JP4104675B2 - ハイブリッドファイバー同軸ネットワークでのライフライン電話通信設備の有用性を維持する方法及び装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は一般に、ハイブリッドファイバー同軸（ＨＦＣ）ネットワークでの電話通信設備に関し、より詳細には、ＨＦＣネットワークでの信頼性のあるライフライン電話通信設備を確保するための改善された電力設備に関する。
背景技術
有線通信システムで利用される物理的媒体には、主として、（１）光ファイバーケーブル、（２）同軸ケーブル、そして（３）撚り銅対ケーブル（「撚線対」）の３つのタイプがある。現在、撚線対ケーブルは現存する電話ネットワークのアクセス自局ループ部分で優勢である。同軸ケーブルはケーブルテレビ会社により広く使用され、電話会社とケーブル会社は両方とも幹線または中継線の信号分配のため光ファイバーを利用していた。
同軸ケーブルは撚線対よりは長い距離でより多くの情報を運ぶことができるが、光ファイバーケーブルは同軸ケーブルより長い距離でより多くの情報を運ぶことができる。撚線対は電話産業界において優勢な自局ループ技術であるので、新しいネットワーク構造が開発され、それは情報送信能力を増加させる撚線対を対象としている。ケーブル産業界において、ＨＦＣネットワークは広帯域の細長い光ファイバーと同軸ケーブルの組合せを使用している。また、そのようなネットワークは、アクセス設備に含まれる重要な時分割多重ハードウェアを有するベースバンドデジタル光ネットワークへの全体変換と比較した時、費用に対し最も効率のよい方法で多数の進歩した２方向サービスを送出できる。
要求する双方向通信に加えて、音声電話通信設備は、必ずしも映像分配ネットワークにより取扱われない２つの他の要求を有しており、その要求とはライフライン設備の電力供給と音声通信のプライバシーである。映像ネットワークでは、例えば、加入者のテレビを作動させる電力は加入者により、すなわち、加入者が加入者の位置の電気のコンセントにテレビを単に接続することにより供給される。電力が故障の場合には、使用者は送られた映像放映を見ることができない。
対照的に、電話通信加入者は電気が利用可能などうかの電話設備が作動すると予測する。基本の電話設備はいつも利用可能であると期待されているので、通常、電話分配ネットワークは、従来の音声電話通信信号のため利用される電源及びそのような「ライフライン」設備の有用性を保証するための監視と共に「トーク電池（talk battery）」と呼ばれるものを加入者位置に提供する。
基本のＨＦＣ双方向能力は逆経路のノードレーザー送信機とヘッドエンド受信機の追加、及びネットワークの同軸部分の双方向増幅器の活性化を要求する。ノードの電力と局部的に電力を供給されたすべての増幅器は、ライフラインの電話通信設備の有用性支持のために適切なレベルまで基本のＨＦＣシステムの信頼性を持ってくるため、適切な無停電電源（ＵＰＳ）を供給する。
従来のタップデバイスは引込みケーブルに電力を通さない。幾つかのＨＦＣネットワークでは、逆経路のフィルタは逆のスペクトルのノイズの侵入を軽減するために使用され、通過電流の最大値は４８ボルトＡＣで４〜６アンペアとなるだけであってもよい。そのような通過電流と比較的低い電圧は、ライフラインの電話通信設備のために性能向上されるＨＦＣネットワークにおいてケーブル電話通信の遠隔操作によるハードウェアのために必要な逆の電力を供給するのには不十分である。
「トーク電池」用の電力と従来の電話通信信号のエミュレーションとＨＦＣネットワークの監視は通常、図１に示されるネットワークからのみ供給される定常状態の電力、又は、図２に示される顧客の居住地又はその近くの排他的論理和の自局整流器／電池設備のいずれかとして、双方向のうちの１方向で成し遂げられる。
より詳細には、図１のハイブリッドファイバー／同軸（ＨＦＣ）ケーブルネットワークは双方向デジタルインターフェース又はヘッドエンドデジタルターミナル（ＨＤＴ）１４に接続された中央局スイッチ１２を統合するケーブルヘッドエンド／中央局１０を含んでいる。ＨＤＴ１４はスイッチ１２のラインサイドからのデジタル信号を変調し、コンバイナ／光学トランシーバ２０によって光ファイバーケーブル１８の伝送のため適切に変調されたＲＦ搬送波１６を発生し、ケーブル１８から光学トランシーバ２０によって受信されたＲＦ搬送波を復調する。
中央局１０は１バンクのＲＦ変調器２２を更に含み、外部のベースバンド映像設備２４から受信したベースバンド信号から変調した映像／音声信号を発生する。光学トランシーバ２０は変調した映像信号をケーブル１８に送るために配置される。ベースバンド特別設備機器２６はまたＨＤＴ１４とトランシーバ２０を介してネットワークに接続されている。
光学ノード２８は光ファイバーケーブル１８及び同軸ケーブル３２に結合された適切な光学トランシーバ３０を含み、同軸ケーブルは中央局１０とテレビユニット３４と１以上の顧客の家屋３８に配置された電話ユニット３７に接続されたケーブル電話通信設備プラットフォーム（ＣＴＳＰ）機器３６との間の通信用のリンクを供給する。ネットワーク電力専用設備では、電力は、ノードに配置された保護電源４０、及び電力増幅器４２、及び電力通過タップ４６と引込みケーブル４７を介して顧客の家屋又はその近くに配置されたネットワークインターフェースユニット（４４）のすべての機器により発生される。また、電源４０は従来の音声電話通信信号と監視のために利用される電力と共にライフライン「トーク電池」用電力を供給する。
図２はＨＦＣネットワークのための通常の自局電力装置を示しており、図１に関連して述べられたそれらと同一の構成要素は同じ参照番号で表示されている。図示されているように、従来のタップ４９、すなわち、電力の通過しないタップがネットワークで用いられ、ＮＩＵ４４はノード２８から機器の電力を受け取らないようになっている。代わりに、トーク電池と従来の音声電話通信信号と監視のための電力は、従来のＡＣ電源５０及び予備電池５２に接続されたＡＣ電力コンバータ／電池充電ユニット４８により供給される。ＡＣ電源５０からの電力を損失した場合には、ＮＩＵ４４内のＣＴＳＰ３６は電池５２から電力を受け取る。
ネットワーク専用電力設備に関して、一定の国の安全基準は同軸ケーブル設備の電圧を４８ｖＡＣの基準値に制限し、一定の能動及び受動デバイスはケーブル電話通信ライフライン設備の使用を支持するために求められる電流の約３分の１だけ通す。したがって、ネットワーク電源設備は一定の状況では満足はなかった。
自局電力設備に関して、信頼性はＡＣ電源の信頼性または適切に充電された電池を維持する使用者の対話のようなネットワーク外部の問題次第である。更に、一定の国で通常行われることは、一ケ月続く休暇に入る前に、すべての回路遮断器を切り、すべての電気機器のプラグをはずすことである。そのため、顧客の家屋のケーブル電話通信ネットワークインターフェース装置（ＮＩＵ）を供給する通常の鉛蓄電池の偶然または故意の断線は、一定の浮動電圧を長期間奪い、順番に、電池の定格動作寿命の十分前に電池の損傷または破壊を引き起こしそうなる。
そのようなものとして、顧客の位置での顧客の対話、及びネットワーク光学ノードまたは他のネットワーク無停電電源装置から得た電力のための必要性をも最小にするが、必要性はトーク電池、信号、及び費用に対し最も効率のよい方法で電話通信ライフライン設備の使用を支持可能なＨＦＣネットワークの監視の電気形式を確実に可能にする装置及び方法のため存在している。
本発明の概要
そのため、ネットワーク専用電源及び自局専用電源設備の上述した欠点を克服する一方、トーク電池、信号、及びライフライン電話通信設備を十分に支持するＨＦＣネットワークの監視の電気形式を確実に可能にする装置及び方法を提供することが本発明の１つの目的である。
費用に対し最も効率のよい方法でライフライン電話通信設備を十分に支持する現存のネットワークシステムの性能を向上させるＨＦＣネットワークにおいてＣＴＳＰ機器に電力を供給する装置及び方法を提供することが本発明の別の目的である。
自局の予備電池への自局コンバータ／充電器の出力損失の間、ネットワーク源からの小さい細流を使用して十分な浮動電圧値に電池を維持するための能力をも提供する一方、従来のＡＣ電力コンバータ／充電器及び予備電池でＣＴＳＰに局部的に電力を供給することによりライフライン設備を十分に支持するＨＦＣネットワークにおいてＣＴＳＰ機器に電力を供給する装置及び方法を提供することが本発明の別の目的である。
これらの及び他の目的によれば、本発明は、正常なＡＣ電力の中断の間、ＣＴＳＰに電力を供給する予備電池を有する自局ＡＣ電源から得た電力を結合するハイブリッドファイバー同軸ネットワークにおいてＣＴＳＰに電力を供給する装置及び方法を提供し、充電電流を発生させたネットワークは、ＡＣ電源から予備電池への電力送出の中断の理由及び期間に関係なく電池を十分な浮動電圧値に維持する。本発明は、そのようなデバイスが居住地に配置される時、ネットワークから求められる電力を最小にすると共にケーブル電話通信設備の有用性を最大にする。ネットワーク専用電力設備と比較して、予備電池の早発の故障の危険性をも最小にし、ネットワーク電力の入力を有しない自局専用電力設備に亘るライフライン電話通信のための信頼性のある予備電力の有用性を非常に向上させるが、ネットワークから求められる全体の電流は、１以上の大きさのオーダにより減少可能である。
したがって、本発明の１つの特徴によれば、装置はＨＦＣネットワークのネットワークＣＴＳＰに電力を供給するために提供され、ネットワークは電気／光学コンバータを介して同軸ケーブル伝送システムに接続された光ファイバー伝送システムを介して１以上の顧客の家屋と双方向通信する少なくとも１つの集中化した通信ノードを含み、各電話はネットワークインターフェースユニット（ＮＩＵ）を介して同軸ケーブルに接続されている。装置は、電話と正常動作の間にＣＴＳＰに電力を供給する従来のＡＣ電源に接続されたコンバータ／充電器と、変換されたＡＣ電力の送出の中断の間に電力を供給するＣＴＳＰに接続された予備電池と、予備電池及びネットワークの同軸ケーブル伝送システムに接続される電池細流充電器とを含んでいる。細流充電器はネットワークからの電力を受け取り、十分に浮動電圧を充電した状態に電池を維持する。
本発明の別の特徴によれば、方法はまたＨＦＣネットワークのＣＴＳＰに電力を供給するために提供され、ネットワークは電気／光学コンバータを介して同軸ケーブル伝送システムに接続された光ファイバー伝送システムを介して１以上の顧客の家屋と双方向通信する少なくとも１つの集中化した通信ノードを含み、各電話はネットワークインターフェースユニット（ＮＩＵ）を介して同軸ケーブルに接続されている。その方法は、電源をＣＴＳＰに接続し、トーク電池と正常動作の間の電話通信信号及び監視用の電力を供給し、正常な電力送出の中断の間に予備電池から動作し、ネットワークから僅かな電力を受け取り、受け取ったネットワーク電力を電池細流充電器に供給し予備電池を充電し何らかの理由によるコンバータ／充電器の出力の中断の間に十分な浮動電圧の充電状態を維持することを含んでいる。
上記目的及び他の目的、特徴、及び本発明の利点は、添付した図面と関連させた時の本発明を実施する最良の態様の以下の詳細な説明から容易にはっきりと理解できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、ネットワーク専用ライフラインの電力設備を組み込む従来のハイブリッドファイバー同軸ケーブルネットワーク構造のブロック図である。
図２は、自局ライフラインの電話通信電力設備を組み込む従来のハイブリッドファイバー同軸ケーブルネットワーク構造のブロック図である。
図３は、本発明によるライフライン設備を支持するＨＦＣネットワーク電力設備のブロック図である。
図４は、本発明によるＨＦＣネットワークのライフライン電話通信設備を維持する方法を示すフローチャートである。
本発明を実施するための最良の態様
図３を参照すると、ハイブリッドファイバー同軸ケーブルネットワーク構造の典型的な実施例１００が示されており、本発明の改善したライフライン電力装置を組み込んでいる。顧客の家屋または位置１０２に接続されたネットワーク１００が示される。図１及び２に関連させて述べられたものに同一のネットワーク要素は同じ参照番号で表示されている。ネットワークインターフェースユニット（ＮＩＵ）１０４は同軸ケーブル３２に結合され、顧客位置への映像／音声信号分配と同様に双方向電話通信及び他の高速データ型通信を供給する。
本発明によると、トーク電池及び従来の電気音声電話通信信号及び監視のための電力は通常、ＡＣ電源５０に接続された従来のＡＣ電力コンバータ／電池充電ユニット４８によってＣＴＳＰ３６に供給される。予備電池５２はＡＣ電源５０からの電力損失の場合に利用される。
図２の通常の自局電力設備と対照的に、細流充電回路１０６は同軸ケーブル３２に結合され、ネットワーク、例えば、ノード電池４０から細流充電を受け取り、電池５２に細流充電電流を供給するように配置され、コンバータ／電池充電器４８からの電力出力の損失を検出する。ネットワーク細流充電は従来のＡＣ電力の中断の長期間、電池を適切な浮動電圧に維持し、それにより、電池が従来のＡＣ電力の損失または切断のため早発に破壊されないことを自動的に保証する。
更に、好適な実施例では、電池細流充電回路１０６及びコンバータ／電池充電器４８はＣＴＳＰ３６内のＮＩＵ制御プロセッサと細流充電器１０６とコンバータ／電池充電器４８の間のそれぞれの接続Ａ及びＢを介して中央局１０で監視される。適当な論理回路は以下の状態、（１）出力を発生しないコンバータ／電池充電器４８、（２）細流充電出力を発生、すなわち、ネットワーク電流を引き出す細流充電器１０６、（３）状態（１）が存在する時に細流充電出力を発生しない細流充電器１０６、のいずれか又はすべてを表示するために供給されることができる。そのような監視動作では、ネットワークのオペレータは電池充電設備がいつ修理または交換を必要とするかを確実に決定することができ、それにより、ライフライン電話通信設備が十分に保守されていることを保証する。
したがって、本発明は高価な電池技術の必要性を事前に除去し、電池に供給される適当な浮動電圧の欠如により引き起こされる電池故障の問題と取り組む。本発明はまた、ネットワーク専用電力送出設備を供給することと関連したものより著しく低コストでライフライン電話通信設備の改良型として現存のネットワークに有利に実行することができる設備を供給する。
図４を参照すると、フローチャートは本発明の方法を示している。より詳細には、ブロック２００で、従来のＡＣ電力は適当なＤＣ電圧に変換されると共にその正常動作の間にＣＴＳＰ３６及び電池に供給される。従来のＡＣ電力の中断はブロック２０２で検出され、電力はブロック２０４でＣＴＳＰ３６及び予備電池に自動的に供給される。ブロック２０６で表示されているように、細流充電電流はネットワークにより選択的（及び自動的）に供給され、もたされた予備電池のため適当な浮動電圧を維持する。従来のＡＣ電力の損失が検出されない場合には、ブロック２０８により示されているように、正常な電力がＣＴＳＰ３６及び電池に供給され続ける。電池充電動作はブロック２１０に示されているように中央局で日常的に監視することができる。
改良型として現存のネットワークに接続される時、顧客の選択スイッチはＮＩＵに統合可能であり、第１「映像専用」位置に選択切換え可能であり、ネットワーク細流充電電力は顧客の引込みに利用可能にせず、逆経路ブロッキングフィルタ（図示せず）は単一経路及び第２「映像及び電話通信」位置に接続され、上述したように従来のＡＣ電力損失の間、逆経路のブロッキングフィルタは無能にされ、ネットワーク細流電力は利用可能となる。また、電流制限回路は特定のタップの短絡回路状態を他の顧客に対するサービスを不能にすることを避けるために使用される。
本発明を実施する最良の方法が詳細に説明されているが、この発明が関係する技術に通じているものは以下の請求の範囲により定義される本発明を実施するため各種の代わりの設計及び実施例を認識するであろう。

Claims (6)

1. 顧客の家屋でそこに作動的に接続された電話を含むハイブリッドファイバー同軸ネットワークにおいて、前記ネットワークは、電気／光学コンバータを介して同軸ケーブル伝送システムに接続された光ファイバー伝送システムを介して顧客の家屋と双方向通信する少なくとも１つの集中化した通信ノードを含み、前記電話はネットワークインターフェースユニットを介して同軸ケーブルに接続され、前記電話に電力を供給する装置であって、
   自局コンバータ／充電器であって、ＡＣ電源からＡＣ電力を受電するため、そしてＡＣ電源から該コンバータ／充電器へのＡＣ電力送出の正常動作の間に前記ネットワークインターフェースユニットのＣＴＳＰに電力を供給するため、前記ネットワークインターフェースユニットとＡＣ電源とに接続された自局コンバータ／充電器と、
   前記ＡＣ電源から前記コンバータ／充電器へのＡＣ電力送出の間に前記コンバータ／充電器から電力を受電するための予備電池であって、該予備電池が十分な浮動電圧を充電した状態に達するまで受電された電力を蓄積し、前記ＡＣ電源から前記コンバータ／充電器へのＡＣ電力送出の中断の間に前記蓄積された電力を前記ネットワークインターフェースユニットへ供給するため、前記ネットワークインターフェースユニットに接続される予備電池と、
   前記予備電池と前記ネットワークの同軸ケーブル伝送システムに接続され、前記ＡＣ電源から前記自局コンバータ／充電器への電力送出が中断されている間、前記十分な浮動電圧を充電した状態の電池を維持するため、前記ＡＣ電源から前記コンバータ／充電器へのＡＣ電力送出の中断の検出に基づいて前記ネットワークから前記予備電池に電力を供給する電池細流充電器と、
   を含むことを特徴とする装置。
2. 電話が前記ネットワークに接続されていない時に前記ネットワークから前記顧客の家屋への電力送出を選択的に切断するため、同軸ケーブル伝送システムと前記ネットワークインターフェースユニットに接続されるスイッチを更に含む請求項１に記載の装置。
3. 前記電池が鉛酸型の電池を含む請求項１に記載の装置。
4. 顧客の家屋でそこに作動的に接続された電話を含むハイブリッドファイバー同軸ネットワークにおいて、前記ネットワークは、電気／光学コンバータを介して同軸ケーブル伝送システムに接続された光ファイバー伝送システムを介して顧客の家屋と双方向通信する少なくとも１つの集中化した通信ノードを含み、前記電話はネットワークインターフェースユニットを介して同軸ケーブルに接続され、該ネットワークインターフェースユニットに電力を供給する方法であって、
   電源の正常動作の間に該電源から前記ネットワークインターフェースユニットへ電力を供給するため、前記ネットワークインターフェースユニットに電源を接続し、
   前記電源の正常動作の間に該電源から予備電池へ電力を供給するため、予備電池を該電源へ接続し、
   前記予備電池が十分な浮動電圧を充電した状態に達するまで該予備電池に電力を蓄積し、
   前記電源からの電力送出の中断の間に、前記蓄積された電力を前記ネットワークインターフェースユニットに供給するため前記予備電池に自動的に戻し、
   前記ネットワークからの細流電力を受け取り、
   前記電源からの電力送出が中断されている間、前記電源からの電力送出の中断の検出に基づいて前記予備電池を充電し、前記電源からの電力送出の中断の間に十分な浮動電圧を充電した状態の前記予備電池を維持するため、電池細流充電器に前記受け取ったネットワーク細流電力を供給する、
   ことを含むことを特徴とする方法。
5. 電話が前記ネットワークに接続されていない時に前記ネットワークから前記顧客の家屋への電力送出を選択的に切断することを更に含む請求項４に記載の方法。
6. 前記充電器への前記ネットワーク電力の供給を監視して前記電池の充電動作を確かめることを更に含む請求項４に記載の方法。

Images