(57)【要約】【課題】ＶＤＳＬ（Ｖｅｒｙ　ｈｉｇｈｂｉｔｒａｔｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ）通信に関し、特に、特にＶＤＳＬ回線上の低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させるための簡素な構成で良好な特性を持つハイパスフィルタを有するスプリッタを提供する。【解決手段】簡素な構成でありながら、挿入損特性及びリターンロス特性に優れたＶＤＳＬ用ハイパスフィルタ及びこれを用いたＶＤＳＬ用スプリッタ。特に低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させる特性を有するハイパスフィルタ部が５次の連立チェビシェフ型、もしくは５次の逆チェビシェフ型で構成されていることを特徴とするＶＤＳＬ用ハイパスフィルタとそれを用いたＶＤＳＬ用スプリッタ。【選択図】　　　図１
2004104507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させる特性を有するハイパスフィルタ部が連立チェビシェフ型、もしくは逆チェビシェフ型で構成されていることを特徴とするＶＤＳＬ用ハイパスフィルタ。
【請求項２】
低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させる特性を有するハイパスフィルタ部が５次の連立チェビシェフ型、もしくは５次の逆チェビシェフ型で構成されていることを特徴とするＶＤＳＬ用ハイパスフィルタ。
【請求項３】
低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させる特性を有するハイパスフィルタ部の初段部キャパシタの実効静電容量が１．３５ｎＦから３．４ｎＦで構成されていることを特徴とするＶＤＳＬ用ハイパスフィルタ。
【請求項４】
低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させる特性を有するハイパスフィルタ部の二段部キャパシタの静電容量が１０ｎＦから２２ｎＦで構成されていることを特徴とするＶＤＳＬ用ハイパスフィルタ。
【請求項５】
低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させる特性を有するハイパスフィルタ部の二段部インダクタのインダクタンスが１５μＨから２７μＨで構成されていることを特徴とするＶＤＳＬ用ハイパスフィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のＶＤＳＬ用ハイパスフィルタを備えることを特徴とするＶＤＳＬ用スプリッタ。
【請求項７】
請求項６に記載のＶＤＳＬ用スプリッタがローパスフィルタ部を備えていることを特徴とするＶＤＳＬ用スプリッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に集合住宅で用いられる、既存の施設内電話回線を使って電話サービスと併存しながら高速データ伝送を行う超高速デジタル加入者線（Ｖｅｒｙ　ｈｉｇｈｂｉｔｒａｔｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ　以下、ＶＤＳＬと記す）通信に用いられるハイパスフィルタ及びスプリッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットサービスが一般家庭を含めて社会全体へ広く普及してきている。このようなサービスを安価に提供するため、既存のメタリック電話回線を利用して高速データ通信を実現する非対称型デジタル加入者線（ＡＤＳＬ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ）通信が急激に普及している。しかしながら、このＡＤＳＬ方式のデータ伝送速度は最大でも１２Ｍｂｂｓ程度であり、動画配信サービスの様な高速のデータ伝送速度を欲する加入者は光ファイバー方式のインターネットサービスに加入することになる。
【０００３】
光ファイバー方式では、いわゆる集合住宅問題といわれるものがあり、マンションなどの集合住宅では光ファイバーを施設内に引き込む前に、マンション管理組合などの承諾をとる必要があり、これに膨大な手間と時間がかかる。この集合住宅問題の対策として、施設内の既存のメタリック電話回線を利用したＶＤＳＬサービスが注目されている。ＶＤＳＬはｘＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ）技術の中で、現在、最も高速な通信を行う技術で、既設の電話回線で光ファイバー方式並の超高速通信を行うことができる。ＶＤＳＬでは、電話とＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）サービスで使用しない数百ｋＨｚ以上の帯域を高速デジタル信号の伝送に使用し、一方で４ｋＨｚ以下の帯域は従来通り音声信号の伝送に使用し、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの帯域はＩＳＤＮ信号の伝送に使用する。そのため、施設内の電話回線上には音声信号、ＩＳＤＮ信号、ＶＤＳＬ信号が混在しており、施設の管理室（例えばマンション管理室）などに設けるＭＤＦ（Ｍａｉｎ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｆｒａｍｅ）、及び加入者の宅内に設ける端末ではスプリッタを使用してその音声信号、ＩＳＤＮ信号とＶＤＳＬ信号を分離している。
【０００４】
図３は、ＶＤＳＬ方式の基本的な配置構成を示したものである。図３に示すように、施設内電話回線１４のＭＤＦ側にはスプリッタ１２が接続され、一方その加入者の宅内には端末側のスプリッタ１５が接続される。スプリッタの内部には、電話回線上で高速デジタル信号と混在している音声信号とＩＳＤＮ信号を分離するため、数百ｋＨｚ以下の通過帯域をもつローパスフィルタと数百ｋＨｚ以上の通過帯域をもつハイパスフィルタがある。スプリッタ１２及び１５で分離された音声信号は屋外の電話回線網１１、そして加入者側の電話機１７にそれぞれ与えられる。ＶＤＳＬ信号のやりとりは、端末側モデム１６，スプリッタ１５，施設内電話回線１４，ＭＤＦ側モデム１３のルートを介して、パソコン１８とインターネット網１９の間で行われる。
【０００５】
ＶＤＳＬは、現在急速に普及しているＡＤＳＬに比べて５倍以上の速度でデータ伝送を行うため、より高周波、広帯域の周波数を利用する。このため、ＶＤＳＬに用いられるスプリッタには挿入損、リターンロスなどの特性に対してより厳しい性能値が要求される。
【０００６】
ＡＤＳＬのスプリッタでは、低域フィルタと高域フィルタを備える構成が検討されている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、ＡＤＳＬ方式の概略図（図１）が記載され、段落００２０に「ＡＤＳＬ方式、又はＨＤＳＬ、ＶＡＤＳＬなどの同様な方式は」との記載もなされており、この「ＶＡＤＳＬ」はＶＤＳＬと同義と推定される。前記概略図では、スプリッタが低域フィルタと高域フィルタで構成されていることを示している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５１３５７号公報（第４〜５頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＶＤＳＬは、現在のｘＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ）技術の中で最も高速なデータ伝送を行う技術で、ＡＤＳＬに比べて５倍以上の伝送速度を有する。ＶＤＳＬは高周波、広周波数帯域を利用するため、これに用いられるスプリッタでは挿入損特性、リターンロス特性などに対してより厳しい性能が要求される。しかし、現在提供されているＶＤＳＬ用スプリッタは必ずしも十分な性能を有するものではない。本発明は以上の問題点を解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、ＶＤＳＬ回線上の低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させるための簡素な構成で優れた挿入損特性、リターンロス特性を持つハイパスフィルタを有するＶＤＳＬ用スプリッタを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のＶＤＳＬ用スプリッタ若しくはＶＤＳＬ用ハイパスフィルタは、低周波域信号を遮断し、高周波域のＶＤＳＬ信号を通過させる特性を有するハイパスフィルタ部が連立チェビシェフ型、もしくは逆チェビシェフ型で構成されている。本発明の他のＶＤＳＬ用スプリッタ若しくはＶＤＳＬ用ハイパスフィルタは、ハイパスフィルタ部が５次の連立チェビシェフ型、もしくは５次の逆チェビシェフ型で構成されている。また、ハイパスフィルタ部の初段部キャパシタの実効静電容量が１．３５ｎＦ（ナノファラッド）から３．４ｎＦ（ナノファラド）で構成されているＶＤＳＬ用スプリッタ若しくはＶＤＳＬ用ハイパスフィルタである。より好ましくは前記実効静電容量を１．６５ｎＦから３．４ｎＦとする。また、ハイパスフィルタ部の二段部キャパシタの静電容量が１０ｎＦ（ナノファラド）から２２ｎＦ（ナノファラッド）で構成されているＶＤＳＬ用スプリッタ若しくはＶＤＳＬ用ハイパスフィルタである。さらに、ハイパスフィルタ部の二段部インダクタのインダクタンスが１５μＨ（マイクロヘンリー）から２７μＨ（マイクロヘンリー）で構成されているＶＤＳＬ用スプリッタ若しくはＶＤＳＬ用ハイパスフィルタである。さらに、上記いずれかのＶＤＳＬ用スプリッタはローパスフィルタ部を備えていることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明によるＶＤＳＬスプリッタの実施例を詳細に説明する。なお、これら実施例により本発明が限定されるものではない。図１に本発明に係るＶＤＳＬ用スプリッタ１００の構成を示す。その構成はローパスフィルタ３０とハイパスフィルタ４０から成る。その役割は、施設内電話回線上に混在している音声信号、ＩＳＤＮ信号とＶＤＳＬ信号を分離するものであり、ローパスフィルタは数百ｋＨｚ以下の通過帯域を有し、ハイパスフィルタは数百ｋＨｚ以上の通過帯域を有している。
【００１１】
以下に代表的なフィルタ特性について、図５を使って簡単に説明する。なお、この説明ではローパスフィルタの特性に基づいており、本発明に関わるハイパスフィルタとは、通過域と減衰域が正反対となっている。（ａ）バターワース型は通過域のゲイン（利得）の平坦さを重視したもので、遮断周波数（ｆｃ）を過ぎてから緩やかに減衰する。（ｂ）チェビシェフ型は通過域の特性を若干犠牲（リップルがある）にして遮断特性を鋭くしたものである。（ｃ）逆チェビシェフ型は減衰域にノッチ点（ゲイン特性のくぼみ）を持たせて、遮断特性をさらに急峻としたものである。（ｄ）連立チェビシェフ型は通過域にリップルを持ち、減衰域にもノッチ点を有するが、遮断特性は最も急峻である。
【００１２】
図２は本発明に係るＶＤＳＬ用スプリッタのハイパスフィルタ部の回路図である。この回路構成は平衡方式の５次の連立チェビシェフ型、もしくは５次の逆チェビシェフ型のものである。５次の連立チェビシェフ型は阻止域に２個のノッチ点をもつフィルタであり、５次の逆チェビシェフ型も阻止域に２個のノッチ点をもち、共に急峻な遮断特性を有する。ＶＤＳＬ方式では、ＶＤＳＬ帯域はＩＳＤＮ帯域を避けて設定されているが、データ伝送速度を高めるには、可能な限り広帯域に設定する必要がある。よって、ＶＤＳＬ帯域の下限周波数（ここでは７００ｋＨｚとする）とＩＳＤＮ帯域の上限周波数（３２０ｋＨｚ）をできるだけ接近させるため、ＶＤＳＬ用スプリッタに用いられるハイパスフィルタは遮断特性の急峻なものを要し、連立チェビシェフ型、もしくは逆チェビシェフ型が適していることを見出した。
【００１３】
ハイパスフィルタの構成次数を上げれば阻止域の減衰量を大きく取れるが、通過域での挿入損も増加させ、さらに構成素子数が増えるため高価格になる。そこで、十分な減衰量である６０ｄＢ以上で勘案すると５次の連立チェビシェフ型、もしくは５次の逆チェビシェフ型が適していることをさらに見出した。以下、フィルタ回路の構成次数と平衡・不平衡方式について、図２を使って説明する。初段部はキャパシタＣ１１とキャパシタＣ１２からなり、同じ静電容量のキャパシタが図２のように上下の線路にそれぞれ配置されるのが平衡方式である。不平衡方式では、片側の線路のみに後述する実効静電容量Ｃ１と同じ静電容量のキャパシタを配置する。電話回線に挿入されるフィルタとしては平衡方式が特性面で望ましい。２段部はキャパシタＣ２０とインダクタＬ２０からなる。３段部はキャパシタＣ３１とキャパシタＣ３２からなり、４段部はキャパシタＣ４０とインダクタＬ４０からなり、最後の５段部はキャパシタＣ５１とキャパシタＣ５２からなる。５段構成なので５次と称する。
【００１４】
図２において、初段部キャパシタの実効静電容量Ｃ１は、キャパシタＣ１１とキャパシタＣ１２の直列接続で形成される静電容量である。表１にＣ１をパラメータとした場合の減衰量、挿入損、リターンロスの特性値を示す。ここでの合格基準としては、１００ｋＨｚ減衰量は６０ｄＢ以上、３００ｋＨｚ減衰量は４９ｄＢ以上、７００ｋＨｚ挿入損は１ｄＢ以下と定め、不合格の特性値には表中に×印を付けた。表１では１．３５ｎＦ（ナノファラッド）から３．４ｎＦ（ナノファラッド）が合格となった。
【００１５】
【表１】
2004104507.tif 000003
【００１６】
図２において、２段部のキャパシタＣ２０の静電容量をパラメータとした場合の減衰量、挿入損、リターンロスの特性値を表２に示す。前述の合格基準から、表２では１０ｎＦ（ナノファラッド）から２２ｎＦ（ナノファラッド）が合格となった。
【００１７】
【表２】
2004104507.tif 000004
【００１８】
図２において、２段部のインダクタＬ２０のインダクタンスをパラメータとした場合の減衰量、挿入損、リターンロスの特性値を表３に示す。前述の合格基準から、表３では１５μＨ（マイクロヘンリー）から２７μＨ（マイクロヘンリー）が合格となった。
【００１９】
【表３】
2004104507.tif 000005
【００２０】
参考比較例として、ハイパスフィルタ部の構成を図４に示す。また、その電気仕様を表４に示すが、このハイパスフィルタ仕様では、日本のＩＳＤＮ帯（３２０ｋＨｚ以下）の一部しか減衰できないため、日本国内での使用には制約がある。
【００２１】
【表４】
2004104507.tif 000006
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、最小限の回路構成で阻止域減衰量が大きく、通過域での挿入損は抑制されたＶＤＳＬ用スプリッタのハイパスフィルタとなる。さらに構成素子数も抑えられているので低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＶＤＳＬ用スプリッタの構成図である。
【図２】本発明に係るＶＤＳＬ用スプリッタのハイパスフィルタ部の回路図である。
【図３】ＶＤＳＬ方式における基本的な配置を示す構成図である。
【図４】比較例のＶＤＳＬ用スプリッタのハイパスフィルタ部の回路図である。
【図５】代表的なフィルタの特性の説明図である。
【符号の説明】
１１　電話回線網、　１２　スプリッタ、　１３　ＭＤＦ側モデム、
１４　施設内電話回線、　１５　スプリッタ、　１６　端末側モデム、
１７　電話機、　１８　パソコン、　１９　インターネット網、
３０　ローパスフィルタ、　４０　ハイパスフィルタ、
１００　ＶＤＳＬ用スプリッタ
【図１】
2004104507.tif 000007
【図２】
2004104507.tif 000008
【図３】
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【図４】
2004104507.tif 000010
【図５】
2004104507.tif 000011