JPS63237638A - Ｃａｔｖ回線利用デ−タ伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明はＣＡＴＶ（ケーブルテレビまたは共聴アンテナ
テレビ）回線としての同軸線路を利用したＣＡＴＶ回線
利用データ伝送方式に係り、特にブロードバンドのトー
クンパッシング方式を用いたものに関する。

［従来の技術］ ＣΔＴ　Ｖ　Ｌｔ農山村や離島などのＴＶ難難視他地域
、大都市でも高層ビルにより生じたＴＶｉｌＶ聴地域に
おける共聴施設として発展してきた。しかし、近年、こ
れとは−線を画し、自主放送をはじめとする多様な機能
を備えた大規模なＣＡＴＶが出現し、さらにいわゆる都
市型ＣＡＴＶの計画も増加しつつある。はとんどの都市
型ＣＡＴＶにおいては、ＴＶやＦＭ放送の再送信に加え
て、自主放送、衛星放送再送信、有料番組再送信の放送
機能を備えるほかに、ＣＡＴＶ回線利用のデータ伝送に
より、有料番組の自動課金、視聴者応答のような放送に
伴うサービス機能や、セキュリティサービス、あるいは
パソコン通信・ビデオテックス・ホームショッピング・
ホームバンキング・電子メール等の情報サービス、ある
いは自動検針などのサービスａｉを備えることが計画さ
れている。

都市型ＣＡＴＶの基本的な構成例を第４図に示す。セン
タ１内のヘッドエンド１１は、ＴＶ・ＦＭ受信アンテナ
１２．衛星放送・通信受信アンテナ１３で受信した受信
放送波の再送信、有料番組のスクランブル（＠帰化）、
自主放送スタジオカメラ１４の画像・音声の送信、及び
加入者宅３と中央処理装置（ＣＰＵと略す〉１５との間
のデータ伝送のための信号中継などを行うものであり、
送信機や合分波器などにより構成される。ＣＰＵ１５は
公衆回線用端末１６を介して公衆網４との間で通信を行
うことができる。これによって、ビデオテックスやその
他のデータサービスをＣＡＴＶ加入者宅３に対して行う
ことができ、さらに、セキユリティザ−ビスにおいて緊
急時の外部機関（Ｗ察・消防・警備保障会社等）への自
動通報も可能である。

ツリー状に配線した同軸線路２０には適当な距離ごとに
双方向増幅器２２が設置される。双方向増幅器２２の通
過帯域は、国内においては、下り方向くヘッドエンド１
１から加入者宅３への方向）は７０〜４５０Ｈｆｌｚ、
あるいは７０〜３００８Ｈ２，上り方向く加入者宅３か
らヘッドエンド１１への方向）は１０〜５０Ｍ）１ｚで
あることが一般的である。

第５図は加入者宅３内の様器構成の一例を示す。

同軸線路２０に加入者端末３１が接続され、加入者端末
３１にＴＶ受（ｉｔ）ｊ１３２．ＦＭ受信ｌ１３３゜パ
ーソナルコンピュータ３４、さらには住宅情報盤３５な
どが接続される。住宅情報盤３５には、防災・防犯セン
サ、押しボタン、インタホンなどが接続される。

このようなＣＡＴＶ回線利用のデータ伝送方式は、従来
は、ＣＰＬ１１５またはヘッドエンド１１から加入者宅
３を順次呼出すポーリング方式である。この方式例を第
６図により説明すると、センタ１からのポーリングＰ、
に対しｉ番目の加入者宅３よりレスポンスＲ，が返され
、これを１＝１からＮまでくりかえす。Ｎは加入者数で
ある。センタ１はＰ・によりｉ番目の加入者宅３に情報
を送信し、ｉ番目の加入者宅３はＲ１によりセンタ１に
情報を送信する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このポーリング方式における情報伝送速
度はたかだか数十キロピッ１〜毎秒であり、加入者Ｎ　
＝　１０００としても、１加入習当りでは数十ビット毎
秒となる。自動課金やセキュリティ等だけであれば問題
はないが、ビデオテックスその他多様な情報サービスを
行う場合はサービス中の１加入者について数キロピット
ル数十キロビット毎秒の速度が要求されるので、センタ
１内に多数のポーリング装置をおいてＮを小さくしたり
、伝送速度を大きくするなどの対策が必要となる。しか
し、これらの対策のために大幅なコスト環を招くことは
避けられない。また、ポーリング方式においては加入者
相互間の通信を行う場合、センタを経由する必要がある
ので伝送遅延が大となり、かつ回線占有率も高くなるな
どの不都合がある。

本発明の目的は、トークンパッシング方式を用いること
によって、前記した従来技術の欠点を解消し、多様な情
報サービスを可能とする新規なＣＡ丁Ｖ回線利用データ
伝送方式を提供することにある。

［問題点を解決するための手段及び作用１本発明のＣＡ
ＴＶ回線利用データ伝送方式は、ＴＶ、ＦＭの再送信等
を目的とするＣＡＴＶの回線を利用し、ＣＡＴＶセンタ
の中央処理装置とＣＡＴＶ加入者端末間、およびＣＡＴ
Ｖ加入者端末相互間等のデータ伝送にブロードバンドの
トークンパッシングバス方式を用いるとともに、ヘッド
エンドに対する上り信号の周波数を１０〜５０８Ｈ２の
帯域内、下り信号の周波数を７０〜３００ＨＨ２または
７０〜４５ＯＮＩＩｚの帯域内とするＣＡＴＶ回線利用
データ伝送方式において、トークンパッシングを行う論
理リングに加入する局を、ＣＡＴＶセンタの中央処理装
置および、ビデオテックス・電子メールその他の情報サ
ービスのためのデータ伝送を現に行っているか、あるい
はデータ送信または受信持ちとなっている加入者端末な
どに限定し、情報ナービス用データ伝送を新たに開始す
る必要が生じた加入者端末は、トークンパッシングバス
のメディアアクセス制御副層の論理リングへの加入要求
あるいはデータの送信要求パラメータを真にすることに
よって論理リングに加入し、また、情報サービス用デー
タ伝送を終了した加入者端末は、メディアアクセス制御
副層の論理リング／＼の加入要求及びデータの送信要求
パラメータをともに偽とすることによって論理リングか
ら離脱し、かつ、ＣＡＴＶセンタの中央処理装置は、有
料番組の課金情報・セキュリティ情報その他の端末監視
のための情報収集を行うために、トークンを保持してい
る間に加入者端末ｉに対して応答を要求するためのフレ
ームを送信して応答のためのウィンドウを開き、加入者
端末ｉから監視信号を含んだ応答フレームを受信するか
、あるいはタイムアウトにより応答ウィンドウが閉じる
か、あるいは−足回数の応答を要求するためのフレーム
再送信を完了することにより加入者端末ｉの監視情報収
集サイクルを完了し、この監視情報収集サイクルを中央
処理装置が１回トークンを受信するごとに１または複数
台の加入者端末に対して順次実行し、１または複数回の
トークン受信ごとに全加入者端末の監視情報収集を行う
のものである。このようにデータ伝送方式としてトーク
ンパッシングバス方式を用いたことによってセンタと加
入者間、および加入者相互間の伝送速度を大幅に向上さ
せることが可能となる。

［実施例Ｊ 本発明の実流例を第１図〜第３図に塁づいて説明すれば
以下の通りである。

本発明方式によるＣＡＴＶの要部構成例を示した第１図
を用いて説明する。ヘッドエンド１１内には合波・分波
器または混合・分配器（以下簡単のため、合分波装置と
略す）１１１およびトークンパッシングバス用ヘッドエ
ンド装置（ＴＢヘッドエンドと略す）１１２がある。Ｔ
Ｂヘッドエンド１１２は周波数ｆ１のデータ上り信号を
周波数ｆ２のデータ下り信号に変換する。ｆｌおよびｆ
２は国内においてはそれぞれ１０〜５０ＭＨｚ　、　７
０〜３００ＭＨｚ　（または７０〜４５０８Ｈ２）の帯
域内の周波数である。ＣＰｔＪ１５は同軸線路２０の任
意の分岐器（タップオフ）２１に接続され、合分波装置
１５２、トークンパッシングバス制御！ｉ装置（ＴＢＵ
と略す）１５１．ＣＰｔＪ本体１５０よりなる。

加入者端末３１は、合分波装置３１１．ＴＢＵ３１２、
放送信号処理装置３１３よりなる。ＴＢＵ３１２にはパ
ーソナルコンピュータ３４．住宅情報５！３３５などが
接続され、データの授受が行われる。また放送信号処理
装置？！３１３にはＴＶ受像機、ＦＭ受信機などが接続
される。

ＣＰＬＩのＴＢＵ１５１．および加入者ＴＢＬＩ３１２
は他の任意のＴＢＵにデータを送信できる。

但し、データを送信できるのはトークンと呼ばれる送信
権を保持するＴ’　Ｂ　Ｕのみである。トークンはＴａ
ｕＩ間でアドレスの大きいＴＢＵからアドレスの小さい
ＴＢＵへ順次量けわたされる。即ち、Ｔ８Ｕ１５１およ
び各加入者のＴＢＵ３１２はトークンパッシングバス方
式のＬＡＮ　（ローカルエリアネットワーク）を形成す
る。トークンパッシングバスでは第２図に示すように、
トークンを保持しているｉ番目のＴａｕ　（これをＴＢ
Ｕ・と表す）はデータＤ・を送信した後にトークンＴ、
を次のＴ　Ｂ　Ｌｌ　、＋１に宛てて送信する。ここで
データＤ、は１つまたは複数のデータフレームＤＨ。

Ｄｉ２．・・・から成り、各データフレームＤｉｊの宛
先は任意に設定できる。例えば全ての加入者ＴＢＵ３１
２がＣＰＵのＴＢＵ１５１を宛先とするデータフレーム
を適当な周期で送信すれば、従来方式におけるＣＰｔＪ
　１５からのポーリングと同一の情報収集ができる。ざ
らに加入者ＴＢＵ３１２相互トークンパッシングの規格
であるＩＥＥＥ８Ｑ２．４．　　Ｉ　ＳＯ／Ｄ　ｌ　８
８８０２／４トークンパツシングバスではデータ速度と
して　１．　５．１（ｌＨｂ／ｓを規定している。これ
をもとにしたＭＡＲ（ＧＭ社の提唱するＦＡ用プロトコ
ル）では５および１０Ｈｂ／　Ｓを規定している。これ
は、従来ＣＡＴＶで行われてきたポーリング方式による
データ伝送よりもはるかに高速な伝送を可能とする。従
って、加入者当り１台のＴＢＵ３１２により自動課金・
視聴者応答・セキュリティ・ビデオテックス・パソコン
通信・電子メールなど多種なサービスを実現できる。

ところで、トークンパッシング（ＩＥＥＥ８０２．４）
には周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）を行うキャリア
バンド方式とマルチレベルデュオバイナリＡＭ−ＰＳＫ
　（振幅変調−位相シフトキーインク）を用いるブロー
ドバンド方式がある。

前者は、データ速度をＵ（ピット７秒）としたときにデ
ータＯと１を周波数２ＬＪ（Ｈ２）とｕ（１１２）で表
わすもので、１０〜２０）ｌＨ２付近の比較的広い帯域
を用いる。後者は、トークンパッシングバス用ヘッドエ
ンド装置および複数の双方向増幅器を伝送系に含み、Ｉ
　Ｅ　Ｅ　Ｅ　８０２．４およびＤ　Ｉ　８８８０２／
４では、１０Ｈｂ／　Ｓのとき、上り信号にチャネル３
′と４’（５９，７５１４Ｈｚ、　７１．５１４Ｈｚ　
＞を、下り信号にチャネルＰとＱ　（２５２ＨＩＩｚ、
　２５８ＭＨｚ）をそれぞれ割当て、５Ｈｂ／　ｓのと
き、上り信号にチ１７ネル３′、下り信号にチャネルＰ
１または上り信号にチャネル４′・、下り信号にチャネ
ルＱをそれぞれ割当てることが推奨されている。

しかし、１本の同軸を周波数分割により上り下りに共用
しているＣＡＴＶ回線の場合、既述したように日本国内
では上りに１０〜５０１４１＋ｚ　、下りに７０〜３０
０Ｈ１ｌＺ　（または１０〜４５０ＭＨｚ）を割当てて
いるので、キャリアバンド方式は適用できない。一方、
ブロードバンド方式は、ＩＥＥＥ　８０２．４（Ｄｉｓ
８８０２／４　）推奨のままでは上り信号が送信できな
いが、これを例えば同規格のＴａｂｌｅ１４．２のチャ
ネルＴ１０．Ｔｌ　１．ＴＩ　２．丁１３（２３，１５
゜２９．７５　、３５．７５　、４１．７５８ＩＩＺ）
のいずれか１〜２チヤネルを割当てるなど国内ＣＡＴＶ
の周波数割当てに合致するように変更すれば、ブロード
バンド方式が適用できる。

従来方式のポーリングに代るＣＰＵ１５のデータ収集方
式として、既に述べたようにトークンを保持している加
入者ＴＢＬＩ３１２かＣＰＵ１５宛てにデータを送信す
る方式のほかに、トークンパッシングバスの即時応答（
ｌ　ｎｕａｅｄｉａｔｅＲｅｓｐｏｎｓｅ　）　Ｆ１ａ
構を用いる方式がある。この方式では、全ＴＢＬＩがト
ークンパッシングの環（これを論理リングと称する）に
加入する必要は必ずしもなく、ビデオテックス・電子メ
ールその他の情報サービスのためのデータ伝送を現に行
っている加入者端末３１、およびセンタに対して情報サ
ービスを要求し、受信持ちとなっているなど、デー夕送
信・データ受信持ちとなっている加入者端末３１とＣＰ
ＩＪ１５、さらに必要であれば、ＣＡＴＶ網内の図示し
ない他の情報サブセンタのデータ端末等に限定してもよ
い。これによって論理リング加入局（端末あるいはＴＢ
Ｕをさす）相互間では高速なデータ転送が可能となる。

これは、加入者端末３１の台数が１０００〜１ｏｏｏｏ
台となった場合に特に有効である。１０００〜１ｏｏｏ
ｏ台の加入者端末全部が論理リングに加入しているとト
ークンパッシングだけで１トークンン巡回時間当りおよ
そ０．０２秒〜１秒を要し、高速のデータ伝送を行える
局の数が制限されるという問題がこの方法では解決され
るためである。この方式においては、情報サービス用デ
ータ伝送が必要となった加入者端末３１は、１８０（国
際標準化機構）　（７）Ｏ８Ｉ（開放型システム相互接
続）モデルにおけるメディアアクセス制御副層（ＭＡＣ
層）の論理リングへの加入要求（ｉｎ−ｒ！ｎｇ−ｄｅ
ｓｉｒｅｄ　）あるいはデータ受信要求（ａｎｙ　−５
ｅｎｄ　−ｐｅｎｄｉｎｇ　）パラメータを真とするこ
とによって論理リングへ加入し、自局のデータ送信、あ
るいは自局とセンタとの一連のデータ授受が完了した後
に論理リングへの加入要求、データの送信要求をともに
偽（ｆａｌｓｅ　）とすることによって論理リングから
ｌ１ＩＩＩＩ２する。既に形成されている論理リングに
おいては各加入局はほぼ一定の周期で自局と接続局のア
ドレスの間の局アドレスをもつ局を論理リングに加入さ
せるための後続者勧誘フレーム（ｓｏｌｉｃｉｔ　−３
ＬＩＣＣｅＳＳＯｒ　−ｆｒａｍｅ　）を送信しティる
ので、論理リング未加入の局は論理リングへの加入要求
またはデータの送信要求パラメータを真とすることによ
って、速やかに論理リングに加入できる。

また、既加入局が論理リングから離脱すると、離脱した
局の先行局は離脱した局の接続局を新たな接続局とする
ことにより、論理リングの修復は速やかに行われる。こ
こで、先行局とは自局に対してトークンをわたす局であ
り、接続局とは自局がトークンをわたす局である。（Ｉ
　Ｅ　Ｅ　Ｅ　８０２．４゜ＤＩＳ８８０２／４．　５
．２Ａｃｃｅｓｓ　　ＣｏｎｔｒｏｌＭ　ａｃｈｉｎｅ
　（Ａ　ＣＭ　）　Ｓ　ｔａｔｅｓ　、他、参照。〉し
かし、このように論理リングの加入局を制限した場合、
有料番組の課金情報・セキュリティなど、一定周期でセ
ンタのＣＰＵ１５が全加入者端末から収集すべき情報は
このままでは収集できない。そこで、トークンパッシン
グバスのオプション機能である即時応答機構を用い、セ
ンタから端末に対して実質的なポーリングを行い、一定
周期で全端末の情報収集を行う。この方式について以下
に述べる。

ＣＰＵ１５のＴＢＵ１５１はトークンを保持している間
にＲＷ　Ｒ（Ｒｅｑｕｅｓｔ　−ｗｉｔｈ　−ｒｅｓｐ
ｏｎｓｅ）フレームをＴＢＵ・に送信し応答ランドウを
開く。

ＲＷＲフレームを受信したＴＢＬＩ、は直ちにこれに対
する応答（レスポンス）フレームをＴＢＵ１５１に送信
することができる。一定時間以内に応答がないとＴＢＵ
、は応答ウィンドウを閉じ、ＲＷＲフレームの１回の試
行を終了する。ＣＰＵ１５のＴＢＵ１５１は最大に回（
０≦に≦７）まで再試行をくり返す。本システムではに
＝　Ｏ〜２が適当であろう。ＲＷＲフレームによるデー
タ収集の例を第３図に示す。ＣＰＵ１５のＴＢＵ１５１
はに番目のＴＢＵとなっている。この−「ＢＵｋがトー
クンを保持すると、はじめにＴＢＵｊ宛てにデータフレ
ームＤ　　、を送信し、次にＴｋ、Ｊ ＢＵ、に対しＲＷＲフレームを送信し、ＴＢＵ。

は応ＷＲ，を返送する。このときＴＢＵ、はＲＷＲフレ
ーム、ＲＷＲ、にＴＢＬＪ・宛ての情報に、１　　　１ をのせることができる。この例では、続けてＴＢＵ１＋
１にＲＷＲフレームを送信した後、ｋ＋１番目のＴＢＵ
　　　にトークンをわたしている。ＣＰｋ＋１ Ｕ１５がトークンを１回保持する毎にＲＷＲフレームに
よりｍ台の加入者端末３１の情報収集を行うとすれば、
トークンがＭ／ｍ回巡回するごとに全端末の情報収集を
行うことができる。トークン巡回時間の平均値をＴｏと
すると、全端末の情報収集に要する時間は（Ｍ／ｍ）Ｔ
ｏである。即ら、ＣＰＵ１５は（Ｍ／ｍ＞Ｔｏを周期と
して端末情報を更新する。この更新周期はセキコリティ
や視聴者応答などのサービスを考えると長くてもせいぜ
い１分、できれば１０秒以下とすることが望ましい。即
ち（Ｍ／ｍ＞Ｔｏ≦Ｔ　　　（Ｔ　　　＝１０ｓＩＩｌ
ａｘＩＩｌａ× 〜６０Ｓなど）となる。この際１回のトークン受信でＣ
，ＰＵ１５が情報収集を行う端末の台数ｍは一定である
必要はなく、平均トークン巡回時間Ｔ。

の変動に合せて変えてもよい。こうすることによって、
情報サービス用のデータトラヒック量の増加により端末
監視情報の更新周期が許容限界を越えて大きくなるのを
防止することができる。

上述したように本方式はＣＡＴＶ回線を用いたトークン
パッシングバス方式のＬＡＮであるので、任意の加入者
端末相互間、およびＣＰＵとの間のデータ通信が行える
。また、高速（１〜１０Ｍｂ／Ｓ　）のデータ通信によ
り、加入者当り　１台のＴ８Ｕを用いて、種々のデータ
サービスが実現できるので、経済的で高機能のＣＡＴＶ
システムとなる。更にトークンパッシングバスは国際規
格であり、かつ、ＭＡＲにもとり入れられている。従っ
て、方式・機器・部品・ソフトウェアなどの標準品が利
用できるので、供給安定性・価格・信頼性・製品寿命な
どあらゆる点で非標準の方式に比べて有利である。

特に即時応答ｆｌＡＭ４を用いる場合必要な加入者端末
へのビデオテックスなどの情ｔｌａ１ナービスと、全端
末助監視情報（セキュリティなど）収集を、トークンパ
ッシングバスにより並行して行った場合、情報サービス
の高応答性と、監視情報収集の確実性を両立させること
が容易である。

［発明の効果］ 以上型するに本発明によれば、トークンパッシングバス
の即時応答機構を用いているので、情報サービスの高応
答性と監視情報収集の確実性を両立させることができる
という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式によるＣＡＴＶにおけるデータ伝送
に係る部分−例を示す構成図、第２図は本発明方式のト
ークンパッシングバスの一例を示す説明図、第３図は本
発明方式のトークンパッシングバスでＲＷＲフレームを
用いる一例を示す説明図、第４図は都市型ＣＡＴＶの基
本的な構成図、第５図は加入者宅内の機器構成図、第６
図は従来のポーリング方式の説明図である。 図中、１はセンタ、１１はヘッドエンド、１２゜１３は
放送波受信アンテナ、１４は自主放送用ＴＶカメラ、１
５はＣＰｔＪ、１６は公衆回線用端末、２０は同軸線路
、２１はタップオフ、２２は双方向増幅器、３は加入者
宅、３１は加入者端末、３２　Ｇｔ　Ｔ　Ｖ受像機、３
３はＦＭ受信機、３４はパーソナルコンビュ下夕、３５
は住宅情報盤、１１１．１５２，３１１は合分波器また
は混合分配器、１１２はトークンパッシングバス用ヘッ
ドエンド装置、１５１．３１２はトークンパッシング制
御装置、１５０はＣＰＬＪ本体、３１３は放送信号処理
装置である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＴＶ、ＦＭの再送信等を目的とするＣＡＴＶの回
   線を利用し、ＣＡＴＶセンタの中央処理装置とＣＡＴＶ
   加入者端末間、およびＣＡＴＶ加入者端末相互間等のデ
   ータ伝送にブロードバンドのトークンパッシングバス方
   式を用いるとともに、ヘッドエンドに対する上り信号の
   周波数を１０〜５０ＭＨｚの帯域内、下り信号の周波数
   を７０〜３００ＭＨｚまたは７０〜４５０ＭＨｚの帯域
   内とするＣＡＴＶ回線利用データ伝送方式において、ト
   ークンパッシングを行う論理リングに加入する局を、Ｃ
   ＡＴＶセンタの中央処理装置および、ビデオテックス・
   電子メールその他の情報サービスのためのデータ伝送を
   現に行っているか、あるいはデータ送信または受信待ち
   となっている加入者端末などに限定し、情報サービス用
   データ伝送を新たに開始する必要が生じた加入者端末は
   、トークンパッシングバスのメディアアクセス制御副層
   の論理リングへの加入要求あるいはデータの送信要求パ
   ラメータを真にすることによって論理リングに加入し、
   また、情報サービス用データ伝送を終了した加入者端末
   は、メディアアクセス制御副層の論理リングへの加入要
   求及びデータの送信要求パラメータをともに偽とするこ
   とによって論理リングから離脱し、かつ、ＣＡＴＶセン
   タの中央処理装置は、有料番組の課金情報・セキュリテ
   ィ情報その他の端末監視のための情報収集を行うために
   、トークンを保持している間に加入者端末ｉに対して応
   答を要求するためのフレームを送信して応答のためのウ
   ィンドウを開き、加入者端末ｉから監視信号を含んだ応
   答フレームを受信するか、あるいはタイムアウトにより
   応答ウィンドウが閉じるか、あるいは一定回数の応答を
   要求するためのフレーム再送信を完了することにより加
   入者端末ｉの監視情報収集サイクルを完了し、この監視
   情報収集サイクルを中央処理装置が１回トークンを受信
   するごとに１または複数台の加入者端末に対して順次実
   行し、１または複数回のトークン受信ごとに全加入者端
   末の監視情報収集を行うことを特徴とするＣＡＴＶ回線
   利用データ伝送方式。
2. （２）上記中央処理装置は論理リングをトークンが巡回
   する時間の平均値の増減に応じて１回のトークン保持の
   間に監視情報の収集を行う加入者端末の台数を増減する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＣＡＴＶ
   回線利用データ伝送方式。