JP3429925B2 - Catv通信方法、catv通信システム、そのセンタ装置、及び、その端末装置 - Google Patents

Catv通信方法、catv通信システム、そのセンタ装置、及び、その端末装置

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JP3429925B2
JP3429925B2 JP30934595A JP30934595A JP3429925B2 JP 3429925 B2 JP3429925 B2 JP 3429925B2 JP 30934595 A JP30934595 A JP 30934595A JP 30934595 A JP30934595 A JP 30934595A JP 3429925 B2 JP3429925 B2 JP 3429925B2
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    • H04H20/77Wired systems using carrier waves
    • H04H20/78CATV [Community Antenna Television] systems

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CATVシステム
における通信方法に係り、特にCATVシステムを用い
てコンピュータ通信を行なうための通信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】双方向CATVシステムを利用してデー
タ通信を行なう方法としてはいくつかの方法が考えられ
る。その一つは、LAN等で利用されている衝突検出機
能付きのパケット通信方法である。いま、あるユーザA
が、あるデータをCATV回線を利用して他のユーザB
に送信する場合を想定する。この方法では、ユーザAは
上り回線を使用して、該データを送信する。センタはこ
のデータを折り返し、下り回線に乗せてユーザBを含む
全ての端末に送る。衝突が生じない場合には、送信者で
あるユーザAは下り回線に乗せられたデータを参照し、
これが自ら送信したデータと一致することを検出し、送
信が正しく行なわれていることを認識する。一方、複数
のユーザがほぼ同時にデータの送信を試みた場合には、
データの衝突が生じる。図7は、衝突が起きた場合を示
す。図7において、ユーザAは上り回線を使用してデー
タDA を送信したが、それとほぼ同時にユーザBがデー
タD B を送信したとする。すると、データDA とデータ
B は衝突して斜線部分のデータは壊れ、元のデータと
は異なるデータDX となる。このデータDX は一旦セン
タに入り、そのまま折り返されて下り回線に乗せて送信
されるが、ユーザA及びBは下り回線で送られるデータ
X が送信したデータDA 又はDB と一致しないことを
検出し、衝突が生じたことを認識することになる。
【0003】また、もう一つの方法としてタイムスロッ
ト方式と呼ばれる通信方法がある。この方法の概要を図
8に示す。この方式は、上り及び下り回線を所定の時間
幅の複数の単位(「タイムスロット」と呼ばれる)に分
割し、各ユーザに1のタイムスロットを割り当てる。例
えば、ユーザAに第8タイムスロット(図8の斜線部
分)を割り当てたとすると、ユーザAはそれ以降このタ
イムスロットを使用してデータの通信を行なう。従っ
て、大容量のデータを送信する場合には、周期的に現わ
れる第8タイムスロットを複数回使用してデータ送信を
行なうことになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】衝突検出機能付きのパ
ケット通信方式の欠点は、衝突により壊れたデータを送
信者が下り回線で検出するまで衝突の有無が分からない
ため衝突の検出に時間を要すること、各ユーザが送信す
るデータが任意長であるので、あるユーザが長いデータ
を送信した場合には他のユーザの待ち時間が長くなるこ
と、衝突により無駄になるデータ量が多いことなどが挙
げられる。また、上りデータが衝突検出のために下り回
線に送り帰される間、下りデータが送信されなくなり、
完全な二重通信ができなくなるという欠点もある。
【0005】また、タイムスロット方式においては、複
数のユーザに専用のタイムスロットを割り当てているの
で、タイムスロットの数以上の人数のユーザが同時にデ
ータ通信を行なうことはできない。また、各ユーザが実
際にデータを送受信している時間はそれほど長いもので
はない。例えば、2人のユーザが相互にデータ通信をし
ている場合でも、実際にデータが回線を流れている時間
はわずかであり、その他の時間は送られてきたデータを
参照したり、次に送る応答のデータを用意したりする作
業に費やされている。従って、そのような作業を行なっ
ている間は、回線は繋がったままであるが実際には何の
データも送られていないという状況であり、回線の利用
効率は必ずしも良くない。
【0006】以上の点に鑑み、本発明は、CATVシス
テムを利用して効率良くデータ通信を行なうことが可能
なデータ通信方法及びそのためのシステムを提供するこ
とを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、ケーブルで接続されたセン
タと複数の端末との間で双方向データ通信を行なうCA
TV通信方法において、前記センタから前記複数の端末
に対し、上りタイムスロット占有情報、衝突情報及び下
りデータを含み、相互に識別可能な複数の下りタイムス
ロットにより構成される下りタイムスロット群を繰り返
し送信する第1のステップと、前記端末において、前記
複数の下りタイムスロットの内の一のタイムスロットに
含まれる上りタイムスロット占有情報が空き状態を示す
値であることに基づき、対応する上りタイムスロットが
空き状態であることを検出する第2のステップと、空き
状態である上りタイムスロットが検出された場合に、送
信データを前記一の下りタイムスロットに対応するタイ
ミングで前記端末から前記センタへ送信する第3のステ
ップと、前記センタにおいて前記端末から送信された上
りタイムスロットを受信し、前記上りタイムスロットの
衝突の有無を検出して前記一の下りタイムスロット内の
衝突情報を設定して送信する第4のステップと、前記端
末において前記一の下りタイムスロット内の前記衝突情
報に基づいて衝突の有無を検出し、衝突が無いことを検
出した場合には、以後前記一の下りタイムスロットに対
応するタイミングで前記端末から前記センタに対して上
りデータを含む上りタイムスロットを送信する第5のス
テップと、前記センタにおいて、前記複数の上りタイム
スロット内の前記上りデータを変調したキャリアを検出
し、前記キャリアを含まない上りタイムスロットが検出
された場合には当該上りタイムスロットに対応する下り
タイムスロット内の上りタイムスロット占有情報を空き
状態にする第6のステップと、を有するように構成す
る。
【0008】上記のように構成されたCATV通信方法
によれば、センタは上りタイムスロット占有情報及び衝
突情報を含む下りタイムスロットを各端末に送信する。
端末は、下りタイムスロット内の上りタイムスロット占
有情報により、当該タイムスロットが空き状態にあると
認識すると、センタに送信データを含む上りタイムスロ
ットを送信する。センタはこれを受信し、衝突の有無に
応じて衝突情報を設定する。端末は、この衝突情報を参
照し、衝突が無い場合にはそれ以後その上りタイムスロ
ットを利用して上りデータを送信する。また、センタ
は、そのようにして送信される上りタイムスロットに上
りデータを変調するキャリアが含まれていない場合に
は、それに対応する下りタイムスロットの上りタイムス
ロット占有情報を空き状態に設定する。
【0009】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載のCATV通信方法において、前記空き状態である他
の一の上りタイムスロットが検出されなくなるまで、前
記第2のステップ乃至前記第5のステップを繰り返すよ
うに構成する。
【0010】上記のように構成されたCATV通信方法
によれば、端末は、上りタイムスロットが空き状態であ
ることを示す上りタイムスロット占有情報を含む下りタ
イムスロットがなくなるまで、通信に使用できるタイム
スロット数を増やすためのステップを繰り返す。
【0011】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載のCATV通信方法において、前記第2のステップ乃
至前記第5のステップを、予め決められた所定の回数繰
り返す。
【0012】上記のように構成されたCATV通信方法
によれば、端末は、予め決められた回数、通信に使用で
きるのタイムスロット数を増やすためのステップを繰り
返す。
【0013】また、請求項4記載の発明は、ケーブルで
接続されたセンタと複数の端末との間で双方向データ通
信を行なうCATV通信システムにおいて、前記センタ
は、前記複数の端末に対し、上りタイムスロット占有情
報、衝突情報及び下りデータを含み、相互に識別可能な
複数の下りタイムスロットにより構成される下りタイム
スロット群を繰り返し送信する下りタイムスロット送信
手段と、前記端末から送信された上りタイムスロットを
受信して前記上りタイムスロットの衝突の有無を検出
し、検出結果に基づいて前記上りタイムスロットに対応
する下りタイムスロット内の衝突情報を設定する衝突情
報設定手段と、前記上りタイムスロット内において上り
データを変調したキャリアを検出し、前記キャリアを含
まない上りタイムスロットが検出された場合には当該上
りタイムスロットに対応する下りタイムスロット内の上
りタイムスロット占有情報を空き状態に設定する上りタ
イムスロット占有情報設定手段と、を有し、前記端末
は、前記複数の下りタイムスロット内の一のタイムスロ
ットに含まれる上りタイムスロット占有情報が空き状態
を示す値であること基づき、対応する上りタイムスロッ
トがが空き状態であることを検出する空き状態検出手段
と、空き状態である一の上りタイムスロットが検出され
た場合に、送信データを含む上りタイムスロットを前記
一の下りタイムスロットに対応するタイミングで前記セ
ンタへ送信するタイムスロット獲得手段と、前記一の下
りタイムスロット内の前記衝突情報に基づいて衝突の有
無を検出し、衝突が無いことを検出した場合には、以後
前記一の下りタイムスロットに対応するタイミングで前
記センタに対して上りデータを含む上りタイムスロット
を引き続き送信する上りタイムスロット送信手段と、を
有するように構成する。
【0014】上記のように構成されたCATV通信シス
テムによれば、センタは上りタイムスロット占有情報及
び衝突情報を含む下りタイムスロットを端末に送信す
る。端末は、下りタイムスロット内の上りタイムスロッ
ト占有情報により、当該タイムスロットが空き状態にあ
ると認識すると、センタに送信データを含む上りタイム
スロットを送信する。センタはこれを受信し、衝突の有
無に応じて衝突情報を設定する。端末は、この衝突情報
を参照し、衝突が無い場合にはそれ以後その上りタイム
スロットを利用して上りデータを送信する。また、セン
タは、そのようにして送信される上りタイムスロットに
上りデータを変調するキャリアが含まれていない場合に
は、それに対応する下りタイムスロットの上りタイムス
ロット占有情報を空き状態に設定する。
【0015】また、請求項5記載の発明によれば、ケー
ブルで接続された複数の端末との間で双方向データ通信
を行なうCATV通信システムのセンタ装置において、
前記複数の端末に対し、上りタイムスロット占有情報、
衝突情報及び下りデータを含み相互に識別可能な複数の
下りタイムスロットにより構成される下りタイムスロッ
ト群を繰り返し送信する下りタイムスロット送信手段
と、前記端末から送信された上りタイムスロットを受信
して前記上りタイムスロットの衝突の有無を検出し、検
出結果に基づいて前記上りタイムスロットに対応する下
りタイムスロット内の衝突情報を設定する衝突情報設定
手段と、前記上りタイムスロット内において上りデータ
を変調したキャリアを検出し、前記キャリアを含まない
上りタイムスロットが検出された場合には当該上りタイ
ムスロットに対応する下りタイムスロット内の上りタイ
ムスロット占有情報を空き状態に設定する上りタイムス
ロット占有情報設定手段と、を有するように構成する。
【0016】上記のように構成されたセンタ装置は、上
りタイムスロット占有情報及び衝突情報を含む下りタイ
ムスロットを端末に送信し、端末から送信された上りタ
イムスロットの衝突の有無に応じて衝突情報を設定す
る。また、センタは、端末から送信される上りタイムス
ロットに上りデータを変調するキャリアが含まれていな
い場合には、それに対応する下りタイムスロットの上り
タイムスロット占有情報を空き状態に設定する。
【0017】また、請求項6記載の発明は、ケーブルで
接続されたセンタとの間で双方向データ通信を行なうC
ATV通信システムの端末装置において、前記センタか
ら送信される複数の下りタイムスロットの内の一のタイ
ムスロットに含まれる上りタイムスロット占有情報が空
き状態を示す値であることに基づき、対応する上りタイ
ムスロットが空き状態であることを検出する空き状態検
出手段と、空き状態である一の上りタイムスロットが検
出された場合に、送信データを含む上りタイムスロット
を前記一の下りタイムスロットに対応するタイミングで
前記センタへ送信するタイムスロット獲得手段と、前記
一の下りタイムスロット内の衝突情報に基づいて衝突の
有無を検出し、衝突が無いことを検出した場合には、以
後前記一の下りタイムスロットに対応するタイミングで
引き続き前記センタに対して上りデータを含む上りタイ
ムスロットを送信する上りタイムスロット送信手段と、
を有するように構成する。
【0018】上記のように構成されたCATVシステム
の端末装置は、下りタイムスロット内の上りタイムスロ
ット占有情報により、対応する上りタイムスロットが空
き状態にあると認識すると、センタに上りタイムスロッ
トを送信する。また、端末装置は、下りタイムスロット
内の衝突情報を参照し、衝突が無い場合にはそれ以後そ
の上りタイムスロットを利用して上りデータを送信す
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
好適な実施の形態について説明する。図1は、本発明に
係るCATVシステムの概要構成ブロック図である。
【0020】CATVシステム1は、大別すると、シス
テムの全体的な管理、運営を行うためのセンタ2と、各
加入者家庭に配置される端末器3と、センタ2からの情
報(データ)を端末器3側に伝送し、端末器3からの情
報(データ)をセンタ2側に伝送するCATV回線4
と、を備えて構成されている。
【0021】センタ2は、放送設備を含むCATVヘッ
ドエンド10と、CATVヘッドエンド10から出力さ
れたデータのインターフェース動作を行って外部コンピ
ュータ通信網に接続するサーバ11と、を備えて構成さ
れている。
【0022】加入者宅内のコンピュータ22は宅内イン
ターフェース装置(以下 PID[Premises Interface
Unit] という。)26を介し、CATV回線4に接続さ
れる。PID26にはこのための機能単位であるコンピ
ュータインターフェースユニット23を備えるととも
に、本図では音声通話用に電話機20を接続するための
電話回線インターフェース21を備えている。更に、P
ID26は放送受信用にテレビ25を接続するためのC
ATV用コンバータ24が接続可能となっている。
【0023】CATV回線4は、センタ2との間で所要
数の光ファイバケーブル30により接続されたファイバ
結合器31(Fiber Node)と、ファイバ結合器31に同
軸ケーブル32を介して接続され、各加入者宅内の端末
器3に同軸ケーブル34を介して接続された幹線分岐増
幅器(Line Extender Amplifier )33と、を備えて構
成されている。
【0024】図2にセンタ2のより詳細な構成ブロック
図を示す。センタ2は、放送ユニット35と、複数の入
出力インターフェース部36と、サーバ11と、を備え
て構成されている。放送ユニット35は端末器3に画像
データを含む各種データを片方向(下り)通信により送
信し、入出力インターフェース部36は光ファイバーケ
ーブル30と後述のサーバ11との間でインターフェー
ス動作を行う。サーバ11は、全ての入出力インターフ
ェース部36との間で外部コンピュータ通信網と接続を
行う。また、サーバ11は、必要なデータの蓄積及び提
供を行う。
【0025】時分割多重装置42は、混合器43、分配
器41、光電変換器40、電光変換器44を介して回線
に接続されており、サーバ11から送られるデータをタ
イムスロット多重して入出力インターフェース部36へ
送るとともに、回線から受け取ったデータをタイムスロ
ット分離してサーバ11に送る。
【0026】図3に時分割多重装置の概要構成ブロック
図を示す。時分割多重装置42は、複数の変復調部50
と制御部51を備えて構成されている。変復調部50は
分配器41からの入力信号を復調並びにタイムスロット
分離してサーバ11に出力するとともに、サーバ11か
らの入力信号をタイムスロット多重並びに変調して混合
器43に出力する。制御部51は、変復調部50が多重
及び分離を行うタイムスロットを指示する。
【0027】変復調部50は、出力信号を変調する変調
器56、受信信号を復調する復調器53、タイムスロッ
トを一時的に保持するフレームメモリ54及び57、イ
ンターフェース部55を含む。インターフェース部55
は、制御部51の指示に基づき、フレームメモリ54か
ら必要なタイムスロットを取り出して、サーバ11に送
信するとともに、サーバ11から受信したデータをタイ
ムスロットの形式にして、フレームメモリ57に書き込
む。フレームメモリ54からは、タイムスロットが順番
に周期的に読み出され、変調器56に送られる。
【0028】図4は端末器側のコンピュータインターフ
ェース23の構成を示すブロック図である。下り信号帯
域通過用のフィルター70で周波数分離された受信信号
は復調器73で復調されてデジタル信号となり、後述の
各種情報を取り出す制御受信器71及び下りタイムスロ
ットを取り出すタイムスロット分離器74に送られる。
制御受信器71は下りタイムスロットに含まれる上りタ
イムスロット占有情報を監視し、検出された空き情報を
コントローラ77に与える。さらに制御受信器71は、
自分あてに送られてきた下りタイムスロットを検出し、
その情報をコントローラ77に与える。自分あての下り
タイムスロットに含まれる下りデータは、コントローラ
77の制御に基づき、タイムスロット分離器74によっ
て、受信データの中から取り出されて、第1メモリ75
に書き込まれ、一時的に保持されたあと、インターフェ
ース90を介して、コンピュータ22に送られる。コン
ピュータ22から送られてきたデータは、インターフェ
ース90を介して、第2メモリ79に一時保管され、出
力できるタイムスロットのタイミングを待つ。制御受信
器71で検出された上りタイムスロットの空き状態に基
づきコントローラ77は対応する上りタイムスロットの
タイミングでタイムスロット送信器に、第2メモリ79
からデータを読み出すことを指示する。読み出されたデ
ータはタイムスロット送信器80により後述の各種情報
を含んだタイムスロットの形式とされて変調器81に送
られ、送信信号に変調されたあと送信レベル調整用のア
ッテネータ83、上り信号帯域通過用のフィルター84
を経由してケーブルに送り出される。その後、コントロ
ーラ77は先に上りタイムスロットの空き状態を検出し
た下りタイムスロットが一巡して次に再度受信されたと
きに、制御受信器71から通知された衝突情報を判定
し、衝突があった場合は再度上りタイムスロットの空き
状態の検出を行う。衝突がなかった場合は、再度同じタ
イミングで第2メモリに残っているデータを送信するよ
うにタイムスロット送信器80に指示し、さらに別のタ
イムスロットにおいても空き状態の検出を行う。衝突な
くデータを送信することができたタイムスロットのタイ
ミングでは、引き続きデータを送信すべく、コントロー
ラ77はタイムスロット送信器に繰り返し指示を出す
が、第2メモリ79が空になった時点で、送信指示は出
されなくなり、タイムスロットの送信が中断される。な
お、このような非送信中にはキャリア自体も送信しな
い。データが再び第2メモリ79にインターフェース9
0から書き込まれた時点で、上りタイムスロットの空き
状態の検出を開始する。
【0029】次に、本発明におけるデータ通信の単位と
なるタイムスロットの内容について、図5(A)及び図
5(B)を参照して説明する。図5(A)は、上りタイ
ムスロットTSU の内容を示し、図5(B)は、下りタ
イムスロットTSD の内容を示す。
【0030】上りタイムスロットTSU内にはガードタ
イム101、同期情報102、回線管理番号103、I
D情報104、データ105、エラー検出コード106
が含まれる。ガードタイムは異なる端末から送信される
連続する別の上りタイムスロットが、微妙な送信タイミ
ングのずれによって、相互に重なりあうことを避けるた
めの余裕時間である。同期情報102はタイムスロット
の区切りを示し、回線管理番号103はデータの種別等
を識別するための情報である。ID情報104は、セン
タがタイムスロットを受信したときに送信した端末を識
別するために、端末が自分に付与されたIDを書き込む
ものである。
【0031】一方、図5(B)に示すように、下りタイ
ムスロットTSD には、同期情報111、呼び情報11
2、回線管理番号113、上りタイムスロット占有情報
114、データ115、CRCコード等のエラー検出コ
ード(以下、CRCと略す)116、衝突情報118が
含まれる。同期情報111は、センタから連続して送信
される下りタイムスロットの順番を示しており、また、
端末は、同期情報111を検出して個々の下りタイムス
ロットを識別する。回線管理番号113はデータの種別
等を識別するための情報である。上りタイムスロット占
有情報は、対応する上りタイムスロットが正常に受信さ
れたとき、その上りタイムスロットのID情報104に
含まれていた端末IDが書き込まれる。また、衝突等に
よって対応する上りタイムスロットが正常に受信されな
かった場合や、その上りタイムスロットの受信タイミン
グで、受信信号がキャリア自体検出されなかった場合
は、上りタイムスロット占有情報114の値を「0」と
し、対応する上りタイムスロットが空き状態であること
を示す。衝突情報118は、対応する上りタイムスロッ
トを受信したとき、受信信号を検出したが、上りタイム
スロットのエラー検出コード106の判定でエラーが検
出された場合に、複数の有効なデータ同士の衝突である
か、妨害雑音との衝突であるとして、対応する上りタイ
ムスロットが受信されなかったことを端末に通知するた
めの情報を含む。下りタイムスロットのデータ115
は、対応する上りタイムスロットとは全く独立のデータ
が含まれる。上りタイムスロット占有情報114並びに
衝突情報118は、対応する上りタイムスロットを送信
した端末によって読み出されるが、データ115は、呼
び情報112によって指定されたIDを付与された端末
によって読み出される。なお、図5(A)及び図5
(B)に示すタイムスロット内の各情報の配列は一つの
例であり、これらを他の順番に配列することは当然可能
である。
【0032】次に、本発明におけるデータ通信動作につ
いて、図5及び図6を参照して説明する。この場合にお
いて、上り通信動作(端末器側からセンタ側への通信動
作)及び下り通信動作(センタ側から端末器側への通信
動作)は、説明の便宜上いずれも10のタイムスロット
に時分割多重して通信を行うものとする。従って、上
り、下りの両回線において、図6に示すように第1のタ
イムスロットから第10のタイムスロットが繰り返し送
られることになる。矢印tは時間軸(タイムスロットの
送信順)を示す。このタイムスロットは、上りの場合は
図5(A)に示す構成となっており、下りの場合は図5
(B)に示す構成となっている。送信されるべき情報
は、前述のように、上りの場合は上りタイムスロットT
U 内のデータ105として、また、下りの場合は下り
タイムスロットTSD 内のデータ115として送信され
る。なお、実際には、上り回線、下り回線とも、さらに
複数の周波数帯に周波数多重されるが、以下の説明はそ
のうちの1帯域についての説明とする。
【0033】まず、普通のデータ通信処理について説明
する。今、図6において、上りの第7タイムスロット及
び第8タイムスロットが空いている(未使用)と仮定す
る。この場合、下り回線の第7及び第8のタイムスロッ
トTSD においては、上りタイムスロット占有情報11
4が共に「0」となっている。また、それ以外の下り回
線のタイムスロットTSD においては、上りタイムスロ
ット占有情報114にはいずれかのIDが入っており、
呼び情報112で定められる端末器へ向けられたデータ
115を含んだ形で下り回線に流されている。ここでユ
ーザAがコンピュータ22に対し、CATV回線4を利
用して他のユーザと通信することを指示した場合、端末
器aは下り回線に乗せられている下りタイムスロットT
D を順に参照し、上りの第7及び第8タイムスロット
が空いていることを上りタイムスロット占有情報114
により知得する。このシステムでは、1つの端末器を通
過する上りと下りのタイムスロットは同一となるように
タイミング設計されている。即ち、端末器aが下りタイ
ムスロットを順次参照し、第7タイムスロットTS D
上りタイムスロット占有情報114が空きを示す「0」
であることを検出した時に送信されるタイムスロット
が、上り回線における第7タイムスロットTS U である
と定義されているのである。なお、実際にはセンタから
最遠の端末の応答が十分間に合うタイミングとなるよう
にし、各端末毎に遅延時間を考慮したタイミングの設定
がなされる。よって、端末器aは、この第7タイムスロ
ットを使用してセンタ2に対し、データ105を送信す
る。この時、送信される上りタイムスロットTSU 内に
は、端末器aを示すID情報104が含まれている。
【0034】この端末器aからの上りタイムスロットT
U を受け取ったセンタ2は、上り第7タイムスロット
をそれ以後端末器aに専用させることを決定し、下りの
第7タイムスロットの上りタイムスロット占有情報11
4を端末器aのIDとする。端末器aは、この下りタイ
ムスロットを下り回線で検出し、自己に第7タイムスロ
ットが割り当てられたことを知る。そして、それ以後端
末器aは、第7タイムスロットを利用して他のユーザと
通信を行う。
【0035】このようにして第7タイムスロットを使用
して通信が可能となると、端末器aはその通信を継続し
つつさらに現在空いているもう一つのタイムスロットで
ある第8タイムスロットをも使用しようと試みる。この
試みは、上述した第7タイムスロットに関する手順と同
様に行われる。そして、第8タイムスロットをも使用す
ることが許可されると、端末器aは第7及び第8タイム
スロットを使用して通信を行いつつさらに使用できるタ
イムスロットを増やそうとする。このようにして、端末
器aは、空き状態にあるタイムスロットが無くなるまで
使用するタイムスロットを増やしていくことができる。
このように構成することにより、回線がすいている時に
は端末器aは可能なかぎり多くのタイムスロットを使用
してデータ通信を行うので、通信速度の向上が実現でき
る。
【0036】なお、以上のように構成することにより、
極く少数の端末により全てのタイムスロットが専有され
てしまう状況になることが好ましくない場合には、1つ
の端末器が同時に使用できるタイムスロットの最大数を
あらかじめ決定しておくこともできる。
【0037】次に、衝突が生じた場合の処理について説
明する。いま、例えば上りの第9タイムスロットが空き
状態にあり、ユーザA及びユーザBの2者が回線を使用
したいとする。両者は下りの第9タイムスロットに記載
された上りの第9タイムスロットの上りタイムスロット
占有情報を参照し、第9タイムスロットが空き状態にあ
ることを知ると、上りの第9タイムスロットにデータを
乗せてセンタ2へ送信する。しかし、これらのデータは
上り回線において衝突する。衝突が生じるとデータは壊
れ、センタ2はこれを検出する。衝突の程度により送信
されたデータの壊れ方も異なってくる。例えば、データ
の一部が壊れたような場合には、センタ2は送信された
データを復調し、CRC106を利用してチェックする
ことによりデータが壊れたことを認識する。一方、セン
タ2はキャリアの有無をそのレベル検出等により行って
おり、キャリアが有るにも拘わらず、衝突により送信さ
れたデータがセンタ2で復調不能なほどに壊れてしまう
こともある。センタ2は、いずれの場合にも衝突が生じ
たと判断する。そして、下りの第9タイムスロットの衝
突情報118を、衝突ありを示す「1」にして、下り回
線に流す。端末器a及びbは、この衝突情報118を参
照し、衝突があったことを知る。そして、それぞれ所定
の時間(例えば、ランダムな時間)が経過した後、再度
データの送信を行う。なお、この場合、下りの第9タイ
ムスロットは衝突情報118を「1」とするが、そのデ
ータ領域は他のユーザのデータ通信に供することができ
る。即ち、そのデータ105には所定のあるいは全ての
端末器に宛てたデータ(例えば、センタ2の外部の端末
器から端末器a及びb以外の端末器に向けて送られたデ
ータ)を含めることができる。
【0038】このように、本発明では、センタ側で上り
回線における衝突の有無を検出し、衝突があった場合に
は衝突情報を流して各端末器に衝突の発生を知らせる方
法を採用している。即ち、従来のように上り回線に送信
されたデータをそのまま折り返して下り回線に流すとい
う方法ではないので、衝突によって壊れたデータをその
まま下り回線に流すということがない。よって、衝突が
生じたとしても、それにより無駄になるデータは上り回
線の1タイムスロット程度のデータ量であり、衝突によ
り生じるデータの無駄を最小限に押さえることができ
る。また、この衝突情報は下りタイムスロットの一部分
に過ぎず、衝突情報を含んだタイムスロットであっても
そのデータ部分を利用して、他の端末器にデータを送る
ことも可能であるので、通信効率がより改善される。
【0039】次に、あるタイムスロットを使用していた
端末器からの通信データが途切れた場合の処理について
説明する。前述のように、各端末器に接続されたコンピ
ュータ22からの通信データはコンピュータインターフ
ェース23の第2メモリ79に所定量づつ記憶され、1
つのタイムスロットのデータのサイズ分以下ずつ上り回
線に出力される。従って、コンピュータ22からの出力
データが途切れると、第2メモリ79内の記憶データは
空になる。その結果、上り回線にはキャリアさえ出力さ
れない状態となる。いま、例えば、第3タイムスロット
を使用してデータ通信を行っていたユーザAからの送信
データが途切れたとすると、その間は上りの第3タイム
スロットはキャリアさえ乗っていない状態になる。この
ような状況は、具体的には、データ通信により相手先か
ら受信したデータを検討している間であるとか、受信し
た相手先に送り帰す応答データを作成している間である
とか、あるいはCATVのサービス局から受信した画像
データを参照している間であるとかの場合に生じる。ま
た、相手先から送られたデータの受信中である場合もこ
れに該当する。逆に言えば、何らかのデータをコンピュ
ータ22から絶えず出力していない限り、このような状
態が生じることになる。但し、この場合、データは出力
されていないが回線自体は依然としてつながっている。
よって、第3タイムスロットはユーザAの端末aに割り
当てられたままである。また、データが乗っていないの
は上り回線だけであり、下りの第3タイムスロットには
相手先からのデータが乗っている場合がある。
【0040】さて、このような状況が生じた場合、セン
タ2は上り回線の第3タイムスロット内にはデータが存
在しないこと(具体的には、キャリアが乗っていないこ
と)を検出し、上りの第3タイムスロットを一時的に他
のユーザに使用させるため、下りの第3タイムスロット
内の上りの第3タイムスロットに関する上りタイムスロ
ット占有情報114を「0」にする。これにより、回線
を使用したいと考えている他のユーザBは、この第3タ
イムスロットの使用が可能となる。よって、ユーザBは
上りの第3タイムスロットを利用して、センタ2外部の
通信網に接続された端末器Cやサービス局(例えば、イ
ンターネットのプロバイダ)等と通信することができ
る。その後、通信を始めたユーザCの通信が終了する
と、端末器Aは再び第3タイムスロットを使用して通信
を継続することができる。このように、回線が接続され
たままでデータが送信されていない場合には、センタ2
はその間、一時的に他のユーザによるそのタイムスロッ
トの使用を可能とする。従って、実際にデータの送られ
ていないわずかな時間も他のユーザに利用させることに
より回線の使用効率を向上させることが可能となる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1、4乃至
6記載の発明によれば、上りタイムスロットの衝突をセ
ンタが検出し、下りタイムスロットに衝突情報を加える
ことで衝突の有無を端末に知らせるので、その下りタイ
ムスロット内のデータ部分は支障なく下りデータの送信
に使用することができる。即ち、衝突検出のために使用
する下り回線のデータ量が少なくて済むので、効率的な
回線の使用が可能となる。また、衝突が生じた場合で
も、そのために無駄になるデータ量は1つの上りのタイ
ムスロット分程度で済むので、データの無駄を最小限に
押さえることができる。また、センタと端末との回線の
接続中であっても実際のデータ送信が行なわれていない
場合には、センタはこれを検出し、当該タイムスロット
を一時的に空き状態に設定するので、その間そのタイム
スロットを他の端末が使用可能となり、より回線使用効
率の向上が期待できる。また、請求項2記載の発明によ
れば、端末器は一のタイムスロットの使用が可能となる
と、使用可能タイムスロットを増加させるべく、さらに
空き状態にあるタイムスロットを探すので、回線の閑散
時にはできる限り多くのタイムスロットを使用すること
により通信速度を上げることが可能となる。
【0042】また、請求項3記載の発明によれば、端末
器は一のタイムスロットの使用が可能となると、使用可
能タイムスロットを増加させるべく、所定数の範囲内で
さらに空き状態にあるタイムスロットを探す。よって、
空いているタイムスロットを有効使用しながらも、ごく
少人数のユーザに回線を占有されてしまうという事態を
避けることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るCATVシステムの概要構成ブロ
ック図である。
【図2】CATVシステムのセンタの詳細構成ブロック
図である。
【図3】センタ内の時分割多重装置の詳細構成ブロック
図である。
【図4】コンピュータインターフェースの詳細構成ブロ
ック図である。
【図5】タイムスロットの内容を示す図である。
【図6】センタと端末との通信動作を説明する図であ
る。
【図7】衝突機能付きパケット通信方式の動作説明図で
ある。
【図8】タイムスロット方式の動作説明図である。
【符号の説明】
1…CATVシステム 2…センタ 3…端末器 4…CATV回線 10…CATVヘッドエンド 11…サーバ 22…コンピュータ 23…コンピュータインターフェース 30…光ファイバケーブル 31…ファイバ接合器 32、34…同軸ケーブル 33…幹線分岐増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−327644(JP,A) 特開 平2−166845(JP,A) 特開 昭63−202145(JP,A) 特開 平9−18437(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 3/00 H04N 7/16

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーブルで接続されたセンタと複数の端
    末との間で双方向データ通信を行なうCATV通信方法
    において、 前記センタから前記複数の端末に対し、上りタイムスロ
    ット占有情報、衝突情報及び下りデータを含み、相互に
    識別可能な複数の下りタイムスロットにより構成される
    下りタイムスロット群を繰り返し送信する第1のステッ
    プと、 前記端末において、前記複数の下りタイムスロットの内
    の一のタイムスロットに含まれる上りタイムスロット占
    有情報が空き状態を示す値であることに基づき、対応す
    る上りタイムスロットが空き状態であることを検出する
    第2のステップと、 空き状態である上りタイムスロットが検出された場合
    に、送信データを前記一の下りタイムスロットに対応す
    るタイミングで前記端末から前記センタへ送信する第3
    のステップと、 前記センタにおいて前記端末から送信された上りタイム
    スロットを受信し、前記上りタイムスロットの衝突の有
    無を検出して前記一の下りタイムスロット内の衝突情報
    を設定して送信する第4のステップと、 前記端末において前記一の下りタイムスロット内の前記
    衝突情報に基づいて衝突の有無を検出し、衝突が無いこ
    とを検出した場合には、以後前記一の下りタイムスロッ
    トに対応するタイミングで前記端末から前記センタに対
    して上りデータを含む上りタイムスロットを送信する第
    5のステップと、 前記センタにおいて、前記複数の上りタイムスロット内
    の前記上りデータを変調したキャリアを検出し、前記キ
    ャリアを含まない上りタイムスロットが検出された場合
    には当該上りタイムスロットに対応する下りタイムスロ
    ット内の上りタイムスロット占有情報を空き状態にする
    第6のステップと、 を有することを特徴とするCATV通信方法。
  2. 【請求項2】 前記空き状態である他の一の上りタイム
    スロットが検出されなくなるまで、前記第2のステップ
    乃至前記第5のステップを繰り返すことを特徴とする請
    求項1記載のCATV通信方法。
  3. 【請求項3】 前記第2のステップ乃至前記第5のステ
    ップを、予め決められた所定数の上りタイムスロットが
    得られるまで繰り返すことを特徴とする請求項1記載の
    CATV通信方法。
  4. 【請求項4】 ケーブルで接続されたセンタと複数の端
    末との間で双方向データ通信を行なうCATV通信シス
    テムにおいて、前記センタは、 前記複数の端末に対し、上りタイムスロット占有情報、
    衝突情報及び下りデータを含み、相互に識別可能な複数
    の下りタイムスロットにより構成される下りタイムスロ
    ット群を繰り返し送信する下りタイムスロット送信手段
    と、 前記端末から送信された上りタイムスロットを受信して
    前記上りタイムスロットの衝突の有無を検出し、検出結
    果に基づいて前記上りタイムスロットに対応する下りタ
    イムスロット内の衝突情報を設定する衝突情報設定手段
    と、 前記上りタイムスロット内において、上りデータを変調
    したキャリアを検出し、前記キャリアを含まない上りタ
    イムスロットが検出された場合には当該上りタイムスロ
    ットに対応する下りタイムスロット内の上りタイムスロ
    ット占有情報を空き状態に設定する上りタイムスロット
    占有情報設定手段と、を有し、前記端末は、 前記複数の下りタイムスロットの内の一のタイムスロッ
    トに含まれる上りタイムスロット占有情報が空き状態を
    示す値であることに基づき、対応する上りタイムスロッ
    トが空き状態であることを検出する空き状態検出手段
    と、 空き状態である一の上りタイムスロットが検出された場
    合に、送信データを前記一の下りタイムスロットに対応
    するタイミングで前記センタへ送信するタイムスロット
    獲得手段と、 前記一の下りタイムスロット内の前記衝突情報に基づい
    て衝突の有無を検出し、衝突が無いことを検出した場合
    には、以後前記一の下りタイムスロットに対応するタイ
    ミングで引き続き前記センタに対して上りデータを含む
    上りタイムスロットを送信する上りタイムスロット送信
    手段と、 を有することを特徴とするCATV通信システム。
  5. 【請求項5】 ケーブルで接続された複数の端末との間
    で双方向データ通信を行なうCATV通信システムのセ
    ンタ装置において、 前記複数の端末に対し、上りタイムスロット占有情報、
    衝突情報及び下りデータを含み相互に識別可能な複数の
    下りタイムスロットにより構成される下りタイムスロッ
    ト群を繰り返し送信する下りタイムスロット送信手段
    と、 前記端末から送信された上りタイムスロットを受信して
    前記上りタイムスロットの衝突の有無を検出し、検出結
    果に基づいて前記上りタイムスロットに対応する下りタ
    イムスロット内の衝突情報を設定する衝突情報設定手段
    と、 前記上りタイムスロット内において、上りデータを変調
    したキャリアを検出し、前記キャリアを含まない上りタ
    イムスロットが検出された場合には当該上りタイムスロ
    ットに対応する下りタイムスロット内の上りタイムスロ
    ット占有情報を空き状態に設定する上りタイムスロット
    占有情報設定手段と、 を有することを特徴とするCATV通信システムのセン
    タ装置。
  6. 【請求項6】 ケーブルで接続されたセンタとの間で双
    方向データ通信を行なうCATV通信システムの端末装
    置において、 前記センタから送信された複数の下りタイムスロットの
    内の一のタイムスロットに含まれる上りタイムスロット
    占有情報が空き状態を示す値であることに基づき、対応
    する上りタイムスロットが空き状態であることを検出す
    る空き状態検出手段と、 空き状態である一の下りタイムスロットが検出された場
    合に、送信データを前記一の下りタイムスロットに対応
    するタイミングで前記センタへ送信するタイムスロット
    獲得手段と、 前記一の下りタイムスロット内の衝突情報に基づいて衝
    突の有無を検出し、衝突が無いことを検出した場合に
    は、以後前記一の下りタイムスロットに対応するタイミ
    ングで引き続き前記センタに対して上りデータを含む上
    りタイムスロットを送信する上りタイムスロット送信手
    段と、 を有することを特徴とするCATV通信装置。
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