(57)【要約】【課題】双方向通信が常時行われる環境であっても簡単な構成で流合雑音を防止することができる双方向通信システムを実現する。【解決手段】本発明の双方向ケーブルテレビシステム１は、双方向受信機２に内蔵され、双方向受信機２からケーブルテレビ局３への上り信号の位相を反転する位相反転手段と、双方向アンプ５に内蔵され、上り信号と前記位相反転手段によって反転された逆相上り信号との差分を出力する差分出力手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局と通信端末装置との間で双方向通信を行う双方向通信システムにおいて、
前記通信端末装置内部または前記通信端末装置と前記親局との間に、当該通信端末装置から前記親局への上り信号の位相を反転して逆相上り信号を出力する位相反転手段が設けられ、
前記位相反転手段と前記親局との間に、前記上り信号と前記逆相上り信号との差分を出力する差分出力手段が設けられ、
前記親局は、前記差分出力手段の出力信号を受信することを特徴とする双方向通信システム。
【請求項２】
前記差分出力手段に入力される前記上り信号のレベルと前記逆相上り信号のレベルとが互いに等しくなるように、前記上り信号のレベルおよび前記逆相上り信号のレベルを調整する信号レベル調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の双方向通信システム。
【請求項３】
前記上り信号および前記逆相上り信号の有無を検知する信号検知手段と、
前記信号検知手段によって前記上り信号および前記逆相上り信号の一方が検知されない場合、上記双方向通信システムの管理者またはユーザに注意を喚起する警報手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の双方向通信システム。
【請求項４】
前記位相反転手段は通信端末装置内部に設けられ、前記差分出力手段は通信端末装置と親局との間に設けられていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の双方向通信システム。
【請求項５】
前記親局はケーブルテレビ局であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の双方向通信システム。
【請求項６】
前記通信端末装置は、建築物の内部にあり、前記親局から保安器を介して接続されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の双方向通信システム。
【請求項７】
前記通信端末装置が住宅内に複数設けられており、
前記ケーブルテレビ局から前記通信端末装置への下り信号を各通信端末装置に分配する分岐器をさらに備え、
前記差分出力手段は、前記分岐器と前記ケーブルテレビ局との間に設けられることを特徴とする請求項６に記載の双方向通信システム。
【請求項８】
前記分岐器と前記ケーブルテレビ局との間に設けられ、前記ケーブルテレビ局からの下り信号と前記通信端末装置からの上り信号とを増幅する双方向アンプをさらに備え、
前記差分出力手段は、前記双方向アンプに内蔵されることを特徴とする請求項７に記載の双方向通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブルテレビ局と建築物の内部に設置された端末装置間で通信し、例えば建築物に設けられた保安器から同軸ケーブルを介してケーブルテレビ局と端末装置との双方向通信を行う双方向ケーブルテレビシステムにおいて端末装置側から混入する流合雑音の除去に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＡＴＶ放送やＣＡＴＶインターネット、ＩＰ放送などの各種ブロードバンド配信サービスの双方向化が進んでいる。
【０００３】
図５は、従来の一般的な双方向ケーブルテレビシステム１０１を示す説明図である。双方向ケーブルテレビシステム１０１は、例えば集合住宅や一般家庭の各部屋に設けられている双方向受信機１０２とケーブルテレビ局１０３との双方向通信を行うテレビシステムであり、双方向受信機１０２とケーブルテレビ局１０３との間に、建築物に設置された保安器１０４、双方向アンプ１０５、分岐器１０６および同軸ケーブル１０７が設けられている。
【０００４】
双方向受信機１０２は、ケーブルテレビ放送（下り信号）を受信するとともに、双方向通信サービスも利用可能な端末装置である。同軸ケーブル１０７は、双方向受信機１０２への下り信号と、ケーブルテレビ局１０３への上り信号との両方を伝送する帯域を有する。なお、日本国内では、下り信号の帯域は７０〜７７０ＭＨｚ、上り信号の帯域は１０〜５５ＭＨｚである。一方、北米では、下り信号の帯域は５７〜８６１ＭＨｚ、上り信号の帯域は５〜４２ＭＨｚである。続いて、双方向受信機１０２の構成を説明する。
【０００５】
図６は、双方向受信機１０２の構成を示すブロック図である。双方向受信機１０２は、ケーブル端子１１、分配器１２、放送用チューナ１３、放送用復調部１４、デコーダ１５、ＯＳＤ１６、ローパスフィルタ１７、ハイパスフィルタ１８、通信用チューナ１９、通信用復調部２０、パケット処理部２１、上り変調部２２および上りアンプ２３を備えている。
【０００６】
ケーブル端子１１は、同軸ケーブル１０７を双方向受信機１０２に接続するための端子である。分配器１２は、上り信号と下り信号とを含む１０〜７７０ＭＨｚの帯域の信号を２経路に分配する。放送用チューナ１３は、７０〜７７０ＭＨｚの帯域でサービスされているＣＡＴＶ放送を受信するための６ＭＨｚバンドのＲＦチューナである。放送用復調部１４は、国内規格では６４ＱＡＭで伝送することが規定されているため、６４ＱＡＭ復調部が用いられる。
【０００７】
デコーダ１５としては、ＭＰＥＧのシステムデコーダ、ビデオデコーダ、オーディオデコーダが用いられる。なお、通信用下り信号もデコーダ１５に入力されるが、パケットが異なる（パケットのＩＤが異なる）ので、デコードされない。ＯＳＤ１６は、ＣＡＴＶ放送や双方向サービスのメニューやグラフィックスを多重化する。
【０００８】
ローパスフィルタ１７は、上り信号（１０〜５５ＭＨｚ）を通過させ、下り信号（７０〜７７０ＭＨｚ）を遮断する。これに対し、ハイパスフィルタ１８は、下り信号を通過させ、上り信号を遮断する。
【０００９】
通信用チューナ１９は、放送用チューナ１３と同様、７０〜７７０ＭＨｚの帯域でサービスされているＣＡＴＶ放送を受信するための６ＭＨｚバンドのＲＦチューナである。通信用復調部２０としては、６４ＱＡＭと２５６ＱＡＭを用いることができる。
【００１０】
パケット処理部２１は、自分宛のパケットであるか否かを、ＩＰアドレスやＭＡＣアドレスでフィルタリングし、また、ユーザからの要求や通信プロトコルによる上りパケットを作成する。上り変調部２２としては、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭが用いられる。上りアンプ２３は、上り信号を増幅する。
【００１１】
以上の構成により、双方向受信機１０２は、ケーブルテレビ局１０３からの下り信号を受信するとともに、ケーブルテレビ局１０３への上り信号を送信する。
【００１２】
図５に示す保安器１０４は、サージアブソーバーを内蔵しており、落雷サージによる放送受信機や通信端末装置の故障を防ぐ機能を有している。
【００１３】
図７は、図５に示す双方向アンプ１０５の構成を示す回路図である。双方向アンプ１０５は、２つのコンデンサ３０・３１、２つの可変増幅器３２・３３、上りカットフィルタ３４および下りカットフィルタ３５を備えている。コンデンサ３０の一端は、各分岐器１０６との接続点であるユーザ側端子３６に接続され、コンデンサ３１の一端は、保安器１０４との接続点である幹線側端子３７に接続されている。コンデンサ３０の他端とコンデンサ３１の他端との間に、可変増幅器３２と上りカットフィルタ３４との直列回路と、可変増幅器３３と下りカットフィルタ３５との直列回路とが並列接続されている。上りカットフィルタ３４は、下り信号のみ通過させ、上り信号を遮断するフィルタであり、下りカットフィルタ３５は、上り信号のみ通過させ、下り信号を遮断するフィルタである。これにより、双方向アンプ１０５は、上り信号と下り信号との両方を個別に増幅する。
【００１４】
分岐器１０６は、図６に示す分配器１２と同様の機能を有している。なお、分配器１２は、電力を等配分するのに対して、分岐器１０６は、本線を長く引き回すために各家庭の枝信号への分配電力を少なくしている。特に集合住宅等では、保安器から共聴同軸ケーブルを建物内に敷設しケーブルテレビ局１０３からの信号を各家庭や一般家庭の各部屋に分配するために分岐器１０６を使用して分配し、その末端の例えば壁面上に同軸ケーブル端子を露出して設置している。そしてこの露出した同軸ケーブル端子に端末装置が接続されている。
【００１５】
ここで、双方向ケーブルテレビシステム１０１では、各部屋や各家庭に設置されているエアコンや冷蔵庫のコンプレッサーから双方向受信機の同軸ケーブル端子へノイズが直接飛込み、このノイズを原因とする流合雑音が上り帯域に発生し、ケーブルテレビ局に流合雑音が集中するという問題が生じる。特に集合住宅等では、転居や使用する電気機器の不使用等の際に同軸ケーブル端子から端末装置の接続がはずされると、その露出端子が開放状態となるため、外部ノイズが露出端子に飛び込み流合雑音が発生し易くなる。
【００１６】
図８（ａ）および（ｂ）は、各家庭からの上り信号およびノイズを示す波形図であり、図８（ｃ）は、ケーブルテレビ局に伝送される上り信号および流合雑音を示す波形図である。図８（ａ）および（ｂ）において、黒塗りの波形がノイズを示している。各家庭において混入するノイズが僅かであっても、これらのノイズは、ケーブルテレビ局への伝送過程で、各分岐器１０６で流合して蓄積していくので、図８（ｃ）の黒塗りつぶし部分に示すように、ケーブルテレビ局に伝送される流合雑音は、双方向通信に障害を引き起こすほど大きくなってしまう。実際に、大きな集合住宅では、双方向通信サービスが供給出来ない事例も存在している。
【００１７】
なお、放送サービス（片方向通信）のみ契約している家庭では、当該家庭からの流合雑音が幹線に混入する事を阻止するため、敷設工事時に上りカットフィルタを追加設置する手法が取られている。具体的には、図５に示すように、ＣＡＴＶ放送の受信のみ可能な放送受信機１０８が設けられている部屋では、放送受信機１０８と分岐器１０６との間に上りカットフィルタ１０９が設けられる。しかしながら、ケーブルテレビの双方向化が進んでくると、片方向通信のみ契約している家庭からの流合雑音を防止しても、根本的な解決にはならない。
【００１８】
そこで、特許文献１には、上り信号が使用されていない時のみ、上り信号の回線を遮断する構成が開示されている。
【００１９】
図９は、特許文献１に記載の双方向受信機２０１のブロック回路図である。双方向受信機２０１では、回線用帯域フィルタ２０３・２０４、スイッチ２０５および信号検出回路２０６から構成されるスイッチ回路２０２を、上り回線に設けている。信号検出回路２０６が回線信号を検出しない場合、スイッチ２０５を開放して上り信号の回線を遮断する。これにより、無信号回線から雑音信号がケーブルテレビ局に伝送されることを防止し、通信品質を向上させている。
【００２０】
また、特許文献２には、賃貸住宅に居住しているユーザが転居時に同軸ケーブル端子を解放したまま放置した場合の流合雑音の混入を防止する構成が開示されている。
【００２１】
図１０は、特許文献２に記載の流合雑音対策装置の流合雑音抑制部３０１の構成を示すブロック図である。流合雑音抑制部３０１では、流合雑音レベル判定部３０２は、流合雑音が増大していると判定すると、変調器３０３および可変減衰器３０４に制御信号を出力する。このとき、変調器３０３はバンドパスフィルタ３０５からのパイロット信号をトーン信号に変調し、下り信号にトーン信号を挿入する。これにより、双方向受信機のケーブルモデム等における増幅器のゲインが増大し、上り信号の送出レベルが増大する。一方、可変減衰器３０４は、流合雑音レベル判定部３０２から制御信号を入力されると、上り信号を減衰させる。
【００２２】
このように、トーン信号に検出した双方向受信機において、上り信号レベルを増大させ、その増大したレベルを可変減衰器３０４により減衰させる制御を行うことにより、合流する雑音レベルを相対的に小さくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開昭６３−２６２９８２号公報（１９８８年１０月３１日公開）
【特許文献２】特開２０００−３５０１７２号公報（２０００年１２月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
国内的には、２０１１年にアナログ放送が停波し、ＣＡＴＶ加入者のさらなる増大が見込まれている。また世界的には、ＩＰ放送の拡大や放送と通信との融合が進められている。これに伴い、今後さらにケーブルテレビの双方向化が進むと予想される。
【００２５】
これに対し、特許文献１に記載の構成では、上り回線が使用されていない場合のみ上り回線を遮断するので、双方向通信の利用率が高くなると、流合雑音低減の効果が低くなってしまう。
【００２６】
また、特許文献２に記載の構成では、流合雑音の増大を検出することにより、可変減衰器の減衰量を増大させたり、下り信号へのトーン信号挿入によって上り信号の送出ゲインを増大させるための特殊な制御手法およびシステムの追加が必要となる。このため、流合雑音低減のための構成が複雑になる。
【００２７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、双方向通信が常時行われる環境であっても簡単な構成で流合雑音を防止することができる双方向通信システムを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明に係る双方向通信システムは、上記課題を解決するために、親局と通信端末装置との間で双方向通信を行う双方向通信システムにおいて、前記通信端末装置内部または前記通信端末装置と前記親局との間に、当該通信端末装置から前記親局への上り信号の位相を反転して逆相上り信号を出力する位相反転手段が設けられ、前記位相反転手段と前記親局との間に、前記上り信号と前記逆相上り信号との差分を出力する差分出力手段が設けられ、前記親局は、前記差分出力手段の出力信号を受信することを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、位相反転手段が通信端末装置から親局への上り信号の位相を反転し、差分出力手段が上り信号と逆相上り信号との差分を出力する。ここで、位相反転手段と差分出力手段との間にノイズが混入しても、混入したノイズの位相は位相反転手段によって反転しないので、上り信号に混入したノイズと逆相上り信号に混入したノイズとは、位相が同一である。したがって、差分出力手段において、上り信号に混入したノイズと逆相上り信号に混入したノイズとが互いに相殺される。このように、位相反転手段および差分出力手段を設けるだけでノイズを除去することができるので、双方向通信が常時行われる環境であっても簡単な構成で流合雑音を防止することができる双方向通信システムを実現できるという効果を奏する。
【００３０】
本発明に係る双方向通信システムでは、前記差分出力手段に入力される前記上り信号のレベルと前記逆相上り信号のレベルとが互いに等しくなるように、前記上り信号のレベルおよび前記逆相上り信号のレベルを調整する信号レベル調整手段を備えることが好ましい。
【００３１】
位相反転手段と差分出力手段との間において、上り信号の配線の引き回し距離と逆相上り信号の配線の引き回し距離とが互いに異なっていると、上り信号のレベルと逆相上り信号のレベルとが異なる場合がある。この場合、上り信号に含まれる流合雑音のレベルと、逆相上り信号に含まれる流合雑音のレベルとが異なり、差分出力手段において流合雑音が相殺し切れないおそれがある。
【００３２】
これに対し、上記の構成によれば、上り信号のレベルと逆相上り信号のレベルとが異なっていても、信号レベル調整手段により、差分出力手段に入力される上り信号のレベルと逆相上り信号のレベルとを互いに等しくすることができる。これにより、差分出力手段に入力される上り信号に含まれる流合雑音のレベルと、逆相上り信号に含まれる流合雑音のレベルとが互いに等しくなる。したがって、上り信号の配線の引き回し距離と逆相上り信号の配線の引き回し距離とが互いに異なっている場合であっても、差分出力手段において流合雑音を完全に相殺することができる。
【００３３】
本発明に係る双方向通信システムでは、前記上り信号および前記逆相上り信号の有無を検知する信号検知手段と、前記信号検知手段によって前記上り信号および前記逆相上り信号の一方が検知されない場合、上記双方向通信システムの管理者またはユーザに注意を喚起する警報手段とを備えることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、上り信号の配線および逆相上り信号の配線の一方が開放放置されていることを、双方向通信システムの管理者やユーザに注意喚起することができる。
【００３５】
本発明に係る双方向通信システムでは、前記位相反転手段は通信端末装置内部に設けられ、前記差分出力手段は通信端末装置と親局との間に設けられていることが好ましい。
【００３６】
特許文献１および２の構成では、双方向受信機の内部回路においてノイズを低減する構成であるため、同軸ケーブルを双方向受信機と接続するための接続端子から混入するノイズを除去することができない。また、双方向受信機の内部回路や同軸ケーブル内の配線は、ノイズシールドを実装することにより、ノイズの混入を完全に防ぐことが可能である。しかしながら、双方向受信機と同軸ケーブルとの接続部分は、ノイズシールドを施すことが難しいため、流合雑音低減のためには、同軸ケーブルの接続端子から混入したノイズを除去することが重要となる。
【００３７】
ここで、親局と通信端末装置とが同軸ケーブルで接続されている場合、上記の構成によれば、位相反転手段が通信端末装置内部に設けられ、前記差分出力手段が通信端末装置と親局との間に設けられているので、同軸ケーブルの接続端子は、位相反転手段と差分出力手段との間に位置する。したがって、同軸ケーブルの接続端子から混入するノイズを除去することができる。
【００３８】
本発明に係る双方向通信システムでは、前記親局はケーブルテレビ局であってもよい。
【００３９】
本発明に係る双方向通信システムでは、前記通信端末装置は、建築物の内部にあり、前記親局から保安器を介して接続されていてもよい。
【００４０】
本発明に係る双方向通信システムでは、前記通信端末装置が住宅内に複数設けられており、前記ケーブルテレビ局から前記通信端末装置への下り信号を各通信端末装置に分配する分岐器をさらに備え、前記差分出力手段は、前記分岐器と前記ケーブルテレビ局との間に設けられることが好ましい。
【００４１】
住宅内の各端末装置からの上り信号は、分岐器によって集約されてケーブルテレビ局に伝送されるので、差分出力手段を各端末装置と分岐器との間に設ける場合、差分出力手段が複数必要となる。一方、上記の構成によれば、差分出力手段は分岐器とケーブルテレビ局との間に設けられるので、差分出力手段は集約された上り信号と逆相上り信号との差分を出力すればよい。したがって、差分出力手段を一箇所設けるだけで済み、システム構成をより簡単にすることができる。
【００４２】
本発明に係る双方向通信システムでは、前記分岐器と前記ケーブルテレビ局との間に設けられ、前記ケーブルテレビ局からの下り信号と前記通信端末装置からの上り信号とを増幅する双方向アンプをさらに備え、前記差分出力手段は、前記双方向アンプに内蔵されることが好ましい。
【００４３】
差分出力手段を同軸ケーブルの途中に設ける場合、その金属接点部からノイズが飛び込むおそれがある。これに対し、上記の構成によれば、差分出力手段は双方向アンプに内蔵されるので、ノイズ混入のリスクを低減することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る双方向通信システムは、以上のように、前記通信端末装置内部または前記通信端末装置と前記親局との間に、当該通信端末装置から前記親局への上り信号の位相を反転して逆相上り信号を出力する位相反転手段が設けられ、前記位相反転手段と前記親局との間に、前記上り信号と前記逆相上り信号との差分を出力する差分出力手段が設けられ、前記親局は、前記差分出力手段の出力信号を受信するので、双方向通信が常時行われる環境であっても簡単な構成で流合雑音を防止することができる双方向通信システムを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る双方向ケーブルテレビシステムの構成を示す説明図である。
【図２】上記双方向ケーブルテレビシステムにおける双方向受信機の構成を示すブロック図である。
【図３】上記双方向ケーブルテレビシステムにおける双方向アンプの構成を示す回路図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、ある時間帯における上記双方向受信機からの正相上り信号、上記双方向受信機からの逆相上り信号、および上記双方向アンプに内蔵される差分出力部からの出力信号の波形を示す波形図である。
【図５】従来の一般的な双方向ケーブルテレビシステムを示す説明図である。
【図６】図５に示す双方向ケーブルテレビシステムにおける双方向受信機の構成を示すブロック図である。
【図７】図５に示す双方向ケーブルテレビシステムにおける双方向アンプの構成を示す回路図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図５に示す双方向ケーブルテレビシステムにおいて、各家庭からの上り信号およびノイズを示す波形図であり、（ｃ）は、ケーブルテレビ局が受信する上り信号および流合雑音を示す波形図である。
【図９】従来の双方向受信機のブロック回路図である。
【図１０】従来の流合雑音対策装置の流合雑音抑制部の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る双方向ケーブルテレビシステムの構成を示す説明図である。
【図１２】図１１に示す双方向ケーブルテレビシステムの双方向アンプの構成を示す図である。
【図１３】図１２に示す双方向アンプのキャンセラー調整部の構成を示すブロック図である。
【図１４】上記キャンセラー調整部の検波回路の構成を示すブロック図である。
【図１５】上記キャンセラー調整部のゲート回路の構成を示す回路図である。
【図１６】上記キャンセラー調整部のキャンセラーゲイン制御部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１ないし図４に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４７】
図１は、本実施形態に係る双方向ケーブルテレビシステム１の構成を示す説明図である。双方向ケーブルテレビシステム１は、集合住宅の各部屋に設けられている双方向受信機２とケーブルテレビ局３との双方向通信を行うテレビシステムであり、双方向受信機２とケーブルテレビ局３との間に、保安器４、双方向アンプ５、分岐器６、同軸ケーブル７および同軸ケーブル９が設けられている。ここで、ケーブルテレビ局３、保安器４および同軸ケーブル７は、それぞれ図５に示す双方向ケーブルテレビシステム１０１におけるケーブルテレビ局１０３、保安器１０４および同軸ケーブル１０７と同一である。
【００４８】
双方向受信機２は、図５に示す双方向受信機１０２が有する機能に加え、正相上り信号（上り信号）の位相を反転させる機能を有しており、分岐器６と双方向受信機２との間に、同軸ケーブル７に加え、同軸ケーブル９がさらに設けられている。正相上り信号は、同軸ケーブル７を介して伝送され、反転された逆相上り信号は、同軸ケーブル９を介して伝送される。
【００４９】
また、双方向アンプ５は、図５に示す双方向アンプ１０５が有する機能に加え、正相上り信号と逆相上り信号との差分を出力する機能を有している。続いて、双方向受信機２および双方向アンプ５の構成について説明する。
【００５０】
図２は、双方向受信機２の構成を示すブロック図である。双方向受信機２は、図６に示す双方向受信機１０２において、位相反転部２４と、同軸ケーブル９が接続されるケーブル端子２５とをさらに備えた構成である。上りアンプ２３からの正相上り信号は、ローパスフィルタ１７に入力されると共に、上りアンプ２３とローパスフィルタ１７との間で分岐されて、位相反転部２４にも入力される。
【００５１】
位相反転部２４は、上りアンプ２３からの正相上り信号の位相を反転する回路であり、広帯域オペアンプまたはトランジスタの差動回路で構成することができる。これにより、位相反転部２４によって反転された逆相上り信号は、ケーブル端子２５から同軸ケーブル９に出力される。すなわち、双方向受信機２は、正相上り信号と逆相上り信号との両方を出力する。なお、双方向受信機２の他の構成は、双方向受信機１０２と同一であるので、それらの説明は省略する。
【００５２】
図３は、双方向アンプ５の構成を示す回路図である。双方向アンプ５は、図７に示す双方向アンプ１０５において、ユーザ側端子３９、コンデンサ３８６および差分出力部３８をさらに備えた構成である。コンデンサ３０の一端には、各同軸ケーブル７からの正相上り信号が入力され、コンデンサ３１の一端は、保安器４に接続されている。双方向アンプ５の他の構成は、双方向アンプ１０５と同一であるので、それらの説明は省略する。
【００５３】
差分出力部３８は、４つのコイル３８１〜３８４およびコンデンサ３８５を有している。コイル３８１の一端は、コンデンサ３０の一端に接続され、コイル３８１の他端は、コイル３８２の一端およびコンデンサ３８５の一端に接続されている。コイル３８２の他端は、可変増幅器３３に接続され、コンデンサ３８５の他端は、コイル３８３の一端およびコイル３８４の一端に接続されている。コイル３８３の他端は接地され、コイル３８４の他端は、コンデンサ３８６の一端に接続されている。コンデンサ３８６の他端には、同軸ケーブル９との接続点であるユーザ側端子３９に接続されている。
【００５４】
以上の構成により、差分出力部３８は、双方向受信機２から同軸ケーブル７を介して伝送される正相上り信号と、双方向受信機２から同軸ケーブル９を介して伝送される逆相上り信号との差分を可変増幅器３３に出力する。
【００５５】
続いて、双方向受信機２からの正相上り信号、逆相上り信号、および、差分出力部３８からの出力信号の波形について説明する。
【００５６】
図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、ある時間帯における双方向受信機２からの正相上り信号、双方向受信機２からの逆相上り信号、および差分出力部３８からの出力信号の波形を示している。なお、図４（ａ）および（ｂ）の各図において、左側の波形は、Ａ宅の双方向受信機２からの信号波形を示しており、右側の波形は、Ｂ宅の双方向受信機２からの信号波形を示している。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、双方向受信機２からの正相上り信号には、黒塗り波形で示されるノイズが含まれている。また、図４（ｂ）に示すように、双方向受信機２からの逆相上り信号にも、黒塗り波形で示されるノイズが含まれている。
【００５８】
上述のように、双方向受信機の内部回路や同軸ケーブル内の配線へのノイズの混入は、ノイズシールドを実装ことにより十分に防止することができるため、ノイズの大部分は、同軸ケーブルの接続端子から混入する。具体的には、図４（ａ）に示す正相上り信号に含まれるノイズの大部分は、図２に示すケーブル端子１１から混入し、図４（ｂ）に示す逆相上り信号に含まれるノイズの大部分は、図２に示すケーブル端子２５から混入したものである。
【００５９】
ここで、ケーブル端子２５から混入したノイズは、位相反転部２４を通過しないので、反転されない。したがって、図４（ａ）に示すノイズと図４（ｂ）に示すノイズとは、位相が同一となる。また、ケーブル端子１１およびケーブル端子２５は、ともに同一の双方向受信機２に設けられているため、互いに近接している。したがって、図４（ａ）に示すノイズと図４（ｂ）に示すノイズとは、同一の波形となる。
【００６０】
このため、差分出力部３８によって、図４（ａ）に示す正相上り信号と図４（ｂ）に示す逆相上り信号との差分をとると、図４（ｃ）に示すように、正相上り信号に含まれるノイズと逆相上り信号に含まれるノイズとが相殺される。その結果、ケーブル端子１１およびケーブル端子２５から混入するノイズを除去することができる。このように、差分出力部３８は、同相ノイズ除去フィルタとして機能する。
【００６１】
なお、差分出力部３８によって、正相上り信号の振幅が２倍になるので、振幅を補正するために、可変増幅器３３のゲインを適宜調整してもよい。また、差分出力部３８の具体的な回路構成は、上記に限定されず、正相上り信号と逆相上り信号との差分を出力するあらゆる回路が適用できる。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、逆相上り信号を伝送するための同軸ケーブルを別途設け、差分出力部において正相上り信号と逆相上り信号との差分をとることにより、ケーブル端子から混入するノイズを除去することができる。したがって、保安器とケーブルテレビ局とを結ぶＣＡＴＶ幹線ケーブルには、流合雑音がほとんど混入しない。よって、ケーブルテレビ局に流合雑音が累積することによる通信障害を防止することができる。
【００６３】
本実施形態では、正相上り信号の位相を反転させる位相反転部、および正相上り信号と逆相上り信号との差分を出力する差分出力部を、それぞれ双方向受信機および双方向アンプに内蔵する構成であったが、これに限定されない。例えば、差分出力部を分岐器や保安器に内蔵したり、同軸ケーブルの途中に設けてもよい。
【００６４】
なお、上記実施例では逆相上り信号を別の同軸ケーブルで伝送する例を示したが、同軸ケーブル内に芯線を追加して、１本の同軸ケーブルで正相と逆相の上り信号を送信出来る様にしても良い。
【００６５】
〔実施形態２〕
上記の実施形態１では、図１に示す双方向受信機２と図３に示す差分出力部３８との間において、正相上り信号の同軸ケーブルの引き回し距離と逆相上り信号の同軸ケーブルの引き回し距離とが互いに異なっている場合、同軸ケーブル間で信号レベルが異なってしまう。同軸ケーブル間で信号レベルが異なると、正相上り信号に含まれる流合雑音のレベルと、逆相上り信号に含まれる流合雑音のレベルとが異なるので、差分出力部３８において流合雑音が相殺し切れずに残ってしまい、ＣＡＴＶ局に流合雑音が蓄積されてしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、２本の同軸ケーブルの引き回し距離が異なる場合であっても、流合雑音を完全に相殺できる構成について、図１１〜図１６に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１において説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６６】
図１１は、本実施形態に係る双方向ケーブルテレビシステム１ａの構成を示す説明図である。双方向ケーブルテレビシステム１ａは、集合住宅の各部屋に設けられている双方向受信機２とケーブルテレビ局３との双方向通信を行うテレビシステムであり、図１に示す双方向ケーブルテレビシステム１において、双方向アンプ５を双方向アンプ５ａに置き換え、双方向受信機２と分岐器６との間を通信するための同軸ケーブル７および同軸ケーブル９を、それぞれ同軸ケーブル７ａおよび同軸ケーブル９ａに置き換えた構成である。図１に示す双方向ケーブルテレビシステム１では、同軸ケーブル７および同軸ケーブル９は、引き回し距離が同一であることを前提としていたが、図１１に示す双方向ケーブルテレビシステム１ａでは、同軸ケーブル７ａおよび同軸ケーブル９ａは、引き回し距離が異なっている。
【００６７】
図１２は、図１１に示す双方向ケーブルテレビシステム１ａの双方向アンプ５ａの構成を示す図である。双方向アンプ５ａは、図３に示す双方向アンプ５において、差分出力部３８とコンデンサ３８６との間に、キャンセラー調整部４０をさらに設けた構成である。このように、双方向アンプ５ａの構成自体は、キャンセラー調整部４０の有無以外は、図３に示す双方向アンプ５と略同一であるが、ユーザ側端子３６およびユーザ側端子３９に接続される同軸ケーブル７ａおよび同軸ケーブル９ａの引き回し距離が異なっている。このため、ユーザ側端子３６からの正相上り信号の信号レベルと、ユーザ側端子３９からの逆相上り信号の信号レベルとが、異なる場合がある。そこで、双方向アンプ５ａは、キャンセラー調整部４０を備えることにより、正相上り信号および逆相上り信号の信号レベルが異なっている場合であっても、流合雑音を相殺できるように構成されている。また、キャンセラー調整部４０は、同軸ケーブル７ａおよび同軸ケーブル９ａのいずれか一方が開放放置状態になっている場合に、ＣＡＴＶの管理者に注意喚起する機能も備えている。
【００６８】
図１３は、図１２に示す双方向アンプ５ａのキャンセラー調整部４０の構成を示すブロック図である。キャンセラー調整部４０は、４つの分岐器４１ａ・４１ｂ・４２ａ・４２ｂ、正相上り信号検波回路４３ａ、逆相上り信号検波回路４３ｂ、ゲート回路４４、キャンセラーゲイン制御部４５、ＬＥＤドライバー４６、ＬＥＤ４７、および２つの可変アンプ４８ａ・４８ｂを備えている。
【００６９】
分岐器４１ａには、図１２に示すユーザ側端子３６から、コンデンサ３０を介して正相上り信号が入力される。分岐器４１ａは、正相上り信号を、分岐器４２ａおよび正相上り信号検波回路４３ａに出力する。一方、分岐器４１ｂには、図１２に示すユーザ側端子３９から、コンデンサ３８６を介して逆相上り信号が入力される。分岐器４１ｂは、逆相上り信号を、分岐器４２ｂおよび逆相上り信号検波回路４３ｂに出力する。
【００７０】
正相上り信号検波回路４３ａは、正相上り信号の有無を検知する回路であり、逆相上り信号検波回路４３ｂは、逆相上り信号の有無を検知する回路である。正相上り信号検波回路４３ａおよび逆相上り信号検波回路４３ｂにおける検知結果は、ともにゲート回路４４に出力される。正相上り信号検波回路４３ａおよび逆相上り信号検波回路４３ｂは、回路構成が同一であり、便宜上以下の説明では、適宜「検波回路４３」と総称する。また、「正相上り信号」および「逆相上り信号」を、適宜「上り信号」と総称する。
【００７１】
図１４は、検波回路４３の構成を示すブロック図である。検波回路４３は、補償アンプ５０、ミキサー５１、ＰＬＬ５２、発振器５３、ＣＰＵ５４、ＩＦフィルタ５５、共振回路５６および電圧検出回路５７を備えている。
【００７２】
補償アンプ５０は、ＩＦフィルタ５５を設けるために生じるゲイン低下を補償する増幅器である。補償アンプ５０には、分岐器４１ａからの正相上り信号、または、分岐器４１ｂからの逆相上り信号が入力される。具体的には、検波回路４３が正相上り信号検波回路４３ａである場合、補償アンプ５０には、分岐器４１ａからの正相上り信号が入力され、検波回路４３が逆相上り信号検波回路４３ｂである場合、補償アンプ５０には、分岐器４１ｂからの逆相上り信号が入力される。補償アンプ５０からの出力信号は、ミキサー５１に出力される。
【００７３】
ＰＬＬ５２は、発振器５３からの入力信号の発振周波数を逓倍してミキサー５１に出力する。ＣＰＵ５４は、補償アンプ５０からの上り信号が、ミキサー５１においてＩＦ周波数（例えば５８．７５ＭＨｚ）にダウンコンバートされるように、ＰＬＬ５２を制御する。このとき、上り信号を決め打ち周波数としてよいし、ポーリングで上り帯域（１０〜５５ＭＨｚ）を時分割でサーチしてもよい。
【００７４】
ＩＦフィルタ５５は、センター周波数がＩＦ周波数で、バンド幅が６ＭＨｚのＳＡＷフィルタである。共振回路５６は、例えば、ＩＦ周波数に共振点を持つＬＣトラップ回路であり、ＩＦ信号が存在すれば出力電圧が大きくなるように構成されている。電圧検出回路５７は、例えばコンパレータで構成されており、共振回路５６からの出力電圧を基準電圧と比較することにより、ＩＦ信号の有無を検知する。
【００７５】
以上の構成により、検波回路４３は、上り信号の有無を検知することができ、その検知結果がゲート回路４４に出力される。具体的には、上り信号が「有」のとき、検波回路４３は、ハイレベルのデジタル信号を出力し、上り信号が「無」のとき、検波回路４３は、ローレベルのデジタル信号を出力する。
【００７６】
図１５は、ゲート回路４４の構成を示す回路図である。ゲート回路４４は、ＥＸＯＲゲート６０を備えており、ＥＸＯＲゲート６０には、正相上り信号検波回路４３ａからの出力信号と、正相上り信号検波回路４３ａからの出力信号とが入力される。ＥＸＯＲゲート６０の出力信号は、図１３に示すＬＥＤドライバー４６に入力される。すなわち、正相上り信号および逆相上り信号のうち一方のみが「有」のとき、ＬＥＤドライバー４６には、ハイレベルの信号が入力される。これにより、図１１に示す同軸ケーブル７ａおよび同軸ケーブル９ａのいずれか（特に同軸ケーブル９ａ）が開放されている場合、ＬＥＤ４７が点灯する。
【００７７】
ＬＥＤ４７は、図１１に示す双方向アンプ５ａにインディケータとして取り付けられている。双方向アンプ５ａは、ＣＡＴＶの管理者が所在する場所に設けられており、ＬＥＤ４７が点灯することにより、同軸ケーブル７ａ・９ａの一方が接続されていないことをＣＡＴＶの管理者に注意喚起することができる。また、ＬＥＤドライバー４６およびＬＥＤ４７は、双方向アンプ５ａに限らず、同軸ケーブルの分岐点、ＣＡＴＶ局３、その他のＣＡＴＶ事業者の管轄箇所に設けてもよい。また、ＬＥＤドライバー４６およびＬＥＤ４７を集合住宅内に設けて、ＣＡＴＶのユーザに同軸ケーブル７ａ・９ａの一方が接続されていないことを注意喚起する構成であってもよい。
【００７８】
ＬＥＤドライバー４６およびＬＥＤ４７は、特許請求の範囲に記載の警報手段に相当する。警報手段は、ＣＡＴＶの管理者やＣＡＴＶのユーザに注意喚起することのできるものであれば、これに限定されない。例えば、双方向アンプ５ａに無線機能を装備し、ＣＡＴＶ局３で状態をモニターする構成や、ＣＡＴＶのユーザが視聴するテレビ画面に警告を表示する構成であってもよい。
【００７９】
なお、本実施形態では、同軸ケーブル７ａおよび９ａの両方が接続されている場合だけでなく、同軸ケーブル７ａおよび９ａの両方が接続されていない場合も、ＬＥＤ４７は点灯しない構成としている。この点、ＣＡＴＶサービスの利用は難視聴地域に指定されたエリア以外では、ＣＡＴＶ局との契約が必要であるため、転居時には解約手続き（使用料支払い停止）が必要である。このため、同軸ケーブル７ａおよび９ａの両方が解放放置されたままになることはなく、同軸ケーブル７ａおよび９ａの両方が接続されていない場合に、ＣＡＴＶの管理者に注意喚起しないことによる不都合は生じないと考えられる。
【００８０】
続いて、図１３に示すキャンセラーゲイン制御部４５について説明する。キャンセラーゲイン制御部４５には、分岐器４２ａからの正相上り信号と、分岐器４２ｂからの逆相上り信号とが入力される。分岐器４２ａおよび分岐器４２ｂには、それぞれ正相上り信号を増幅する可変アンプ４８ａおよび逆相上り信号を増幅する可変アンプ４８ｂが接続されている。キャンセラーゲイン制御部４５は、正相上り信号のレベルと逆相上り信号のレベルとの差に基づいて、可変アンプ４８ａおよび可変アンプ４８ｂの出力レベルが等しくなるように、可変アンプ４８ａおよび可変アンプ４８ｂのゲインを制御する。
【００８１】
図１６は、キャンセラーゲイン制御部４５の構成を示すブロック図である。キャンセラーゲイン制御部４５は、差動増幅器７０、サンプルホールド回路７１、Ａ／Ｄ変換回路７２、正負判定回路７３、スイッチ７４、２つの換算補正回路７５ａ・７５ｂ、およびＤ／Ａ変換回路７６ａ・７６ｂを備えている。
【００８２】
差動増幅器７０には、分岐器４２ａからの正相上り信号と、分岐器４２ｂからの逆相上り信号とが入力される。差動増幅器７０からは、正相上り信号および逆相上り信号の信号レベルの差を示すアナログの差信号が出力される。差信号は、サンプルホールド回路７１で一旦ホールドされた後、Ａ／Ｄ変換回路７２においてマルチビットのデジタル信号に変換され、正負判定回路７３およびスイッチ７４に入力される。正負判定回路７３は、コンパレータで構成されており、Ａ／Ｄ変換回路７２からのデジタル値の正負を判定する。
【００８３】
スイッチ７４は、その判定結果に基づき、デジタル値が正値（正相上り信号≧逆相上り信号）の場合、上り逆相側の換算補正回路７５ｂに出力する。
【００８４】
換算補正回路７５ｂは、入力されるデジタル値（以下「入力デジタル値」とする）を制御デジタル値に変換し、Ｄ／Ａ変換回路７６ｂに出力する。制御デジタル値は、Ｄ／Ａ変換回路７６ｂによってアナログ制御信号に変換され、このアナログ制御信号により、可変アンプ４８ｂのゲインが制御される。
【００８５】
ここで、換算補正回路７５ｂには、入力デジタル値と制御デジタル値との対応関係を示すテーブルが格納されている。このテーブルでは、入力デジタル値が大きいほど、可変アンプ４８ｂのゲインを大きくして可変アンプ４８ｂの出力が可変アンプ４８ａの出力と等しくなるように、制御デジタル値が設定されている。これにより、キャンセラーゲイン制御部４５は、可変アンプ４８ａの出力と可変アンプ４８ｂの出力とが互いに等しくなるように、可変アンプ４８ａのゲインを増加させることができる。
【００８６】
図１３において、可変アンプ４８ａの出力は、図１２に示すコイル３８１に入力され、可変アンプ４８ｂの出力は、図１２に示すコイル３８４に入力される。すなわち、差分出力部３８に入力される正相上り信号のレベルと逆相上り信号のレベルとが互いに等しくなる。したがって、差分出力部３８に入力される正相上り信号に含まれる流合雑音のレベルと、差分出力部３８に入力される逆相上り信号に含まれる流合雑音のレベルとが互いに等しくなる。したがって、図１２に示す差分出力部３８は、可変アンプ４８ａの出力に含まれる流合雑音と、可変アンプ４８ｂの出力に含まれる流合雑音とを、完全に相殺することができる。
【００８７】
また、Ａ／Ｄ変換回路７２からのデジタル値が負値（正相上り信号＜逆相上り信号）の場合、スイッチ７４は、上り正相側の換算補正回路７５ａに出力する。
【００８８】
換算補正回路７５ａは、入力されるデジタル値（以下「入力デジタル値」とする）を制御デジタル値に変換し、Ｄ／Ａ変換回路７６ａに出力する。制御デジタル値は、Ｄ／Ａ変換回路７６ａによってアナログ制御信号に変換され、このアナログ制御信号により、可変アンプ４８ａのゲインが制御される。
【００８９】
ここで、換算補正回路７５ａには、入力デジタル値と制御デジタル値との対応関係を示すテーブルが格納されている。このテーブルでは、入力デジタル値が大きいほど、可変アンプ４８ａのゲインを大きくして可変アンプ４８ａの出力が可変アンプ４８ｂの出力と等しくなるように、制御デジタル値が設定されている。これにより、キャンセラーゲイン制御部４５は、可変アンプ４８ａの出力と可変アンプ４８ｂの出力とが互いに等しくなるように、可変アンプ４８ｂのゲインを増加させることができる。
【００９０】
これにより、上記のように、可変アンプ４８ａの出力と可変アンプ４８ｂの出力とが互いに等しいので、差分出力部３８に入力される正相上り信号に含まれる流合雑音のレベルと、差分出力部３８に入力される逆相上り信号に含まれる流合雑音のレベルとが互いに等しくなる。したがって、図１２に示す差分出力部３８は、可変アンプ４８ａの出力に含まれる流合雑音と、可変アンプ４８ｂの出力に含まれる流合雑音とを、完全に相殺することができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、正相上り信号のレベルが逆相上り信号のレベルよりも大きい場合、上り逆相側の可変アンプ４８ｂのゲインを増加させることにより、可変アンプ４８ａの出力と可変アンプ４８ｂの出力とを互いに等しくさせる構成であった。これに対し、正相上り信号のレベルが逆相上り信号のレベルよりも大きい場合に、上り正相側の可変アンプ４８ａのゲインを減少させることにより、可変アンプ４８ａの出力と可変アンプ４８ｂの出力とを互いに等しくさせてもよい。
【００９２】
同様に、本実施形態では、正相上り信号のレベルが逆相上り信号のレベルよりも小さい場合、上り正相側の可変アンプ４８ａのゲインを増加させることにより、可変アンプ４８ａの出力と可変アンプ４８ｂの出力とを互いに等しくさせる構成であった。これに対し、正相上り信号のレベルが逆相上り信号のレベルよりも小さい場合に、上り逆相側の可変アンプ４８ｂのゲインを減少させることにより、可変アンプ４８ａの出力と可変アンプ４８ｂの出力とを互いに等しくさせてもよい。
【００９３】
以上のように、本実施形態では、双方向受信機２と差分出力部３８との間において、正相上り信号の同軸ケーブルの引き回し距離と逆相上り信号の同軸ケーブルの引き回し距離とが互いに異なっている場合でも、差分出力部３８において流合雑音を完全に相殺することができる。また、本実施形態では、正相上り信号の同軸ケーブルと逆相上り信号の同軸ケーブルとのいずれか一方が開放状態になっている場合に、ＣＡＴＶの管理者やユーザに注意を喚起することができる。
【００９４】
〔実施形態の総括〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、ケーブルテレビ局と端末装置との双方向通信を行う双方向ケーブルテレビシステムに適用できる。
【符号の説明】
【００９６】
１    双方向ケーブルテレビシステム（双方向通信システム）
１ａ  双方向ケーブルテレビシステム（双方向通信システム）
２    双方向受信機（通信端末装置）
３    ケーブルテレビ局
５    双方向アンプ
５ａ  双方向アンプ
６    分岐器
２４  位相反転部（位相反転手段）
３８  差分出力部（差分出力手段）
４０  キャンセラー調整部（信号レベル調整手段、信号検知手段、警報手段）
４３ａ  正相上り信号検波回路（信号検知手段）
４３ｂ  逆相上り信号検波回路（信号検知手段）
４４  ゲート回路（警報手段）
４５  キャンセラーゲイン制御部（信号レベル調整手段）
４６  ＬＥＤドライバー（警報手段）
４７  ＬＥＤ（警報手段）
４８ａ  可変アンプ（信号レベル調整手段）
４８ｂ  可変アンプ（信号レベル調整手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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