Ｔ後から中央装置１
が端末装置2a乃至2nからの信号を受信して、そして端末
装置2iからのサブフレームデータをＴ＋（ｉ−１）△の
タイミングで受信するためには、端末装置2iはＴ＋（ｉ
−１）△−tuiのタイミングで信号の送信を開始するこ
とが必要である。これは端末装置2iが中央装置１からの
自己宛の信号をtdi＋（ｉ−１）△に受信したときに
は、Ｔ＋（ｉ−１）△・tuiに信号の送信を開始すれば
良いことを意味する。従って、端末装置2iが、第15図に
示すように、自己宛の信号を受信後、 Twait＝〔Ｔ＋（ｉ−１）△−tui〕 −〔tdi＋（ｉ−１）△〕＝Ｔ−（tui＋tdi）＝Ｔ−tpd なる待機時間が経過するときに信号の送信を開始すれ
ば、ダウンリンク４上での信号の衝突が確実に回避でき
る。

第13図を参照すると、端末装置2iの送信タイミング調整
回路においては、レジスタ50には１フレーム時間長Ｔに
相当するデータがロードされる。ダウンカウンタ51は、
レジスタ50からＴがプリセットされた後Ｔ−（tui＋td
i）までカウントダウンされる。ダウンカウンタ52には
カウンタ51からTwait＝Ｔ−（tui＋tdi）がプリセット
される。カウンタ52はＴ−（tui＋tdi）から０までカウ
ンドダウンされてTRANSMIT ENABLE信号を入力する。

このように上述したシステムによれば、ウインドウ期間
twに集線分配端末２がテスト信号を送出し、そのテスト
信号の戻り時間から伝送路の信号転送遅延時間を計測し
て、該集線分配端末２からの信号送出タイミングを制御
するので、中央装置１に負担を掛けることなしに衝突の
ない効果的な信号伝送が可能となる。しかも、集線分配
端末２側から伝送遅延時間を測定するので、中央装置１
における信号伝送時間遅れを含んでその遅延時間を正確
に計測することが可能となり、集線分配端末２で上記中
央装置１での時間遅れを考慮した信号送出タイミング制
御する煩わしさがなくなる。故に、ネットワークの柔軟
性を確保して、効率の良い信号伝送を簡易に実施するこ
とができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

ところで、上記システムにおいては、ウインド長Twは、
tdmax＋tumax＋tpよりも長く設定しなければならないこ
とは前述のとおりであるが、これを逆に見れば、フレー
ム構成及び収容回線数からデータ部分のビット長が決ま
り、１フレームからこれを引いたものが、ウインド長と
なる。すると、このウインド長に対し、（tdmax＋tuma
x）すなわち、最大ネットワーク長も自然に決定され
る。

例えば、前述の例では、ウインド長＝284ビット、tpを1
0ビットとすると、（tdmax＋tumax）≦（284−10）ビット時間＝22.3μsec ただし、となる。ここで、使用する伝送路として、例えば超高発
泡形の同軸ケーブルとすると、その伝播速度は3.83ns/m
であるから、最大ネットワーク長は2.91Kmとなる。

このシステムでの2.913Kmは、通常のPBXにおけるネット
ワーク長である0.6〜1Kmよりは充分長いものの、一般の
広帯域CAN（Broadband Network）あるいはCATVでは５〜
15Kmのネットワーク長が要求されることから充分とは言
い難い。

これを解決するには、収容するサブフレームの数を少な
くすれば簡単に実現できるが、収容可能な回線数の低下
を招く。又、通常のPCM信号では８ビット必要なのに対
し、ACPCM Codecを用いれば４ビットで済むのでサブフ
レーム長は短かくなるものの、ハードウエアが高価とな
り、上記システムの利点が低下する。同様に、MSK若し
くは２相PSK等に対し、４相PSK等の多値変調を用いて
も、サブフレーム長は半分になるが、やはり、実現する
ハードウエアが高価であった。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の欠点を除去したもので、収容可能な
回線数を減らさずにネットワーク長を長く設定し得る集
線分配方式を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、第１の伝送路（上り回線）を介して複数の
集線分配端末から中央装置へ時分割に信号伝送すると共
に、第２の伝送路（下り回線）を介して該中央装置から
前記各集線分配端末へ時分割に信号伝送して上記中央装
置と集線分配端末との間で信号の送受を行うようにし、
上記第１および第２の伝送路を介して伝送される信号
を、それぞれ各集線分配端末に対応した複数のサブフレ
ームと、伝送遅延時間計測の為のウインド・フレームと
を時分割に組立てた１フレーム構成とし、前記各集線分
配端末に、前記中央装置からのテスト信号送信要求を受
けたとき、テスト信号を送出する手段と、このテスト信
号が上記第１の伝送路から前記中央装置を介し、更に前
記第２の伝送路を介して伝送されて該集線分配端末に戻
るまでの伝送遅延時間を計測する手段と、この計測され
た伝送遅延時間に基づいて前記第１の信号伝送路に送出
する信号の送出タイミングを制御する手段とをそれぞれ
設けた集線分配装置において、前記中央装置は、伝送し
ようとするフレーム化された信号を各集線分配端末ごと
に割り当てられたサブフレームごとに一時蓄積する手段
として例えばバッファメモリと、この蓄積された伝送信
号を多重化して新たなフレームを構成し前記第２の伝送
路に送出する手段とを具備し、さらに前記集線分配端末
の各々は、伝送しようとする信号を一時蓄積する手段と
して例えばバッファメモリおよび蓄積された伝送信号を
多重化して前記第１の伝送路に送出する手段とを備え、
各集線分配端末で同様に多重化された伝送信号がさらに
時分割多重により新たにフレーム化されて前記第１の伝
送路を介して前記中央装置へ送られることを特徴とす
る。

すなわち、本発明の目的であるネットワーク長を長くす
るためには、前記ウインド長を長くする必要がある。し
かしながら、ただ単にウインド長を長くするだけでは、
１フレームに占めるウインド長の割合が増えるため、タ
イムスロット数、すなわち収容回線数が減ってしまう。
そこで、収容回線数を減らさずにウインド長を長くする
ために、本発明は、中央装置及び各集線分配端末に複数
フレーム内のバッファメモリを設け、複数フレーム分の
信号を一まとめにしてウインド長を長くした新しいフレ
ームを構成し、この新フレームに対して一つのウインド
ウを設けるようになっている。例えば、１フレームの時
間長を音声PCMデータのサンプリング周期である125μse
cとした場合、中央装置および各集線分配端末では４周
期分なら４周期分のデータを蓄積し、１フレームを500
μsecとする新たなフレームを構成してウインドウはこ
の新たな周期である500μsecに１回の割合で割り当てら
れて各伝送路に送出される。これにより実質的にウイン
ドウ長を長くすることができるのでネットワーク長を長
くすることができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ネットワーク長を長くすることがで
きない要因であるウインドウ長を実質的に長くすること
ができるので、収容回線数を減らすことなくネットワー
ク長を長くすることができる。例えば、音声のサンプリ
ング周期を125μsecとし、フレームを４周期すなわち50
0μsecとすると、〔発明の技術的背景〕で示した例と同
じ回線分もしくはサブフレーム数としてもウインドウに
は、284ビット×４＝1136bit時間割り当てられることに
なり、td＝10ビット分をさし引いた1126ビット時間＝9
1.6μsec＝（tdmax＋tumax）となり、最大ネットワーク
長は11.96kmとなり、〔発明の技術的背景〕で示した例
の４倍以上に延び、その効果は絶大である。なお、複数
周期毎に送出することにともなって、少なくとも複数周
期分の遅延が生じることになるが、対話の際不自然さを
生じさせない最大許容遅延時間は50msecまでとされてお
り、上述のように４周期分では500μsec程度の遅延とな
り実用上全く問題はない。むしろ、この最大許容時間を
積極的に利用するならば、100周期分（12.5msec）でも
実用上何ら問題なく最大ネットワーク長を300km以上と
することも可能である。もっとも、この発明の実施に際
しADPCM Codecを用いることはこの発明の効果を実に顕
著なものとする。

〔発明の実施例〕以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は、この実施例におけるフレーム構成を示すもの
で、（ａ）〜（ｃ）は、中央装置１から集線分配端末２
へ送られる信号のフレーム構成を、（ｄ）〜（ｆ）は集
線分配端末２から中央装置１へ送られる信号のフレーム
構成を示している。第１図（ａ）において、１フレーム
は、集線分配端末2₁〜２_ｎ各々に対するサブフレームDO
₁〜DO_ｎ並びに各集線分配端末に対し、遅延計測のため
にテスト信号を送出する様指令するためのアドレス信号
（ADR）と無信号状態とからなる遅延計測ウインドウよ
り構成される。さらに各サブフレームは、同図（ｂ）に
示されるように集線分配端末がサポートする端末インタ
ーフェイス系の数に対応してｍ個（ｎ１）のスロット
１〜ｍから構成される。さらに各スロットは、いわゆる
ISDNとの互換性を確保するならば、主に音声情報の伝送
に用いる２つのＢチャネルと１つのＤチャネルのペアが
サブスロットを構成し、計ｌ個（ｌ１）のサブスロッ
トの集合となっている。サブスロット数ｌは、基本的に
は、全てのサブフレームに共通で、音声のサンプリング
周期（125μsec）について複数周期分を１フレーム毎に
多重して送る際の周期数もしくは多重数である。

一方、同図（ｄ）において、１フレームは、集線分配端
末2₁〜２_ｎ各々からのサブフレームDI_ｉ〜DI_ｎ並びに前
記アドレス信号に応じて集線分配端末が送出するテスト
信号（TEST）と無信状態とからなる遅延計測ウィンドウ
より構成される。さらに各サブフレームは、同図（ｅ）
に示されるように、集線分配端末がサポートするインタ
ーフェイス系の数（加入者数）に対応してｍ個のスロッ
ト１〜ｍから構成され、さらに各スロットは、ｌ個の2B
＋Ｄをペアとするサブスロットの集合となっている。

こうしたフレーム構成を実現するためには、第２図及び
第４図に示す様、中央装置１及び集線分配端末２には、
各々、フレーム分解回路（Frame Disassembr）14、フレ
ーム組立回路（Frame Assembler）16に対し、レジスタ1
00,102,104,106を、フレーム分解回路34、フレーム組立
回路36に対し、レジスタ200,202を付加すればよい。こ
れらのレジスタ100,102,104,106,200,202は、各々ｌ周
期分の（2B＋Ｄ）を蓄積する機能を有し、中央装置では
このようなレジスタ（バッファメモリ）を全集線分配端
末分すなわち、ｍ×ｎ個分の容量が必要となる。また、
集線分配端末では、当該集線分配端末に接続される全端
末数分、すなわちｍ個分の容量を具備している必要があ
る。

本システムの詳細動作は、複数周期分の情報を多重化し
て伝送する以外は、第６図〜第15図に示されるシステム
と基本的には同じである。

ここでは、多重化について、第３図及び第５図を用いて
説明する。ただし、簡略化のために、中央装置１と、３
番目の集線分配装置２との信号の送受を中心にして説明
する。

第３図での表示信号は、例えば３番目の集線分配装置２
に対する処理を示すための信号であり、この信号のみが
中央装置１内で積極的に生成されている訳ではない。

PBX15からは、所定の順序で（例えば、中央装置１に近
いものから）集線分配端末２へ送るべきPCMデータが、M
PX16に供給される。このデータは、第１のレジスタ書き
込みイネーブルが「high」、第２のレジスタ書き込みイ
ネーブルが「low」になったときに、第１のレジスタ104
に書き込まれる。これが１フレームに渡って行われる。
続いて、次のフレーム同期信号と同期して、PCMデータ
がMPX16に供給される。

このときには第１レジスタ書き込みイネーブルが「lo
w」、第２レジスタ書き込みイネーブル「high」になる
ので、供給されるPCMデータは、第２のレジスタ106に蓄
積される。以下この動作が繰り返される。

上記フレーム同期信号の次のフレーム同期信号がMPX16
に供給されると、上記動作を行うと同時に、上記記憶さ
れたPCMデータが読み出され、送出される。ただし、こ
のときには第１及び第２のレジスタ読み出しイネーブル
が第１及び第２のレジスタに交互に供給される。よって
第１及び第２のレジスタから交互にデータが読み出され
る。すなわち、３番目の集線分配装置２に１フレーム毎
に送られていたPCMデータが２フレーム分まとめて送出
されることになる。当然データ送出はフレーム同期信号
が２回供給される度に１回実行される。

一方、フレーム分解は、フレーム分解回路14により行わ
れる。ここでは、各集線分配端末２から多重化されたデ
ータが送られてくる。そしてフレーム分解回路14から次
々とレジスタ100,102へ供給されるが、分解回路から第
１及び第２レジスタ100,102に対してイネーブル信号が
交互に供給される。よって、多重化を解かれた状態でデ
ータがレジスタ100,102へ供給される。こうしてレジス
タ100,102に受信データが書き込まれたなら、一方のレ
ジスタ100,102へ「high」読み出しイネーブルが（他方
のレジスタには「low」）供給され、データが回路14を
介してPBX15に供給される。全端末２分のデータが読み
出されたなら、他方のレジスタ100,102への読み出しイ
ネーブルが「high」（もとのレジスタへのイネーブルは
「low」になる。となり、次のフレームに相当するデー
タが読み出される。

次に、集線分配端末２での多重化について説明する。ま
ず受信時について説明する。中央装置１からデータが送
出されると、端末２ではキャリアをセンスする。これと
同時にサブフレームカウンタ41が計数を開始する。この
計数値と受信データ中のアドレスと比較し両者が一致し
たなら、受信データをフレーム分解回路34に取り込む。
正確に述べるならば、このとき、レジスタ200に対し
て、書き込みイネーブルが「high」になる。このタイミ
ングは自己サブフレーム表示信号とほぼ一致する。自己
サブフレーム内のデータを取り込んだ後、コーデックに
対してコーデック受信フレーム同期信号を出力し引き続
きPCMデータを供給することを示す。このフレーム同期
信号は受信信号の4KHz周期に同期した8KHzの周期でコー
デックに供給される。フレーム同期信号が出力された
後、ひき続いてレジスタ200に対して読み出しイネーブ
ルを「high」とし、先に取り込んだデータを出力させ、
これをコーデックへ供給する。この際出力されるPCMデ
ータは先に取り込んだPCMデータ２ブロックのうちの１
ブロックである。残りのPCMデータは次にコーデック受
信フレーム同期信号が「high」になった後、読み出しイ
ネーブル信号が「high」になった時にコーデックに対し
て出力される。以上によりセンタ装置からの信号の受
信、フレーム分解同作は完了する。

一方、端末側でのフレーム合成動作は以下のように行な
われる。端末側では既に述べた遅延計測の手段により、
ダウンリンク上で受信した信号の自己サブフレーム内の
同期信号の位置からTwait時間後に送出要求信号を発生
する。それに先立ち送出すべきPCMデータが揃っている
ように、コーデックに対して8KHz周期でコーデック送信
フレーム同期信号を出力する。送出要求信号は4KHzなの
で送出時には２ブロックのPCMデータがレジスタに蓄え
られており、アップリングへの送出時には２ブロックの
PCMデータをまとめて送出する。

こうした構成をとることによって収容回線数を削減する
ことなく、前述の方式に比べ、ウインドウ長をほぼｌ倍
長くでき、これによってネットワーク長をｌ倍長くでき
ることは自明である。なお、本方式では、中央装置及び
集線分配端末双方にバッファメモリを必要とするが、前
述の第２図に示される例での収容回線数の場合、中央装
置に必要なバッファメモリの容量は、40ビット×31サブ
フレーム×ｌとなり、ｌ＝４の場合でも4960ビットとわ
ずかであり、1MビットDRAMが商用ベースにのりつつある
現在では、これによるコストアップは無視し得るオーダ
である。

なお、〔発明の技術的背景とその問題点〕で示した方式
では、集線分配端末との同期をとるため、一例として中
央装置よりパイロット信号を供給するものとしていた
が、中央装置からの信号（例えばフレーム同期）をもと
に、集線分配端末側にPLL回路等を設け、より高い周波
数の同期信号を再生してもよい。

また上記説明では、各サブスロットはISDNとの互換性を
考慮し2B＋Ｄを例としたが、特にこれに限定する必要ま
なく、音声１チャネルのみ、あるいは、中央装置から集
線分配端末へ送られる信号のＤチャネル信号は、各サブ
スロットのものがこれに対応した集線分配端末のサブス
ロットにのみ対応づけられる必要はなく、むしろ下り伝
送路の同報性を利用し、全の集線分配端末に共通に用い
るようにしてもよく、これによって、下り方向の伝送容
量を増すことも可能である。同様のことはＢチャネルに
ついても言えることは付言するまでもない。

また上記説明では、各集線分配端末に対し、複数周期数
ｌは基本的には同じとしたが、即時性が特に重要な端末
／用途については１フレーム内に同じ集線分配端末に対
応したサブフレームを複数個割当ててもよい。逆にパケ
ットデータの様に待時性のものについては、複数のフレ
ームに１回の割でサブフレームを割当ててもよく、こう
した混在を許すことも可能である。

また、集線分配端末からのテスト信号を折り返す中央装
置１内のスイッチ17は、単テスト信号を増幅し折返すだ
けでなく、テスト信号を復調再生し、中央装置での信号
処理に必要な時間分（例えば、バッファメモリへの書き
込み読み出しに必要な時間）遅延させてから再び変調し
折り返してもよい。

また、中央装置と端末との間で情報伝送が必要になった
時のみパスを設定する（Blocking）方式についても、前
述のアドレス信号及びテスト信号を活用（呼設定情報を
盛り込むことが必要）することによってこの発明に対し
て同様に適用できる。

また、〔発明の技術的背景〕で示した例では、サブフレ
ーム間に計２ビットのダミービットを設け、RF信号の立
ち上がり／立ち下がり期間を設けているが、変調方式に
２相あるいは２相等の位相変調（PSK）を用いる場合、
復調系での遅延検波を可能ならしめるため、必要に応じ
さらに１ビット追加することも考えられる。こうした場
合においても、本発明を適用しウインドウ長をｌ倍長く
することによって、ビット追加にともなうウインドウ長
の短縮を吸収することが可能である。

更に、本発明者等が先に提案した周波数再利用（freque
ncy reusage）法を本発明に適用することも可能であ
る。周波数再利用法とは、ヘッドエンドが接続された一
対の上流双方向伝送路に複数本の下流双方向伝送路を接
続するとともに、これら伝送路上で上り方向の情報と下
り方向の情報とを各々特定の周波数帯域に割当て、周波
数多重によって情報伝送を行なう情報処理方式におい
て、特定の周波数帯域で伝送された上り方向の情報を特
定の下り方向の周波数帯域に処理・変換する変換処理装
置を、上記下流双方向伝送路の各々の最上流点に接続し
たことを特徴とする。ここに、変換処理装置で変換・処
理される上記特定の上り方向／下り方向の周波数帯域
は、ヘッドエンドで減衰される周波数帯域に設定されて
いる。

この周波数再利用法によれば、下流双方向伝送路の任意
の端末から送出される上り方向の情報は、同伝送路の最
上流に接続された変換処理装置によって特定の下り方向
の周波数帯域に周波数変換され、個々の下流双方向伝送
路上での、或は異なる下流双方向伝送信号間での伝送が
可能になる。この時、これら特定の上り方向／下り方向
の情報は上流双方向伝送路にも送出されるが、これら情
報はヘッドエンドで減衰されるので、他の下流双方向伝
送路上での伝送に影響を及ぼすことがない。すなわち、
本発明によれば各下流双方向伝送路からの上り情報が、
それぞれの下流双方向伝送路の上流で処理され、他の下
流双方向伝送路に影響を及ぼすことがないので、各下流
双方向伝送路が同じ帯域の上り方向情報を使用すること
ができる。したがって、Ｍ本の下流双方向伝送路を含む
ネットワークでは、実質的に同じ帯域幅でＭ倍の情報量
を同時に伝送することができる。

このような周波数再利用法を用いること、また64k bps
PCM信号の代わりに32k bps ADPCM信号等を用いることに
より、収容回線数を増加させる技術も本発明に適用でき
る。

上記説明では、音声のサンプリングレートを基本周期と
し、これを複数周期分多重するものとしているがこれに
限定されることなく、他の任意の周期を基本として多重
してもよいことは言うまでもない。また、ここで、中央
装置１からのテスト信号送出要求に対して各集線分配端
末２からテスト信号が送出されるので、これを利用して
各集線分配端末２の動作状況、即ち故障診断等にも応用
することができる。また各テスト信号が中央装置１で折
返されて集線分配端末２に戻されるので、その受信信号
レベルから信号の送出レベル調整を行うことも可能であ
る。このレベルによって中央装置１での受信サブフレー
ム毎の信号レベル調整（AGC）が不要になる等の効果が
奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば伝送路の形態としては、CATVやブロードバン
ドネットワークに代表されるような周波数伝送路、光伝
送路、ベースバンド伝送路等、幅広く適用可能である。
また上り線路と下り線路とを周波数分離して、１本の伝
送路で双方向信号伝送するようにしても良い。またサブ
フレーム長を一定化することなく、ダイナミックに可変
長構成とするようにしても良い。この場合にも、自己宛
てのサブフレームの同期タイミングを基準として前述し
た信号送出タイミング制御するようにすれば良い。要す
るに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を説明するための
図、第６図乃至第15図は本発明の基礎となったシステム
を説明するための図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の伝送路を介して複数の集線分配端末
から中央装置へ時分割多重によりフレーム化された信号
を伝送すると共に、第２の伝送路を介して前記中央装置
から前記集線分配端末へ時分割多重によりフレーム化さ
れた信号を伝送するようにし、前記集線分配端末の各々
は、前記中央装置と該集線分配端末との間の第１および
第２の伝送路の往復伝搬遅延時間に基づいて、前記第１
の伝送路に送出する信号の送出タイミングを制御する手
段とを具備した集線分配装置において、前記中央装置は、伝送しようとする前記フレーム化され
た信号を各集線分配端末ごとに割り当てられたサブフレ
ームごとに一時蓄積する手段と、この蓄積された伝送信
号を多重化して新たなフレームを構成し前記第２の伝送
路に送出する手段とを具備し、前記集線分配端末の各々は、伝送しようとする信号を一
時蓄積する手段および蓄積された伝送信号を多重化して
前記第１の伝送路に送出する手段とを備え、各集線分配
端末で同様に多重化された伝送信号がさらに時分割多重
により新たにフレーム化されて前記第１の伝送路を介し
て前記中央装置へ送られることを特徴とする集線分配装
置。
【請求項２】第１および第２の伝送路を介して伝送され
る信号は、各集線分配端末に対応した１以上のサブフレ
ームと、伝送遅延時間計測の為のウインド・フレームと
を時分割に組立てて１フレームを構成してなるものであ
る特許請求の範囲第１項記載の集線分配装置。
【請求項３】ウインド・フレームの時間長は、最大伝送
遅延時間以上に設定されるものである特許請求の範囲第
２項記載の集線分配装置。
【請求項４】サブフレームは、１以上のスロットから構
成され、前記スロットは、１以上のサブスロットから構
成されて成ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の集線分配装置。
【請求項５】サブスロットは、（2B＋Ｄ）チャネルより
構成されて成ることを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の集線分配装置。