(57)【要約】【課題】ＶＤＳＬ方式など広帯域のｘ−ＤＳＬ方式に利用される複数ｎの電話線を一つの収容箱に収納し、その回線間漏話特性を満足させるように構成する。複数ｎ回線の各回線に三極放電素子を接続しても漏話特性を満足するように構成する。集合住宅やビルなどに多数回線のスプリッタを合理的に収容する。【解決手段】ｎ個の三極放電素子を端子に配列して取付け、その端子に対する配線を一つおきに交叉させる。スプリッタの局回線端子とディジタル回線端子を結合する接続回路を印刷配線で構成し、各回線に印刷基板の表裏で所定の撚りを与える。スプリッタの構成要素である低域通過瀘波器を複数回線にわたりスタガ状に配置する。【選択図】図３
2004320294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電話局側の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子（２）と前記宅内回線端子（３）とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路（４）と前記ｎ対の局回線端子（１）とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子（１）と接地電位との間にそれぞれ対毎に接続された三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、
前記ｎ個の三極放電素子（６）と前記ｎ対の局回線端子（１）との間のｎ個の対配線に一つおきに撚りが与えられたことを特徴とする広帯域スプリッタ。
【請求項２】
電話局の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子（２）と前記宅内回線端子（３）とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路と前記ｎ対の局回線端子とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子と接地電位との間にそれぞれ接続されたｎ個の三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、
前記接続回路（４）の結線は、１枚の基板の表裏に印刷形成されたｎ対の対線構造であり、その対線のそれぞれは少なくも隣接の対線との間に漏話を低減させるための撚りが形成されたことを特徴とする広帯域スプリッタ。
【請求項３】
前記撚りは、前記ｎ対の対線について、それぞれ規則性のある間隔で複数形成された請求項２記載の広帯域スプリッタ。
【請求項４】
前記撚りは、隣の対線およびさらにその隣の対線との漏話を低減させるように形成された請求項３記載のスプリッタ。
【請求項５】
電話交換局の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子と前記宅内回線端子とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路と前記ｎ対の局回線端子とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子と接地電位との間にそれぞれ接続されたｎ個の三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、
前記ｎ個の低域通過瀘波器（５）は、一枚の基板表面にスタガ状に配置されたことを特徴とする広帯域スプリッタ。
【請求項６】
電話交換局の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子と前記宅内回線端子とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路と前記ｎ対の局回線端子とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子と接地電位との間にそれぞれ接続されたｎ個の三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、
前記ｎ個の三極放電素子（６）と前記ｎ対の局回線端子（１）との間のｎ個の対配線には一つおきに撚りが与えられ、
前記接続回路（４）の結線は、１枚の基板の表裏に印刷形成されたｎ対の対線構造であり、その対線のそれぞれは少なくも隣接の対線との間に漏話を低減させるための撚りが形成され、
前記ｎ個の低域通過瀘波器（５）は、一枚の基板表面にスタガ状に配置された
ことを特徴とする広帯域スプリッタ。
【請求項７】
電話局側の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子（２）と前記宅内回線端子（３）とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路（４）と前記ｎ対の局回線端子（１）とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子（１）と接地電位との間にそれぞれ対毎に接続された三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、
前記ｎ個の三極放電素子（６）と前記ｎ対の局回線端子（１）との間を接続するｎ個の対配線の隣接する二つの対配線間にそれぞれ相互に生じる４つの浮遊インピーダンス（Ｚｐ，Ｚｐ′，Ｚｑ，Ｚｑ′）について、ブリッジ平衡条件が実質的に成立するように、その浮遊インピーダンスが調節設定されたことを特徴とする広帯域スプリッタ。
【請求項８】
請求項１記載の広帯域スプリッタにおいて、
前記ｎ個の三極放電素子（６）と前記ｎ対の局回線端子（１）との間を接続するｎ個の対配線の隣接する二つの対配線間にそれぞれ相互に生じる４つの浮遊インピーダンス（Ｚｐ，Ｚｐ′，Ｚｑ，Ｚｑ′）について、ブリッジ平衡条件が実質的に成立するように、前記隣接する対配線間のいずれかにインピーダンス素子が付加されたことを特徴とする広帯域スプリッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電話線に通話信号とともに高周波ディジタル信号を重畳して伝送するｘ−ＤＳＬ（ｘ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）方式に利用する。本発明の装置は、電話線に伝送される通話信号の周波数帯域より高い周波数帯域の高周波ディジタル信号を分離または結合するための装置として利用する。本発明は、ＶＤＳＬ（Ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）  を共同住宅やオフィス・ビルに設置するために開発された装置であるが、本発明の装置の設計思想は、今後開発されるであろう広帯域のｘ−ＤＳＬ方式についても同様に利用することができる。本発明は、複数ｎ回線が一つの箱に収容される広帯域スプリッタについて、回線相互間に生じる漏話を低減する技術に関する。
【０００２】
本発明の装置は、高周波ディジタル信号を通話信号と分離（スプリット）する回路として利用するとともに、高周波ディジタル信号を通話信号に結合（コンバイン）する回路としても利用する双方向性の装置であるが、通称として当業者の間に広く利用されている「スプリッタ」を本発明の名称とする。
【０００３】
【従来の技術】
ｘ−ＤＳＬ方式は、電話線に伝送される通話信号の周波数帯域（以下の説明では単に「通話帯域」という）より高い周波数帯域に、主としてインターネットに利用する高周波ディジタル信号の伝送帯域を設ける方式である。ｘ−ＤＳＬ方式としては、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ−ＤＳＬ）  、ＶＤＳＬ、その他が広く実用化されている。すでに普及しているｘ−ＤＳＬ方式の多くは、上り回線と下り回線との高周波ディジタル信号の周波数帯域は非対称である。一般に高周波ディジタル信号については、利用者から電話局に向かう上り信号の周波数帯域より、電話局から利用者に向かう下り信号の周波数帯域の方が広く設定されている。
【０００４】
これらｘ−ＤＳＬ方式を利用するには、利用者側および電話局側でそれぞれ電話線にスプリッタを接続して、通話帯域の信号とｘ−ＤＳＬ用信号の通信帯域とを分離および結合を行うことが必要である。通話帯域の信号は、電話利用者の宅内装置と電話局装置とをメタリックに接続する対線により接続する。この対線には電話局装置から直流電流が重畳されて伝送される。
【０００５】
利用者側に設けるｘ−ＤＳＬ用のスプリッタは、さまざまの形態のものが市販されている。ｘ−ＤＳＬ方式を利用する者は、これをパーソナル・コンピュータ、あるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）  用品などとともに、その付属品の一つとして購入することができる。これを電話会社の回線が接続された宅内電話端子に所定の接続を行うことにより、利用できるようになっている。
【０００６】
電話局側のスプリッタは電話会社の設備として設けられる。電話会社では、電話線から分離され、あるいは電話線に結合されるｘ−ＤＳＬ用のディジタル信号は、それぞれ所定の規格にしたがってＩＰ  （Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークに接続する。
【０００７】
一般に、ｘ−ＤＳＬ用のディジタル信号は、通話帯域の信号より高い周波数領域に設定されるから、線路の信号減衰が大きい。したがって電話線を利用してｘ−ＤＳＬ用ディジタル信号を伝送すると、その伝送可能な距離は通話帯域の信号より短い。このため、電話会社の設備としては、電話利用者の近隣に簡単な集線装置を設けて、この集線装置に電話局側のスプリッタを配置する方式が広く採用されている。そしてこの集線装置に設けた電話局側のスプリッタと電話局内に設置するｘ−ＤＳＬ用の信号中継設備との間は、ｘ−ＤＳＬ用の信号を電話線の帯域外信号として電話線に重畳するのではなく、電話線とは別に設けた光ファイバその他の高速回線で接続する設計が広く行われている。
【０００８】
従来から知られている回線の漏話特性改善に関する技術としては次のようなものがある。特許文献１（出願人：ルーセント）には、コネクタ内に設ける基板上の配線を群別に交叉させることにより漏話を改善する技術が開示されている。また、特許文献２（出願人：ＮＴＴ）には、配線基板の両面に設けた対構造の配線をスルーホールを介して交叉させることにより、漏話特性を改善する技術が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２０９５８９号公報
【特許文献２】
特開平７−９５１３４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
インターネットの利用が普及し、ｘ−ＤＳＬの利用者が増大し、これに伴う技術開発が進むにしたがってｘ−ＤＳＬ用の利用周波数帯域が拡大した。ｘ−ＤＳＬ用の利用周波数帯域が拡大すると、電話線を利用して通話帯域外の信号として伝送することができる距離がさらに短くなる。これにしたがって電話局側のスプリッタは、さらに利用者の近傍に配置しなければならなくなる。ちなみに、現在広く普及しているＡＤＳＬでは、下り方向の最大ビット・レートは８Ｍｂｐｓあるいは１２Ｍｂｐｓであるところ、本発明の装置が利用するＶＳＤＬでは、下り方向の最大ビット・レートは５２Ｍｂｐｓ  である。このため、今後普及が予想されるＶＤＳＬ方式、あるいはさらに広い周波数帯域を利用するｘ−ＤＳＬ方式については、ある程度の規模を有する集合住宅（マンション）やオフィス・ビルでは、そのビルの設備として、たとえば地下室の電気設備の一つとして、そのビル内に電話局側のスプリッタを収容することが必要になった。
【００１１】
このためのスプリッタは本来電話線一対毎に設けるものであるが、ビルの地下室などに設けられる電話線の接続端子函の中あるいはその近傍に、複数ｎ回線のスプリッタを一つの収容箱に一体的に収容する構造とすることが必要になった。この複数ｎは例示すると、ｎ＝１２，２４，４８などである。このように複数ｎ回線の広帯域用のスプリッタを一体的に収容する装置を設計すると、当然に収容箱の中で生じる回線相互間の静電結合あるいは電磁結合による漏話が問題となる。
【００１２】
さらに本願発明者らは、このような装置の開発の過程で、避雷素子をこの装置に収容しなければならない問題に遭遇した。避雷素子は電話線一対毎にその対線と接地との間に接続される三極放電素子である。これは落雷による誘導電流や電力線との混触など、予期しない原因で電話線に高電圧が印加されたとき、電話線に接続された機器を保護するために設けられている素子である。
【００１３】
現状ではこの三極放電素子としてガス入り放電管が利用されている。半導体素子ではない。このガス入り放電管もさまざまな形状のものが規格化されているが、本発明の装置に収容するものを例示すると、それは円筒形状であり、その直径は８ｍｍ、高さは８ｍｍほどである。このような三極放電素子は、電話線の引込点に回線毎に個別に接続されるものであり、動作特性および利用実績のうえから現状ではさらに小型の代替部品は得られない。上記のように広帯域用のスプリッタを一体的に収容する箱を設計するに際して、三極放電素子をこの箱の中に収容することができれば、ビルの電話線の配線をきわめて合理的に行うことができることがわかった。
【００１４】
本願発明者らは、このような複数ｎ回線の電話線について、三極放電素子とともに一体化して収容する広帯域用スプリッタを設計することになった。この設計に際して、漏話がどのように問題になり、その問題をどのように解決できるかを検討した。装置を試作し試験をしたところ、回線間の漏話はきわめて重大な問題となることがわかった。そしてその漏話が生じる原因がどこにあるかを分析検討した。そしてこのような三極放電素子を含む複数ｎ回線のスプリッタを一体的に実装するときに、漏話が発生する原因として、
１．回線毎に１個ずつ接続される三極放電素子およびその配線による相互静電結合による漏話、
２．宅内回線端子とディジタル回線端子とを接続する接続回路の線路間結合による漏話、
３．回線毎に接続される低域通過瀘波器間の相互電磁結合による漏話、
の三点が重要な課題となることをつきとめた。
【００１５】
上記三点についてさらに説明すると、上記１．については、三極放電素子の相互間には、静電結合および電磁結合があるが、各種測定の結果から、本発明の周波数領域では静電結合が主要な原因であることが分かった。そしてこの静電結合が、上記三点の中では最大の漏話発生原因であることもわかった。これが解決できれば課題である三極放電素子を収容箱の中に収納できることが見込まれた。
【００１６】
また、上記２．については、これも電磁結合の成分と静電結合の成分とがあるが、この周波数領域ではこれがともに影響があるので、電磁結合と静電結合とを区別することなく線路間結合による漏話とする。そしてこの線路間結合は、その効果を相殺することが可能であることが分かった。
【００１７】
さらに上記３．についても、電磁結合の成分と静電結合の成分とがあるが、この周波数領域では電磁結合成分が支配的であることが分かった。低域通過瀘波器の構成要素として巻線形の電磁誘導部品（コイル）を利用することは避けられず、これも代替部品が得られず、この部品形状を変更することが困難であることがわかった。
【００１８】
すなわち本発明は、多数回線について三極放電素子を含む回路を一体的に収容することができる広帯域スプリッタを提供することを目的とする。本発明は、広帯域用ｘ−ＤＳＬ用信号が重畳された多数の電話線相互間の漏話特性を改善することを目的とする。本発明は、三極放電素子をスプリッタ収容箱の内部に収容することを可能にすることにより、ビル内の電話線設備を小型化かつ合理化することを目的とする。本発明は、ｘ−ＤＳＬ用信号が重畳され一つの箱に収容された多数の電話線の間で相互に発生する漏話を低減するための回路構造を提供することを目的とする。本発明は、多数回線について一体的に収容する広帯域スプリッタを小型化することを目的とする。本発明は、今後利用周波数領域が拡大するものと考えられるｘ−ＤＳＬ方式のスプリッタについて、回線相互間の漏話を低減するための技術を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記説明のように回線間の漏話を低減するための重要な課題である三点に対応して、本発明は、
１．三極放電素子相互間の静電結合については、
三極放電素子の信号線二端子を接続する配線に一つおきに撚りを与えること、
２．接続回路の線路間結合については、
印刷配線基板の配線線路に相互に合理的な間隔で撚りを与えること、
３．低域通過瀘波器の相互電磁結合については、
低域通過瀘波器を一つおきに位置をずらして配置するスタガ配置をとること、を特徴とする。
【００２０】
上記三点のうち、
１．三極放電素子の信号線二端子を接続する配線に一つおきに撚りを与えることは最も効果的である。この構成により三極放電素子をスプリッタとともに一つの収容箱に設置することが可能になり、ビルの電気室などスプリッタを配置する場所の配線設備の合理化にきわめて顕著に貢献することができる。
【００２１】
上記三点のうち、
２．配線線路に撚りを設けることそれ自体は旧い技術であるが、これを印刷配線基板の上で実施して、その線路間結合を小さくすることはきわめて有効な対策である。とくに、本発明ではこの撚りを形成する間隔を隣接する回線に限らず、一つおいて隣の回線についても、線路間の結合を打ち消すことができるように設定した。
【００２２】
上記三点のうち、
３．低域通過瀘波器をスタガ配置することは、実装空間の合理的な利用と、相互電磁結合を低減することとを同時にはかることを可能にするものであり、実用的な装置を提供するために顕著な効果がある。
【００２３】
すなわち本発明は、電話局側の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子（２）と前記宅内回線端子（３）とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路（４）と前記ｎ対の局回線端子（１）とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子（１）と接地電位との間にそれぞれ対毎に接続された三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、前記ｎ個の三極放電素子（６）と前記ｎ対の局回線端子（１）との間のｎ個の対配線に一つおきに撚りを与えることを特徴とする。
【００２４】
この構成は上記三つの課題として説明したもののうち第一の課題（１．三極放電素子相互間の静電結合）に対応する解決手段である。上記一つおきに撚りを与える構造は簡単な構造であるが、最も簡単に実現することができるとともに、実際的に最も効果のある方策である。本願発明者らは、この相互結合の原因を詳しく分析した。そして一つおきに撚りを与える構造で所望の漏話特性が得られないときには、その漏話発生原因にしたがって、その漏話発生の原因になる浮遊インピーダンスを打ち消すように、小さいインピーダンス素子を付加する構成も考え出した。これは後からさらに詳しく説明する。
【００２５】
上記括弧内の数字は後から説明する実施例図面の参照数字である。これは本発明の構成を理解しやすいように付すものであって、本発明の構成を実施例に限定して理解するためのものではない。以下の説明においても同様である。
【００２６】
さらに本発明は、電話交換局の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子（２）と前記宅内回線端子（３）とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路と前記ｎ対の局回線端子とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子と接地電位との間にそれぞれ接続されたｎ個の三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、前記接続回路（４）の結線は、１枚の基板の表裏に印刷形成されたｎ対の対線構造であり、その対線のそれぞれは少なくも隣接の対線との間に漏話を低減させるための撚りが形成されたことを特徴とする。この撚りは前記ｎ対の対線について、それぞれ規則性のある間隔で複数形成することができる。またこの撚りは、隣の対線およびさらにその隣の対線との漏話を低減させるように形成することができる。
【００２７】
これは上記三つの課題として説明したもののうち第二の課題（２．接続回路の線路間結合）に対応する構成である。
【００２８】
さらに本発明は、電話交換局の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子と前記宅内回線端子とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路と前記ｎ対の局回線端子とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子と接地電位との間にそれぞれ接続されたｎ個の三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、前記ｎ個の低域通過瀘波器（５）は、一枚の基板表面にスタガ状に配置されたことを特徴とする。
【００２９】
これは上記課題として説明した三点のうち第三の課題（３．低域濾波器の相互電磁結合）に対応する解決策である。
【００３０】
上記説明のように、装置内の各所で回線接続に撚りを与えることにより、複数の回線相互間に発生する漏話を実用上問題にならない程度に軽減させることができる。ここで実用的な装置を設計するには、撚りを与えることによりこの装置を介して接続される回線の極性が、実質的に反転することにならないように注意することが必要である。これには、極性反転が問題になる回線について、この装置の内部で与える撚りの回数を複数にすることにより回避することができる。
【００３１】
さらに本発明は、電話交換局の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子と前記宅内回線端子とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路と前記ｎ対の局回線端子とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子と接地電位との間にそれぞれ接続されたｎ個の三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、前記ｎ個の三極放電素子（６）と前記ｎ対の局回線端子（１）との間のｎ個の対配線には一つおきに撚りが与えられ、前記接続回路（４）の結線は、１枚の基板の表裏に印刷形成されたｎ対の対線構造であり、その対線のそれぞれは少なくも隣接の対線との間に漏話を低減させるための撚りが形成され、前記ｎ個の低域通過瀘波器（５）は、一枚の基板表面にスタガ状に配置されたことを特徴とする。この構成は上記三つの具体的な課題に対する解決策を三つとも兼ね備えた構成とするものである。
【００３２】
さらに本発明は、電話局側の電話回線が接続される複数ｎ対の局回線端子（１）と、ｘ−ＤＳＬ集線装置に接続されるｎ対のディジタル回線端子（２）と、利用者側回線が接続されるｎ対の宅内回線端子（３）と、前記ディジタル回線端子（２）と前記宅内回線端子（３）とをそれぞれ接続するｎ対の接続回路（４）と、前記ｎ対の接続回路（４）と前記ｎ対の局回線端子（１）とをそれぞれ接続するｎ個の低域通過瀘波器（５）と、前記ｎ対の局回線端子（１）と接地電位との間にそれぞれ対毎に接続された三極放電素子（６）とを備えた広帯域スプリッタにおいて、前記ｎ個の三極放電素子（６）と前記ｎ対の局回線端子（１）との間を接続するｎ個の対配線の隣接する二つの対配線間にそれぞれ相互に生じる４つの浮遊インピーダンス（Ｚｐ，Ｚｐ′，Ｚｑ，Ｚｑ′）について、ブリッジ平衡条件が実質的に成立するように、その浮遊インピーダンスが調節設定されたことを特徴とする。
【００３３】
この構成は上記説明の第一の課題（１．三極放電素子の静電結合）に対応する別の観点からの構成である。すなわち、上記説明では、三極放電素子についてその接続回路に一つおきに撚りを与えることを具体的な解決策として示した。この解決策は原理的に二つの対配線間にそれぞれ相互に生じる４つの浮遊インピーダンスをブリッジ平衡させることに等しいとの分析に基づくものであり、上記解決策を別の観点から述べた構成に相当する。さらに、この解決策は、三極放電素子についてその接続回路に一つおきに撚りを与えておき、そのうえでブリッジ平衡が成り立つように、浮遊インピーダンスに人工的なインピーダンスを付加する構成を採ることができる。浮遊インピーダンスのブリッジ平衡については、実施例図面を参照して後からさらに詳しく説明する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明実施例についてさらに詳しく説明する。図１は本発明実施例装置の利用形態の一例を説明する全体構成図である。図１の右下方に太線で示すＶＤＳＬスプリッタ１０が本発明実施例装置である。この例は集合住宅（マンション）１１の中の多数の住宅１２でＶＤＳＬを利用するために、本発明実施例装置であるＶＤＳＬスプリッタ１０をこの集合住宅１１の電気室等に設置するものである。
【００３５】
この集合住宅１１には電話局１３からの電話線１４が引き込まれＭＤＦ（Ｍａｉｎ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ  Ｆｒａｍｅ）１５に接続される。電話局１３からの電話線１４は多対のメタル回線であり、電話局１３に設けられた交換機１６と各戸の電話機１８までがメタリックに接続される。この電話線１４には通話帯域の信号に直流の通話電流が重畳されて伝送される。この電話線１４は、この集合住宅１１に設けられたＭＤＦ１５から各住宅１２に配線接続される。このＭＤＦ１５に取込まれた電話線１４には、ＶＤＳＬが利用される電話線についてもＶＤＳＬ用ディジタル信号は重畳されていない。ＶＤＳＬを利用する電話線については、この集合住宅の電気室等でＶＤＳＬ用ディジタル信号を重畳するように構成する。
【００３６】
すなわち、ＭＤＦ１５に接続された回線のうちＶＤＳＬを利用する電話線は、本発明実施例装置であるＶＤＳＬスプリッタ１０を経由して接続される。すなわちＶＤＳＬを利用する家庭の電話線は、ＶＤＳＬスプリッタ１０の局回線端子１に接続され、ＶＤＳＬスプリッタ１０の宅内回線端子３から各住宅のＶＤＳＬ宅内モデム１７に接続される。
【００３７】
ＶＤＳＬを利用する家庭には、それぞれ電話機１８およびパーソナル・コンピュータ１９が設備されている。その電話機１８およびパーソナル・コンピュータ１９はＶＤＳＬ宅内モデム１７の各端子に接続される。本発明実施例ＶＤＳＬスプリッタ１０からこのＶＤＳＬ宅内モデム１７まで施設されたこの宅内回線は、特別の回線ではなくビル内に設備される通常の電話線である。ＶＤＳＬ宅内モデム１７には、図示してないがその内部に宅内用のスプリッタが実装されていて、通話帯域信号とＶＤＳＬ信号とを周波数別に瀘波器で分岐し、通話帯域信号は電話機用端子に接続し、ＶＤＳＬ信号はパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）用端子に接続される。
【００３８】
本発明のＶＤＳＬスプリッタ１０のディジタル回線端子２には、ディジタル回線が接続される。これを説明すると、電話局１３には電話網に接続された交換機１６のほかに、ＩＰネットワーク（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続されたＩＰ系光局内装置２０が設けられている。このＩＰ系光局内装置２０は光ファイバ通信線２１により、前記集合住宅１１に設けられた光・電気変換器２２の光側入出力端子と接続されている。光・電気変換器２２は、光ファイバ通信線２１の光信号を双方向に電気信号と変換する装置である。この光・電気変換器２２の電気側入出力信号は、ＶＤＳＬ集線装置２３を経由して、本発明実施例装置のディジタル回線端子２に接続される。すなわちこの全体構成図に示すように、各住宅１２に配線される電話線である宅内回線のＶＤＳＬ信号は、本発明のＶＤＳＬスプリッタ１０で分離または結合されて、電話線とは別系統の光ファイバ通信線２１を介して電話局１３に伝送され、電話局１３の設備であるＩＰ系光局内装置２０によりＩＰネットワークと接続される。
【００３９】
本発明の実施例装置ＶＤＳＬスプリッタ１０は、ＶＤＳＬを利用する複数ｎ回線について通話帯域の信号とＶＤＳＬ信号とを双方向に分離または結合する装置である。スプリッタは分離装置を意味する用語であるが、この明細書では業界の慣用にならい、分離および結合を双方向に行う装置について「スプリッタ」ということにする。これは上でも説明したとおりである。この複数ｎは例示すると上述のように１２、２４、４８などである。そして本発明のＶＤＳＬスプリッタ１０は、その内部の回線毎に三極放電素子が接続され、この集合住宅ではＶＤＳＬを利用する住宅の電話線については誘導雷あるいは電力線との混触に対する防護が施されることになる。
【００４０】
図２は本発明実施例ＶＤＳＬスプリッタ１０の回路構成図である。この装置には複数ｎ対の電話の局回線と接続される局回線端子１と、ｎ対のディジタル回線と接続されるディジタル回線端子２と、ｎ対の宅内回線と接続される宅内回線端子３が設けられている。この局回線端子１のｎ対の局回線にはそれぞれ避雷素子として三極放電素子６が接続される。このＶＤＳＬスプリッタ１０の宅内回線端子３のｎ対の局回線は、接続回路４により、それぞれディジタル回線端子２のｎ対のディジタル回線と接続される。この局回線端子１のｎ対の局回線は、それぞれ低域通過瀘波器５を介して、接続回路４のｎ対の各対電位と接続される。
【００４１】
ここで上記〔発明が解決しようとする課題〕の欄で説明した三つの課題に対応して本発明実施例の構成を説明する。上で説明した三つの課題は、複数ｎ回線について、
１．三極放電素子６の相互静電結合、
２．接続回路４の線路間結合、
３．低域通過瀘波器５の相互電磁結合、
が発生する問題であった。
【００４２】
第一の三極放電素子６の相互静電結合については、ｎ個別の三極放電素子の信号線二端子を接続する配線に、一つおきに撚りを与えることにした。これは図２ではｎ番目の三極放電素子６についてのみ、回路を交叉して図示してあるが、図３にさらに具体的な構成を図示する。図３を参照して、局回線端子１にはｎ対の局回線が接続され、その局回線端子１の各対電極は、印刷配線により三極放電素子６の接続端子６′に接続されている。この印刷配線により接続される回路に、一個おきにその回路を表裏にわたり交叉形成して実質的に撚りを与えるように構成する。そうすると隣接する三極放電素子６（図面が複雑になるから図３には表示を省略する）の隣接する回線相互についてはその極性が交互に反転することになる。
【００４３】
第二の接続回路４の線路間結合については、印刷配線により形成される接続回路４に撚りを設けることにした。図２で接続回路４に「×」印を付してある位置で電極を印刷配線基板の上下で入れ換えることにより撚りを設ける。すなわちこの印刷配線基板は表裏に回路が印刷された両面構成の基板であり、回路に撚りを設ける位置でその基板に穴を設け、この穴を通じて二つの導線を交叉させることにより撚りを設ける。図４にその撚りを設ける部分についての拡大図を示す。この部分拡大図から分かるように、この実施例装置では接続回路４の配線について、隣接する配線について、さらにその隣の配線について、長手方向の撚りの間隔（ピッチ）を変更して相互干渉を小さくする。四つ隣の配線は、相互干渉が小さくなるから最初の配線の撚りの間隔と同一に戻す。すなわち、配線の隣接する３本ごとに撚りの間隔を違えてその相互干渉を小さくする。
【００４４】
第三の低域通過瀘波器５の相互電磁結合については、次の通りである。図２では低域通過瀘波器５は、便宜上１対の回線について５個のコイルと１個のコンデンサにより表示されているが、実用的な装置では、１対の回線について１４個のコイルと１２個のコンデンサからなる部品である。この１４個のコイルのうち１０個のコイルについては、通話電流が通過することになり、巻線は所定の太さが必要である。したがって全体の形状はどんなに小型に設計しても、長さ４０ｍｍ、幅１５ｍｍ、高さ１２ｍｍほどの直方体の形状になる。これを図３に示すように、一つおきに配置位置を前後させて、隣接する回線について斜めに前後するように、すなわちスタガ状に配置するようにした。これにより隣接する回線相互間の電磁結合を小さくすることができる。このスタガ状に配置する構成により、隣接する回路との電磁結合を小さくすることができる。
【００４５】
上記構造により、複数ｎ回線について、具体的にｎ＝１２、２４、４８の場合について、漏話特性を満足することができる三極放電素子付きのＶＤＳＬ用スプリッタを設計することができた。
【００４６】
ここで、回線間漏話の改善について最大に寄与している構成は、定量的な測定を行うことにより、第一の三極放電素子６に対する配線を一つおきに撚りを与えて接続する構造であることがわかる。この構造についてさらに詳しく説明する。
【００４７】
三極放電素子６について簡単に説明すると、これは電話線に生じる電力線との混触や誘導雷による大電流を吸収して、屋内の通信機器を防護するための素子である。三極放電素子の三つの電極はそれぞれ通信線の対間と接地電位とに接続される。三極放電素子６としては、アルゴン・ガスがセラミック管内に封入されたガス入り放電管が広く利用されている。ガス入り放電管は、これも例示すると３つの電極のいずれか二つの電極の間に、数十Ｖ（ボルト）を越える電圧が印加されたとき、管内のガスがイオン化され放電が開始される。この状態では、電圧が印加された電極だけでなくこの３つの電極が電気的な短絡状態になる。３つの電極の一つは接地電位に接続されているから、放電が継続している期間にわたり、各電極の電位は接地電位に維持されることになる。この短絡状態はいずれか二つの電極に印加されている電圧がなくなるまで維持される。この三極放電素子６はこのように原理的な構造の素子であるが、現在の段階ではこれに代わる小型の部品、たとえば同等の性能の半導体部品は存在しない。上で説明したとおり、三極放電素子として利用実績のあるガス入り放電管の形状を例示すると、その直径は８ｍｍ、高さは８ｍｍほどの円筒形である。
【００４８】
本発明の装置では図３および図４に示すように三極放電素子を端子１または６′に一列に配置して取付けるとともに、三極放電素子６に対する接続配線に一つおきに撚りを与えることにした。この回線間漏話に対する改善について説明するとつぎのとおりである。
【００４９】
図５は本発明の効果を試験するための接続回路を示す。これは本発明実施例装置の端子構造を利用して行った試験である。図５（ａ）は三極放電素子６の両端電極に擬似的な負荷抵抗として１１０Ωの抵抗器を接続し、これに端子７を介して発振器８を接続する。そしてこの三極放電素子６に隣接してもう一つの三極放電素子６を配置し、同様にその両端電極にも疑似的な負荷抵抗として１１０Ωの抵抗器を接続し、こちら側については端子７を介してレベル測定器９を接続する。いずれも三極放電素子６の接地電極は図示してないがそれぞれ接地に接続する。そして発振器８から、所定の周波数の信号を印加し、レベル測定器９に到来するその周波数の信号レベルを測定する。これにより、一つの三極放電素子６およびその接続回路から、隣接するもう一つの三極放電素子６およびその接続回路への漏話を測定することができる。
【００５０】
ここで図５（ｂ）は、端子７と三極放電素子６の接続を二つの並列する回路について、ともに撚りを与える。また図５（ｃ）は、端子７と三極放電素子６の接続を二つの並列する回路について、一方を平行にして他方に撚りを与える構造とする。いずれの回路も二つの回路の間には特に接続回路を設けることなく、二つの回路の間の静電結合による漏話を量的に測定しようとするものである。
【００５１】
このようにして、発振器８の出力信号周波数を１００ｋＨｚ（０．１ＭＨｚ）から１２ＭＨｚまで連続的に変化させ、レベル測定器９に到達する信号レベルを測定した。その結果を図６に示す。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す測定結果は、それぞれ図５（ａ），（ｂ），（ｃ）の回路構成に対応するものである。すなわち、図５（ａ）および同（ｂ）の構成については、周波数約１ＭＨｚから漏話が観測され、ＶＤＳＬの標準的な利用周波数帯域である１２ＭＨｚでは、それぞれ約−６５ｄＢほどの漏話が観測された。これに対して図５（ｃ）に示すように、一方の回路に撚りを与えると、この測定系の測定限界である−９０ｄＢ程度まで、漏話を観測することができなかった。
【００５２】
この漏話低減の効果について、これを分析すると次のようになる。図７はこれを説明する等価回路図である。図７（ａ）は発振器８を三極放電素子６を含む回路６′に接続し、隣接する同等の回路６′に接続されたレベル測定器９へ到来する漏話の等価回路を表す。いま各線間にインピーダンス結合があり、それぞれそのインピーダンス結合は図示するようにＺｐ、Ｚｐ′、Ｚｑ、Ｚｑ′であるとする。この回路は、図７（ｂ）で示すようにブリッジ回路として表すことができる。そして、このブリッジ回路が平衡状態になると、発振器８の出力信号はインピーダンスＺ２  に現れなくなる。このブリッジ回路の平衡条件は、
（Ｚｐ／Ｚｐ′）＝（Ｚｑ／Ｚｑ′）
である。これを満足させる回路条件は、隣接する回線の回路間で互いに相殺するように形成することである。
【００５３】
つぎに本発明実施例の試作装置について、上記ブリッジ回路の平衡条件成立を数量的に検討した結果を説明する。図８は三極放電素子の接続端子７について、これを基板上に２個配置して、その浮遊静電容量を実測した結果である。図９は三極放電素子６について、基板上に取り付けた状態に等しい間隔で２個配置し、その浮遊静電容量を実測した結果である。それぞれ本来結線されていない電極間に数百ｆＦの静電容量が観測された。それぞれ実測された数値を図８の中に記入する。
【００５４】
これを図１０（ａ）に示すように、三極放電素子６および端子７をそれぞれ接続する。このとき、一方の回路（図の下側の回路）については接続に撚りを与える。そうすると各浮遊容量の値は一方が撚られて加算されるので、図１０（ｂ）に示すようになり、その加算された値は図１０（ｃ）に示すようになる。これはブリッジ回路として表現すると図１０（ｄ）のようになる。この図１０（ｄ）に示すブリッジ回路の平衡を計算すると、完全な平衡から容量性インピーダンスとして０．３３％のずれがあることがわかる。
【００５５】
一方図１１（ａ）に示すように、下側の回路ではなく上側の回路に撚りを与えると、その結線状態は図１１（ｂ）のようになる。この状態で同様にブリッジ回路の平衡を計算すると、完全な平衡状態から０．２％のずれがあることがわかる。この場合にも実用的に十分な程度に漏話を消去することができる。
【００５６】
これに対して、図１２に示すように撚りを与えない状態で静電容量を加算し、ブリッジ回路の平衡を計算すると、完全な平衡から４．９％のずれがある。さらに図１３に示すように、二つの回路にともに撚りを与えて静電容量を加算し、ブリッジ回路の平衡を計算すると、完全な平衡から６．１％のずれが発生していることがわかる。この値は図１０または図１１に例示した平衡条件が成立している場合に比べると、２０倍ないし３０倍の打ち消すことができない電圧が発生することを意味する。
【００５７】
以上の考察から、この実施例の形態では、多数ｎ個が配置された回路基板の上で交互に撚りを与えることにより、隣接する回路との間の浮遊静電容量による漏話発生は、そのほとんどが実用上十分な程度まで打ち消されていることが理解される。
【００５８】
上記の考察をさらに発展させると、隣接する回路との間で一つおきに回路に撚りを与えることにより、その静電結合の効果を十分に打ち消すことができないときには、一方に追加の容量素子を接続して漏話を低減させることができることがわかる。これは、端子の構造および素子の構造がその一方について隣接する回路との間の静電結合が大きい場合に、容量素子を人工的に追加することにより、上で説明したブリッジ回路の平衡が成立するように、その回路を構成することができることを意味する。これは、一つおきに回路に撚りを与えた上で、追加のインピーダンス素子を接続することも可能である。さらに、一つおきに回路に撚りを与えることに代えて、ブリッジ回路の平衡条件を成立させる構成とすることができる。その一例を示すと、一つおきに値の異なる追加のインピーダンス素子を接続する、あるいは一つおきに異なる回路上の位置に追加のインピーダンス素子を接続する構成とすることによっても実現することができることになる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明により、相応の大きさのある部品を実装する構造としても、多数回線について回線間の漏話を実用的なレベルまで低減することができる装置が得られた。とくに本発明により、三極放電素子を含む回路を一体的に収容することができる広帯域スプリッタを提供することができる。本発明により、広帯域用ｘ−ＤＳＬ用信号が重畳された多数の電話線相互間の漏話特性を改善することができる。本発明により、多数回線について一体的に収容する広帯域スプリッタを小型化することができるから、ビル内の電話線設備を小型化かつ合理化することができる。本発明は、今後利用周波数領域が拡大するものと考えられるｘ−ＤＳＬ方式のスプリッタについても、回線相互間の漏話を低減するための技術として応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例装置をＶＤＳＬ方式に実施する場合の電話線系統構成例を示す図。
【図２】本発明実施例装置の回路図。
【図３】本発明実施例装置の機械的配置を示す図。
【図４】上記図３に示す機械的配置図の部分拡大図。
【図５】本発明実施例装置に実装される三極放電素子の漏話測定系説明図。
【図６】本発明実施例装置の漏話測定結果を示す図。
【図７】本発明実施例装置の漏話低減について原理を説明するための回路図。
【図８】本発明実施例装置の端子間の浮遊容量実測値を示す図。
【図９】本発明実施例装置の三極放電管相互間の浮遊容量実測値を示す図。
【図１０】下側の回路に撚りを与えた場合の接続図および説明図。
【図１１】上側の回路に撚りを与えた場合の接続図および説明図。
【図１２】隣接する回路について撚りを与えない場合の接続図。
【図１３】隣接する回路についていずれにも撚りを与えた場合の接続図。
【符号の説明】
１  局回線端子
２  ディジタル回線端子
３  宅内回線端子
４  接続回路
５  低域通過瀘波器
６  三極放電素子
７  端子
８  発振器
９  レベル測定器
１０  ＶＤＳＬスプリッタ
１１  集合住宅
１２  住宅
１３  電話局
１４  電話線
１５  ＭＤＦ（Ｍａｉｎ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ  Ｆｒａｍｅ）
１６  交換機
１７  ＶＤＳＬ宅内モデム
１８  電話機
１９  パーソナル・コンピュータ
２０  ＩＰ系光局内装置
２１  光ファイバ通信線
２２  光・電気変換器
２３  ＶＤＳＬ集線装置
【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】
2004320294.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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