JP5756885B2 - 有線ループ設備を介したポイントツーマルチポイント伝送 - Google Patents

Description

本発明は、次世代銅線アクセスに関し、より詳細には、ポイントツーマルチポイント伝送能力を有するアクセスノードに関する。

次世代銅線アクセスに関して、ポイントツーマルチポイント（Ｐ２ＭＰ）プロトコルを可能にすることに関心が表されている。Ｐ２ＭＰプロトコルを可能にすることには、アクセスノードにおける単一のトランシーバからＮ名のユーザがサービスを受けることができ、アクセスノードの費用、サイズ、エネルギー消費、およびスケーラビリティに良い影響がもたらされるという利点があると主張されている。

しかし、銅線ループ設備は、一般に、アクセスノードからそれぞれの加入者構内に至る専用の（またはポイントツーポイントの）リンクから成る。物理的に、より対銅線は、複数のユーザの間で共有されない。したがって、そのようなネットワークにＰ２ＭＰを適用することは、従来行われてきたことではない。そうすることは、送信電力の点で非常に非効率である。さらに、顧客構内からの逆方向の給電および簡易電話サービス（ＰＯＴＳ）を望むことにより、Ｐ２ＭＰアクセスネットワークの効率的な実施に関してさらなる障害が加わる。

従来のＰ２ＭＰトポロジにおいて、送信信号は、すべての分岐で分割される。Ｎ名のユーザに接続するためにＮ個の分岐を有するスタートポロジを考慮されたい。送信電力Ｐは、Ｎ個の分岐のそれぞれにおいて電力Ｐ／Ｎを有する均等なＮ個の信号に分割される。一般性を損なうことなく、実際には、異なる分岐上の信号電力は、それらの分岐のインピーダンスが異なる場合には異なる可能性があるという事実はここでは省くことにする。通常、デジタル加入者線（ＤＳＬ）標準も、その他のアクセス標準もしくは宅内標準も、線路上に供給され得る最大送信電力スペクトル密度（ＰＳＤ）を定義する。スタートポロジにおいて、ＰＳＤ限度は、送信機をスターのＮ個の分岐に接続する第１のセグメントによって実施される。このため、各分岐は、それらの異なるループのインピーダンスに依存する課されたＰＳＤと比べてはるかに低いＰＳＤを経験する。それらの分岐の異なるチャネル特性を無視して、送信電力は、この電力がＮ個の加入者ループにわたって分割されるので、ＰＳＤ限度によって規定されるよりＮ倍大きいことが許される。このため、フロントエンドハードウェアは、従来と比べてＮ倍高い、非常に高い電力で送信できることを必要とし、このことは結果として、ラインドライバなどの構成要素のパフォーマンスおよび線形性に困難な要件を課す。さらに、それは、逆方向の給電の要件のため、電力予算制約と両立しない。単純明快な代替案は、フロントエンドを現在の設計に基づくものとし、受信される電力におけるＮ倍の悪影響を受け入れることである。通常、Ｎは、８から２４までのオーダである。このことは、９ｄＢから１４ｄＢまでのオーダの信号対雑音比（ＳＮＲ）低下に相当する。そのような最新技術の実施形態の例が、ウィルキンソン電力分配器である。

本発明の目的は、消費される電力と、個々のすべてのユーザが利用できる個別のデータスループットの両方の点において効率的であるアクセスノード内のＰ２ＭＰ伝送をサポートするための独創的な構成を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、有線ループ設備を介して加入者を接続するためのアクセスノードが、第１の送信出力ポートにシリアル結合された、送信デジタルサンプルをアナログ送信信号に変換するためのデジタル−アナログ変換ロジックにシリアル結合された、送信デジタルサンプルを出力するための送信デジタル処理ロジックを備える第１の送信回路と、有線ループ設備の伝送線路に接続するため、およびこの伝送線路の線路物理特性に適応させるための線路適応ユニットにシリアル結合された、送信信号を増幅するための送信増幅器にシリアル結合された第２の送信入力ポートを個々に備える複数の第２の送信回路とを備える。

アクセスノードは、第１の送信出力ポートに結合された第３の送信入力ポートと、複数の第２の送信入力ポートのうちのそれぞれのポートに結合された複数の第３の送信出力ポートとを備えるとともに、送信クロスコネクトテーブルに従って第３の送信入力ポートを複数の第３の送信出力ポートのうちの１つに動的に接続するように構成された送信アナログスイッチと、この送信アナログスイッチに結合されるとともに、それぞれの伝送線路上の送信トラフィックパターンに従って送信クロスコネクトテーブルを更新するように構成された送信制御ロジックとをさらに備える。

本発明の別の態様によれば、有線ループ設備を介して加入者を接続するためのアクセスノードが、受信デジタルサンプルを処理するための受信デジタル処理ロジックにシリアル結合された、受信アナログ信号を受信デジタルサンプルに変換するためのアナログ−デジタル変換ロジックにシリアル結合された第１の受信入力ポートを備える第１の受信回路と、有線ループ設備の伝送線路への接続と、第２の受信出力ポートにシリアル結合された、受信信号を増幅するための受信増幅器にシリアル結合された伝送線路の線路物理特性への適応とを行うための線路適応ユニットを個々に備える複数の第２の受信回路とを備える。

アクセスノードは、第２の受信出力ポートのうちのそれぞれのポートに結合された第３の受信入力ポートと、第１の受信入力ポートに結合された第３の受信出力ポートとを備えるとともに、受信クロスコネクトテーブルに従って第３の受信入力ポートのうちの１つを第３の受信出力ポートに動的に接続するように構成された受信アナログスイッチと、この受信アナログスイッチに結合されるとともに、それぞれの伝送線路上の受信トラフィックパターンに従って受信クロスコネクトテーブルを更新するように構成された受信制御ロジックとをさらに備える。

本発明の一実施形態において、送信トラフィックパターンおよび／または受信トラフィックパターンは、時分割多元接続ＴＤＭＡスキームに準拠する。

本発明の一実施形態において、送信トラフィックパターンおよび／または受信トラフィックパターンは、それぞれの伝送線路上の送信トラフィックデマンドおよび／または受信トラフィックデマンドに応じて決定される。

本発明の一実施形態において、送信制御ロジックはさらに、送信クロスコネクトテーブルおよび／または受信クロスコネクトテーブルの更新に伴って送信増幅器および／または受信増幅器を個々にディセーブルにする、またはイネーブルにするためのものである。

本発明の一実施形態において、第１の送信回路は、送信信号エネルギーを或る送信周波数帯域に制限するための、デジタル−アナログ変換ロジックと第１の出力ポートの間にシリアル結合された送信フィルタを備える。

本発明の一実施形態において、第１の受信回路は、受信信号エネルギーを或る受信周波数帯域に制限するための、第１の受信入力ポートとアナログ−デジタル変換ロジックの間にシリアル結合された受信フィルタを備える。

本発明の一実施形態において、送信スイッチのクロスコネクトテーブルと受信スイッチのクロスコネクトテーブルは、互いに独立に更新される。

有線ループ設備を介するＰ２ＭＰ伝送の欠点は、送信機とリンクの間にスイッチを導入することによって回避される。このスイッチの位置は、電力消費および個々のデータスループットを最適化するとともに、実施の困難を最小限に抑えるように注意深く設計される。このソリューションは、複数のトランシーバのうちの任意のトランシーバに任意の線路を割り当てることを可能にするスイッチング機能を含む。

様々なオプションが存在するが、或る魅力的な設計が特定されている。この設計には、場合により、さらなるエネルギー効率のためにクロスコネクトテーブルの更新に伴って送信増幅器および受信増幅器をディセーブルにするため、またはイネーブルするための制御論理を含めつつ、送受信増幅器段階より前にスイッチング機能を含めることを伴う。

このスイッチは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）スキームに基づいて、またはそれぞれの伝送線路上の実際の送信トラフィックデマンドもしくは受信トラフィックデマンドに基づいて駆動される。

この独創的な構成は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）およびアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）を含むとともに、場合により、送受信フィルタも含む単一のデジタルトランシーバが複数のユーザの間で共有される一方で、ラインドライバおよびハイブリッド設定が、線路ごとに最適化されることを可能にする。

そのような構成は、加入者構内からの伝送線路が終端する装置である、線路終端ユニットの一部を、通常、形成する。この装置は、加入者にネットワークアクセスを提供するためのアクセスノードの一部を形成する。アクセスノードの例が、デジタル加入者線アクセスマルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）、イーサネット（登録商標）アクセスブリッジ、ＩＰアクセスルータもしくはＩＰエッジルータなどである。アクセスノードは、中央ロケーション（例えば、中央局）に存在しても、加入者構内により近い遠隔ロケーション（例えば、路上の筐体）に存在してもよい。

添付の図面と併せて解釈される或る実施形態の後段の説明を参照することによって、本発明の以上、およびその他の目的および特徴が、より明白になるとともに、本発明自体も最もよく理解されよう。

現行の銅線アクセスおよび次世代の銅線アクセスに関する様々なアクセストポロジを示す図である。 通常のデジタルトランシーバの機能上のアーキテクチャを示す図である。 Ｐ２ＭＰ伝送のためのエネルギー効率のよいトランシーバ構成を備えるアクセスノードを示す図である。

図１で、３つのアクセストポロジ、すなわち、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）、ポイントツーマルチデバイス（Ｐ２ＭＤ）、およびポイントツーマルチホーム（Ｐ２ＭＨ）が見られる。

［Ｐ２Ｐ］Ｐ２Ｐ使用事例において、各加入者は、アクセスノードにおける専用のトランシーバに接続される。各加入者は、単一のアクセスネットワーク終端を有する。このことは、ＤＳＬにおける従来のアプローチである（図１、上）。

このスキームの利点は、各加入者がその加入者の専用のチャネルを有することである。このことは、各加入者が利用できる容量を最大化するとともに、隣接するユーザ間の相互依存関係を小さくする。さらに、アクセスネットワークと宅内ネットワークの間の明確な分離も存在し、このことが、管理責任の明確な分離を可能にする。

１つの欠点は、エンドユーザごとに専用のトランシーバが要求されて、アクセスノードサイズに影響することである。さらに、クロストークも大きな問題である。ジョイント信号処理などのクロストークキャンセル技法が、この欠点を軽減することができる。

別の欠点は、各加入者が、アクセスネットワークと宅内ネットワークを分離する単一のゲートウェイを必要とすることである。他方、アクセス容量は、任意の宅内トラフィックにかかわらず常に利用可能である。

［Ｐ２ＭＤ］Ｐ２ＭＤ使用事例において、各加入者は、アクセスノードにおける専用のトランシーバに接続される。加入者は、入ってくるより対線の異なる分岐にそれぞれが接続された、複数のアクセスネットワーク終端装置を加入者の自宅内に有することが可能である（図１、中）。

このシナリオの１つの利点は、自宅内の任意の接続がアクセスネットワークを終端させるのに使用されることが可能であり、さらに複数の端末装置が同時に動作することが可能であることである。このことは、宅内ゲートウェイを取り除くことを可能にする。各サービスは、そのサービスのエンドデバイスの近くに、すなわち、高速インターネットアクセス（ＨＳＩＡ）は、ＰＣの近く（または内部）に、さらにＩＰＴＶは、ＴＶの近く（または内部）に終端させられる。

別の利点は、宅内デバイスが、自宅内のデバイス間通信と同一の技術およびトポロジを使用することも可能なことである（すなわち、アクセスノードトランシーバを介するのではなく）。このことは、アクセスネットワークと宅内ネットワークを合併させることに相当する。

このことには、宅内トラフィックが同一のネットワーク上で送信される場合にアクセスノードとエンドデバイスの間の通信の容量が低下するという欠点が伴う。

別の欠点は、スタブが本来的に存在することである。多くの事業者は、チャネル応答の低下およびより雑音ピックアップの増加によってもたらされる容量の低下のため、宅内ブリッジタップを主要なボトルネックと見なす。さらに、タップにおいてピックアップされる雑音のタイプは、しばしば、時間につれて変化する（インパルス雑音、ＡＭイングレス）。Ｐ２ＭＤにおいて、ブリッジタップは、許容される、または柔軟性を高めるために意図的に追加されさえする。このことが、全体的なリンク容量に影響を及ぼす。

さらに、クロストークが依然として、Ｐ２ＭＤに関する大きな障害のままである。

［Ｐ２ＭＨ］Ｐ２ＭＨ使用事例において、各加入者は、単一のゲートウェイを有する。アクセスノードにおける１つのトランシーバが、別々の顧客構内における、１名の加入者当たり１つの、複数のトランシーバに接続される（図１、下）。

この使用事例の１つの利点は、アクセスノードにおける単一のトランシーバが、Ｍ名の複数の加入者に応対することが可能なことである。Ｎ個のトランシーバを有するアクセスノードは、Ｍ×Ｎ名の加入者に応対することができる。このことは、潜在的な加入者の数が、単一のノード内の利用可能な、または費用に無理のない最大限のトランシーバの数より多い場合に役立つ可能性がある。

別の利点は、相互のクロストーク源に直交タイムスロットを割り当てることによって、（明確な容量に対する悪影響を伴う）Ｐ２ＭＤ伝送におけるクロストークが回避され得ることである。

欠点は、Ｐ２ＭＨが、ＤＳＬアクセスを共有される媒体にすることである。各加入者は、物理的に１つまたは複数の専用の対線を有するが、Ｐ２ＭＨ ＭＡＣは、隣接する加入者がそれでも加入者の帯域幅を時分割する、または周波数分割する必要があることを暗示する。このことは、各加入者が利用できる平均帯域幅を１／ｍ（ｔ）に低減し、ただし、ｍは、時刻ｔにアクティブである加入者の数である。このため、利用可能な帯域幅に関して明確な時間依存関係が存在する。このことは、スループットのデマンドが、単一リンクの容量を十分に下回っている限り、すなわち、初期展開に関して、容認できる。しかし、デマンドが増大すると、媒体共有は、それほど魅力的でなくなる。このことが生じた場合、事業者は、各加入者が専用のトランシーバを有するように事業者の装置を配線しなおす、または交換することを選択することが可能である。このことは、トラックロールを要求する。

別の欠点は、より対線の間の金属接点が、アクセスノードにおいて送信される電力がＭ本の線路に分割されるようにすることである。等しい特性と、等しい長さとを有するＭ本の線路の場合、要求される送信電力は、Ｐ２Ｐの場合と比べてＭ倍大きい。

したがって、単一のＤＡＣ／ＡＤＣから信号を受信する、それぞれが専用の対線に接続された複数のＬＤ／ＬＮＡが関与する、より複雑なソリューションが要求される。ＤＡＣ／ＡＤＣとラインドライバ／増幅器のセットの間でスイッチが要求される。ラインドライバおよび増幅器の数を増やすことは、線路ごとのフロントエンド設定を依然として調整することを可能にする。このことは、一般的なフロントエンド設定の必要性に起因するさらなる容量低下を制限するために重要である。さらに、そのようなスキームは、ＰＯＴＳ、つまり、線路ごとの逆方向の給電を依然として扱うことができる。

図２で、トランシーバ構成１００の高レベルブロック図が見られる。トランシーバ構成１００は、互いにシリアル結合された以下の機能ブロックを備えるものとして示される：
− デジタルシグナルプロセッサ１１０（またはＤＳＰ）、
− アナログフロントエンド１２０（またはＡＦＥ）、
− ライン適応ユニット１３０（またはＬＡＵ）、
− ＰＯＴＳスプリッタ１４０、
− 電力スプリッタ１５０。

ＤＳＰ１１０は、ユーザデータおよび制御データを符号化し、さらに変調してデジタルデータシンボルにすること、およびデジタルデータシンボルからユーザデータおよび制御データを復調し、さらに復号することを目的とする。

或る好ましい実施形態において、ＤＳＰ１１０は、複数の直交搬送波にわたる離散マルチトーン（ＤＭＴ）データシンボルの符号化および復号を行う（直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）通信としても知られる）が、他のデジタル通信技法も包含されるものと考えられる。

以下の送信ステップが、通常、ＤＳＰ１１０内部で実行される：
− データ多重化、フレーミング、スクランブル、誤り訂正符号化、およびインターリーブなどのデータ符号化、
− 搬送波順序付けテーブルに従って搬送波を順序付けるステップと、符号化されたビットストリームを、順序付けられた搬送波のビットローディングに従って解析するステップと、ビットの各チャンクを適切な送信コンステレーションポイントにマップする（それぞれの搬送波振幅および搬送波位相に関して）ステップとを備える信号変調、
− 信号スケーリング、
− 逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）、
− 巡回プレフィックス（ＣＰ）挿入、および
− 時間窓処理。

以下の受信ステップが、通常、ＤＳＰ１１０内部で実行される：
− 時間領域信号等化
− 巡回プレフィックス（ＣＰ）除去
− 高速フーリエ変換（ＦＦＴ）
− 周波数領域信号等化
− 等化された個々のすべての周波数サンプルに、それぞれの搬送波ビットローディングにパターンが依存する適切なコンステレーショングリッドを適用するステップと、予期される送信コンステレーションポイント、および対応する送信ビット系列を検出するステップと、ビットの検出されたすべてのチャンクを、搬送波順序付けテーブルに従って並べ替えるステップとを備える信号復調−検出、
− データ逆インターリーブ、ＲＳ復号（バイト誤りが、存在する場合、このステップ中に訂正される）、逆スクランブル、フレーム識別、および逆多重化などのデータ復号。

ＡＦＥ１２０は、デジタル−アナログ変換器１２１（またはＤＡＣ）およびアナログ−デジタル変換器１２２（またはＡＤＣ）と、帯域外干渉を阻止しながら、信号エネルギーを適切な通信周波数帯域内に制限するための送信フィルタ１２３（またはＴＸ＿ＦＩＬＴ）および受信フィルタ１２４（またはＲＸ＿ＦＩＬＴ）と、送信信号を増幅するため、および伝送線路を駆動するためのラインドライバ１２５（またはＬＤ）と、可能な限り少ない雑音を伴って受信信号を増幅するための低雑音増幅器１２６（ＬＮＡ）とを備える。

ＬＡＵ１３０は、低い送信機−受信機結合比を実現しながら（例えば、エコーキャンセル技法によって）、送信機出力を伝送線路に結合し、さらに伝送線路を受信機入力に結合するためのハイブリッドと、ＰＯＴＳ帯域内、および電力周波数帯域内に存在する望ましくない信号をろ波して除くためのさらなる送信ハイパスフィルタおよび受信ハイパスフィルタと、線路の特性インピーダンスに適応させるためのインピーダンス整合回路と、絶縁回路（通常、変成器）とを備える。

ＰＯＴＳスプリッタ１４０は、ＰＯＴＳ信号をピックアップすることを目的として、さらに電力スプリッタ１５０は、電力信号をピックアップすることを目的とする。ＰＯＴＳスプリッタ１４０および／または電力スプリッタ１５０は、オプションである。すなわち、ＰＯＴＳスプリッタ１４０は、レガシー音声グレードサービスの必要性がある場合に存在し、さらに電力スプリッタ１５０は、逆方向の給電の必要性がある場合に存在する。ＰＯＴＳスプリッタブロックと電力スプリッタブロックの順序は、任意である。示された順序は、電力はＤＣで伝達されるが、ＤＣ ＰＯＴＳシグナリングは、ＰＯＴＳスプリッタブロックにおいて認識可能なＡＣシグナリングに変換されるという状況に対応する。

次に、このブロック図で右から左に移動して、そのロケーションにスイッチを配置することの利点と欠点を示す。

この線路上で一時的に全く伝送が行われていない場合でさえ、各エンドユーザから電力をとることができるように、スイッチは、電力スプリッタ１５０より左に配置される必要がある。このことは、単一のエンドユーザからの電力が、例えば、あまりにも多くの電力が要求されるために、または線路上の電力伝達に障害があるために、すべての（遠隔）アクセスノード機能に給電するのに十分ではない場合、極めて重要である。

同様に、すべてのエンドユーザに関して同時にＰＯＴＳサービスを可能にするために、スイッチがＰＯＴＳスプリッタ１４０の左側に配置されることが重要である。

設計をコンパクトにするために、スイッチは、ＬＡＵ１３０とＰＯＴＳスプリッタ１４０の中間に配置されることも可能である。Ｎ本の線路に応対するのに単一のＬＡＵしか必要とされない。このアーキテクチャにおいて、ＬＡＵ、ＡＦＥ、およびＤＳＰは、複数のエンドユーザの間で共有される。このことは、すべての線路に適用される一般的な線路適応設定が要求されること、またはＬＡＵ構成が、スイッチのクロスコネクトテーブルと同期して変更される必要があることを暗示する。そのような変更は、通常、望ましくない過渡効果をもたらす。このことにより、一般的な線路適応設定が、このスイッチロケーションに関する好ましいオプションとして残る。

このブロック図でさらに左に移動して、スイッチが、ＡＦＥ１２０とＬＡＵ１３０の中間に配置されることが可能である。このことは、ＡＦＥがＮ名のユーザの間で共有されるという利点を有する。このことは、ＡＦＥが、この連鎖の中で群を抜いて最大のエネルギー消費者であるため、重要である。別の利点は、各線路がその線路独自の最適化されたＬＡＵを有することである。この利点は、合理的に説明されなければならない。すなわち、すべてのループは、同一のケーブルタイプからであると予期されるので、様々な線路の線路適応設定は、同様である。このアプローチの欠点は、ＡＥＦとＬＡＵが、今日、共同最適化されることである。ＡＦＥとＬＡＵの関係を解消して、今日と変わらずに同等に効率的であるようにすることは、困難である。

考慮される次のオプションは、ＤＳＰ１１０とＡＦＥ１２０の中間にスイッチを配置することである。このことは、信号が依然としてデジタル領域内にあるので、群を抜いて最も容易な実施形態である。さらに、ＡＦＥ設定が、線路ごとに最適化される。しかし、各線路がその線路独自のＡＦＥを有するという事実は、スペース消費問題およびエネルギー消費問題をもたらし、すなわち、ＡＦＥが、このブロックの最大のエネルギー消費者である。トランシーバがＴＤＭＡモードで線路の間で切り換えを行っている際に、電力を節約するためにＡＦＥ全体をオンにする、またはオフにすることは、過渡効果を生じさせる。より詳細には、線路上の待ち時間要件のために、所与の線路の不活動の長い期間は（その線路がアイドルモードに入っている場合以外は）、存在しない。スイッチング比は、ＡＦＥにおける大きいエネルギー節約を可能にするには高過ぎるものと理解される。

次に、スイッチング手順におけるエネルギー効率を最適化するようにＡＦＥに注目する。ＡＦＥのデジタル部分はＤＡＣまでの、およびＡＤＣからのすべてを含む。ＡＦＥアナログ部分に、下流周波数帯域内にエネルギーを制限するための送信フィルタ、および上流周波数帯域内にエネルギーを制限するための受信フィルタ、ならびに信号増幅のためのＬＤおよびＬＮＡが、通常、存在する。ＤＡＣおよびＡＤＣ、ならびにフィルタ特性は、固定である、または様々な線路に関して少なくとも同様であるものと想定される。ＬＤおよびＬＮＡにおける利得制御は、とりわけ、ループ長が大幅に異なる場合、好ましくは、適応させられる。スイッチのための適切なロケーションは、したがって、Ｔｘ／ＲｘフィルタとＬＤ／ＬＮＡの中間のＡＦＥ内部である。この設計において、ＤＳＰ、およびフィルタを含め、フィルタまでのＡＦＥは、Ｐ２ＭＰによって接続された複数のユーザの間で共有される。各線路は、その線路の専用のＬＤ／ＬＮＡ、ＬＡＵ、ならびにＰＯＴＳスプリッタおよび電力スプリッタを有する。このことが、通常どおり、ＬＤ／ＬＮＡとＬＡＵの共同最適化を可能にする。さらに、ＬＤ／ＬＮＡが、活動に合わせて電力を自然にスケーリングする。ＬＤ特性は、よく知られており、休止エネルギー消費量に従う。この設計を頼りにして、ＬＤは、（Ｎ−１）／Ｎの時間にわたって不アクティブである可能性があるので、休止消費量の小さいＬＤを選択することが重要である。さらに、この設計の利点は、この設計が、１つの線路上で送信しながら、それと同時に別の線路上で受信することを可能にして、ＴＤＭＡスキームおよびＵＳ／ＤＳ比のさらなる柔軟性をもたらすことである。

提案される構成が、図３に示される。図３で、以下の機能ブロックを備えるアクセスノード２００が見られる：
− Ｍ個の第１のトランシーバ回路２１０ｍ、
− Ｎ個の第２のトランシーバ回路２２０ｎ
− スイッチ２３０、および
− コントローラ２４０（またはＣＴＲＬ）。

ＭおよびＮは、正の整数であり、高いリソース共有、およびより低い費用を実現するように、Ｍは、Ｎと比べて大幅により小さく、ｍは、１からＭまでに及ぶインデックスであり、さらにｎは、１からＮまでに及ぶインデックスである。

各第１のトランシーバ回路２１０ｍは、送信出力ポートＯ１ｍと、受信入力ポートＩ１ｍとを備える。各第１のトランシーバ回路２１０ｍは、送信出力ポートＯ１ｍに結合された第１の送信回路と、受信入力ポートＩ１ｍに結合された第１の受信回路とを備える。第１の送信回路は、互いにシリアル結合されたＤＳＰ、ＤＡＣ、および送信フィルタを備え、さらに第１の受信回路は、互いにシリアル結合された受信フィルタ、ＡＤＣ、およびＤＳＰを備える。受信フィルタブロックおよび送信フィルタブロックは、オプションである。ＤＳＰブロックとＤＡＣ／ＡＤＣブロックの間にさらなる補外／デシメーションブロックが存在することが可能である。

各第２のトランシーバ回路２２０ｎは、送信入力ポートＩ２ｎと、受信出力ポートＯ２ｎとを備える。各第２のトランシーバ回路２２０ｎは、送信入力ポートＩ２ｎに結合された第２の送信回路と、受信出力ポートＯ２ｎに結合された第２の受信回路とを備える。第２の送信回路は、ＬＡＵにシリアル結合されたＬＤを備え、さらに第２の受信回路は、ＬＮＡにシリアル結合されたＬＡＵを備える。このＬＡＵは、有線ループ設備の伝送線路にさらに結合される。

スイッチ２３０は、ｍ個の送信出力ポートＯ１ｍのそれぞれのポートに結合されたｍ個の送信入力ポートＩ３ｍと、ｍ個の受信入力ポートＩ１ｍのそれぞれのポートに結合されたｍ個の受信出力ポートＯ３ｍと、ｎ個の送信入力ポートＩ２ｎのそれぞれのポートに結合されたｎ個の送信出力ポートＯ４ｎと、ｎ個の受信出力ポートＯ２ｎのそれぞれのポートに結合されたｎ個の受信入力ポートＩ４ｎとを備えるアナログスイッチである。入力ポートと出力ポートは、通常、双方向ポートとして組み合わされる。

スイッチ２３０は、特定の入力ポート経由で受信されたアナログ信号を、その特定の入力ポートと１対１関係にある特定の出力ポートに向けて伝搬するように構成されたアナログスイッチである。このことは、マイクロエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）スイッチ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、または類似した基本スイッチングデバイスによって実現され得る。特定の入力ポートと特定の出力ポートの間の１対１の関連付けは、コントローラ２４０によって動的に更新されるクロスコネクトテーブルＸＴの中に保持される。

コントローラ２４０は、ＤＳＰ、ＬＤ、ＬＮＡ、およびスイッチ２３０に結合される。

コントローラ２４０は、送信トラフィックパターンおよび受信トラフィックパターンに従ってスイッチ２３０のクロスコネクトテーブルを動的に更新することを目的とする。複数の第１のトランシーバ回路２１０の各回路がまず、０からＮまでの範囲の数の線路に静的に、または半静的に割り当てられたものとして構成される。線路の数が２以上である場合、多元接続スキームが使用される。次に、この特定のグループの線路の範囲内で、第１の送信パスがスイッチ２３０を介して動的にセットアップされて、第１の送信回路が第２の送信回路に接続され、さらに第２の受信パスがスイッチ２３０を介して動的にセットアップされて、第１の受信回路が同一の、または別の第２の受信回路に接続される。

これらの受信パスおよび送信パスは、何らかの所定のＴＤＭＡスキームに従って、またはリソースを割り当てながら、ユーザ公平性の考慮を含め、実際のトラフィックデマンドに応じて、動的にセットアップされる。実際のトラフィックデマンドは、加入者トラフィックが予期される宛先／送信元ごとのトラフィック情報に従って算出されることが可能である。例えば、ＤＳＰが、次の下流データシンボルが送信されるべき線路のＩＤをコントローラ２４０に報告することが可能であり、さらにコントローラ２４０が、スイッチ２３０が適切にプログラミングされた後に、データシンボルの実際の送信を許可することが可能である。その場合、それぞれの加入者線上の下流トラフィックに優先順位を付け、さらに公平にディスパッチすることは、ＤＳＰに任されている。それでも、例えば、ＬＮＡが、顧客構内設備（ＣＰＥ）からの、上流通信のデマンドを示す何らかの受信信号を検出し、さらにそれに相応してコントローラ２４０に通知することが可能である。一度或る特定のユーザが上流通信のために選択されると、スイッチ２３０を介して対応する受信パスがプログラミングされ、さらに何らかの種類の確認応答信号が対応する伝送線路を介して送信されて、ＣＰＥが上流に送信することを開始することができるようにする。この確認応答信号は、第１の送信リソースを利用することなしにＬＤによって直接に発行される何らかのプログラミング可能な信号、または一般的な信号であることが可能であり、このことが、異なる伝送線路上で有利に使用されることが可能である。

代替として、低い複雑度の受信電力検出器が、スイッチ２３０に結合され、さらにコントローラ２４０が、この受信電力検出器を、次から次に連続してすべての不アクティブな線路に接続する。このようにして、単一の電力検出器しか必要とされず、第２の線路上で上流通信が行われている間に第１の線路上でランダムアクセスが検出されることが可能である。

コントローラ２４０は、ＬＤが、第１の送信回路のいずれにも接続されていない場合、つまり、そのＬＤに関してスイッチ２３０を通るアクティブな送信パスが全く存在しない場合、ＬＤを低電力休止モード（通常、より低い休止電流、および低下した線形性でバイアスをかけることを利用する）に切り替えるようさらに構成され、コントローラ２４０は、ＬＤが、１つの第１の送信回路に接続された場合、つまり、そのＬＤに関してスイッチ２３０を通るアクティブな送信パスが存在する場合、ＬＤを、公称電力消費を伴う動作（通常、より高い休止電流、および向上した線形性で別のバイアスをかけることを利用する）に戻すように切り替えるようにさらに構成される。

同様に、コントローラ２４０は、ＬＮＡが、第１の受信回路のいずれにも接続されない場合、つまり、そのＬＮＡに関してスイッチ２３０を通るアクティブな受信パスが全く存在しない場合、ＬＮＡを低電力休止モードに切り替えるようさらに構成され、コントローラ２４０は、ＬＮＡが、１つの第１の送信回路に接続された場合、つまり、そのＬＮＡに関してスイッチ２３０を通る対応する受信パスがアクティブである場合、ＬＮＡを、公称電力消費を伴う動作に戻すように切り替えるようにさらに構成され、ＬＮＡは、ＣＰＥからのランダムアクセス信号が検出されることになっている場合、常時、または断続的にオンになっていなければならないことに留意されたい。

代替として、増幅器制御ロジックは、暗黙であるとともに、ＬＤおよび／またはＬＮＡの入力における信号検出に基づくことも可能である。

マルチキャスト伝送は、複数の第２の送信回路を単一の第１の送信回路に同時にクロスコネクトすることによって達せられる。このことは、例えば、アイドルモードに入っている複数の線路が、同期を維持するためにトレーニング信号を要求する場合に役立つ。単一の第１の送信回路が、複数の第２の送信回路にそのようなトレーニング信号を同時に供給することができ、その他の第１の送信回路を残りのアクティブな第２の送信回路のために解放する。マルチキャスト伝送中、ラインドライバ増幅が、複数のパスにわたる電力分割を克服するように適応させられることが可能である。代替として、同期は、第２の回路によって発行され、第１の回路が関与しない一般的な信号、またはプログラミング可能な信号によって維持される。

「備える」という用語は、この用語に続いてリストアップされる手段に限定されるものと解釈されるべきではないことに留意されたい。このため、「手段Ａと、手段Ｂをを備えるデバイス」という表現の範囲は、構成要素Ａおよび構成要素Ｂだけから成るデバイスに限定されるべきではない。この表現は、本発明に関して、そのデバイスの関係のある構成要素が、ＡおよびＢであることを意味する。

「結合された」という用語は、直接の接続だけに限定されるものと解釈されるべきではないことにさらに留意されたい。このため、「デバイスＢに結合されたデバイスＡ」という表現の範囲は、デバイスＡの出力がデバイスＢの入力に直接に接続された、さらに／またはデバイスＢの出力がデバイスＡの入力に直接に接続されたデバイスまたはシステムに限定されるべきではない。この表現は、Ａの出力とＢの入力の間、および／またはＢの出力とＡの入力の間にパスが存在し、このパスは、他のデバイスまたは手段を含むパスであってもよいことを意味する。

説明および図面は、本発明の原理を単に例示するに過ぎない。このため、当業者が、本明細書で明示的に説明されることも、図示されることもないものの、本発明の原理を実現するとともに、本発明の趣旨および範囲に含められる様々な構成を考案することができることが、認識されよう。さらに、本明細書に記載されるすべての実施例は、主に、読者が、本発明の原理、および当技術分野を進展させることに寄与する本発明者（ら）による概念を理解することを助ける教育的な目的だけを明確に意図しており、そのような特別に記載される実施例および条件に限定されることなしに解釈されるべきものとする。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態、ならびに本発明の原理、態様、および実施形態の特定の実施例について本明細書で述べるすべての記載は、これらの原理、態様、実施形態、および実施例の均等物を包含することを意図している。

図に示される様々な要素の機能は、専用のハードウェア、ならびに適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を介して提供されることが可能である。プロセッサによって提供される場合、これらの機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有されるプロセッサによって、またはいくつかが共有されることが可能な複数の個々のプロセッサによって提供されることが可能である。さらに、プロセッサとは、ソフトウェアを実行することができるハードウェアだけを指すと解釈されるべきではなく、プロセッサには、限定なしに、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などが暗黙に含まれ得る。また、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性ストレージなどの従来の、さらに／またはカスタムの他のハードウェアが含められることも可能である。

Claims (9)

1. 有線ループ設備を介して加入者を接続するためのアクセスノード（２００）であって、
   第１の送信出力ポート（Ｏ１ｍ）にシリアル結合された、送信デジタルサンプルをアナログ送信信号に変換するためのデジタル−アナログ変換ロジック（ＤＡＣ）にシリアル結合された、送信デジタルサンプルを出力するための送信デジタル処理ロジック（ＤＳＰ）を備える第１の送信回路（２１０ｍ）と、
   有線ループ設備の伝送線路（Ｌｎ）に接続するため、および伝送線路の線路物理特性に適応させるための線路適応ユニット（ＬＡＵ）にシリアル結合された、送信信号を増幅するための送信増幅器（ＬＤ）にシリアル結合された第２の送信入力ポート（Ｉ２ｎ）を個々に備える複数の第２の送信回路（２２０ｍ）とを備え、
   第１の送信出力ポートに結合された第３の送信入力ポート（Ｉ３ｍ）と、複数の第２の送信入力ポートのうちのそれぞれのポートに結合された複数の第３の送信出力ポート（Ｏ４ｎ）とを備えるとともに、送信クロスコネクトテーブル（ＸＴ）に従って第３の送信入力ポートを複数の第３の送信出力ポートのうちの１つに動的に接続するように構成された送信アナログスイッチ（２３０）をさらに備え、送信アナログスイッチに結合されるとともに、それぞれの伝送線路上の送信トラフィックパターンに従って送信クロスコネクトテーブルを更新するように構成された送信制御ロジック（２４０）をさらに備え、
   送信制御ロジックがさらに、送信クロスコネクトテーブルの更新に伴って送信増幅器を個々にディセーブルにする、またはイネーブルにするためのものである、アクセスノード（２００）。
2. 送信トラフィックパターンが、時分割多元接続ＴＤＭＡスキームに準拠する、請求項１に記載のアクセスノード（２００）。
3. 送信トラフィックパターンが、それぞれの伝送線路上の送信トラフィックデマンドに応じて決定される、請求項１に記載のアクセスノード（２００）。
4. 第１の送信回路が、デジタル−アナログ変換ロジックと第１の出力ポートの間にシリアル結合された、送信信号エネルギーを或る送信周波数帯域に制限するための送信フィルタ（ＴＸ＿ＦＩＬＴ）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクセスノード（２００）。
5. 有線ループ設備を介して加入者を接続するためのアクセスノード（２００）であって、
   受信デジタルサンプルを処理するための受信デジタル処理ロジック（ＤＳＰ）にシリアル結合された、受信アナログ信号を受信デジタルサンプルに変換するためのアナログ−デジタル変換ロジック（ＡＤＣ）にシリアル結合された第１の受信入力ポート（Ｉ１ｍ）を備える第１の受信回路（２１０ｍ）と、
   有線ループ設備の伝送線路への接続と、第２の受信出力ポート（Ｏ２ｎ）にシリアル結合された、受信信号を増幅するための受信増幅器（ＬＮＡ）にシリアル結合された伝送線路の線路物理特性への適応とを行うための線路適応ユニット（ＬＡＵ）を個々に備える複数の第２の受信回路（２２０ｎ）とを備え、
   第２の受信出力ポートのうちのそれぞれのポートに結合された第３の受信入力ポート（Ｉ４ｎ）と、第１の受信入力ポートに結合された第３の受信出力ポート（Ｏ３ｍ）とを備えるとともに、受信クロスコネクトテーブル（ＸＴ）に従って第３の受信入力ポートのうちの１つを第３の受信出力ポートに動的に接続するように構成された受信アナログスイッチ（２３０）をさらに備え、
   受信アナログスイッチに結合されるとともに、それぞれの伝送線路上の受信トラフィックパターンに従って受信クロスコネクトテーブルを更新するように構成された受信制御ロジック（２４０）をさらに備え、
   受信制御ロジックがさらに、受信クロスコネクトテーブルの更新に伴って受信増幅器を個々にディセーブルにする、またはイネーブルにするためのものである、アクセスノード（２００）。
6. 受信トラフィックパターンが、時分割多元接続ＴＤＭＡスキームに準拠する、請求項５に記載のアクセスノード（２００）。
7. 受信トラフィックパターンが、それぞれの伝送線路上の受信トラフィックデマンドに応じて決定される、請求項５に記載のアクセスノード（２００）。
8. 第１の受信回路が、第１の受信入力ポートとアナログ−デジタル変換ロジック間にシリアル結合された、受信信号エネルギーを或る受信周波数帯域に制限するための受信フィルタ（ＲＸ＿ＦＩＬＴ）を備える、請求項５から７のいずれか一項に記載のアクセスノード（２００）。
9. 送信スイッチのクロスコネクトテーブルと受信スイッチのクロスコネクトテーブルが、互いに独立に更新される、請求項１から４のいずれか、および請求項５から８のいずれか一項に記載のアクセスノード（２００）。

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