JP2005086281A

JP2005086281A - 通信ネットワークシステムおよびケーブルモデム装置

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Publication number: JP2005086281A
Application number: JP2003313294A
Authority: JP
Inventors: Jun Uemura; 順植村
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2023-09-04
Also published as: JP4289954B2

Abstract

【課題】ＣＡＴＶ伝送路を利用して高速の通信速度を可能にする通信ネットワークシステムで，バルク伝送方式の利用者と，バルク伝送方式を利用しない一般の利用者が同じバルク伝送方式の伝送経路を使用してもデータ伝送速度が遅くならない通信システムおよびケーブルモデム装置を提供する。
【解決手段】
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路を備えたバルク伝送方式の伝送経路に，単独で使用されるケーブルモデムを接続し，
ケーブルモデム終端装置のそれぞれのポートで処理されるパケット数を略等分に振り分けるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は，ＣＡＴＶ回線用の伝送路で使用される通信ネットワークシステムおよびケーブルモデム装置に係り，特に，通信速度の増大に対応するための通信ネットワークシステムおよびケーブルモデム装置に関する。

従来，複数チャンネル間に跨るデータ伝送方式としてバルク伝送方式が使用されている。（たとえば，特許文献１参照）

特開平６―１５２６３６号公報

上記特許文献では，複数のチャンネルに分割されたデータの遅延時間がなくなるように構成されている。バルク伝送方式の利用者と，バルク伝送方式を利用しない一般の利用者が同じバルク伝送方式の伝送経路を使用して通信を行うと，バルク伝送方式の各チャンネルのバランスが崩れて，データ伝送速度が遅くなるという問題があった。そこで，こうした問題に鑑み，本発明はなされたものであり，
本発明の第１の目的は，
ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）と接続された双方向ＣＡＴＶシステムにおいて，
センター装置と端末装置間に，
ＷＡＮから取得したデータをＣＡＴＶ回線を介して伝送するための複数のケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）と，
複数のケーブルモデムと，
少なくとも一対の分割・結合手段を備えさせると共に，
少なくとも端末装置から出力される要求信号または要求信号に対応する応答信号のいずれかを複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路を備え，その経路に単独で使用されるケーブルモデムを接続し，
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路で処理されるそれぞれのパケット数を略等分に振り分ける通信ネットワークシステムを提供することにある。
第２の目的は，前記の通信ネットワークシステムにおいて，
少なくとも端末装置から出力される要求信号または要求信号に対応する応答信号のいずれかを複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路を備え，その経路に単独で使用されるケーブルモデムを接続し，
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路で処理されるそれぞれのパケット数を略等分に振り分けるケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）を提供することにある。

上記課題を解決するために，請求項1の発明は，
ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）と接続された双方向ＣＡＴＶシステムにおいて，
センター装置と端末装置間に，
ＷＡＮから取得したデータをＣＡＴＶ回線を介して伝送するための複数のケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）と，
複数のケーブルモデムと，
少なくとも一対の分割・結合手段を備えさせると共に，
少なくとも端末装置から出力される要求信号または要求信号に対応する応答信号のいずれかを複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路を備え，その経路に単独で使用されるケーブルモデムを接続し，
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路で処理されるそれぞれのパケット数を略等分に振り分けるように構成される。

請求項２の発明は，請求項１に記載の通信ネットワークシステムで使用するケーブルモデム終端装置であって，
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路で処理されるそれぞれのパケット数を略等分に振り分ける管理装置を具備して構成される。

以上詳述したように，請求項１の発明によれば，
ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）と接続された双方向ＣＡＴＶシステムにおいて，
センター装置と端末装置間に，
ＷＡＮから取得したデータをＣＡＴＶ回線を介して伝送するための複数のケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）と，
複数のケーブルモデムと，
少なくとも一対の分割・結合手段を備えさせると共に，
少なくとも端末装置から出力される要求信号または要求信号に対応する応答信号のいずれかを複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路を備え，その経路に単独で使用されるケーブルモデムを接続し，
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路で処理されるそれぞれのパケット数を略等分に振り分けるので，
バルク伝送方式の利用者と，バルク伝送方式を使用しない一般の利用者が混在しても，各伝送路の伝送速度を最適に制御できるので，データの伝送速度の低下を最小限にすることができる

請求項２の発明によれば，
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路で処理されるそれぞれのパケット数を略等分に振り分ける切換手段を具備することにより，バルク伝送方式の利用者と。バルク伝送方式でない一般の利用者が混在しても，バルク伝送方式の通信経路の容量を最大限に利用でき，しかも，バルク伝送方式を使用しない一般の利用者のためのケーブルモデム終端装を省くことができ，システムのコストダウンが可能となる。

以下に，本発明を具体化した実施形態の例を，図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明に係る通信ネットワークシステムの実施の形態の１例を示すブロック図である。図２は分割・結合装置の詳細を示すブロック図である。
図１において，１はセンター装置であり，ＶＨＦ用アンテナ２，ＵＨＦ用アンテナ３，ＳＨＦ用アンテナ４で受信したテレビ信号および，図示しない自主放送用のテレビ信号を端末端子１２まで伝送すると共に，端末装置１１たとえばパーソナルコンピュータ１１からの要求信号ならびに当該要求信号に対する応答信号（すなわち，換言するとデータとしてのインターネット情報）を端末装置と，ＷＡＮの間でデータ伝送する。５は光ケーブルであり，前記センター装置１と，ノード型光送受信機６の間を接続する伝送媒体である。また，前記ノード型光送受信機６と前記端末端子１２の間には，幹線分配増幅器７や，幹線分岐増幅器８や，分岐器９が同軸ケーブル１０を介して接続されている。２０はケーブルモデム装置，３０はケーブルモデム，３１は端末装置としてのパーソナルコンピュータである。

前記センター装置１には，ＷＡＮとＣＡＴＶ回線を相互に接続するための中継装置としてのルータ１００と，高速伝送を希望するユーザー１からの要求信号（端末装置１１からの要求信号）か，高速伝送を希望しない一般のユーザー２からの要求信号（端末装置３１からの要求信号）かを，要求信号及び応答信号に含まれる特定の情報（たとえばＭＡＣアドレス）により識別する管理装置を備えている。また，高速伝送を希望するユーザー１からの要求信号（端末装置１１からの要求信号）に対応する応答信号をフレームごとに分割して複数設けたケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに振り分けるための分割装置１０２，ならびに，高速伝送を希望するユーザー１の要求信号および応答信号を処理する複数のケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）１０３を備えている。
一方，高速伝送を希望しない一般ユーザー２の要求に対する応答は，管理装置４００によってコントロールされた分割装置１０２により，ケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃのいずれかに振り分けられる。
そして，前記要求信号及び，応答信号を混合または分配するための分配・混合器１０５，テレビ信号及び要求信号ならびに応答信号（分割ＷＡＮ信号）を混合するヘッドエンド装置（混合器）１０７が備えられている。
また，センター装置１には図示しない各種サーバー（ＷＷＷサーバー，メールサーバー，ＤＮＳサーバーなど）を備えている。

また，ケーブルモデム装置２０には前記センター装置１（より詳しくは分割装置１０２）で分割した応答信号を元の応答信号（換言するとデータ）に戻すための結合装置２００，複数のケーブルモデム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，分配・混合器２０２が備えられている。ここで，ケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃがそれぞれケーブルモデム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃに対応しており，それぞれ異なる周波数帯域で伝送している。

次に，信号の流れについて説明する。まず，ＶＨＦ用アンテナ２，ＵＨＦ用アンテナ３で受信した地上波放送のテレビ信号および，ＳＨＦ用アンテナ４で受信した衛星放送または衛星通信によるテレビ信号ならびに，図示しない自主放送用のテレビ信号が，ヘッドエンド装置１０７で混合される。また，ヘッドエンド装置１０７に内蔵している光送受信機で光信号に変換され出力端子１ｅを介して光ケーブル５に出力される。光信号に変換されたテレビ信号は光ケーブル５を介してノード型光送受信機６で，高周波信号の電気信号に変換され同軸ケーブル１０に出力される。高周波信号に変換されたテレビ信号は同軸ケーブル１０，幹線分配増幅器７，幹線分岐増幅器８，分岐器９を介して端末端子１２まで伝送され，図示しないテレビ受信機等により受信され映像および，音声を楽しむことが出来る。
なお，本実施例における同軸ケーブルを流れる下り信号の周波数帯域は，たとえば，７０ＭＨｚから６０２ＭＨｚであり，上り信号の周波数帯域は１０ＭＨｚから５５ＭＨｚおよび，６５０ＭＨｚから７７０ＭＨｚとなっている。

一方，高速伝送を希望するユーザー１が使用する端末端子１２ａに接続された端末装置としてのパーソナルコンピュータ１１からＷＡＮに対して要求信号が出力されると，ケーブルモデム装置２０の出力端子２０ａを介して，結合装置２００に取り込まれる。結合装置２００に取り込まれた要求信号は後で詳述する分割・結合装置のモデム選択機能により選択された特定のケーブルモデム２０１ａで，所定の高周波信号（たとえば，６５３ＭＨｚ）に変換され，分配・混合器２０２を介して端末端子１２ａ（入力端子２０ｂ）に出力される。端末端子１２ａに出力された高周波信号に変換された要求信号は同軸ケーブル１０，分岐器９，幹線分岐増幅器８，および，幹線分配増幅器７を介してノード型光送受信機６に取り込まれ光信号に変換された後，光ケーブル５でセンター装置１に伝送され，出力端子１ｅを介してヘッドエンド装置内の光送受信機に取り込まれ，元の高周波電気信号に変換される。ヘッドエンド装置１内に取り込まれた高周波電気信号に変換された要求信号は，特定のケーブルモデム終端装置１０３ａで復調され，分割装置１０２を介して，管理装置４００に取り込まれ，その要求信号の宛先ＭＡＣアドレスを検知し，管理装置４００に記憶すると共に，ルータ１００に出力され，入力端子１ａを介して，要求信号に基づき，ＷＡＮ（たとえば，インターネット）を構成する図示しない当該サーバーに接続される。

つぎに，前記要求信号に対応した当該サーバーからの応答信号はＷＡＮから入力端子１ａを介してセンター装置１に取り込まれる。センター装置１に取り込まれた応答信号はルータ１００を介して管理装置４００に取り込まれ，該応答信号の宛先ＭＡＣアドレスを検知し管理装置４００に記憶している宛先ＭＡＣアドレスと照合して一致するポートに出力される。分割装置１０２で取り込んだ応答信号をフレームごとに分割した分割応答信号（分割データとも言う）は，それぞれケーブルモデム終端装置１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに出力され，それぞれ異なる周波数帯域（本実施例では４５６ＭＨｚ，４６２ＭＨｚ，４６８ＭＨｚ）の信号に変換されて，分配・混合器１０５，分配・混合器１０６を介してヘッドエンド装置１０７に取り込まれる。ヘッドエンド装置１０７に取り込まれた高周波信号に変換された分割応答信号はヘッドエンド装置１０７内に備えた光送受信機で光信号に変換され出力端子１ｅから光ケーブル５に出力される。光信号に変換された高周波信号の分割応答信号は光ケーブル５を介してノード型光送受信機６で，高周波信号の電気信号に変換され同軸ケーブル１０に出力される。高周波信号に変換された分割応答信号は同軸ケーブル１０，幹線分配増幅器７，幹線分岐増幅器８，分岐器９を介して端末端子１２ａまで伝送される。端末端子１２ａまで伝送された高周波信号の分割応答信号はケーブルモデム装置２０の入力端子２０および，分配・混合器２０２を介して複数のケーブルモデム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃでそれぞれ復調され結合装置２００で結合され元の応答信号に生成され出力端子２０ａを介して，端末装置としてのパーソナルコンピュータ１１に応答信号を出力する。
このように構成することにより，高速化することが出来る。本実施例では，下り信号の変調方式を２５６ＱＡＭとし，既存のケーブルモデムシステムを３系統使用して並列処理したため１００Ｍｂｐｓの伝送速度を実現できた。これにより，既存のケーブルモデムシステムを流用したまま分割・結合装置を追加設置するだけで容易にかつ，低コストでＦＴＴＨなどの高速のサービスに匹敵する伝送速度を得ることができるなど優れた効果を奏する。
ここで，分割装置１０２，結合装置２００が本発明の分割・結合手段に相当する。

また，高速伝送を希望しない一般のユーザー２が使用する端末端子１２ｂに接続された端末装置としてのパーソナルコンピュータ３１からＷＡＮに対して要求信号が出力されると，ケーブルモデム３０で，所定の高周波信号（たとえば，６５３ＭＨｚ）に変換され，端末端子１２ｂに出力される。端末端子１２ｂに出力された高周波信号に変換された要求信号は同軸ケーブル１０，分岐器９，幹線分岐増幅器８，および，幹線分配増幅器７を介してノード型光送受信機６に取り込まれ光信号に変換された後，光ケーブル５でセンター装置１に伝送され，出力端子１ｅを介してヘッドエンド装置内の光送受信機に取り込まれ，元の高周波電気信号に変換される。ヘッドエンド装置１内に取り込まれた高周波電気信号に変換された要求信号は，ケーブルモデム終端装置１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃのいずれかで復調され，その要求信号の宛先ＭＡＣアドレスを管理装置４００に記憶すると共に，ルータ１００に出力され，入力端子１ａを介して，要求信号に基づき，ＷＡＮ（たとえば，インターネット）を構成する図示しない当該サーバーに接続される。

つぎに，前記要求信号に応答した当該サーバーからの応答信号はＷＡＮから入力端子１ａを介してセンター装置１に取り込まれる。センター装置１に取り込まれた応答信号はルータ１００を介して管理装置４００に取り込まれ応答信号の宛先ＭＡＣアドレスを検知し管理装置４００に記憶している宛先ＭＡＣアドレスと照合して一致するポートに出力され，高周波の信号（本実施例では４７４ＭＨｚ）に変換され分配・混合器１０６を介してヘッドエンド装置１０７に取り込まれる。ヘッドエンド装置１０７に取り込まれた高周波信号に変換された応答信号はヘッドエンド装置１０７内に備えた光送受信機で光信号に変換され出力端子１ｅから光ケーブル５に出力される。光信号に変換された高周波信号の分割応答信号は光ケーブル５を介してノード型光送受信機６で，元の高周波信号の電気信号に変換され同軸ケーブル１０に出力される。高周波信号に変換された応答信号は同軸ケーブル１０，幹線分配増幅器７，幹線分岐増幅器８，分岐器９を介して端末端子１２ｂまで伝送される。端末端子１２ｂまで伝送された高周波信号の応答信号はケーブルモデム３０で復調され，端末装置としてのパーソナルコンピュータ３１に応答信号を出力する。

次に，分割装置１０２および，結合装置２００について図２を用いて詳細に説明する。図２から明らかなように分割装置１０２および，結合装置２００は同一構成であり，信号の流れ方が変わるのみである。分割・結合装置１０２（２００）は筐体内に入力／出力端子１０２ａ（２００ａ）と，複数の出力／入力端子１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ（２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ）を備えると共に，スイッチ部１０２ｅ（２００ｅ）とマイクロコンピュータ１０２ｆ（２００ｆ）を備えている。そして，入力／出力端子１０２ａ（２００ａ）と各出力／入力端子１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ（２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ）がスイッチ部１０２ｅ（２００ｆ）を介して接続されている。
また，１０２ｇ（２００ｇ）はバッファーで入出力間のデータのタイミング調整を行っている。

次に，分割装置１０２および，結合装置２００の動作について説明する。
まず，モデムの選択機能について説明する。上り信号および下り信号が通過する転送パスを（本実施例では上りは１０２ｂ，２００ｂであり，下りは１０２ｂ〜１０２ｄ，２００ｂ〜２００ｄ）手動で，マイクロコンピュータに登録（登録手段は問わない）することにより，上り信号，下り信号それぞれの信号処理を実行するモデムを割り当てることができる。
分割装置１０２の入力／出力端子１０２ａに入力されたイーサネット（登録商標）仕様の応答信号（ＷＡＮ信号）はイーサネット（登録商標）フレームごとに分割し，登録されている転送パスに従い出力／入力端子１０２ｂ〜１０２ｄへＷＡＮ信号を振り分ける。振り分けられた下り分割データは出力／入力端子１０２ｂ〜１０２ｄから出力される。また，下り分割データが結合装置２００の入力／出力端子２００ｂ〜２００ｄに入力されるとイーサネット（登録商標）フレームの結合処理を行い元のデータ（応答データ）が生成され出力／入力端子２００ａに出力される。
なお，高速伝送を希望しない一般のユーザー２に対する応答信号は，管理装置４００によって指定されるポートに出力される。
管理装置４００はこれらのポートのパケット数を常に監視して，それぞれのポートのパケット数が略等しくなるように制御を行う。
一方，上りデータ（要求データ）は同様に，入力／出力端子２００ａに入力され，出力／入力端子２００ｂから出力される。また，上りデータが入力／出力端子１０２ｂに入力されると，出力／入力端子１０２ａから出力される。

尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施することも可能である。たとえば，実施例１では分割数を３として説明したが２以下でも良いし，４以上であっても良い。また，実施例１では応答信号（すなわち下り信号）のみデータを分割して高速化を図ったが，上り信号も同時に高速化しても良いし，上り信号のみ高速化しても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る通信ネットワークシステムの実施の形態の１例を示すブロック図である。分割・結合装置の詳細を示すブロック図である。

符号の説明

１…センター装置，２…ＶＨＦ用アンテナ，３…ＵＨＦ用アンテナ，４…ＳＨＦ用アンテナ，５…光ケーブル，６…ノード型光送受信機，７…幹線分配増幅器，８…幹線分岐増幅器，９…分岐器，１０…同軸ケーブル，１１…端末装置，１２…端末端子，２０…ケーブルモデム装置，３０…ケーブルモデム，３１…端末装置，１００…ルータ，１０２…分割装置，１０３…ケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ），１０５…分配・混合器，１０７…ヘッドエンド装置（混合器），２００…結合装置，２０１…ケーブルモデム，２０２…分配・混合器，管理装置…４００。

Claims

ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）と接続された双方向ＣＡＴＶシステムにおいて，
センター装置と端末装置間に，
ＷＡＮから取得したデータをＣＡＴＶ回線を介して伝送するための複数のケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）と，
複数のケーブルモデムと，
少なくとも一対の分割・結合手段を備えさせると共に，
少なくとも端末装置から出力される要求信号または要求信号に対応する応答信号のいずれかを複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路を備え，その経路に単独で使用されるケーブルモデムを接続し，
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路で処理されるそれぞれのパケット数を略等分に振り分けることを特徴とした通信ネットワークシステム。
請求項１に記載の通信ネットワークシステムで使用するケーブルモデム終端装置であって，
複数の異なる周波数帯域に分割して伝送する経路で処理されるそれぞれのパケット数を略等分に振り分けることを特徴としたケーブルモデム終端装置。