JP2000049748A - マルチポイント対ポイント間通信システム - Google Patents

マルチポイント対ポイント間通信システム

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JP2000049748A JP11177550A JP17755099A JP2000049748A JP 2000049748 A JP2000049748 A JP 2000049748A JP 11177550 A JP11177550 A JP 11177550A JP 17755099 A JP17755099 A JP 17755099A JP 2000049748 A JP2000049748 A JP 2000049748A
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ジェイ． フォート，マイケル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混信保護可能な、マルチポイント対ポイント
間通信システムにおける多相フィルタリング方法を得
る。 【解決手段】 変調された少なくとも電話通信情報を有
する１周波数帯域幅内の複数個の変調された直交キャリ
アを受信し、前記複数個の変調された直交キャリアのセ
ットをフィルタリングして前記変調された直交キャリア
に対する混信保護を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信システムの分
野に関し、特に、マルチキャリヤにより電話情報を移送
する通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今、家庭および企業において見られる
２種類の情報サービスとして、テレビジョンもしくは画
像サービス、および、電話サービスがある。別の情報サ
ービスとしてはデジタルデータ転送があるが、殆どの場
合は電話サービスに接続されたモデムを使用して行なわ
れる。尚、以下において本明細書で言及する「電話通信
(telephony) 」という語句は、電話サービスおよびデジ
タルデータ転送サービスの両者を含むものとする。
【０００３】電話信号および画像信号の特性は異なり、
従って、電話通信ネットワークおよび画像ネットワーク
も別個に設計される。例えば、画像信号の帯域幅と比較
した場合、電話通信情報は比較的に狭い帯域を占めてい
る。更に、電話通信信号は低周波を利用しているが、Ｎ
ＴＳＣ基準による画像信号は５０ＭHzより高い搬送周波
数で伝送される。従って、電話伝送ネットワークは比較
的に狭帯域のシステムであり、該システムは可聴周波数
で作動すると共に通常は電柱の接続箱から引出されたツ
イスト・ワイヤにより加入者にサービスを提供してい
る。一方、ケーブルテレビジョンサービスは広帯域であ
ると共に種々の周波数の搬送波を混合する方法を用いる
ことにより、ＶＨＦを用いた従来のテレビジョン受信器
と互換性のある信号を達成している。ケーブルテレビジ
ョンシステム或いは画像サービスは、通常、ケーブルテ
レビジョン会社がシールドケーブルサービス接続を介し
て各家庭または各企業に提供している。
【０００４】電話通信サービスおよび画像サービスを単
一のネットワークに結合するひとつの試みが、バランス
（Balance ）に対して発行されると共に“光通信ネット
ワーク”と称された米国特許第4,977,593 号に記述され
ている。バランスは、中央局に配置された光源を備えた
受動型の光通信ネットワークを記述している。この光源
は、時分割式多重光信号を光ファイバで伝送し、この信
号は後で幾つかの独立したファイバサービス支局間の一
連の分配器により分割されるものである。このネットワ
ークでは、デジタルの音響データが同一の光経路を介し
て各支局から単一の中央局へと伝送される。バランスは
更に、ネットワークへデジタルマルチプレクサを介しケ
ーブルテレビジョン等のサービスを付加する上で更なる
波長を使用し得ることも示している。
【０００５】“ファイバ中枢(Fiber Backbone): 進化し
たケーブルテレビジョンネットワーク構造への提案”と
称されたチディック（James A. Chiddix）およびパング
ラック（David M.Pangrac ）による1988年のNCTAの技術
文書には、光ファイバ／同軸ハイブリッドケーブルによ
るケーブルテレビジョン（ＣＡＴＶ）システム構造が記
載されており、この構造は既存の同軸ＣＡＴＶネットワ
ーク上に構築されるものである。また、この構造は、既
存のＣＡＴＶ配信システムにおける多数の供給箇所に対
するヘッドエンドからの直接的な光ファイバ経路を利用
するものである。
【０００６】“光波伝送ラインを用いたＣＡＴＶ配電
網”と称されたピジョン（Pidgeon ）の米国特許第5,15
3,763 号には、複数の加入者に対してヘッドエンドから
広帯域の多重チャンネルＣＡＴＶ信号を配信するＣＡＴ
Ｖネットワークが記載されている。ヘッドエンドにおけ
る電気／光送信器およびファイバノードにおける光／電
気受信器は、広帯域ＣＡＴＶ電気信号に対応する光信号
を送受信する。また、ファイバノードからの配信は、電
気信号を同軸ケーブル伝送ラインで伝送することにより
得られている。このシステムでは、送信された広帯域Ｃ
ＡＴＶ信号の歪みを減少しているが、これは、ＣＡＴＶ
信号の広帯域の全てまたは一部を１オクターブよりも小
さい周波数範囲にブロック変換することにより行なわれ
ている。更に、“光波伝送ラインを用いたＣＡＴＶ配信
ネットワーク”と称されたピジョン（Pidgeon ）の米国
特許第 5,262,883号には、歪み減少システムが記述され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のネットワークに
は、ハイブリッド式の光ファイバ／同軸構造を含む種々
の構造上で広帯域の画像信号を伝送する種々のコンセプ
トが記述されているが、これらの文献のいずれにも、効
率的なコストで融通性に富んだ電話通信用の通信システ
ムは記述されていない。この点、斯かる通信システムで
は本来的に幾つかの問題が存在する。
【０００８】斯かる問題のひとつは、データを搬送する
為に使用される帯域幅を最適化することにより、この使
用された帯域幅が割当てられた帯域幅を越えない必要が
あることである。斯かる帯域幅に関する要件は特に、割
当帯域幅を越えない様に、リモートユニットにおける複
数の送信器を調節する必要がある、マルチポイント対ポ
イント間通信(multi-point to point communication)に
おいて特に重要である。
【０００９】第２の問題は、システムの電力消費量であ
る。即ち、通信システムでは、リモートユニットにてデ
ータ送信に使用される電力を最小化しなければならな
い。これは、送受信の為にリモートユニットにて使用さ
れる設備に対して、システムの伝送媒体上を配電された
電力が供給されるからである。更なる問題は、システム
に障害が生じ、マルチポイント対ポイント間システムの
ヘッドエンドとリモートユニットと間の通信が阻害され
ることである。例えば、ヘッドエンドから多数のリモー
トユニットへの伝送ラインが切断されると、多くのユー
ザへのサービスが停止される。また、この障害自体を復
旧した後でも、多くのリモートユニットに対するサービ
スを可及的に迅速に復旧させることが重要である。
【００１０】また、データの完全性即ちインテグリティ
(integrity) も追及せねばならない。即ち、内部および
外部からの混信はいずれも通信の質を低下させる。内部
混信は、システム上を移送されつつあるデータ信号間に
存在し、即ち、共通の通信リンク上を移送されるデータ
信号は相互間の混信し、データの完全性が損なわれるこ
とになる。また、外部源から到来する混信もデータ伝送
の完全性に影響を与え得る。例えば、電話通信ネットワ
ークでは、ＨＡＭ無線等の外部源により発生される“ノ
イズ”の影響を受け易い。斯かるノイズは間欠的である
と共に強度が変化することから、システム上をデータ移
送する方法では、斯かる混信の到来を修正または回避せ
ねばならない。
【００１１】以下の記述から明らかなように、これらの
問題および他の問題は、優れた通信システムの必要性を
示している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、マルチキャリ
ヤ電話通信移送を含むマルチポイント対ポイント間通信
システムを記述するものである。マルチポイント対ポイ
ント間通信システムは、ファイバ／同軸ハイブリッド配
信ネットワークを含む。ヘッドエンドターミナルは、フ
ァイバ／同軸ハイブリッド配信ネットワーク上の第１周
波数帯域幅内で下流制御データおよび下流電話通信情報
を下流に伝送すると共に、ファイバ／同軸ハイブリッド
配信ネットワーク上の第２周波数帯域幅内で上流電話通
信情報および上流制御データを受信する。ヘッドエンド
ターミナルは、ヘッドエンド・マルチキャリヤ・モデム
を含み、該モデムは、少なくとも、第１周波数帯域幅に
おける複数個の直交キャリヤ上の下流電話通信情報を変
調すると共に、少なくとも、第２周波数帯域幅における
複数個の直交キャリヤ上の上流電話通信情報を復調す
る。ヘッドエンドターミナルは更に、ヘッドエンド・マ
ルチキャリヤ・モデムに作用的に接続されたヘッドエン
ド制御器を含み、該制御器は、下流電話通信情報および
下流制御データの伝送を制御すると共に、上流制御デー
タおよび上流電話通信情報を制御する。このシステムは
更に少なくとも１個のサービスユニットを含み、サービ
スユニットの各々は少なくとも１個のリモートユニット
と連携されると共にファイバ／同軸ハイブリッド配信ネ
ットワークに作用的に接続され、第２周波数帯域幅にお
ける上流電話通信情報および上流制御データの上流伝送
と、第１周波数帯域幅における下流制御データおよび下
流電話通信情報の受信とを行なっている。サービスユニ
ットの各々はサービスユニット・マルチキャリヤ・モデ
ムを含み、該モデムは、少なくとも、ヘッドエンドにお
いて第２周波数帯域幅中で少なくとも１個の他のキャリ
ヤに対して直交する少なくとも１個のキャリヤ上の上流
電話通信情報を変調すると共に、少なくとも第１周波数
帯域幅中の複数個の直交キャリヤの帯域上で変調された
少なくとも下流電話通信情報を復調する。サービスユニ
ットの各々は、サービスユニット・マルチキャリヤ・モ
デムに作用的に接続されると共に、該サービスユニット
・マルチキャリヤ・モデムにより行なわれる変調及び復
調を制御するサービスユニット制御器をも含んでいる。
【００１３】他の実施例においては、第１周波数帯域幅
における複数個の直交キャリヤは、下流制御データを伝
送する少なくとも１個の制御チャネルと、下流電話通信
情報を伝送する複数個の電話通信情報チャネルとを含ん
でいる。更に、第２周波数帯域幅における複数個の直交
キャリヤは、上流制御データを伝送する少なくとも１個
の制御チャネルと、上流電話通信情報を伝送する複数個
の電話通信情報チャネルとを含んでいる。
【００１４】他の実施例においては、第１周波数帯域幅
における電話通信情報チャネル間に複数個の制御チャネ
ルが分散され、かつ、第２周波数帯域幅における電話通
信情報チャネル間に複数個の制御チャネルが分散されて
いる。更に他の実施例においては、前記少なくとも１個
のサービスユニットは、第２周波数帯域幅のひとつのチ
ャネル帯域内で上流電話通信情報および上流制御データ
を上流に伝送するサービスモデムを含み、前記チャネル
帯域は、当該サービスユニットが下流電話通信情報およ
び下流制御情報を受信する第１周波数帯域幅のチャネル
帯域の内のひとつに対応している。この代りに、前記少
なくとも１個のサービスユニットは、第２周波数帯域幅
の複数個のチャネル帯域内で上流電話通信情報および上
流制御データを上流に伝送するマルチサービスモデムを
含み、前記複数個のチャネル帯域は、当該サービスユニ
ットが下流電話通信情報および下流制御情報を受信する
第１周波数帯域幅の複数個のチャネル帯域に対応する。
【００１５】更に他の実施例においては、第１周波数帯
域幅の複数個の制御チャネルおよび第２周波数帯域幅の
複数個の制御チャネルの各々は、少なくとも１個の同期
チャネルを含んでいる。更に他の実施例においては、別
個のキャリヤに対して別個の変調技術が使用されてい
る。例えば、別個の電話通信チャネルに対して別個の変
調技術が用いられている。一方、前記システムに本来的
に存在する問題、特に、混信到来(ingress) の問題を取
り扱う通信システムに関しても記述する。この通信シス
テムはヘッドエンドターミナルと少なくとも１個のリモ
ートユニットとの間の配信ネットワークを含んでいる。
ヘッドエンドターミナルは、配信ネットワークに亙る第
１周波数帯域幅内の上流電話通信情報および上流制御デ
ータを受信する。ヘッドエンドターミナルはまた、この
周波数帯域内で複数個の直交キャリヤ上で変調された少
なくとも上流電話通信情報を復調するヘッドエンドマル
チキャリヤ復調器を含んでいる。この復調器は、複数個
の直交キャリヤ上で変調された少なくとも上流電話通信
情報をフィルタリングする少なくとも１個の多相フィル
タを含み、変調された複数個の直交キャリヤを混信到来
から保護している。ヘッドエンドターミナルはまた、ヘ
ッドエンドマルチキャリヤ復調器に作用的に接続されて
上流制御データおよび上流電話通信情報の受信を制御す
るヘッドエンド制御器をも含んでいる。該システムは更
に少なくとも１個のサービスユニット変調器を含み、該
サービスユニット変調器の各々は、前記周波数帯域内
で、ヘッドエンドターミナルにおいて少なくとも１個の
他のキャリヤに対して直交する少なくとも１個のキャリ
ヤ上の少なくとも上流電話通信情報を変調すべく、少な
くとも１個のリモートユニットと連携されて配信ネット
ワークと作用的に接続されている。このシステムはま
た、サービスユニット・マルチキャリヤ・モデムと作用
的に接続されて該サービスユニット・マルチキャリヤ・
モデムにより行なわれる変調を制御するサービスユニッ
ト制御器を含んでいる。
【００１６】更に他の実施例においては、前記周波数帯
域内の複数個の直交キャリヤは、自身上への電話通信情
報を変調した後に上流電話通信情報を伝送する複数個の
電話通信情報チャネルと、該複数個の電話通信チャネル
と連携して自身上への上流制御データの伝送を行なう少
なくとも１個の制御チャネルとを含んでいる。更に他の
実施例においては、前記少なくとも１個の多相フィルタ
は第１及び第２の多相フィルタを含んでいる。第１多相
フィルタは、第１の複数チャネルセットをフィルタリン
グして、該第１の複数チャネルセットの各チャネルセッ
ト内の第１複数個の少なくとも電話通信チャネルを通過
させる。第２多相フィルタは、第２の複数チャネルセッ
トをフィルタリングして、該第２の複数チャネルセット
の各チャネルセット内の第２の複数個の少なくとも電話
通信チャネルを通過させる。第１及び第２多相フィルタ
は相互にずれていて、第１及び第２の複数のチャネルセ
ットの少なくとも電話通信チャネルの全てが通過する様
にしている。別の実施例においては、多相フィルタは、
重なり合う少なくとも２個の多相フィルタを含んでい
る。
【００１７】更に他の実施例においては、前記復調器
は、複数個の直交キャリヤで変調された少なくとも上流
電話通信情報をフィルタリングして、不調に変調された
直交キャリヤの通過を阻止する為の、調節自在なノッチ
フィルタを含んでいる。更に、通信システムで多相フィ
ルタリングを行なう方法を記載する。該方法は、変調さ
れた電話通信情報を有する複数個の直交キャリヤを受信
する段階を含んでいる。複数個の直交キャリヤは、第１
及び第２の複数個の非隣接チャネルセットを含むもので
ある。第１の複数個の非隣接チャネルセットはフィルタ
リングされ、該第１の複数個の非隣接チャネルセットの
内の各チャネルセットにおける第１の複数個のチャネル
が通過せしめられる。また、第２の複数個の非隣接チャ
ネルセットはフィルタリングされ、該第２の複数個の非
隣接チャネルセットの内の各チャネルセットにおける第
２の複数個のチャネルが通過せしめられる。通過された
第２の複数個のチャネルは、第１の複数個の非隣接チャ
ネルセットをフィルタリングしたときに通過されなかっ
た該第１の複数個の非隣接チャネルセットのチャネルを
含んでいる。
【００１８】また、変調された複数個の直交キャリヤを
有する周波数帯域幅を受信する受信装置についても記載
する。少なくとも１個の多相フィルタによって、変調さ
れた直交キャリヤの複数のチャネルセットをフィルタリ
ングすることにより、前記周波数帯域幅に対する混信保
護を形成する。更に、配信ループ方法を活用したマルチ
ポイント対ポイント間通信システムについても記載す
る。本発明に従うこの通信システムは、配信ネットワー
ク上の第１周波数帯域幅内で下流制御データと下流電話
通信情報とを下流に伝送する配信ネットワークおよびヘ
ッドエンドターミナルを含んでいる。このヘッドエンド
ターミナルは、配信ネットワーク上の第２周波数帯域幅
内で上流電話通信情報および上流制御データを受信す
る。ヘッドエンドターミナルは更にヘッドエンド・マル
チキャリヤ・モデムを含み、該モデムは、少なくとも、
第１周波数帯域幅内の複数個の直交キャリヤ上の下流電
話通信情報を変調すると共に、少なくとも、第２周波数
帯域幅内の複数個の直交キャリヤ上で変調された上流電
話通信情報を復調する。ヘッドエンド・マルチキャリヤ
・モデムにはヘッドエンド制御器が作用的に接続され、
該ヘッドエンド制御器は、下流電話通信情報および下流
制御データの伝送を制御すると共に、上流制御データお
よび上流電話通信情報の受信を制御する。また、このシ
ステムは複数個のサービスユニットを含んでいる。各サ
ービスユニットは少なくとも１個のリモートユニットと
連携されると共に配信ネットワークに作用的に接続さ
れ、第２周波数帯域幅内の上流電話通信情報と上流制御
データとを上流に伝送し、且つ、第１周波数帯域幅内の
下流制御データと下流電話通信情報とを受信する。ま
た、各サービスユニットはサービスユニット・マルチキ
ャリヤ・モデムを含み、該モデムは、第２周波数帯域幅
内で少なくとも１個の他のキャリヤに対して直交する少
なくとも１個のキャリヤ上の少なくとも上流電話通信情
報を変調すると共に、第１周波数帯域幅内の複数個の直
交キャリヤの少なくとも１帯域上で変調された少なくと
も下流電話通信情報を復調する。各サービスユニットは
また、サービスユニット・マルチキャリヤ・モデムに作
用的に接続されたサービスユニット制御器を含み、該制
御器は、サービスユニット・マルチキャリヤ・モデムに
より行なわれる変調および復調を制御する。サービスユ
ニット制御器は、下流制御データ内でヘッドエンド制御
器から少なくとも１個のリモートユニットに対して伝送
された調節コマンドに応じて、少なくとも１個のローカ
ル伝送特性を調節する。ヘッドエンド制御器は更に検出
器を含み、該検出器は、少なくとも１個のリモートユニ
ットと連携されたサービスユニットモデムの少なくとも
１個のローカル伝送特性を検出すると共に、この検出さ
れた少なくとも１個のローカル伝送特性の関数として調
節コマンドを生成して、これを、前記少なくとも１個の
リモートユニットと連携されたサービスユニットに対し
て下流制御データ内で送信する。
【００１９】更に、ヘッドエンドとスキャン法を用いた
複数個のリモートユニットとを有する配信ネットワーク
を有する通信システムを記載する。このシステムは、第
１周波数帯域の複数個の領域内で変調された電話通信情
報を有する複数の変調済直交キャリヤをヘッドエンドか
ら送信する。前記領域の各々は、該領域と連携されると
共に制御情報変調を受けた少なくとも１個の制御チャネ
ルを有する。各リモートユニットにおけるスキャナは、
第１周波数帯域幅内の複数個の領域の各々をスキャンす
ると共に、複数個の領域の各々と連携された少なくとも
１個の制御チャネルに固定して、これにより、第１周波
数帯域幅のどの領域に対してリモートユニットを同調す
るか、第２周波数帯域幅内のどの領域内でリモートユニ
ットを伝送するかを決定するＩＤ（固有識別子）を検出
する。
【００２０】更に他の実施例においては、通信システム
はヘッドエンドと複数のリモートユニットとの間の配信
ネットワークを含んでいる。ヘッドエンドはヘッドエン
ドターミナルを含み、該ヘッドエンドターミナルは、第
１周波数帯域幅内の下流制御データおよび下流電話通信
情報を配信ネットワーク上で下流に送信し、かつ、第２
周波数帯域幅内の上流電話通信情報および上流制御デー
タを配信ネットワーク上で受信する。ヘッドエンドター
ミナルは、第１周波数帯域幅の複数個の領域内の複数個
の直交キャリヤ上の少なくとも下流電話通信情報を変調
する為のヘッドエンド・マルチキャリヤ・モデムを含ん
でいる。領域の各々における複数の直交キャリヤは、電
話通信情報を伝送する複数個の電話通信情報チャネルを
含み、領域の各々は制御データを伝送する少なくとも１
個の制御チャネルと連携している。ヘッドエンドターミ
ナルはまた、ヘッドエンド・マルチキャリヤ・モデムと
作用的に接続されたヘッドエンド制御器とを含み、該制
御器は、下流電話通信情報および下流制御データの送信
を制御すると共に、上流制御データおよび上流電話通信
情報の受信を制御する。該システムは更に複数個のサー
ビスユニットモデムを含み、該サービスユニットモデム
の各々は、少なくとも１個のリモートユニットと連携さ
れると共に配信ネットワークと作用的に接続され、第２
周波数帯域幅の複数個の領域の内の１個の領域において
上流電話通信情報および上流制御データを上流に送信
し、且つ、第１周波数帯域幅内の複数個の領域の内の１
個の領域において下流制御データおよび下流電話通信情
報を受信する。サービスユニットモデムの各々はスキャ
ナを含み、該スキャナは、第１周波数帯域幅内の複数個
の領域の各々をスキャンすると共に、複数個の領域の各
々における少なくとも１個の制御チャネルに固定して、
これにより、第１周波数帯域幅のどの領域に対してサー
ビスユニットモデムを同調させるか、第２周波数帯域幅
内のどの領域内でサービスユニットモデムを伝送するか
を決定するＩＤを検出する。
【００２１】本発明はまた、上述の如き障害によりシス
テムのユーザがサービスを受けられないとき等に、マル
チポイント対ポイント間通信システムにおけるヘッドエ
ンドと複数個のリモートユニットとの間の通信を確立す
る方法を記載する。この方法は、第１周波数帯域幅内の
複数個の領域内でヘッドエンドから複数個のリモートユ
ニットに情報を送信する段階を含む。領域の各々は少な
くとも１個の制御チャネルと連携している。伝送された
情報は、複数個のリモートユニットの内のｎリモートユ
ニットの各々に対応する識別情報を含んでいる。斯かる
情報は第１の所定期間において、ヘッドエンドから第１
周波数帯域幅の複数個の領域の内のひとつの領域の少な
くとも１個の制御チャネル上をｎリモートユニットに対
して周期的に伝送される。複数個のｎリモートユニット
の各々に対する識別情報は、他のｎリモートユニットに
対する識別情報に関して位相をずらして伝送される。ｎ
リモートユニットの各々においては、第１周波数帯域幅
内の複数個の領域の各々の少なくとも１個の制御チャネ
ルがスキャンされて、ｎリモートユニットの各々に対応
する識別情報を検出し、これにより、複数個の領域の内
で、ｎリモートユニットの各々がヘッドエンドから情報
を受信するために使用する特定の領域を識別する。
【００２２】ある実施例においては、領域は、ｎリモー
トユニットの各々が伝送されるべき第２周波数帯域幅に
おいて識別される。この方法は更に、第１の所定期間の
後の第２の所定期間中にヘッドエンドと通信するため
に、ｎリモートユニットの各々に対してシリアルに同期
を行なう段階を含む。前記方法を達成するための、ヘッ
ドエンドと複数個のリモートユニットとの間の配信ネッ
トワークを有するマルチポイント対ポイント間通信シス
テムでは、第１周波数帯域幅の複数個の領域内でヘッド
エンドから複数個のリモートユニットに対して情報を伝
送する手段を含んでいる。領域の各々は、少なくとも１
個の制御チャネルと連携している。この伝送手段は更
に、識別期間および同期の期間の第１の所定期間中に、
第１周波数帯域幅の複数個の領域の内の１個の領域の少
なくとも１個の制御チャネル上で、複数個のリモートユ
ニットのｎリモートユニットの各セットに対応する識別
情報を周期的に伝送する。複数個のｎリモートユニット
の各々に対する識別情報は、他のｎリモートユニットに
対する識別情報に関して位相をずらして伝送される。該
システムは更に、ｎリモートユニットの各々において、
第１周波数帯域幅内の複数個の領域の各々の少なくとも
１個の制御チャネルをスキャンしてｎリモートユニット
の各々に対応する第１の所定期間の間に識別情報を検出
し、これにより、ヘッドエンドから情報を受信すべくｎ
リモートユニットの各々が使用する複数個の領域の内の
特定の領域を識別する手段、を含んでいる。該システム
は更に、ｎリモートユニットの各々において、ヘッドエ
ンドターミナルにて第２周波数帯域幅内の少なくとも１
個の他のキャリヤに対して直交する第２周波数帯域幅内
の少なくとも１個のキャリヤに関する少なくとも上流電
話通信情報を変調すると共に、ヘッドエンドからの調節
コマンドに応じて少なくとも１個のローカル送信特性を
調節する手段、を含んでいる。該システムには更に、ヘ
ッドエンドにて、ｎリモートユニットの各々の少なくと
も１個のローカル送信特性を検出すると共に検出された
少なくとも１個の伝送特性の関数として調節コマンドを
生成してｎリモートユニットに伝送し、これにより、識
別及び同期期間の第２の所定期間中にｎリモートユニッ
トの各々の同期をシリアルに行なう手段、が含まれてい
る。
【００２３】マルチポイント対ポイント間通信システム
に付きものの問題の幾つか、特に、進入（ingress)に対
処すべき、チャネル監視方法に関しても記載する。本発
明のこの監視方法は、ビットの内の１個がパリティビッ
トである電話通信ｎビットチャネルを監視するものであ
る。ｎビットチャネルのパリティビットはサンプリング
され、このパリティビットサンプリングから確率ビット
エラー率が導出される。
【００２４】ある実施例においては、所定期間中の確率
ビットエラー率が、最低ビットエラー率を表す所定のビ
ットエラー率値と比較され、ｎビットチャネルが不調か
否かが決定される。不調なチャネルは次に、再割当てが
行なわれるか、あるいは、別の実施例では、チャネルの
伝送電力が増大されて不調が克服される。さらに他の実
施例における方法は、第１の所定期間中にｎビットチャ
ネルのパリティビットをサンプリングする段階と、第１
周波数帯域幅に亙るパリティビットのサンプリングから
確率ビットエラー率を導出する段階と、第１周波数帯域
幅に亙る確率ビットエラー率を所定のビットエラー率値
と比較してｎビットチャネルが不調か否かを決定する段
階と、もしｎビットチャネルが不調でなければ複数の連
続する期間に亙り確率ビットエラー率を蓄積する段階と
を備えて成る。
【００２５】更に他の実施例における方法は、ｎビット
チャネルのパリティビットをサンプリングする段階と、
第１の所定期間に亙るパリティビットのサンプリングか
ら確率ビットエラー率を導出する段階とを備えて成る。
第１周波数帯域幅に亙る確率ビットエラー率は第１の所
定ビットエラー率値と比較され、ｎビットチャネルが不
調か否かが決定される。また、第２の所定期間に亙るパ
リティビットのサンプリングからは確率ビットエラー率
が得られる。第２の所定期間は第１の所定期間より長い
が、それと同時に進行する。第２の所定期間に亙る確率
ビットエラー率は、第２の所定ビットエラー率値と比較
され、ｎビットチャネルが不調か否かが決定される。
【００２６】更に他の実施例において、少なくとも１個
の未割当電話通信チャネルを監視する方法では、少なく
とも１個の未割当電話通信チャネルを周期的に監視す
る。少なくとも１個のこの未割当電話通信チャネルに対
するエラーデータは蓄積され、且つ、このエラーデータ
に基づいて少なくとも１個の未割当電話通信チャネルに
対する割当てが行なわれる。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１に示された様に、本発明の通
信システム１０は、基本的にファイバ／同軸ハイブリッ
ド配信ネットワーク（ＨＦＣ）１１上で住宅用および企
業用の電気通信サービスを提供する様に設計された接続
式プラットフォームである。このシステム１０は、電話
通信および画像サービスの提供のコストに関して効率的
なプラットフォームである。電話通信サービスには、標
準的な電話通信、コンピュータデータ、及び／或いは、
遠隔測定(telemetry) が含まれる。更に、本システム
は、住宅加入者に対する既存のおよび新規のサービスに
適合し得る融通性に富んだプラットフォームである。
【００２８】ファイバ／同軸ハイブリッド配信ネットワ
ーク１１は、光ファイバ給電線を用い、中央局即ちヘッ
ドエンド３２から遠隔配置された配信ノード１８（以下
においては、光配信ノード（ＯＤＮ）と称する）に対し
て電話通信および画像サービスを提供する。これらのＯ
ＤＮ１８からは同軸ネットワークを介して加入者にサー
ビスが提供される。ＨＦＣ式の通信システム１０の使用
による利点は幾つかある。給電線内に配置されたファイ
バを活用することにより、システム１０はオプトエレク
トロニクスのコストを数百の加入者に振り分けている。
配信ポイントから各加入者に通ずる個別の銅線ループ
（“スター”式の配信手法）を用いる代りに、システム
１０では、各家庭に対して配信同軸支脈３０を通過さ
せ、加入者はサービスを受けるときにこの配信同軸支脈
３０に接続(tap) する、というバス形式を取っている。
また、システム１０では、ＲＦスペクトルの専用部分に
おいてさらに価格効果の高いＲＦモデム装置を用いて、
非画像サービスを変調して伝送することも可能である。
最後に、システム１０では、加入者に何ら装置を付加す
ること無く既存の同軸設備上で画像サービスを搬送する
事が可能である。これは、同軸配信リンクは既存のケー
ブル対応テレビジョンセットを直接的に駆動し得るから
である。
【００２９】当業者であれば、本明細書中に記載された
モデム移送アーキテクチャおよびアーキテクチャの機能
性並びに斯かるアーキテクチャを取り巻く操作内容を、
ファイバ／同軸ハイブリッド式ネットワーク以外の配信
ネットワークにても使用し得ることは明らかであろう。
例えば、同じ機能を無線システムに関して達成すること
も可能である。従って、本発明は、斯かるシステムをも
添付の請求の範囲に従って使用することを意図してい
る。
【００３０】システム１０は、電話通信移送に関する通
常の設備機能の全てを達成するホストデジタルターミナ
ル（ＨＤＴ）１２を含み、これらの機能とは、ネットワ
ークのインタフェース、同期、ＤＳＯグルーミング(DS0
grooming)、操作、管理、メンテナンスおよび貸与（Ｏ
ＡＭ＆Ｐ）インタフェースなどであり、且つ、該ターミ
ナルは、回線網と、情報を統合サービスユニット（ＩＳ
Ｕ）１００等の加入者側インタフェース装置に対して／
から搬送する移送システムとの間のインタフェースを含
んでいる。統合サービスユニット（ＩＳＵ）１００は家
庭用統合サービスユニット（ＨＩＳＵ）６８或いは統括
(multi user)統合サービスユニット（ＭＩＳＵ）６６で
あるが、これは集合住宅用統合サービスユニットとは異
なる企業用統合サービスユニットを含んでも良く、ま
た、ＩＳＵ１００は、全ての加入者側インタフェース機
能を実現すると共に、切換えられたネットワークに対し
て／から情報を搬送する移送システムに対してインタフ
ェースを行なう。本発明のシステムにおいては、ＨＤＴ
１２は通常は中央局に配置され、各ＩＳＵ１００はフィ
ールド内で遠隔配置されると共に種々の位置に分散され
ている。ＨＤＴ１２およびＩＳＵ１００は、ファイバ／
同軸ハイブリッド配信ネットワーク１１を介してマルチ
ポイント対ポイント間の形状に接続されている。本発明
のシステムにおいては、ＨＦＣ配信ネットワーク１１上
で情報を移送するに必要なモデム機能は、ＨＤＴ１２お
よびＩＳＵ１００の両者におけるインタフェース設備に
より達成される。斯かるモデム機能は、直交式周波数分
割多重化(orthogonal frequencydivision multiplexin
g)により達成される。次に、図１、図３および図６を参
照して前記通信システムを概略的に説明する。システム
１０の主要構成要素は、ホストデジタルターミナル（Ｈ
ＤＴ）１２と、画像ホスト配信ターミナル（ＶＨＤＴ）
３４と、電話通信下流送信器１４と、電話通信上流受信
器１６と、光配信ノード１８を含むファイバ／同軸ハイ
ブリッド（ＨＦＣ）配信ネットワーク１１と、リモート
ユニット４６と連携された統合サービスユニット６６、
６８（図６にＩＳＵ１００として概略的に示している）
とを含んでいる。ＨＤＴ１２は、（幹線２０として示さ
れた）回線網と、電話通信情報の移送を行なうＨＦＣ配
信ネットワークへのモデムインタフェースとの間の電話
通信インタフェースを提供する。電話通信下流送信器１
４は、図３に示された様に、ＨＤＴ１２の同軸ＲＦ下流
電話通信情報出力２２の電気／光変換を行ない、冗長下
流光フィーダライン２４に伝送する。電話通信上流受信
器１６は、冗長上流光フィーダライン２６上の光信号を
光／電気変換を行ない、ＨＤＴ１２の同軸ＲＦ上流電話
通信情報入力２８に電気信号を加える。光配信ノード(
ＯＤＮ) １８は、光フィーダライン２４および２６と、
同軸配信支脈３０との間のインタフェースを提供してい
る。ＯＤＮ１８は下流画像と電話通信とを同軸配信支脈
３０上に結合するものである。而して、統合サービスユ
ニットは、同軸配信ネットワークに対するモデムインタ
フェースと、加入者に対するサービスインタフェースと
を提供するのである。
【００３１】ＨＤＴ１２およびＩＳＵ１００は、電話通
信移送システムの変調−復調（モデム）機能を達成する
ものである。ＨＤＴ１２は、図３に示される少なくとも
１個のＲＦＭＣＣモデム８２を含み、且つ、ＩＳＵ１０
０の各々は図６に示されたＲＦＩＳＵモデム１０１を含
んでいる。ＭＣＣモデム８２およびＩＳＵモデム１０１
は多重キャリヤＲＦ伝送技術を用いて、ＨＤＴ１２とＩ
ＳＵ１００との間でＤＳ０＋チャネル等の電話通信情報
を移送する。この多重キャリヤ技術は、システムの帯域
幅を、夫々が情報チャネルとなる複数のキャリヤに分割
するという直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）に基づい
ている。多重キャリヤ変調は、時分割多重化情報データ
を用いてそれを周波数分割多重化データに転換する技術
と見做すことが出来る。多重キャリヤ上のデータの生成
および変調は、各データチャネルに関して直交転換を用
い、デジタル的に実施される。受信器は、サンプリング
した波形のセグメントに関して逆転転換を行なうことに
よりデータの復調を行なう。尚、この多重キャリヤはス
ペクトル的に重なり合っている。しかし乍ら、転換の直
交性の結果として、各キャリヤ内のデータは他のキャリ
ヤからの干渉を殆ど受けずに復調され、従って、移送さ
れたデータ信号間の混信を減少することが出来る。ま
た、多重キャリヤ伝送によれば、特にマルチポイント対
ポイント間システムの上流通信において必要とされる伝
送帯域幅の有効活用が実現される。更に、多重キャリヤ
変調によれば、複数の多重データストリームにアクセス
する効率的な手段が提供されると共に、アクセスされる
べき帯域の任意の部分が斯かる多重情報を抽出すること
ができ、また、比較的に長い記号時間(symbol times)を
有する結果として電波雑音に対する優れたノイズ耐性を
実現し、しかも、不調となったキャリヤを識別してこれ
らのキャリヤにはデータ伝送を禁止することにより狭帯
域干渉を効率的に排除する手段が提供され得る（このよ
うなチャネル監視および保護の詳細に付いては後述す
る）。本質的に、この電話通信移送システムは、混信し
て性能が低下したキャリヤの使用を取り止め、伝送品質
目標を満足するキャリヤのみを使用することが出来る。
【００３２】更に、ＯＤＮ１８は、下流画像情報を電話
通信情報と組合せて同軸配信支脈３０に伝送する。幹線
２０により概略的に示す既存の画像サービスからの画像
情報は、ヘッドエンド３２により受信されて処理され
る。ヘッドエンド３２即ち中央局は、画像データインタ
フェース用の画像ホスト配信ターミナル３４（ＶＨＤ
Ｔ）を含んでいる。ＶＨＤＴ３４には、配信ネットワー
ク１１のＯＤＮ１８を介してリモートユニット４６に画
像情報を送受信する光送信器が連携されている。
【００３３】図３および４に示すＨＤＴ１２の電話通信
送信器１４は、下流電話通信伝送用に２個の送信器を含
んで、伝送された電話通信データを保護している。これ
らの送信器は一般的でかつ比較的に安価な狭帯域レーザ
送信器である。もし一方の送信器が適切に作動していれ
ば他方は待機するが、作動中の送信器の故障が検出され
ると同時に伝送は待機送信器側に切り替えられる。これ
と対照的にＶＨＤＴ３４は広帯域のアナログＤＦＢレー
ザ送信器であることからＨＤＴ１２の送信器と比較して
相対的に高価なものである。従って、電話通信データと
異なり重要でないサービスである画像情報の保護は行な
われていない。ここで、電話通信データ伝送を画像デー
タ伝送から分割したからこそ、電話通信データに対する
保護のみを行い得るのである。もし、画像情報および電
話通信データが高価な広帯域アナログレーザにより１本
の光ファイバ上を伝送されたとすれば、経済的な見地か
ら電話通信サービスの保護は厳しくなる可能性もある。
従って、斯かる伝送を分割することは重要である。
【００３４】図１を更に参照するに、画像情報は光ファ
イバライン４０を介して下流の分配器３８に光学的に伝
送され、該分配器３８は、光画像信号を分割して複数の
光ファイバライン４２を介して複数の光配信ノード１８
に伝送する。ＨＤＴ１２と連携された電話通信送信器１
４は、光学電話通信信号を光ファイバフィーダライン４
２を介して光配信ノード１８に伝送する。これらの光配
信ノード１８は光画像信号および光電話通信信号を変換
して電気出力として、ファイバ／同軸ハイブリッド（Ｈ
ＦＣ）配信ネットワーク１１の同軸配信部分を介して複
数個のリモートユニット４６に伝送する。電気的な下流
画像信号および電話通信信号は、ＨＦＣネットワーク１
１の同軸配信部の内の複数個の同軸支脈３０および同軸
タップ４４を介してＩＳＵに配信される。
【００３５】図６に概略的に示される如く、リモートユ
ニット４６はＩＳＵ１００と連携されているが、該ＩＳ
Ｕは、電話機およびデータ端子などの電話通信情報を含
む上流電気データ信号を伝送する手段を含むが、これに
加え、以下に説明するセットトップボックス４５からの
セットトップボックス情報を伝送する手段を含んでも良
い。上流電気データ信号は複数個のＩＳＵ１００によ
り、ＨＦＣ配信ネットワーク１１を介してこれらＩＳＵ
に接続された光配信ノード１８に与えられる。光配信ノ
ード１８は、上流電気データ信号を上流光データ信号に
変換し、光ファイバフィーダライン２６上でヘッドエン
ド３２に向けて伝送する。
【００３６】図２は、光画像信号および光電話通信信号
をヘッドエンド３２から光配信ノード１８に伝送する代
替実施例を概略的に示しており、この実施例のＨＤＴ１
２およびＶＨＤＴ３４は同一の光送信器および同一の光
ファイバフィーダライン３６を使用している。ＨＤＴ１
２およびＶＨＤＴ３４からの信号は結合されてヘッドエ
ンド３２から分配器３８に光的に伝送される。結合され
た信号は次に分配器３８により分離され、４個の分離信
号が光配信ノード１８に与えられ、同軸配信支脈３０お
よび同軸タップ４４によりリモートユニットに配信され
る。ＯＤＮ１８からの戻り光電話通信信号は分配器３８
にて結合されてヘッドエンドに提供される。但し、上述
した如く、此処で使用された光送信器はその広帯域性能
により比較的に高価であることから、本質的な電話通信
サービスに対して保護を与え得る可能性は低くなる。
【００３７】尚、当業者であれば、図１に示すようにフ
ァイバフィーダライン２４、２６が４本のファイバを含
み、その内の２本は下流電話通信送信器１４からの下流
伝送を行ない、他の２本は上流電話通信受信器１６に対
して上流伝送を行なうことは理解されよう。但し、方向
性カプラを使用すれば、斯かるファイバの本数は半分に
することが出来よう。更に、当業者には知られた如く、
使用された保護送信器及びファイバの個数は変更し得る
ものであり、かつ、列挙した個数は添付の請求の範囲に
記載された本発明を制限するものではない。
【００３８】次に、本発明を更に詳述する。説明の第１
の部分は主に画像移送を取扱い、残りの部分は主に電話
通信移送に関している。画像移送 通信システム１０は、画像及び電話通信サービスプロバ
イダから幹線２０を介して画像および電話通信情報を受
信する。ヘッドエンド３２は複数個のＨＤＴ１２および
ＶＨＤＴ３４を含んでいる。ＨＤＴ１２はＴ１、ＩＳＤ
Ｎなどの電話通信情報または他のデータサービス情報を
電話通信サービスプロバイダと交信する為のネットワー
クインタフェースを含むが、斯かる通信は幹線２０によ
り概略的に示されている。ＶＨＤＴ３４は、ケーブルＴ
Ｖ画像情報および双方向性データなどの画像情報を加入
者が画像サービスプロバイダと交信する為の画像ネット
ワークインタフェースを含むが、斯かる通信も幹線２０
により概略的に示されている。
【００３９】ＶＨＤＴ３４は、画像光ファイバフィーダ
ライン４０を介して下流光信号を分配器３８に伝送す
る。受動的な光分配器３８は、効率的に下流高帯域幅光
画像信号を４個、コピーする。複製された下流光画像信
号は、対応接続された光配信ノード１８に配信される。
この下流画像信号は４重に複製されてはいるが、当業者
であれば、適宜な分配器により任意の数の複製を行ない
得ると共に本発明が特定の数に限定されるものでない事
は容易に理解されよう。
【００４０】前記分配器は、高価な広帯域の光／電気変
換ハードウエアを使用すること無く広帯域光信号を分離
することができる受動手段である。光信号分配器は当業
者に良く知られており、グールド社（Gould,Inc.）等の
多数の光構成要素メーカーから入手可能である。但し、
能動的分配器を代用することも可能である。更に、光配
信ノードの個数を増大し、単一のヘッドエンドによりサ
ービスを行なうリモートユニットの個数を増加するため
に、受動または能動分配器をカスケードチェーンにすれ
ば複製された光信号の数を更に増加することができよ
う。斯かる変更例もまた、添付の請求の範囲に記載され
た本発明の意図する処である。
【００４１】ＶＨＤＴ３４は、中央局、ケーブルＴＶヘ
ッドエンド或いはリモートサイトに配置され得ると共
に、約１１２個までのＮＴＳＣチャネルを放送すること
が可能である。ＶＨＤＴ３４はまた、現在において本願
発明の譲受人の子会社であるアメリカンライトウエーブ
システム社（American Lightwave Systems, Inc.）から
入手可能なLiteAMp （登録商標）システムの伝送システ
ムの様な、伝送システムを含んでいる。画像信号は1 ３
００ナノメータレーザ源による振幅変調により光学的に
伝送されるが、これは信号を受信するのと同一の周波数
にて行なわれる（即ち、光伝送は、ＲＦ画像信号により
変調されたテラ・ヘルツの光キャリヤである）。下流画
像伝送帯域幅は約５４〜７２５ＭHzである。画像信号の
光伝送に対し、受信したときの画像信号の周波数と同一
の周波数を使用することの利点は、変換費用を抑えなが
ら高帯域幅伝送を提供し得ることである。この様に同一
の周波数で伝送するという試みが意味する処は、下流変
調が光／電気変換、あるいは、フォトダイオードによる
おそらくは振幅の比例変換を必要とするが、周波数変換
は不要となることである。更に、サンプルデータ帯域幅
縮小が無く分解能損失も殆ど無い。
【００４２】図５に更に詳細に示された光配信ノード１
８は、光ファイバフィーダライン４２上の分配器３８か
ら、分離された下流光画像信号を受信する。下流光画像
信号は、光配信ノード１８の下流画像受信器４００に加
えられる。ここで使用された光画像受信器４００は、Am
erican Lightwave Systems, Inc.のLite AMp（登録商
標）製品ラインから入手可能なものである。画像受信器
４００からの変換信号はフォトダイオードを用いて比例
変換され、下流電話通信受信器４０２からの変換電話信
号と共にブリッジ増幅器４０３に印加される。このブリ
ッジ増幅器４０３は４重の下流電話通信および画像電気
信号をダイプレクスフィルタ４０６に同時に印加する
が、該フィルタは、上流および下流伝送の為に２個の異
なる周波数帯域幅の信号が使用されたときに送信および
受信機能を分割することにより完全な二重通信動作を行
うことができる。また、ＯＤＮ１８においては、画像信
号あるいは下流電話通信信号に関して周波数変換は行な
われず、これらの信号はＯＤＮからＨＦＣ配信ネットワ
ーク１１の同軸部を介し、ＯＤＮ１８で受信したのと同
一の周波数帯域幅でリモートユニットへと引き渡され
る。
【００４３】ＯＤＮ１８が下流光画像信号を受信して其
処で下流電気画像信号に変換した後、ＯＤＮ１８の４個
の出力は、ＨＦＣ配信ネットワーク１１の同軸部分の４
個の同軸支脈３０に印加され、下流電気画像信号をリモ
ートユニット４６に伝送する。斯かる電気画像信号の伝
送は、約５４〜７２５ＭHzの帯域幅内で行なわれる。Ｏ
ＤＮ１８の各々は複数個の同軸支脈３０に伝送を行なう
が、添付の請求の範囲に記載した如く本発明は任意の数
の出力を意図している。
【００４４】図１に示された如く、同軸ケーブル支脈３
０の各々は、膨大な数のリモートユニット４６に対し、
複数の同軸タップ４４を介して下流電気画像および電話
通信信号を提供する。これらの同軸タップは当業者が熟
知しており、電気信号の受動双方向性ピックオフとして
作動するものである。各同軸ケーブル３０には、多数の
同軸タップ４４が直列に接続される。更に、ＨＦＣ配信
ネットワーク１１の同軸部分は、任意の数の増幅器を使
用し、斯かる配信ネットワーク１１の同軸部分を通じて
送信されるデータの距離を伸ばしても良い。
【００４５】同軸タップ４４からの下流画像信号は、リ
モートユニット４６に提供される。また、同軸タップ４
４からの画像信号はＨＩＳＵ６８に提供されるが、これ
は図６のＩＳＵ１００のブロック図により示されてい
る。このＩＳＵ１００にはタップ４４から下流電気画像
および電話通信信号が提供され、次にダイプレックスフ
ィルタ１０４に印加される。下流電気画像および電話通
信信号はダイプレックスフィルタ１０４を介してイング
レスフィルタ１０５およびＩＳＵモデム１０１の両者に
引き渡される。下流信号はまた、イングレスフィルタ１
０５により任意のセットトップボックス４５を介して画
像装置４７に引き渡される。ダイプレックスフィルタ１
０４からＩＳＵモデム１０１に印加された下流電気電話
通信信号は、以下に詳述する様に処理される。
【００４６】イングレスフィルタ１０５は、リモートユ
ニット４６の画像装置に印加される信号を、電話あるい
はコンピュータ端子等の他のユーザ機器に提供された信
号の混信から保護する。即ち、イングレスフィルタ１０
５は画像信号は通過させるが、画像装置により使用され
ない周波数はブロックするのである。画像装置により使
用されない周波数をブロックすることにより、少なくと
もネットワークから同一のリモートユニットに対して提
供される他のサービスと混信する漂遊信号は除去され
る。
【００４７】セットトップボックス４５はリモートユニ
ット４６における任意構成要素である。また、セットト
ップボックス４５からの双方向性画像データは、画像サ
ービスプロバイダにより提供された付加的な別体ＲＦモ
デムにより、約５ＭHz〜４０ＭHzの帯域幅内の比較的低
い周波数にて伝送される。斯かる周波数は、上流及び下
流の電話通信データと、下流画像信号との移送に使用さ
れるものであってはならない。
【００４８】ＭＩＳＵ６６に対して、同軸タップ４４か
らの別体の同軸ラインを用いて、同軸タップ４４からの
画像信号をセットトップボックス４５に提供し、このよ
うにして下流画像信号を画像装置４７に提供する。図６
に示されたイングレスフィルタ１０５は破線で示された
如く、ＭＩＳＵ６６の一部ではない。ＶＨＤＴ３４の代
替実施例では、他の変調および混合メカニズムあるいは
技術を用いて画像信号の周波数をシフトさせ、または、
情報をコード化フォーマットで伝送する他のエンコード
方法を使用することが出来る。デジタル画像データを伝
送する技術及びメカニズムの他にも、アナログ画像デー
タを伝送する為の斯かる技術およびメカニズムは当業者
に熟知された処であり、従って、添付の請求の範囲に記
載された本発明の精神および範囲に従うことが意図され
る。
【００４９】電話通信移送 図３を参照するに、ＭＣＣモデム８２によりキャリヤ上
で変調された電話通信情報、および、ＩＳＵの操作およ
び制御データ（以下では単に制御データと称する）は、
同軸ライン２２を介してＨＤＴ１２および電話通信下流
送信器１４間で伝送される。ＩＳＵ１００によりキャリ
ヤ上で変調された電話通信情報および制御データは、電
話通信上流受信器１６で受信されると共に、同軸ケーブ
ルライン２８を介してＭＣＣモデム８２に通信される。
電話通信下流送信器１４および電話通信上流受信器１６
は、夫々、光ファイバフィーダライン２４および２６を
介し、各々の対応光配信ノード１８との間で電話通信情
報および制御データを送受信する。制御データは、シス
テム１１の電話通信サービスを提供するための全ての操
作、管理、メンテナンス及び貸与（ＯＡＭ＆Ｐ）、並び
に、ＨＤＴ１２とＩＳＵ１００との間で電話通信情報を
移送するに必要な他の制御データを含み得る。
【００５０】図３には、ＨＤＴ１２のブロック図が示さ
れている。ＨＤＴ１２に含まれるのは以下のモジュール
である：８個のＤＳ１ユニット( ＤＳ１Ｕ）（７個の４
分ＤＳ１ユニット４８および１個の保護ユニット５
０）、１個の保護切換／テスト変換ユニット（ＰＳＴ
Ｕ）５２、２個のクロック／タイムスロット相互接続ユ
ニット（ＣＴＳＵ）５４（１個が作動し、１個は待機／
保護ユニット）、６個の同軸マスタユニット（ＣＸＭ
Ｕ）５６（３個が作動し、３個は待機／保護ユニッ
ト）、２個のシェルフ制御ユニット（ＳＣＮＵ）５８
（１個が作動し、１個は待機／保護ユニット）、及び、
２個の電源ユニット（ＰＷＲＵ）６０（中央局の電源か
ら適切なＨＤＴ電圧を提供する２個の付加分担ユニッ
ト）。
【００５１】ＨＤＴ１２は、通信システム１０の電話通
信移送の通常の設備機能を全て備えている。通常、ＨＤ
Ｔ１２は中央局に配置されると共にローカルのデジタル
スイッチまたはデジタルネットワーク構成設備と直接的
にインタフェースを行なう。また、ＨＤＴはネットワー
クインタフェース６２に全ての電話通信情報を提供す
る。各ＨＤＴはネットワークインタフェース６２にて最
大６７２個のＤＳ０チャネルを表す２乃至２８個のＤＳ
Ｘ−１入力に適合している。
【００５２】ＨＤＴ１２はまた、システム１１内の電話
通信移送の全ての同期を提供する。更に、ＨＤＴ１２は
以下の３個の同期方式の内の任意の方式で作動し得る：
外部タイミング方式、ラインタイミング方式、或いは、
内部タイミング方式。外部タイミング方式は、ＨＤＴ１
２が配置される中央局から供給される擬似統合基準タイ
ミングに対して同期を取るものである。ラインタイミン
グ方式は、ローカルデジタルスイッチから通常得られる
ＤＳＸ−１信号からの回復クロックに同期するものであ
る。また、内部タイミング方式は、ＨＤＴが何らの有効
な基準入力を欠く場合に自身で同期を保持するという自
由作動あるいはホールドオーバー作動方式である。
【００５３】ＨＤＴ１２は更に、四分の一ＤＳ０グルー
ミング性能を提供すると共に、４０９６Ｘ４０９６のフ
ルアクセス且つ無閉塞の四分の一ＤＳ０（１６kbps）交
差接続性能を提供する。これにより、ＤＳＸ−１ネット
ワークインタフェース６２における任意のタイムスロッ
トから、ＩＳＵ１００によりサービスを受ける任意の加
入者に対してＤＳ０および四分の一ＤＳ０（ＩＳＤＮ
“Ｄ”チャネル）がルーティングされる。
【００５４】ＨＤＴ１２は更に、ＭＣＣモデム８２を含
むＨＦＣ配信ネットワーク１１上の電話通信移送に必要
なＲＦモデム機能をも提供する。ＨＤＴ１２は、ＨＦＣ
配信ネットワーク１１にモデムインタフェースを提供す
る３個までの能動ＣＸＭＵ５６に適合し、能動ＣＸＭＵ
５６の各々の一対一(one-for-one) 保護を提供してい
る。
【００５５】ＨＤＴ１２は、マルチポイント対ポイント
間通信システム１１の多くのＩＳＵの制御および通信を
含む電話通信移送システムを調整するものである。ＨＤ
Ｔ１２モジュールは各々が機能を達成する。ＤＳ１Ｕモ
ジュール４８はデジタルネットワークおよびＤＳＸ−１
端子のインタフェースを提供する。ＰＳＴＵ５２は、故
障したＤＳ１Ｕモジュール４８に対して保護ＤＳ１Ｕ５
０を切換えることにより、ＤＳ１Ｕ装置の保護を与え
る。ＣＴＳＵ５４は、四分の一ＤＳ０タイムスロットグ
ルーミング性能および全てのシステム同期機能を提供す
る。ＣＴＳＵ５４はまた、システム内の全ての発呼処理
の調整をも行なう。更に、以下に詳述するＣＸＭＵ５６
はＨＦＣ配信ネットワーク１１上でＯＦＤＭ電話通信移
送のモデム機能及びインタフェースを提供し、一方、Ｓ
ＣＮＵ５８は全体の通信システムの操作を管理して電話
通信移送に対する全てのＯＡＮ＆Ｐ機能を提供する。殆
どの提供要求処理はＳＣＮＵ５８により行なわれる。
【００５６】下流電話通信送信器 図４に示す下流電話通信送信器１４は、電話通信情報お
よび制御データを搬送するＨＤＴ１２の有効なＣＸＭＵ
５６から同軸ＲＦ出力２２を取出すと共に、出力２２を
下流電話通信伝送信号内に結合する。また、光伝送に必
要とされる電気／光変換ロジックは、ＨＤＴ１２内では
なくスタンドアロンの下流電話通信送信器１４内で実行
され、コスト的に一層効率的な移送ソルーションが提供
される。この機能を別体の構成要素中に置いたことによ
り、この機能に要する費用がＨＤＴ１２のＣＸＭＵ５６
の各々において重複する必要がなくなる。これにより、
ＣＸＭＵ５６機能のコストは減少し、且つ、ＣＸＭＵ５
６をファイバの代りに同軸上で送受信することが可能と
なる。下流電話通信送信器１４はまた、ＯＤＮ１８に対
する冗長下流ファイバフィーダライン２４上にも伝送を
行なう。
【００５７】下流電話通信送信器１４は、好適には３
０. ４８ｍ（１００フィート）未満の距離内でＨＤＴ１
２と同一箇所に配置される。而して、下流電話通信送信
器１４は有効なＣＸＭＵ５６から各々が６ＭHzの周波数
帯域内の同軸ＲＦ出力を受けると共に、それらを結合器
２５で単一のＲＦ信号に結合する。当業者に知られたよ
うに各々の６ＭHz周波数帯域は保護帯域により隔てられ
ている。下流電話通信情報は次に、約７２５〜８００Ｍ
Hzの周波数帯域内で伝送される。電話通信送信器１４
は、結合された信号を１乃至２個の分配器（不図示）を
通過させることにより、冗長下流電気信号を生成する。
ふたつの冗長信号は、夫々、電気／光変換の為に冗長レ
ーザ送信器５０１に提供されて光信号出力を変調し、こ
れにより、下流電話通信送信器１４の出力が、各々が同
一の信号変調を受けた２本の光フィーダライン２４上に
送られることになる。これにより、本システムの下流電
話通信部分の保護が図られている。電話通信送信器１４
のファブリペロ(Fabry-Perot)レーザは両者ともに常に
アクティブである。全ての保護機能は、２個の受信器の
内の１個が“アクティブ”として選択されている光伝送
の受信端（ＯＤＮ１８に配置されている）にて提供され
ており、電話通信送信器１４は保護切換性能を要しな
い。
【００５８】上流電話通信受信器 上流電話通信受信器１６は、ＯＤＮ１８からの上流光フ
ィーダライン２６上の上流電話通信光信号に対して光／
電気変換を行なう。上流電話通信受信器１６は通常はＨ
ＤＴ１２と共に中央局に配置され、電気同軸出力をＨＤ
Ｔ１２に提供し、同軸出力２３は（不図示の）画像セッ
トトップ制御器に提供される。上流電話通信情報は同軸
ライン２８を介し、上流電話通信受信器１６からＨＤＴ
１２の有効なＣＸＭＵ５６にルーティングされる。ＨＤ
Ｔ１２と上流電話通信受信器１６との間の同軸リンク２
８は、３０. ４８ｍ（１００フィート）未満の距離に限
定されると共に局内リンクとするのが好適である。本明
細書の画像移送の章に記載された画像セットトップ制御
器情報は、上流電話通信移送には使用されない５〜４０
ＭHzのＲＦスペクトル帯域幅内に置かれ、上流電話通信
情報と並行して伝送されるようにする。
【００５９】上流電話通信受信器１６は、二重の上流光
ファイバフィーダライン２６に対する二重の受信器５０
２を有する。これらのフィーダライン２６は、電話通信
情報および制御データの両者と画像セットトップボック
ス情報とを含む、ＯＤＮ１８からの冗長信号を搬送す
る。上流電話通信受信器１６はＯＤＮからの上流フィー
ダライン２６に関して自動的に保護切換えを行なう。保
護ロジックにより“アクティブ”であると選択された方
の受信器５０２は、ＨＤＴ１２を駆動する同軸出力２８
に分配出力し、出力２３は（不図示の）セットトップ制
御器に提供される。
【００６０】光配信ノード 図５を参照するに、ＯＤＮ１８はＨＤＴ１２からの光フ
ィーダライン２４および２６と、リモートユニット４６
へのＨＦＣ配信ネットワーク１１の同軸部との間のイン
タフェースを提供する。従って、ＯＤＮ１８は本質的に
光／電気および電気／光変換器である。ひとつのＯＤＮ
１８からいずれかのＩＳＵ１００までの同軸上の最大距
離は約６kmとするのが好適であり、且つ、結合された光
フィーダライン／同軸引込線の最大長は約２０kmとする
のが好適である。ＯＤＮ１８で終端する光フィーダライ
ン側は６本であるが、この本数は変更し得るものであ
る。これらのラインに含まれるのは以下のものである：
下流画像フィーダライン４２（画像分配器３８からの単
一ファイバ）、下流電話通信フィーダライン２４（下流
電話通信送信器１４からのもの）、下流電話通信保護フ
ィーダライン２４（下流電話通信送信器１４からのも
の）、上流電話通信フィーダライン２６（上流電話通信
受信器１６に対するもの）、上流保護フィーダライン２
６（上流電話通信受信器１６に対するもの）、および、
（不図示の）予備ファイバである。ＯＤＮ１８は、下流
電話通信送信器からの受信光フィーダライン２４に対す
る保護切換機能を提供する。また、ＯＤＮは、上流電話
通信受信器への上流光フィーダライン２６に対して冗長
伝送を行なう。上流光フィーダラインへの保護は、上流
電話通信受信器１６にて制御される。一方、ＯＤＮ１８
の同軸配信側において、ＯＤＮ１８は４個までの同軸支
脈３０にて終端する。
【００６１】下流側の方向においてＯＤＮ１８は、光下
流電話通信信号を電気信号に変換する下流電話通信受信
器４０２と、それを、ＶＨＤＴ３４からＯＤＮ１８で終
端した下流画像受信器４００からの変換済み下流画像信
号と結合するブリッジ増幅器４０３とを含んでいる。斯
く結合された広帯域の電気電話通信／画像信号は次に、
例えば７２５〜８００ＭHz帯域の下流伝送用割当てスペ
クトル内で、ＨＦＣ配信ネットワーク１１の同軸部分の
４個の同軸支脈の各々に対して移送される。従って、こ
の電気的な電話通信および画像信号は同軸支脈３０上を
ＩＳＵ１００まで搬送されるが、ブリッジ増幅器４０３
は４つの下流電気電話通信および画像信号をダイプレク
スフィルタ４０６に同時に印加する。これらのダイプレ
クスフィルタ４０６は、上流および下流伝送の為に２個
の異なる周波数帯域幅の信号が使用されたときに送信お
よび受信機能を分割することにより完全な二重作動を行
ない得るものである。ＯＤＮ１８においては下流移送に
関して周波数変換は行なわれず、画像信号あるいは下流
電話通信信号はＯＤＮ１８を介してＨＦＣ配信ネットワ
ーク１１の同軸部を介し、ＯＤＮ１８で受信したのと同
一の周波数帯域幅でリモートユニット４６へと引き渡さ
れる。図１に示される如く、同軸支脈３０の各々は膨大
な数のリモートユニット４６に対し、複数の同軸タップ
４４を介して下流電気画像および電話通信信号を提供す
る。当業者に知られた同軸タップ４４は電気信号の受動
的な双方向性ピックオフとして作用する。各同軸支脈３
０には、多数の同軸タップ４４を直列に接続しても良
い。更に、ＨＦＣ配信ネットワーク１１の同軸部分は、
任意の数の増幅器を使用し、斯かるシステム１０の同軸
部分を通じて送信されるデータの距離を伸ばしても良
い。次に、下流への電気的な画像信号および電話通信信
号はＩＳＵ１００（図６）へ提供されるが、該ＩＳＵは
より詳細には図１に示されたＨＩＳＵ６８あるいはＭＩ
ＳＵ６６である。
【００６２】上流方向において、電話通信およびセット
トップボックス情報は４個の同軸支脈３０上でＯＤＮ１
８のダイプレクスフィルタ４０６により、５〜４０ＭHz
のＲＦスペクトル領域内で受信される。ＯＤＮ１８は、
４個の同軸支脈３０の内の３個までに対して選択的に周
波数シフタ６４を含んでも良い。もし使用するのであれ
ば、これらのシフタ６４は、他の３個の同軸支脈と結合
する前に、個々の同軸支脈の同軸スペクトルを更に高い
周波数へと混合する。周波数シフタ６４は、上流スペク
トルを５０ＭHzの倍数内にシフトする様に設計されてい
る。例えば、周波数シフタ６４は、ＲＦスペクトルで５
〜４０ＭHzの部分内の上流情報を、５０〜１０0 ＭHz、
１００〜1 ５０ＭHz、 1５０〜２００ＭHzのいずれかの
範囲に混合する様に設定される。これにより、任意の同
軸支脈３０は上流ＲＦスペクトルの内で他の支脈と同一
の部分を使用することが出来、これを、上流情報がＯＤ
Ｎ１８で結合されたときにもスペクトルの衝突を起こさ
ずに行なうことが出来る。同軸支脈３０に関する周波数
シフタの配備は任意である。ＯＤＮ１８は結合器４０８
を含むが、該結合器は全ての同軸支脈３０からの電気的
な上流への電話通信及びセットトップボックス情報（周
波数をシフトされた／されないもの）を結合して、４個
の同軸支脈３０の各々上に存在する上流情報の全てを有
する単一の複合上流信号を形成する。この複合電気上流
信号は受動的に１：２に分離され、各信号は、上流電話
通信受信器１６へ伝送する為の対応上流ファイバフィー
ダライン２６を駆動する上流ファブリペロ(Fabry-Pero
t) レーザ送信器に送られる。
【００６３】もし、ＯＤＮ１８において、上流電話通信
およびセットトップボックス信号がアップシフトされる
とすれば、上流電話通信受信器１６は、ＯＤＮ１８にて
行なわれたアップシフトに対応して信号をダウンシフト
する周波数シフタ３１を含むことになる。次に結合器３
３は、ダウンシフトされた信号を結合し、この結合され
た信号をＨＤＴ１２に付与する。斯かるダウンシフトお
よび結合は、ＯＤＮ１８において信号がアップシフトさ
れたときにのみ採用される。
【００６４】統合サービスユニット（ＩＳＵ） 図１を参照するに、ＨＩＳＵ６８およびＭＩＳＵ６６な
どであるＩＳＵ１００は、ＨＦＣ配信ネットワーク１１
と、リモートユニット４６に対する加入者サービスとの
間のインタフェースを提供する。ＩＳＵに関しては、特
定の加入者に対してサービスを提供する２種類の基本形
式が示されている。マルチユーザ用の統合サービスユニ
ット６６（ＭＩＳＵ）は、集合住宅用統合サービスユニ
ットあるいは企業用統合サービスユニットである。集合
住宅用統合サービスユニットは、多店舗ビル、小規模事
業および住居群などの、住宅及び企業の混在環境にて使
用しても良い。これらの加入者は、普通の電話サービス
（ＰＯＴＳ）、データサービス、ＤＳ１サービス、およ
び、標準ＴＲ−５７サービス等のサービスを必要として
いる。企業用の統合サービスユニットは、企業環境での
サービス用に設計されている。それらは、例えば、デー
タサービス、ＩＳＤＮ、ＤＳ１サービス、ビデオ会議の
如き高帯域幅側のサービス、等の更なるサービスを必要
としている。家庭用統合サービスユニット６８（ＨＩＳ
Ｕ）は、意図されたサービスがＰＯＴＳおよび基本速度
の統合デジタルサービスネットワーク（ＩＳＤＮ）であ
る単店舗ビルおよび複式家屋である住宅環境に対して使
用される。尚、ＩＳＵに関する記載は簡素化の為にＨＩ
ＳＵおよびＭＩＳＵに限定するものとする。これは、本
発明に関する限り、集合住宅用統合サービスユニットお
よび企業用統合サービスユニットも同様の機能性を有す
るからである。
【００６５】全てのＩＳＵ１００はＲＦモデム機能を達
成するものであり、図６のＩＳＵ１００により概略的に
示される。ＩＳＵ１００は、ＩＳＵモデム１０１、同軸
スレーブ制御ユニット（ＣＸＳＵ）１０２、加入者サー
ビス用インタフェースを提供するチャネルユニット１０
３、及び、ダイプレックスフィルタ／タップ１０４を含
んでいる。下流方向において、電気的な下流方向への電
話通信および画像信号はダイプレックスフィルタ／タッ
プ１０４に付与され、該タップは、ＨＩＳＵの場合に
は、電話通信情報をＩＳＵモデム１０１に対して引き渡
すと共に、画像情報はイングレスフィルタ１０５を介し
て画像装置に引き渡す。ＩＳＵ１００がＭＩＳＵ６６で
あるときは、画像情報はダイプレックスフィルタにより
拒絶される。ＩＳＵモデム１０１は、ＨＤＴ１２におい
て下流電話通信情報を直交マルチキャリヤに関して変調
したＭＣＣモデム８２に対応するモデムを用いて、斯か
る情報を復調する。ＩＳＵ１００は同軸配信支脈３０か
らの提供可能な６ＭHz周波数帯域内の下流電話通信情報
を復調する。ＩＳＵモデム１０１のタイミング発生器１
０７はＣＸＳＵ１０２のクロックを提供するが、該ＣＸ
ＳＵはＩＳＵモデム１０１の送受信の処理および制御を
提供する。ＩＳＵモデム１０１からの復調データは、提
供されたサービスに依存して、ＣＸＳＵ１０２を介して
適用可能なチャネルユニット１０３に引き渡される。例
えば、チャネルユニット１０３はＰＯＴＳ、ＤＳ１サー
ビス、ＩＳＤＮ、他のデータサービス等の為のラインカ
ードを含んでも良い。ＩＳＵ１００の各々は、６ＭHzの
周波数帯域内で得ることのできる全てのチャネルの所定
サブセットにアクセスする。このチャネルのサブセット
はＩＳＵ１００の型式に依存して変更される。ＭＩＳＵ
６６は６ＭHzの周波数帯域内の多くのＤＳ０チャネルに
アクセスし、一方、ＨＩＳＵ６８は幾つかのＤＳ０チャ
ネルに対してのみアクセスする。
【００６６】チャネルユニット１０３は電話通信情報お
よび制御データをＣＸＳＵ１０２に付与するが、該ＣＸ
ＳＵは斯かるデータをＩＳＵモデム１０１に付与すると
共にＩＳＵモデム１０１を制御し、準備済の６ＭHz周波
数帯域内で斯かる電話通信データおよび制御データを変
調して、それに接続された同軸配信支脈３０に伝送す
る。ＨＤＴ１２に対してＩＳＵ１００により伝送する為
の準備済の上流６ＭHz周波数帯域は、ＨＤＴ１２のＣＸ
ＭＵ５６による伝送の為に使用された下流６ＭHz帯域の
内のひとつに対応するものである。
【００６７】各ＩＳＵ１００は、下流伝送から同期を回
復し、ＩＳＵデータ移送に必要なクロックの全てを発生
し、且つ、これらのクロックを協働ＨＤＴタイミングに
ロックする。ＩＳＵ１００はまた、加入者のライン固定
およびラインアイドリング条件を検出するに必要な発呼
処理機能を提供すると共に、これらの表示をＨＤＴ１２
に伝送する。ＩＳＵ１００はＨＤＴ１２からの制御デー
タを終端受信し、この受信データを処理する。この処理
に含まれるのは、通信システム１００におけるダイナミ
ックなチャネル割当を調整するメッセージである。最後
に、ＩＳＵ１００はＨＦＣ配信ネットワーク１１上で受
信した電力信号からのＩＳＵ作動電圧を生成するが、こ
れはダイプレックスフィルタ／タップ１０４からの電力
信号１０９で示される。ＨＤＴ内のデータ経路 次に、ホストデジタルターミナル（ＨＤＴ）１２内のデ
ータ経路を詳述する。図３を参照するに、ネットワーク
インタフェース６２のネットワーク設備と、下流電話通
信送信器１４との間のデータ経路は、ＨＤＴ１２の、Ｄ
Ｓ１Ｕ４８、ＣＴＳＵ５４、およびＣＸＭＵ５６の各モ
ジュールを通り、夫々、下流方向に伸びている。ＨＤＴ
１２内のＤＳ１Ｕ４８の各々はネットワークから４個の
ＤＳ１を取り出し、この情報の夫々を、ＣＴＳＵ入力７
６として言及される、変調ＤＳ０信号の２４チャネル、
２．５６Mbpsのデータストリームにフォーマットする。
ＣＴＳＵ入力内の各ＤＳ０は、マルチフレームタイミイ
ング、情報信号及び制御／ステータスメッセージ（図７
（Ａ））を表す第９ビットを付加することにより変調さ
れている。この変調されたＤＳ０を“ＤＳ０＋”と称す
る。第９ビット信号（ＮＢＳ）は、各フレーム毎に更新
されると共に２４フレーム毎に反復されるパターンを表
す。これにより、ネットワークからの各６４kbpsＤＳ０
が７２kbpsＤＳ０＋にマッピングされる。従って、各Ｄ
Ｓ１に関して得られる２４個のＤＳ０チャネルは、付加
情報と共に、４個のＣＴＳＵ入力ストリームの各々に関
して２４個のＤＳ０＋チャネルにフォーマットされる。
【００６８】第９ビット信号（ＮＢＳ）は、マルチフレ
ームタイミング、帯域外信号ビット、および各種ステー
タス、並びに、ＤＳ１Ｕとチャネルユニットとの間のＤ
Ｓ０の各々に付随する制御情報を表すべく開発されたメ
カニズムである。その主な機能は、信号ビットをチャネ
ルユニット１０３に搬送するとともにマルチフレームク
ロックをチャネルユニット１０３に提供し、それらがマ
ルチフレーム中の正しいフレーム内のＤＳ０内に上流ビ
ット信号を挿入し得る様にすることである。また、下流
ＤＳ０は、同一のマルチフレーム相を共有しないＤＳ１
から来る可能性もあることから、ＤＳ０の各々は、発信
側ＤＳ１に付随する信号フレームを表すマルチフレーム
クロックまたはマーカを搬送せねばならない。ＮＢＳは
この可能性を提供する。第９ビットによる信号は通信シ
ステム１１のＯＦＤＭモデム移送に対しては意味を持っ
ていない。
【００６９】単一のＨＤＴ１２内には、８個までのＤＳ
１Ｕ４８を備えることができ、これは７個のアクティブ
ＤＳ１Ｕ４８と１個の保護ＤＳ１Ｕモジュール５０とを
含むものである。従って、ＤＳ１Ｕ群と各ＣＴＳＵ５４
群との間には３２個のＣＴＳＵ入力が接続されるが、最
大２８個のものが有効とされてトラフィックを常時搬送
する。残りの４個のＣＴＳＵ入力は、保護ＤＳ１Ｕ あ
るいは故障ＤＳ１Ｕのいずれかからのものである。
【００７０】ＣＴＳＵ入力の各々は３２個までの１０ビ
ットチャネルを搬送することが出来るが、最初の２４個
のチャネルはＤＳ０＋を搬送し且つ残りの帯域幅は使用
されない。各ＣＴＳＵ入力７６は２. ５６Mbpsにクロッ
クされると共に８ＫHz内部フレーム信号（図７（Ｃ））
に同期される。これは、１２５μsec のフレーム時間当
り３２０ビットに相当する。これらの３２０ビットは図
７（Ａ）に示された様にフレーム化される。フレームの
最初の１４個の間隙ビット７２は、第２ビット位置に単
一の活動パルスを搬送するのみであり、残りの１３ビッ
トは使用されていない。次の２８８ビットの内、最初の
２１６ビットは通常は２４個のＤＳ０＋チャネルを搬送
し、ＤＳ０＋の各々は標準６４kbpsのＤＳ０チャネルに
付加的な８kbpsの信号ビットを加えたものに相当する。
従って、ＤＳ０＋は７２kbps（８ＫHzフレーム毎の９ビ
ット）の帯域幅を有する。一方、残りの７２ビットは付
加的なＤＳ０＋ペイロード（payload ）チャネル用に保
存されている。フレームの最後の１８ビット７４は使用
されない間隙ビットである。
【００７１】ＨＤＴ１２のクロックおよびタイムスロッ
ト相互接続ユニット（ＣＴＳＵ）５４は２８個までのア
クティブＣＴＳＵ入力データストリーム７６から情報を
取り出して、それらを、２４個までの３２チャネルの
２. ５６Mbps出力データストリーム７８に相互接続する
が、これらのデータストリームはＨＤＴ１２の同軸マス
タユニット（ＣＸＭＵ）５６に入力される。ＣＴＳＵ５
４とＣＸＭＵ５６との間のデータストリームのフォーマ
ットは、ＣＴＳＵ出力と称される。ＣＴＳＵ出力の各々
は、ＣＴＳＵ入力の様な１０ビットチャネルを３２個ま
で搬送することもできる。最初の２８個はトラフィック
を搬送し、残りの帯域幅は使用されない。ＣＴＳＵ出力
の各々は２. ５６Mbpsにクロックされると共にＨＤＴ１
２の８ＫHz内部フレーミング信号に同期される（図７
（Ｃ））。これは、１２５μsec フレーム周期毎の３２
０ビットに対応する。３２０ビットに対するフレーム構
造は、上述の如くＣＴＳＵ入力構造に対するものであ
る。ＨＤＴ１２は、四分の一ＤＳ０パケット（１６kbp
s）のタイムおよびスペースを操作する性能を有する。
この機能は、ＣＴＳＵ５４の一部であるタイムスロット
相互接続ロジックにより達成される。このＣＴＳＵは、
４０９６×４０９６四分の一ＤＳ０交差接続機能を達成
するが、全てのタイムスロットを使用するものではな
い。通常の動作においては、ＣＴＳＵ５４は、夫々が２
４個のＤＳ０＋とされる２８個のＣＴＳＵ入力として配
置された６７２個までの下流ＤＳ０＋パケット（或い
は、２６８８個までの四分の一ＤＳ０パケット）を組合
せ、これを、夫々が３２個のＤＳ０＋とされる２４個の
ＣＴＳＵ出力として配置された７２０個のＤＳ０＋パケ
ット（或いは、２８８０個の四分の一ＤＳ０パケット）
に再配置する。
【００７２】上記システムはネットワークインタフェー
スにて６７２個のＤＳ０＋パケットの最大スループット
を有することから、ＣＴＳＵ出力帯域幅の全てが使用さ
れてはいない。もし、６７２個以上のチャネルがＣＴＳ
Ｕの“ＣＴＳＵ出力側”に割当てられたとすれば、これ
は集信（concentration ）が用いられていることを意味
する。以下においては、集信に関して更に詳述する。
【００７３】ＣＸＭＵ５６の各々は、アクティブＣＴＳ
Ｕ５４からの８個のアクティブＣＴＳＵ出力７８を受信
すべくこれに接続される。これらの８個のＣＴＳＵ出力
は２. ５６ＭHzのシステムクロックによりクロック入力
され、夫々が上述のＤＳ０＋を３２個まで搬送する。Ｄ
Ｓ０＋はＣＳＭＵ５６により更に処理され、第１０番目
のパリティビットが各ＤＳ０＋に付加されて１０ビット
ＤＳＯ＋となる。これらの１０ビットパケットは、ＤＳ
０、ＮＢＳ（第９ビット信号）およびパリティあるいは
インテグリティビットを含んでいる（図７（Ｂ））。こ
の１０ビットパケットが、ＨＦＣ配信ネットワーク１１
上をＩＳＵ１００に伝送されるデータである。第１０番
目のあるいはデータインテグリティビットは、本明細書
に更に記述する如く、チャネルの保護あるいは監視を行
なうために使用される。
【００７４】上流方向において、ＨＤＴを通る逆経路
は、実質的に、ＨＤＴ１２を通る前方経路の鏡像であ
る。例えば、第１０パリティビットはＣＸＭＵ５６で処
理されると共に、ＣＸＭＵ５６からＣＴＳＵ５４への信
号は図７（Ａ）のフォーマット形態である。全てのデー
タ経路に対し、ＤＳ０のラウンドトリップ遅延は同一で
ある。即ち、データ経路は、下流ＣＴＳＵ出力−ＣＸＭ
Ｕ５６−ＨＦＣ配信ネットワーク１１−ＩＳＵ１００を
通る経路と、これを逆戻りするＩＳＵ１００−ＨＦＣ配
信ネットワーク１１−ＣＳＭＵ５６−ＣＴＳＵ５４を通
る経路があるが、これらの経路上の時間遅延は以下に詳
述する如く上流同期により制御される。概略的に述べれ
ば、経路遅延は各ＩＳＵに対して測定されるとともにフ
レーム長の数が正しくなければ、遅延長はＩＳＵ１００
における経路に遅延を付加することにより調節される。
【００７５】同軸マスタユニット（ＣＸＭＵ） 図３に示された同軸マスタユニット（ＣＸＭＵ）５６
は、同軸マスタカードロジック８０（ＣＸＭＣ）および
マスタ同軸カード（ＭＣＣ）モデム８２を含んでいる。
前述の如く、ひとつのＨＤＴ１２内には６個までのＣＸ
ＭＵを備えることができる。６個のＣＸＭＵ５６は３組
のＣＸＭＵ５６を含み、各組が６ＭHz帯域幅で伝送を行
なう。また、ＣＸＭＵ５６の各組は１個のアクティブＣ
ＸＭＵと１個の待機ＣＸＭＵとを含んでいる。従って、
ＣＸＭＵの各々に対して一対一の保護が与えられてい
る。図３に示された如く、対となるＣＸＭＵのいずれ
も、上流電話通信受信器１６から上流電話通信データが
供与されるとともに、同軸ライン２２を介して下流電話
通信送信器１４に対して伝送する能力を有している。従
って、一対一保護に関して必要とされるのは、対となる
ＣＸＭＵ５６のいずれの方が伝送あるいは受信に使用さ
れるのかを表す制御信号のみである。
【００７６】同軸マスタカードロジック（ＣＸＭＣ） ＣＸＭＵ５６の同軸マスタカードロジック８０（図８）
は、ＨＤＴ１２特にＣＴＳＵ５４のデータ信号の相互間
のインタフェースと、ＨＦＣ配信ネットワーク１１上の
データ移送のモデムインタフェースとを提供する。ＣＸ
ＭＣ８０は、ＭＣＣモデム８２を直接的にインタフェー
スする。ＣＸＭＣ８０はまた、ＣＸＭＵ５６がデータ移
送を制御する６ＭHz帯域幅内で稼働しているＨＤＴ１２
と全てのＩＳＵ１００との間のマルチポイント間操作の
ＩＳＵ操作チャネルトランシーバの役割を果たしてい
る。図８を参照すると、ＣＸＭＣは、制御器／ロジック
８４、下流データ変換回路８８、上流データ変換回路９
０、データインテグリティ９２、ＩＯＣトランシーバ９
６、および、タイミング発生器９４の各回路を含んでい
る。
【００７７】下流データ変換回路８８は、ＣＴＳＵ５４
（図７（Ａ））からの９ビットチャネルフォーマットか
ら１０ビットチャネルフォーマット（図７（Ｂ））への
変換を行なうと共に、ＨＦＣ配信ネットワーク１１上を
移送される各々の下流チャネル内のデータインテグリテ
ィビットを生成する。このデータインテグリティビット
は、奇数パリティを表すものである。下流データ変換回
路８８は、少なくとも１個のＦＩＦＯバッファを含み、
該バッファは、下流ＣＴＳＵ出力内に存在する合計３２
ビットの間隙ビット７２、７４（図７（Ａ））を除去す
ると共に、制御器／ロジック８４の制御下で各チャネル
に第１０のデータインテグリティビットを挿入すべく使
用される。
【００７８】上流データ変換回路９０は少なくとも１個
のＦＩＦＯバッファを含み、該バッファは、上流チャネ
ルの各々に付加された第１０ビット（データインテグリ
ティ）を評価すると共にこの情報をデータインテグリテ
ィ回路９２に引き渡す。上流データ変換回路９０は、１
０ビットチャネル（図７（Ｂ））のデータストリームを
９ビットチャネルフォーマット（図７（Ａ））に逆変換
してＣＴＳＵ５４に付与する。斯かる変換は制御器／ロ
ジック８４の制御下で行なわれる。
【００７９】制御器／ロジック８４はまた、ＨＦＣネッ
トワーク１１上の電話通信移送の発呼処理およびチャネ
ル割当てを管理すると共に、当業者に知られた集信サー
ビスであるＴＲ−３０３サービスを提供するなどのダイ
ナミックなタイムスロット割当てを使用するモードに在
るＨＦＣ配信ネットワーク１１上のトラフィック統計量
を維持する。これに加え、制御器８４はＣＸＭＵがデー
タ移送を行なっている６ＭHz帯域内のチャネルに対する
エラー統計量を維持すると共に、ＩＳＵが操作するチャ
ネル通信の全てに対するソフトウェアプロトコルを提供
し、且つ、対応ＭＣＣモデム８２に対して制御を行な
う。
【００８０】データインテグリティ回路９２は、上流変
換回路９０による上流チャネルの各々の第１０ビットの
評価の出力を処理する。本システムにおいては、進行中
の発呼を有する準備済みチャネルに関してのみ、パリテ
ィの有効性が保証される。ＩＳＵがアイドリング状態に
あるときにはＩＳＵの送信器は初期化かつ起動されてお
りパワーダウンしていることから、ＣＸＭＣにより行な
われるパリティ評価が常に有効であるとは限らない。
【００８１】ＣＸＭＣ８０のＩＳＵ操作チャネル（ＩＯ
Ｃ）トランシーバ９６は、制御器／ロジック８４からの
メッセージすなわち制御データを保持する送信バッファ
を含むと共に、合計で８バイト固定長となるこれらのＩ
ＯＣ制御メッセージを、ＭＣＣモデム８２に供与される
６４kbpsチャネル内にロードし、ＨＦＣ配信ネットワー
ク１１上に移送する。上流方向において、ＩＯＣトラン
シーバはＭＣＣモデム８２を介して６４kbpsチャネルを
受信すると共に、制御／ロジック８４に対して斯かるメ
ッセージを供与する。
【００８２】タイミング発生器回路９４は、ＨＤＴ１２
のアクティブおよび保護ＣＴＳＵ５４の両者から冗長シ
ステムクロック入力を受信する。斯かるクロックは２Ｋ
HzのＨＦＣマルチフレーム信号を含むが、これはＣＴＳ
Ｕ５４により発生されて、ＨＦＣ配信ネットワークの全
ての同軸支脈上のラウンドトリップ遅延を同期するもの
である。この信号は、ＩＳＵ操作チャネル上のマルチフ
レーム整合を表すと共に、移送システムの記号タイミン
グとデータ復元とを同期する為に使用される。８ＫHzフ
レーム信号は、ＣＴＳＵ５４からＣＸＭＵ５６への２.
５６ＭHz、３２チャネル信号の最初の“間隙”ビットを
表示するために提供される。また、ＣＴＳＵ５４はＳＣ
ＮＵ５８およびＣＸＭＵ５６に対して２. ０４８ＭHzの
クロックを発生する。ＣＸＭＵ５６はこのクロックを、
ＩＳＵ操作チャネル、および、ＣＸＭＣ８０とＭＣＣモ
デム８２との間のモデム通信に使用する。２. ５６ＭHz
のビットクロックは、ＤＳ１Ｕ４８とＣＴＳＵ５４との
間およびＣＴＳＵ５４とＣＸＭＣ５６との間のデータ信
号移送に用いられる。２０. ４８ＭHzのビットクロック
は、ＣＸＭＣとＭＣＣとの間の１０ビットデータチャネ
ルの移送に用いられる。
【００８３】マスター同軸カード（ＭＣＣ）モデム ＣＸＭＵ５６のマスタ同軸カード（ＭＣＣ）モデム８２
は、一方ではＣＸＭＣ８０に対するインタフェースを行
ない、かつ、他方では、ＨＦＣ配信ネットワーク１１と
の送受信を行なう電話通信送信器１４および受信器１６
に対するインタフェースを行なう。ＭＣＣモデム８２
は、電話通信データおよび制御データのＯＦＤＭ移送の
為のモデム機能を実現する。図３のブロック図は、ＭＣ
Ｃモデム８２の上流及び下流への通信の相互接続関係を
特定するものである。ＭＣＣモデム８２はＨＤＴ１２内
で独立したモジュールではない、と言うのも、それはＨ
ＤＴ１２に対してＣＸＭＵ５６のＣＸＭＣ８０以外のイ
ンタフェースを有さないからである。ＭＣＣモデム８２
はＨＤＴ１２の移送システムロジックを代表している。
従ってそれは、ＨＦＣ配信ネットワーク１１上の情報移
送と連携された全ての要件を達成する必要がある。ＨＤ
Ｔ１２のＣＸＭＵ５６のＭＣＣモデム８２の各々には、
電話通信データおよび制御データ移送の為の下流スペク
トル内で６ＭHzの最大帯域幅が割当てられる。この６Ｍ
Hz帯域の厳密な位置は、ＣＸＭＣ８０とＭＣＣモデム８
２との間のＩＯＣトランシーバ９６を介して通信インタ
フェースに亙りＣＸＭＣ８０により準備され得るもので
ある。電話通信および制御データの下流伝送は、約７２
５〜８００ＭHzのＲＦスペクトル内である。
【００８４】ＭＣＣモデム８２の各々には、約５〜４０
ＭHzのＲＦスペクトル内でＩＳＵから制御データおよび
電話通信データを受信すべく上流スペクトル内で最大６
ＭHzが割当てられる。再度述べるが、この６ＭHz帯域の
厳密な位置は、ＣＸＭＣ８０とＭＣＣモデム８２との間
の通信インタフェースに亙りＣＸＭＣ８０により準備さ
れ得るものである。
【００８５】ＭＣＣモデム８２は、上述の如き２０. ４
８ＭHz信号形態の２５６個のＤＳ０＋チャネルをＣＸＭ
Ｃ８０から受信する。ＭＣＣモデム８２はこの情報を、
上述のＯＦＤＭに基づくマルチキャリヤ変調技術を用い
て全てのＩＳＵ１００に伝送する。ＭＣＣモデム８２は
また、ＨＦＣ配信ネットワーク上の上流伝送内の２５６
個のＤＳ０＋多重搬送チャネルを回復すると共に、この
情報を２０. ４８Mbpsストリームに変換してＣＸＭＣ８
０に受け渡す。上述の如く、マルチキャリヤ変調技術
は、直角位相振幅変調などにより電話通信及び制御デー
タを記号（symbol）にコード化し、次に、逆高速フーリ
エ変換技術を使い、電話通信及び制御データを一組の直
交マルチキャリヤ上で変調するものである。
【００８６】ＭＣＣモデム８２およびＩＳＵ１００のＩ
ＳＵモデム１０１により行なわれるマルチキャリヤ変調
技術に対しては、記号整列が必要条件である。伝送の下
流方向においてＩＳＵ１００における全ての情報は単一
個のＣＸＭＵ５６により発生され、従って、各マルチキ
ャリヤ上で変調された記号の全ては自動的に位相整列さ
れる。しかし乍ら、ＭＣＣモデム８２の受信器における
上流方向の記号整列は、ＨＦＣ配信ネットワーク１１の
マルチポイント間の特質と、各ＩＳＵ１００の不均等な
遅延経路とにより、変化する。ＭＣＣモデム８２におけ
る受信器効率を最大化する為に、上流方向への全ての記
号は小さな位相マージン内で整列されねばならない。こ
れは、各ＩＳＵ１００内において調節可能な遅延パラメ
ータを使用し、個々のＩＳＵ１００から上流で受信した
全てのチャネルの記号周期が、ＨＤＴ１２に到着する箇
所で整列する様にして、行なわれる。これは、上流同期
方法の一部であり、以下に更に詳述する。更に、マルチ
キャリヤの直交性を維持すべく、ＩＳＵ１００による上
流伝送に使用されるキャリヤ周波数は、ＨＤＴ１２に対
してロックされた周波数でなければならない。
【００８７】ＣＸＭＣ８０からＭＣＣモデム８２に対し
て到来する下流情報は、ＭＣＣモデム８２に対して与え
られた２ＫHzおよび８ＫHzクロックに対して整列された
フレームである。２ＫHzマルチフレーム信号はＭＣＣモ
デム８２により使用されて下流記号タイミングを各ＩＳ
Ｕに搬送するが、これを以下に更に詳述する。このマル
チフレームクロックはチャネル対応性を搬送すると共に
マルチキャリヤフレームを表し、従って、電話通信デー
タはＩＳＵ１００にて正確に復元される。２ＫHzは、１
０ＫHz（モデムの記号速度）および８ＫHz（データフレ
ーム速度）の間の最大公約数を表している。
【００８８】全てのＩＳＵ１００は、連携ＭＣＣモデム
８２により挿入された同期情報を使用して、各ＩＳＵ１
００により必要とされる全ての下流タイミングを回復す
る。この同期により、各ＩＳＵ１００は、ＨＤＴ１２に
おいて受信された全てのＩＳＵ１００からの伝送内容が
同一の基準に同期される如く、下流情報を復調すると共
に上流伝送を変調する。従って、全てのＩＳＵ１００の
上流伝送内容に対して使用された搬送周波数は、ＨＤＴ
１２に対してロックされた周波数となる。
【００８９】記号整列はＭＣＣモデム８２の負担の下で
下流および上流の６ＭHz帯域幅内の同期チャネルに亙り
行なわれるが、これは、経路遅延の調節、初期化及び起
動を提供すると共に、以下に更に説明する如く初期化及
び起動が完全になるまで斯かる同期チャネルに亙り準備
することに加えて行なわれる。次に、これらのパラメー
タはＩＯＣチャネルを使用することにより追従される。
システム内での重要性の故に、ＩＯＣチャネルおよび同
期チャネルはＭＣＣモデム８２と各ＩＳＵ１００との間
の制御データ位相の為に異なる変調アーキテクチャを使
用するが、該アーキテクチャは電話通信データの移送に
使用されるよりも一層強靱性の高い或いは一層低密度の
配列（即ち、ビット／秒／Hzまたはビット／記号が一層
少ない）ものである。例えば、電話通信データは直角位
相振幅変調を用いて変調される一方、ＩＯＣチャネルお
よび同期チャネルはＢＰＳＫ変調技術を使用して変調さ
れ得る。
【００９０】ＭＣＣモデム８２はまた、各ＩＳＵ１００
によりマルチキャリヤ上で変調された電話通信及び制御
データを復調する。斯かる復調は、電話通信移送システ
ムの種々の実施例に関して以下に更に説明する。ＭＣＣ
モデム８２が応答し得るＯＦＤＭ移送システムに関する
機能は少なくとも次の機能を含むが、これらの機能は、
種々の実施例に関して更に詳述する。
【００９１】ＭＣＣモデム８２は同期チャネル内でＩＳ
Ｕ１００からの同期パルス／パターンの受信振幅／レベ
ルを検出すると共に、このレベルの表示をＣＸＭＣ８０
との間の通信インタフェースを介して該ＣＸＭＣ８０に
受け渡す。ＣＸＭＣ８０は次にＭＣＣモデム８２に対し
て命令を与え、自身の振幅レベルの調節の為にレベリン
グされつつあるＩＳＵ１００に対して伝送を行なわせ
る。ＭＣＣモデム８２は上流マルチキャリヤの全ての記
号整列を与えるが、これは、同期チャネル上で変調され
た上流パターンを既知境界に関連付けると共に、ＣＸＭ
Ｃ８０との間の通信インタフェースに亙り該ＣＸＭＣ８
０に対して所要の記号遅延補正を受け渡すことにより行
なわれる。ＣＸＭＣ８０は次に、ＭＣＣモデム８２を介
してメッセージを下流のＩＳＵ１００に伝送し、ＩＳＵ
１００の記号遅延を調節する。
【００９２】同様に、全ての経路遅延調節の為のＩＳＵ
１００の同期に関し、ＭＣＣモデム８２はＩＯＣチャネ
ル上でＩＳＵ１００により適切な帯域幅内で変調された
上流マルチフレームパターンを既知の基準境界に関連づ
けると共に、ＣＸＭＣ８０との間のモデムインタフェー
スに亙り該ＣＸＭＣ８０に所要の経路遅延補正を受け渡
す。ＣＸＭＣ８０は次に、ＭＣＣモデム８２を介してＩ
ＯＣチャネル上で下流に向けてメッセージを伝送してＩ
ＳＵ１００の全体的な経路遅延を調節する。
【００９３】双方向性マルチポイント間電話通信移送の
要約 以下では、ＨＦＣ配信ネットワーク１１上の電話通信お
よび制御情報の移送を要約する。ＨＤＴ１２のＣＸＵ５
６の各々は、その特定の上流及び下流操作周波数に関し
て準備されている。ＣＸＭＵ５６による上流及び下流伝
送の両方の帯域幅は最大６ＭHzであり、下流伝送は約７
２５〜８００ＭHzのＲＦスペクトルの６ＭHz帯域内であ
る。
【００９４】下流方向においては、ＣＸＭＵ５６のＭＣ
Ｃモデム８２の各々は電気的な電話通信信号及び制御デ
ータ信号を同軸ライン２２を介してその暫定的な６ＭHz
帯域幅内で下流電話通信送信器１４に供与する。ＨＤＴ
１２のＭＣＣモデム８２からのＲＦ電気電話通信および
制御データ信号は、単一の複合信号に結合される。下流
への電話通信送信器は次に、結合された電気信号を冗長
電気／光変換器に受け渡し、保護された一対の下流光フ
ィーダライン２４への変調を行う。
【００９５】下流光フィーダライン２４は、電話通信情
報および制御データをＯＤＮ１８に搬送する。ＯＤＮ１
８においては、光信号は変換されて電気に戻されると共
に（画像ヘッドエンドフィーダライン４２からの）下流
画像情報と結合され、電気的な下流ＲＦ出力信号とな
る。電話通信情報および制御データを含む電気的なＲＦ
出力信号は次に、ＯＤＮ１８により４個の同軸配信支脈
１８へと供給される。下流への電話通信情報および制御
データの全ては、各同軸支脈３０上に同報通信され、Ｈ
ＦＣ配信ネットワーク１１の同軸部上を搬送される。電
気的に下流へ出力されるＲＦ信号は、図６に示される様
に、同軸からタップされ、ダイプレックスフィルタ１０
４を介してＩＳＵ１００の受信モデム１０１に終端す
る。
【００９６】このＲＦ電気出力信号は、直交周波数分割
多重化技術を用いてＭＣＣモデム８２により直交マルチ
キャリヤ上に変調された電話通信情報および制御データ
を含み、一方、電話通信情報および制御データは記号デ
ータにマッピングされると共に記号は高速フーリエ変換
技術を用いて複数個の直交キャリヤ上に変調されてい
る。記号は、システム１１内で複数のポイントへ伝送さ
れるべき単一のポイントにおけるキャリヤ上で全て変調
されることから、マルチキャリヤの直交性および直交マ
ルチキャリヤ上で変調された記号の記号整列は自動的に
ＨＦＣ配信ネットワーク１１に亙る移送に対して整列さ
れると共に、電話通信情報および制御データは各ＩＳＵ
１００にてモデム１０１により復調される。
【００９７】ＩＳＵ１００は、ＨＦＣネットワーク１１
の同軸部分の同軸から接続されたＲＦ信号を受信する。
ＩＳＵ１００のＲＦモデム１０１は信号を変調すると共
に、抽出された電話通信情報及び制御データをＣＸＳＵ
制御器１０２に受け渡して適宜にチャネルユニット１０
３に供給する。ＩＳＵ１００は、加入者すなわち顧客に
より使用される電話通信情報を変換するインタフェース
を代表するものである。
【００９８】ＨＤＴ１２のＣＸＭＵ５６およびＩＳＵ１
００は、通信システム１０の双方向性マルチポイント間
電話通信移送システムを実現するものである。従って、
各ＣＸＭＵ５６および各ＩＳＵは、モデム機能を達成す
る。本発明に従う移送システムは移送システムのモデム
機能を達成する為に３種の異なるモデムを使用すること
ができる。第１のモデムは、ＨＤＴ１２のＣＸＭＵ５６
の各々の内部に配置されたＭＣＣモデム８２である。Ｈ
ＤＴ１２は、例えば、３個のアクティブなＭＣＣモデム
８２（図３）を含んで多数のＩＳＵ１００をサポートす
る能力を有し、マルチポイント間移送ネットワークを代
表している。ＭＣＣモデム８２は、電話通信情報移送、
並びに、ＨＤＴ１２によりＩＳＵ１００を制御する制御
データ移送を調整する。例えば、制御データは、発呼処
理メッセージ、ダイナミック割当ておよび割当てメッセ
ージ、ＩＳＵ同期制御メッセージ、ＩＳＵモデム制御メ
ッセージ、チャネルユニット貸与、及び、他のＩＳＵ操
作、管理、メンテナンス及び貸与（ＯＡＭ＆Ｐ）情報を
含み得る。
【００９９】第２のモデムは、単一の住宅ユニットをサ
ポートするに最適化された、単独家庭加入者用すなわち
ＨＩＳモデムである。従って、それは低コストで電力消
費も小さくなければならない。第３のモデムは、複数加
入者用のＭＩＳＵモデムであり、これは住宅用および企
業用のサービスの両者を概略的にサポートする必要があ
る。
【０１００】上記のＨＩＳＵモデムおよびＭＩＳＵモデ
ムは、幾つかの形態を取ることができる。例えば、ＨＩ
ＳＵモデムおよびＭＩＳＵモデムは、本発明の種々の実
施例に関して後に更に詳述する如く、ＨＤＴ１２から伝
送されたマルチキャリヤの僅かな部分のみ或いはＨＤＴ
１２から伝送されたマルチキャリヤの大部分を抽出して
も良い。即ち、ＨＩＳＵはＨＤＴ１２から移送された電
話通信情報の内の２０個のマルチキャリヤ即ち１０個の
ペイロードチャネルを抽出すると共に、ＭＩＳＵはＨＤ
Ｔ１２から移送された２６０個のマルチキャリヤ即ち１
３０個のペイロードチャネルから情報を抽出しても良
い。これらのモデムの各々は、ＨＤＴ１２により移送さ
れた信号から制御データを抽出する別体的な受信部と、
ＨＤＴ１２から移送されたマルチキャリヤ上で変調され
た電話通信情報を抽出するＨＩＳＵモデムの付加的な受
信部を使用しても良い。これを、以下にては帯域外（ou
t ofband ）ＩＳＵモデムと称する。帯域外ＩＳＵモデ
ムと共に用いられるＭＣＣモデム８２は、直交キャリヤ
波形内で、あるいは、斯かる直交キャリヤから幾分かオ
フセットされた（ずれた）キャリヤ上で制御情報を変調
しても良い。帯域外ＩＳＵモデムと対照的に、ＨＩＳＵ
およびＭＩＳＵモデムはＩＳＵモデム用の単一の受信器
を用いるとともに、モデムの単一の受信器を用いて電話
通信情報および制御データを抽出しても良い。これを、
以下では帯域内（in-band ）ＩＳＵモデムと称する。斯
かる場合においては、制御データは直交キャリヤ波形内
のキャリヤ上で変調されるが、異なるキャリヤ変調技術
を用いても良い。例えば、ＱＡＭ技術によるペイロード
キャリヤ上の電話通信データの変調に対し、キャリヤ上
の制御データの変調の為のＢＰＳＫである。更に、制御
データおよび電話通信データの両者に対する上流あるい
は下流への伝送に対し、異なる変調技術を使用しても良
い。例えば、下流電話通信データは２５６ＱＡＭを用い
たキャリヤ上で変調を行うと共に、上流電話通信データ
は３２ＱＡＭを用いたキャリヤ上で変調しても良い。伝
送に対して如何なる変調技術を使用するかということ
は、移送システムの受信端で如何なる復調手法が使用さ
れるかを指定することになる。以下においては、ＨＤＴ
１２により移送される下流電話通信情報および制御デー
タの復調に関し、異なるモデムの実施例のブロック図を
参照して更に詳述する。
【０１０１】上流方向においては、ＩＳＵ１００におけ
るＩＳＵモデム１０１の各々は、約５〜４０ＭHzのＲＦ
スペクトル内の６ＭHz帯域内の少なくとも１個の直交マ
ルチキャリヤ上で上流に伝送を行い、上流への６ＭHz帯
域は、伝送が受信される下流への６ＭHz帯域に対応して
いる。図１に示される如く、上流への電気的な電話通信
及び制御データ信号はＩＳＵモデム１０１により個々の
同軸ケーブル支脈３０を介して夫々接続された光配信ノ
ード１８に移送される。ＯＤＮ１８においては、種々の
ＩＳＵからの上流信号が結合され、且つ、光フィーダラ
イン２６を介してＨＤＴ１２に光学的に伝送される。前
述の如く、種々のＩＳＵからの上流電気信号は、上流へ
の複合光信号へと結合される以前に、部分的に周波数シ
フトされ得るものである。斯かる場合、電話通信受信器
１６は対応するダウンシフト用回路を含むことになる。
【０１０２】ＨＦＣ配信ネットワーク１１上においては
複数個のＩＳＵ１００から単一個のＨＤＴ１２に移送す
るというマルチポイント間の特質により、直交周波数分
割多重化技術を使用すべく、各キャリヤ上で各ＩＳＵ１
００により変調された記号は、所定の位相マージン内で
整列されねばならない。これに加え、以下に更に詳述す
る様に、通信システム１０における、ＨＤＴ１２のネッ
トワークインタフェース６２から全てのＩＳＵ１００へ
のラウンドトリップ経路遅延と、ＩＳＵ１００からネッ
トワークインタフェース６２への逆向きのラウンドトリ
ップ経路遅延とは、等しくなければならない。これは、
システム全体を通じて、信号を発しているマルチフレー
ムの完全性を確保する為に必要なのである。更に、ＩＳ
Ｕ１００に関する任意の制御機能を達成する為には、Ｈ
ＤＴ１２において適切な振幅の信号を受信せねばならな
い。同様に、ＩＳＵ１００からのＯＦＤＭ移送に関し、
ＩＳＵ１００はＨＤＴ１２に対して周波数を固定され、
ＨＦＣ配信ネットワーク１１に亙り移送されるマルチキ
ャリヤが直交整列されるようにしなければならない。こ
のマルチポイント間移送を達成する為に上記移送システ
ムは、以下に更に説明する直交周波数分割多重化を用い
て配信ループ技術を達成している。即ち、ＨＤＴ１２
が、直交整列されると共に記号整列された電話通信及び
制御データが変調された複数のマルチキャリヤを受信し
たとき、各ＣＸＭＵ５６のＭＣＣモデム８２は、複数の
マルチキャリヤからの電話通信情報および制御データを
それらの対応６ＭHz帯域幅内で復調すると共に、斯かる
電話通信データをＣＴＳＵ５４に供与してネットワーク
インタフェース６２に配信し、且つ、制御データをＣＸ
ＭＣ８０に供与して電話通信移送を制御する。
【０１０３】当業者であれば、上記システムのスペクト
ル割当て、周波数割当て、データ速度、チャネル数、提
供されるサービスの種類、および、他のパラメータ或い
は特性は、設計上の選択事項であり、例示的なものに過
ぎないことを理解し得よう。添付の請求の範囲に記載さ
れた本発明は、斯かる設計上の選択事項をも意図してお
り、従って、これらも請求の範囲内に入るものである。
更に、多くの機能に関し、ソフトウェアまたはハードウ
ェアの一方または他方のみにより実現して説明してはい
るが、これらの機能はソフトウェアあるいはハードウェ
アのいずれによっても実現することが出来、従って、い
ずれで実現したとしても添付の請求の範囲により意図さ
れた処である。
【０１０４】電話通信移送システムの第一実施例 本発明の電話通信移送システムの第一実施例を特に図９
乃至図２３を参照して説明するが、これらの図は、モデ
ム８２と、図６のＩＳＵモデム１０１として概略的に示
されたＨＩＳＵモデムおよびＭＩＳＵモデムとのブロッ
ク図を含むものである。斯かるモデムは、上流及び下流
へのモデム移送機能を実現するものである。また、この
説明に続き、斯かるモデムの作動原理を論じることとす
る。
【０１０５】先ず図９（Ａ）を参照すると、上流及び下
流へ電話通信情報および制御データを移送する為にＯＦ
ＤＭ（直交周波数分割多重化）技術を用いた一個の６Ｍ
Hz帯域のスペクトル割当てが示されている。この波形
は、１９．２Mbpsの正味データ速度を供給する４８０個
のキャリヤ即ちトーンを含む２４０個のペイロードチャ
ネルすなわちＤＳ０＋チャネルと、４６個のキャリヤ即
ちトーンを含む２４個のＩＯＣチャネルと、２個の同期
チャネルとを有するのが好適である。同期チャネルの各
々は２個のキャリヤ即ちトーンを含むと共に、各々、２
４個のＩＯＣチャネルおよび２４０個のペイロードチャ
ネルから、保護トーンとして使用される１０個の未使用
キャリヤ即ちトーン分だけオフセットされている。キャ
リヤ即ちトーンの合計数は５５２個である。以下に更に
詳述する同期機能の為に使用される同期トーンは６ＭHz
スペクトルの両端部に配置され、また、６ＭHz帯域内の
複数個の直交キャリヤは、６ＭHzスペクトルの各端にお
ける保護帯域（５１６．０ＫHz）分だけ隣接６ＭHz帯域
のキャリヤから離間されている。６ＭHz帯域の各端の保
護帯域は、システムの送信器および受信器におけるフィ
ルタ選択性を許容するために用意されている。また、同
期キャリヤは電話通信データすなわちペイロードキャリ
ヤからオフセットされ、従って、もし、初期化及び起動
の間に同期の為に使用される同期キャリヤが６ＭHz帯域
内の他のトーンすなわちキャリヤと直交していなくと
も、同期信号が直交整列波形の構造を破壊するのが阻止
される。従って、同期チャネルは特殊なＩＯＣチャネル
と見做すこともできるが、同期トーンは当該帯域のペイ
ロードキャリヤ本体及び散在ＩＯＣチャネルの外側に置
かれている。
【０１０６】各ＩＳＵの電力要件を最小化する為には、
ＩＳＵが処理する帯域幅の量を最小化することになる。
従って、６ＭHz帯域の電話通信ペイロードチャネルおよ
びＩＯＣチャネルは、１個のＩＯＣチャネルを１０個の
ペイロードチャネル毎に配置して、電話通信ペイロード
チャネル内に分散されている。この様に１０個以上のペ
イロードチャネルのサブバンドが１個のＩＯＣチャネル
を含むという分配技術により、ＩＳＵ１００と通信すべ
くＨＤＴ１２が使用し得るのは１個のＩＯＣチャネルに
なる様に、ＩＳＵが“調べる”帯域幅の量は制限され得
る。図９（Ａ）に示されたスペクトル割当てに対するサ
ブバンド分配は、図９（Ｄ）に示されている。６ＭHz帯
域幅内には２４個のサブバンドがあり、サブバンドの各
々は１０個のペイロードチャネルを含むと共に、第５番
目のペイロードチャネルと第６番目のペイロードチャネ
ルとの間に１個のＩＯＣチャネルを備えている。ＩＯＣ
チャネルを６ＭHz帯域を通して分配することの利益は、
狭帯域の混信到来からの保護である。即ち、混信到来に
より１個のＩＯＣチャネルが破壊されたとしても他の複
数のＩＯＣチャネルが使用でき、ＨＤＴ１２はＩＳＵ１
００を、破壊されていないＩＯＣチャネルが配置されて
いる６ＭHz帯域の別領域に再チューニングし得るのであ
る。
【０１０７】好適にはＭＩＳＵ６６は６ＭHz帯域の内の
約３ＭHzを調べて、１３０個までのペイロードチャネル
を受信するが、その帯域幅は、ＨＤＴ１２からＭＩＳＵ
６６への通信の為の多くのＩＯＣチャネルを含んでい
る。また、ＨＩＳＵ６８は６ＭHz帯域の約１００ＫHzを
調べ、ＨＤＴ１２との通信の為の少なくとも１個のＩＯ
Ｃチャネルを含む１１個のチャネルを受信する。下流へ
の経路と上流への経路との間の主な差異は、下流同期と
上流同期のサポートである。下流方向においては、全て
のＩＳＵがＨＤＴからの情報に対して固定されている
（単一点から複数点へ(point to multi-point)）。ＩＳ
Ｕの初期化及び起動は、上流同期チャネル内で供給され
る信号に基づくものである。作動の間、ＩＳＵはＩＯＣ
チャネルを介して同期を取る。上流方向においては、上
流同期プロセスは振幅、周波数及びタイミングの配信を
含む（複数点から単一点へ(multi-point to point)）
が、但し、周波数の制御は、以下で更に説明する如く、
下流同期チャネルのみを用いても提供することができ
る。上流同期のプロセスは、主同期チャネルおよび副同
期チャネルから成る２個の上流同期チャネルの一方内で
生ずる。
【０１０８】図１０を参照すると、ＭＣＣモデム８２の
下流伝送アーキテクチャが示されている。夫々が約１０
Mbpsである２個のシリアルデータ入力は、８ＫHzフレー
ムクロック入力によりクロックされたＣＸＭＣ５６から
のペイロードデータから成っている。ＣＸＭＣ５６から
のＩＯＣ制御データ入力は、好適には２．０ＫHzクロッ
クであるＩＯＣクロック入力によりクロックされる。電
話通信ペイロードデータおよびＩＯＣ制御データはシリ
アルポート１３２を介して進入し、このデータは当業者
に知られた如くスクランブラ１３４によりスクランブル
されて、ＨＦＣ配信ネットワーク１１に亙り伝送される
波形内にランダム性を与える。スクランブルを掛けなけ
れば波形内には極めて鋭いピークが生ずるが、もし波形
をスクランブリングすれば、ＭＣＣモデム８２により生
成された記号は十分にランダムなものとなり、斯かるピ
ークは十分に制限される。
【０１０９】スクランブルを掛けられた信号は、記号マ
ッピング機能１３６に付与される。この記号マッピング
機能１３６は、入力ビット群を受け、それらを複素配置
ポイント（complex constellation poin）にマッピング
する。例えば、もし入力ビット群がＢＰＳＫ信号の出力
用の記号にマッピングされるとすれば、全てのビットは
配置図内の単一記号にマッピングされるが、これは図９
（Ｃ）のＢＰＳＫ用マッピング図に従うものである。斯
かるマッピングの結果、データは同相および直角位相値
（Ｉ／Ｑ値）となる。ＢＰＳＫは、上流及び下流へのＩ
ＯＣチャネルおよび同期チャネルに好適に用いられる変
調技術である。ＢＰＳＫコード化は、上述の如くシステ
ム内に強靱性を与えるＩＯＣ制御データに取って好適な
ものである。ＱＰＳＫ変調の為には、各２ビットが、配
置ポイントを表す４個の複素値の内の１個にマッピング
される。好適実施例においては、３２ＱＡＭを電話通信
ペイロードデータに用いるが、これは、ペイロードデー
タの各５ビットが図９（Ｂ）に示された３２個の配置ポ
イントの内の１個にマッピングされる。斯かるマッピン
グによっても、Ｉ／Ｑ値が得られる結果となる。従っ
て、１個のＤＳ０＋信号（１０ビット）は２個の記号に
より表されると共に、この２個の記号は２個のキャリヤ
を用いて伝送されることになる。故に、１個のＤＳ０＋
チャネルは６ＭHzスペクトルの２個のキャリヤすなわち
トーン上を移送されることになる。
【０１１０】当業者であれば、個々のキャリヤに対して
種々のマッピングあるいはコード化技術を使用し得るこ
とを理解し得よう。例えば、ＰＯＴＳデータを搬送する
電話通信チャネルは３２ＱＡＭを用いてコード化する一
方、ＩＳＤＮを搬送する電話通信チャネルをＱＰＳＫを
用いてコード化しても良い。故に、異なるサービスを搬
送する異なる電話通信チャネルを別個に変調し、強靱な
品質が要求されるサービスに対して更に強靱な電話通信
チャネルを提供することも可能である。本発明に従うア
ーキテクチャは、異なるチャネルに対して用いられた変
調技術とは別個に任意のチャネルをコード化且つ変調す
る上で融通性を与えるものである。
【０１１１】Ｉ／Ｑ値により表された記号の各々は、記
号バッファ１３８の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ビン
（ｂｉｎ）内にマッピングされる。例えば、８ＫHzのフ
レーム速度で進んでいるＤＳ０＋に対しては、ひとつの
ＦＦＴビンに対して５ビットがマッピングされ、もう１
個のＦＦＴビンに対しても５ビットがマッピングされ
る。記号バッファ１３８の各ビンすなわちメモリ位置
は、Ｉ／Ｑ値として周波数領域内のペイロードデータお
よび制御データを表している。当業者に知られた如く、
１組のＦＦＴビンは逆ＦＦＴ１４０を介して時間領域内
にマッピングされている。即ち、逆ＦＦＴ１４０は、複
素Ｉ／Ｑ値を、ＦＦＴ内のポイントの数に対応する時間
領域サンプル内にマッピングする。ペイロードデータお
よびＩＯＣデータは両者共に、バッファ１３８内にマッ
ピングされると共に、逆ＦＦＴ１４０により時間領域サ
ンプル内に変換される。ＦＦＴ１４０内のポイントの数
は変更しても良いが、好適実施例においてはポイントの
数は２５６個とされている。２５６ポイントＦＦＴに対
し、逆ＦＦＴ１４０の出力は、波形の２５６個の時間領
域サンプルとなる。
【０１１２】逆ＦＦＴ１４０は、同相および直角位相
（Ｉ／Ｑ）成分に対して別個のシリアル出力、ＦＦＴ１
およびＦＦＴ０を有している。Ｄ／Ａコンバータ１４２
は、ベースバンド変調信号の数値表現である同相および
直角位相成分を取込むと共に、それを別個の波形に変換
する。信号は次に復元フィルタ１４４を介して高調波部
分が除去される。この復元は、多重混合アーキテクチャ
から生ずる問題および他のフィルタリング問題を回避す
る上で必要とされる。上記信号は、Ｉ／Ｑ成分をアップ
・コンバートする信号変換送信器１４６にて加算される
が、これは、同相および直角位相成分とデジタル的に同
調して適用可能な周波数に混合する為の合成波形を用い
て行われる。例えば、もし合成器が６００ＭHzであれ
ば、出力周波数は６００ＭHzとなる。上記成分は信号変
換送信器１４６により加算され、次に、複数個の直交キ
ャリヤを含む波形は送信器増幅器１４８により増幅され
ると共に送信器フィルタ１５０によりフィルタリングさ
れるが、これは、電話通信送信器１４により光ファイバ
上に結合される前に行われる。斯かる機能は汎用プロセ
ッサ１４９と、斯かる変調の達成に必要なブロック１４
７の他の処理回路の制御下で行われる。上記汎用プロセ
ッサはまた、キャリヤ／振幅／タイミング回復ブロック
２４４（図１５）からのＩＳＵ調節パラメータを受け、
配信ループ記号整列、周波数固定、振幅調節、及び、経
路遅延機能を実行するが、以下に更に説明する。
【０１１３】下流の受信端において、ＭＩＳＵあるいは
ＨＩＳＵのいずれかは、各６ＭHz帯域幅の内の１個の帯
域幅において、下流伝送から電話通信情報及び制御デー
タを抽出する。ＭＩＳＵ６６に関し、ＭＩＳＵ下流受信
器構造が図１１に示されている。それは１００ＭHz帯域
幅フィルタ１５２を含み、受信した下流向け同報通信用
の６００〜８５０ＭHz総計帯域の周波数帯域を減少して
いる。フィルタリングされた信号は次に、同調電圧フィ
ルタ１５４を通されて帯域外混信波が除去されると共に
帯域幅が更に狭められる。この信号は直角位相および同
相ダウンコンバータ１５８を介してベースバンド周波数
にダウンコンバートされるが、其処では、信号は複素混
合器１５６にて、シリアルポート１７８の出力で制御さ
れる合成器１５７を用いて混合される。ダウンコンバー
トされたＩ／Ｑ成分はフィルタ１５９を通されると共に
Ａ／Ｄコンバータ１６０にてデジタル形態に変換され
る。Ｉ／Ｑ成分の時間領域サンプルはサンプルバッファ
１６２内に置かれ、１組のサンプルがダウンコンバータ
補償ユニット１６４に入力される。この補償ユニット１
６４は、ダウンコンバートで生ずる混合器からのＤＣオ
フセットおよび差分位相遅延などの誤差を緩和せんとす
るものである。
【０１１４】上記で補償された信号からのキャリヤ、振
幅およびタイミング信号の抽出は、キャリヤ／振幅／タ
イミング回復ブロック１６６により同期チャネルから制
御データを抽出することで行われるが、これは、トラッ
キングの間のＩＳＵおよびＩＯＣチャネルの初期化及び
起動の間に行われるものであり、これは図２２（Ａ）を
参照して後で更に説明する。補償されたパラレル形態の
信号は高速フーリエ変換部１７０に供与されて周波数領
域要素のベクトルに変換されるが、これは本質的に、Ｍ
ＩＳＵが調べるＤＳ０＋チャネルに対してＭＣＣモデム
８２が上流で最初に生成したＩ／Ｑ要素を備えた複素配
置ポイントである。チャネルフィルタリングには誤差が
あることから、等化器１７２は送受信の間に生ずる動的
誤差を除去する。上流受信器及び下流受信器構造におけ
る等化は、図２３を参照して後に更に詳述する。等化器
１７２の次に、複素配置ポイントは記号／ビット変換器
１７４によりビットに変換され、スクランブラ１３４の
ミラー要素であるデスクランブラ１７６にてデスクラン
ブされ、且つ、ペイロード電話通信情報およびＩＯＣ制
御データはシリアルポート１７８により図６のＣＸＳＵ
１０２に出力される。ブロック１５３は、その内部に示
された種々の機能を達成する処理機能を含んでいる。
【０１１５】図１２を参照すると、ＨＩＳＵ６８の下流
受信器構造が示されている。ＨＩＳＵ下流受信器構造
（図１２）とＭＩＳＵ下流受信器構造（図１１）との間
の主要な差異は、処理される帯域幅の量である。ＦＦＴ
処理までの受信器の前端は実質的に同一であるが、但
し、ダウンコンバートの間にＡ／Ｄコンバータ１６０が
相当に低速度で作動され得ることを除いてである。例え
ば、もし処理される信号の帯域幅が１００ＫHzであれ
ば、サンプル速度は約２００ＫHzである。ＭＩＳＵの処
理では３ＭHz信号で、サンプル速度は約６ＭHzである。
ＨＩＳＵは最大でも１０個のＤＳ０＋しか受信しないこ
とから、ＦＦＴ１８０のサイズは更に小さくできる。Ｈ
ＩＳＵ内では３２ポイントＦＦＴ１８０が好適に使用さ
れ、ＭＩＳＵで使用された１２８ポイントあるいは２５
６ポイントＦＦＴと比較して更に効率的に配備される。
従って、これらの構造の間の大きな差異は、ＨＩＳＵ受
信器構造が必要とする信号処理能力はＭＩＳＵ受信器よ
りも相当に少なく、従って、電力消費も少ないというこ
とである。故に、リモートユニットにおける電力消費が
最小化されたシステムを提供する為に、ＨＩＳＵにより
調べられ周波数帯域を一層小さくすれば、斯かる低消費
が可能となる。ＨＩＳＵが調べるキャリヤの帯域が小さ
くて済む理由のひとつは、ＩＯＣチャネルが６ＭHzスペ
クトルに亙り分散されているからである。
【０１１６】図１３を参照すると、ＨＩＳＵ６８の為の
上流伝送アーキテクチャが示されている。ＣＸＳＵ１０
２（図６）からのＩＯＣ制御データおよび電話通信ペイ
ロードデータはシリアルポート１８２に供与されるが、
これは、ＭＩＳＵあるいはＨＤＴ伝送構造よりも相当に
低速度で行われる、と言うのも、ＨＩＳＵは１０個のＤ
Ｓ０＋チャネルのみをサポートするからである。一方、
ＨＩＳＵの上流伝送構造は、３種の重要な作用を有し、
それは、伝送された信号の振幅、伝送された信号のタイ
ミング遅延（記号及び経路遅延の両者）及び、伝送され
た信号のキャリヤ周波数、の調整である。電話通信デー
タおよびＩＯＣ制御データは、ＨＩＳＵ下流受信器構造
のクロック発生器１７３により生成されたクロック信号
の制御下でシリアルポート１８２を介して進入し、且
つ、上記においてＭＣＣ下流伝送構造に関して述べた理
由により、スクランブラ１８４によりスクランブルされ
る。即ち、到来する各ビットはビット／記号変換器１８
６により、記号、即ち、周波数領域内のＩ／Ｑ成分を含
む複素配置ポイントにマッピングされる。これらの配置
ポイントは次に記号バッファ１８８内に置かれる。バッ
ファ１８８に引続き、記号には逆ＦＦＴ１９０が加えら
れ、時間領域サンプルが生成されるが、３２個サンプル
が３２ポイントＦＦＴに相当している。逆ＦＦＴ１９０
の出力側には遅延バッファ１９２が載置されて、ＨＤＴ
１２により制御される上流同期プロセスの機能として、
ＭＣＣモデム上流受信器構造にマルチフレーム整列を提
供する。従って、遅延バッファ１９２は経路遅延調節を
与えるが、これを、逆ＦＦＴ１９０の出力の同相／直角
位相成分をＤ／Ａコンバータ１９４によりＤ／Ａ変換す
る以前に行う。クロック遅延１９６は、記号整列に対し
て細かい同調調節を与えるが、これは、スクランブルさ
れる以前にシリアルストリームから制御データを抽出す
ることにより得られたＩＯＣ制御データ出力の要求によ
り行われる。Ｄ／Ａコンバータ１９４によりアナログ成
分へ変換した後、そこからのアナログ成分は復元フィル
タ１９８により滑らかなアナログ波形に復元される。上
流への信号は次に、合成器ブロック１９５の制御下で、
直接変換器１９７により適切な伝送周波数に直接的にア
ップコンバートされる。合成器ブロック１９５は、ＩＯ
Ｃ制御チャネルからの命令の制御下で作動せしめられる
が、該制御チャネルは、ＨＩＳＵ下流受信器アーキテク
チャで抽出されたキャリヤ周波数調節コマンドを与える
ものである。アップコンバートされた信号は次に、送信
器増幅器２００により増幅されると共に送信器フィルタ
２０２によりフィルタリングされ、且つ、他のＩＳＵ１
００により送信された他の信号と結合されるべく、上流
に送信される。図１４を参照すると、ＭＩＳＵ６６で使
用する上流送信器アーキテクチャが示されているが、こ
れは、ＨＩＳＵ６８の上流送信器アーキテクチャと実質
的に同一である。但し、ＭＩＳＵ６６は更に多くのチャ
ネルを取り扱っており、ＨＩＳＵ６８では可能な単一の
プロセッサによっては達成され得ないものである。従っ
て、逆ＦＦＴ１９１を含むブロック１８１の機能を提供
する該ブロック１８１のプロセッサ、及び、当該アーキ
テクチャをサポートする汎用プロセッサ２０６が、大き
なチャネル容量を取り扱う必要がある。
【０１１７】図１５を参照すると、ＨＤＴ１２における
各ＣＸＭＵ５６のＭＣＣ上流受信器構造が示されてい
る。上流信号は５〜４０ＭHzのバンドパスフィルタ２０
８によりフィルタリングされ、次に、混合器／合成器回
路２１１により、ベースバンドに直接的にダウンコンバ
ートされる。ダウンコンバートされた出力はコンディシ
ョニングの為にアンチ・エイリアス・フィルタ２１０に
付与され、その出力はＡ／Ｄコンバータ２１２によりデ
ジタル形態に変換され、これにより、狭帯域イングレス
フィルタ／ＦＦＴ１１２への信号の同相および直角位相
成分の時間領域サンプリングが行われる。狭帯域イング
レスフィルタ／ＦＦＴ１１２は以下に説明するが、上流
伝送に影響を与える可能性のある狭帯域混信からの保護
を与えるものである。
【０１１８】イングレスフィルタ／ＦＦＴ１１２は一度
に１０チャネルを保護するが、これは、混信到来がＭＣ
Ｃモデム８２により受信された６ＭHzスペクトル内の２
４０個のＤＳ０＋の内のひとつに影響するのであれば、
最大で１０個のチャネルは混信到来により破壊されるか
らである。イングレスフィルタ／ＦＦＴ１１２は多相構
造を含むが、当業者であれば通常のフィルタ技術として
理解していよう。更に、当業者であれば、多相フィルタ
により保護されるチャネルの数を変更し得ることは理解
出来よう。イングレスフィルタ／ＦＦＴ１１２の出力は
等化器２１４に結合されるが、該等化器は、基準発信器
或いは合成器からのノイズなどによりチャネル内に生ず
る誤差を補正するものである。等化器２１４の出力記号
は記号／ビット変換器２１６に付与され、そこで記号は
ビットにマッピングされる。これらのビットはデスクラ
ンブラ２１８に付与されるが、これは各ＩＳＵ１００の
スクランブラの鏡像体であり、このデスクランブラの出
力はシリアルポート２２０に付与される。これらのシリ
アルポートの出力は２個のペイロードストリームと、下
流方向におけるＭＣＣ下流送信器アーキテクチャに対し
てそのまま付与される１個のＩＯＣ制御データストリー
ムとに分解される。ブロック２１７は、その中の機能を
達成するに必要な処理回路を含んでいる。
【０１１９】下流情報を検出する為には、下流同期プロ
セスを用いて、到着信号の振幅、周波数およびタイミン
グを獲得せねばならない。下流信号は単一ポイントから
複数ポイントへのノードトポロジーを構成することか
ら、上流信号と対照的に、ＯＦＤＭ波形は基本的に同期
された単一経路を介して到着する。波形パラメータの獲
得は、先ず、６ＭHzスペクトルの両端部に置かれた下流
同期帯域内の下流同期チャネルに関して行われる。これ
らの同期帯域は、２ＫHzフレーミングクロックによりＢ
ＰＳＫ変調された単一個のキャリヤ即ちトーンを含んで
いる。このトーンは、ＩＳＵにおける初期の振幅、周波
数およびタイミングを引出すために使用される。同期キ
ャリヤは、受信帯域の中央に配置することが可能であ
り、ＩＯＣの特定の場合とも考えられる。上記信号が受
信されて受信器の全体構成が典型的なＩＯＣチャネルに
対して同調された後、同じ回路がＩＯＣチャネルを用い
て同期パラメータをトラッキングする為に使用される。
【０１２０】必要な信号パラメータを獲得するために使
用されるプロセスは、ＩＳＵ受信器アーキテクチャのキ
ャリヤ／振幅／タイミング回復ブロック１６６を使用す
るが、これは図２２（Ａ）に詳細なブロック図形態で示
されている。このキャリヤ／振幅／タイミング回復ブロ
ック１６６は、受信波形の周波数固定を獲得すべく使用
されるコスタス(Costas)ループを含んでいる。信号が補
償ユニット１６４から受信された後、サンプル／保持３
３４およびＡ／Ｄ変換３３２が信号に加えられ、変換器
３３２からのサンプル出力はコスタスループ３３０に付
与される。このサンプリングは、電圧が制御された発振
器３４０の制御下で行われるが、該発振器は、受信器ア
ーキテクチャ中で使用されたＦＦＴのポイント数により
分周を行う分周器３３３により分周される。コスタスル
ープ３３０の混合器３３１には到来信号および帰還路が
入力され、ループ位相検知器として機能する。混合器３
３１の出力はフィルタリングされると共にデシメーショ
ンされ、引続くハードウェアの処理条件を軽減する。も
し受信信号の帯域が限定されていれば、同期信号を表す
為に必要なサンプルは更に少なくなる。もし受信器内で
直交性が保存されなければ、回復プロセスからの不都合
な信号要素はフィルタにより除去する。直交性の条件の
下では、ＬＰＦ３３７は近傍のＯＦＤＭキャリヤからの
効果を完全に除去する。キャリヤ周波数の固定が達成さ
れたとき、プロセスはループの同相辺内に所望のＢＰＳ
Ｋ波形を示すことになる。各デシメータの出力は更なる
混合器を介して供給され、次に、フィルタ機能Ｈ（ｓ）
を有するループフィルタおよび数値制御された発振器
（ＮＣＤ）により処理され、周波数誤差を補正する帰還
路を完成している。誤差レベルが“小さい”ときは、ル
ープは固定される。トラッキングの間に高速ゲインおよ
び最小ジッターを達成するには、二重ループ帯域幅を採
用することが必要である。システム作動の為には、周波
数を固定すると共に、ＯＦＤＭチャネル間隙（３６０H
z）の約±４％以内に保持することが必要である。
【０１２１】信号の振幅は、ＢＰＳＫパワー検波器３３
６の周波数回復ループの出力側にて測定される。総計信
号パワーが測定されると共に、数値制御可能な（不図示
の）アナログ利得回路の調節に使用される。利得回路
は、信号を正規化し、Ａ／Ｄコンバータが最適な作動領
域で使用されるようにすることを意図している。タイミ
ング回復は、早遅ゲート位相検出器３３８の早遅ゲート
型アルゴリズムを用いてタイミング誤差を得ると共に、
誤差信号に応じてサンプルクロック即ち発振器３４０を
調節することにより行われる。早遅ゲート検出器は、更
新時間の間に前進／遅延命令を出力することになる。こ
の命令はサンプルクロック即ち発振器３４０に対してフ
ィルタ３４１を介して付与される。タイミングループが
ロックされたとき、それはロック表示信号を生成する。
また、上流伝送にも同一のクロックが使用される。キャ
リヤ／タイミング／振幅回復ブロック１６６はクロック
ジェネレータ１６８に対して基準を与える。クロックジ
ェネレータ１６８は、ＭＩＳＵにより必要とされるクロ
ックの全てを提供するものであり、それは例えば、８Ｋ
Hzのフレームクロックおよびサンプルクロックである。
【０１２２】ＭＣＣモデム上流受信器アーキテクチャ
（図１５）のキャリヤ／振幅／タイミング回復ブロック
２２２は、図２２（Ｂ）の同期ループ図により示されて
いる。該ブロックは、上流同期チャネル上の信号に関す
る上流同期の検出を行うものである。ＩＳＵの初期化及
び起動の為には、上流同期がＨＤＴにより行われるが該
ＨＤＴは下流ＩＯＣ制御チャネルを介して各ＩＳＵの内
の１個に命令を与え、同期チャネル上で上流に基準信号
を送る。キャリヤ／振幅／タイミング回復ブロック２２
２は同期チャネル上で応答するＩＳＵ１００からのデー
タのパラメータを測定すると共に、周波数誤差、振幅誤
差およびタイミング誤差をＨＤＴ１２における基準値と
比較することにより評価を行う。キャリヤ／振幅／タイ
ミング回復ブロック２２２の出力は、ＨＤＴ１２により
調節コマンドに転換され、ＭＣＣ下流送信器アーキテク
チャによりＩＯＣ制御チャネル上を下流に向け、初期化
かつ起動されつつあるＩＳＵに送信される。
【０１２３】上流同期処理の目的は、ＩＳＵを初期化且
つ起動し、個々のＩＳＵからの波形がＨＤＴ１２にて単
一波形に結合することである。ＨＤＴ１２においてキャ
リヤ／振幅／タイミング回復ブロック２２２により評価
されると共にＩＳＵにより調節されたパラメータは、振
幅、タイミングおよび周波数である。ＩＳＵの振幅は、
各ＤＳ０＋が等しい量の電力を割当てられる様に正規化
されると共に、ＨＤＴ１２における所望のＳ／Ｎ比を達
成する。これに加え、近接するＩＳＵ同士は正しい相対
レベルで受信されなければならず、さもなければ、弱い
ＤＳ０＋チャネルは強いＤＳ０＋チャネルの過渡的挙動
により悪影響を受けることになる。もしペイロードチャ
ネルがこれと近接する他のペイロードチャネルに対して
十分な周波数誤差を以て伝送されたとすれば、ＯＦＤＭ
波形の直交性は劣化すると共に誤り率性能は低下するこ
とになる。従って、ＩＳＵの周波数は許容差付近に調節
せねばならない。回復された信号のタイミングも又、直
交性に影響を与える。時間的に近接する記号に対して整
列されていない記号は、ＦＦＴ処理を受ける記号の一部
内に遷移を生じせしめ得る。もし全ての記号の遷移がＨ
ＤＴにおける保護間隔内に収まらないのであれば、非直
交チャネルに対して約±１６個のトーン（８個のＤＳ０
＋）が回復されないことになる。
【０１２４】上流同期の間にＩＳＵは、例えば矩形波信
号を送信して振幅および周波数の精度を確立すると共に
記号を整列する様に、コマンドを受ける。パターン信号
は、キャリヤ／振幅／タイミング回復ブロック２２２に
よるパラメータの検出を許容する如き任意の信号とさ
れ、且つ、斯かる信号は異なるパラメータを検出すべく
異なるものであっても良い。例えば、信号は、振幅およ
び周波数の検出および修正の為に連続正弦波、および、
記号タイミングの為に矩形波であっても良い。キャリヤ
／振幅／タイミング回復ブロック２２２は、３個の配信
ループパラメータを評価する。３個のループの全てにお
いて、最終的なエラー信号はＣＸＭＣ８０によるコマン
ドに変換され、ＭＣＣモデム８２を介してＩＯＣチャネ
ルに亙り送信され、且つ、ＣＸＳＵはこのコマンドを受
信してＩＳＵにより行われる調節を制御する。
【０１２５】図２２（Ｂ）に示された様に、ＩＳＵから
の上流同期は４３４によってサンプリング且つ保持され
るとともに４３２にてＡ／Ｄ変換されるが、これは電圧
制御された発振器４４０の制御下で行われる。電圧被制
御発振器はローカルの基準発振器であり、受信器アーキ
テクチャ内のＦＦＴのポイント数Ｍにより分周されて制
御／サンプル４３４およびＡ／Ｄコンバータ４３２を制
御すると共に、ｋにより分周されて８ＫHz信号を位相検
出器４３８に付与する。
【０１２６】周波数誤差は、コスタスループ４３０を用
いて評価しても良い。コスタスループ４３０は、ローカ
ルで発生された基準周波数を以て位相固定を確立せんと
試みる。幾らかの時間間隔の後、ループ適合は不能とさ
れ、時間に関する位相差は周波数誤差を評価する為に用
いられる。周波数誤差はフィルタ機能Ｈ（ｓ）４４４に
より発生されると共にＣＸＭＣ８２に供与されて処理さ
れ、ＩＯＣ制御チャネルを介してＩＳＵに周波数調節コ
マンドが送られる。周波数誤差はまた、被数値制御発振
器（ＮＣＯ）に付与されて周波数ループが完成され、周
波数誤差は補正される。
【０１２７】振幅誤差は上流同期の間にキャリヤの振幅
に基づいて計算されるが、これは、コスタスループ４３
０の同相辺のキャリヤ振幅を電力検出器４３６により検
出することにより行われる。而して、振幅は基準比較器
４４３にて所望の基準値と比較されると共に誤差はＣＸ
ＭＣ８２に送られて処理され、これにより、振幅調節コ
マンドがＩＯＣ制御チャネルを介してＩＳＵに送信され
る。
【０１２８】ＨＤＴ内のローカル基準が位相固定を達成
したとき、ＩＳＵから到着する同期チャネル上のＢＰＳ
Ｋ信号を処理することができる。コスタスループ４３０
の同相辺からは矩形波が得られると共に早遅ゲート位相
検出器４３８に付与され、分周器４３５からローカル的
に発生された８ＫHz信号と比較される。位相検出器４３
８は位相／記号タイミング誤差を発生してループフィル
タ４４１に付与し、ライン４３９を介して出力する。位
相／記号タイミング誤差は次にＣＸＭＣ８２に付与され
て処理され、ＩＯＣ制御チャネルを介してＩＳＵに対し
て記号タイミング調節コマンドが送信される。
【０１２９】上流同期の為のパラメータを調節するＩＳ
Ｕ内の機構は、Ｄ／Ａ変換器１９４（図１３）等による
ＦＦＴ１９０等のデジタル処理アルゴリズムから得られ
たままの時間領域波形にスカラー量を乗じて振幅を変更
する。同様に、複素混合信号を生成すると共に、Ｄ／Ａ
変換器１９４の入力に複素乗算として付与することも可
能である。
【０１３０】ＩＳＵ内の下流サンプルクロックおよび上
流サンプルクロックの両者の周波数の精度は、下流同期
およびＩＯＣ情報に対して発振器を位相固定することに
より確立される。上流伝送周波数は、例えば、ＨＤＴ１
２により命令を受ける合成器ブロック１９５にて調節さ
れる。記号タイミングの補正は、遅延機能として遂行さ
れる。従って、ＩＳＵ上流方向における記号タイミング
整列はサンプルタイミング内の遅延として確立される
が、これは、サンプル間隔を抹消し（同一のサンプルの
内の２個を同時に出発させ）、あるいは、クロック遅延
１９６（図１３）を介して余分なクロックエッジ内に押
込める（ひとつのサンプルのクロックが外されて喪失さ
れる）ことにより達成される。この様にして、既に必要
とされた以上のデータ保存を行うこと無く、遅延機能が
制御される。
【０１３１】システムに対してＩＳＵが初期化且つ起動
されて送信の用意ができた後、ＩＳＵは、キャリヤ／振
幅／タイミング回復ブロック２２２を用い、所要の上流
同期システムパラメータを保持する。不使用とされ乍ら
も初期化且つ起動されたＩＳＵはＩＯＣ上への送信を命
令され、ブロック２２２はそこからのパラメータを上述
の如く評価する。
【０１３２】ＭＩＳＵ６６（図１３）およびＨＩＳＵ６
８（図１４）に関する上流伝送アーキテクチャのいずれ
においても、ＨＤＴ１２におけるキャリヤの直交性を達
成する為の周波数のオフセット即ち補正はＩＳＵ上で決
定されるが、これはＨＤＴにおけるのと対照的であり、
即ち、周波数オフセットはキャリヤ／振幅／タイミング
回復ブロック２２２（図１５）による同期の間にＨＤＴ
にて決定され、次に、周波数調節コマンドがＩＳＵに送
信され、ＨＩＳＵ６８およびＭＩＳＵ６６の夫々の合成
器ブロック１９５および１９９の各々によりキャリヤ周
波数の調節が為されている。従って、上述の如く、周波
数誤差はキャリヤ／振幅／タイミング回復ブロック２２
２によりそれ以上検出されることは無い。正確に述べる
と、ＩＳＵによる斯かる直接的実行においては、それが
ＨＩＳＵ６８あるいはＭＩＳＵ６６であれ、ＩＳＵは、
下流信号からデジタル的に周波数誤差を評価あるいは概
算すると共に、伝送されつつある上流信号に対して補正
を加えるのである。
【０１３３】ＨＤＴ１２は、同一の基本発振器から全て
の送信および受信周波数を引出している。従って、ＨＤ
Ｔ内においては、全ての混合信号の周波数は固定されて
いる。同様に、それがＨＩＳＵ６８あるいはＭＩＳＵ６
６であれ、ＩＳＵも同一の基本発振器から全ての送信お
よび受信周波数を引出しており、従って、ＩＳＵ上の全
ての混合信号の周波数も固定されている。しかし乍ら、
ＩＳＵの発振器内には、ＨＤＴの発振器に対する周波数
オフセットが存在する。（ＩＳＵから見た場合の）周波
数誤差の量は、混合周波数の一定割合である。例えば、
もしＩＳＵの発振器がＨＤＴの発振器から周波数で１０
ＰＰＭだけずれていると共に、下流ＩＳＵ受信器の混合
周波数が１００ＭHzであり且つＩＳＵ上流送信混合周波
数が１０ＭHzであったとすれば、ＩＳＵは下流受信器に
関しては１ＫHzの補正を行うと共に上流受信器に関して
は１００Hzのオフセット信号を生成せねばならない。従
って、ＩＳＵの直接的な遂行の為に、周波数オフセット
は下流信号の方から見積もられる。この見積りは、数値
計算を行うデジタル回路、即ちプロセッサにより行われ
る。同期チャネル即ちＩＯＣチャネルのサンプルはシス
テム作動の間にハードウェア内で収集される。トラッキ
ングループは、受信信号に対してデジタル的に混合され
たデジタル数値発振器を駆動する。このプロセスによ
り、本質的にＨＤＴに対して固定された信号が内部的に
得られる。この内部的な数値混合は周波数オフセットを
相殺するものである。ＩＳＵ内の下流信号に対して固定
するプロセスの間、周波数誤差の見積もりが得られると
共に、認識した下流周波数により分数周波数誤差が算出
される。ＨＤＴにおいて上流受信信号をダウンコンバー
トすべく使用される混合周波数を知ることにより、ＩＳ
Ｕ送信周波数に対するオフセットが算出される。この周
波数オフセットは、ＩＳＵにより送信される信号が図１
３のコンバータ１９４によりアナログ領域に変換される
前に、デジタル的に該信号に付与される。従って、周波
数補正がＩＳＵ上で直接的に実行され得る。
【０１３４】次に図２０及び図２１を参照し、多相フィ
ルタ構造を含む、ＭＣＣ上流受信器アーキテクチャの狭
帯域イングレスフィルタ／ＦＦＴ１１２を更に詳述す
る。概略的には、多相フィルタ構造は、多相フィルタ１
２２および１２４を含むと共に、到来混信（ingress ）
に対して保護を与えている。ＩＳＵ１００からの上流Ｏ
ＦＤＭキャリヤの６ＭHz帯域は多相フィルタを介してサ
ブバンドに分解されているが、これらのフィルタは、キ
ャリヤすなわちトーンの小グループの各々に対してフィ
ルタリングを行い、或るキャリヤグループ内のキャリヤ
が混信により影響を受けたとしても、斯かるフィルタリ
ング特性により、影響を受けるのはそのグループのキャ
リヤのみであって他のグループのキャリヤは保護され
る。
【０１３５】イングレスフィルタ構造は、多相フィルタ
の２個の平行バンク１２２、１２４を有している。ま
た、図１８には、単一の多相フィルタバンクの振幅応答
が示されている。第２のバンクは第１のバンクから所定
量だけオフセットされ、第１バンクによりフィルタリン
グされなかったチャネルが第２バンクによりフィルタリ
ングされる。従って、図１９の単一の多相フィルタバン
クの振幅応答拡大図に示される如く、フィルタリングさ
れた各チャネルの内の１個の帯域は周波数ビン（bin ）
３８〜６８内に振幅を有し、フィルタにより通過された
中央キャリヤはビン４５〜６１に対応している。オーバ
ラップするフィルタによれば、帯域同士の間の間隙内の
キャリヤと、他のフィルタバンクにより通過されなかっ
たキャリヤとをフィルタリングすることが出来る。例え
ば、オーバラップするフィルタは、２８〜４４を通過さ
せても良い。２個のチャネルバンクは１６周波数ビンだ
けオフセットされていることから、２個のフィルタバン
クの組合せにより５４４チャネルの全てが受信される。
【０１３６】図２０を参照すると、イングレスフィルタ
構造はサンプリングされた波形ｘ（ｋ）をＡ／Ｄ変換器
２１２から受信し、次に複素混合器１１８および１２０
は多相フィルタ１２２、１２４に付与する為のスタガを
与える。混合器１１８は定数値を使用し、混合器１２０
は斯かるオフセットを達成する為の値を使用する。各混
合器の出力は多相フィルタ１２２、１２４の一方に夫々
入力される。多相フィルタバンクの各々の出力は１８個
の帯域から成るが、該帯域の各々は１６個の使用可能な
ＦＦＴビンを含み即ち各帯域は８ＫHz割合すなわち８個
のＤＳ０＋において１６個のキャリヤをサポートする。
ひとつの帯域は使用されない。
【０１３７】多相フィルタ１２２、１２４の各帯域出力
は４個の保護サンプルを含め８ＫHz毎に３６個のサンプ
ルを有すると共に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロッ
ク１２６、１２８に進入する。ＦＦＴブロック１２６、
１２８により最初に行われる操作は４個の保護サンプル
を除去して３２個の時間領域ポイントを残すことであ
る。ブロック内の各ＦＦＴの出力は３２個の周波数ビン
であるが、その内の１６個が他のビンと共に使用されて
フィルタリングを与える。各ＦＦＴの出力はスタガされ
即ち交互配置されてオーバラップされる。図２０に見ら
れる如く、キャリヤ０〜１５は上部バンクのＦＦＴ＃１
により出力され、キャリヤ１６〜３１は底部バンクのＦ
ＦＴ＃１により出力され、キャリヤ３２〜４８は上部バ
ンクのＦＦＴ＃２により出力される、等々である。
【０１３８】多相フィルタ１２２、１２４の各々は当業
者に知られた標準的な多相フィルタ構成であり、図２１
の構造により示される。入力信号は秒速毎に５．１８４
メガサンプルで或いはフレーム毎の６４８サンプルでサ
ンプリングされる。この入力は次に１８の係数でデシメ
ーションされ（１８個のサンプルの内の１個が保持さ
れ）、２８８ＫHzの実効サンプル速度が与えられる。こ
の信号は、多数のタップ、好適にはフィルタ毎に５タッ
プを含むと共にＨ0.0 （Ｚ）〜Ｈ0.16（Ｚ）とラベルが
付された有限長インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ群に
送られる。但し、当業者であれば、タップの個数は変更
可能であると共に本発明の範囲を限定するものではない
ことを理解し得よう。これらのフィルタの出力は１８ポ
イント逆ＦＦＴ１３０に供給される。変換後の出力は８
ＫHzフレームに対して３６個のサンプルでありこれは４
個の保護サンプルを含むが、該出力は上述の如き処理の
為にＦＦＴブロック１２６および１２８に供与される。
ＦＦＴのトーンは好適には９ＫHzにて離間され、かつ、
情報速度は、記号毎に４個の保護サンプルを割当てて８
キロ記号／秒である。多相フィルタの各々からの１７個
の帯域はＦＦＴブロック１２６、１２８に付与され、上
述の５４４個のキャリヤの処理および出力が行われる。
上述のごとく、１個の帯域すなわち第１８番目の帯域は
使用されない。
【０１３９】上流及び下流受信器アーキテクチャの両者
における等化器２１４（図１５）および１７２（図１
１）は、ケーブル設備を通じた群遅延の変化を相殺すべ
く用意されるものである。この等化器は位相及びゲイ
ン、即ち、環境の変化に拠る振幅変化をトラッキング
し、従って、十分に正確なトラッキングを保持し乍ら緩
やかに適合することができる。等化器の内部作用は図２
３に概略的に示されているが、等化器１７２、２１４の
係数３６０はＦＦＴ１１２、１７０の分解能に対するチ
ャネル周波数応答の逆数を表している。下流への係数は
高度に相関付けられている、と言うのも、全てのチャネ
ルが同一の信号経路を介して進行するからであり、これ
と対照的に、個々のＤＳ０＋がマルチポイント間トポロ
ジー内で遭遇し得るという種々のチャネルの故に上流係
数は相関付けられていない。チャネル特性は多様であっ
たとしても、等化器は上流あるいは下流受信器のいずれ
に対しても同様に作用する。下流等化器はＩＯＣチャネ
ルのみをトラッキングし、従って、以下に更に説明する
様に、ＩＳＵにおける演算要件を軽減すると共に、ペイ
ロードチャネルにおけるプリアンブルの条件を除去す
る、と言うのも、ＩＯＣチャネルは定常的に送信されて
いるからである。但し、上流方向に向けては、ＩＯＣチ
ャネルに基づいてＤＳ０＋毎の等化が必要である。
【０１４０】上記等化器係数を更新すべく使用されるア
ルゴリズムは、３２ＱＡＭ配置で作用するときに幾つか
のローカルな最小値を含むと共に、四重位相の曖昧さを
蒙る。更に、上流へのＤＳ０＋の各々は個々のＩＳＵか
ら発せられ、従って、独立した位相シフトを有し得る。
この問題を軽減する為に、各々の通信開始ではデータ伝
送を行う前に所定の記号プリアンブルを発することが必
要となる。ＩＯＣチャネルの各々はこの要件から除外さ
れる、と言うのも、それらは等化されず且つプリアンブ
ルはスクランブルされ得ないからである、ということを
銘記されたい。尚、伝送時に、ＨＤＴ１２はＩＳＵの初
期化および起動の間に確立された正確な周波数固定およ
び記号タイミングを依然として有し、且つ、継続的に入
手し得る下流ＩＯＣチャネルに関して同期を保持するこ
とは知られている。
【０１４１】プリアンブルを導入するには、等化器がそ
の処理状態を知ることが必要である。３個の状態が導入
されるが、それは、探索(search)、捕捉(acquisition)
、および、追跡(tracking)モードである。探索モード
はチャネル上に存在する電力の量に基づく。送信器アル
ゴリズムは、使用されていないＦＦＴビン内にゼロ値を
置くと、その特定の周波数上に電力が送信されない、と
いうものである。受信器にて等化器は、ＦＦＴビン内の
電力の欠如に基づき、それが探索モードに在ることを決
定する。
【０１４２】初期化且つ起動されたＩＳＵに対して送信
を開始するとき、等化器は信号の存在を検出して捕捉モ
ードに入る。プリアンブルの長さは約１５記号長であ
る。等化器は等化プロセスをプリアンブルに基づいて変
更する。初期の位相および振幅の補正は大きいが、引続
く係数の更新はそれほど重要ではない。捕捉の後、等化
器は追跡モードに入り、更新速度は最小レベルまで低下
される。この追跡モードは、所定期間の間だけチャネル
上で電力喪失が検出されるまで継続する。而して、チャ
ネルは、使用されないが初期化かつ起動された状態とな
る。等化器は受信器が同調されつつあるときは追尾また
は追跡を行わず、係数も更新されない。係数は、Ｓ／Ｎ
検出器３０５（図１５）への信号等によりアクセスかつ
使用され、以下に更に説明する様にチャネル監視を行
う。
【０１４３】等化プロセスの為に、Ｉ／Ｑ構成要素はＦ
ＦＴ１１２、１８０などのＦＦＴの出力におけるバッフ
ァ内にロードされる。当業者には明らかな様に、等化器
構造に関する以下の説明は上流受信器用の等化器２１４
に関するものであるが、下流受信器等化器１７２に対し
ても等しく適用することが出来る。等化器２１４はバッ
ファから時間領域サンプルを抽出すると共に、一度に１
個の複合(complex) サンプルを処理する。次に、処理さ
れた情報はそこから出力される。図２３は、等化器アル
ゴリズムの基本構造を示しているが、当業者に明らかな
ステート制御アルゴリズムは省略してある。主要等化経
路は、選択されたＦＦＴビンからの値を以て乗算器３７
０にて複合(complex) 乗算を行う。次に出力は記号量子
化ブロックにて、格納テーブルに基づいて最も近い記号
へと量子化される。量子化された値（ハード的な決定）
は記号／ビット変換器２１６まで送られて、該変換器に
よりビットにデコードされる。残りの回路は、等化器係
数を更新するために使用される。加算器３６４にては、
量子化された記号値および等化されたサンプルとの間で
誤差が算出される。この複合誤差は乗算器３６３にて受
信サンプルと乗算され、その結果は乗算器３６２による
適合係数により換算され、更新値が形成される。この更
新値は加算器３６８にてオリジナルの係数と加算され、
新たな係数値が得られる。
【０１４４】第一実施例の作用 好適実施例においては、ＨＤＴ１２のＭＣＣモデム８２
の各々に対する６ＭHz周波数帯域は図９（Ａ）に示され
た様に割当てられる。ＭＣＣモデム８２は６ＭHz帯域全
体を送信且つ受信するが、ＩＳＵ１００（図６）は、６
ＭHz帯域内に割当てられたキャリヤすなわちトーンの合
計数よりも少なく終端／発生する様に設計された特定の
応用に対して最適化されている。上流及び下流への帯域
割当ては対称とするのが好適である。ＭＣＣモデム８２
からの上流６ＭHz帯域は５〜４０ＭHzスペクトル内に在
り、下流６ＭHz帯域は７２５〜７６０ＭHzスペクトル内
に在る。当業者であれば、上流及び下流伝送に対して異
なる伝送媒体を使用した場合、各伝送の周波数が同一あ
るいはオーバラップしたとしても依然として混信は起こ
らないことを理解し得よう。
【０１４５】６ＭHz周波数帯域の各々には、電話通信ペ
イロードデータの位相、ＩＳＵシステム操作の位相、お
よび制御データ（ＩＯＣ制御データ）、及び、上流およ
び下流同期などの特定の操作をサポートする３個の領域
がある。ＯＦＤＭ周波数帯域内の各キャリヤ即ちトーン
は、上述の如く複合配置ポイントを形成すべく振幅およ
び位相が変調された正弦波から成っている。ＯＦＤＭ波
形の基本記号速度は８ＫHzであり、６ＭHz帯域内に合計
で５５２個のトーンがある。次の表１は、種々のトーン
区分に対する好適な変調形式および帯域幅割当てを要約
したものである。
【０１４６】
【表１】 スペクトルの各端には保護帯域が配備され、送信後およ
び受信前の選択的フィルタリングを可能にしている。
又、１９．２Mbpsの正味データ速度を有する帯域を通
じ、合計で２４０個の電話通信データチャネルが含まれ
る。この容量は、付加的な混信到来を相殺し、これによ
り、ユーザが中央局に対して集中しても十分なサポート
を維持する様にしている。ＩＯＣチャネルは帯域を通じ
て分散され、冗長性を与えると共に、ＨＩＳＵ内に配置
された狭帯域の受信器との通信をサポートする。ＩＯＣ
データ速度は１６kbps（毎秒、８ＫHzフレームの記号速
度で２個のＢＰＳＫトーン）である。効率的には、１０
個のペイロードデータチャネル毎に１個のＩＯＣが配備
される。単一のＩＯＣチャネルのみを調べ得るＨＩＳＵ
などのＩＳＵは、ＩＯＣチャネルが不調となれば再同調
を強いられる。しかし乍ら、ＭＩＳＵ等の様に、複数個
のＩＯＣチャネルを調べ得るＩＳＵであれば、最初の選
択が不調となっても代替的なＩＯＣチャネルを選択する
ことができる。
【０１４７】同期チャネルの各々は、帯域の各端におい
て重複配置されて冗長性を与えると共に、使用可能なキ
ャリヤの本体からオフセットされ、同期チャネルが他の
使用チャネルと混信しないことを確実なものとしてい
る。同期チャネルは既に説明したが、以下に更に説明す
る。同期チャネルは電話通信ペイロードチャネルよりも
低い電力レベルで作動されることによっても、斯かるチ
ャネルへの混信効果を減じている。この電力減少によ
り、同期チャネルとペイロード電話通信チャネルとの間
で使用される保護帯域を更に小さくすることが可能とな
る。
【０１４８】ひとつの同期或いは冗長同期チャネルは、
電話通信チャネルからオフセットするのではなく、その
内部にて実現することも可能である。それらが電話通信
チャネルと混信するのを防止するには、同期チャネルは
一層低い記号速度を用いて実現することが出来る。例え
ば、もし電話通信チャネルが８ＫHzの記号速度で実行さ
れていたとすれば、同期チャネルは２ＫHzの記号速度で
実行することができ、そして一層低い電力レベルともさ
れ得る。
【０１４９】各ＩＳＵ１００は、図９（Ｄ）に示された
様に合計で集合的に６ＭHzスペクトルとなるサブバンド
を受信する様に設計されている。一例として、ＨＩＳＵ
６８は利用し得る５２２トーンの内の２２トーン（＝１
１チャネル）のみを検出するのが好適である。この手法
は、基本的にコスト／電力を節約する技術である。受信
するチャネル数を減少することにより、サンプル速度お
よび関連処理要件は、劇的に減少されると共に、今日の
市場における通常の交換部品を以て達成することが可能
となる。
【０１５０】所定のＨＩＳＵ６８はＨＩＳＵ受信器の周
波数検査において、最大でも、ペイロードデータチャネ
ルの内の１０個のＤＳ０を受信する様に制限されてい
る。残りのチャネルは保護間隔として使用されることに
なる。更に、電力／コスト要件を減少すべく、合成周波
数ステップは１９８ＫHzに制限されている。図９（Ｄ）
に示された様に、ひとつのＩＯＣチャネルが提供され、
各ＩＳＵ６８は常に、ＨＤＴ１２を介してＨＩＳＵ６８
を制御するＩＯＣチャネルを調べることになる。
【０１５１】ＭＩＳＵ６６は、図９（Ｄ）に示された如
き１３個のサブバンド、即ち、利用し得る２４０個のＤ
Ｓ０の内の１３０個のＤＳ０を受信する如く設計されて
いる。再度述べるが、同調ステップは１９８ＫHzに制限
され、効率的な合成器構造が実現されている。これらの
値はＨＩＳＵ６８およびＭＩＳＵ６６に対して好適な値
であるが、当業者であれば、添付の請求の範囲に定義し
た本発明の範囲あるいは精神から逸脱すること無く、本
明細書で特定した多くの値を変更し得ることを銘記し得
よう。
【０１５２】当業者に知られた如く、６ＭHzより小さい
帯域幅内のチャネルに亙る操作をサポートすべき場合も
ある。但し、システムのソフトウェアおよびハードウェ
アを適切に改変することにより斯かる再構成が可能であ
ることは、当業者に明らかな処である。例えば、下流に
おいて２ＭHzのシステムに対し、ＨＤＴ１２は合計帯域
のサブセットに亙るチャネルを発生する。各ＨＩＳＵは
本来的に狭帯域であり、２ＭHz帯域に同調することがで
きる。一方、１３０個のチャネルをサポートする各ＭＩ
ＳＵは、２ＭHz帯域を越えて信号を受信することから、
それらはハードウェアを改変することによりフィルタ選
択性を減少する必要がある。８０チャネルのＭＩＳＵは
２ＭHz帯域の束縛を以ても作動し得る。又、上流に向け
ては、各ＨＩＳＵは２ＭHz帯域内の信号を発生し、各Ｍ
ＩＳＵの送信セクションは生成信号を狭帯域に制限す
る。ＨＤＴにおいては、イングレスフィルタリングは帯
域外の信号エネルギに対して十分な選択性を提供する。
狭帯域システムは、２ＭHz帯域の縁部において同期帯域
を必要とする。
【０１５３】既述の如く、下流情報を検出すべくシステ
ムを初期化する為の信号パラメータの獲得は、下流同期
チャネルを用いて実行される。各ＩＳＵは、キャリヤ／
振幅／タイミング回復ブロック１６６を用い、斯かる下
流情報の検出の為の周波数、振幅およびタイミングの下
流同期を確立する。下流信号は、単一ポイント／複数ポ
イント・トポロジーを構成すると共に、ＯＦＤＭ波形
は、単一の経路を介して本来的に同期された方法でＩＳ
Ｕに到達する。
【０１５４】上流方向においては、ＨＤＴ１２が送信の
為にＩＳＵ１００を使用可能とする以前に、各ＩＳＵ１
００は上流同期のプロセスを通して初期化かつ起動され
ねばならない。ＩＳＵに対する上流同期のプロセスは、
別個のＩＳＵからの波形がＨＤＴにおいて単一波形に結
合される様に活用される。上流同期プロセスは部分的に
は既に説明したが、種々のステップを含んでいる。即
ち、該プロセスは、ＩＳＵ伝送レベル調節、上流マルチ
キャリヤ記号整列、キャリヤ周波数調節、および、ラウ
ンドトリップ経路遅延調節、を含んでいる。斯かる同期
は、６ＭHz帯域の獲得操作の後に達成される。
【０１５５】レベル調節に関し、概略的には、ＨＤＴ１
２はＩＳＵ１００から受信した上流送信の測定信号強度
を較正すると共にＩＳＵ１００送信レベルを調節し、全
てのＩＳＵが満足できるスレッショルド内に収まる様に
する。また、レベル調節は記号整列および経路遅延調節
に先立って行い、これらの測定の精度を最大のものとす
る。
【０１５６】概略的に述べると、記号整列は、ＭＣＣモ
デム８２およびＩＳＵモデム１０１により遂行されるマ
ルチキャリヤ変調手法に対して必要な条件である。下流
方向への送信において、ＩＳＵ１００にて受信される情
報の全ては単一のＣＸＭＵ５６により生成されたもので
あり、各マルチキャリヤ上で変調された記号は自動的に
位相整列が為されている。しかし乍ら、ＭＣＣモデム８
２の受信器アーキテクチャにおける上流への記号整列は
変動し、これは、ＨＦＣ配信ネットワーク１１の複数ポ
イント／単一ポイントの特徴、及び、各ＩＳＵ１００の
不均一な遅延経路に拠るものである。受信器の効率を最
大限にする為には、上流への記号の全ては狭帯域マージ
ン内で整列されねばならない。これは、各ＩＳＵ１００
内に調節可能な遅延経路パラメータを配備することによ
り、異なるＩＳＵから上流で受信したチャネルの全ての
記号時間間隔が、ＨＤＴ１２に到着する箇所で整列する
様にすることで行われる。
【０１５７】概略的に述べると、ラウンドトリップ経路
遅延の調節は、システム内のＨＤＴネットワークインタ
フェース６２から全てのＩＳＵ１００に対するラウンド
トリップ遅延と、逆に、全てのＩＳＵ１００からネット
ワークインタフェース６２に戻るラウンドトリップ遅延
とが等しくなる様に行われる。これは、信号を発してい
るマルチフレームの完全性がシステムに亙り保存される
為に必要なのである。電話通信移送セクションに対する
ラウンドトリップ処理の全ては予期可能な遅延を有する
が、但し、ＨＦＣ配信ネットワーク１１自身を介した信
号伝播に付随する物理的な遅延は除外するものとする。
即ち、ＨＤＴ１２から物理的に近距離に置かれたＩＳＵ
１００は、ＨＤＴ１２から最大距離に置かれたＩＳＵよ
りもラウンドトリップ遅延が小さい。経路遅延調節は、
全てのＩＳＵの移送システムに対して等しいラウンドト
リップ伝播遅延を強制的に持たせる為に、実行される。
これはまた、システムを通して移送されたＤＳ１チャネ
ルに対してＤＳ１マルチフレーム整列を保持し、これに
より、同一のＤＳ１と連携された音声サービスに対して
同一の整列を与え、帯域内チャネルシグナリングあるい
は発信ビット(robbed-bit)シグナリングを保持するもの
である。
【０１５８】概略的に述べると、キャリヤ周波数の調節
は、キャリヤ周波数同士の間の間隙がキャリヤの直交性
を維持するように行われねばならない。もしマルチキャ
リヤが直交整列内でＭＣＣモデム８２にて受信されなけ
れば、マルチキャリヤ間の混信が生じている可能性があ
る。斯かるキャリヤ周波数の調節は記号タイミング或い
は振幅の調節と同様にして行うことが出来、あるいは、
既述の如くＩＳＵ上で行っても良い。
【０１５９】初期化プロセスにおいて、ＩＳＵの電源が
投入された直後であれば、ＩＳＵ１００はどの下流６Ｍ
Hz周波数帯域内で受信すべきかを認識していない。この
結果、初期化プロセスにおいて６ＭHz帯域の獲得を行う
必要が出てくる。ＩＳＵ１００は作動用の６ＭHz帯域を
首尾よく獲得するまで、自身の下流周波数帯域を発見す
べく“スキャン”を行う。概略的には、ＩＳＵ１００の
ＣＸＳＵ制御器１０２のローカルプロセッサは、６２５
〜８５０ＭHzの範囲の内のいずれかに在るデフォルトの
６ＭHz受信周波数帯域によりスタートする。ＩＳＵ１０
０は例えば１００ミリ秒の間、各々の６ＭHz帯域内で有
効６ＭHz獲得コマンドを待つが、該コマンドは、有効な
同期信号を獲得した後にＩＳＵ１００に対する固有の識
別番号の照合を行うものであり、また、このＩＤ（固有
識別子）はＩＳＵ設備の通し番号の形態もしくはそれに
基づくものとされる。もし、有効な６ＭHz獲得コマンド
もしくは有効な同期コマンドが上記６ＭHz帯域内で見出
されないとき、ＣＸＳＵ制御器１０２は次の６ＭHz帯域
を調べ、この処理を反復する。この様にして、以下に更
に説明するように、ＨＤＴ１２はＩＳＵ１００に対し、
どの６ＭHz帯域を該ＩＳＵ１００が受信用周波数に使用
すべきであり且つその後にどの帯域を上流への送信周波
数として使用するのかを、伝えることが出来る。
【０１６０】上記に概説した如き各ＩＳＵの初期化およ
び起動のプロセス、および、トラッキング即ち追従同期
を以下に更に説明する。尚、この説明はＭＩＳＵ６６を
ＣＸＳＵ制御器１０３と組合せて使用したものとして記
載されているが、これと等しい制御器ロジックと共に行
われる任意のＩＳＵ１００に対しても等しく適用でき
る。同軸マスタカードロジック（ＣＸＭＣ）８０はシェ
ルフ制御ユニット（ＳＣＮＵ）５８から指示を受け、特
定のＩＳＵ１００を初期化かつ起動する。ＳＣＮＵはＩ
ＳＵ指定番号を用いてそのＩＳＵ１００にアドレスを付
ける。ＣＸＭＣ８０はＩＳＵ指定番号を、該当設備の設
備通し番号もしくはＩＤと関連づける。工場出荷に係る
ＩＳＵ設備は、いずれも、同一のＩＤを有するものは２
つと存在しない。もしＩＳＵ１００が現在のシステムデ
ータベースにおいて未だ初期化かつ起動されていなけれ
ば、ＣＸＭＣ８０は初期化且つ起動されつつあるＩＳＵ
１００に対して専用の識別番号（ＰＩＮ）コードを選択
する。このＰＩＮコードは次にＣＸＭＣ８０内に記憶さ
れて、引続き行われる上記ＩＳＵ１００との全ての通信
の為の“アドレス”を有効に表すこととなる。ＣＸＭＣ
８０は、各ＩＳＵ指定番号、ＩＳＵ設備のＩＤ、およ
び、ＰＩＮコードの間のルックアップテーブルを保持し
ている。ＣＸＭＵ５６と連携されたＩＳＵ１００の各々
には固有のＰＩＮアドレスコードが割当てられている。
又、１個のＰＩＮアドレスコードが全てのＩＳＵに対す
る同報通信の為に予約されており、これにより、初期化
且つ起動されたＩＳＵ１００の全てに対してＨＤＴがメ
ッセージを送信することが可能となる。
【０１６１】ＣＸＭＣ８０はＭＣＣモデム８２に対して
初期化及び起動イネーブリングメッセージを送り、該メ
ッセージによりＭＣＣモデム８２は、プロセスが開始さ
れつつあり且つＭＣＣモデム８２における関連検出機能
がイネーブルとされたことを認識する。斯かる機能性
は、図１５に示されると共に既述したＭＣＣ上流受信器
アーキテクチャ中に示されたキャリヤ／振幅／タイミン
グ回復ブロック２２２により少なくとも部分的に達成さ
れる。
【０１６２】ＣＸＭＣ８０はＭＣＣモデム８２により、
それが送信を行う６ＭHz帯域の全てのＩＯＣチャネルに
亙り識別メッセージを送信する。このメッセージは、初
期化且つ起動されつつあるＩＳＵに対して割当てられる
ＰＩＮアドレスコードと、ＩＳＵ初期化且つ起動がＩＳ
Ｕ１００にて有効とされるべきことを示すコマンドと、
設備シリアル番号などのＩＳＵ設備のＩＤと、サイクリ
ックな冗長性チェックサム（ＣＲＣ）とを含んでいる。
このメッセージは所定期間ＴSCAN毎に定期的に送信され
るが、これは図９（Ｆ）では６．１６秒として示される
と共に、図９（Ｅ）にも示されている。この期間は、Ｉ
ＳＵが全ての下流６ＭHz帯域をスキャンし、同期し、か
つ、有効な識別メッセージを探聴する為の最大時間であ
る。例えば５０msecの間隔速度では、ＩＳＵが如何に迅
速にその識別子を了解したとしても悪影響を与える。Ｃ
ＸＭＣ８０は一度に１個以上のＩＳＵの同調を試行する
ことは無いが、以下で更に説明するバースト識別の間に
は幾つかのＩＳＵの識別を試行する。但し、或る最大時
間制限を超えた後でもＩＳＵが応答しないのであれば、
ソフトウェアのタイムアウトが行われる。このタイムア
ウトは、ＩＳＵが同期機能を獲得する為に必要とする最
大時間制限を超えるものでなければならない。
【０１６３】ＣＸＭＣ８０による周期的な送信の間、Ｉ
ＳＵはスキャン試行を行って自身の下流周波数帯域を発
見する。ＣＸＳＵのローカルプロセッサは、６２５〜８
５０ＭHzの範囲のいずれかに在るデフォルトの６ＭHz受
信周波数帯域を以てスタートする。ＩＳＵ１００は主要
な６ＭHz帯域の同期チャネルを選択すると共に、所定期
間の後に同期損失のテストを行う。もし同期損失が依然
として存在するのであれば、副次的な同期チャネルが選
択されると共に、所定期間の後に同期損失のテストが行
われる。それでも同期損失が依然として存在するのであ
れば、ＩＳＵは次の６ＭHz帯域上で同期チャネル選択を
再開するが、これは１ＭHzだけ離間し乍らも依然として
６ＭHz幅である。同期チャネル上に同期損失が存在しな
いとき、ＩＳＵは、ＩＯＣを含む第１のサブバンドを選
択すると共に、正しい識別メッセージを探聴する。も
し、自身のＩＤと整合する正しい識別メッセージが発見
されたならば、適切なレジスタ内にＰＩＮアドレスコー
ドがラッチされる。もし、そのＩＯＣ上の第１サブバン
ド内に正しい識別メッセージが発見されなければ、第１
１番目のサブバンド等の中央のサブバンドおよびＩＯＣ
が選択され、ＩＳＵは正しい識別メッセージを再び探聴
する。もし、メッセージが依然として正しく検出されな
ければ、ＩＳＵは別の６ＭHz帯域に関して再スタートを
行う。サブバンド内の正しい識別メッセージに対してＩ
ＳＵはＣＸＭＵ送信時間の少なくとも２倍に等しい期間
の間だけ探聴を行うが、これは例えば上述のごとく送信
時間が５０msecであれば１００msecである。識別コマン
ドはＩＳＵ１００内の固有のコマンドである、と言うの
も、ＩＳＵ１００は斯かるコマンドに対して応答すべく
整合するＰＩＮアドレスコードを必要とせず、有効なＩ
ＤおよびＣＲＣとの整合のみを必要とするからである。
もし、初期化も起動もされなかったＩＳＵ１００が、Ｉ
ＯＣチャネル上でＭＣＣモデム８２を介してＣＸＭＣ８
０から識別コマンドと、ＩＤと整合するデータと、有効
なＣＲＣとを受信したとすれば、ＩＳＵ１００のＣＸＳ
Ｕ 102はコマンドと共に送信されたＰＩＮアドレスおよ
びＩＤを記憶する。この点に関し、ＩＳＵ１００は正し
いＰＩＮアドレスコード或いは同報通信アドレスコード
により自身をアドレスするコマンドのみに応答するが、
これは勿論、ＩＳＵが再起動されて新たなＰＩＮアドレ
スコードを与えられない限りにおいてである。
【０１６４】ＩＳＵ１００が自身のＩＤとの整合を受信
した後、ＩＳＵは、上流送信に対して自身が使用すべき
６ＭHz帯域を告げる有効なＰＩＮアドレスコードと、該
ＩＳＵ１００により使用されるべき上流ＩＯＣチャネル
に対するキャリヤ即ちトーンの指定とを受信する。ＣＸ
ＳＵ制御器１０２は、コマンドを解釈すると共に、ＩＳ
Ｕ１００が応答すべき正しい上流周波数帯域に対してＩ
ＳＵ１００のＩＳＵモデム１０１を正しく起動する。Ｉ
ＳＵモデム１０１が正しい６ＭHz帯域を獲得すれば、Ｃ
ＸＳＵ制御器１０３はＩＳＵモデム１０１にメッセージ
コマンドを送って上流送信を有効なものとする。ＨＤＴ
１２のキャリヤ／振幅／タイミング回復ブロック２２２
を用いた配信ループは、上流送信の為の種々のＩＳＵパ
ラメータを固定するが、これは、振幅、キャリヤ周波
数、記号整列および経路遅延が含まれている。
【０１６５】図１６は、この配信ループを概略的に記述
している。新たなユニットがケーブルに掛けられた場
合、ＨＤＴ１２は、掛けられたＩＳＵに対して他の一切
のＩＳＵ１００と排他的な上流同期モードに入ることを
指示する。次にＨＤＴは新たなＩＳＵに関する情報を受
け、加入者ＩＳＵユニットへの種々のパラメータに対す
る下流コマンドを与える。ＩＳＵは上流に向けて送信を
開始すると共に、ＨＤＴ１２は上流信号に対してロック
する。ＨＤＴ１２は調節されつつあるパラメータに関す
るエラー表示を得て、斯かるパラメータを調節するコマ
ンドを加入者ＩＳＵに命令する。このエラーの調整は、
ＩＳＵ送信の為のパラメータがＨＤＴ１２に対して固定
されるまで、プロセス内で反復される。
【０１６６】より詳細には、ＩＳＵ１００が作動用の６
ＭHz帯域を獲得した後、ＣＸＳＵ１０２はＩＳＵモデム
１０１に対してメッセージコマンドを送ると共に、ＩＳ
Ｕモデム１０１は、図９に示された如きスペクトル割当
ての主要同期帯域内の同期チャネル上に同期パターンを
送信する。図９の様に割当てられたペイロードデータチ
ャネルからオフセットされた上流同期チャネルは主要及
び冗長同期チャネルを含み、従って、同期チャネルの一
方が不調になっても上流同期が依然として達成され得る
ことになる。
【０１６７】ＭＣＣモデム８２は有効な信号を検出する
と共に、ＩＳＵからの受信信号に関する振幅レベル測定
を行う。同期パターンはＣＸＭＣ８０に対し、ＩＳＵ１
００が起動／初期化／周波数帯域コマンドを受信すると
共に上流同期を進展させる準備が出来たことを示す。振
幅レベルは所望の基準レベルと比較される。ＣＸＭＣ８
０は、ＩＳＵ１００の送信レベルが調整されるべきか否
かと、斯かる調整の量とを決定する。もしレベル調整が
必要であれば、ＣＸＭＣ８０は下流ＩＯＣチャネルにメ
ッセージを送信してＩＳＵ１００のＣＸＳＵ１０２に対
し、ＩＳＵモデム１０１の送信器の電力レベルを調整す
べきことを指示する。ＣＸＭＣ８０はＩＳＵ１００から
の受信電力レベルをチェックし続けると共に、ＩＳＵ１
００による送信レベルが満足されるまで、調整コマンド
をＩＳＵ１００に付与する。上述の如く、振幅はＩＳＵ
にて調整される。主要同期チャネルを使用したときに、
もし振幅調整を所定回数だけ反復しても振幅の平衡が得
られない場合、或いは、信号存在が検出され得ない場
合、同一のプロセスが冗長同期チャネルに対して行われ
る。又、主要或いは冗長同期チャネルを使用したとき
に、もし振幅調整を所定回数だけ反復しても振幅の平衡
が得られない場合、或いは、信号存在が検出され得ない
場合、ＩＳＵはリセットされる。
【０１６８】ＩＳＵ１００の送信レベル調整が完了して
安定化すれば、ＣＸＭＣ８０およびＭＣＣモデム８２は
キャリヤ周波数を固定する。ＭＣＣモデム８２はＩＳＵ
１００により送信されたキャリヤ周波数を検出すると共
に、ＩＳＵから受信した送信内容に関して相関付けを行
い、ＩＳＵからの上流送信の全てのマルチキャリヤを直
交整列するに必要なキャリヤ周波数誤差補正係数を算出
する。ＭＣＣモデム８２はＣＸＭＣ８０に対し、ＩＳＵ
に対する周波数整列を行うに必要なキャリヤ周波数誤差
調整の量を示すメッセージを戻す。ＣＸＭＣ８０はＭＣ
Ｃモデム８２を介して下流ＩＯＣチャネル上をメッセー
ジを送ることによりＣＸＳＵ１０２に対してＩＳＵモデ
ム１０１の送信周波数を調整することを指示するが、こ
のプロセスは、ＯＦＤＭチャネル間隙に対して所定の許
容誤差範囲内で周波数が確立されるまで繰り返される。
斯かる調整は少なくとも合成器ブロック１９５（図１３
及び図１４）を介して為される。尚、もし上述のごとく
周波数の固定及び調整がＩＳＵで行われるのであれば、
この周波数調整方法は使用されない。
【０１６９】直交性を確立するために、ＣＸＭＣ８０お
よびＭＣＣモデム８２は記号整列を行う。ＭＣＣモデム
８２は、ＩＳＵモデム１０１により送信されると共に８
ＫHzフレームで変調された同期チャネルを検出すると共
に、受信信号に関してハードウェアによる相関付けを行
い、個別のＩＳＵ１００の全てからの上流ＩＳＵ送信の
記号整列を行うに必要な遅延補正係数を算出する。ＭＣ
Ｃモデム８２はＣＸＭＣ８０に対し、ＨＤＴ１２におい
て全ての記号を同時に受信する如くＩＳＵ１００を記号
整列するに必要な遅延調節の量を表すメッセージを戻
す。ＣＸＭＣ８０はＭＣＣモデム８２により下流へのＩ
ＯＣチャネル内においてＣＸＳＵ１０３に対してメッセ
ージを送信することによりＩＳＵモデム１０１の送信の
遅延の調整を指示するが、このプロセスはＩＳＵ記号整
列が達成されるまで反復されることになる。斯かる記号
整列は少なくともクロック遅延１９６（図１３及び図１
４）により調整される。尚、記号整列の平衡に至るには
幾度も反復することが必要であるが、所定回数だけ反復
しても至らないときには、ＩＳＵは再びリセットされ
る。
【０１７０】記号整列と同時に、ＣＸＭＣ８０はＭＣＣ
モデム８２に対し、経路遅延調整を行わせるメッセージ
を送信する。ＣＸＭＣ８０はＭＣＣモデム８２を介して
下流ＩＯＣチャネル上でＣＸＳＵ制御器１０２にメッセ
ージを送り、ＩＳＵモデム１０１が、ＩＳＵ１００のマ
ルチフレーム（２ＫHz）整列を示す同期チャネル上の別
の信号を送信し得るようにする。ＭＣＣモデム８２はマ
ルチフレーム整列パターンを検出すると共に、該パター
ンに対してハードウェア相関を行う。この相関付けから
ＭＣＣモデム８２は、通信システムのラウンドトリップ
経路遅延を満足するに必要な付加的記号期間を算出す
る。ＭＣＣモデム８２は次にＣＸＭＣ８０に対して、全
体の経路遅延要件を満足するために付加すべき付加遅延
量を表すメッセージを戻し、次に、ＣＸＭＣはＭＣＣモ
デム８２を介して下流ＩＯＣチャネル上でメッセージを
ＣＸＳＵ制御器１０２に送信し、経路遅延調整値を含む
該メッセージをＩＳＵモデム１０１に受け渡すべきこと
を指示する。経路遅延の平衡に到達する為には何度も反
復せねばならないが、反復を所定回数だけ行っても到達
しない場合、ＩＳＵは再びリセットされる。斯かる調整
はＩＳＵ送信器の内部で行われるが、これは、図１３お
よび図１４の上流送信器アーキテクチャの表示遅延バッ
ファ“ｎ”サンプル１９２に見ることができる。経路遅
延および記号整列は、同期チャネル上を送られてきた同
一のもしくは別個の信号を用い、同時に、別個にもしく
は一緒に行うことが出来る。
【０１７１】ＩＳＵが初期化かつ起動されるまで、ＩＳ
Ｕ１００は４８０個のトーンすなわちキャリヤのいずれ
に関しても電話通信データ情報を送信する能力を有しな
い。斯かる初期化及び起動が完了した後、各ＩＳＵはＯ
ＦＤＭ波形内で送信を行うに必要とされる許容誤差内に
在り、且つ、ＩＳＵは、送信が可能であり且つ上流同期
が完了したことの知らせを受ける。
【０１７２】ＩＳＵ１００がシステムに対して初期化且
つ起動された後、追従する同期あるいはトラッキングが
周期的に行われ、ＩＳＵはＯＦＤＭ移送条件に必要な許
容誤差内で較正され続ける。この追従プロセスは、温度
に伴う成分値の変動を相殺すべく行われる。もしＩＳＵ
１００が極度の期間に亙り起動されなければ、ＩＳＵ
は、上述した上流同期プロセスに従い、同期チャネルに
対して同調されるとともに上流同期パラメータを更新す
ることを要求され得る。その代り、もしＩＳＵが最近に
使用されたならば、追従同期もしくはトラッキングはＩ
ＯＣチャネル上で遂行され得る。この計画案の下では、
図１７に概略的に示された如く、ＩＳＵ１００はＩＯＣ
チャネル上に信号を提供すべきことをＨＤＴ１２により
要求される。ＨＤＴ１２は次にこの信号を捕捉すると共
に、ＯＦＤＭ波形内のチャネルに必要な許容誤差内に在
るか否かを検証する。もし無ければ、ＩＳＵは斯かる誤
ったパラメータを調整することを要求される。これに加
え、長期の使用期間の間にＩＳＵはＨＤＴ１２により信
号をＩＯＣチャネル或いは同期チャネル上に送ることを
要求され得るが、これは、上流同期パラメータの更新を
目的としたものである。
【０１７３】下流方向において、ＩＯＣチャネルは制御
情報をＩＳＵ１００に移送する。下流への変調において
差分的な特徴は不要ではあるが、変調フォーマットは差
分的なコード化ＢＰＳＫであれば好適である。上流方向
においては、ＩＯＣチャネルはＨＤＴ１２に対して制御
情報を移送する。ＩＯＣチャネルは差分的にＢＰＳＫ変
調され、上流にデータを送るときに等化器に伴う過渡時
間を緩和する。制御データはバイト境界（５００μs フ
レーム）にスロットされる。いずれのＩＳＵからのデー
タもＩＯＣチャネル上を非同期的に送信され得ることか
ら、衝突が生ずる可能性がある。
【０１７４】衝突の可能性があることから、上流ＩＯＣ
チャネル上の衝突の検出はデータのプロトコルレベルで
行われる。斯かる衝突を処理するプロトコルは例えばＩ
ＳＵによるエクスポネンシャル・バックオフを含むもの
である。従って、ＨＤＴ１２が伝送中のエラーを検出し
たとき、全てのＩＳＵに対し、特定の時間を待機した後
にＩＯＣチャネル上に上流信号を再送信する様に再送信
コマンドが同報通信されるが、待機期間は指数関数に基
づいている。
【０１７５】当業者であれば、複数ポイントから単一ポ
イントへの伝送に関する上流同期は、記号タイミングの
調整を行う記号タイミングループのみを用い、これを、
ＨＤＴにより命令を受けたＩＳＵにより行い得ることを
理解していよう。また、ＩＳＵの内部で自由に作動する
高品質のローカル発振器であってＨＤＴに対して固定さ
れていない発振器を用いれば、上流同期に関する周波数
ループは排除され得る。これに加え、ＩＳＵにおけるロ
ーカル発振器は外部基準に対して固定され得る。ＨＤＴ
において記号整列を行う上で、振幅ループは重要でな
い。
【０１７６】上流同期を含め、初期化および起動に関し
て上述したプロセスにおいては、何らかの理由で多数の
ＩＳＵ１００とＨＤＴ１２との間で通信が失われた場
合、所定時間の後、これらのＩＳＵ１００の初期化及び
起動を再度行わねばならない。斯かる状況は、ファイバ
が切断されて複数のＩＳＵ１００のユーザに対するサー
ビスが失われたときに生じ得るものである。初期化及び
起動に関しては上述した如く、一度に一個のＩＳＵ１０
０のみが初期化且つ起動される。この手法に係る複数の
ＩＳＵ１００の初期化及び起動のタイムフレームが、図
９（Ｅ）に示されている。
【０１７７】図９（Ｅ）においては上述の如く各ＩＳＵ
１００が初期化されるが、これは、ＩＳＵの識別及びＩ
ＳＵによる上流送信用６ＭHz帯域の獲得によりスキャン
期間ＴSCAN内で行われるものであり、この期間は、整合
する識別メッセージを探聴している下流帯域の全てをＩ
ＳＵがスキャンする為に必要とされる期間である。ひと
つの実施例においては、ＴSCANは６．１６秒に等しい。
この期間が、スキャンする帯域の数、下流同期チャネル
上で同期する為に必要な期間、および、帯域内のＩＯＣ
チャネルを獲得するに必要な時間に依存することは勿論
である。
【０１７８】図９（Ｅ）に更に示された如く、各ＩＳＵ
が下流及び上流６ＭHz帯域を獲得した後、上流同期は期
間ＴEQUAL の間に行われる。ＴEQUAL を定義すると、そ
れは、ＩＳＵがＣＸＭＣ８０から全てのメッセージを受
信して上述の上流同期プロセスを終了し、斯かる同期を
相応の量の反復を以て達成する為の間隔、と定義するこ
とができる。如何に少なくとも、この期間は、ＨＤＴ１
２が種々のＩＳＵ１００から受信した記号が直交性を有
する如き記号タイミングを達成するに必要な期間とされ
る。もし、振幅、周波数および経路遅延の同期も上述の
如く行われるのであれば、この期間は増加する。従っ
て、１２個のＩＳＵをシリアルに初期化且つ起動するに
必要な図９（Ｅ）の期間ＴSERIALは、１２ＴSCAN＋１２
ＴEQUAL に等しい。
【０１７９】一方、図９（Ｆ）に関して記述したバース
ト識別プロセスでは、１２個のＩＳＵ１００を初期化且
つ起動する為の期間が相当に減少される。その結果、よ
り多くのＩＳＵ１００がより迅速に起動されると共に、
より短い期間内に更に多くのユーザが再度のサービスを
受けることが出来る。図９（Ｆ）のタイミング図により
示されたバースト識別プロセスにおいては、上述の順次
的なものの代りに、複数のＩＳＵ１００の識別および獲
得は並行して行われる。ＩＳＵ１００が順次に初期化さ
れて通常の作動条件で行われるとき、初期化および獲得
の間にＣＸＭＣ８０により送られる識別メッセージの周
期性は、ＩＯＣチャネルのトラフィックの負荷が軽くな
る様に設計されるが、但し、相応の識別期間は許容する
ものとする。この周期性期間は例えば５０msecである。
両方の状況、すなわち順次的識別およびバースト識別の
両者に対応し得るシステムに関しても、この周期性は同
一とされる。但し、バースト識別においてはＩＯＣチャ
ネルのトラフィック負荷は重要でない、と言うのも、Ｉ
ＯＣチャネルを使用してＣＸＭＣ８０の１個を介して通
信を受けているＩＳＵ１００の全てのサービスは、ファ
イバ切断などにより停止されているからである。従っ
て、バースト識別の間にＩＯＣチャネルは更に高負荷と
され、且つ、斯かるＩＯＣチャネルを使用している複数
のＩＳＵ１００に対する識別メッセージはＩＯＣチャネ
ル上を順次識別の間におけるのと同一の周期性で伝送さ
れるが、識別メッセージに対する位相は各ＩＳＵに対し
て異なっている。
【０１８０】バースト識別の間の期間、および、識別メ
ッセージの為のＩＯＣチャネルの使用に拠り、１個のＴ
SCAN間隔の間に伝送され得る識別メッセージの数には制
限がある。もし周期性が５０msecであり且つ単一の識別
メッセージに対するＩＯＣチャネルの使用時間が４msec
であれば、バースト識別の間の１個のＴSCANの間には１
２個のＩＳＵ１００のみが識別される。以下において図
９（Ｆ）に関して更に説明する如く、もしバースト識別
の所望されたＩＳＵ１００の個数が１２個以上であれ
ば、複数群のバースト識別が順次に実行される。
【０１８１】当業者であれば、各期間に対して特定した
数値は単に例示的なものであり、本発明が斯かる特定の
期間に限定されるものでないことは理解されよう。例え
ば、上記周期性を１００msecとしても良く、且つ、バー
スト識別の間のＩＳＵの数は２４個としても良い。特定
した他の期間に対応した変更を加えれば、上記期間は幾
多のものを用いることが出来る。更に、バースト識別は
順次的識別と異なる周期性を有する如くして実行しても
良い。
【０１８２】図９（Ｅ）のタイミング図に示された如
く、１２個の非アクティブＩＳＵ１００の単一のバース
ト初期化および起動が期間ＴBURST 内で行われている
が、該期間はＴSCAN＋１２ＴEQUAL に等しいものであ
る。これは、順次的に実行されるプロセスと１１ＴSCAN
の差を有している。ＴSCAN期間の間、初期化されつつあ
る１２個のＩＳＵ１００の全てに対する識別メッセージ
はＣＸＭＣ８０に対するＩＯＣチャネル上を伝送され
る。１２個の識別メッセージの各々が５０msecの間に送
られる。但し、各メッセージの位相は異なっている。例
えば、ＩＳＵ０に対する識別メッセージは時間ゼロにて
送られると共に５０msec時に再送されるが、ＩＳＵ１に
対する識別メッセージは４msec時および５４msec時に再
送される、等々である。
【０１８３】ＴSCANの間に、初期化されつつあるＩＳＵ
１００が識別されると共に下流６ＭHz帯域が獲得される
と、ＴSCANの間に識別されたＩＳＵの各々に関して上流
同期が順次的に実行される。ＩＳＵの為の上流同期は、
１２ＴEQUAL に等しい期間の間に行われる。ＣＸＭＣ８
０は、上述の如く順次的に識別されたＩＳＵの各々に対
するのと同様の手法で上流同期プロセスを開始する。Ｃ
ＸＭＣ８０はＩＳＵに対し、同期されつつあるＩＳＵが
送信を行うべき上流送信帯域を送り、上流同期プロセス
を開始せしめる。この点、ＩＳＵに対する上流同期プロ
セスは上記で詳述した。もし、１２ＴEQUAL 期間の間に
ＩＳＵに対する上流送信帯域が受信されず且つ上流同期
が可能とされないのであれば、１２ＴEQUAL 期間の終端
にてＩＳＵはＴEQUAL ＋１２ＴEQUAL に等しい期間だけ
リセットされ、おそらくは次の１２ＴEQUAL 期間内に上
流同期を達成することになる。ひとつのバースト識別期
間ＴBURST が一旦完了したとしても、もし更なるＩＳＵ
１００が初期化かつ起動されるべきであれば、図９
（Ｆ）に示された如く第２のＴBURST 期間内にこのプロ
セスが再度実行され得る。
【０１８４】通信システム10における発呼処理(call pr
ocessing) では、加入者に対する電話通信移送の為のシ
ステムのチャネル割当てがＨＤＴ１２からＩＳＵ１００
に対して行われる手法を含んでいる。本発明に係る本通
信システムは、例えばＴＲ−８サービス等の、集信(con
cenration)を含まない発呼処理、および、ＴＲ−３０３
サービスの如き、集信を含む発呼処理の両者をサポート
することが出来る。集信は、ＩＳＵにサービスを行うチ
ャネルよりも多くのＩＳＵ終端を要するサービスが在る
ときに生ずるものである。例えば、１，０００人の加入
者に対してサービスを提供する為に割当て得るのが２４
０個のペイロードチャネルのみであったとしても、シス
テムに対する加入者のライン終端は１，０００個であ
る。
【０１８５】ＴＲ−８操作などの様に集信が不要である
場合、６ＭHzスペクトル内のチャネルは静的に割当てら
れる。従って、チャネル監視に関するチャネルの再割当
のみを以下で更に論ずることとする。一方、ＴＲ−３０
３サービスを提供するなどの為にチャネルを動的に割当
てる為に、ＨＤＴ１２はオンデマンドのチャネル割当て
をサポートしてＨＦＣ配信ネットワーク１１に亙る電話
通信データを移送する。斯かる動的なチャネル割当て
は、ＨＤＴ１２とＩＳＵ１００との間の通信用のＩＯＣ
チャネルを用いて達成される。即ち、チャネルは、ひと
つのＩＳＵ１００で加入者により受信されつつある呼
出、或いは、ＩＳＵ１００の加入者からの発呼に対して
動的に割当てられる。既述の如く、ＨＤＴ１２のＣＸＭ
Ｕ５６は、ＨＤＴ１２と各ＩＳＵ１００との間の発呼処
理情報を搬送するＩＯＣチャネルを実現している。特
に、引続く発呼処理メッセージはＩＯＣチャネル上に存
在している。それらは少なくとも、ＩＳＵからＨＤＴに
対するライン固定すなわちオフフックメッセージ；ＩＳ
ＵからＨＤＴに対するラインアイドリングすなわちオン
フックメッセージ；ＨＤＴとＩＳＵとの間の有効および
無効ラインアイドル検出メッセージ；を含んでいる。
【０１８６】ＨＦＣ配信ネットワーク１１上の加入者に
対する発呼の為にＣＴＳＵ５４は、加入者側のライン終
端と連携されたＣＸＭＵ５６に対してメッセージを送る
と共に、該ＣＸＭＵ５６に対し、ＨＦＣ配信ネットワー
ク１１上の発呼の移送の為にチャネルを割当てることを
指示する。するとＣＸＭＵ５６は、発呼の対称となるＩ
ＳＵ１００により受信されるべきＩＯＣチャネル上にコ
マンドを挿入するが、このコマンドは、ＣＸＳＵ１０２
に対して適切な情報を与え、割当チャネルに関してＩＳ
Ｕ１００を呼び出すものである。
【０１８７】一方、ＩＳＵ側における加入者から発呼さ
れたとき、各ＩＳＵ１００はライン固定の為にチャネル
ユニットを監視する必要がある。ライン固定が検知され
たとき、ＩＳＵ１００はこの変化を発呼ラインのＰＩＮ
アドレスコードと共にＨＤＴ１２のＣＸＭＵ５６に通信
せねばならないが、これは上流ＩＯＣ作動チャネルを使
って行われる。ＣＸＭＵ５６がライン固定を正しく受信
すると、この指示をＣＴＳＵ５４に送るが、該ＣＴＳＵ
５４は必要な情報を回線網に送って発呼のセットアップ
を行う。ＣＴＳＵ５４はチャネルの利用可能性を調べ、
ＩＳＵ１００にて発せられた呼出に対してチャネルを割
当てる。ＩＳＵ１００からの発呼を完成する為のチャネ
ルが一旦識別されると、ＣＸＭＵ５６は下流ＩＯＣチャ
ネル上でこのチャネルを、ライン固定を要求しているＩ
ＳＵ１００に対して割当てる。加入者がフックを戻すと
適切なラインアイドリングメッセージが上流に向けてＨ
ＤＴ１２に送られ、ＨＤＴ１２は斯かる情報をＣＴＳＵ
５４に供与し、上記チャネルはＴＲ−３０３サービスを
サポートすべく再度の割当てが可能となる。
【０１８８】アイドリングチャネルすなわち空きチャネ
ルの検出は、別の技術を用いてモデム内でも更に達成す
ることが可能である。ＩＳＵ１００における加入者がデ
ータペイロードチャネルの使用を終了した後、ＭＣＣモ
デム８２は以前に割当てたチャネルが空いているか否か
を判断し得る。空き状態の検出は等化器２１４（図１
５）による等化プロセスを利用して行い得るが、この等
化器は、複合(complex)（Ｉ要素およびＱ要素）記号値
を出力する上記ＦＦＴの結果を検査している。等化に関
して本明細書中で既述した如く、誤差が算出されて等化
器係数の更新に用いられる。通常、等化器が信号を獲得
すると共に有効なデータが検出されつつあるときは、誤
差は小さい。信号が終了した場合に誤差信号は増大する
が、これはＳ／Ｎ監視器３０５により監視され、使用さ
れたペイロードデータチャネルの終了すなわちチャネル
の空き状態が決定される。この情報は次に、斯かるシス
テム操作が集信をサポートするときには空きチャネルの
割当てに利用される。
【０１８９】等化プロセスはまた、未割当あるいは割当
てられたチャネルが混信到来により不調となりつつある
かを決定する為にも使用されるが、これはチャネル監視
に関して以下に更に詳述する。上記電話通信移送システ
ムは、混信到来からチャネルを保護する為に幾つかの手
法を与え得る。狭帯域の混信到来は、外部源から伝送内
に結合された狭帯域信号である。而して、ＯＦＤＭ波形
内に混信到来信号が出現すると、全ての帯域がオフライ
ンとなる可能性もある。混信到来信号は、（殆どの場合
に）ＯＦＤＭキャリヤに対して直交性を有さず、しかも
最悪の条件下では全てのＯＦＤＭキャリヤ信号内に、殆
ど全てのＳＤ０＋を不調とするに十分なレベルで混信を
導入し、最低のビットエラー率以下まで性能を劣化させ
ることさえある。
【０１９０】ひとつの方法ではデジタル的に調整し得る
ノッチフィルタを使用するが、該方法は、周波数帯域上
の混信到来位置を識別する混信検知アルゴリズムを含ん
でいる。一旦発見したならば、フィルタリングは更新さ
れて随意のフィルタ応答を提供することによりＯＦＤＭ
波形から混信を刻み出す。フィルタは基本的なモデム操
作の一部ではないが、劣化したチャネルを“調整して”
締め出す為には斯かるチャネルの識別を必要とする。フ
ィルタリングの結果として生ずるチャネル損失の量は周
波数領域内のビットエラー率特性に応じて決定され、こ
れにより、実際に何個のチャネルが混信到来により不調
とされているのかが決定される。
【０１９１】図１５のＭＣＣ上流受信器アーキテクチャ
のイングレスフィルタ／ＦＦＴ１１２に関して記述した
別の手法は、多相フィルタ構造である。フィルタ配備に
伴うコストおよび電力はＨＤＴ１２に吸収される一方、
システムに対して十分な混信保護を提供する。従って、
各ＩＳＵ１００における電力消費は増加しない。好適な
フィルタ構造は図２０及び図２１に関して記述した２個
の交差配置された多相フィルタであるが、幾つかのチャ
ネルの損失に対する一個のフィルタの使用も明確に企図
している。フィルタ／変換器の対は、フィルタリングお
よび復調のプロセスを単一ステップに結合している。多
相フィルタリングにより与えられる幾つかの特徴には、
狭帯域の混信に対して受信帯域を保護すると共に上流方
向においては換算可能な帯域幅の使用を許容する能力も
含まれている。これらの手法により、幾つかのチャネル
が混信で使用不能とされたとしても、ＨＤＴ１２はＩＳ
Ｕに対し、異なるキャリヤ周波数で上流送信を行って斯
かる混信を回避することを命ずることができる。
【０１９２】混信に対する保護に関する上述の手法は少
なくともデジタル的に調整し得るノッチフィルタおよび
多相フィルタを含むが、マルチキャリヤ移送を使用し
た、単一ポイントから単一ポイントへのシステムに対し
ても等しく適用することができる。例えば、単一のＨＤ
Ｔに対して移送を行う単一のＭＩＳＵにおいて斯かる技
術を使用しても良い。更に、複数ポイントから単一ポイ
ントへの単一方向の移送もまた、混信に対する斯かる保
護技術を使用し得るものである。
【０１９３】更に、チャネル監視、および、これに基づ
く割当て或いは再割当てもまた、混信回避に使用するこ
とができる。外部変数は所定チャネルの品質に悪影響を
与え得る。これらの変数は多数存在すると共に、電磁的
な混信から光ファイバの物理的な破損まで広範囲であ
る。光ファイバが破損すると通信リンクが切断され、こ
れはチャネル切換えによっても回避し得ないが、電気的
に混信を受けたチャネルは、混信が去るまで回避するこ
とが出来る。混信が無くなった後にチャネルは再度使用
され得る。
【０１９４】図２８を参照すると、不調となったチャネ
ルを検出してその使用を回避すべく、チャネル監視方法
が使用されている。チャネルモニタ２９６はボードサポ
ートソフトウェア２９８からのイベントを受けると共
に、ローカルなデータベース内に置かれたチャネル品質
テーブル３００を更新する。モニタ２９６はまた、障害
アイソレータ３０２、および、割当て或いは再割当て用
のチャネル・アロケータ３０４にメッセージを送る。チ
ャネルモニタへの基本入力はパリティエラーであり、こ
れはＤＳＯ＋チャネルに関するハードウェアから得るこ
とができる。上述の如く、ＤＳ０＋チャネルは、ビット
の内の１個がパリティあるいはデータインテグリテイビ
ットがチャネル内に挿入された方の１０ビットチャネル
である。特定のチャネル上のパリティエラー情報は、サ
ンプリングされると共に時間的に積分され、そのチャネ
ルの品質状態に至る生データとして使用される。
【０１９５】パリティエラーは、ＰＯＴＳ、ＩＳＤＮ、
ＤＤＳおよびＤＳ１を含む異なる形式のサービスの各々
に対して２個の時間フレームを用いて積分され、チャネ
ル状態を決定する。第１の積分ルーチンは、全てのサー
ビス形式に対して１秒の短い積分時間を用いるものであ
る。第２のルーチン即ち長時間の積分はサービスに依存
する、と言うのも、種々のサービスに対するビットエラ
ー率要件は、上記表１に見られる様に、異なる積分時間
および監視期間を必要とするからである。これらの２つ
の方法を以下に説明する。
【０１９６】図２９（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を参照
すると、基礎的な短時間の積分操作が記述されている。
チャネルのパリティエラーがＣＸＭＵ５６により検知さ
れたとき、そのパリティ割り込みよりも上位の割り込み
優先レベルをセットすることによりパリティ割り込みが
不能とされる（図２９（Ａ））。もし、受信信号減衰を
表すモデムアラームが受信されれば、減衰状態が終了す
るまでパリティエラーは無視される。従って、或る減衰
条件は、パリティエラー監視よりも優先される。斯かる
アラーム条件は、信号喪失、モデム故障、および、同期
喪失を含んでいる。もしモデムアラームがアクティブで
なければ、パリティカウントテーブルが更新されると共
に図２９（Ｂ）に示されたエラータイマイベントが有効
とされる。
【０１９７】エラータイマイベントが有効とされたと
き、チャネルモニタ２９６は、１０msec毎にＣＸＭＵ５
６のパリティエラーレジスタを読み出すと共に１秒の監
視期間の後にエラーカウントをまとめるというモードに
入る。概略的には、エラーカウントは、チャネル品質デ
ータベースを更新すると共に（もしあるとすれば）どの
チャネルが再割当てを必要としているのかを決定する為
に用いられる。データベースのチャネル品質テーブル３
００は、各チャネルの進行中のレコードを含んでいる。
また、このテーブルは種々のカテゴリのチャネルヒスト
リを構造化しているが、含まれるものとしては、チャネ
ルに割当てられた現在のＩＳＵ、監視の開始、監視の終
了、合計エラー、昨日、先週および最近３０日間のエラ
ー、最後のエラーからの秒数、昨日、先週および最近３
０日間の切断エラー、および、チャネルに割当てられた
ＩＳＤＮ等の現在のサービス形式、などである。
【０１９８】図２９（Ａ）に示された如く、パリティ割
り込みが不能とされると共に有効なアラームが存在しな
ければ、その後、パリティカウントが更新されると共に
タイマイベントが有効とされる。上述のタイマイベント
（図２９（Ｂ））は、エラーを監視する“１秒ループ”
を含んでいる。図２９（Ｂ）に示される様に、もし１秒
ループが経過していなければ、エラーカウントは更新さ
れ続ける。この秒が経過したとき、エラーは合計され
る。もし、１秒間に亙り合計されたエラーが許容量を超
え、以下に説明するように割当てチャネルが不調或いは
劣化していることが示されたときは、チャネル・アロケ
ータ３０４に通知されると共にＩＳＵ送信は別のチャネ
ルに再割当てされる。図２９（Ｃ）に示された如く、再
割当てが完了したとき、割り込み優先権はパリティより
も下位に下げられ、従って、チャネル監視は継続される
と共にチャネル品質データベースは行われた作用に関し
て更新される。この再割当てタスクは、エラータイマタ
スクと別体のタスクとして実行しても良く、或いは、組
合せて実行しても良い。例えば、リロケータ３０４は、
チャネル・モニタ２９６の一部であっても良い。
【０１９９】図２９（Ｄ）に示された様に、図２９
（Ｂ）のエラータイマタスクの代替実施例においては、
１秒が経過する前にチャネルの不調が決定され得る。こ
れにより、１秒間隔の初期の部分の間に不調と決定され
たチャネルを迅速に識別し、１秒の全てが経過するまで
待つこと無く再割当てを行い得る。再割当ての代りに、
ＩＳＵによる伝送の電力レベルを増大してチャネル上の
混信を克服しても良い。但し、１個のチャネル上の電力
レベルが増大されるのであれば、少なくとも１個の他の
チャネルの電力レベルを減少せねばならない、と言うの
も、全体の電力レベルは実質的に一定に維持されなけれ
ばならないからである。
【０２００】もし全てのチャネルが不調であると判断さ
れたときは、ファイバ破損等の重大な故障が存在する可
能性が障害アイソレータ３０２に対して通知される。一
方、１秒間に亙り合計されたエラーが許容量を超えず従
って割当てチャネルが不調では無いことが示されたとす
れば、割り込み優先権はパリティよりも下位に下げられ
ると共にエラータイマイベントは無効とされる。そのと
きに斯かるイベントは終了されると共に、チャネルは図
２９（Ａ）に関するパリティエラーに対して再度監視さ
れる。
【０２０１】上述の周期的なパリティ監視により示され
た２つの問題を取扱う必要があるが、これは、チャネル
が不調であるか否かを決定すべき１秒の監視期間内に測
定されたパリティエラーのカウントに対応するビットエ
ラー率を見積もるためである。第１は、パリティ自身の
特性である。ブロックエラー検出を用いたデータフォー
マットに対する慣用法では、エラーは多数のデータビッ
トを実際に示すが、エラーとなったブロックは１ビット
のエラーを示すものと仮定している。データ移送システ
ムの特性により、変調されたデータ内に入り込んだエラ
ーは、データをランダム化することが予想される。これ
は、平均的なエラーフレームは４個のエラーデータビッ
トを含むことを意味する（第９ビットを除く）。ここ
で、パリティは奇数ビットエラーのみを検出することか
ら、全てのエラーフレームの半分はパリティによっては
検出されないことになる。従って、移送混信により誘起
されたパリティ（フレーム）エラーの各々は、８（デー
タ）ビットのエラーの平均を表している。第２に、監視
パリティエラーの各々は８０フレームのデータ（１０ms
／１２５μs)を表している。パリティエラーはラッチさ
れることから、全てのエラーが検出されるが、複数のエ
ラーが１個のエラーとして検出される。
【０２０２】チャネルを再割当てするときを決定する為
の基礎として使用されるビットエラー率（ＢＥＲ）は、
１０-3として選択されている。従って、１秒間隔内のパ
リティエラー許容数は１０-3を超えないように決定せね
ばならない。許容パリティエラーを確立する為に、測定
された（モニタされた）パリティエラーの各々により表
されるフレームエラーの凡その数を予想しなければなら
ない。監視されたパリティエラーの数、監視されたパリ
ティエラー毎のフレームエラーの数、および、フレーム
（パリティ）エラーにより表されるビットエラーの数が
与えられれば、凡そのビットエラー率が得られる。
【０２０３】統計的な技術を用いると共に以下の仮定を
行う： １．エラーはポワソン分布を示し；且つ ２．もし“サンプル”の合計数（１００）に関する監視
パリティエラーの数が小さければ（＜１０）、監視パリ
ティエラー率（ＭＰＥＲ）はフレームエラー率（ＦＥ
Ｒ）の平均を反映する。
【０２０４】監視パリティエラー（ＭＰＥ）は８０フレ
ームを表すことから、上記仮定２は、各パリティエラー
の“背後の”フレームエラー（ＦＥｓ）の数が８０ＭＰ
ＥＲに等しいことを意味する。即ち、サンプル毎に１０
msでの１００個のパリティサンプルに対しては、パリテ
ィエラー毎のフレームエラーの平均数は１秒内のＭＰＥ
のカウントの０．８倍に等しい。例えば、３ＭＰＥが１
秒間内に測定されたとすれば、ＭＰＥの各々に対するＦ
Ｅの平均数は２．４である。所望のビットエラー率をサ
ンプルサイズと乗算し、且つ、フレームエラー毎のビッ
トエラーで除算すると、サンプル内のフレームエラーの
等価数が得られる。ＦＥ数はまた、ＭＰＥ数と、ＭＰＥ
毎のＦＥ数との積にも等しい。所望のＢＥＲが与えられ
れば、以下の式に対する解の組が決定され得る。
【０２０５】 （ＭＰＥ（ＦＥ／ＭＰＥ））＝０．８ＭＰＥ また、次の様に、ポワソン分布は、ＭＰＥ（χ）により
表される所定ＦＥ数の確率を算出する為に使用され、か
つ、上記の仮定２はＭＰＥ（μ）毎のＦＥの平均数に到
達する為に使用される。 Ｐ（χ）＝ｅ-uｕx ／χ！ 所望のビットエラー率は最大であることから、ポアソン
式は、０から最大数までのχの値を以て連続的に適用さ
れる。これらの確率の合計は、監視されたパリティエラ
ーの各々に対してχ以上のフレームエラーが生じない確
率である。
【０２０６】表２には、１０-3のビットエラー率、およ
び、１及び８のフレームエラー毎のビットエラーの結果
が示されている。
【０２０７】
【表２】 この技術を用い、１秒の積分間に検出された監視パリテ
ィエラーの４という値を、ＩＳＵのサービスを新たなチ
ャネルに再割当てする為のスレッショルドとして決定し
た。この結果は、ビットエラー率が１０-3より良い確率
が僅か３８％であるという、８ビットエラー／フレーム
エラーが最悪の場合であると仮定することにより得られ
ている。１０-3のビットエラー率（６４Ｋビット内の６
４個のエラー）に対し、ビットエラー／フレーム、監視
されたパリティエラー、および、最大フレームエラー／
監視されたパリティエラー、の積は６４でなければなら
ない。従って、エラータイマイベントにおけるパリティ
エラーのサンプリングが４以上であるとき、チャネル・
アロケータには不調となったチャネルが告知される。も
しサンプリングされたパリティエラーが４より小さけれ
ば、割り込み優先権はパリティよりも下位に下げられる
と共にエラータイマイベントは無効とされて該イベント
は終了され、引続き、チャネルは図２７（Ａ）のフロー
図に示されたようにモニタされることになる。
【０２０８】以下では、チャネルモニタ２９６のバック
グラウンドモニタルーチン（図３０）により行われる長
時間の積分操作を説明する。このバックグラウンドモニ
タルーチンは、短時間の積分１０-3ビットエラー率より
も高品質を要するチャネルの品質の完全性を確実にする
為に使用される。図３０にフロー図が示す様に、バック
グラウンドモニタルーチンは、各サービスの形式に特有
の時間に亙り作用し、チャネル品質データベーステーブ
ル３００を更新し、バックグラウンドカウントをクリア
し、積分されたエラーがサービス形式の各々に対して定
められた許容限界を超えたか否かを決定し、且つ、必要
なら不調なチャネルをチャネル・アロケータ３０４に対
して通知する、というものである。
【０２０９】作動時において、１秒の間隔時にバックグ
ラウンドモニタはチャネル品質データベーステーブルを
更新する。チャネル品質データベーステーブルを更新す
ることには二つの目的がある。第１の目的は、エラーの
無いチャネルのビットエラー率とエラー秒数データとを
調節して、それらの品質の向上を反映することである。
第２の目的は、監視したチャネルに関する間欠的エラー
を積分することであり、この監視したチャネルは、短時
間の積分時間の再割当てに至らない程度の低いエラーレ
ベル（４パリティエラー／秒より少ない）を蒙っている
ものである。この範疇に入るチャネルは、それらのＢＥ
Ｒと調節されたエラー秒データの数とを有すると共に、
このデータに基づき、再割当てされ得るものである。こ
れは長時間の積分時間再割当てとして知られており、か
つ、各サービス形式に対する長時間の積分時間再割当て
の為のデフォルト基準は、次の様に示される：
【０２１０】
【表３】 ＰＯＴＳサービ は１０-3より高品質を必要としないこ
とから、不調なチャネルは短時間の積分技術を用いて十
分に排除することが出来、長時間の積分は不要である。
サービス形式に対する長時間の積分のひとつの例とし
て、バックグラウンドモニタをＩＳＤＮ移送に使用され
るチャネルに関して説明するものとする。チャネルの最
大ビットエラー率は１０-6であり、積分時間に使用され
る秒数は１５７であり、許容エラー秒の最大値は１５７
秒の８％であり、且つ、監視期間は１時間である。従っ
て、或る１時間の監視期間内で１５７秒に亙るエラー秒
の合計が８％より大きければ、チャネルアロケータ３０
４には、ＩＳＤＮ移送に関して不調なチャネルが通知さ
れる。
【０２１１】ＴＲ−８などの非集信サービスに対して再
割当てを行うか、または、ＴＲ−３０3 などの集信サー
ビスに対して割当てもしくは再割当てを行うべく使用さ
れるかに関わらず、初期化かつ起動され乍らも未割当の
すなわち使用されていないチャネルもまた監視を行うこ
とによりそれらが不調で無いことを確実なものとし、こ
れにより、不調なチャネルがＩＳＵ１００に対して割当
てもしくは再割当てされる可能性を減じなければならな
い。未割当チャネルを監視する為に、チャネルモニタ３
０４は、バックアップマネージャルーチン（図３１）を
使用してループ内に未割当チャネルをセットアップし、
割当てもしくは再割当て決定を行う為に用いられるエラ
ーデータを蓄積する。未割当チャネルがエラーを蒙った
とき、該チャネルは１時間の間、ＩＳＵ１００に対して
割当てられることはない。チャネルを１時間だけアイド
リング（未割当て）した後、チャネルモニタはこのチャ
ネルをループバックモードに置き、チャネル状態が改善
されたか否かを調べる。ループバックモードにおいて、
ＣＸＭＵ５６は初期化且つ起動されたＩＳＵ１００に対
してコマンドを与え、パリティエラーに関する短時間積
分もしくは長時間積分を適宜に行うに十分な長さのメッ
セージを当該チャネルに送信することを指令する。ルー
プバックモードにおいては、以前に不調となったチャネ
ルが時間を経過して回復すると共に、対応してチャネル
品質データベースが更新されたか否かが決定される。ル
ープバックモードにおいてそうで無ければ、斯かるチャ
ネルはパワーダウンされ得る。
【０２１２】上述の如く、チャネル品質データベース
は、割当てもしくは再割当てに使用されるチャネルが不
調となっていない様に割当てもしくは再割当てを行い得
る様な情報を含んでいる。これに加え、チャネル品質デ
ータベースの情報は、未割当のチャネルが効率的に割当
てられる様に品質のランク付けを行う為にも使用され得
る。例えば、或るチャネルはＰＯＴＳに対しては十分に
良好であるが、ＩＳＤＮに対しては不十分な場合もあ
る。また、他の付加的チャネルが、両者に対して十分に
良好である場合もある。この付加的チャネルは、ＩＳＤ
Ｎ伝送用に取り分けておき、ＰＯＴＳには使用されない
ことになる。更に、極めて良好な品質の特定のスタンバ
イチャネルを取り分けておき、極めて強度の混信が生じ
た場合であっても切換え得る１個のチャネルを常に保持
する様にしても良い。
【０２１３】更に、図１５のＭＣＣモデム８２の上流受
信器アーキテクチャの等化器２１４を用い、未割当およ
び割当てチャネルの両者に対するＳ／Ｎ比の概算値を決
定することも可能である。既に説明した如く、等化器
は、チャネルが空いていて割当を行い得るか否かを決定
すべく使用されていた。既述では、等化器の作動の間、
等化器係数を更新する誤差が発生されていた。誤差の度
合いは、Ｓ／Ｎモニタ３０５（図１５）によりＳ／Ｎ比
（ＳＮＲ）の概算値にマッピングされる。同様に、使用
されていないチャネルは帯域内に信号を有していない。
従って、未使用ＦＦＴビン内の検出信号の分散を見るこ
とにより、Ｓ／Ｎ比の概算値を決定することができる。
Ｓ／Ｎ比概算値は確率ビットエラー率に直接的に関連し
ていることから、斯かる確率ビットエラー率は、不調な
もしくは良好なチャネルが存在しているか否かを決定す
るためのチャネル監視に使用することができる。 従っ
て、ＴＲ−８等の非集信サービスに対する再割当てに関
しては、未割当チャネルをループバックモードを通して
監視するか、または、等化器を使用してＳＮＲ概算値を
利用することにより、未割当チャネルに対して再割当て
を行うことが出来る。同様に、ＴＲ−３０3 等の集信サ
ービスに関しても、等化器を用いたＳＮＲ概算値により
決定された未割当チャネルの品質に基づき、未割当チャ
ネルに対して割当てもしくは再割当てを行うことが出来
る。
【０２１４】チャネル割当てに関し、チャネル・アロケ
ータ３０４に対するチャネル割当ルーチンは、チャネル
品質データベーステーブルを検査し、要求されたサービ
スに関しては、どのＤＳ０＋チャネルをＩＳＵ１００に
対して割当てるべきかを決定する。チャネルアロケータ
はまた、ＩＳＵおよびチャネルユニットの状態をチェッ
クし、使用状態および要求されたサービスに適する形式
を検証する。チャネルアロケータは、ＩＳＵにおける帯
域幅の最適な配分を保持することによりチャネル再割当
てに対する融通性を実現せんと試行する。ＩＳＵ１０
０、少なくともＨＩＳＵは、任意の時点でＲＦ帯域の一
部のみにアクセスし得るのが好適であることから、チャ
ネルアロケータはチャネル使用を各ＩＳＵに亙って配分
し、これにより、帯域幅のいずれの部分も過負荷となら
ず且つ再割当てを行いつつある使用中のチャネルが余分
な付加的チャネルを持たない様にすることが必要であ
る。
【０２１５】チャネルアロケータ３０４により使用され
るプロセスは、６ＭHzスペクトルのチャネル帯域の各々
に対してＩＳＵ形式の各々を等しい数で割当てることで
ある。必要であれば、或るＩＳＵに関して使用中の各チ
ャネルを新たな帯域に移動することも可能であり、これ
は、ＩＳＵの現在の帯域が満配であると共に新たなサー
ビスがＩＳＵに割当てられた場合である。同様に、ＩＳ
Ｕにより使用されている一個の帯域内の或るチャネルが
不調となったのであれば、ＩＳＵを別のサブバンドもし
くは帯域内のチャネルに割当てることも可能である。上
記の如く、配分されたＩＯＣチャネルはＨＤＴ１２とＨ
ＩＳＵとの間の通信を許容し続けるが、これは、スペク
トルの全体に亙り配分されたＩＯＣチャネルの内のひと
つをＨＩＳＵが常に調べている場合なのである。概略的
には、低エラー率を最も長く維持したヒストリを有する
チャネルが先ず使用される。この様にすれば、不調の烙
印を押されて監視対象に回されたチャネルは最後に使用
される、と言うのも、それらのヒストリは、長期間に亙
り低エラー状態で作動したチャネルよりも当然に短いか
らである。
【０２１６】電話通信移送システムの第２実施例 ＯＦＤＭ電話通信移送システムの第２実施例を図２４乃
至図２７を参照して説明する。図２４には、６ＭHzスペ
クトル割当てが示されている。６ＭHz帯域は、９個の個
々のモデム２２６（図２５）に対応する９個のチャネル
帯域に分割される。当業者であれば、同一の作動を組合
せることにより、少ない個数のモデムを使用し得ること
を理解し得よう。チャネル帯域の各々は、記号当り５ビ
ットを有する直角位相３２フォーマット（３２−ＱＡ
Ｍ）により変調された３２個のチャネルを含んでいる。
ＨＤＴ１２とＩＳＵ１００との間の通信の為の作動及び
制御データ（ＩＯＣ制御データ）の移送をサポートする
為に、単一のチャネルが割当てられている。このチャネ
ルはＢＰＳＫ変調を使用している。
【０２１７】先ず、下流伝送に関して移送アーキテクチ
ャを記述し、而る後に上流伝送に関して記述する。図２
５を参照し、ＨＤＴ１２のＭＣＣモデム８２アーキテク
チャを説明する。下流方向において、シリアルな電話通
信情報および制御データがシリアルインタフェース２３
６を介してＣＸＭＣ８０から付与される。このシリアル
データは多重分離装置２３８によりパラレルなデータス
トリームに多重分離される。これらのデータストリーム
は３２チャネルモデム２２６のバンクに送られるが、こ
れらのモデムは記号マッピングおよび高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）機能を実行する。３２チャネルモデムは、合
成器２３０により駆動される一連の混合器２４０を介
し、時間領域サンプルを出力する。混合器２４０は、直
交性のある周波数帯域のセットを生成し、各帯域は次に
フィルタ／結合器２２８を介してフィルタリングされ
る。このフィルタ／結合器２２８の総計出力は次に合成
器２４２および混合器２４１により、最終的な送信周波
数にアップコンバートされる。この信号は次にフィルタ
２３２によりフィルタリングされ、増幅器２３４により
増幅され、且つ、フィルタ２３２により再度フィルタリ
ングされてノイズ成分が除去される。この信号は次に、
電話通信用の送信器１４を介してＨＦＣ配信ネットワー
ク上に結合される。
【０２１８】図２６に示される様に、ＨＦＣ配信ネット
ワーク１１の下流端にて、ＩＳＵ１００は加入者モデム
２５８を含んでいる。下流信号はＯＤＮ１８から同軸支
脈３０を介して受信されると共に、６ＭHz帯域の全体に
対する選択性を与えるフィルタ２６０によりフィルタリ
ングされる。次に、信号は２個の部分に分割される。第
１の部分は制御データ及びタイミング情報を与えてシス
テムのクロックを同期する。第２の部分は電話通信デー
タである。電話通信データから分離されて受信された制
御データを以て、これを上述の如く帯域外ＩＳＵと称す
る。ＢＰＳＫ変調された帯域外制御チャネルは、混合器
２６２により分離されてベースバンドに混合される。信
号は次にフィルタ２６３によりフィルタリングされると
共に、自動ゲイン制御ステージ２６４およびコスタスル
ープ２６６を通して通過せしめられ、其処でキャリヤ位
相が回復される。得られた信号はタイミングループ２６
８内に引き渡されて、全体的なモデムに対するタイミン
グが回復される。Costasループの副産物であるＩＯＣ制
御データは、ＩＳＵ１００の３２チャネルＯＦＤＭモデ
ム２２４内に引き渡される。下流ＯＦＤＭ波形の第２の
部分は、混合器２７０および連携する合成器２７２によ
りベースバンドに混合される。混合器２７０の出力はフ
ィルタ２７３によりフィルタリングされると共に、ゲイ
ン制御ステージ２７４を通り、受信用に準備される。そ
れは次に、３２チャネルＯＦＤＭモデム２２４内に進入
する。図２７を参照すると、ＩＯＣ制御データは機能ブ
ロック２７６を介してハード的に制限されると共に、マ
イクロプロセッサ２２６に供与される。ＯＦＤＭ電話通
信情報はＡ／Ｄコンバータ２７８を介してＦＩＦＯバッ
ファ２８０に送られて其処で記憶される。十分な量の情
報が溜まったとき、それはマイクロプロセッサ２２６に
より受け取られ、ＦＦＴの適用を含む復調プロセスの残
りが実行される。マイクロプロセッサ２２６は受信デー
タを、受信データおよび受信データクロックインタフェ
ースを介してシステムの残りの部分に供与する。高速フ
ーリエ変換（ＦＦＴ）エンジン２８２は、マイクロプロ
セッサ抜きで構成されている。但し、当業者であれば、
ＦＦＴ２８２がマイクロプロセッサ２２６によっても実
行され得ることは理解し得よう。
【０２１９】上流方向において、データは送信データポ
ートを介して３２チャネルＯＦＤＭモデム２２４に進入
すると共に、マイクロプロセッサ２２６により記号に変
換される。これらの記号はＦＦＴエンジン２８２を通過
すると共に、保護サンプルを含め、得られた時間領域波
形は複素混合器２８４を通って行く。複素混合器２８４
は波形を周波数内に混合しその信号は次にランダムアク
セスメモリ・Ｄ／Ａコンバータ２８６（ＲＡＭＤＡＣ）
を介して通過される。このＲＡＭＤＡＣは、ＩＳＵの上
流送信器（図２６）のアナログ部分に対して付与される
前にサンプルを記憶する幾つかのＲＡＭを含んでいる。
図２６を参照すると、上流移送の為のＯＦＤＭ出力はフ
ィルタ２８８によりフィルタリングされている。波形は
次に混合器２９０を介して通過せしめられ、合成器２９
１の制御下で送信周波数まで混合される。信号は次にプ
ロセッサゲイン制御２９２を介して通過され、振幅のレ
ベリングが上流経路で生ずることとなる。上流信号は最
後に、同軸支脈３０上をＯＤＮ１８に対して上流伝送す
る前の最終的な選択性として、６ＭHzフィルタ２９４を
介して通過される。
【０２２０】ＨＤＴ１２の側の上流方向において、電話
通信受信器１６から同軸上で受信された信号は、フィル
タ２４４によりフィルタリングされると共に増幅器２４
６により増幅される。直交周波数分割多重化された受信
信号は、混合器２４８のバンクおよび連携する合成器２
５０によりベースバンドに混合される。混合器２４８の
出力の各々は次にベースバンドフィルタバンク２５２に
よりフィルタリングされると共に、時間領域波形出力の
各々は３２チャネルＯＦＤＭモデム２２６の復調器に送
られる。これらの信号はＦＦＴを通ると共に記号はビッ
ト群にマップし戻される。これらのビット群は次にマル
チプレクサ２５４により多重化され、且つ、他のシリア
ルインタフェース２５６を介してＣＸＭＣ５６に付与さ
れる。
【０２２１】この実施例において示されるＩＳＵは帯域
外ＩＳＵであるが、これは、制御データおよび電話通信
データに対する別個の受信器の使用により表される処で
あり、既述した通りである。これに加え、スペクトルの
チャネル帯域への分離が更に示されている。また、本明
細書に記述された実施例上に組立ることにより、通信移
送システムに関する添付の請求の範囲により企図された
種々の別実施例が可能である。ひとつの実施例において
は、少なくとも同期情報の移送用のＩＯＣ制御チャネル
と電話通信サービスチャネルとが単一の形態で提供され
る。ＨＤＴ１２とＩＳＵ１００との間のＩＯＣリンク
は、合計で６４kbpsのデータ速度を与えるべく１６kbps
で作動する４個のＢＰＳＫ変調キャリヤとして実現して
も良い。而して、各加入者は第２実施例の様に、単一個
の独立トランシーバを使用して、これが、電話通信チャ
ネルから分離された下流リンク上で自身に割当てられた
サービスチャネルを継続的に監視する。このトランシー
バはサービスＩＯＣチャネルに対して同調するために調
整された発振器が必要である。同様に、６ＭHz帯域のチ
ャネル帯域に対してＩＯＣチャネルが提供され得ると共
に、チャネル帯域は、電話通信データ用の直交キャリヤ
と、直交キャリヤの受信から分離して受信されるＩＯＣ
チャネルとを含んでも良い。
【０２２２】別の実施例においては、４個のＢＰＳＫチ
ャネルの代りに、６４kbpsのＩＯＣチャネルが用意され
る。この単一のチャネルはＯＦＤＭ周波数構造上に存す
るが、但し、記号速度はＯＦＤＭ架枠の電話通信記号速
度とは互換性が無い。この単一の広帯域信号はＩＳＵ１
００における更に広帯域の受信器を要し、ＨＤＴ１２と
ＩＳＵとの間のリンクを常に可能とする必要がある。単
一のチャネルサポートによれば、加入者ユニット内の帯
域のいずれの部分をも同調する必要の無い固定基準発振
器を使用することが可能となる。但し、ＩＯＣチャネル
がスペクトルに亙り分配されて狭帯域受信器の使用が可
能とされた第１実施例とは異なり、この実施例の電力要
件は増加する、と言うのも、ＩＳＵ１００において広帯
域の受信器を使用するからである。
【０２２３】更に別の実施例においては、ＩＯＣリンク
は３２個ＯＦＤＭチャネルグループの各々に２個のＩＯ
Ｃチャネルを含んでも良い。これによれば、各グループ
内でＯＦＤＭキャリヤの数は３２個から３４個に増加す
る。各チャネルグループは３４個のＯＦＤＭチャネルか
ら成ると共に、チャネル帯域は８乃至１０個のチャネル
グループを含み得る。この手法によれば、ＨＤＴ１２に
より与えられた基準パラメータに対して固定される狭帯
域受信器を使用してＯＦＤＭ波形を活用し得るが、ＯＦ
ＤＭデータ経路形態内に制御もしくはサービス情報を与
えねばならないという複雑性も必要となる。加入者はチ
ャネルグループの任意のものに同調し得ることから、余
分なキャリヤ内に埋め込まれた情報は中央局によりトラ
ッキングしなければならない。また、システムはタイミ
ング獲得要件もサポートする必要があることから、この
実施例では、同期信号をＯＦＤＭ波形の終端から離間し
て配置することも必要である。
【０２２４】上記の説明においては、本発明の幾多の特
徴を本発明の構造および機能の詳細と共に示したが、開
示内容は例示的なものであり、本発明の原理の範囲内に
おいて、且つ、添付の請求の範囲を表現する語句の広範
囲な概略的意味により最大限に示される処まで、部材の
種類、形状、寸法および配置に関する事項、並びに、作
用の種々の特性の変更を行うことが可能であることは理
解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ファイバ／同軸ハイブリッド配信ネットワーク
を使用した本発明の通信システムのブロック図である。
【図２】図１のシステムの代替実施例を示す図である。
【図３】図１のシステムの送信器および受信器と連携さ
れたホストデジタルターミナル（ＨＤＴ）の詳細なブロ
ック図である。
【図４】図３の提携送信器および受信器のブロック図で
ある。
【図５】図１のシステムの光配信ノードのブロック図で
ある。
【図６】図１の家庭用統合サービスユニット（ＨＩＳ
Ｕ）または統括統合サービスユニット（ＭＩＳＵ）など
の統合サービスユニット（ＩＳＵ）の概略的ブロック図
である。
【図７】図３のＨＤＴ内で使用されるデータフレーム構
造およびフレーム信号を示す図である。
【図８】図３のＨＤＴ内で使用されるデータフレーム構
造およびフレーム信号を示す図である。
【図９】図３のＨＤＴ内で使用されるデータフレーム構
造およびフレーム信号を示す図である。
【図１０】図３の同軸マスタユニット（ＣＸＭＵ）の同
軸マスタカード（ＣＸＭＣ）の概略的ブロック図であ
る。
【図１１】図１のシステムにおける電話通信移送用の第
１移送実施例の為のスペクトル割当てを示す図。
【図１２】図１のシステムにおける電話通信移送用の第
１移送実施例の為のＱＡＭ変調のマップ図。
【図１３】図１のシステムにおける電話通信移送用の第
１移送実施例の為のＢＰＳＫ変調のマップ図。
【図１４】図１１のスペクトル割当てに対するサブバン
ド図。
【図１５】図１のシステムにおける電話通信移送用の第
１移送実施例の為の識別および同期プロセスのタイミン
グ図。
【図１６】図１のシステムにおける電話通信移送用の第
１移送実施例の為の識別および同期のバーストプロセス
のタイミング図。
【図１７】図１のシステムの第１移送実施例の為のＣＸ
ＭＵのマスタ同軸カード（ＭＣＣ）の下流伝送アーキテ
クチャのブロック図。
【図１８】図１のシステムの第１移送実施例の為のＭＩ
ＳＵの同軸移送ユニット（ＣＸＴＵ）のブロック図。
【図１９】図１のシステムの第１移送実施例の為のＨＩ
ＳＵの家庭用同軸モジュール（ＣＸＨＭ）の下流受信器
構造のブロック図。
【図２０】図１９のＣＸＨＭ下流受信器構造と連携され
たＣＸＨＭ上流伝送アーキテクチャのブロック図。
【図２１】図１８のＣＸＴＵ下流受信器構造と連携され
たＣＸＴＵ上流伝送アーキテクチャのブロック図。
【図２２】図１７のＭＣＣ下流伝送アーキテクチャと連
携されたＭＣＣ上流受信器構造のブロック図。
【図２３】図１のシステムにて使用される獲得配信ルー
プルーチンのフロー図。
【図２４】図１のシステムにて使用される追跡配信ルー
プアーキテクチャルーチンのフロー図。
【図２５】図２２のＭＣＣ上流受信器アーキテクチャの
多相フィルタバンクの振幅応答を示す図。
【図２６】図２５の振幅応答の一部の拡大図。
【図２７】図２２のＭＣＣ上流受信器アーキテクチャの
イングレスフィルタ構造およびＦＦＴのブロック図。
【図２８】図２７のイングレスフィルタ構造およびＦＦ
Ｔの多相フィルタ構造のブロック図。
【図２９】第１移送実施例の下流受信器構造のキャリヤ
／振幅／タイミング回復ブロックのブロック図。
【図３０】第１移送実施例のＭＣＣ上流受信器構造のキ
ャリヤ／振幅／タイミング回復ブロックのブロック図。
【図３１】第１移送実施例の受信器アーキテクチャの為
の内部等化操作のブロック図。
【図３２】図１のシステムにおける移送の為の第２移送
実施例のスペクトル割当てを示す図。
【図３３】図１のシステムの第２移送実施例の為のＣＸ
ＭＵのＭＣＣモデムアーキテクチャのブロック図。
【図３４】図１のシステムの第２移送実施例の為のＨＩ
ＳＵの加入者モデムアーキテクチャのブロック図。
【図３５】図３４の加入者モデムアーキテクチャのモデ
ムのブロック図。
【図３６】図１のシステムにおいて使用されるチャネル
監視方法のブロック図。
【図３７】図３６のチャネル監視ルーチンのエラー監視
部分のフロー図。
【図３８】図３６のチャネル監視ルーチンのエラー監視
部分のフロー図。
【図３９】図３６のチャネル監視ルーチンのエラー監視
部分のフロー図。
【図４０】図３８のフローの代替的なフロー図。
【図４１】図３６のチャネル監視ルーチンのバックグラ
ウンド監視部分のフロー図。
【図４２】図３６のチャネル監視ルーチンのバックアッ
プ部分のフロー図。
【符号の説明】
１２…ホストデジタルターミナルＨＤＴ ５６…同軸マスタユニットＣＸＭＵ ８２…ＭＣＣモデム １１２…イングレスフィルタFFT ２０８…バンドパスフィルタ ２１０…アンチ・エイリアス・フィルタ ２１１…混合器／合成器回路 ２１２…Ａ／Ｄコンバータ ２１４…等価器
フロントページの続き (72)発明者 ゲイル，マイケル ジェイ. アメリカ合衆国，オハイオ 45140，ラブ ランド，マイアミ バレー ドライブ 316 (72)発明者 ヒル，テランス ジェイ. アメリカ合衆国，オハイオ 45014，フェ アフィールド，ギャレット ハウス レー ン 1765 (72)発明者 ロバーツ，ハロルド エー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55346，エデ ン プレイリー，ビーコン サークル 7017 (72)発明者 アンダーソン，ブライアン ディー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55442，プリ マス，フィフティース プレイス ノース 11430 (72)発明者 ブリード，ジェフリー アメリカ合衆国，ミネソタ 55347，エデ ン プレイリー，カーティス レーン 8073 (72)発明者 ワドマン，マーク エス. アメリカ合衆国，テキサス 75024，プラ ノ，フェアファックス ヒル ドライブ 4416 (72)発明者 カーシュト，ロバート ジェイ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55378，サベ ージ，バーノン アベニュ サウス 13106 (72)発明者 ハーマン，ジェームズ ジェイ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55122，イー ガン，サンライズ コート 1894 (72)発明者 フォート，マイケル ジェイ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55123−1561, イーガン，ノースビュー パーク ロード 1045 (72)発明者 バスカ，スティーブン ピー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55305，ミネ トンカ，スタントン ドライブ 13370

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その上に変調された少なくとも電話通信
    情報を有する１周波数帯域幅内の複数個の変調された直
    交キャリアを受信するステップと、さらに前記複数個の
    変調された直交キャリヤのセットをフィルタリングして
    前記変調された直交キャリヤに対する混信保護を提供す
    るステップを備えて成る、マルチポイント対ポイント間
    通信システムにおける多相フィルタリング方法。
  2. 【請求項２】 変調された電話通信情報をその上に有す
    ると共に第１および第２の複数個の非隣接チャネルセッ
    トを含む複数個の直交キャリヤを受信するステップと、 前記第１の複数個の非隣接チャネルセットをフィルタリ
    ングすると共に該第１の複数個の非隣接チャネルセット
    の各チャネルセットの第１の複数個のチャネルを通過さ
    せるステップと、および前記第２の複数個の非隣接チャ
    ネルセットをフィルタリングすると共に該第２の複数個
    の非隣接チャネルセットの各チャネルセットの第２の複
    数個のチャネルを通過させるステップを備えて成り、 通過した前記第２の複数個のチャネルは、前記第１の複
    数個の非隣接チャネルセットをフィルタリングするとき
    に通過しなかった前記第１の複数個の非隣接チャネルセ
    ットのチャネルを含む、マルチポイント対ポイント間通
    信システムにおける多相フィルタリング方法。
  3. 【請求項３】 変調された複数個の直交キャリヤを含む
    周波数帯域幅を受信する手段と、および前記変調された
    直交キャリアの複数個のチャネルセットをフィルタリン
    グすることにより、前記周波数帯域幅に対して混信保護
    を提供する少なくとも１個の多相フィルタを備えて成
    る、マルチポイント対ポイント間通信のための受信器装
    置。
  4. 【請求項４】 調節可能な等化器回路によりチャネル上
    の信号を等化するステップと、 前記等化器を調節する調節信号を発生するステップと、 前記調節信号をモニタするステップと、さらに前記調節
    信号の関数として確率ビットエラー率を生成するステッ
    プとを備えて成る、少なくとも１個の電話通信チャネル
    を監視する方法。
  5. 【請求項５】 前記発生ステップは、誤り訂正信号を発
    生し、 前記モニタステップは、前記誤り訂正信号の関数として
    Ｓ／Ｎ比概算値を生成し、且つ、 前記生成ステップは、前記Ｓ／Ｎ比概算値の関数として
    前記確率ビットエラー率を生成する、請求項４に記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 前記確率ビットエラー率を所定のビット
    エラー率値と比較し、前記少なくとも１個の電話通信チ
    ャネルが不調であるか否かを決定するステップを更に備
    えて成る、請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記発生ステップは、前記等化信号と該
    等化信号を量子化したものとの比較に基づいて誤り訂正
    信号を発生する、請求項４に記載の方法。
  8. 【請求項８】 等化器と、および前記等化器をモニタ
    し、Ｓ／Ｎ比概算値を生成すると共に前記Ｓ／Ｎ比概算
    値の関数として確率ビットエラー率を生成する手段を備
    えて成る、少なくとも１個の電話通信チャネルをモニタ
    する装置。
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