JPS58500736A - 情報分配装置 - 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】 情報分配装置 発明の背景技術 発明の技術分野 本発明は情報分配装置に関し、特に有線テレビジョン（ＣＡＴＶ　）放送用に用 いられる情報分配装置に関するものである。

先行技術の説明 過去３０年間に、大部分のアメリカの家庭でテレビジョンは標準品となった。ま た、これらテレビジョンの大部分は、大きな電力の放送局によって空気中を伝送 されると共に、個々のテレビジョン受像森で受信されたＶＨＦ信号およびＵＨＦ 信号を利用して作動されている。しかし、最近は有線テレビシロンシステム（Ｃ ＡＴＶ　ａ）ｒ＋ｓｔｅｍ）が急激に普及してきた。代表的なＣＡＴＶシステム では、テレビジョン信号は同軸ケーブルを経て個々のＣＡＴＶシステム加入者に 伝送されるようになっている。各加入者のユニットを全体の分配網へ信号を伝送 する中継ライン（ｔｒｕｎｋ　１ｉｎｅ　）へ分岐する。

しかし乍ら、従来の同軸ケーブルシステムは、分配可能なチャネル数のためにあ る程度制限されてしまうようになる。都市部に有線テレビジョンシステムを浸透 させるためには、オペレータは地方で必要とされているチャネルよシ多くのチャ ネルを設置する必要があった。このような大容量に対処するためには、現存のす べてのＣＡＴＶシステムは実際上、周波数分割多重伝送方式を採用している。現 在のビディオチャネルのすべては周波数分動されておシ、同時に同軸ケーブルを 介して加入者へ伝送されている。この加入者のユニットにはコンバータが装着さ れており、このコンバータによって多重化したビディオチャネルを受信し、所望 のチャネルを選択し、これを適当な可視周波数、これは通常、加入者のテレビジ 目ン受像機のチャネル２゜３または４チヤネルに相当する周波数に変換している 。

従って、このコンバータには２つの本質的な機能がある。即ちチャネル選択およ び電子的周波数変換である。

これら機能を果すには加入者ユ＝、）中にそれぞれ異った部品を設置する必要が ある。電子的に周波数変換するために必要な部品は比較的高価なものであると共 に加入者の改造による影替を受けやすいものである。

加入者による改造の問題は特にこのシステムでは重大なものであシ、この改造に よって棟々の修理費用がかかつてしまう。このよりなＣＡＴＶシステムにおいて は、加入者は料金を支払っていないチャネルを彼のユニット内の周波数コンバー タを改造することによって受信することが可能となる。

一方、米国特許第４，０６４，４６０号に開示されて、いるように、許可されて いない信号の窃盗を防止するために、周波数変換機能をチャネル選択機能から分 離することが提案されているが、このシステムは商品的には問題が存在するもの である。その理由はこのシステムには比教的複帷で且つ高価な電子的切換局を必 要とするからである。

特に都市内における従来の配線された分配網の欠点を考慮して、′分岐された” 分配網（ネットワーク〕が米国特許第３，７５１，６７０号（Ｇｒｏｄｎｅｒ等 ）で提案されている。この分配ネットワークシステムにおいては、テレビジョン 信号を分配センターから伝送媒体として光４１４号を用いて個々の加入者へ直接 伝送している。

この光信号を自由空間において分配センターから加入者局の受信器へ伝送する。

障害物を避けるために信号の方向を変える必要がある場合に、ミラーを使用する 。

また、各加入者局にもサービスを要求するための光信号を発生したシ分配局へ伝 送するだめの手段が設けられている。

個々の加入者は分配局からの単一信号を受信するので、周波数分割多重伝送方式 を採用しなくとも加入者へ多チヤンネルサービスを提供できる。このことによっ て、各加入者によるシステムの使用回数を経理的に正確に計数することが可能と なる。

しかし、この分岐された分配ネットワークには固難な欠点が存在する。例えば、 各加入者局は分配局の信号レンジ以内に存在しなければならないので、通常、１ つの放送局で受け持たれる地域をサービスするためには多くの分配局が必要とな る欠点がある。このことは特に都市部において問題となる。即ち、ここではビル ディングによって直すぐな障害物の無い通路数が制限されてしまい、この通路は 光信号を分配局および加入局間に伝送する場合に必要となる。また、光信号の方 向を変化させ得る唯一の方法は、一連のミラーを間挿させることによって達成で きるが、これによっても他の不利益を生じてしまうものである。更に、天候状ｙ πによっ゛ご自由空間を通って伝送された光信号の負が悪影４１−受けてしまう 欠点もあシ、このことによって加入者局の受信品質の低下を招くことになる。

ＣＡＴＶ中継ラインの内の限られたシステムでは光各ファイバを使用しておシ、 少なくとも一例においては家庭への分配が光学ファイバで行われておシ、これは 日本で行われている。Ｈｉ−ＯＶＩＳシステムとして知られている日本のシステ ムは、双方向切換のビデイオシステムで約１６０家庭が接続されている。極めて 複雑且つ、高価なビディオスイッチが３２チヤネルを１６８の異なった出力端に 分配するために必要となる。信号の伝送は、ＬＥＤ光源を用いてプラスチック・ クラッド・シリカ・ファイバによってベースバンドで行われる。

このシステムでは、双方向のピデイオサービスを提供するために、各々の加入者 ユニットに対して２本の光学ファイバを必要とするものである。

とのＨｌ　−０ＶＩＳシステムでは、複雑で高価カビディオスイッチの設ｋ＞よ び双方向ビディオサービスを提供しているために、自由空間における光学的信号 問題を回避することができるが、このシステムは経済的には程遠いものである。

光学ファイバを採用しているもう一つのシステムが米国特許第４，１３５，２０ ２号に開示されている。このシステムにおいては、共通の光学ファイバによって 複数の加入者をセントラル放送局に接続している。従って、このシステムは、従 来の同軸ケーブルを採用した中継ラインシステムに類似したものである。また、 この特許発明の変形例には、複数個の個々の光学ファイバによって複数の加入者 をセントラル放送局に接続した例が開示されている。各加入者は更に１本または それ以上の独立した補助伝送ラインによってセントラル局へ接続される。

最近、光学ファイバを利用した第３のＴＶ分配システムが、０ＬＥＯ８会議（カ リフォルニア、サンジェコ市、１９８０年２月２７日）でに、　Ｙ、　Ｃｈａｎ ｇによって提案された。このシステムの目的とする処は、セントラルスイッチン グノードと加入者ユニットとの間での双方向の信号交換を１本の光学ファイバに よって行うものである。このセントラルスイッチングノードでは、種々の発生源 から送られて来た信号を周波数分割多重化して、これを体の光学ファイバを介し て加入者に分配している。このスイッチングノードおよび加入者ユニットでのス イッチングａ橋は極めて複雑なものである。

その理由は、種々の入力信号を加入者へ伝送する前にセントラルスイッチングノ ードで多重化する必要があシ、ここで入力信号をチャネル選択のために分周する 必要があるからである。

以上詳述したように、複数の個々の加入者へ情報を分配するために従来から沢山 のシステムが提案されてきたが、種々のサービスの提供および改造や信号窃盗か らの保安が必要である都市に設置されるＣＡＴＶ分配システムに特に適したシス テムは皆無であった。

発明の概要 本発明の主要目的は改良された情報分配装置を提供することであシ、この分配装 置は特に都市環境の下でのＣＡＴＶ放送用に適したものである。

本発明の他の目的はビデイオプログラムの他に、広範なサービスを加入者へ提供 できる情報分配装置を提供することである。

本発明のその他の目的は、当業者によって詳述な説明に記載されている内容から 容易に理解し得るものである。

本発明によればこれらの目的および効果は、少なくとも１つのノ・ブ分配センタ （簡単に）・ブと称する）を複数個の独立の伝送ラインに接続して構成した情報 分配システムによって達成されるものである。このノ１ブ分配センタには以下の ような手段が装着される。即ち、加入者ユニットから受信した信号に応答して、 異った特性周波数を有する複数個の信号から単一情報信号を選択し、この単一信 号を伝送周波数に変換すると共に、この信号を個々の加入者ユニットへ伝送する 手段である。またこのハブ分配センタに、ノｈブにおいて利用可能な情報信号を 選択するために、このノ・ノヘ個個に接続されたものに亘って、各加入者から発 生されると共に伝送された信号を受信する手段を設けることを特徴とする。

加入者ユニットの各々は、ノ・ブで利用できる情報チャネルの１つを確認する信 号を発生する手段と、この信号をハブへ伝送する手段とを内蔵している。ハブと 加入者とを接続する伝送ラインは光フアイバケーブルま−たけ双方向性同軸ケー ブルから成っている。本発明のハブシステムは特にケーブルＴＶ信号分配に適し ておシ、ここでは情報信号はノ・ブヘ供給されるビデイオ信号である。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明によって設計した情報分配装置を示す。

第２図は、既知のケーブルＴＶ分配装置の加入者ユニットを表わす機能的なダイ アダラムである。

第３図は、不発明による加入者ユニットをハブ分配センタへ接続したものを表わ す機能的なダイヤグラムである。

第３ａ図は、本発明の好適実施例による宅内インターフェイスユニット（ＲＩＵ ）の機能的ダイヤグラムを表わす。

第３ｂ図は、本発萌の好適実施例によるセントラル分配ユ＝、＝　、　）　（Ｃ ＤＵ）の部分であるディジタルコントローラの機能的なダイヤグラムである。

第３Ｃ図は、本発明の好適実施例によるセントラル分配二二ッ）　（ＣＤＵ）の 部分であるコンパ−タモシ−ルの機能的なダイヤグラムである。

第４図は、加入者ユニットとハブとの間で単−双方向性光ファイバを介して波長 の異なる光信号を送受信するために、ハブおよび加入者ユニットに必要なユニッ トを表わす。

第５図は、加入者ユニットとハブとの間で単−双方向性光ファイバを介して同一 波長の光信号を送受信するために、ハブおよび加入者ユニットに必要なユニット を表わす・ 第６図は、ハブ分配センタと加入者ユニット間の好適な光フアイバケーブル接続 を表わす。

第６ａ図は、第６図に示したライデー・ケーブルの断面図である。

第６ｂ図は、第６図に示したホームラン・ケーブルの断面図である。

実施例の詳説 本発明によって設計した分配システムの種々の実施例が図示されている。先ず、 第１図で示されているように、本発明の分配システムはハブ分配センタ１より構 成され、このセンタ１を中継ライン２によって接続する。このハブ分配センタ１ の各々に伝送ライン４によって複数の加入者ユニット３を接続する。この中継ラ イン（ｔｒｕｎｋ　１ｉｎｅ　）を通常の同軸ケーブルまたは光フアイバケーブ ルより製造する。また、このハブ分配センタは、人工衛生を使って中継信号を受 信することもでき、この場合には、上述の中継ラインをこの人工衛生の使用のた めに省略することができる。この中継ラインによって中央分配ステーションへの 信号の送給が行われ、このステージせンによって複数のハブ分配センタへ信号が 供給される。加入者ユニットをハブに接続する伝送ラインは、後述する光フアイ バケーブルまたは双方向同軸ケーブルである。

一般に、ハブセンタは地方部では加入者から数マイル離間しておシ、また都市部 の高密集住居地区では例えば同一建物内では加入者からの距離は極めて短いもの である。本発明によるシステムは特に都市の設置用に好適である。この理由は、 各高密度の居住区域では１つのハブセンタによってサービスを提供できるからで ある。

現在使用されている。　ＣＡＴＶシステムに採用されてい今従来の加入者ユニッ トの設計および本発明によるハブ分配センタと共に用いる加入者ユニットの組合 せの両者を、第２図および第３図を用いて比較しながら説明する。第２図におい て、従来システムの加入者ユニットが図示されておシ、これは中継ライン５から 直接ＣＡＴＶフィード（ＣＡＴＶｆｅ＠ｄ）と共に設けられている。このＣＡＴ Ｖフィード６は、周波数分割多重モード化された全てのビディオチャネルから成 っている。この多重化されたビディオチャネルをチューナ７に接続する。このチ ューナ７によって個々のチャネルをチャネル選択信号によって選択し、この選択 した信号を適当な家庭の、Ｔ　Ｖチャネル周波数（一般に、チャネル２，３また は４に相当する）に変換し、更に、加入者のテレビジ璽ン受像機に伝送する。こ のチューナをデコーダ９内に設けた位相ロックループによって安定化している。

このデコーダはクリスタル制御型発振器からの基準信号を得ている。このことに よって、このチューナはドリフトに対して影響を受けなくなシ、この結果、度々 このチューナを再調整する必要が無くなる。

チャネル選択信号はマイクロプロセッサで制御されたチャネル選択ユニット１０ によって発生されるものである。この選択ユニット１０を操作するためには、加 入者はキーが一ド１１の所望の機能（例えばＯＮ　−０ＦＦ　、ビディオチャネ ル、他のサービス）を果すボタンを押圧する。これによって、マイクロプロセッ サ１２が作動する。このプロセッサ１２は適当な情報をデコーダ９に送信するよ うにプログラムされている。

第２図に示したように、このキーボードを便オＵなためにリモートコントロール ユニット１２に設けることもできる。このユニットのがタンを押して所望の機能 、通常は所望のビディオチャネルを選択すると、特性信号が伝送され、これをリ モートコントロール受信機１４によって受信する。この受信機１４で、この信号 が電気信号に変換されて、マイクロプロセッサに送給される。また、このチャネ ル選択ユニットにはディスプレイドライバー１６によって駆動されるディジタル ディスプレイ１６が設けてあシ、これによって加入者が選択したチャネル番号が 表示される。

デコーダ９はマイクロプロセッサによって伝送されたチャネル選択情報（シリア ルデータおよびクロックビット信号列（ｃｌｏｃｋ　ｂｉｔ　ｓｔｒｅａｍ）を 受信して解読する。このシリアルデータはチャネルを表わすもので、クロンクピ ットはこのシリアルデータを有効なものとして確認するものである。このデコー ダは特性電圧を発生させることによってチューナから所望されたビディオチャネ ルを巧択する。この特性電圧はピデイオチャネルを確ｉｊｄ、するだめのもので ある。チューナを位相ロックループによって安定化させ、これによってチー−す はデコーダによって発生した電圧に応答したままとなるように確保される。

電源１７によって、電力を供給して加入者ユニットの種々の部品を駆動する。リ レー１８を設けることによっ−ＣＮ　（ＪＫ　−ＯＦＦボタンが押された場合に テレビジョンをＯＮ　−ＯＦＦ制御する。

第３図には、本発明による加入者ユニットと）・ブ分配センタと共に図示されて いる。このシステムにおいて、加入者ユニットはチャネル選択ユニット３０から 構成されておｐｌこのユニットは第２図の加入者ユニットに含まれているチャネ ル選択ユニット１０と一致するものである。このユニットには、キーボード３１ 、マイクロプロセッサ３２、手持ちタイプのリモートコントロールハネル３３％ ＋）モートコントロール受Ｘ３器３４、ディスプレイ３６およびディスプレイド ライバ３６が設けられておシ、これら各装置は第２図のものと同一機能を有する ものである。前述したように電源３７およびリレー３８が設けられている。

ここで、従来のユニットと比べて本発明ユニットの異なる点は、以下の点である 。即ち、所望のピデイオチャネルを選択してこれを適当な可視周波数（即ち、家 庭のテレビジョンチャネルの周波数）に変換するデコーダおよびチューナが加入 者ユニットから分離されると共に、ハブ分配センタ中に設置されている点である 。従って、この加入者ユニットにはチャネル選択情報をハブへ伝送する手段およ びハブからこの選択した情報チャネルを受信する手段を設ける必要がある。前者 の手段をマルチプレクサ３９および光送信器４０によって構成する。このマルチ プレクサ３９によってマイクロプロセッサからのシリアルデータおよびクロック を合成して、これを光送信器へ伝送する。この光送信器では、この合成信号を光 信号に変換して光ファイバ４１を経てハブへ伝送する。チャネル選択情報が掛は 合されるので（マルチプレクサ３９によって）伝送には僅か１本の光ファイバを 用いれば良くなる。若しこのマルチプレクサがなければ、このチャネル選択情報 をハブへ送るのに２本の伝送ラインが必要となる。

結局、このマルチプレクサを加入者ユニットに設けることは絶対に必要な条件で はないが、チャネル選択情報を伝送するのに極めて簡単となる効果がある。

このマルチプレクサを用いる代シに、データ出力のみを供給するマイクロプロセ ッサを採用することもできる。このデータを以下の実施例で説明するように掛は 合せを行わないで直接光送信器へ伝送することが可能となる。

また、実施例によれば、加入者ユニットの部品を２つの独立した部分に設ける。

チャネル選択ユニット３０を通常の如く加入者のテレビジョンのキーｉ４ッドに 設ける。このキーｉ４ツドによって１００以上のビディオチャネルおよび以下の ような他のサービスを受けることができる。即ち、意見投票、ペイテレビジョン 親権コード（ｐａｒｅｎｔａｌ　ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｃｏｄｅ）およ びハブｆｉｉＵのグーンルオペレータによって利用可能な相互利用サービスであ る。この加入者ユニットの残シの部品は、宅内インターフェイス−ユニット（Ｒ ＩＵ）として表示された永久的に装着した壁部ユニット内に設置する。第３ａ図 は本発明のシステムで使用する。代表的な宅内インター７ｘイスユ＝　ットＲＩ Ｕ　（ｒｅａｉｄｅｎｔａｌ　１ｎｔｅｒｆａｃｅｕｎｉｔ）である。このＲＩ ＨにはデジタルＬＥＤ送信器６１およびローノイズ広帯域光受信器６２が設けら れている。

この光受信器６２は低電圧、高速のＰＩＮ検出器６３を使用しておシ、この検出 器６３をピッグティル現象なしで大きなコアの光ファイバに最良条件で結合させ る。

ローノイズ広帯域トランスインピーダンス増幅器６４によって必要な電流−電圧 変換を行カつている。ビディオチャネルおよびＦＭバンドが別個のコネクタにバ 。

ファ段６６およびノ４ワースプリッタ６６を経て得られる。ライン受信器６１に よって加入者のキーバッドから伝送されたデータ列を再生し、これを光送信器６ ノに送給する。本例では、係号のマルチプレックス化（壮目す合せ）の必要性を 回避できる。その理由は、データおよびこれに接合したデータ列のみがキーノ９ ッドから伝送されるからである。電圧レギユレータ６８によってキーバッドおよ びＲＩＵを駆動するために必要な電力が供給される。

第３図を再度参照すると、ノ・プにおいて光信号が光受信器４２によって受信さ れると共に、分周器（ｄｅｍｕｌｔｉ　ｐｌｅｘｅｒ）　４３によって分周され る。このことによってチャネル選択情報を加入者二二、ト内のマイクロゾロセ、 すで発生させたのと同一形態のものに戻すことになる。このチャネル選択情報を デコーダ４４に送給し、前述したように、このデコーダによって情報を解読する と共に、所望のビディオチャネルをチューナ４５から選択する。このチューナは 中継ライン４７から周波数分割多重化した形態のＣＡＴＶフィード４６を受信し 、所望のビディオチャネルを適当な可視周波数に変換し、更にこれを光送信器４ ８へ送給するものである。この送信器ではこの信号を光信号に変換して、光ファ イバ４９を経て所望している加入者ユニットへ伝送する。このハブ中の部品を電 源５０によって駆動する。このハブにはこれによってサービスが提供される各加 入者用の個々のチー−ナシステムを内蔵させる必要があるので、このノ・ブを将 来の拡張を考慮して製造する必要がある。

本発明の実施例によれば、このハブの部品を２個の主要セクション、即ちディジ タルコントローラおよびコンバータモジュールよシ成るセントラル分配ユニッ） 　（ＣＤＵ）内に組み込むことができる。このＣＤＵの６各によって２４の加入 者へのサービス提供ができる。

第３ｂ図で示したように、ディジタルコントローラによって刈１人者のみならず ケーブルオペレータとも接触することができ、これによって、テレビジ叢ンの規 定レベルの分配および他のサービスを提供できるように必要な制御を行なうこと ができる。このディジタルコント日−ラの主要部品としては、監視コントローラ ７０、データ受信器７１および加入者コントロールモジュール１２である。

この監視コントローラ１０によってデータの流れ全体に亘って必要な制御が与え られ、これによって種種のサービスおよびこのシステムで設計された多くの診断 機能をサポートすることができる。これにはミニコンピユータが内蔵されておシ 、このミニコンピユータは、電気的にプログラム可能鬼ＲＯＭ　ｒ　ｓ　（＝Ｅ １）ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　７４ならびにマイクロプロ セッサ７５、そしてケーブルオペレータと交信するための入出力インター７エイ ス７６から成っている。

データ受信器７１によって加入者から伝送されたディジタルチャ坏ル選択信七を 受信する。各データ受信器は８つの加入者を受け持ち、３個までのデータ受信器 を各ＣＤＵ中に設置でき゛る。従って、合計で２４の加入者にハブに設けられた 各ＣＤＵによってサービスの提供が行える。

加入者コントロールモジュール７２はマイクロプロセッサを基礎としたチャネル 選択制御ユニットである。１個のモジュールによって８つまでの加入者に命令に 作動することによ）サービスの提供を行なえる。

この命令を監視コントローラによってこの内部を回送する。この命令に゛はデー タ受信器から送信されたチャネル選択信号のみならず、種々のサービスに対する 許可／不許可の認可情報が含まれている。チャネル選択信号を受信すると、モジ ュール内のマイクロプロセッサによってこの信号をＥＰ　ＲＯＭに蓄積した信号 と比較して加入者の状況を決定する。このサービスが認可されたものであるなら ば、このモジュールのマイクロプロセッサによって、データおよびり四ツクビッ ト列の形態の適当な信号を梧・相ロックループ回路に送信して所望のチャネルな 得るようになる。また、このマイク鴛プ諺セクサによって、イネーブル信号（許 可信号）を発生し、これによって信号を適当表位相ロックルーゾ回路へ送給する ようにする。

この位相口、クループ回路はコンバータモジニール中に設けられている。このコ ンバータモジュールはプログラマブルチャネル選択ユニットであシ、これによっ て１個の加入者選択および認可チャネルならびに全体のＦＭバンドをアップリン ク光ファイバへ分配するものであシ、このファイバを経て加入者へ送信される。

加入者毎に１個のモジュールが必要となる。

第３Ｃ図で示すように、コンバータモジュールにはアップ７″ダウン・コンｉぐ 一夕８０が設けられておシ、これのスイッチングを中継ライン８１間で加入者か らの命令によって行なっている。この中継ラインの各々には最高８４個のビディ オチャネルが含まれておシ、これは周波数分割多重化されたフォーマットに積重 ねられている。モジュールへのチャネル選択および他の命令は加入者制御モジュ ールからシリアル形態で位相ロックルーゾ回路８３に送られる。この位相ロック ルーゾ回路によって必要な制御電圧を発生させて、アツｆ／ダウン・コンバータ の７００周波数をこれのデータ入力ライン上のチャネル選択命令に応答してセッ トする。増幅器８４および８５によってＦＭバンドならびに選択されたビディオ チャネルを強調する。自動利得制御８６によるＬＥＤドライブの制御のために、 チャネル９ 間のある程度のレベル変動にもかかわらず、特定の変調深さおよび性能レベルが 確保される。ビデイオおよびＦＭ信号をミキサ８７で合成すると共に、相互コン ダクタンス増幅器８８へ供給する。この増幅器８８によって必要な゛電圧−電流 変換を行なっている。既知の広帯域ＬＥＤ　８９　′ｆ：用いて、多重（ヒした ＴＶおよびＦＭ信号（周波数アップストリーム上の信号）を加入者へ送信する。

ハブ内のセントラル分配−ユニットの制御を加入者プログラムコントローラ（ｓ ｐｃ）で表示されるコンビ瓢−タシステムによって行なっている。このシステム の最少パージ、ンは２０．　ＯＯＯがら３０，０００の加入者をサポートし得る 能力がある。このＳＰＣを設けた為に、ケーブルオペレータによって、ビディオ の種々のレベルまたは段階ならびに郵便、電話、データ、ホームセキュリティ等 の情報サービスが与えられる。このことは、加入者の契約したサービスのレベル に応じて各加入者制御モジュールへ許可／不許可認可信号を供給することによっ て行われる。この８ＰＣＫよって、加入者がこのシステムを使用することによる 会計用の経理シよってこのシステムの使用に当って１回毎の観察料金および通常 のサービス料金が得られる。

第３図を再び参照し乍ら説明すると、ハブから伝送された光信号が加入者ユニッ トの光受信器５１によって受信され、これによって、適当な可視周波数の電気信 号に変換して、この変換信号を加入者の受像職またはラジオに送（Ｍする。

すべての光ファイバはそのバンド幅−長さ特性積のだめに、周知の制限されたバ ンド幅を有するので、この光ファイバの伝送特性のみを考慮するならば、ハブか ら加入者へのピディオ情報の伝送には可能々限シ低い周波数が好ましいものであ る。このことはベースバンド伝送（即ち、０〜４　ＭＩ（ｚの周波数バンドを意 味する）がΔＬまし込ものである。しかし乍ら、周知の逆周波数ノイズおよび他 のファクタのために、零Ｈｚ付近で動作させることは必ずしも実用的ではない。

この代シに、零からの小さな周波数オフセット、例えばＩＭＩ（ｚで伝送するこ とができ、この結果、ビディオ信号は１〜５　ＭＨｚ　ｉｆをカバーするように なる。このオフセット法は残留側波帯（ＶＳ　Ｂ　）技術として知られている。

しかしケーブルＴＶ分配システムにおいては、光ファイバの伝送特性に基因する 他のファクタを考慮する必要がある。従って、ベースバンドおよびＶＳＢ伝送に よって光ファイバの伝送特性を最高にすることができるが、これには比較的高価 な部品を加入者ユニットに設けて伝送されたキャリア周波数を商用ＴＶチャネル の１チヤネルに上けて変換する必要がある。このような複雑さを避けるために、 チャネル２（５４〜６０ＭＨｚ　）、チャネル３　（６０〜６６　ＭＨｚ　）ま たはチャネル４（６６〜７２　ＭＨｚ　）に相当するキャリア周波数を使用して ビガオ信号を伝送することが可能となる。このようガ高い周波数を利用すること によって光ファイバおよび光放射器にベースバンドまたはＶＳＢ周波数のときよ シかな）大きな負担をかけるようになるが、この高い周波数によって加入者ユニ ット内に高価な周波数コンバータを省略出来る効果が生れる。

従って追加の費用が認められるようなシステムにおいては、栄−スバンドおよび ＶＳＢ伝送周波数は好適なものとなる。しかし乍ら、大多数のケーブルＴＶ分配 システムではこのような追加の費用は認められないので、この結果、チャネル２ ，３および／または４の伝送周波数が好適なものとなる。ここで、これらのチャ ネ火を選択したことは最良なものである。その理由は、残シのＶＨＦチャネルは すべてこれよシ高い周波数であシ、更に光ファイバおよび光放射器に負担を掛け ることになる。

典型的な伝送フォーマットでは、チャネル３（６０〜６６　Ｍ）Ｔｚ’　）　ま たはチャネル４　（６６〜７２　ＭＨｚ　）の１つのＴＶチャネルおよび８８〜 １０８１ｖｌＨｚ　帯域における２０個のキｆヤリアから成るＦＭバンドをアッ プリンクファイバによって加入者へ伝送している。加入者ユニットからディジタ ルチャネル選択データをＮＲＺコードを用いて９．６　ｋｂ／ｓで下側に伝送す る。

ビディオ信号の伝送周波数によって加入者をハブへ接続するために使用する光フ ァイバのタイプを決定するものである。一般に、低い周波数の伝送にはステップ インデックスタイプのファイバを使用できる。垣に、チャネル２，３または４の ビディオ信号の伝送には低い開口数を有する特殊設計のステップインデックスフ ァイバを使用できる。例えば、開口数が０，１５±０．０２を有するステップイ ンデックスファイバによって５００ｍ位の伝送距離が実現する。長距離または高 周波情報信号用には、更に高価なグレーデッドインデックスファイバを使用する 必要がある。その理由としては、ステップインテックスファイバの開口数が更に 減少することによってマイクロベンディング損失（ｍｉｃｒｏｂｅｎｄｉｎｇ　 １ｏｓｓｅｓ）に対して感応しやすくなってしまうからである。

また更に、接続を好適に行なうために、大きなコアを有するファイバを用いるこ とが好ましいものである。即ち、光伝送コア直径が１５０μｍ以上で、望ましく は約２００μｍのファイバで、このファイバでは帯域幅−距離の積が４０　Ｍｌ （ｚ　−ｋｍ以上となるからである。

このような大きなコアを有するファイバの他の利点としては、安価な元コネクタ を使用できることである。

その理由はファイバの中心合せにおける許容誤差は大きなコアのものであれば実 質的に減少したものとなるからである。従って大きなコアのファイバの利点は、 伝送リンクが比教的短かい、例えば都市の高層住宅のような処におけるシステム の欠点を上回っている。

本発明によれば種々のタイプの光フアイバケーブルの広範囲な使用が可能となる 。例えば、２本の光ファイバを有するケーブルを採用でき、一方のファイバをハ ブから加入者への選択したピディオ信号の下降する方向への伝送に使用し、他方 のファイバを加入者からハブへの上昇する方向へのチャネル選択情報の伝送に使 用できる。このシステムを第３図に示す。

更に別の変形例として、上述のような下降方向および上昇方向への信号の伝送を 単一の光ファイバによって行々うとともできる。しかし乍ら、同一波長の光を両 方向の信号の流れに使用する場合には、双方向カッシラを伝送ラインの各端部に 設置する必要がある。

異った波長の光をこの信号の流れに使用する場合には、このシステムを適切に設 計することによって、僅か１個の双方向カップラを各ハブー加入者伝送ラインに 対して用すれば良い。短距離の場合には、余分な光ファイバのコストは双方向カ ッシラのコストよシ少ないものであるから、２フアイバケーブルが望ましｂもの となる。一方、長距離の場合には、双方向カップラを有する単一ファイバケーブ ルを使用する方がコストの点で有利となる。双方向光フアイバケーブルを採用し た２つのシステムを第４図および第５図に示し、以下詳述する。

本発す１ｊのシステムでは光ファイバおよび金属ワイヤの組み合せたものを用い たハイブリッドケーブルも使用できる。例えは、単一の光ファイバとこれと並行 した補強用の２本の金属ワイヤを有する光フアイバケーブルを使用できる。この ようなケーブルを伝送媒体として用いる場合には、降下方向のビディオ信号をフ ァイバラ社て伝送し、更に低周波のチャネル選択情報を２本の金属ワイヤを経て 伝送するようにする。短距離用には、スチールワイヤが適当であシ、長距離用に は、銅や銅りラッ°トスチールのような低抵抗の金属よ）製造したワイヤが好適 である。

第４図および第５図は、単一の双方向光フアイバケーブルを用いて加入者ユニッ トおよびハブを接続する場合の２つの伝送手段を図示している。第４図において 、異った波長の光信号の送受信用のユニットが表示されている。ハブのチェーナ （または加入者ユニットのキーｉ４ッド）から送信された電気信号を光送信器５ ２に伝送し、ここで対応する光信号を発生する。光信号源は既知のレーザおよび ＬＥＤ発光源のいづれかであシ、ＩｎＱａＡｓ　／イオードが好適である。

光受信器５３は以下のような半導体材料よシ成っている。即ち、この材料は、充 満した価電子帯と高空乏導電帯との間のエネルギバンドギャップが光受信器５２ によって発生された光信号の量子エネルギよシ大きな値を有するものである。こ のことによって受信器が送信器によって発生された光信号に対して透過するよう になる。従って、例えば受信器がシリコンＰＩＮフォトダイオードである場合に は、この受信器は０．８２μｍで伝送された光信号を受信するが、１．０６μｍ で伝送された信号に対しては透過するようになる。従って、加入者によって伝送 された信号よシ大きな波長を有すとによって、ハブ信号を、この光受信器を経て 光フアイバ中に不要な吸収なしで直接伝送できるようになる。

双方向カップラを加入者ユニット内に設ける必要があシ、これによってハブから 伝送した光信号を取出すようにする。勿論、この双方向カッシラを加入者ユニッ ト側に設置するよシ、ハブ側に設置することも可能である。

光受信器の採用するタイプは光信号源のタイプに依存するものである。ＩｎＧａ Ａｓ　ダイオードを光信号源として使用した場合には、本発明のシステムにおい てはシリコンＰＩＮフォトダイオードが最適である。このユニツ）によって受信 した光信号を光受信器５３によって集光し、これを電気信号に変換し、ハブの適 当な加入者制御モジュールまたは加入者ユニットの加入者のＴＶ受像器へ伝送す る。

同一波長の元信号がハブおよび加入者の両方によって伝送された場合には、２つ の双方向カッシラが必要となシ、一方をハブに、他方を加入者ユニットに設ける 。第５図で示すように、カップラ５４はファイバによって伝送したチャネル選択 信号をハブへおよび加入者へ伝送した情報信号を傍受し、これら信号を光受信器 ５５へ送給する。ここでこれら信号を電気信号に変換して７Ｊ１１人者制御モジ ュール（ハブ側）または加入者のＴＶ受像器（加入者ユニット〕へ送給する。ハ ブおよび加入者ユニットによって発生した元信号を各ユニット内のファイバへカ ップラにより−て送給する。

加入者からハブへ伝送される信号は極めて低いディジタル・ビット・レートで伝 送されるので、この信号は弱いものであると共にまだ適当に実施できるものであ る。従って、ハブ側の双方向カッシラは加入者ユニットへ伝送される信号の僅か な部分のみを傍受する必要があシ、一方、加入者ユニット側のカッシラはチャネ ル選択信号を導入するためにファイバにおいて比較的小さな傍受のみでよいよう になる。この為に、ビディオ信号を加入者へビームスジリット（分割）のために 、例えば５％（即ち、−１５ｄＢ）以下の最小の損失で伝送できるようになる。

このことによって、上昇方向および下降方向の伝送信号の流れに対して同一波長 を有する標準的な光放射器を採用するために、僅かな伝送劣化となる。

独立した光ファイバを光ファイバ・ケーブル内の上昇方向および下降方向の流れ に・対して使用した場合には勿論、双方向カップラまたは異った波長の光放射器 を用いる必要はない。このようなシステムにおいては、標準の光放射器および受 信器を信号の送受信用にファイバの対向端部に簡単に設定することができる。

前述したように、単一の双方向光フアイバケーブルや２本のファイバケーブルを 選択するのに一番大切なのは、経済性の問題であ夛、双方向ファイバは長距離に 亘っての伝送用に適している。

光フアイバネットワークの構成を決定するための更に別の重要なファクタとして は、このシステムｅ［置すべき環境条件である。例えば、都市部の典型的な高密 度居住地域では、複数ファイバ・バーチカル・ライザー・ケーブルおよび個々の ホーム・ラン・ケーブルとの組み合せが好適である。このような構成を第６図に 示す。パブ側のＣＤＵに含まれている各コンバータモジーールは分配ボックス９ ｏ中の光コネクタで終端される。バーチカルランケーブル９１は分配＆ツクスか ら開始すると共に、各階の接続？ツクス９２で終端される。ホーム・ラン・ケー ブル９３によって個々の加入者の宅内インターフェイスユニット９４　（Ｒ，１ ，Ｕ、）を接続ボックスに接続している。

第６ａ図および第６ｂ図はバーチカルライザーケーブル９１およびホームランケ ーブル９３の断面を表わす。このバーチカルライザーケーブルには、保護用ジャ ケット９６で被覆した２４本もの光ファイバ９５が含まれている。ホームランケ ーブルには保護用ジャケット９８で被覆した２本の光ファイバ９７が含まれてい る。補強用素子９９を保護用ジャケット中に埋設して更に類比することもできる 。

また、双方向性同軸ケーブルを用いることによってハブを個々の加入者にリンク 接続することもできる。

過去においては、導電性伝送通路を用いていた分配システムは対を成したワイヤ を用いていた。しかし乍ら、このワイヤ対によって伝送距離に限界があった。そ の理由は、減衰特性に劣化が存在すると共に、加入者局に等化量を設けて、送信 された信号の高周波成分のワイヤ対による大きな減衰を補償する必要があるから である。それに比べて同軸ケーブルは同程度の減衰をこうむるものではなく、ワ イヤ対に比べてはるかに好適なものである。従って、双方向性同軸ケーブルを有 する光フアイバネットワークを置換えることによって鴬本発明の分配システムは 非光学式システムに転用できるものである。本例においては、伝送ラインの１両 端部に双方向性カッシラを装着することによって、ノ・ブと加入者との間の二方 向伝送を可能にできる。

前述したように、ノ・ブから伝送された光信号を加入者ユニットで光受信器によ って受信し、電気信号に変換して加入者のＴＶ受像機に送給する。一般に、導電 性リンクは光受信器をＴＶ受像機に接続するのに必要である。この導電性リンク はこの長さが極めて電磁性ノイズの強い環境下で約１／２ｍより長いものである ならばアンテナとして作動するので、この光受信器をＴＶ受像機に十分に近接す ることが好ましく、この結果、導電性リンクは１／２　ｍ以下のものが必要で、 これによってこの受信器をこの受像機に接続できる。

前述した処よシ明らかなように、本発明の情報分配システムは極めて多様性に富 んだものである。ビディオ信号を個々の加入者へ送給できる手段はかシでガく（ この加入者は他の伝送される加入者とは別個のものである）、他の数多くのサー ビスを単一の光ファイバまたは双方向性同軸ケーブルを介して加入者へ提供でき るものである。各加入者は直接／・ブと相互作用することができ、これによって 所望のサービスのみを選択すると共にこれに対して支払うことが可能である。

更にまた、ハブ分配センタを採用することによってこのシステムの大きな拡張が 可能となシ、最低の費用でラインに追加の加入者を設置することが可能となる。

この理由は要求されるもののすべてはノ・ブと関連するものである。

また、本ジ。明のシステムの他の重要な特性は改造に対する防御である。即ち、 本願のものとは異った従来のＣＡＴＶシ不テムでは、利用可能なすべてのビデイ オチャネルを混合した形態で送信することによって改造を防止している（この信 号は不法な加入者によって混合でき力くなっている）。これに対して、本願のシ ステムによれば、チャネル迅択信号に応答すると共に、このイ、シしがハブの制 御ユニットによって認識された後においてのみ、１つのチャネルのみを加入者へ 伝送することができる。更にまた、このシステムにおける比較的高価な部品、即 ちＣＡＴＶチューナを、保設および保守を行なうセントラルロケーション中に設 置している。

また、本発明システムの追加的効果としては容易性がちシ、これには、ノｈブの 各セントラル分配ユニット中に内蔵されたミニコンピータのおかげで診断プログ ラムを追加できる。オプレータはノ・ブの各ミニコンピユータとインターフェイ スできるので、このノ蔦ブの各部分の作動を監視できる。最も重要なことは、所 望のザービス信号を加入者へ伝送するコン・々−タモジュールを監視できるので 、これによって高品質の信号を伝送できる。

以上詳述上た処によれば、単に本発明の一実施例を開示したにすぎず、当業者で あれば、これら実施例から種々の変形例や、回路の変更および省略や変換等を容 易に行なうことができることは明らかである。

ＦＩＧ、５ 分、つし士、〉２ス ＦＩＧ、６σ　ＦＩＧ、　６ｂ 手続補正書 昭和ず８年３月３日 特許庁長官　若　杉　孔・　夫　殿 １、事件の表示 ＰＣＴ／１Ｊｓ８２１０Ｑ６４１ 、発明の名称 情猟分配装置 ３、補正をする者 事件との関係　朽許出願人 タイムズクアイバー・コミュニケイションズ・・ｒンコ−：Ｊｅレテツド ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和５８年２月１日 ６、補正の対象 所定の書面（代表者の欄）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハブ分配センタと、 このハブ分配センタに光フアイバケーブルによって接続された複数個の個々の加 入者ユニットと、この個々の加入者ユニットの各々から前記光フアイバケーブル を介して前記ハブ分配センタへ伝送された光信号を前記ハブ分配センタで受信す る手段と、前記ハブ分配センタに設けられ、前記個々の加入者ユニットから前記 ハブ分配センタへ前記光フアイバケーブルを経て伝送された光信号に応答して、 異った特性周波数を有する複数個の情報信号から単一情報信号を選択し、この信 号を伝送周波数に変換すると共に、この信号を光信号として前記光フアイバケー ブルを介して個々の加入者ユニットへ伝送する手段と、前記個々の加入者ユニッ トの各々に設けられ、光信号を発生すると共に光フアイバケーブルを介して前記 ハブ分配センタへ伝送する手段と、 前記個々の加入者ユニットの各々に設けられ、前記ハブ分配センタから伝送され た前記光信号を受信する手段とを具えたことを特徴とする情報分配装置。 ２、前記情報信号がピディオ信号であることを特徴とする請求の範囲第１項記載 の情報分配装置。 ３、前記加入者ユニットの各々を少なくとも２本の光ファイバから構成された光 フアイバケーブルによりの範囲第１項ないし第２項のいずれかに記載の情報分配 装置。 ４、前記加入者ユニットの各々を単一の双方向性光ファイバから構成された光フ アイバケーブルによって前記ハブ分配センタに接続したことを特徴とする請求の 範囲第１項ないし舘２項のいずれかに記載の情報分配装置。 ５、前記加入者ユニットの各々を、少なくとも１本の光ファイバおよび少なくと も１本の金属ワイヤ対から構成された光フアイバケーブルによって前記ノ・プ分 配センタに接続したことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第２項のいずれか に記載の情報分配装置。 ６、更に追加のハブ分配センタを設け、この分配センタの各々を光フアイバケー ブルによって複数個の異なった加入者ユニットに接続したことを特徴とする請求 の範囲第１項ないし第２項のいずれかに記載の情報分配装置。 ７、前記ハブ分配センタに設けられ、前記個々の加入者ユニットの各々から伝送 された光信号を受信する前記手段に、複数個のフォトダイオードを設け、これら フォトダイオード内の１つのフォトダイオードによって、前記ハブ分配センタを 個々の加入者ユニットに接続する１本の光ファイバからの光信号を受信するよう にこれらフォトダイオードを配置したことを特徴とする請求の範囲第１項力いし 第２項のいずれかに記載の情報分配装置。 ８、前記フォトダイオードを半導体材料から製造し、この材料は、前記ハブから 個々の加入者ユニットへ伝送される光信号の量子エネルギよシ大きなエネルギバ ンドギャップを有し、このハブから個々の加入者ユニットへ伝送される前記光信 号を前記フォトダイオードを経て通過させ、このフォトダイオードによって、加 入者から送信され、個々の加入者をノ・プに連給する前記光フアイバケーブル中 に伝送する光信号を受信したことを特徴とする請求の範囲第７項記載の情報分配 装置。 ９、加入者が、前記個々の加入者ユニットから伝送された信号に応答して、情報 信号を受信し得るように決定する手段を前記ハブ分配センタに設けたことを特徴 とする請求の範囲第１項ないし第２項のいずれかに記載の情報分配装置。 １０、　前記ハブ分配センタに前記個々の加入者の経理的責任を記録する手段を 設けたことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第２項のいずれかに記載の情報 分配装置。 １１、　前記単一情報信号用の前記伝送周波数は約１〜５ＭＨｚの残留側波帯で 使用され、前記個々の加入者ユニットに、情報信号の伝送周波数をテレビジョン 受像機で受信可能な周波数に変換する手段を設けたことを特徴とする請求の範囲 紀１項ないし第２項のいずれかに記載の情報分配装置。 １２、前記単一情報信号用の前記伝送周波数にテレビジョン受像機で直接受信可 能な周波数を包含させたことを特徴とする請求の範囲第１項力いし第２項のいず れかに記載の情報分配装置。 １３、　前記個々の加入者ユニットに設けられ前記ハブ分配センタから伝送され た光信号を受信する前記手段を、１／２メータ以外の導電性材料によって前記受 信手段が加入者のテレビジョン受像機にリンク結合され得るように配置したこと を特徴とする請求の範囲第１項ないし第２項のいずれかに記載の情報分配装置。 １４、ａ）　少なくとも１個の加入者ユニットを具え、この加入者ユニットには ； １）加入者によって操作され、複数の利用可能なチャネルから単一ビディオチャ ネルをリクエストする電気信号を発生する押ボタンノ９ネルと、ｉθ　この押ボ タンパネルによって発生された信号に応答してディジタルビット信号列を発生す るようにプログラムされたマイクロプロセッサと、１１１）このマイクロプロセ ッサによって発生されたディジタルビット信号列を単一の電子的情報信号列に合 成する手段と、 ｉＶ）　この単一の電子的情報信号列を光信号に変換すると共に、この信号を光 フアイバケーブルを介して伝送する光送信器と、 ■）元ビディオ侶号を受信すると共に、この信号をテレビジョンによって観察し 得るｔ子的ビデイオ信号に変換する光受信器と、 ＶＤ　を源とが設けられ、更に、 ｂ）　各加入者ユニット用に分配ユニットを有するノ・ブ分配センタを具え、こ のノ）ブ分配センタには；１）前記加入者ユニットから伝送された光信号を受信 すると共に、この信号を電子的信号に変換する光受信器と、 １１）この電子的信号をシリアルデータおよびクロックディジタルピット信号列 に変換する手段と、１１１）このシリアルデータおよびクロックディジタルピッ ト信号列からリクエストされたビデイオチャネルを認識すると共に、各々が異っ た特性周波数を有する複数のチャネルからリクエストされたビディオチャネルを 選択するデコーダと、１■ノこの異った特性周波数の複数のチャネルを受信する と共に、このチャネルをその特性周波数から可視周波数へ変換するためのチー− すと、■）このチャネルを光信号へ変換すると共にこれを光フアイバケーブルを 介し、て前記加入者ユニットへ伝送する光送信器と、 ■Ｏを源とが設けられたことを％徴とするケーブルＴＶ放送装置。 １５、　前記押ボタンノやネルおよび前記マイクロプロセッサを一緒にキーバッ ド中に収納し、前記合成手段と前記光送信器と前記光受信器とを一緒に前記加入 者ユニットの宅内インターフェイスユニット内に収納したことを特徴とする請求 の範囲第１４項記載のケーブルＴＶ放送装置。 １６、　前記光フアイバケーブルを、約１５０μｍ以上の光透過性コア直径を有 する光ファイバよ多構成したことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１４項 のいずれかに記載の装置。 １７、　ハブ分配センタと、 このハブ分配センタに双方向性同軸ケーブルによって接続された複数個の個々の 加入者ユニットと、この加入者ユニットの各々から前記双方向性同軸ケーブルを 介して伝送された信号を前記ハブ分配センタで受信する手段と、 前記ハブ分配センタに設けられ、前記個々の加入者ユニットから前記双方向性同 軸ケーブルを経て前記ハブ分配センタへ伝送された信号に応答して、異った特性 周波数を有する複数個の情報信号から単−情報信号を選択し、この信号を伝送周 波数に変換すると共に、これを前記双方向性同軸ケーブルを経て個々の加入者ユ ニットへ伝送する手段と、 前記個々の刀ｎ人者ユニットの各々に設けられ、信号を発生すると共に前記同軸 ケーブルを経て前記ハブ分配センタへ伝送する手段と、 前記個々の加入者ユニットの各々に設けられ、前記ハブ分配センタから伝送され た前記信号を受信する手段とを具えたことを特徴とする情報分配装置。 １８、　前記情報信号をビディオ信号としたことを特徴とする請求の範囲第１６ 項記載の情報分配装置。 １９、既知のエネルギバンドギャップを有する半導体材料から構成され、光ファ イバの一端部に隣接して配置され、この元ファイバを介して伝送され＞”Ｃ光信 号を受信する光受信器と、 この光受信器に隣接して配置され、この光受信器を介して光信号を前記光フアイ バ中に伝送する光送信器とを具え、この光送信器によって伝送された前記光イ８ ゛号が、前記光受信器を構成する半導体のエネルギバンドギャップよシ小さな量 子エネルギを有するようにし、これによって光信号を太き表吸収を起こさせず前 記光受信器を通過させるようにした、光信号を単一の光フアイバ中を同時に伝送 および受信するための装置。 浄書（内容に変更なし）