JP2525886B2 - 通信システム - Google Patents

通信システム

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JP2525886B2
JP2525886B2 JP63318657A JP31865788A JP2525886B2 JP 2525886 B2 JP2525886 B2 JP 2525886B2 JP 63318657 A JP63318657 A JP 63318657A JP 31865788 A JP31865788 A JP 31865788A JP 2525886 B2 JP2525886 B2 JP 2525886B2
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ヘンリイ・ロバート・フオグリア
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インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/10—Adaptations for transmission by electrical cable
    • H04N7/108—Adaptations for transmission by electrical cable the cable being constituted by a pair of wires

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は一般的には通信システムに関し、さらに詳し
くいえば、高周波信号及び低周波信号を伝送するローカ
ルエリアネツトワーク（LAN）に関する。
B.従来技術及びその問題点 現在、家庭及びオフイスで利用できるマシンのタイプ
が異なるために、混合した情報を伝送できる共通の通信
システムが必要となつてきている。従来からそのような
システムの必要性が認識され、いわゆるDOV（Data Ove
r Voice）通信システムが提供されてきた。
DOV通信システムは共通の２線式信号ラインを介して
アナログ音声信号及びデジタルデータ信号の送信及び受
信を同時に行うための公知の技術である。これは、デジ
タルデータが高周波搬送信号でFSK変調され、かつ、単
一のラインに重畳されるような帯域分割システムであ
る。したがつて、フイルタ回路によつて低周波音声信号
から高周波のFSK変調データ信号を分離するのは容易で
ある。DOVシステムについてのより詳細な説明が米国特
許第4670874号に述べられている。このシステムは限定
された帯域幅の使用という欠点を有する。したがつて、
伝送スペクトラム内の一定の周波数が利用できない。
同一ラインを介する２つの信号の伝送についての他の
教示は、米国特許第1812624号である。伝送ラインのノ
イズを抑えるためのトランスを使用することを示す他の
技術は米国特許第3223920号に述べられている。
C.問題点を解決するための手段 したがつて本発明の一般的な目的はより効率的な通信
システムを提供することである。
本発明の他の目的はベースバンド信号及びブロードバ
ンド信号の双方について事実上制限のない帯域幅の使用
ができる通信システムを提供することである。
この目的を達成するため、ブロードバンド情報及びベ
ースバンド情報を送信し及び受信する本発明の通信シス
テムは、（ａ）ブロードバンド情報を表わすブロードバ
ンド信号の伝送に専用される第１のネツトワーク及びベ
ースバンド情報を表わすベースバンド信号の伝送に専用
される第２のネツトワークを有するバツクボーン通信ネ
ツトワークと、（ｂ）上記ブロードバンド信号及び上記
ベースバンド信号を送信し及び受信するための分配通信
ネツトワークと、（ｃ）上記バツクボーン通信ネツトワ
ークと上記分配通信ネツトワークとを相互接続し、上記
ベースバンド信号が平衡モードで伝送されかつ上記ブロ
ードバンド信号が均等不平衡モードで伝送されるような
極性をもつた巻線を有するブロードバンド変圧器を備え
たタンデムにおいて接続されたフイルタ回路手段を具備
する回路構成と、を有することを特徴としている。
D.実施例 はじめに本発明の実施例を概読する。本発明に基づく
通信システムはブロードバンド信号を伝送するブロード
バンドネツトワークと、ベースバンド信号を伝送するベ
ースバンドネツトワークを含む。第１のフイルタカプラ
構成がベースバンド信号及びブロードバンド信号を受諾
し、同時に、これらの信号をシールドされたより対線の
一方の端部で集中する。第２のフイルタカプラがシール
ドされたより対線の地方の端部に接続される。第２のフ
イルタカプラはこれらのブロードバンド信号及びベース
バンド信号を分離して各々のコネクタポートに分配す
る。
本発明の一実施例によれば、フイルタカプラはベース
バンド伝送のための第１のコネクタで終端するフイルタ
回路と、ブロードバンド伝送のための第２のコネクタで
終端する、フイルタ回路と共にタンデムに接続されたブ
ロードバンド変圧器と、を含む。フイルタ回路は第１の
コネクタに接続するための入力端子を形成するコイルの
２つの端部と出力端子を形成するコイルの他方の２つの
端部とを具備するような空間的な相互関係をもつて構成
される２つのコイルを含む。個別に接続されたRCネツト
ワークはその出力端子を基準電位（好ましくはグラン
ド）に接続する。高周波変圧器は３つのコイルを含む。
これら３つのコイルは、ベースバンド信号がより対線を
介して平衡信号として伝えられ、かつ、ブロードバンド
信号がケーブルのシールドに対してより対線を介して不
平衡信号として伝えられるよう、磁気コアに対称的に配
置され極性付けされる。
フイルタ回路の上述の実施例における受動回路はブロ
ードバンド伝送及びベースバンド伝送を２つの経路で互
いに分離する。ブロードバンド信号はベースバンド信号
ポートに接続された第１のコネクタに入ることがブロツ
クされ、一方、ベースバンド信号はブロードバンド信号
ポートに接続された第２のコネクタに入ることがブロツ
クされる。さらに、ベースバンド信号ポートに接続され
たベースバンドマシンからの高周波伝送は第２のコネク
タに入ることがブロツクされる。この第２の特性は重要
である。というのは、ベースバンド（低周波）信号を伝
送する多くのマシンは、ベースバンド動作に影響を与え
ないが同一のケーブルを共有するブロードバンド伝送と
干渉しうるスプリアスな高周波（ブロードバンド）信号
をも伝送するからである。
他の実施例では、フイルタカプラはベースバンド信号
ポートにおける入力端子及び各々のキャパシタを介して
基準電位に接続された一対の出力端子を有する一対の巻
線を備えたバラン変圧器を含む。単端入力巻線を有する
指向性結合変圧器はブロードバンド信号ポートを接続
し、バラン変圧器の出力端子には整列した一対の巻線が
接続される。バラン変圧器はベースバンド信号が平衡モ
ードで伝搬されることを保証し、一方、指向性結合変圧
器はブロードバンド信号が不平衡モードで伝搬されるこ
とを保証する。
フイルタカプラは優れたノイズ抑止能力と信号分離能
力を提供する。したがつて、ベースバンド信号ポートに
接続されたベースバンド信号及びノイズはブロードバン
ド信号ポートに接続された装置に悪影響を与えない（干
渉しない）。同様に、ブロードバンドポートに接続され
たブロードバンド信号及びノイズはベースバンドポート
に接続された装置と干渉しない。
以下、図面を参照しながら実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明に従つた通信システムを示す図であ
る。第１図に示す通信システムはブロードバンド通信ネ
ツトワーク12及びベースバンド通信ネツトワーク14で形
成されたバツクボーン通信ネツトワーク10を含む。本明
細書においては、バツクボーン通信ネツトワークとは、
ユーザのマシンに直接的に接続されない電気信号伝送機
構をいう。また、ベースバンド信号とは、０ヘルツから
50メガヘルツまでの周波数範囲内の情報伝送をいい、ブ
ロードバンド信号とは、50メガヘルツから300メガヘル
ツの周波数範囲の情報伝送をいう。
平衡信号モードは対より線シールドケーブルの各線に
供給される信号の振幅がシールド又はグランドに対して
反対の極性を有するような信号の状態である。
不平衡信号モードは対より線シールドケーブルの各線
で供給信号がシールド又はグランドに対して同じ極性を
有するような信号の状態である。均等不平衡信号モード
（equally unbalanced signal mode）は対より線シ
ールドケーブルの各線で信号の振幅がシールド又はグラ
ンドに対して同じ極性を有しかつ同じ振幅を有するよう
な信号モードである。
最後に、ブロードバンド信号及びベースバンド信号を
伝送するネツトワークに適切な項が前置される。こうし
てブロードバンドネツトワークはブロードバンド信号等
を伝送する。
第１図に関してさらにいうと、ブロードバンド通信ネ
ツトワーク12はブロードバンド電気信号の伝送に専用さ
れ、一方、ベースバンド通信ネツトワークはベースバン
ド電気信号に専用される。これらの２つのネツトワーク
は共に、音声、イメージ、グラフイツク、テキスト情報
等を伝送することができる。第１図に示す通信システム
はブロードバンド信号及びベースバンド信号を合併し、
共通の分配システム16を介してユーザのオフイスのマシ
ンに配送する。ブロードバンド通信ネツトワークはブロ
ードバンド信号をタツプ／複合手段18に伝送する同軸ケ
ーブルを含む。信号分割コネクタ20は手段18と同軸ケー
ブルを相互接続する。手段18は同軸ケーブルからの高周
波信号を区分し、コンダクタ22を介してこれらの信号を
分配する。後述するように、コンダクタ22上の高周波信
号はIBMケーブリングシステムのローブ32、34及び36
（後出）ならなびにフイルタカプラ（後出）を介して各
オフイスに伝送される。IBMケーブリングシステムのロ
ーブは、分配リンク又はローブアセンブリ手段と呼ばれ
ることもある。
ヘツドエンド信号分配手段24は同軸ケーブルに接続さ
れる。手段24は複数の伝送媒体26からの高周波信号を多
重化する。各伝送媒体26は高周波アンテナ、VCR及びTV
カメラ等の異なる装置に接続される。一定の長さの同軸
ケーブル28はIBM PCネツトワークのトランスレータ30
とヘツドエンド信号分配手段24とを接続する。トランス
レータ30の機能は第１の周波数で電気信号を受信し、そ
れよりも高い周波数で信号を再生し、その高周波信号を
パーソナルコンピュータ（PC）のブロードバンド・ロー
カルエリアネツトワークに配送する。ブロードバンドLA
Nは第１図には図示していないが、IBM PCネツトワーク
LANの文書P/N68×2268に記載されているタイプのもので
もよい。このタイプのLANは複数のパーソナルコンピユ
ータ及び他のワークステーシヨンを相互接続するために
用いることができる。同軸又はより対線以外の伝送媒体
をバツクボーンネツトワークに用いてもよい。他のタイ
プの伝送媒体には光フアイバ等を含む。
ベースバンド通信ネツトワーク14は０ヘルツから50メ
ガヘルツの周波数範囲内で情報を伝送するいかなるタイ
プの通信ネツトワークをも含む。この周波数範囲で情報
を送信し又は受信するよく知られた通信ネツトワークは
IBMトークンリングネツトワークである。このトークン
リングネツトワークはIBMケーブリングシステム装置及
びトークンリングネツトワーク上のこれらの装置を作動
させるためのプロトコルを含む。IBMトークンリングネ
ツトワークはIEEE8025で述べられた標準を部分的に含
む。IBMケーブリングシステム（ICS）の詳細はIBM社の
刊行物GA27−3361−６に記述されている。これらのマニ
ユアルの双方は必要に応じて本明細書に組込む。ICSは
これらのマニユアルに完全に記載されているので、本発
明の理解に必要な部分のみをここでは記述する。ICSは
スター型である。ICSは複数の配線室を含むが、第１図
にはそのうちの１つしか示していない（参照番号14）。
配線室14はシールドされたより対線によつて直列ループ
において相互接続される。第１図では、32、34及び36に
おいてそれぞれ１つのより対線を示しているが、実際に
は、それぞれについて２つのより対線が使用される。配
線室は各ケーブリングスターの中心である。配線室を介
する信号は矢印で示した。
配線室はバツクボーン通信ネツトワークが分配通信シ
ステム16とインターフエースする接合点である。分配通
信システム16はベースバンド信号及びブロードバンド信
号の双方をユーザのオフイスに伝送する。この分配通信
システム16はローブアセンブリ手段（第１図にはそのう
ちの３つ、32、34及び36が示してある）を含む。各ロー
ブアセンブリ手段は特定の接続されたマシン又はマシン
のグループに伝送サービスを提供する。こうしてローブ
アセンブリ手段32は接続されたマシンに伝送サービスを
提供する。接続されたマシンはPCデータ端末、PCネツト
ワークステーシヨン及びTVモニタを含む。TVモニタ及び
PCネツトワークステーシヨンは異なる高周波領域で作動
するが、RFスプリツタ38は高周波信号を分配する。
同様に、ローブアセンブリ手段34はIBM社の3278/9表
示装置であつてもよい表示アセンブリにローブ伝送サー
ビスを提供する。最後に、ローブアセンブリ手段36は接
続されたTVカメラ及びDTE41のための伝送サービスを提
供する。DTE41は、たとえば、ベースバンド周波数領域
内の信号を送信し又は受信できるワークステーシヨン及
びその他のマシンである。接続された各装置は適切なア
ダプタカードで適合化される。たとえば、PCデータ端末
は、以下のアダプタのうちの１つで適合化される。
IBMトークンリングネツトワークPCアダプタカードP/N
6339100IBM T.RネツトワークPCアダプタPN6165876、PN6
9×7713及び69×7715IBMネツトワークアダプタ2P/N96×
5663 ローブアセンブリ32及び36は多重アクセスユニツト
（図示せず）によつてトークンリング通信媒体に接続さ
れる。多重アクセスユニツトは1985年６月27日付の米国
特許出願第749369号に記載されている。２つのローブア
センブリがトークンリングに接続されるように図示され
ているけれども、多重アクセスユニツトは３以上のロー
ブを接続できる。特定の実施例では、多重アクセスユニ
ツトによつて８つのローブがトークンリングに接続され
る。多重アクセスユニツトは前掲の参照文献に完全に記
載されているので、これ以上の詳細な説明は省略する。
なお、多重アクセスユニツトは、バイパスリレーを有す
る複数の２イツチング構成を含む。その各々は１つのロ
ーブアセンブリをトークンリングに接続する。
ローブアセンブリ32に関連するバイパスリレー（図示
せず）は閉状態にあり、ローブアセンブリ32とトークン
リングとを相互接続している。同様にローブアセンブリ
36に関連するバイパスリレー（図示せず）は開状態にあ
り、したがつてそのローブをトークンリングから切り離
している。普通、これらのリレーは、非活動の端末又は
マシンのローブ配線をリングから切り離す。同様に、こ
れらのリレーは活動マシンのローブとリングとを相互接
続する。実際には、多重アクセスユニツトはバイパスリ
レーのより複雑な経路を形成するが第１図では簡単にし
てある。
ローブアセンブリ手段34はトークンリングに接続され
ないことに留意されたい。代わりに、これはホストコン
ピユータ（図示せず）に“ホームラン（home−run）”
配線された集線装置（図示せず）に接続される。多重ア
クセスユニツトとの接続及び配線室の集線装置との接続
はパツチ式ケーブルによつて行われる。したがつて端末
の移動又はトークンリングシステムからホストシステム
への端末の切換えに関連する再配線は、配線室に行つて
一対のパツチ式ケーブルを移動するという簡単なタスク
しか必要としない。このように構成された配線のアプロ
ーチによれば、新しいケーブルを引き込む必要はない。
各ローブアセンブリ手段はシールドされたケーブルに
２つのより対線を含む（図では１つしか示していな
い）。フイルタカツプラが対より線ケーブルの他端に接
続される。これらのフイルタカツプラの１つはコンダク
タ22を介するブロードバンド信号及びトークンリングか
らのベースバンド信号を受け取り、同時に、それぞれの
シールドされた対より線ケーブルを介してこれらの双方
の信号を集中し、その信号を他のフイルタカツプラに配
送する。好適には、他のフイルタカツプラはオフイスの
壁に配置することができる。オフイスの壁に配置された
フイルタカツプラはそこに接続された個々の装置にその
信号を多重化解除する。
第２図はシールドされた対より線ケーブルの他端に接
続されたフイルタカツプラの詳細を示す図である。両方
のフイルタカツプラは同一であるので、各カツプラの同
様の構成を識別するのに共通の参照番号を使用する。説
明の簡単のため、配線室で接続されたフイルタカツプラ
はICSトランスミツタと呼び、一方、対より線の装置側
に接続されたフイルタカツプラはICSレシーバと呼ぶこ
とにする。フイルタカツプラはフイルタネツトワーク42
を具備するテンデムに接続されたブロードバンド変圧器
40で構成される。本明細書で用いられるように、ブロー
ドバンドは50メガヘルツから300メガヘルツ（及びそれ
以上）の周波数範囲内の信号を意味する。ブロードバン
ドは一般的には高周波帯域を意味する。適用は一般的に
はその使用をRF−CATVに限定してきた。もともとその帯
域幅は50メガヘルツから300メガヘルツに属するもので
あつた。今日ではそれは450メガヘルツ及び600メガヘル
ツまで拡張されている。一方、低い方も５メガヘルツま
で下がつている。ブロードバンド変圧器は３つの巻線N
1、N2及びN3を含む。これらの巻線は全ての面で同一で
あり、支持コアに対し対称的に構成される。そのうちの
１つである巻線N3はブロードバンド信号ポートを介して
ブロードバンドタイプのコネクタに接続される。ブロー
ドバンドタイプのコネクタは第１図に示す装置の１つで
あるようなブロードバンド装置をそのネツトワークに接
続する。ブロードバンドタイプのコネクタは通常の同軸
コネクタのいずれのタイプのものでもよい。巻線N1及び
N2は同一であり、密に結合され、ベースバンド信号ポー
トで挿入されるベースバンド信号がより対線の各導線を
介して平衡モードで伝送されるような特性を有する。同
様に、ブロードバンドポートから巻線N3に挿入されるブ
ロードバンド信号はシールドされた対より線ケーブル32
のシールド44に対して不平衡モードで伝送される。
より対線のシールドされた線における信号動作の現象
は重要であり、巻線N1及びN2のドツトによつて図式的に
示されている。変圧器の巻線のこの構成によれば、平衡
ベースバンド信号の情報は最小の挿入コストで受渡しさ
れる。しかしながら、ブロードバンド信号ポートから挿
入されるRF信号は均等不平衡に結合され、より対線のコ
ンダクタを介して双方向に伝えられる。このフイルタ回
路の構成はより対線の各コンダクタにおいて構成された
異なるが等しいLCR回路を含む。各LCR回路のＬ部分はベ
ースバンドコネクタ（図示せず）に接続されたベースバ
ンド信号ポートに接続される。ベースバンドコネクタは
米国特許第4501459号に記載されたタイプのものでもよ
い。好適な実施例では、このフイルタのため以下の値が
選択された。
Ｌ＝300ナノヘンリ Ｒ＝75オーム Ｃ＝75ピコフアラツド これらの値はコイルＬのインダクタンスが40メガヘル
ツを超えるベースバンド信号ポートを分離するのに役立
つように選択され、Ｃ及びＲの値がブロードバンド信号
ポートのところの終端部（図示せず）によつて共有され
る終端抵抗を最小するように選択された。
ベースバンド信号が平衡しており、かつ、ブロードバ
ンド信号が対より線シールドコンダクタで“均等不平衡
（equally unbalanced）”にされているので、ベース
バンドレシーバ回路は漏れる可能性のあるいかなるブロ
ードバンド信号に対しても不感である。逆に、ブロード
バンド信号ポートに接続されたブロードバンドレシーバ
は平衡ベースバンドデータに対して不感である。という
のは、これはブロードバンド信号ポートにあらわれない
からである。したがつて、ベースバンドデータが平衡し
て伝えられ、一方、ブロードバンド信号が“均等不平
衡”で伝えられる。こうして、シールドされた対より線
ケーブルの各端で接続されたフイルタカプラはベースバ
ンド信号ポートに至り達する前にRF信号を挿入し及び抽
出するための機構を提供する。この理論を認識し理解す
ることは、フイルタカプラが何故本発明の重要な構成要
素であるかを理解するためのキーとなる。
さらに、各ケースにおける信号の減衰が異なる。ベー
スバンド信号に対するコンダクタの抵抗は平衡の場合、
直列（2R）であり、一方、不平衡の場合、並列（R/2）
である。
このケーブルの減衰はα＝R/2ZOで与えられる。ただ
し、Ｒは周波数に依存する直列抵抗、ZOはその特性イン
ピーダンスである。後述するように、平衡特性インピー
ダンスZOBは不平衡特性インピーダンスZUBの３倍であ
る。したがつて、不平衡信号のための減衰は平衡の場合
の3/4である。これはブロードバンド信号にとつて顕著
な利点である。
ベースバンド信号ポートに接続されたベースバンドマ
シンからのRF伝送はブロードバンド信号ポートに接続さ
れた同軸コネクタ（図示せず）に入ることがブロツクさ
れるという点に留意されたい。この特性は次のような理
由により重要である。ベースバンド信号を伝送する多く
のマシンはベースバンド動作に影響を与えないスプリア
スな高周波信号を伝送するけれども、同じケーブルを共
有するブロードバンド伝送と干渉しうるからである。
第３図はベースバンド周波数領域で伝送されるデータ
信号及びブロードバンド周波数領域で伝送されるVHF信
号についての信号スペクトラム及びその配置に関する図
である。この図は、配線室とオフイスとを相互接続する
共通のローブアセンブリ手段を共有する信号間の関係を
理解するのに有益である。第３図では、周波数を横軸、
振幅を縦軸にとつてある。ベースバンドマシンのための
データを伝送する周波数領域はグラフ上ではICSデータ
で示した。PCネツトワークステーシヨン及び他のマシン
のための情報は“PCネツトワークデータ送信”で示され
た送信周波数で送信され、“PCネツトワークデータ受
信”で示されたより高周波で受信される。この高周波に
使用される周波数領域はVHF TV及びVHFでそれぞれ示さ
れている。これらは、帯域幅、周波数配置及び信号振幅
に関するNCTA標準に従う典型的なCATV信号でもよい。
第４図は通信媒体52の他端に接続されたフイルタカプ
ラ50及び51の他の実施例による分配リンクを示す図であ
る。
本発明の好適な実施例では、通信媒体は第２図に示し
たケーブルと同様なシールドされた対より線ケーブルを
含む。このケーブルの詳細はIBM社の刊行物GA2−73773
に記載されているが、必要に応じて本明細書に組み込
む。このケーブルに沿つて平衡信号が伝搬する場合、そ
の特性インピーダンスZOBは150オームである。不平衡信
号の場合、その特性インピーダンスZOUは50オームであ
る。
後述するように、フイルタカプラはケーブルの特性イ
ンピーダンスと整合する特性インピーダンスをもつて提
供される。したがつて、フイルタカプラが平衡モード及
び不平衡モードで伝搬する信号は適切に終端される。別
な言い方をすれば、低周波装置を接続するフイルタカプ
ラの端子は150オームの特性インピーダンスROBを有す
る。同様に、高周波装置を接続するフイルタカプラの端
子は50オームの特性インピーダンスを有する。
第４図についてさらにいえば、フイルタカプラ50及び
51は同一である。したがつて、同一の構成要素には同一
の参照符号を付した。フイルタカプラはベースバンド信
号ポートに接続されたバラン変圧器54を含む。上述の如
く、ベースバンド信号領域で情報を伝送する装置はベー
スバンド信号ポートに接続される。キャパシタ56及び58
はバラン変圧器をグランドの如き基準電位に結合する。
指向性変圧器60はバラン変圧器に接続され、かつ、ブロ
ードバンド信号ポートに接続される。ブロードバンド信
号ポートはブロードバンド信号領域内で情報を伝送する
装置を接続する。フイルタカプラ50のブロードバンド信
号ポートから挿入されたブロードバンド信号はフイルタ
カプラ51のブロードバンド信号ポードで受信される。同
時に、フイルタカプラ50のベースバンド信号ポートから
入力されたベースバンド信号はフイルタカプラ51のベー
スバンド信号ポートから抽出される。さらに、ベースバ
ンド信号及びブロードバンド信号は対より線ケーブルを
介して同時に伝送され、同じ帯域幅を占める。しかも、
ブロードバンド信号を伝送する装置はベースバンド信号
ポートに接続することができる。ベースバンド信号を伝
送する装置はブロードバンド信号ポートに接続すること
ができる。
方向性結合変圧器60は矢印62で示される単一方向（好
適な方向）で通信リンクを伝わる信号を結合する。反対
方向で伝搬する信号は結合されない。この単一方向特性
により、第４図に示すケーブルを上下及び下方に伝わる
不平衡信号がブロードバンド巻線及び関連する出力ポー
トに効率的に結合される。したがつて、不平衡ブロード
バンド信号は２つのブロードバンドポートとそのケーブ
ルとの間に制限される。信号エネルギの全てが出力巻線
N3の一方の端部から出るので、事実上、この巻線の他方
の端部の接続は不要である。さらに、実用的にはこの不
平衡信号の全ては指向性変圧器によつて抽出されるの
で、この点を超えて不平衡信号がベースバンドポートに
伝わることはない。バランに漏れるどんな不平衡信号
も、共通モードフイルタとして働くこのバランによつて
大幅に減衰される。
変圧器60は３つの巻線N1、N2及びN3を有する。巻線N3
はブロードバンド信号を受諾する単端巻線である。巻線
N1、N2及びN3はトロイドのような磁気コアに巻かれる。
巻線N1＝N2の場合、巻線N3は巻線N3に接続された終端抵
抗（図示せず）と整合するように変化しうる。
指向性変圧器は、指向性と、そのケーブルを介して伝
搬する平衡信号及び不平衡信号の双方のための優れたイ
ンピーダンス整合と、選択的な信号分離とを達成するよ
うに独特に構成されたものである。このため、巻線N1、
N2及びN3のインダクタンス及びキャパシタンスが制御さ
れる。説明の都合上、指向性変圧器は支持コアに第３の
巻線N3を位置付けたブロードバンドバラン変圧器とみな
すことができる。これらの巻線は、コイルN1及びN2の間
の相互巻線キャパシタンス及び相互インダクタンスが次
の関係を満足するように位置付けられる。
ただし、ZOBは第３の巻線が存在する場合にコイルN1
及びN2を介して伝搬する平衡信号についての特性インピ
ーダンスであり、LBは平衡モードで伝搬する信号につい
ての相互インダクタンスであり、Ｃ１、２はコイル１及
びコイル２の間の相互キャパシタンスである。好適な実
施例では、特性インピーダンスZOBは第３の巻線N3の存
在下においてN1及びN2の間で150オームになるように選
択された。
第３の巻線N3は、 となるように間隔をあけられN1及びN2に磁気的に結合さ
れる。ここで、ZOUは不平衡モードにおいて作動する指
向性変圧器の特性インピーダンスを表わし、LUはコイル
N1、N2及びN3の間のインダクダンスを表わし、Ｃ
１、２、３はこれらのコイルの間のキャパシタンスを表
わす。好適な実施例ではZOUは50オームに選択された。
伝送ラインに対する指向性結合の原理は、 Bernard M.Oliveによる“Directional Electromagneti
c Couplers"（Proceedings of International Radio En
gineering（I.R.E.）第42巻、第1686頁ないし第1692
頁、（954年）に記載されている。この文献に述べられ
ているように、限定のない指向性の場合、ROU×RLU＝Ｍ
12、３/C12、３である。ただし、ROUは特性インピーダ
ンスZOUの抵抗に相当する部分である。ROUは単一終端ブ
ロードバンド信号ポートに接続すべき抵抗である。RLU
はコイルN3の浮遊端66に接続すべき終端抵抗である。Ｍ
12、３はコイル１及び２を一緒にしたものとコイル３と
の間の相互インダクタンスを表わし、Ｃ12、３はコイル
３の存在下におけるコイル１、２間のキャパシタンスを
表わす。典型的な設計の場合、Ｍ12、３は４マイクロヘ
ンリー、Ｃ12、３は20ピコフアラドが選択された。これ
らの値を代入すると、約ROU×RLU＝200000オームとな
る。一方、上述の如く、ROUは約50オームである。した
がつて、RLUは非常に大きな値のインピーダンスとな
り、端子66から省略することができる。別な言い方をす
れば、コイルN3の一方の端部は、指向性結合変圧器の動
作に悪影響を与えることなく、浮遊される（すなわち、
ブロードバンド信号ポートに接続されない）。
バラン変圧器54は となるように設計される。ここで、ZOBは特性インピー
ダンスであり、L1は正味の相互インダクタンスであり、
CMは相互キャパシタンスである。好適な実施例では、Z
OBは対より線ケーブルの特性インピーダンスである150
オームに選択された。以上で、フイルタカプラの詳細な
説明を終る。
E.発明の効果 本発明及び本発明の実施例によれば以下の如き効果が
得られる。
ベースバンドポートで発せられる又は終了する平衡信
号はフイルタカプラ及びケーブルを介して自由に伝わ
る。しかも、これらの信号は平衡しているので、反対の
極性を有する起磁力が相殺されブロードバンドポートに
は入らない。
ベースバンドポートから発せられる不平衡信号（ノイ
ズ又はEMI）は、これらの信号が指向性変圧器の方向と
反対の方向で伝わるので、バラン及びグランドに対する
キャパシタンスによつてさらには指向性結合変圧器によ
つて大幅に減衰される。
ブロードバンド信号ポートに印加される不平衡信号は
各自の方向でケーブルを介して自由に結合し、指向性変
圧器によつてその他端で抽出される。したがつて、２つ
のブロードバンドポートの間で自由かつ双方向に伝わる
のは不平衡信号だけである。しかも、N1＝N2によつて平
衡した巻線N1及びN2の対称性から、指向性変圧器によつ
てこのポートから平衡信号が挿入されることはない。
バラン変圧器及びキャパシタ58、56の組合せはベース
バンドポートからブロードバンドポートに伝わる不平衡
信号を減衰することによつて役立つだけでなく、指向性
変圧器（それ自体、バランである）と協働して平衡信号
のさらなる平衡化に役立つ。
ケーブルの帯域幅の使用に制限がないので、ブロード
バンド信号及びベースバンド信号の双方について連続的
な帯域幅が可能となる。これまでの適用例において、信
号スペクトラムのDC端で狭いオーバーラツピングゾーン
が存在することがある。これは、DC信号は第４図に示し
た分配リンクのブロードバンド信号ポートからは結合で
きないという事実によつて生ずるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に基づく通信システムの実施例を示す
図、第２図は通信システムの分配リンク及びフイルタカ
プラの一実施例を示す図、第３図は通信システム上の異
なるタイプの信号についての信号スペクトラムを示す
図、第４図は通信システムの分配リンク及びフイルタカ
プラの他の実施例を示す図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ブロードバンド情報及びベースバンド情報
    を送信し及び受信する通信システムであって、 （ａ）ブロードバンド情報を表わすブロードバンド信号
    の伝送に専用される第１のネットワーク及びブロードバ
    ンド情報を表わすブロードバンド信号の伝送に専用され
    る第２のネットワークを有するバックボーン通信ネット
    ワークと、 （ｂ）上記ブロードバンド信号及び上記ベースバンド信
    号を送信し及び受信するための分配通信ネットワーク
    と、 （ｃ）上記バックボーン通信ネットワークと上記分配通
    信ネットワークとに相互接続され、同一の該分配通信ネ
    ットワーク上において、上記ベースバンド信号を平衡モ
    ードで伝送しかつ上記ブロードバンド信号を不平衡モー
    ドで伝送する複数の巻線を備えた、ブロードバンド変圧
    器と該ブロードバンド変圧器にタンデムに接続されたフ
    ィルタ回路手段とを具備する回路構成と、 を有する通信システム。
  2. 【請求項２】ブロードバンド情報及びベースバンド情報
    を送送し及び受信する通信システムであって、 （ａ）ブロードバンド情報を表わすブロードバンド信号
    の伝送に専用される第１のネットワーク及びベースバン
    ド情報を表わすベースバンド信号の伝送に専用される第
    ２のネットワークを有するバックボーン通信ネットワー
    クと、 （ｂ）上記ブロードバンド信号及び上記ベースバンド信
    号を送信し及び受信するための分配通信ネットワーク
    と、 （ｃ）上記バックボーン通信ネットワークと上記分配通
    信ネットワークとに相互接続され、同一の該分配通信ネ
    ットワーク上において、上記ベースバンド信号を平衡モ
    ードで伝送しかつ上記ブロードバンド信号を不平衡モー
    ドで伝送する複数の巻線を備えた、指向性変圧器と該指
    向性変圧器にタンデムに接続されたバラン変圧器を具備
    する回路構成と、 を有する通信システム。
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