JPH07240907A - ケーブルネットワークシステム、その双方向通信方法、その中継装置、およびその端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子メールやテレビ電話など、映像、音声お
よびデータ等の情報を端末装置間で、双方向で伝送でき
るケーブルネットワークシステムを提供する。 【構成】 ユーザとユーザの間では、送信側のケー
ブルボックス１２から経路Ｐ１を辿って分岐増幅器８を
介して受信側のケーブルボックス１２に伝送される。ま
た、ユーザとユーザとの間では、各パケットに含ま
れる行き先情報に応じて行なわれ、経路Ｐ２を辿って、
ローカルサブヘッドエンド３（もしくは４）によって、
パケットを下流へ伝送するために上流のヘッドエンド２
へ伝送し、異なるサブヘッドエンド４（もしくは３）を
介して適切なエンドユーザ（ノード）へ自動的に伝送さ
れる。ケーブルネット１内を伝送される信号には、単方
向の情報と双方向の情報とがスペクトル拡散方式で多重
化されており、送信される信号には、行き先を示す個別
アドレスが付けられている。これにより、映像、音声、
文字等の情報が各端末間で伝送できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、映像、音声、および
データ等の情報を双方向通信するケーブルネットワーク
システム、その双方向通信方法、その中継装置、および
その端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの電話回線に接続されているネ
ットワークでは、そのバンド幅の狭さのために、各種サ
ービスを提供するには限界がある。例えば広帯域ネット
ワークにおけるノードの数には限度があり、そのネット
ワークへのアクセスにも限界がある。これら制限は、例
えば電子メールまたはテレビ電話が有する利益を限定す
ることになる。このため、接続する可能性は、小さなネ
ットワークにのみ限定される。

【０００３】また、他のネットワークとしては、公共の
スイッチド電話回線がある。この電話回線によるネット
ワークでは、ノードの数は膨大であるが、バンド幅が約
９６００ｂｐｓのオーダであり、大量のデータを高速で
伝送するには限界がある。仮に、回線が約６４Ｋｂｐｓ
へ移行し、バンド幅を広げたとしても、なお、ＮＴＳＣ
（National Television System Commitee）品質の映像
を伝送するには不十分である。もし、さらに高価で、限
定されたアクセスラインを有する幹線ラインの場合に
は、さらに広いバンド幅を用いることができるが、接続
する機会が少なく、回線使用料金が高額になり、さらに
ノードの数も基本的に少ないという欠点がある。

【０００４】そこで、最新のケーブルテレビネットワー
クでは、バンド幅を広くすることにより、双方向の通信
を可能にしている。双方向の広帯域周波数帯のケーブル
ネットワークが実現すれば、未使用の帯域は、ネットワ
ークのいくつかのノード間における双方向の通信を可能
にすると考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のケーブルネットワークでは、広帯域通信、双方向通
信を実現することにより、有料番組を提供したり、ＰＰ
Ｖ（Pay Per View）サービスの実現を促進している。こ
のようなケーブルネットワークに用いられる現在の同軸
ケーブル技術は、既に、１ＧＨｚのバンド幅を提供して
おり、さらには、ほぼ限界のないバンド幅を持つ光ファ
イバネットワークの広帯域通信網が実現しようとしてい
る。

【０００６】ケーブルネットワークを利用したサービス
としては、例えば近似的なビデオ・オン・デマンド、ま
たは実際のビデオ・オン・デマンドなどがある。しかし
ながら、エンドユーザにとって有益であると考え得る付
加的な番組の提供にも限界がある。そこで、この付加的
なバンド幅を効率的に利用すれば、例えば付加的なバン
ド幅を新たなサービスに利用すれば、エンドユーザにと
って非常に有益なものとなり得る。しかしながら、現在
のところ、過剰となったバンド幅を有効的に利用するサ
ービスや、その方法についての提案はなされていない。

【０００７】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、ケーブルネットワークの余剰帯域で、電子メー
ルや、テレビ電話などの映像、音声、およびデータ等の
情報を各端末装置間で、双方向で伝送できるケーブルネ
ットワークシステム、その双方向通信方法、その中継装
置、およびその端末装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明によるケーブルネットワークシステム
は、所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域に単方向の
伝送のための第１の周波数帯を設定し、前記第１の帯域
より高い第２の帯域に双方向の伝送のための第２の周波
数帯を設定するとともに、前記第１の帯域で、映像情報
または音声情報の一方、もしくは双方を伝送することを
特徴とする。

【０００９】また、請求項２記載の発明による双方向通
信方法は、所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域に単
方向の伝送のための第１の周波数帯を設定し、前記第１
の帯域より高い第２の帯域に双方向の伝送のための第２
の周波数帯を設定することを特徴とする。また、請求項
３記載の発明による双方向通信方法は、請求項２記載の
双方向通信方法において、前記第２の帯域がアップリン
ク用とダウンリンク用の帯域に分割されていることを特
徴とする。また、請求項４記載の発明による双方向通信
方法は、請求項２記載の双方向通信方法において、前記
第１の帯域が、映像情報または音声情報の一方、もしく
は双方を伝送するために用いられることを特徴とする。

【００１０】また、請求項５記載の発明による双方向通
信方法は、請求項２記載の双方向通信方法において、前
記第２の帯域が、スペクトル拡散通信方式の信号を伝送
することを特徴とする。また、請求項６記載の発明によ
る中継装置は、ケーブルネットワークの各分岐点に設け
られ、所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域に単方向
の伝送のための第１の周波数帯が設定され、前記第１の
帯域より高い第２の帯域に双方向の伝送のための第２の
周波数帯が設定された、前記ケーブルネットワーク内を
伝送される信号を増幅することを特徴とする。

【００１１】また、請求項７記載の発明による端末装置
は、ケーブルネットワークの各末端に設けられ、所定の
周波数帯域の低域側の第１の帯域に単方向の伝送のため
に設置された第１の周波数帯の信号を復調する第１の復
調器と、前記第１の帯域より高い第２の帯域に双方向の
伝送のために設置された第２の周波数帯の信号を復調す
る第２の復調器と、前記第２の周波数帯に送信すべき信
号を変調する変調器と、を具備することを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によるケーブルネットワー
クシステムでは、低域側の第１の帯域に設定した第１の
周波数帯により単方向の伝送を行ない、該第１の帯域よ
り高い第２の帯域に設定した第２の周波数帯により、映
像情報または音声情報の一方、もしくは双方の双方向の
伝送を行なう。したがって、ケーブルネットワークの余
剰帯域で、電子メールや、テレビ電話などの映像、音
声、およびデータ等の情報を各端末装置間で、双方向で
伝送できる。

【００１３】また、請求項２記載の発明による双方向通
信方法では、低域側の第１の帯域に設定した第１の周波
数帯により単方向の伝送を行ない、該第１の帯域より高
い第２の帯域に設定した第２の周波数帯により双方の双
方向の伝送を行なう。したがって、ケーブルネットワー
クの余剰帯域で、電子メールや、テレビ電話などの映
像、音声、およびデータ等の情報を各端末装置間で、双
方向で伝送できる。また、請求項２記載の双方向通信方
法において、第２の帯域をアップリンク用とダウンリン
ク用の帯域に分割するようにしてもよい。また、請求項
２記載の双方向通信方法において、第１の帯域を映像情
報または音声情報の一方、もしくは双方を伝送するため
に用いていもよい。また、請求項２記載の双方向通信方
法において、第２の帯域でスペクトル拡散通信方式の信
号を伝送するようにしてもよい。

【００１４】また、請求項６記載の発明による中継装置
では、低域側の第１の帯域に設定した第１の周波数帯に
より単方向の伝送を行ない、該第１の帯域より高い第２
の帯域に設定した第２の周波数帯により双方の双方向の
伝送を行なう際に、第１および第２の周波数帯の信号を
増幅する。したがって、ケーブルネットワークの余剰帯
域で、電子メールや、テレビ電話などの映像、音声、お
よびデータ等の情報を双方向で伝送できる。

【００１５】また、請求項７記載の発明による端末装置
では、低域側の第１の帯域に単方向の伝送のために設置
された第１の周波数帯の信号を第１の復調器により復調
し、上記第１の帯域より高い第２の帯域に双方向の伝送
のために設置された第２の周波数帯の信号を第２の復調
器により復調するとともに、変調器により、第２の周波
数帯の搬送波を送信すべき信号で変調して送出する。し
たがって、ケーブルネットワークの余剰帯域で、電子メ
ールや、テレビ電話などの映像、音声、およびデータ等
の情報を各端末装置間で、双方向で伝送できる。

【００１６】

【実施例】次に、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１は、本発明の一実施例の構成を示す
ブロック図である。図において、ケーブルネットワーク
１は、センタ側に設けられたヘッドエンド２と、サブヘ
ッドエンド３，４と、分岐増幅器５，６，７，８と、上
記ヘッドエンド２を頂点としてサブヘッドエンド３，
４、分岐増幅器５，６，７，８を接続するツリー状に配
線された伝送路１０，１０，…，１０、そして、伝送路
１０の末端に設置されたユーザ端末（ケーブルボック
ス）１２，１２…，１２から構成されている。

【００１７】ヘッドエンド２は、テレビ、ビデオ等の番
組や、音声、映像、および文字からなる各種サービス情
報を提供するものであり、所定の周波数帯域に情報を重
畳させて、伝送路１０へ送出する。また、サブヘッドエ
ンド３，４は、１つ下位のヘッドエンドであり、所定の
地域における伝送路１０を総括する。次に、分岐増幅器
５，６，７および８は、分岐に伴う損失を補償し、所定
のレベルの信号を次の段の伝送路へ送出するものであ
る。また、ケーブルボックス１２，１２，…，１２は、
ユーザ側に設けられた端末装置であり、ユーザがサービ
スを選択するための入力装置や、テレビ番組（もしくは
ビデオ番組）や、各種サービスを表示するためのモニタ
（テレビ受像機）が接続されている（図示略）。

【００１８】ここで、図２に上記ケーブルボックス１２
の構成を示す。図２において、バンドパスフィルタ１３
は、ヘッドエンド２や、他のユーザ端末から供給される
信号から所定の帯域におけるダウンリンク信号ＤＳのみ
を取り出すためのものであり、該ダウンリンク信号ＤＳ
をダウンリンク信号復調回路１４へ供給する。ダウンリ
ンク信号復調回路１４は、ダウンリンク信号ＤＳを復調
して、これをベースバンド信号として次段の回路へ送出
する。

【００１９】次に、ローパスフィルタ１５は、ヘッドエ
ンド２や、他のユーザ端末から供給される信号から所定
の帯域におけるテレビ信号ＴＶＳのみを取り出すための
ものであり、該テレビ信号ＴＶＳをテレビ信号復調回路
１６へ供給する。テレビ信号復調回路１６は、テレビ信
号ＴＶＳを復調して、これをベースバンド信号として次
段の回路（例えばテレビ受像機の中間周波増幅器など）
へ送出する。

【００２０】また、ユーザが番組選択や、電子メール、
テレビ電話等による情報送信を行なう場合、端末からの
送信信号（文字、音声、映像）は、アップリンク信号変
調回路１７へ供給される。アップリンク信号変調回路１
７は、所定の搬送信号を送信信号により変調し、これを
所定の周波数帯域の信号（アップリンク信号ＵＳ）とし
て、バンドパスフィルタ１８を介して伝送路（ネットワ
ーク）１０へ送出する。

【００２１】上記ケーブルボックス１２には、ユーザ毎
に、個別アドレスが付与されており、該個別アドレス
は、製造工程において割当てられるか、あるいはケーブ
ルネットワーク・サービス供給業者によって割当てられ
る。各ケーブルボックス１２は、その個別アドレスに対
して送られたメッセージのみを受信し、同様に、その送
信は、個別アドレスを有するケーブルボックスによって
のみデコードされる。

【００２２】上記個別アドレスは、信号をスペクトル拡
散するために用いられる所定の疑似乱数列によって生成
される。信号を変調するためにスペクトル拡散を用いる
ことによって、単一のセル、すなわちユーザの１グルー
プ内における複数のメッセージに対して、メッセージル
ーチングスイッチを必要とすることなく、システムの動
作を可能とする。

【００２３】上述したケーブルネットワーク１は、双方
向通信を可能としており、該ケーブルネットワーク１で
は、スペクトル拡散技術（ＳＳ通信方式）を用いてい
る。このＳＳ通信方式とは、送信すべき情報を伝送する
のに必要とされる最低限の周波数帯域幅よりも、はるか
に広い周波数帯に信号を拡散して伝送するものである。
図３は、伝送される信号の周波数スペクトルを示す周波
数特性図である。図３において、ネットワーク１を伝送
される信号は、低周波帯域から順に、テレビ信号ＴＶ
Ｓ、アップリンク信号ＵＳ、ダウンリンク信号ＤＳとな
っている。したがって、上述したように、ケーブルボッ
ク１２におけるローパスフィルタ１５は、図示のテレビ
信号ＴＶＳのみを取り出すよう設定されており、バンド
パスフィルタ１３は、図示のダウンリンク信号ＤＳのみ
を取り出すように設定されている。

【００２４】なお、ケーブルネットワーク１に、図１に
示す分岐増幅器５〜８がない場合には、ＳＳ通信方式を
用いているため、図４に示すように、アップリンク信号
ＵＳとダウンリンク信号ＤＳとを同一の周波数帯域に割
当ててもよい。このように、本実施例では、ＳＳ通信方
式を採用しているため、バンド内を一様に増幅すれば、
帯域内に複数のユーザが入ってきても混信等が起こらな
いという特徴がある。

【００２５】次に、上述したＳＳ通信方式で伝送される
データの構造について図５を参照して説明する。図５に
示すように、データは、ヘッダ、個別アドレス、パケッ
トタイプ、データ、チェッサム、およびトレーラからな
るパケット形式で伝送されるようになっている。個別ア
ドレスは、データが送られるべきユーザ端末の宛先を示
すものである。また、パケットタイプは、このデータが
ビデオ信号、音声信号、あるいはデータであるかを示す
ものである。データは、ビデオ信号、音声信号、あるい
はデータそのものである。チェックサムは、伝送エラー
を防止するためのものである。そして、ヘッダおよびト
レーラは、このデータの行き先を表すものである。

【００２６】上述した構成において、図１に示すユーザ
とユーザとの間でデータ伝送を行なう場合には、送
信側のケーブルボックス１２のアップリンク信号変調回
路１７によって搬送波をデータによって変調し、バンド
パスフィルタ１８を介してケーブルネットワーク１へ送
出する。アップリンク信号ＵＳは、経路Ｐ１を辿って分
岐増幅器８を介して受信側のケーブルボックス１２に伝
送される際に、ダウンリンク信号ＤＳの周波数帯域へシ
フトされる。受信側のケーブルボックス１２では、ダウ
ンリンク復調回路１４によって、上記ダウンリンク信号
ＤＳを復調し、テレビ受像機等へ送出する。

【００２７】また、他の実施例としては、広帯域ＬＡＮ
（ローカルエリアネットワーク）の場合のように、非同
期データを送出することにある。この場合、データの衝
突が生じたとき、すなわちデータが同時にケーブルネッ
トワーク１に送出されたときには、送信ノードである双
方のケーブルボックス１２，１２では、再送信が可能に
なるまで、乱数に従った遅延期間だけ待機する。そし
て、例えばユーザとユーザとの間でのデータ伝送
は、各パケットに含まれる行き先情報に応じて行なわ
れ、図１に示す経路Ｐ２を辿って、ローカルサブヘッド
エンド３（もしくは４）によって、パケットを下流へ伝
送するために上流のヘッドエンド２へ向かって伝送し、
異なるサブヘッドエンド４（もしくは３）を介して適切
なエンドユーザ（ノード）へ自動的に送出される。

【００２８】このように、ケーブルテレビネットワーク
における付加的なバンド幅および双方向通信の能力が、
電子メールおよび／またはテレビ電話サービスを提供す
るために用いられるならば、いくつかの利益がすぐに得
られる。例えば、米国においては、全ての家庭の２／３
は、ケーブルテレビネットワークに接続されている。い
くつかのネットワークは、既に、双方向通信を可能とし
ており、また、多くのネットワークは、近い将来には実
現する可能性がある。

【００２９】典型的なケーブルネットワークシステム
は、ケーブルネットワークとテレビ受像機とのインター
フェースであるケーブル・デコーダ・ボックスの使用を
必須としているため、上述した本実施例による電子メー
ルおよび／またはテレビ電話の通信用インターフェース
を設置する場所は既に確保されている。

【００３０】１９９４年におけるサービスに対して計画
された最新のシステムは、ＰＰＶを可能にするために、
既にデジタル圧縮能力、宛名指示能力、双方向通信能力
を備えている。したがって、ネットワークへビデオ信号
を送出するためには、補充用のビデオ圧縮ボードの付加
するだけでよい。

【００３１】また、テレビ、それ自身は、ビデオ情報の
ためのモニタとして用いられる。また、安価な光学的
（撮像管）、および電気的（ＣＣＤ）なカムコーダは、
テレビ電話の場合に、ユーザ等を撮影し、ビデオ信号を
得るために用いられる。同様に、テレビ受像機、および
ケーブルボックス１２に用いられるマイクロプロセッサ
の演算能力によれば、テレビ受像機および／またはケー
ブルボックス１２へのテキスト入力（電子メールを含
む）を提供することは非常に容易にできる。

【００３２】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
発明によるケーブルネットワークシステムによれば、所
定の周波数帯域の低域側の第１の帯域に単方向の伝送の
ための第１の周波数帯を設定し、前記第１の帯域より高
い第２の帯域に双方向の伝送のための第２の周波数帯を
設定するとともに、前記第１の帯域で、映像情報または
音声情報の一方、もしくは双方を伝送するようにしたた
め、ケーブルネットワークの余剰帯域で、電子メール
や、テレビ電話などの映像、音声、およびデータ等の情
報を各端末装置間で、双方向で伝送できるという利点が
得られる。

【００３３】また、請求項２記載の発明による双方向通
信方法によれば、所定の周波数帯域の低域側の第１の帯
域に単方向の伝送のための第１の周波数帯を設定し、前
記第１の帯域より高い第２の帯域に双方向の伝送のため
の第２の周波数帯を設定するようにしたため、ケーブル
ネットワークの余剰帯域で、電子メールや、テレビ電話
などの映像、音声、およびデータ等の情報を各端末装置
間で、双方向で伝送できるという利点が得られる。

【００３４】また、請求項３記載の発明による双方向通
信方法によれば、請求項２記載の双方向通信方法におい
て、前記第２の帯域をアップリンク用とダウンリンク用
の帯域に分割するようにしたため、ケーブルネットワー
クの余剰帯域で、電子メールや、テレビ電話などの映
像、音声、およびデータ等の情報を各端末装置間で、双
方向で伝送できるとともに、混信を防止できるという利
点が得られる。

【００３５】また、請求項４記載の発明による双方向通
信方法によれば、請求項２記載の双方向通信方法におい
て、前記第１の帯域が、映像情報または音声情報の一
方、もしくは双方を伝送するために用いるようにしたた
め、ケーブルネットワークの余剰帯域で、電子メール
や、テレビ電話などの映像、音声、およびデータ等の情
報を各端末装置間で、双方向で伝送できるという利点が
得られる。

【００３６】また、請求項５記載の発明による双方向通
信方法によれば、請求項２記載の双方向通信方法におい
て、前記第２の帯域が、スペクトル拡散通信方式の信号
を伝送するようにしたため、ケーブルネットワークの余
剰帯域で、電子メールや、テレビ電話などの映像、音
声、およびデータ等の情報を各端末装置間で、双方向で
伝送できるとともに、混信を防止できるという利点が得
られる。

【００３７】また、請求項６記載の発明による中継装置
によれば、ケーブルネットワークの各分岐点に設けら
れ、所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域に単方向の
伝送のための第１の周波数帯が設定され、前記第１の帯
域より高い第２の帯域に双方向の伝送のための第２の周
波数帯が設定された、前記ケーブルネットワーク内を伝
送される信号を増幅するようにしたため、ケーブルネッ
トワークの余剰帯域で、電子メールや、テレビ電話など
の映像、音声、およびデータ等の情報を各端末装置間
で、双方向で伝送できるという利点が得られる。

【００３８】また、請求項７記載の発明による端末装置
によれば、ケーブルネットワークの各末端に設けられ、
所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域に単方向の伝送
のために設置された第１の周波数帯の信号を復調する第
１の復調器と、前記第１の帯域より高い第２の帯域に双
方向の伝送のために設置された第２の周波数帯の信号を
復調する第２の復調器と、前記第２の周波数帯に送信す
べき信号を変調する変調器とを具備するようにしたた
め、ケーブルネットワークの余剰帯域で、電子メール
や、テレビ電話などの映像、音声、およびデータ等の情
報を各端末装置間で、双方向で伝送できるという利点が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるケーブルネットワー
クシステムの構成を示す概念図である。

【図２】同実施例におけるケーブルボックスの構成を示
すブロック図である。

【図３】同実施例におけるケーブルネットワーク内を伝
送される信号の周波数スペクトルを示す周波数特性図で
ある。

【図４】同実施例において分岐増幅器がない場合のケー
ブルネットワーク内を伝送される信号の周波数スペクト
ルを示す周波数特性図である。

【図５】同実施例におけるケーブルネットワーク内を伝
送されるデータの構造を示す概念図である。

【符号の説明】

１ ケーブルネットワーク ２ ヘッドエンド ３，４ サブ・ヘッドエンド ５，６，７，８ 分岐増幅器（中継装置） １０ 伝送路 １２ ケーブルボックス（端末装置） １４ ダウンリンク信号復調回路（第２の復調回路） １５ ローパスフィルタ １６ テレビ信号復調回路（第１の復調回路） １７，１８ バンドパスフィルタ ＴＶＳ テレビ信号 ＵＳ アップリンク信号 ＤＳ ダウンリンク信号

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域
   に単方向の伝送のための第１の周波数帯を設定し、前記
   第１の帯域より高い第２の帯域に双方向の伝送のための
   第２の周波数帯を設定するとともに、前記第１の帯域
   で、映像情報または音声情報の一方、もしくは双方を伝
   送することを特徴とするケーブルネットワークシステ
   ム。
2. 【請求項２】 所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域
   に単方向の伝送のための第１の周波数帯を設定し、前記
   第１の帯域より高い第２の帯域に双方向の伝送のための
   第２の周波数帯を設定することを特徴とする双方向通信
   方法。
3. 【請求項３】 前記第２の帯域は、アップリンク用とダ
   ウンリンク用の帯域に分割されていることを特徴とする
   請求項２記載の双方向通信方法。
4. 【請求項４】 前記第１の帯域は、映像情報または音声
   情報の一方、もしくは双方を伝送するために用いられる
   ことを特徴とする請求項２記載の双方向通信方法。
5. 【請求項５】 前記第２の帯域は、スペクトル拡散通信
   方式の信号を伝送することを特徴とする請求項２記載の
   双方向通信方法。
6. 【請求項６】 ケーブルネットワークの各分岐点に設け
   られ、所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域に単方向
   の伝送のための第１の周波数帯が設定され、前記第１の
   帯域より高い第２の帯域に双方向の伝送のための第２の
   周波数帯が設定された、前記ケーブルネットワーク内を
   伝送される信号を増幅することを特徴とする中継装置。
7. 【請求項７】 ケーブルネットワークの各末端に設けら
   れ、 所定の周波数帯域の低域側の第１の帯域に単方向の伝送
   のために設置された第１の周波数帯の信号を復調する第
   １の復調器と、 前記第１の帯域より高い第２の帯域に双方向の伝送のた
   めに設置された第２の周波数帯の信号を復調する第２の
   復調器と、 前記第２の周波数帯に送信すべき信号を変調する変調器
   と、 を具備することを特徴とする端末装置。