JP4283630B2 - ハイブリッド伝送路を用いた高速ネットワーク - Google Patents

Description

本発明は光ファイバケーブルと同軸ケーブルからなるハイブリッド伝送路を用いたネットワークに関する。特に、同軸ケーブルのＲＦ信号と光ファイバケーブルのベースバンド信号を相互に変換するケーブルモデムターミネーションシステム装置を有するノード装置を同軸ケーブルの複数の箇所に設け、そのノード装置を新たな光ファイバケーブルでカスケード接続して高速化するネットワークに関する。本発明は、同軸ケーブルと光ファイバケーブルを用いてインタネットサービスするＣＡＴＶネットワークに適用できる。

従来より、ＣＡＴＶネットワークシステムを利用したワイドエリアネットワーク（以下、ＷＡＮという）がある。それは、市中に配備された光ファイバケーブルと同軸ケーブルを伝送路とし、複数の端末装置によってインタネット等のデータを送受信するネットワークである。近年では利用者集中に対応するため、中央装置に高速ルータ装置とケーブルモデムターミネーションシステム装置（以降、ＣＭＴＳ）を備えている。

そのシステムは、図６（ａ）に示すように中央装置１０、高速ルータ装置１１（Ｌ３ＳＷ（レイヤ３スイッチ））、ＣＭＴＳ１２、ＣＭＴＳ１３、下り方向増幅器１４、上り方向増幅器１５、光ファイバケーブル１８、１９、光ノード装置１６、同軸ケーブル２０、２１、双方向増幅器２２、端末装置２３、２４から構成される。ＣＭＴＳ１２、１３はＲＦ信号とベースバンド信号とを相互変換する装置である。ＣＭＴＳ１２、１３を２つ設けるのは、データ通信用のチャネル数を２に設定して、データ通信のスループットを向上させるためである。

上記構成は、ＣＭＴＳと使用される下りチャネルと上りチャネルの組が１対１に対応している。例えば、下りチャネルＦ１上の信号はＣＭＴＳ１２によって変調されたものであり、上りチャネルＲ１の信号はＣＭＴＳ１２によって復調される。同様に、下りチャネルＦ２上の信号はＣＭＴＳ１３によって変調されたものであり、上りチャネルＲ２の信号はＣＭＴＳ１３によって復調される。このように、図６（ｂ）に示されている使用チャネルとＣＭＴＳとは１対１に対応している。この結果、各同軸ケーブルにおいては、データ通信用に２つの下りチャネルと２つの上りチャネルとが存在することになる。このため、例えば、同軸ケーブル２０に接続されている端末装置は、チャネルＦ１，Ｒ１を使用し、同軸ケーブル２１に接続されている端末装置は、チャネルＦ２，Ｒ２を使用するというように、各同軸ケーブルに接続されている端末装置毎にセル分（群別）できる。しかしながら、同軸ケーブル２０の伝送路においては、チャネルＦ２，Ｒ２は無駄となり、同軸ケーブル２１の伝送路においては、チャネルＦ１，Ｒ１は無駄となる。

又、他にフィールドにおける同軸ケーブルと光ファイバケーブルの接続点（以降、ノード）にＣＭＴＳとメディアコンバータ（光電変換器）を備えるネットワークがある。例えば、図７に示すＣＡＴＶネットワークがある。このネットワークは、ＣＡＴＶヘッドエンド３０、下り方向にＴＶ信号を伝送する光ファイバケーブル３１、光電変換器３２、下り方向増幅器３３、上り方向にステータス信号及びデータ信号を伝送する光ファイバケーブル３４、光電変換器３５、上り方向増幅器３６、分波器３７、分岐器３８、同軸ケーブル３９、双方向増幅器５０からなる従来のＣＡＴＶネットワークに、データ伝送専用回線を追加した例である。データ伝送専用回線は、メディアコンバータ４０、４２、１対の光ファイバケーブル４１、ＣＭＴＳ４３、下り方向の周波数変換器４４、下り方向増幅器４５、上り方向増幅器４６、合分波器４７から構成される。
このネットワークは、データのみを新たな経路（光ファイバケーブル４１）で通信することを特徴としている。この場合も、ＣＭＴＳ４３と同軸ケーブル３９上の上りと１チャネルと下り１チャネルの組とは１対１の対応関係にある。即ち、同軸ケーブル３９に接続される端末装置は、１つのセルとして群別され、主にこのＣＭＴＳ４３でデータ通信するネットワークとなる。

しかしながら、このようなセル分けを採用するとすると、帯域の狭い上り帯域における使用し得る数少ないチャネル数によって、セル分けの数が制限されてしまうという問題がある。すなわち、各同軸ケーブル毎にセル分けしたとして、そのセル分け数は使用できるチャネル数で制限されていまい、それ以上にセル分けすることは不可能となる。この結果、端末装置の増加に対してスループットが低下するという問題がある。このように、セル分け数に限度があり、飽和した状態では、１チャネル当たりの端末装置の数を減少させることができないので、それ以上にデータ通信のスループットを向上させることはできない。

一方、この状態を打破するためには、各セルに対して、あるいは、光ノードに並列に接続されている各同軸ケーブル毎に、中央装置からそれぞれの光ファイバを敷設する必要があるが、システムの改善に費用や資源がかかるという問題がある。

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、その目的は市中あるいは各事業所に配備されているハイブリッド伝送線路において、セル分けの数を増大して、データ通信のスループットを向上させるこのできるシステムを提供することである。

又、従来のＴＶ信号の伝送を主目的とした同軸ケーブルの信号の伝送には影響を与えることなく、データ通信だけを効率良く実現できる伝送システムを実現することである。

又、本発明は、市中あるいは各事業所に配備されているハイブリッド伝送線路の同軸ケーブルに、同軸ケーブルのＲＦ信号と光ファイバケーブルのベースバンド信号を相互に変換するケーブルモデムターミネーションシステム装置とルータ装置を有するノード装置を複数個設け、その複数のノード装置を光ファイバケーブルでカスケード接続して、新たな高速ネットワークを提供することである。
又、他の目的は、カスケード接続されたノード装置群の片端のノード装置を中央装置に接続することで、容易にバス型ネットワークを形成可能とすることである。
又、他の目的は、カスケード接続されたノード装置群の両端のノード装置を中央装置に接続して、容易にリング型ネットワークを形成可能とすることである。 又、他の目的は、上記ノード装置に具備されたルータ装置から新たな光ファイバケーブルを延出して端末装置を接続可能とすることで、より多くの需要家に高速通信を提供することである。
さらに、本発明の目的は、従来のＴＶ信号にはなんら影響を与えず同軸ケーブルを効率よく利用することで、ＣＡＴＶを利用した利便性のより伝送システムを安価に提供することである。
尚、上記目的は、個々の発明が達成する個々の目的であって、個々の発明が全ての目的を達成するものと解釈されるべきではない。

上記課題を解決するための第１の発明は、複数の需要家に設置された端末装置が、同軸ケーブルにより接続されて、ＲＦ信号によりデータ信号を通信可能としたネットワークにおいて、複数の端末装置をセル分けし、同軸ケーブルの途中の複数の位置に設けられた、端末装置から出力されたＲＦ信号の上りデータ信号を分岐させ、端末装置側に伝送されるＲＦ信号の下りデータ信号を端末装置側の下り方向に結合させる複数の分岐器と、セル分けされたセル毎に、ＲＦ信号の上りデータ信号及びＲＦ信号の下りデータ信号を他のセルの同軸ケーブルには伝搬させないように、同軸ケーブルに設けられた帯域遮断フィルタと、複数の分岐器のそれぞれの分岐器の分岐側に接続され、ＲＦ信号の下りデータ信号及びＲＦ信号の上りデータ信号と、ベースバンド信号のデータ信号とを、相互に変換するケーブルモデムターミネーションシステム装置と、ベースバンド信号のデータ信号を伝送先を指定するルータ装置と、ルータ装置に入出力する電気信号と光信号とを相互に変換する光電変換器とを有する複数のノード装置と、複数のノード装置の光電変換器間をカスケード接続する光ファイバーケーブルとを有することを特徴とするネットワークである。

光ファイバケーブルと同軸ケーブルを伝送路とするネットワークシステムは、ＨＦＣ（Hybrid Fiber and Coaxial）ネットワークシステムと呼ばれ、データ通信に使用される周波数帯域は、上り方向には例えば３０ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ、下り方向にはＴＶ信号帯域の例えば８８ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚの空き帯域が当てられる。この伝送方式においては、既定の周波数帯域が拡大できないため同軸ケーブルに接続する需要家が増大するとスループットが低下する。特に、大量の画像情報、音声情報を送信する下り方向の送信において、待ち時間が増大する。

そこで本発明では、同軸ケーブルのＲＦ信号と光ファイバケーブルのベースバンド信号とを相互に変換するノード装置を同軸ケーブルの任意の個所に設ける。そして、そのノード装置から複数の光ファイバーケーブルを延出し、その一つを他のノード装置に接続し複数のノード装置をカスケード接続する。これにより、同軸ケーブルに接続された端末装置は、そのノード装置とノード装置間に敷設された光ファイバケーブルを介して、データ通信することができる。即ち、データ通信の伝送路が増設されるので、従来より高速通信することができる。
尚、上記同軸ケーブルの任意の個所とは、同軸ケーブルの途中であってもよいし、同軸ケーブルの端部であってもよい。両者を含む。ノード装置は、同軸ケーブルであれば何れの個所にも設けることができる。又、本発明の高速ネットワークは、ノード装置を同軸ケーブルに複数個設けるので、需要家からノード装置までの同軸ケーブル長は従来に比較して短くなる。よって、使用する帯域は同軸ケーブルの上限周波数を越える数ＧＨｚまで可能となる。即ち、帯域拡大が可能となりその拡大帯域を上り方向、下り方向の帯域に使用することができる。即ち、チャンネル数が容易に増設できるのでこの意味においても高速通信が可能となる。

例えば、同軸ケーブルに接続された端末装置からＲＦ信号でノードに送信すると、先ずノード装置のＣＭＴＳがＲＦ信号をベースバンド信号に変換しルータ装置に送る。そして、ルータ装置がそのデータに記述された宛先に従って、そのルートの出力端子に出力する。その出力端子先には、光電変換器が設けられており、その光電変換器によって光信号（ベースバンド信号）に変換されて、信号は目的の機器まで送信される。即ち、目的の中央装置、又は端末装置に送信される。逆に、光ファイバケーブルからノード装置にベースバンドの光信号が入力されると、ノード装置の光電変換器がその光信号を電気信号に変換する。そして、変換された信号はルータ装置に入力される。ルータ装置は、入力データ内の宛先がこのノード装置系統であれば、更にＣＭＴＳにデータを送信する。ＣＭＴＳは、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換して、同軸ケーブルに接続された端末装置に送信する。又、ルータ装置は入力データの宛先が他のノード装置であれば、再度、他の光電変換器に送信しベースバンド信号の光信号で他のノード装置に送信する。このようなノード装置を用いれば、高速ネットワークを容易に実現することができる。

このノード装置は、複数、又は単数の同軸ケーブルに複数設けることができる。そして、複数のノード装置を光ファイバで縦続接続する。このように伝送システムを構成すれば、同軸ケーブルに接続されている多数の端末装置を本発明の各ノード装置毎にセル分けすることが可能となる。
すなわち、同軸ケーブルをデータの流れる方向にそってセル分けすることが可能となる。そして、このセル分けにより分けられた各セルに割り当てるチャネルは、データの伝送に関して並列関係にある他の同軸ケーブル系統に割り当てることができる。本ノード装置と中央装置又は光ファイバネットワークは光ファイバで接続されているので、各同軸ケーブル系統における同一チャネルの信号は波長多重化された光ファイバ又は個別の光ファイバにより中央装置又は光ファイバネットワークに伝送できるので、データの干渉はない。

この結果、多数の端末装置を管理するセンタ装置から端末装置を見た場合に、並列的に配置されている各同軸ケーブルに対して共通のチャネル配置を設定できるので、ネットワーク全体としてセル分け数が増加することになる。よって、端末装置が増加した場合に、スループットの低下を防止することができる。
換言すれば、各同軸ケーブルの伝送路のデータの流れる方向に沿って、複数のセルに分けることができる結果、１つのセンタ装置が支配するネットワーク全体としてセル数を増加させることができる。

又、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のネットワークにおいて、カスケード接続された少なくとも一つのノード装置群の片端のノード装置は光ファイバケーブルで中央装置、又は他のネットワークのルータ装置と接続され、少なくともバス型伝送路が形成されることを特徴とする。即ち、カスケード接続されたノード装置は光ファイバケーブルで中央装置、又は他のネットワークのルータ装置に接続されるので、容易にバス型ネットワークが形成される。即ち、容易にＬＡＮを形成することができる。又、他のネットワーク（ＬＡＮ）に接続されれば、容易に他のネットワークと通信可能となる。尚、片端のノード装置と中央装置を接続する光ファイバケーブルは、中央装置の既設の予備線の光ファイバケーブルを用いてもよい。より効率的に、より低コストで高速ネットワークを構築することができる。

又、上記ネットワークにおいて、バス型伝送路は複数形成可能としても良い。カスケード接続してバス型ネットワークを形成する場合、一つのノード装置が故障すると隣接したノード装置への伝送が不能となる場合がある。このような場合に備えて、バックアップの意味で複数形成するのが望ましい。本発明によれば、容易に複数のバス型ネットワークの形成が可能であるのでより安全な高速ネットワークとすることができる。

又、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のネットワークにおいて、カスケード接続された少なくとも一つのノード装置群の両端のノード装置は光ファイバケーブルで中央装置又は他のネットワークのルータ装置と接続され、リング型伝送路が形成されることを特徴とする。これにより、少なくとも一つのノード装置群はリング型に配置されリング型ネットワークが形成される。即ち、伝送路がリング型に形成されるので伝送方式はトークンに従ってデータを送受信するだけでよい。リング型伝送路では、データ衝突の監視をする必要がないので、より容易に高速ネットワークを構築することができる。尚、１群のノード装置でリング型伝送路を形成し、他の１群のノード装置でバス型伝送路を形成してもよい。即ち、本発明によれば需要家に合わせてより柔軟に対応することができる。

又、上記請求項３の発明において、リング型伝送路は複数形成可能としても良い。カスケード接続してリング型ネットワークを形成する場合、一つのノード装置が故障すると伝送不能となる。特に、リング型ではトークンを順に回して通信するため、一つのノード装置が故障すると完全に伝送不能となる。よって、バックアップの意味で複数形成するのが望ましい。本発明によれば、容易に複数のリング型ネットワークの形成が可能であるのでより安全な高速ネットワークとすることができる。

又、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のネットワークにおいて、ノード装置から延出された複数の光ファイバケーブルの少なくとも一つには、端末装置が直接接続されることを特徴とする。これにより、複数の需要家（端末装置）は直接、光ファイバケーブルで、例えばノード装置に割り当てられた所定のチャンネルで送受信することができる。よって、高速データ通信することができる。又、光ファイバケーブルは大容量通信が可能であるので、本装置は更に需要の増大に貢献することができる。

又、上記全発明において、ルータ装置はハード的に伝送先を判別する高速ルータ装置としても良い。従来のルータ装置は、プログラムによって伝送先をいちいち参照し指定していたが、本方式ではハード（回路）で伝送先を指定し、例えばスイッチングハブ等の集線装置で振り分けする高速ルータ装置（例えば、所謂Ｌ３ＳＷ）を採用する。これにより、更に高速にデータ通信する高速ネットワークとすることができる。

本発明では、同軸ケーブルのＲＦ信号と光ファイバケーブルのベースバンド信号とを相互に変換するノード装置を同軸ケーブルの任意の個所に設け、そのノード装置から複数の光ファイバーケーブルを延出し、その一つを他のノード装置に接続し複数のノード装置をカスケード接続するようにしている。これにより、同軸ケーブルに接続された端末装置は、そのノード装置とノード装置間に敷設された光ファイバケーブルを介して、データ通信することができる。即ち、データ通信の伝送路が増設されるので、従来より高速通信することができる。
例えば、同軸ケーブルに接続された端末装置からＲＦ信号でノードに送信すると、先ずノード装置のＣＭＴＳがＲＦ信号をベースバンド信号に変換しルータ装置に送る。そして、ルータ装置がそのデータに記述された宛先に従って、そのルートの出力端子に出力する。その出力端子先には、光電変換器が設けられており、その光電変換器によって光信号（ベースバンド信号）に変換されて、信号は目的の機器まで送信される。即ち、目的の中央装置、又は端末装置に送信される。逆に、光ファイバケーブルからノード装置にベースバンドの光信号が入力されると、ノード装置の光電変換器がその光信号を電気信号に変換する。そして、変換された信号はルータ装置に入力される。ルータ装置は、入力データ内の宛先がこのノード装置系統であれば、更にＣＭＴＳにデータを送信する。ＣＭＴＳは、ベースバンド信号をＲＦ信号に変換して、同軸ケーブルに接続された端末装置に送信する。又、ルータ装置は入力データの宛先が他のノード装置であれば、再度、他の光電変換器に送信しベースバンド信号の光信号で他のノード装置に送信する。このようなノード装置を用いれば、本発明の高速ネットワークを容易に実現することができる。

また、このノード装置は、複数、又は単数の同軸ケーブルに複数設けて、複数のノード装置を光ファイバで縦続接続しているので、同軸ケーブルに接続されている多数の端末装置を本発明の各ノード装置毎にセル分けすることが可能となる。すなわち、同軸ケーブルをデータの流れる方向にそってセル分けすることが可能となる。そして、このセル分けにより分けられた各セルに割り当てるチャネルは、データの伝送に関して並列関係にある他の同軸ケーブル系統に割り当てることができる。本ノード装置と中央装置又は光ファイバネットワークは光ファイバで接続されているので、各同軸ケーブル系統における同一チャネルの信号は波長多重化された光ファイバ又は個別の光ファイバにより中央装置又は光ファイバネットワークに伝送できるので、データの干渉はなくなる。この結果、多数の端末装置を管理するセンタ装置から端末装置を見た場合に、並列的に配置されている各同軸ケーブルに対して共通のチャネル配置を設定できるので、ネットワーク全体としてセル分け数が増加することになる。よって、端末装置が増加した場合に、スループットの低下を防止することができる。換言すれば、各同軸ケーブルの伝送路のデータの流れる方向に沿って、複数のセルに分けることができる結果、１つのセンタ装置が支配するネットワーク全体としてセル数を増加させることができる。

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。
（実施例）
図１に本発明のハイブリッド伝送路を用いた高速ネットワークを示す。本実施例の高速ネットワークは、ＣＡＴＶ局の中央装置１００、中央装置１００から延出された光ファイバケーブル１０１、光ノード１０２、同軸ケーブル１０３、双方向増幅器１０４、端末装置１０５からなる従来のハイブリッド伝送路を用いたＣＡＴＶネットワークに新たなネットワークを付加する構成である。従来のＣＡＴＶネットワーク（ＷＡＮ）においては、通常、光ファイバケーブル１０１、光ノード１０２、同軸ケーブル１０３を介して双方向にデータが伝送されており、同軸ケーブル１０３に接続される端末装置１０５が増大すると、スループットが低下する。

そこで、図１に示すように新たなネットワークを形成する。新たなネットワークは、同軸ケーブル１０３に挿入された分岐器１１０、分岐器１１０から延出された同軸ケーブル１０３Ａ、ノード装置１２０、ルータ装置１３０、ルータ装置１３０と中央装置１００を結ぶ光ファイバケーブル１０１Ａ、ノード装置１２０から構成され、各ノード装置１２０は光ファイバケーブル１４０でカスケード接続される。これにより、新たな例えばバス型ネットワークが形成される。更に、図１に示すように両端のノード１２０とルータ装置１３０を光ファイバケーブル１４０Ａで接続すれば、リング型ネットワークが構成される。即ち、本実施例の高速ネットワーはバス型にもリング型にも容易に対応することができる。何れにせよ、新たな光ファイバ伝送路が増設されるので、従来より高速通信が可能となる。この構成により、例えば端末装置１０５から送信されたデータ（ＲＦ信号）は、矢印に示すようにノード装置１２０、光ファイバケーブル１４０、ルータ装置１３０を経て中央装置１００に送信される。尚、ルータ装置１３０は高速ルータ装置である所謂Ｌ３ＳＷが用いられる。

図２に上記ノード装置１２０の詳細を示す。ノード装置１２０は、メディアコンバータ１２１Ａ、１２１Ｂ、ルータ装置１２２、ＣＭＴＳ１２３、周波数コンバータ１２４、下り方向増幅器１２５、上り方向増幅器１２６、分波器１２７から構成される。ここで、メディアコンバータ１２１は、電気信号と光信号を相互に変換する光電変換器である。ルータ装置１１２は、最適ルートを指定して異なるネットワーク、又は自己ネットワークにデータ送信する装置である。ＣＭＴＳ１２３は、ＲＦ信号とベースバンド信号とを相互に変換する装置である。又、周波数コンバータ１２４は、下り方向への周波数を既定の同軸ケーブル帯域（例えば８８ＭＨｚ〜８７０ＭＨｚ）の何れかの帯域（チャンネル）に変換する装置である。

次に、本発明の高速ネットワークと上記ノード装置１２０の動作を説明する。例えば、図１において端末装置１０５から所定帯域のＲＦ信号で中央装置１００に送信されたデータ信号は、双方向増幅器１０４で増幅され分岐器１１０によって同軸ケーブル１０３Ａに分岐される。この時、所定帯域のみ分岐されるよう分岐器１１０は図示しないフィルタ装置を具備するものとする。分岐されたＲＦ信号はノード装置１２０に入力され、ノード装置１２０の分波器１２７で上り方向に分波される（図２）。分波されたＲＦ信号は上り方向増幅器１２６で増幅されてＣＭＴＳ１２３に入力される。ＣＭＴＳ１２３はＲＦ信号をベースバンド信号に変換しルータ装置１２２に出力する。ルータ装置１２２はその送信先を読み取りその方向に出力する。この場合は、例えば上り方向側のメディアコンバータ１２１Ａ側に送信する。メディアコンバータ１２１Ａは、電気信号を光信号（ベースバンド信号）に変換し、光ファイバケーブル１４０に送信する。光ファイバケーブル１４０に送信されたベースバンド信号は、次段のノード装置１４０を経てルータ装置１３０に送信される。そして、ルータ装置１３０によって中央装置１００が指定されて、端末装置１０５のデータは光ファイバケーブル１０１Ａを介して中央装置１００に受信される。

逆に、中央装置１００からデータが送信される場合は、光ファイバケーブル１０１Ａを経由して先ず光信号のベースバンド信号でルータ装置１３０に送信される。ルータ装置１３０は送信先のデータ（宛先）を読み、該当するノード装置１２０に光ファイバケーブル１４０で送信する。送信された光信号は、ノード装置１２０のメディアコンバータ１２１Ａに入力され、電気信号に変換されてルータ装置１２２に送信される。ルータ装置１２２は、送信先を読み、ＣＭＴＳ１２３に送信する。この時、送信先が異なれば勿論、次段のノード装置１２０、即ちメディアコンバータ１２１Ｂに送信する。ＣＭＴＳ１２３はベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、更に周波数コンバータで所定帯域に変換し、下り方向増幅器１２５で増幅して同軸ケーブル１０３Ａに送信する。そして、同軸ケーブル１０３Ａで送信されたＲＦ信号は、分岐器１１４、双方向増幅器１０４を経て端末装置１０５に受信される。

このように、同軸ケーブル１０３に接続された端末装置１０５は、光ファイバケーブル１４０でカスケード接続されたノード装置１２０によってデータ通信される。即ち、データ通信用の光ファイバケーブルが増設されるので、従来より高速通信することができる。又、本実施例の高速ネットワークは、ノード装置１２０を同軸ケーブル１０３に複数個設けるので、端末装置１０５からノード装置１２０までの同軸ケーブル長は従来に比較して短くなる。よって、使用する帯域は同軸ケーブルの上限周波数を越える数ＧＨｚまで可能となる。即ち、帯域拡大が可能となる。よって、その拡大帯域を上り方向、下り方向の帯域に使用することができる。即ち、チャンネル数が増設できるのでスループットが向上しその意味においても高速通信可能となる。
尚、従来構成においては、光ファイバケーブル１０１、光ノード１０２、同軸ケーブル１０３によって、図６（ｂ）に示す周波数構造で下り方向には主にＴＶ信号が送信され、上り方向には主にステータス信号が送信されている。即ち、従来のＴＶ信号等の伝送はそのまま維持される。即ち、従来のネットワークには何ら影響を与えることなく高速ネットワークを構築することができる。

（第２実施例）
第１実施例は、ハイブリッド伝送路を用いたＣＡＴＶネットワークに新たな高速ネットワークを増設する例であった。本実施例は、他のネットワーク、例えばダブルリングオプトネットワークに本発明の高速ネットワークを接続し利便性を更に向上させる例である。図３にダブルリングオプトネットワークとそれに適用した本発明の高速ネットワークを示す。ダブルリングオプトネットワークは、例えば複数のルータ装置２０１が複数の光ファイバケーブル２０２でリング状に接続された第１リング型ネットワーク、及びその内側に例えば中央装置２０３と複数の光ノード２０５が光ファイバケーブル２０４でリング状に接続された第２リング型ネットワークからなる。そして、通常、例えばその一つの光ノード２０５から同軸ケーブル１０３が延出され、その同軸ケーブル１０３上に設置された双方向増幅器１０４から同軸ケーブル１０４Ａが分岐され、需要家の端末装置１０５が接続されている。

本実施例は、上記のような構造を有するダブルリング型ネットワークに高速ネットワークを更に形成したものである。即ち、同軸ケーブル１０３に分岐器１１０を挿入し、その分岐路の同軸ケーブル１０３Ａに第１実施例のノード装置１２０を設ける。そして、各ノード装置１２０を光ファイバケーブル１４０でカスケード接続するとともに、少なくとも片端のノード装置１２０を光ファイバケーブル１４０Ａで第１リング型ネットワークのルータ装置２０１と接続する。片端のノード装置１２０とルータ装置２０１を接続した場合、バス型のネットワークが形成される。又、両端のノード装置１２０がルータ装置２０１に接続された場合は、リング型ネットワークシが形成される。これにより、需要家は端末装置１０５を用いて従来のサービス（第２リング型ネットワーク）に加え、第１リング型ネットワークの例えばインタネットサービスを利用することができる。このように、他のネットワークがハイブリッド伝送路を有しておれば、ノード装置１２０をカスケード接続することで容易に高速ネットワークを形成することができる。

尚、本実施例ではバス型ネットワークのノード装置に高速ルータ装置を用いたノード装置１５０を採用している。このノード装置１５０を図４に示す。ノード装置１５０は、図２のノード装置１２０のルータ装置１２２に代えて、ハードで送信先を指定し振り分ける例えば高速ルータ装置（Ｌ３ＳＷ）１５１を採用し、更にその分岐入出力部に光電変換器であるメディアコンバータ（ＭＣ）１５２を備えた構成である。これにより、更に多くの需要家が光ファイバケーブル１５５で直接、送受信することができる。即ち、更に多くの需要家が高速データ通信することができる。

又、上記構成は、ハイブリッド伝送路を用いた既存のネットワークがあれば、そのシステムを維持しつつ、容易に新たな高速ネットワークが形成可能であることを示してしる。即ち、既存のネットワークに本実施例に用いたカスケード接続されたノード装置１２０とルータ装置２０１を用いれば、容易に第１リング型ネットワークを形成することができる。即ち、ハイブリッド伝送路を用いた従来のネットワークを容易に拡大することができる。

（第３実施例）
第１実施例及び第２実施例は、例えば市中に敷設されたネットワークの同軸ケーブルにノード装置を設け、それをカスケード接続して新たな光ファイバ伝送路を増設する例であった。本発明は、集合住宅等でＴＶ信号を伝送する棟内ネットワークにも適用可能である。例えば、棟内ネットワークはアンテナ装置１６０、アンテナ装置１６０から延出された同軸ケーブル１６１、信号を各需要家の端末装置１０５に分配する分配器１６２からなる。本実施例では、この棟内ネットワークを例えばインタネットが利用可能な高速ネットワーク化する例である。

具体的には、同軸ケーブル１６１に分岐器１１０を挿入し、その分岐経路に第１実施例で使用したノード装置１２０を接続する。これを、例えば隣接した集合住宅に同じ構成で形成し、各ノード装置１２０を光ファイバケーブル１４０でカスケード接続する。又、少なくとも両端のノード装置１２０は、近隣の他のネットワークのルータ装置２０１に接続する。この様にして新たな高速ネットワークを構成する。需要家は、既存のＴＶ信号の受信のみならず高速インタネットサービスを利用することができる。

上記の全ての実施例において、本発明は、系統の異なる同軸伝送路が複数配置されている場合に、各同軸ケーブルにおいてはチャネル配置を共通化できるために、セル分け数を増加させることができ、端末装置が増加した場合のスループットの低下を防止できることを意味している。

又、ノード装置１２０を同軸ケーブルのデータの流れる方向に複数設けることは、そのノード装置１２０以降の端末装置１０５を複数のセルに分類することを意味する。セルとは、中央装置１００から見て、一つのまとまったエリアを意味する。そして、並列関係にある複数の同軸ケーブルにおいて、並列関係にある複数のセルに共通のチャネルを割り当てることが可能となる。よって、システム全体としてみた場合に、セル分け数を増加させることが可能となることを意味している。

さらに、各ノード装置１２０が支配しているセル毎に、同軸ケーブル１０３において、データ伝送のためのチャネルのデータ信号が他のセルに同軸ケーブルでは伝搬しないように帯域遮断フィルタを設けるならば、同軸ケーブル上のデータチャネルは、各セル毎に共通に設けることができるために、多数のセルを設定でき、システム全体としてのスループットが向上する。なお、近接したセル毎にセルを群別して、その群内では各セル毎に異なるデータチャネルを割当、異なる群毎に、データが他の群に伝搬しないようにデータ帯域の信号を遮断する帯域遮断フィルタを設けても良い。

（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。例えば、第１実施例の高速ネットワークでは、一つをバス型とし他方をリング型としたが、例えばバス型を複数、又はリング型を複数としてもよい。需要家に合わせて様々な形態を取りうるものとする。カスケード接続してネットワークを形成する場合、一つのノード装置が故障すると伝送不能となる場合がある。よって、バックアップの意味で複数、形成するのが望ましい。本発明によれば、容易に複数のバス型、及びリング型のネットワークが形成可能であるのでより安全な高速ネットワークとすることができる。

又、例えば第１実施例、第３実施例ではノード装置１２０を用いたが、それに代えて第２実施例のノード装置１５０を用いても良い。ノード装置１５０は光ファイバケーブル１５５を複数延出可能であるので、より多くの需要家に高速ネットワークサービスを提供することができる。

本発明は、高速通信網に利用できる。特に、ＣＡＴＶシステムに用いることが可能である。

本発明の第１実施例に係る高速ネットワーク構成図。 本発明の第１実施例の高速ネットワークに係るノード装置の構成ブロック図。 本発明の第２実施例に係る高速ネットワーク構成図。 本発明の第２実施例の高速ネットワークに係るノード装置の構成ブロック図。 本発明の第３実施例に係る高速ネットワーク構成図。 従来例に係るＬＡＮのシステムブロック図（ａ）、そのシステムの周波数構造図（ｂ）。 従来例に係るＣＡＴＶネットワークブロック図。

１００、２０３…中央装置
１０１、１０１Ａ、１４０、１４０Ａ…光ファイバケーブル
１０２、２０５…光ノード
１０３、１０３Ａ、１６１…同軸ケーブル
１０４…双方向増幅器
１０５…端末装置
１１０…分岐器
１２０、１５０…ノード装置
１２１Ａ、１２１Ｂ、１５２…メディアコンバータ
１２２、２０１、１３０…ルータ装置
１２３…ケーブルモデムターミネーションシステム（ＣＭＴＳ）
１２４…周波数コンバータ
１２７…分波器
１５１…高速ルータ装置
１５５、２０２、２０４…光ファイバケーブル
１６０…アンテナ装置
１６２…分配器

Claims (4)

1. 複数の需要家に設置された端末装置が、同軸ケーブルにより接続されて、ＲＦ信号によりデータ信号を通信可能としたネットワークにおいて、
   複数の前記端末装置をセル分けし、前記同軸ケーブルの途中の複数の位置に設けられ、前記端末装置から出力されたＲＦ信号の上りデータ信号を分岐させ、前記端末装置側に伝送されるＲＦ信号の下りデータ信号を前記端末装置側の下り方向に結合させる複数の分岐器と、
   セル分けされたセル毎に、前記ＲＦ信号の上りデータ信号及び前記ＲＦ信号の下りデータ信号を他のセルの前記同軸ケーブルには伝搬させないように、前記同軸ケーブルに設けられた帯域遮断フィルタと、
   複数の前記分岐器のそれぞれの分岐器の分岐側に接続され、前記ＲＦ信号の前記下りデータ信号及び前記ＲＦ信号の前記上りデータ信号と、ベースバンド信号のデータ信号とを、相互に変換するケーブルモデムターミネーションシステム装置と、前記ベースバンド信号の前記データ信号を伝送先を指定するルータ装置と、前記ルータ装置に入出力する電気信号と光信号とを相互に変換する光電変換器とを有する複数のノード装置と、
   複数の前記ノード装置の前記光電変換器間をカスケード接続する光ファイバーケーブルと、
   を有することを特徴とするネットワーク。
2. 前記カスケード接続された少なくとも一つの前記ノード装置群の片端の前記ノード装置は、光ファイバケーブルで中央装置、又は他のネットワークのルータ装置と接続され、バス型伝送路が形成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク。
3. 前記カスケード接続された少なくとも一つの前記ノード装置群の両端の前記ノード装置は前記光ファイバケーブルで中央装置、又は他のネットワークのルータ装置と接続され、リング型伝送路が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のネットワーク。
4. 前記ノード装置から延出された複数の光ファイバケーブルの少なくとも一つには、端末装置が直接接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のネットワーク。

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