JP3583300B2 - 同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は端末装置間で双方向にデ−タ通信を行うネットワークシステムに関し、特に、高周波的に分岐された同軸ケーブルを用いて、広範囲にデータ伝送を可能とするローカルエリアネットワークの伝送方式に関する。
本発明は、市中から各家庭あるいは各事業所に配備されたＣＡＴＶあるいはＴＶの同軸ケーブルを用いて、各端末間で高速通信を可能とするローカルエリアネットワークシステムに適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、所定のエリア内で複数の端末器を伝送線に接続し、データをシリアルに送受信するシステムがある。それは、ローカルエリアネットワーク（以下、ＬＡＮという）と呼ばれ、データの衝突を監視するトランシーバ、データの分配器であるハブ、データを送受信する各端末器から構成され、トランシーバ間は同軸ケーブルで、トランシーバとハブ、ハブと各端末器はツイストペア線によって接続されている。その代表としてＩＥＥＥ８０２に準拠したイーサネットがよく知られている。
【０００３】
その伝送方式は、０、１のデジタルデータを伝送線に送出するベースバンド方式であり、伝送媒体によって１０ＢＡＳＥ５，１０ＢＡＳＥ２，１０ＢＡＳＥ−Ｔ等に分けられる。その伝送速度は１０Ｍbps である。
また、この場合のアクセス制御方式は、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection：搬送波検知多重アクセス／衝突検出）と同様な方式である。即ち、同軸ケーブル上のデータの有無によりデータの衝突の有無を確認の後、衝突しない場合にのみ送信先のアドレスと送信元のアドレスを付けてデータを送信する方式である。
【０００４】
具体的には、例えば図１０に示すネットワークシステムがある。幹線である同軸ケーブル３００には複数のトランシーバ２００、２２０が取り付けられ、その下位には、ツイストペア線を介してハブ１００、ハブ１２０が接続されている。
トランシーバ２００、２２０は、データの中継を行うと共に同軸ケーブル３００上のデータの衝突を監視する。その監視方法は、データの送出に先立ち直流電流２０１を同軸ケーブル３００の終端抵抗に送出し、それによる電圧降下値に応じて衝突を判断する方法である。コンパレータ２０２で検出される電圧降下値が所定の２倍になれば、衝突と判断する。
さらにこのハブ１２０の下位には複数の分岐線を介して端末器であるコンピュ−タ装置１０１、１２１が接続されている。この分岐線は２対のツイストペア線である。
また場合によっては、コンピュ−タ装置に代えてハブ１１０を取り付けて、その下位にさらにコンピュータ装置が追加される。
【０００５】
例えば、コンピュ−タ装置１０１からコンピュ−タ装置１２１にデータを送信する場合、先ずコンピュ−タ装置１０１はデータに送信先のアドレスと送信元のアドレスを付けてハブにアクセスする。ハブ１００はそれをトランシーバ２００に伝え、トランシーバ２００はそれに応じて終端抵抗に直流電流を流して、データの衝突を監視する。衝突がなければ、その直流電流とハブ１００からの送信データを重畳させて同軸ケーブル上に送出する。送出されたデータはトランシーバ２２０とハブ１２０あるいはハブ１１０を介して全てのコンピュ−タ装置に送信される。コンピュ−タ装置１２１は、アドレスが合致するためそのデータを受信する。このようにして、全てのコンピュ−タ装置間でデータの送受信が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようする課題】
しかしながら、従来のハブとツイストペア線を用いたＬＡＮでは、上述のように伝送方式に、０、１のデジタルデータが直接送出されるベースバンド方式がとられる。そして、その規格である１０ＢＡＳＥ５では、その幹線長は高々５００ｍであり、場合によっては必要なエリアを全てカバーできるものではない。
また、ハブに接続されるツイストペア線の長さも高々１００ｍ止まりである。さらに、このハブに接続される端末数にも制約がある。従って、必ずしも広範囲に自由度の高いＬＡＮが構築されるものではなかった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、従来システムの端末数およびその配置の自由度に関する問題は、上記ツイストペア線を使用した伝送方式にあることに着目し、分岐線に従来のツイストぺア線に代えて同軸ケーブルを採用し、新たな伝送方式を付加することによって、広範なエリアで自由度の高いローカルエリアネットワークシステムを形成することである。
また、他の目的は、同軸ケーブルによる樹枝路状ネットワークを実現可能とすることで、多様の端末装置の配置にも対応できるようにすることである。
さらに、他の目的は、すでに市中あるいは各事業所／各家庭に配備されているＣＡＴＶあるいはＴＶの同軸ケーブル線を利用し、ＴＶ機能を保持しつつ各事業所／各家庭の端末間でデータの授受ができるＬＡＮに適用し、その使用コストを下げることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式では、高周波的に分岐された同軸ケーブルとその同軸ケーブルに接続された複数の端末装置によってネットワークが構成される。そして、イーサネット仕様のデータにより変調された高周波搬送波が、周波数が多重化されて、そのネットワークに送出される。ネットワークに接続された複数の端末装置は、その多重化された周波数を用いてデータ通信を行なう。
同軸ケーブルはツイストペア線より長距離の伝送を可能とする。よって広範囲なネットワークが実現できる。
また、同軸ケーブルは、シールド構造となっており、外部の電磁波からの影響を受けにくい。
さらに、このネットワークは、例えばトランス結合で高周波的に分岐され構築されている。よって、分岐点での反射がない。これにより、高品質なデータ伝送が保証され、確実なデータ通信が可能となる。
【０００９】
また、ネットワークを形成する同軸ケーブルに分配器あるいは分岐器が接続され、端末装置が階層的に構築されている。
データ伝送に関して、同軸ケーブルで分岐可能にしているので、樹枝路状ネットワークの構築が容易にできる。この分配器あるいは分岐器は必要に応じて任意に取り付け端末を増やすことができる。例えば、信号ロスを−３０ｄＢまで許す場合、その数は１０００端末も可能である。
従って、自由度の高いローカルエリアネットワークを実現する伝送方式となる。
【００１０】
また、そのネットワークに各端末装置から出力されるデータの衝突を各端末装置から出力される衝突判定交流信号により管理する少なくとも１つの管理装置を備えている。
これにより、各端末からのデータ信号の衝突が回避される。従って、確実なデータ伝送方式となる。
また、そのネットワークには、テレビジョン信号とデータ信号が多重化されている。
これにより、データ信号のみならずテレビジョン信号も受信できる。よって、利便性の高い伝送方式となる。
また、そのテレビジョン信号はＣＡＴＶ伝送路あるいはＴＶ伝送路を介して供給されている。
これにより、すでに配備されたＣＡＴＶ伝送路あるいはＴＶ伝送路を利用して、安価なＬＡＮを形成することができる。また、ＣＡＴＶ受信あるいはＴＶ受信にはなんら影響を与えることはない。
従って、広範囲なデータ通信を可能とするとともに安価で利便性の高い伝送方式となる。
また、そのテレビジョン信号は管理装置に入力され、その管理装置を介して端末装置またはＴＶ装置に分配されている。
これにより、管理装置に接続された端末装置によってＬＡＮが形成されるとともに、管理装置に接続されたＴＶ装置によってＴＶ信号が受信できる。さらに、管理装置をツリー構造に接続することにより、さらに端末装置あるいはＴＶ装置の数を増やすこともできる。よって、さらに利便性の高い伝送方式となる。
【００１１】
更に、その管理装置は分配器を有し、他の管理装置がその分配器に接続されることにより複数の管理装置がツリー構造に構築されている。管理装置は、その管理装置に直接接続された各端末装置間の衝突を検知する。
従って、最も短経路すなわち最短時間でデータの衝突を検出できる。よって、衝突検出を最も効率よく検出する伝送方式となる。
【００１２】
請求項２に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式は、請求項１に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式に適用され、端末装置は管理装置に直接接続されている。
従って、分配器あるいは分岐器を省略できる。よって、省電力、低コストな伝送方式となる。
【００１３】
請求項３に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式は、請求項１又は請求項２の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式に適用され、搬送波の振幅、周波数、位相の何れか１つが変調されて通信が行われる。
搬送波の周波数を任意に選べることから、複数チャネルを介してのデータ通信が可能となる。従って、伝送効率の良い方式となる。
また、振幅変調された信号は、例えば整流回路とローパスフィルタ回路で簡単に復調することができる。よって低コストな伝送方式となる。
また、周波数変調あるいは位相変調された信号は、外乱ノイズによる影響を受けにくい。よって、精度の高い高品質な伝送方式が可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式は、請求項１乃至請求項３の何れか１つの同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式に適用され、そのデータ通信は、所定のチャネルの空き時間を利用して行われる。
これにより、所定のチャネルを無駄なく有効に使用することができる。
よって、コスト効率のよい伝送方式となる。
【００１５】
請求項５に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式は、請求項１乃至請求項４の何れか１つの同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式に適用され、そのデータ通信は、同一チャネルで双方向通信が行なわれている。
同一チャネルで双方向通信をする伝送方式は、他のチャネルを使用しないため、チャネル使用効率がよい。従って、広範囲でさらにコスト効率のよい安価な通信を可能とする伝送方式となる。
【００１６】
請求項６に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式は、請求項１乃至請求項５に記載の何れか１つの同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式であって、そのネットワーク内に、一方向の通信と他方向の通信とを別チャネルに周波数変換する管理装置を備えている。
これにより送信チャネルと受信チャネルを分離することができ、同時に送受信が可能な全二重の伝送方式となる。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図１は本発明の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式の概略構成図である。
本発明の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式は、管理装置１０、分岐器２０、端末装置３０、入出力装置であるコンピュータ装置４０から構成され、端末装置３０とコンピュータ装置４０間以外は全て同軸ケーブルによってツリー構造に接続されている。
尚、端末装置３０とコンピュータ装置４０はツイストペア線によって接続されている。また、分岐器２０はトランス結合された方向性結合器であり、交流信号は上流から下流へ分岐され、直流電流は伝達されない。逆に各端末装置３０からの交流信号は、その上流側にのみ出力される。
【００２１】
また、管理装置１０は、端末装置３０からの同時送信衝突を管理するため、内部に衝突検出部１５を備えている。そして、後述する衝突認識時には衝突信号Ｆｃをネットワークを介して全ての端末装置３０に送出する。
また、端末装置３０はデータの送信時には伝送路の使用状況を例えば、他キャリアあるいは他データの有無によって判断する。他キャリアあるいは他データがあれば送信は行わない。
【００２２】
他キャリアあるいは他データ信号が存在しない場合は、データ信号を送出するのであるが、他端末装置３０からほぼ同時に送信する場合がある。そのため、端末装置３０はそれぞれ内部に衝突判定交流信号発生部３５を備えている。
データ信号の送出に先立ち、同時送信衝突を管理装置１０に認識させるため、衝突判定交流信号発生器３５から衝突判定交流信号Ｆｓを送出する。各端末装置３０は、衝突判定交流信号Ｆｓを送出後、所定の時間、衝突信号Ｆｃが検出されなければ伝送路が空き状態であると判断しデータを送信する。
逆に、衝突信号Ｆｃが管理装置１０から送信されれば伝送路は使用中であると判断し、データ送信を行わない。このように、データ送信時には２段階で送信衝突を検知し、データ送信を行っているので、確実にデータの送信衝突が回避される。
以下、端末装置３０および管理装置１０の構造を示し、本発明の伝送方式を詳細に説明する。
【００２３】
図２に端末装置３０の構成を示す。端末装置３０は、イーサネットインターフェース３１、イーサネット仕様のデータ信号で搬送波を変調する変調部３２、変調された信号からデータを取り出す復調部３３、管理装置１０から送信衝突の可能性を受け取る衝突信号検出部３４、管理装置１０にその送信衝突を検出させるため、高周波信号を送出する衝突判定交流信号発生部３５およびそれらの高周波信号を入出力させる入出力バッファ装置３６、管理装置１０から送出されるパイロット信号を抽出するためのパイロット信号ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）３８およびそのパイロット信号と基準信号に基づいて入出力バッファ装置３６をフィードバック制御する差動増幅器３７から構成される。
【００２４】
この入出力バッファ装置３６は、例えば電圧制御型減衰器からなり、伝送による減衰量が一定になるよう補正する役割をする。その補正量は、管理装置１０からパイロット信号Ｆｐを各端末装置３０に送り、そのレベルを測定すれば、各伝送路の減衰量、即ち各補正量が求まる。
具体的には、管理装置１０から送出され、パイロット信号ＢＰＦ３８を通過したパイロット信号Ｆｐの信号レベルと各端末装置３０の有する基準信号のレベルを差動増幅器３７によって比較し、その差が常に零になるように入出力バッファ装置３６の減衰量を制御する。即ち、（伝送路による減衰量）＋（入出力バッファ装置３６による減衰量）が常に一定となるように制御する。
これにより、逆に各端末装置３０から送出されるデータ信号Ｆｕおよび衝突判定交流信号Ｆｓの信号レベルは上流の管理装置１０上では常に一定に保たれる。これにより、精度のよいデータ通信および衝突検出が保証される。
尚、基準信号は上述の衝突判定交流信号発生部３５から発せられる衝突判定交流信号の電圧レベルＶｓに比例した信号であり、基準信号レベルはＡを比例定数としてＶｒ＝Ａ×Ｖｓで表せられる。
このようにして、精度の高い伝送および衝突判定を可能とするのも本発明の同軸ケーブルを用いた伝送方式の特徴の１つである。
【００２５】
また、データ通信に使用される変調には、振幅変調，周波数変調，位相変調の何れか１つが使用されるが、本実施例では振幅変調が使用される。また、その伝送方式は、ブロードバンド方式と呼ばれ、例えば上りデータには５Ｍ〜１１２ＭHZ帯が下りデータには１５０ＭHZ〜４５０ＭHZ帯が割り当てられており、双方向通信となっている。
【００２６】
コンピュータ装置４０から入力されたデータ信号は所定の通信形式（１０ＢＡＳＥ−Ｔ）でツイストペア線に送出される。ツイストペア線に送出されたデジタル信号はイーサネットインターフェース３１を介し、変調部３２に送信される。変調部３２では、例えば上り搬送波Ｆｕ（６０ＭHZ）がこのデジタル信号に基づいて、振幅変調され、入出力バッファ装置３６を介して同軸ケーブルに送出される。
【００２７】
また、上述のように、それに先立ち管理装置１０にデータ送信を知らせるため、所定の衝突判定交流信号Ｆｓを衝突判定交流信号発生部３５から送信する。管理装置１０は、この衝突判定交流信号Ｆｓの重なりから衝突の有無を検知する。 この時、衝突判定交流信号Ｆｓの信号レベルは上述のように正確に制御されているので、所定のレベル、例えば１波の１．５倍のレベルを閾値とし、その閾値を越える重畳波信号を検知した場合、衝突と判定され、各端末装置３０に衝突信号Ｆｃが送出される。
この衝突信号Ｆｃは各端末装置３０の衝突信号検出部３４で検出される。各端末装置３０は、この信号が検出されるとデータ信号を送出しない。従って、上りデータの衝突が回避される。このように各端末装置３０からの送信は、そのチャネルの空き時間を利用して行われる。
【００２８】
一方、管理装置１０から周波数Ｆｄの搬送波によって送信されたデータ信号は、周波数が異なるため、衝突することがなく常時復調部３３によってデータ信号が復調され、ツイストぺア線を介してコンピュータ装置４０に送信される。このように、搬送波の周波数が多重化されているので、同時に効率よく送受信が可能である。
以上が、本発明による同軸ケーブルを用いた伝送方式に適用される端末装置の動作である。
【００２９】
次に、管理装置１０の構成を図３に示す。管理装置１０は、イーサネット・インターフェース１１、イーサネット仕様で下り搬送波Ｆｄを変調する変調部１２、上り変調波信号Ｆｕからデータを取り出す復調部１３、各端末装置３０から所定の衝突判定交流信号Ｆｓを抽出するＢＰＦ１４、抽出された衝突判定交流信号Ｆｓから衝突を判定する衝突検出部１５、衝突を知らせるために所定の衝突信号を発生する衝突信号発生部１６、高周波信号の入出力を分配するための高周波信号分配器１７、端末装置３０にパイロット信号Ｆｐを送出するためのパイロット信号発生器１５ａおよび直接複数のコンピュータ装置４０を接続させるための分配器であるハブ１８から構成されている。
【００３０】
高周波信号分配器１７には、各端末装置３０からデータ信号Ｆｕに先だって衝突判定交流信号Ｆｓが入力される。ＢＰＦ１４によって衝突判定交流信号Ｆｓが抽出され、衝突検出部１５に送出される。例えばその周波数は２６ＭHZである。
複数の端末装置３０から同時に送信された場合は、衝突検出部１５でその重複が検出される必要がある。そのため、各端末装置３０は衝突判定のための所定の高周波信号を送出する時に、位相あるいは周波数を推移させる。
これにより、他の端末装置３０が既にこの高周波信号を送出している場合には、２つの端末装置からの信号波形のピークとピークが重なるタイミングがある。そのピーク値をホールドし、所定の閾値、例えば１波の時の１．５倍の信号レベルを閾値とし、それと比較すれば衝突有無を判定することができる。
特に、上述のように衝突判定交流信号Ｆｓの信号レベルは正確に制御されているので、正確にその衝突が判定される。
【００３１】
送信衝突がない場合、高周波信号分配器１７に入力されたデータ信号は、復調部１３でデジタルデータ信号に復調され、イーサネット・インターフェース１１に取り込まれる。取り込まれたデジタルデータ信号は、再び変調部１２によって周波数Ｆｄの変調信号に変換され、他の高周波信号分配器１７を介して各端末装置３０に送出される。この時、周波数Ｆｕと周波数Ｆｄの変調波が混在するが、周波数スペクトルが分離されて設計されているため、衝突することなく通信される。
また、一部は復調器１３、イーサネット・インターフェース１１を介して例えば１０ＢＡＳＥ−Ｔ方式に信号変換され、ハブ１８を介して他のコンピュータ装置４０に直接送出される。
【００３２】
一方、送信衝突が判定されると、衝突検出部１５は、衝突信号発生部１６にトリガをかけ、例えば３０ＭHZの衝突信号Ｆｃを発生させる。この衝突は、高周波信号分配器１７およびイーサネット・インターフェース１１を介して全ての端末装置３０に送出される。
衝突判定交流信号Ｆｓを送出した端末装置３０が、所定時間内にこの衝突信号を検出した場合には、送信権が付与されなかったことになり、データは送信せず、一定時間の待機の後、同様な手順により伝送路のアクセスを行う。既に、データを送信している端末は、データ自体の衝突が起こっている訳ではないために、データの送信は継続して実行することが可能である。
【００３３】
また、図３に示すように衝突検出装置１０に接続されたハブ１８からツイストペア線を介して直接データ入力され、送信される場合もある。この時は、イーサネット・インターフェース１１のＲＳ端子がアクティブになる。衝突検出装置１０からの直接データ送信と各端末装置からのデータ送信との送信衝突は、このアクティブ信号を用いることにより判定される。
【００３４】
例えば、何れかの端末装置３０から衝突判定信号Ｆｓが入力されると、衝突検出部１５には、図示はしないが、’Ｈ’になる論理回路が備えられている。この論理回路の出力と先のＲＳ端子のアクティブ信号との論理積をＡＮＤ回路によってとれば、両者の送信衝突が判定される。即ち、ＡＮＤ回路の出力が’Ｈ’になれば衝突と判定される。
【００３５】
このように、管理装置１０と端末装置３０は高周波的に分岐された同軸ケーブルを用いて、連携して送信衝突を検出している。よって、高周波的に分岐されたツリー構造のシステムであっても、上述の様な伝送方式をとれば送信データを衝突させることはない。
従って、従来より極めて広範囲に確実なデータ通信を可能とする優れた伝送方式となる。また、上りデータと下りデータに異なる周波数の搬送波Ｆｕ，Ｆｄを用いているので、送受信が同時に可能である。従って、効率のよい伝送方式となる。又、伝送路をツリー状に形成できることから、伝送路の増設及び延長が極めて簡単となり、端末装置の多様な配置に対しても簡単に対応することができる。
【００３６】
（第２実施例）
図４に本発明の同軸ケーブルを用いた伝送方式の第２実施例を示す。図は、構成図である。本実施例は、管理装置５０の下位に新たに管理装置５０を順次付加している。これにより管理装置５０をツリー状に構築し、結果的にコンピュータ装置４０の接続数を増加させている。すなわちツイストペア線を用いた分配であるハブに相当する装置を同軸ケーブルで実現したものである。尚、第１実施例と同じ機能を有する装置には、同じ番号が付されている。
【００３７】
図５に管理装置５０の構成図を示す。管理装置５０は、第１実施例の管理装置１０を利用して形成される。管理装置５０は、その上流側においてデータ信号である変調信号（ＲＦ信号）を入出力させるのが特徴である。そのため管理装置１０のハブ１８に図５に示すＡ１ブロック回路５１と高周波分配器５６を付加することにより、それを達成している。
このＡ１ブロック回路５１は、第１実施例で用いたＡ１ブロック回路３９（図２）と同等であり、ベースバンドのイーサネット仕様のデータ信号を高周波信号に変調すると共に逆に高周波信号を復調してイーサネット仕様のデータ信号に復調する回路である。そして、管理装置５０はハブ１８をＡ１ブロック回路と図３のＢ１ブロック回路１９とで挟んで接続された構造となっている。これにより、管理装置５０では高周波のデータ信号が双方向に下流側には分散、上流側には統合せられて伝送され、また衝突信号Ｆｃは下流側に衝突判定交流信号Ｆｓは上流側に伝送される。よって、同軸ケーブルを用いたハブとなる。
【００３８】
管理装置５０の動作を詳細に説明すれば、次のようになる。高周波信号分配器５６から入力された下り変調信号はＡ１ブロック回路５１で一旦１０ＢＡＳＥ−Ｔ形式の信号に変換された後、ハブ１８、イーサネット・インターフェース１１、変調部１２を経て再び変調信号として複数の高周波信号分配器１７から出力される。この時、搬送波周波数はＦｄである。このように下り高周波信号はツリー状の同軸ケーブルを分岐して伝送することが可能となる。
また、逆に、何れかの高周波信号分配器１７から入力された上り搬送波周波数Ｆｕのデータ信号は、逆の経路を経て高周波信号分配器５６から送出される。 この時、上り信号は管理装置５０で一部分岐され、変調周波数が変換されて、再び高周波信号分配器１７から他の端末に送出されるのは、第１実施例と同じである。さらに、上り変調信号はイーサネットインタフェース１１で一旦復調されて、ハブ１８を介して、Ａ１ブロック回路５１に送出され、Ａ１ブロック回路５１で再変調して上り変調信号として、上流側に伝送される。
【００３９】
このように形成された管理装置５０はツリー状に接続され、それぞれの下位には複数の端末装置３０およびコンピュータ装置４０が接続される。各管理装置５０はその管理装置が支配している端末装置３０間の衝突を検知するので、最短時間でそれを制御することになる。従って、効率のよい衝突検出方法となる。
また、各管理装置５０は複数の端末装置３０およびコンピュ−タ装置を備えることができる。よって、必要に応じてコンピュータ装置４０の接続数を増やすことができる。
また第１実施例と同様に分岐器２０を挿入することによって、コンピュ−タ装置の接続数を最適に調整することもできる。従って、端末数の大小にかかわらずアクセス制御の効率が高く、設計自由度の高いＬＡＮが構築できる伝送方式となる。
【００４０】
（第３実施例）
図６に本発明の同軸ケーブルを用いた伝送方式の第３実施例を示す。図は構成図である。本実施例は、同軸ケーブルを用いて各家庭あるいはオフィスに配備された既存のＣＡＴＶ網を利用し、ローカルエリアネットワークを実現するものである。尚、ここではＣＡＴＶ網を使用するが、局方向に情報通信をしないならばこれに代えて屋内に配備された通常のＴＶ網を使用することもできる。
ＣＡＴＶ伝送に使用される周波数は２つの帯域に分離されている。１つは１０〜５５ＭHZの局方向への上り帯域であり、１つは７０〜７７０ＭHZの端末装置側への下り帯域である。上り帯域は主にデータ情報通信に、下り帯域は映像信号等のテレビジョン信号（以下、ＴＶ信号という）に使用されている。尚、５５ＭHZ〜７０ＭHZは上り帯域と下り帯域を分離するためのガードバンドである。本実施例は、これらの帯域とＴＶ信号を利用して実現せられる。
【００４１】
本実施例は、ＣＡＴＶ同軸ケーブル６０からＴＶ信号を取り込む管理装置７０、ＴＶ信号を分岐する分岐器２０、端末装置３０、コンピュータ装置４０そしてＴＶ装置８０から構成されるシステムに適用される。
管理装置７０は、ＴＶ信号を中継するために、第２実施例の管理装置５０にＴＶ信号を増幅し下位の端末に送出する増幅器が付加されたことが特徴である。従って、データ信号の変調方式および送受信方式並びに衝突検出方式は管理装置５０と同等である。
ＣＡＴＶ局から送出されたＴＶ信号は、光ファイバによって光電変換器６１まで送信され、その後はＣＡＴＶ同軸ケーブルで配信される。管理装置７０はＴＶ信号を取り込み、分岐器２０を介してＴＶ装置８０にＴＶ信号を配信する。
これにより第１実施例および第２実施例のＬＡＮ機能に加え、ＴＶ受信することができる伝送方式となる。
【００４２】
図７に管理装置７０の概略構成図を示す。管理装置７０は、ＴＶ信号、高周波データ信号Ｆｕ，Ｆｄ、衝突判定交流信号Ｆｓおよび衝突信号Ｆｃを入出力させる高周波信号分配器７１，７４、多重化された高周波信号からテレビジョン信号を抽出するＢＰＦ７２、ＴＶ信号を増幅させる増幅器７３、第１実施例で用いた１０ＢＡＳＥ−Ｔ方式のイーサネット使用のデータ信号を所定の高周波信号に変調し同軸ケーブル上に送出するＡ１ブロック回路７５、それに加えデータ信号の衝突を検知する機能を備えたＢ１ブロック回路７６、そして１０ＢＡＳＥ−Ｔ方式の分配器であるハブ７７から構成されている。
尚、 Ａ１ブロック回路７５と第１実施例のＡ１ブロック回路３９（図２）およびＢ１ブロック回路７６とＢ１ブロック回路１９（図３）はそれぞれ同等である。
【００４３】
ＣＡＴＶ局から送出されたＴＶ信号は、上述のように光ファイバによって光電変換器６１まで送信され、その後はＣＡＴＶ同軸ケーブルで配信される。管理装置７０は高周波信号分配器７１によってこのＣＡＴＶ同軸ケーブルと接続されている。
高周波信号分配器７１に入力されたＴＶ信号はＢＰＦ７２によってＴＶ信号のみ取り出され、増幅器７３、高周波信号分配器７４を経て各ＴＶ装置８０に送信される。これにより通常の小エリアにおけるＣＡＴＶ網が保たれる。
【００４４】
一方、このＣＡＴＶ網は同軸ケーブルで構成されるので、第１実施例および第２実施例で使用した分岐器２０、端末装置３０、コンピュータ装置４０を接続することができる。
さらに、上記管理装置７０との通信帯域をＣＡＴＶ信号のガードバンドや未使用帯域、例えば６０ＭHZ帯、７７０ＭHZ帯に設定するとＣＡＴＶシステムに何ら影響を与えることなく独立した小規模ＬＡＮが形成される。
従って、新たにＬＡＮ用のケーブルを配備する必要がない。よって、コストのかからない利便性の高い小規模ＬＡＮが実現できる。
【００４５】
さらに、図８に示すようにＣＡＴＶ同軸ケーブル６０上の光電変換器６１に同様の管理装置７０ｃを備えれば、この同軸ケーブル上にＬＡＮ１，ＬＡＮ２を構築し、双方向通信することもできる。
ＬＡＮ１のコンピュータ装置４０ａから入力されたデータは、端末装置３０にて例えば６０ＭHZの変調波によって搬送され、分岐器２０、管理装置７０ａを経てＣＡＴＶ同軸ケーブル上に送出される。
管理装置７０ｃは管理装置７０ａから送出された衝突判定交流信号Ｆｓから衝突の有無を検出し、その結果を同軸ケーブル６０上に送出する。送信衝突が検出されない場合は、管理装置７０ａからデータが送信され、ＣＡＴＶシステムに何ら影響を与えることなく隣接したＬＡＮ２中を伝播し、例えばコンピュータ装置４０ｂに受信される。このような中規模ＬＡＮが実現できる。
【００４６】
また、この時の伝送方式は、上述のように上り帯域にガードバンドを下り帯域に７７０ＭHZ以上を使用するブロードバンド方式でもよいし、１チャンネルを時分割で使用するキャリアバンド方式でもよい。
また、この実施例で使用する周波数帯域は未使用帯域のみならずＣＡＴＶシステムに支障がない帯域であれば、上り信号、下り信号に任意の周波数帯を当てることもできる。さらに、ＴＶ信号の空きチャネルなども使用することができる。
尚、上記実施例ではＴＶ信号としてＣＡＴＶのＴＶ信号を管理装置７０に入力したが、放送波、マイクロ波、光空間伝送など他の媒体からのＴＶ信号を入力してもよい。
また、特に管理装置７０に入力せず、分岐器２０を介して直接同軸ケーブル網に入力してもよい。
【００４７】
（変形例）
以上、本発明を表わす１実施例を示したが、他にさまざまな変形例が考えられる。
第１実施例では、データの送受信を同時に行うため、上りデータ、下りデータに異なる周波数の搬送波を用いたが、これを同一の周波数の搬送波（チャネル）としてもよい。この場合には、上流側の管理装置１０等で折り返して下り信号とする方式と、伝送路の分岐器、分配器を双方向性とすることで、上りの高周波データ信号をこれらの分岐器、分配器で上り方向及び下り方向に伝送させることも可能である。この後者の場合には、伝送路が短くなるので、伝送速度が向上すると共に、管理装置１０内の変調部１２が省略できるので、安価な管理装置となる。
さらに、これは同一チャネルで空き時間を利用して通信を行う方式である。よって、負担の少ない小規模のＬＡＮに適用できる。
【００４８】
また、第１実施例ではデータ通信の変調方式に振幅変調を用いたが、周波数変調あるいは位相変調を用いてもよい。周波数変調方式あるいは位相変調方式は、振幅変調に比べ外乱ノイズを受けにくい特徴がある。従って、さらに精度のよい高品質な伝送方式となる。
なお、ツイストペア線に接続される装置はハブ、コンピュータ装置に限らず、ブリッジ、ルータ等であっても良い。
【００４９】
また、第１実施例では、衝突判定交流信号Ｆｓは各端末装置３０ごとに僅かに周波数や位相を変化させている。これは、各衝突判定交流信号発生部３５内に例えば電圧制御型水晶発振子ＶＣＯを用いて三角波を与え、発生する衝突判定交流信号Ｆｓの周波数あるいは位相を推移させている。これに代え、安定度10 ^{- 5}程度の水晶発振子を用いることで、位相を自然的に推移させることで、干渉ピークを短周期で発生させるようにしても良い。又、各端末装置３０毎に周波数を僅かにずらせたものとしても良い。これによって、振幅が１つの衝突判定交流信号の２倍になる位相が存在する。
【００５０】
また、第２実施例ではハブ１８を２つのＢ１ブロック回路１９、５１を挟んで構成し、同軸ケーブルに対するハブを形成することでその衝突検出効率を上げたが、図９に示すように、スイッチングハブ９１をＡ１ブロック回路３９と複数のＢ１ブロック回路１９で挟むように構成し、ツリー状ＬＡＮを形成してもよい。
同じ階層に複数の端末装置３０を接続することができるので、ＬＡＮの応答を早くすることができる。
【００５１】
その他様々な変形例が考えられるが、同軸ケーブルが高周波的に分岐され、端末装置がツリー状、スター状に構築されたたネットワークにおいて、衝突判定に交流信号を用い、高周波搬送波をイーサネット仕様のデータにより変調して周波数多重化して端末装置間でデータ通信を行うデータ伝送方式であればその類を問わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係わる同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式の構成図。
【図２】第１実施例に係わる端末装置のブロック回路図。
【図３】第１実施例に係わる管理装置のブロック回路図。
【図４】本発明の第２実施例に係わる同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式の構成図。
【図５】第２実施例に係わる管理装置のブロック回路図。
【図６】本発明の第３実施例に係わる同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式の構成図。
【図７】第３実施例に係わる管理装置のブロック回路図。
【図８】本発明の第３実施例の変形例を示す同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式の構成図。
【図９】本発明の第２実施例の変形例を示す同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式の構成図。
【図１０】従来の同軸ケーブルを用いた伝送方式の構成図。
【符号の説明】
１０ 管理装置
１１ イーサネット・インターフェース
１２ 変調部
１３ 復調部
１４、７２ バンドパスフィルタ
１５ 衝突検出部
１６ 衝突信号発生部
１７ 高周波信号分配器
１８，７７ ハブ
２０ 分岐器
３０ 端末装置
４０ コンピュータ装置
５０ 管理装置
５６ 高周波信号分配器
６０ ＣＡＴＶ同軸ケーブル
６１ 光電変換器
７０ 管理装置
７０ａ、７０ｂ 管理装置
７０ｃ 管理装置
７３ 増幅器
７１，７４ 高周波信号分配器

Claims (6)

1. 高周波的に分岐される同軸ケーブルを用いたネットワークであって、
   前記ネットワークにはテレビジョン信号とデータ信号が周波数多重化されており、
   前記ネットワークは前記各端末装置から出力されるデータの衝突を前記各端末装置から出力される衝突判定交流信号により管理する少なくとも１つの管理装置を有し、
   前記管理装置はＣＡＴＶ伝送路あるいはＴＶ伝送路に接続され、
   前記テレビジョン信号は該ＣＡＴＶ伝送路あるいは該ＴＶ伝送路から入力され、
   前記テレビジョン信号は前記管理装置に入力され、該管理装置に接続されている前記端末装置またはＴＶ装置に分配され、
   前記ネットワークは分配器あるいは分岐器を用いて前記端末装置が階層的に構築されており、
   高周波搬送波をイーサネット仕様のデータにより変調して、前記ネットワークに周波数多重により送出し、前記ネットワークに接続された端末装置間でデータ通信を行い、
   前記管理装置は分配器を有し、他の管理装置が該分配器に接続されることにより複数の前記管理装置がツリー構造に構築されることを特徴とする同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式。
2. 前記端末装置は、前記管理装置に直接接続されること特徴とする請求項１に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式。
3. 前記変調は振幅変調、周波数変調、位相変調の何れか１つであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式。
4. 前記データ通信は、そのデータ通信をするためのチャネルにおける空き時間を利用した多重方式によって行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式。
5. 前記ネットワークにおける前記データ通信は、同一チャネルで双方向通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式。
6. 前記ネットワークにおいて、一方向の通信と他の方向の通信とが別のチャネルとなるように前記管理装置で周波数変換されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の同軸ケーブルを用いたデータ伝送方式。

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