(57)【要約】  同軸ケーブルネットワーク内で障害の位置を探索するシステムは、エンコーダ、障害検出器およびデコーダを含む。エンコーダは、障害の上流側にある予め定められた符号化地点に接続される。エンコーダは、符号化地点の下流側で障害と関連して発生する信号の識別コードを自動的に符号化する。障害検出器は、符号化地点の上流側のアクセスポイントでネットワークに接続され、ネットワークから信号を受信する。障害検出器は、受信信号から障害に関連する信号を検出し、その信号の検出されたバージョンを生成する。デコーダは、障害信号の検出されたバージョンから識別コードを復号する。一旦識別コードが決定されれば、エンコーダおよび符号化地点が特定され、障害の位置が符号化地点の下流側であると判定される。
2010534954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸ケーブルネットワーク内で障害の位置を探索するシステムであって：
障害の上流側にある所定の符号化地点でネットワークに接続されるように構成され、前記符号化地点の下流側で発生し前記障害に関連する信号上の識別コードを自動的に符号化する電子回路を含むエンコーダ；
前記符号化地点よりも上流側のアクセスポイントで前記ネットワークに接続されて該ネットワークから信号を受信し、該受信した信号から前記障害に関連する信号を検出して検出信号を生成する障害検出器；および
前記障害検出器に関連して配設され、前記検出信号から前記エンコーダの識別コードを検出するデコーダ、
を備え、
前記エンコーダおよび前記所定の符号化地点を特定し、前記障害の位置を前記所定の符号化地点の下流側であると判定することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記エンコーダの電子回路が、前記識別コードで定まる割り当てられた率で振幅変調することにより、前記障害に関連する信号を符号化することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記エンコーダが、ハウジング部およびコネクタ部を備えるプローブとして構成され、前記エンコーダの電子回路が前記ハウジングに囲まれており、前記コネクタ部が、前記ネットワーク内のネットワーク装置に接続されて、前記エンコーダの電子回路と前記ネットワークとの電気的接続を確立することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記障害が共通の経路歪みであり、前記障害検出器が該共通の経路歪みによって生成された信号を検出することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記障害検出器が、第１および第２入力と出力とを有する相関器を備え、前記共通の経路歪みによって生成された信号が前記第１の入力で前記相関器に受信され、局所的に生成された基準信号が前記相関器の前記第２の入力で受信され、前記基準信号が、前記共通の経路歪みによって生成された信号のエミュレーション信号であり、前記共通の経路歪みによって生成された信号が前記基準信号との相互相関によって前記相関器の出力において相互相関信号を生成し、前記デコーダが前記相互相関信号から前記エンコーダの識別コードを復号することを特徴とするシステム。
【請求項６】
前記障害が侵入であり、前記障害検出器が侵入を検出することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項７】
同軸ケーブルネットワーク内で障害の位置を探索するシステムであって： 
障害の上流側にある所定の符号化地点でネットワークに接続され、前記符号化地点の下流側で発生し前記障害に関連する信号上の識別コードを自動的に符号化する電子回路を含むエンコーダ；および
前記符号化地点よりも上流側のアクセスポイントで前記ネットワークに接続されて該ネットワークから信号を受信する検出およびデコーダユニット、
を備え、
前記検出およびデコーダユニットが、
前記受信した信号から前記障害に関連する信号を検出して検出信号を生成する障害検出電子回路と、
前記検出信号から前記エンコーダの識別コードを復号する復号化電子回路と、
を有し、
前記エンコーダおよび前記所定の符号化地点を特定し、前記障害の位置を前記所定の符号化地点の下流側であると判定することを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記障害検出電子回路が、前記障害に関連する信号の検出を支援するためにコンピューターを有することを特徴とする請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記復号化電子回路が、前記エンコーダの識別コードを復号するようにプログラムされたコンピューターを有することを特徴とする請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
同軸ケーブルネットワーク内で障害の位置を探索するシステムであって：
障害の上流側にある所定の符号化地点でネットワークに接続され、前記符号化地点の下流側で発生し前記障害に関連する信号上の識別コードを自動的に符号化するエンコーダ；
前記符号化地点よりも上流側のアクセスポイントで前記ネットワークに接続されて該ネットワークから信号を受信し、該受信した信号から前記障害に関連する信号を検出して検出信号を生成する障害検出器；および
前記障害検出器に関連して配設され、前記検出信号から前記エンコーダの識別コードを検出するデコーダ、
を備え、
前記エンコーダおよび前記所定の符号化地点を特定し、前記障害の位置を前記所定の符号化地点の下流側であると判定することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
同軸ケーブルネットワーク内で障害の位置を探索する方法であって：
（ａ）障害の上流側にある所定の符号化地点でエンコーダをネットワークに接続するステップ、
（ｂ）前記符号化地点の下流側で発生し前記障害に関連する信号上の識別コードを自動的に符号化するステップ；
（ｃ）前記符号化地点よりも上流側のアクセスポイントで障害検出器を前記ネットワークに接続するステップ；
（ｄ）前記障害検出器を使用して、前記受信した信号から前記障害に関連する信号を検出して検出信号を生成するステップ；および 
（ｅ）前記検出信号から前記エンコーダの識別コードを検出するステップ、
を有し、
前記エンコーダおよび前記所定の符号化地点を特定し、前記障害の位置を前記所定の符号化地点の下流側であると判定することを特徴とするシステム。
【請求項１２】
同軸ケーブルネットワーク内で障害の位置を探索するプローブであって：
前記ネットワークのアクセスポイントに接続される構成および寸法を有するコネクタ部分を有するハウジング；
前記ハウジングのコネクタ部分に搭載され、絶縁部材と該絶縁部材に搭載された電気コンタクト組立体とを有するプローブ先端；および
前記ハウジングに収容され、前記電気コンタクト組立体に接続される電子回路であって、前記電気コンタクト組立体は前記コネクタ部分が前記アクセスポートに接続されたときに前記電子回路と前記ケーブルネットワークとの接続を確立し、前記電子回路は、前記ケーブルネットワークからの電力信号によって電力が供給され、前記電子回路は前記プローブに関連する識別コードを自動的に生成すると共に前記アクセスポートの下流側で発生する信号を前記識別コードによって符号化するものである電子回路、
を備え、
前記障害に関連する信号が前記識別コードで復号されると、前記障害の位置を、前記プローブが接続されている前記アクセスポートの下流側であると判定することを特徴とするプローブ。
【請求項１３】
前記プローブ先端が、伸長位置と後退位置との間で、前記ハウジングのコネクタ部分の内側にスライド係合し、前記プローブ先端が、前記ハウジング内に搭載されたばね部材によって、前記プローブ先端の前記伸長位置から前記後退位置への前記スライド係合が前記ばね部材の付勢方向と反対方向となるように、通常時に伸長位置に付勢されており、前記プローブピンは、前記伸長位置における最大長さが前記コネクタ部分から外側に達しており、前記コネクタ部分が前記アクセスポートに接続されたときには、前記プローブ先端が前記コネクタ部分から伸びる長さが最大長から最小長までの間で自己調整可能であることを特徴とするプローブ。
【請求項１４】
前記プローブと前記アクセスポートとのねじ結合が適合するように、前記ハウジングのコネクタ部分が、前記ケーブルネットワークのアクセスポートに関連するねじと適合するように形成され且つ寸法が定められたねじを含むことを特徴とする請求項１３に記載のプローブ。
【請求項１５】
前記電子回路に接続されており、該電子回路が前記ケーブルネットワークと電気通信状態にあるときに付勢されて光を発生させる発光電気素子を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載のプローブ。
【請求項１６】
前記プローブ先端の電気コンタクト組立体は、前記絶縁部材から外側に延びて前記ケーブルネットワークのアクセスポート内で電気コンタクトを確立する電気コンタクト先端を更に備えることを特徴とするプローブ。
【請求項１７】
前記プローブ先端の絶縁体部材は、前記ハウジングから露出して前記ケーブルネットワークのアクセスポートに挿入される第１端部を有し、該第１端部は、前記電気コンタクト先端が突出する絶縁キャップを有し、前記電気コンタクト先端が前記絶縁キャップによって所定位置に保持されることを特徴とするプローブ。
【請求項１８】
同軸ケーブルネットワーク内で障害の位置を探索する装置であって：
前記ケーブルネットワーク装置に接続されるネットワーク装置；および
前記ネットワーク装置内に搭載され前記ケーブルネットワークと電気通信する符号化回路であって、該符号化回路は前記ネットワーク装置に関連する識別コードを自動的に生成し、且つ、前記ネットワーク装置の下流側で発生する信号を前記識別コードによって符号化する符号化回路、
を備え、
前記障害と関連する信号が前記識別コードで符号化されると、前記障害の位置が前記ネットワークの下流側であると判定することを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記ネットワーク装置がマルチタップであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ネットワーク装置が増幅器であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００７年６月１９日に提出の米国仮特許出願第６０／９４５，０９４号の優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般的にネットワーク監視システムに関し、更に詳しくは、ハイブリッド・ファイバー同軸（ＨＦＣ）ネットワークにおける障害の位置を探索する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
２つのカテゴリーの障害が、一般的にＨＦＣネットワーク内に存在する。それらは、（１）共通の経路歪み（ＣＰＤ）、および、（２）雑音である。雑音源は、ネットワークの内部に、或いは、ネットワークの外部にあるかも知れない。後者は「侵入」と呼ばれる。ＨＦＣネットワーク中の上り回線帯域に関する、ＣＰＤおよび／または雑音による音声およびデータトラフィックの送信の難しさは、よく知られており、過去１０〜１５年間で十分に文書で示された。やがて、オペレーターは、それらネットワーク上のトラフィック量を増加させたいとする増大する要求を満たすために、ホームからの上り送信のために、高い処理能力のフォーマットへ移行させた（例えば１６ＱＡＭ）。これら高次の変調信号は、本質的に雑音と同様にＣＰＤにより敏感である。エラー訂正および他のスキームがこの感度を最小化するために導入されてきたものの、その問題はまだ存在する。上り回線中の過度のＣＰＤおよび雑音は、音声とデータのようなサービスに混乱をもたらす場合がある。そのため、そのようなネットワークのオペレーターには、その問題を回復し顧客の不通を最小化できるように、これら障害源の位置を素早く見つけることが重要であり且つ価値がある。
【０００４】
幾つかの方策が、問題が生じた際にそれを探索し解決するために使用される方法と共に、ネットワーク上で上り回線障害を管理しようとするオペレーターによって採用されている。
【０００５】
オペレーターによっては、侵入を管理する目的で、加入者宅から来る侵入を減らす受動フィルタ（ハイパス・フィルタ、ウィンドウ・フィルタまたはステップ減衰フィルタ）のような装置を設置することを選択している。別の取り組みでは、トラフィックが使用されていない期間に上り回線信号の全てあるいは一部を減衰させ、トラフィックが存在しているときには、全ての信号を通過させる動的侵入阻止（ＤＩＢ）システムを導入する。この後者の取り組みは、トラフィックが存在しないときには侵入を効果的に阻止し、且つ、トラフィックが存在するときにはトラフィックのネットワークへの進入を許す。これらの取組みが、完全には有効でないこと、および、騒音源および侵入源を探索し除去することを試みてはいないことに注意すべきである。多くのオペレーターは、それに代えて、如何なる雑音緩和装置をも使用しないことを選択している。
【０００６】
問題を見つけて解決するために、多くのオペレーターが上り回線スペクトル分析監視システムを導入した。雑音または侵入の問題がヘッドエンドで測定される場合、典型的なプロセスでは、専門家がフィールドに入り、上りシステムの一部を一時的に切り離し、その切離しがヘッドエンドで持つ効果を同時にモニターしつつ、直接的にトラブルシュートする。上り区間が引き抜かれているときに、侵入あるいは他の雑音がヘッドエンドで減少すれば、これが侵入または他の雑音が起こった方向だったという結論が得られる。雑音源または侵入源が見つかるまで、この試行錯誤プロセスは継続する。それは大きな時間消費であるかも知れない。
【０００７】
他に採用されているシステムには、アーコム・デジタル社からのＨｕｎｔｅｒＲシステムがあり、そのシステムは、２００６年１１月２日公開の特許文献１および２００４年１２月９日公開の特許文献２に記載されている。これら記載されたシステムは、下り回線信号から生成された模擬ＣＰＤ信号を、上り回線から測定された信号と比較する受動検出技術および相関処理を用いる。これらのシステムは、相関処理から決定された時間遅れから起源への距離を計算することにより、ＨＦＣネットワーク中のＣＰＤ源の位置を正確に示すことができる。しかし、ケーブルテレビジョン業界で利用されるネットワーク地図に固有の不正確さにより、起源を探し出すには、更なる努力がしばしば必要である。これらの更なる努力は時間消費となり得る。
【０００８】
障害がヘッドエンドで測定される場合、ネットワーク・オペレータは、その問題の原因を見つけようとして、様々な方法を使用することが出来る。ＨＦＣネットワーク上の典型的なノードでは、多くのブランチおよび何百もの装置があり、その各々がその問題の原因であるかも知れない。その問題の原因の位置を見つけることは、時間を消費する努力であるかも知れない。幾つかのケーブルシステムでは、そのシステムの様々な部分への侵入および他のノイズ信号を減衰させて、ユーザが雑音源および侵入源の位置を見付けるのを支援する、（「ウィンク」スイッチと呼ばれる）低減衰値スイッチを利用する。各ウィンク・スイッチは、固有のアドレスを持ち、ノード内の様々なスイッチは連続してアドレス指定され、スイッチが取り付けられたネットワーク区間の上り回線上に数ｄＢの追加減衰が導入されるようにオンされる。このスイッチングが発生している間に、ヘッドエンドの上り回線スペクトルがモニターされ、それによって、スイッチがいつオンするかのタイミングが、ヘッドエンドでの対応する量の騒音レベル低下に相当するならば、特定の区間を指し示すことになる。別の技術は、起源をトラブルシュートする試みで、フィールド・スペクトラム・アナライザーを使用する。他のシステム・オペレータは、起源を三角測量しようとする試みで、システムの周りで運転されているトラックに設置されたダイポール・アンテナを使用する。その他のシステム・オペレータは、先に述べたハンターＲシステムを使用するかも知れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２４８５６４Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０２４５９９５Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記で述べた方法には欠点がある。ＤＩＢまたはウィンク・スイッチの何れかによる取組みでは、装置のアドレス指定をするため上り回線上のデータを転送する追加の搬送波を導入することが必要になる。更に、フィールドに設置されたアドレス指定可能な装置は複雑であり、比較的高価でもある。ＤＩＢによる取組みでは、追加の装置をケーブルネットワークに設置することが必要になる。これは、システム休止時間およびサービス中断を必要とする、費用がかかる手順である。これら追加の装置は、更にネットワーク問題の潜在的な新しい原因にもなる。そのような装置の電力消費は、幾つかの適用ではそれらを使用不可能とするか、或いは、ネットワークへの再配置または追加の電源を必要とさせるかもしれない。ウィンク・スイッチの場合には、それらは能動装置にのみ設置されるので、そのようなスイッチの数はネットワーク中で制限されるかもしれない。最後に、ウィンク・スイッチの場合には、スイッチの減衰量（典型的には、３または６ｄＢ）が、ネットワークトラフィックに混乱を発生させる。
【００１１】
本明細書では、用語「エンコーダ」、「エンコーダ装置」、「ＩＤエンコーダ」または「プローブ」は、適切な位置でケーブルネットワークに設置され、ネットワーク中の信号トラフィック上で、ＩＤコード、例えば周波数分割ＩＤまたは符号分割ＩＤ（以下で更に述べる）を付与するか、コード化する装置を指す。その結果、装置の位置、および、装置の下流側に起源を有する任意の障害の位置を決定することが出来る。その装置は、障害が由来するネットワークの区間またはブランチをマークするかフラグを立てるためにそれを設置することが出来るので、「マーカー」または「マーカー装置」とも呼ばれることがある。
【００１２】
本発明は、先行技術に関連した問題を克服する、ＨＦＣケーブルネットワーク内で障害の位置を探索する方法および装置を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明は、従来の方法および装置よりも、ネットワーク障害の位置をより正確に見つけ出す方法および装置を提供することを別の目的とする。
【００１４】
本発明は、上り回線周波数帯域内で追加信号の送信を必要としないで、ネットワーク障害の位置を探索する方法および装置を提供することを更に別の目的とする。
【００１５】
本発明は、ネットワーク内でアドレス指定可能な装置の展開を必要としないで、ネットワーク障害の位置を探索する方法および装置を提供することを更に別の目的とする。
【００１６】
本発明は、設置するのが簡単で、その設置がネットワークの切断や加入者へのサービス中断を必要とすることなくネットワーク中に展開されるエンコーダまたはマーカー装置を有する、ネットワーク障害を見つける方法および装置を提供することを更に別の目的とする。
【００１７】
本発明は、比較的単純な設計および低価格であるエンコーダまたはマーカー装置を有する、ネットワーク障害を見つける方法および装置を提供することを更に別の目的とする。
【００１８】
本発明は、ネットワークの下り回線または上り回線の何れかでサービスを中断または妨害することがないエンコーダまたはマーカー装置を有する、ネットワーク障害を見つける方法および装置を提供することを更に別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記および他の目的は、ＦＨＣネットワーク内で障害の位置を探索する、本発明に係るシステムによって達成され、該システムは：（ａ）侵入またはＣＰＤのような障害がネットワーク内に存在するかどうかを判定するネットワーク障害検出器；（ｂ）既知の符号化地点に展開され、符号化地点の下流側で発生する（障害によって発生した信号を含む）上り回線信号をＩＤコードによって符号化する少なくとも１つのエンコーダまたはマーカー装置；ＩＤコードを解読しエンコーダおよび符号化地点を特定するデコーダユニットを備え、前記障害検出器で検出される何れのネットワーク障害も前記符号化地点の下流側にあると判定する。 
好ましい実施形態では、エンコーダまたはマーカー装置は、ネットワーク内に既に設置されている分配器、マルチタップ、増幅器またはその他のネットワーク受動装置または能動装置のアクセスポート（または押さえポート）にねじ込まれるねじ型プローブの形状を有する。プローブは、装置内の押さえねじと接触する。従って、好ましい設置方法では、ケーブルの切断やサービスの中断などを必要としない。好ましい符号化の方法は、上り信号の単一周波数、周期関数による振幅変調（ＡＭ）である。この場合、デコーダユニットは、振幅復調器である。好ましい実施形態では、デコーダユニットは、障害検出ユニットと組み合わされる。
【００２０】
本発明は、ＨＦＣネットワーク内で障害の位置を探索する方法も意図している。そのような１つの方法は：（ａ）下り回線および上り回線を有するネットワークの符号化地点にＩＤエンコーダを設置するステップ；（ｂ）符号化地点よりも上流側のネットワークの少なくとも１つの地点に障害検出器およびＩＤデコーダを設置するステップ；（ｃ）上り回線周波数帯域の少なくとも一部の信号であって前記符号化地点の下流側で発生する信号にエンコーダからのＩＤコードを付与するステップ；テスト地点で符号化された信号を受信するステップ；（ｅ）ネットワーク障害検出器で、符号化された信号から障害が検出されたかどうかを判定するステップ；および、（ｆ）ＩＤデコーダでＩＤコードを復号してネットワーク中のＩＤエンコーダおよび符号化地点を特定するステップを有し、先のステップで検出された何れの障害も前記符号化地点の下流側であると判定する。
【００２１】
本発明の更なる目的は、添付の図面を参照する好ましい実施形態の以下の記述から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ＨＦＣ−ＣＣＡＴＶネットワーク内で障害の位置を探索する本発明のシステムのブロック図。
【図２】ＨＦＣ−ＣＣＡＴＶネットワーク内で障害の位置を探索する本発明の携帯型システムのブロック図。
【図３】発明を実施するための好ましいステップを例示するフローチャート。
【図４】本発明のエンコーダ・プローブの斜視図。
【図５】ネットワークシステムの同軸部分へのプローブの設置の容易さを例示する、ライン分配器のアクセスポートにねじ込まれたエンコーダ・プローブの斜視図。
【図６−１】図６は、エンコーダ・プローブの構造を例示する横方向の断面図。
【図６−２】図６Ａは、図６のＡ−Ａ’線に沿う断面図。
【図６−３】図６Ｂは、プローブの拡大断面図。
【図７】図６のプローブに設置されたＲＦ回路の回路図。
【図８】図６のプローブに設置されたデジタル回路の回路図。
【図９】図６のプローブの周波数応答を示すグラフ。
【図１０】ネットワークシステムの同軸部分の回路図。
【図１１】図１および図２のシステムで行なわれる雑音障害検出のための信号処理ステップのブロック図。
【図１２】図１および図２のシステムで行なわれるＣＰＤ障害検出のための信号処理ステップのブロック図。
【図１３】図１および図２のシステムでＣＰＤ障害検出に使用される相関器のブロック図。
【図１４】図１３の相関器から得られる相関関数を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係る障害位置探索システムＡのブロック図を示す。システムＡは、ＣＡＴＶヘッドエンドＢ、および、ＨＦＣケーブルＴＶネットワークの同軸ケーブル部分１０に組み入れられる。システムＡは、ヘッドエンドで接続されている次の装置：ヘッドエンド障害検出および復号ユニット１、上り回線スイッチ３、および、コンピューター２を有する。システムＡは、更にＨＦＣネットワークの同軸ケーブル部分１０に接続または統合された少なくとも１台のＩＤエンコーダ１２を含んでいる。一般的なヘッドエンド装置は、下り回線信号（つまり、アナログおよびデジタルＴＶプログラム信号）を合成するヘッドエンド・コンバイナー４、複数の光学ノードに下り回線信号を配信する信号分配器５、ＨＦＣネットワークの光ファイバー部分内のファイバー光学ノードに下り回線信号を送信する複数の光送信器６、および、光学ノードから上り回線信号を受信し且つヘッドエンド・レシーバー（図示せず）にそれらを配信する複数の受光器７を備える。 
ヘッドエンド障害検出および復号ユニット１は、２つの入力を有し、一方は上り回線スイッチ３の出力に接続され、他方はタップ１１を介してコンバイナー４の出力に接続される。ユニット１の出力（「ＲＦ出力」）は、コンバイナー４の入力に接続される。下り回線のアナログおよびデジタルＴＶプログラム信号は、コンバイナー４の他の入力に印加される。コンバイナー４の合成出力は、分配器５の入力に接続される。分配器５の出力は、光送信器６の入力に接続される。図１に示されるように、下り回線信号は、光ケーブル上の送信器６から、対応する光学ノード８に送信される。以前に述べたように、コンバイナー４の出力は、タップ１１を介してユニット１の入力（つまり「下り回線入力」）にも接続される。
【００２４】
ユニット１およびスイッチ３の管理は、コンピューター２の支援を受けて行なわれる。図１に示されるように、コンピューター２は、ユニット１およびスイッチ３に接続される。コンピューター２は、スイッチ３を制御するようにプログラムされ、スイッチ３に、各受光器７からの上り回線信号をユニット１の別の入力(つまり、「上り回線入力」）に、個別に、且つ、周期的にまたはプログラムされた様式で(または選択的に）供給する。更に、コンピューター２は、ユニット１から受信した情報の処理および記憶を行なう。
【００２５】
更に図１を参照すると、光学ノード８の出力は、ネットワークの同軸ケーブルシステム１０に接続される。ノード８は、下り回線光信号を、同軸ケーブルシステム１０を下る送信用RF信号に変換し、ＲＦ上り回線信号を受光器７への送信用光学スペクトルに変換する。同軸ケーブルシステム１０は、ノード８と多数の加入者ホーム１０ａとの間で、ツリーおよびブランチのパターンに配置される。システム１０のツリーおよびブランチ構造の一部だけが、図１に示されている。しかし、示されたのは、ネットワークシステム全体の代表である。ここに示すように、分配増幅器１０ｂ、分配器１０ｃ、および、マルチタップ１０ｄが存在する。
【００２６】
本発明では、ＩＤエンコーダ１２が同軸ケーブルシステム１０の符号化地点に配置される。理想的には、エンコーダ１２は、システム１０の個々の末端ブランチに置くべきである。しかし、これは、後述するように、エンコーダ１２の所要電力により可能ではないかもしれない。エンコーダ１２は、好ましくは、分配器やマルチタップのようなシステムの受動装置のアクセスポートにねじ込まれるように構成されるプローブの形をしている。プローブの態様は、後で詳しく記述する。エンコーダ１２もまた、システムの受動装置の内部に、その回路系の一部として組み込むことが出来る。
【００２７】
図２に示すように、障害検出および復号ユニット１は、携帯型または手持ち型のユニット２０として実現されてもよい。これは、本発明の障害検出および復号ユニットの好ましい形式である。図２で示すように、ユニット２０は、ヘッドエンドの上り回線の受光器７内のＲＦテスト地点、または、エンコーダ１２の上流側の、同軸ケーブルシステム１０内部の任意のテスト地点（または、他のアクセスポイント）に、接続することが出来る。
【００２８】
本発明を実施するのに好ましい方法の一般的なステップを図３に示す。第1のステップ３０で、少なくとも１台のＩＤエンコーダ１２が、同軸システム１０内の符号化地点に置かれるかまたは設置されている。図１に示すように、符号化地点は、好ましくは、システム内のブランチの上流側である。第２のステップ３２では、図２に示すように、障害検出および復号ユニット２０を、ヘッドエンドのまたは同軸システム１０内の任意のテスト地点に配置または接続する。第３のステップ３４は、エンコーダ１２からのＩＤコードを、符号化地点の下流側から発生する、上り回線周波数帯域の少なくとも一部の（雑音を含む）信号に付与する。ＩＤコードは、好ましくは変調周波数を識別コードとする振幅変調の形をしている。第４のステップ３６は、テスト地点でコード化された信号を受け取る。第５のステップ３８は、ユニット２０を使用して、障害がコード化された信号から検出されるかどうかを判断する。検出すべき障害は、共通の経路歪み（ＣＰＤ）コード、雑音および侵入である。第６のステップ４０は、ユニット２０を使用して、ＩＤコードを復号し、ＩＤエンコーダ１２および同軸システム内における符号化地点を特定することを含んでいる。ＩＤコードが振幅変調として実現される場合には、ユニット２０の復号する部分は振幅復調器である。復号化機能は、好ましくは、デジタル・シグナル・プロセサ（ＤＳＰ）チップ、或いは、特定用途計算機または汎用計算機上のソフトウェアで実現される（図１１および１２を参照）。
【００２９】
以前に示したように、ＩＤエンコーダ１２は、好ましくは、プローブの形で構成される。図４に、本発明に従って構築されたプローブ４２を示す。プローブ４２は、ねじ付きのコネクタ４６を含み、全体として円筒形状のハウジング４４、および、プローブ先端４８を有する。プローブ先端４８は、金属押さえコンタクト５０および絶縁体アッセンブリー５２を有する。図５に示されるように、プローブ４２は、分配器５６のアクセスポート５４にねじ込まれる。分配器５６は、単に例として示されている。プローブ４２は、装置の押えねじの１つへの接触ができる、未使用の押えポートまたはアクセスポートを有する受動装置または能動装置の任意の種類に接続することが出来る。分配器５６は、ケーブルポート５８ａ−５８ｄを有する。図５は、ネットワークシステム１０へのプローブ４２設置の簡単さを例示している。プローブ４２をアクセスポート５４に完全にねじ込むと、金属コンタクト５０が、分配器５６内部の押えねじと直接に接触する。
【００３０】
プローブ４２の構造が図６および図６Ａで示される。ハウジング４４は、本体６０およびエンドキャップ６２を有し、双方は、典型的にはＣＡＴＶトラップフィルタ・ハウジングに使用されるニッケルめっきした真鍮、または、同様な導電性金属で作られる。ねじ付きコネクタ４６は、本体６０から伸びて、ネットワークシステム上の押さえポートまたはアクセスポートにねじ込まれるように形状および寸法が形成される外ねじ６４を有する。絶縁体アッセンブリー５２は、全体的に円筒形状の絶縁体本体部６６および円錐形の絶縁体キャップ６８を備え、双方は、ポリプロピレンで作られる。絶縁体本体部６６は、全体的に円形状の後部フランジ７０および円筒形状のテール片７２を含んでいる。プローブ先端４８は、コネクタ４６に挿入される。フランジ７０は、挿入の間に圧縮され、プローブ本体６０の肩部７４に対するストッパとして働く（更に後述する）。コネクタ４６への挿入を促進し、かつ、しっかりとスライドするはめ合いを確立するために、４つの縦溝が、絶縁体本体部６６の外側表面上に形成されている。Ｏリング７６は、コネクタ４６とプローブ本体６０との間の円周溝に取り付けられる。Ｏリング７６は、弾性的なシール材であり、プローブ４２と、プローブがねじ込まれるアクセスポートとの結合をシールするように機能する。（図５）。
【００３１】
デジタル回路基板７８およびＲＦ回路基板８０は、ハウジング４４に収容される。基板７８および８０上の回路は、図６および図６Ｂには示されていないが、図７および図８を参照して後述する。基板７８および８０は円盤状である。基板７８および８０は、基板配線を介して互いに接続され（更に図６Ａを参照）、真鍮スペーサー８４によって離される。基板７８は、はんだリング８６によってエンドキャップ６２およびスペーサー８４にはんだ付けされる。ＲＦ基板８０は、別のはんだリング８８によって、エンドキャップ６２およびプローブ本体６０にはんだ付けされる。ＬＥＤ９０は、（図６Ｂに示すように）デジタル基板７８の右側に搭載され、プローブ４２が押さえねじと電気接触して適切に作動していることを示す表示灯として機能する。開口９２が、キャップ６２の後端壁６３に形成され、ＬＥＤ９０の照射線上にあって、ＬＥＤ９０からの光がキャップ６２を通して照射されることを可能にする。透明なレンズ９４が開口９２を封止する。
【００３２】
プローブ４２の電気コンタクト組立体は、図６Ｂに最もよく示されている。コンタクト組立体は、ニッケルめっきした真鍮から成る押さえコンタクト先端５０、有鉛のフェライトビーズ９６、２重ソケットの雌の導体組立体９８、および、雄のピン導体１００を備える。コンタクト先端５０は、絶縁体本体部６６を貫通して円筒状の孔６７に一部がはめ込まれる。フェライトビーズ９６および導体組立体９８は、孔６７にはめ込まれる。コンタクト先端５０は、絶縁体キャップ６８によって適当な場所に固定され、絶縁体キャップは、コンタクト先端５０の円周溝または肩部に係合する。フェライトビーズ９６の（図６Ｂに示される)左側鉛は、短く切られ、コンタクト先端５０の内部にはんだ付けされる。雄ピン導体１００は、ＣＡＴＶトラップフィルタの雄導体または針に使用されたのと同じワイヤーから作られる。導体組立体９８は、中空の(雌）導体ピン１０６および１０８にそれぞれはめ込まれる２つの多点バネコンタクト１０２および１０４を有する。コンタクト１０２および１０４は、米国特許第６，６７４，３４３号明細書に記載されたコンタクトと同じものである。図６Ｂに見られるように、コンタクト１０２および１０４は、互いに反対方向に挿入端を有する。フェライトビーズ９６の右側鉛（図６Ｂ）は、コンタクト１０２に挿入され保持される。雌の導体ピン１０６および１０８は、円筒形状のニッケルめっきした真鍮チューブ１１０によって相互に連結される。ピン１０６および１０８は、好ましくはチューブ１１０にはんだ付けされる。図６Ｂに示されるように、導体組立体９８は、その全体が中空状である。雄のピン１００は、ＲＦ回路基板８０に固定して搭載された出力端１１２、および、コンタクト１０４に挿入された入力端１１４を有する。このように、プローブ４２がねじ込まれたネットワーク装置の押さえねじと、ＲＦ回路基板８０との間で電気的接続が確立される。
【００３３】
経験により、様々なネットワークシステム上の押さえポートまたはアクセスポートが異なる長さを持つことが知られている。従って、プローブ先端４８の長さは、ポートの長さに依存して、短くするか長くするかが必要になる。これは、長さが異なるプローブの製造および品揃えを必要にする。そのような必要性は、製造者やネットワーク・オペレータに望ましい状態ではない。本発明のプローブは、ばね荷重付きプローブ先端４８によって、押さえポートまたはアクセスポートにねじ込まれたときに正しい長さに自己調整することにより、上記問題を克服する。図６Ｂに示すように、スプリング１１６は、一端でテール片７２に直接に取り付けられており、他端では、スプリング１１６は、防湿シール１１８に収容される円筒状くぼみ１１７に着座している。スプリング１１６は、先端４８へ（図６Ｂの左方向に）外向きの力を与える。絶縁体本体部６６は、コネクタ４６の内壁表面とスライド係合している。絶縁体本体部６６は、スプリング１１６によって外方向に、フランジ７０の肩部７４との係合によって停止させられる点まで押される。プローブ４２が最も伸ばされた先端４８よりも短い長さを有するアクセスポートにねじ込まれると、先端４８は、スプリング１１６の力に抗して内側方向(図６Ｂの右方向に）に押しつけられる。先端４８が内側方向へ押されても、雄ピン１００は静止し、導体組立体９８は、雄ピン１００上をスライドする。導体組立体９８の雄ピン１００上におけるスライド係合は、組立体９８の全体が中空であることによって可能になる。
【００３４】
図６Ｂに示すように、防湿シール１１８は、プローブ本体６０に形成された開口部１２０に押し込まれている。シール１１８および開口２０はそれぞれ、２つの対応する直径を有する。シール１１８および開口１２０の大きな方の直径は、スプリング１１６のくぼみ１１７への確実な着座を可能にする。シール１１８および開口２０の２つの直径は、また良好な湿気封止をもたらすことを支援する。シール１１８は、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、または、他の適当なシール材で作られる。シール１１８は、雄ピン１００とシール１１８との接触面、および、プローブ本体６０とシール１１８との接触面を封止する。
【００３５】
プローブ４２は、同軸システム１０内で、その下流側に障害が位置する位置をマークする役目をする。プローブ４２は、上り回線周波数帯域（例えば５−２０ＭＨｚ）内の僅かな部分に、きわめてゆっくりとした且つ些細な量の（約０．２ｄＢ〜約２ｄＢの範囲の）減衰を導入する。長い変調周期および小さな減衰値は、その存在を何れの上り回線サービスにとっても些細なものとさせるものであり、煩わしくさせるものではない。好ましくは、プローブ４２は、ネットワークの平行ブランチに設置すべきであり、これによって、プローブのカスケード、および、プローブのカスケードによるネットワークに有害な効果を及ぼす上り回線の減衰が排除される。
【００３６】
プローブ４２の電力供給は、同軸システム１０に電力を供給するために使用される交流線電力から得られる。システム１０のノードで採用される各プローブ４２は、固有の特性または個人識別コードを有する。この個人識別コードは、様々な方法で形成することが出来る。例えば、単純な周波数分割が使用される場合には、各プローブ４２は、自身に割り当てられた振幅変調（ＡＭ）周波数を持っていてもよい。これに代えて、符号分割または複数の方法の組合せを使用してもよい。周波数分割方法を実現することは簡単であるものの、チャンネルの数が限られている（それは個人識別コード番号の数を制限する）。更に、周波数分割方法は、必要な解読を達成するためには長い信号認識を必要とする。Ｇｏｌｄ系列またはＫａｓａｍｉ系列のような符号分割技術は、最小限のコード長および最低限の相関復号化の複雑さで、大きな組合せ数のＩＤを作成するのに使用できるであろう。例として、６３ビットのコード長のＫａｓａｍｉ系列は、５２０までの数の固有のＩＤコードを可能にするであろう。識別コードのためにどのコード技術を選択するかは、コスト、複雑さ、および、ネットワークまたはノードに展開されるプローブやエンコーダの数などの実用的な考慮に依存する。
【００３７】
ＲＦ回路基板８０に搭載された回路の回路図を図７に示す。プローブ４２によって受信された信号は、（コンタクト先端５０を経由し)入力１２４を通って基板８０上の回路に入力する。電子管１２６およびフェライトビーズＬ４、Ｌ５を含む分路ブランチは、入力１２４とグランドとの間に接続される。電子管１２６は、電力サージから回路を保護する機能を有する。フェライトビーズＬ４およびＬ５は、電流サージに対処し、且つ、電子管１２６によって引き起こされる高周波での誤作動を減らすことを要求されている。直列インダクタＬ３は、入力１２４と阻止コンデンサーＣ６との間に接続される。インダクタＬ３は、回路を高周波から隔離する。インダクタＬ２およびコンデンサーＣ４は、ＡＣ電力を隔離抵抗Ｒ２および入力１２５に向けて通過させるローパス回路として機能する。出力１２５から得られるＡＣパワー信号は、配線８２を通って、デジタル回路基板７８に供給される。図７に示すように、マイクロプロセッサー制御のスイッチ１２７は、阻止コンデンサーＣ６と阻止コンデンサーＣ３との間に接続される。コンデンサーＣ５はスイッチ１２７のＲＦｌピンに接続される。
【００３８】
インピーダンス回路１２８は、阻止コンデンサーＣ３に接続される。インピーダンス回路１２８は、ローパス・フィルタＣｌ、ＬｌおよびＣ２、並びに、抵抗器Ｒｌを含む。インピーダンス回路１２８は、上り回線周波数帯域の一部に小さな（例えば０．５ｄＢの）減衰を与える。減衰が与えられる上り回線周波数帯域の部分は、ローパス・フィルタＣｌ、ＬｌおよびＣ２によって規定される。一実施形態では、上り回線周波数帯域の部分は約５−２０ＭＨｚである。インピーダンス回路１２８は、上り回線周波数帯域（例えば５−２０ＭＨｚ）の選択された部分に、プローブ４２が接続される地点のネットワーク下流側の負荷を、（例えば０．５ｄＢ）有効に低下させる。スイッチ１２７は、特定のプローブ４２に一意に割り当てられたレートの周期で、デジタル基板７８に搭載されたマイクロプロセッサーの管理下で開または閉にされる。このレートが、プローブ（従って、ＩＤエンコーダ）のＩＤコードである。スイッチ１２７が閉であると、減衰回路１２８は、上り回線信号に負荷を与えて低下させる。スイッチ１２７が開であると、上り回線信号は影響されない。
【００３９】
プローブ４２の典型的な周波数応答プロットを図９に示す。Ｙ軸はｄＢの１／１０刻みの減衰を示し、Ｘ軸は０−１００ＭＨｚの周波数を示す。曲線１３０は、減衰回路１２８がネットワークに切り替えられたときのプローブ４２の応答を示し、曲線１３２は、減衰回路１２８が回路外に切り替えられたときの、プローブ４２の応答を示す。
【００４０】
デジタル回路基板７８に搭載された回路の回路図を図８に示す。ＲＦ回路基板８０からのＡＣパワー信号は、入力１２９を介して受信される。抵抗器Ｒ９、コンデンサーＣｌ、ダイオードＵｌ、コンデンサーＣ２、抵抗器Ｒ３およびコンデンサーＣ３を含む整流器回路１３１は、ＡＣパワー信号を整流されたＤＣ信号に変換する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３３は、整流回路１３１の出力と、コンデンサーＣ４およびＣ５、抵抗器Ｒ４およびコンデンサーＣ６を含むＤＣフィルタ回路１３５との間に接続される。マイクロプロセッサー１３７は、ＤＣフィルタ回路１３５の出力に接続される。ＬＥＤ９０には、バイアス抵抗器Ｒ５を介してマイクロプロセッサー１３７により電力が供給される。６０サイクルのＡＣパワー信号は、抵抗器Ｒ２から導入され、ツェナーダイオードダイオードＵ４、コンデンサーＣ７および抵抗器Ｒ６、Ｒ７を含む信号生成回路１３９に与えられる。信号生成回路１３９は正の正弦波信号を生成し、それはマイクロプロセッサー１３７のピン６に受け取られる。正弦波信号は、マイクロプロセッサー１３７の内部に集積されたシュミット・トリガー回路の入力に印加される。シュミット・トリガー回路は、マイクロプロセッサーのためのクロックパルスを生成する。出力クロック信号は、マイクロプロセッサー１３７のピン７に与えられ、出力抵抗器Ｒ８を介して基板配線８２のクロックポートＣＬＫに転送される。(ＲＦボード上の）スイッチ１２７を開閉させる制御信号は、マイクロプロセッサー１３７のピン２および３で与えられる。これら制御信号は、基板配線８２の接続部ＴＰ２およびＴ３を経由してＲＦ基板８０に送信される。マイクロプロセッサー１３７は、割り当てられたＩＤ速度でスイッチ１２７を切り替えるように、プログラムされる。
【００４１】
何らかの状況下では、分配器、マルチタップ、増幅器などのようなプローブ４２の回路をネットワーク装置に統合することが望ましいかもしれない。それは、実行することが比較的容易であろう。
【００４２】
プローブ４２がネットワークシステムに接続されると、プローブ回路がスイッチングされる周波数の帯域で、ＣＰＤまたはノイズ信号を含む如何なる信号も同様に変調される条件が成立する。存在する信号がなければ、ノイズレベルが変調されるであろう。この変調は、ゆっくりとし且つ低い減衰値であるため、送信される信号（例えば上り回線トラフィック）に対するその影響は些細である。減衰は、０．２ｄＢと低くでき、且つ、変調周波数の信頼できる復号を可能にすることが判明した。 
検出および復号の位置（ヘッドエンドの何れか、あるいはフィールド中）では、変調が検出され、個々の識別コードが解読される。一旦符号が解読されれば、このコードを備えた装置が現在どこに設置されているかの記録を調べることは単純な仕事であり、専門家が必要なトラブルシュート・プロセスを非常に単純化することを可能にする。この技術は、雑音および侵入の位置を探索するために使用できる。或いは、それは、侵入と同様に変調できるＣＰＤの位置を解読するために、Arcom Digital Hunter（登録商標）システムのような他の装置と共に使用することが出来る。もし、ＣＰＤまたは侵入が、設置されたプローブ（エンコーダ）と同じように変調されれば、ＣＰＤまたは侵入を生成する障害の起源は、プローブ（エンコーダ）の下流に位置するに違いない。固有の変調周波数あるいは他のコードＩＤを要求する１つのノードに、多数のエンコーダ装置を設置することが出来る。測定をフィールド行うことが望まれる場合には、複製の装置がシステムの異なる区間に位置し、異なる区間のために個々の測定先端部がアクセス可能ならば、１つのノードで複製のコードを使用することが出来る。
【００４３】
展開するプローブまたはエンコーダの数は、オペレーターの好みに依存して変動しうる。このシステムの目的に対する合理的な数は、ネットワークの各ブランチにおいて、最後の能動装置（つまり、増幅器）の後にある最初のネットワーク装置にプローブを置くことであろう。付加的な損失、カスケードされたプローブのＩＤを解読する際に付加された複雑さ、および、カスケードされたプローブの戻りロスに関連する不確実性のため、多数のプローブをカスケードすることは勧められない。技術的には、プローブをカスケードすることが克服できない問題を引き起こすことはないが、直列にされた多数のプローブがネットワークの性能に悪影響を及ぼす状況をもたらすことがあり得る。プローブ４２は、ネットワークの電力を必要とするので、プローブ４２の配置は、ネットワーク内の最も下流の位置、または、最後に電力を供給した装置の位置に置くことが予測されるであろう。そのため、各区間に１つのプローブを置くことは可能ではないかもしれない。最新のＨＦＣシステムの典型的なノード・アーキテクチャーの分析では、１つのノードに置かれるプローブの典型的な数はおよそ２０−４０と示されている。設置の典型的な地点を図１０に示す。図１０において、同軸ケーブルネットワークシステム１０は、ネットワーク・ブランチ１３４、１３６、１３８、１４０、および、１４２にそれぞれ設置される５つのプローブ４２を備える。
【００４４】
プローブが装置に取り付けられているとき、その装置の下流側の上り回線の雑音レベルおよび上り回線トラフィックは、発明者らが装置のパーソナルＩＤと呼ぶ、特別な変調周期に対応する固有の特性で変調される。侵入またはＣＰＤが、プローブ位置のネットワークの下流側にある場合には、侵入またはＣＰＤは同様に変調されるであろう。プローブの上流に位置した装置内に含まれている信号処理技術を使用することで、変調周波数またはコードを決定することができ、且つ、次いでノードに含まれる全てのプローブのパーソナルＩＤコードと比較することが出来るように、信号が復調またはデコードされる。その後、ＣＰＤまたは侵入が由来するネットワークの物理的なゾーンあるいは部分を、容易に見つけることができる。従って、設置されたプローブは、それぞれ明らかにマーカーになり、ネットワーク内のどこに侵入またはＣＰＤが由来しているかを明確に指摘するであろう。各装置は、制御能力またはアドレス指定能力を必要とすることなく、独立して作動する。
【００４５】
システムを実装する幾つかの方法は、自動化の希望レベルに依存して行われる。自動的にノードを監視し、ＣＰＤまたは侵入がしきい値レベルを超過するとシステム内に位置するプローブのパーソナルＩＤコードを計算するシステムの採用が可能である。より実際的な取組みおよび好ましい実施形態は、上り回線監視システムがヘッドエンドで採用されることである。ＣＰＤまたは雑音の状態がノード上で見られる場合には、専門家は個々のＩＤコードを解読するために、システムのヘッドエンド、または、或る位置の何れかで、個々のＩＤコードを解読する装置またはデコーダ装置を使用する。
【００４６】
侵入信号処理に使用される装置１５０のブロック図を図１１に示す。装置１５０は、まず上りテスト地点を介してネットワークに接続される。信号は入力１５２を介して受け取られ、次いで、増幅器１５４によって増幅される。その後、増幅された信号は、ローパス・フィルタ１５６によってろ過される。ろ過された信号は、次いでアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１５８によってデジタル化され、次いで、デジタル・バンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）１６０によってろ過される。ＢＰＦ１６０の通過帯域は、エンコーダ１２（またはプローブ４２）が侵入を変調する周波数帯域よりも低いか同じである。従って、もしＡＭ変調が５−２０ＭＨｚの帯域で実行されたならば、ＢＰＦ１６０も５−２０ＭＨｚであってよい。データ、遠隔測定データ、他の信号、または、搬送波が、この同じ周波数帯域内でオペレーターによって使用される場合には、ＢＰＦ１６０はもっと狭くして、これらの信号をろ過して取り除く。ＢＰＦ１６０の通過帯域は、（ケーブル・オペレーターの視点から見て）有用な信号がろ過によって除かれ、且つ、侵入を探索するために装置を使用する場合には、エンコーダ１２（またはプローブ４２）で変調された侵入の最大量が残るように選択される。より狭くＣＰＤを探索するために装置を使用する場合には、ＢＰＦ１６０は、「Ｈｕｎｔｅｒ」システムでＣＰＤをモニターするために使用される上り周波数を単に通過させればよい。 
侵入源を解読するとき：
信号は、ＢＰＦ１６０を通過した後のある時間間隔内に、２乗された侵入サンプルを連続的に合計する積分器１６２に入力する。積分器１６２の出力信号は：
【数１】
2010534954.tif 000003
【００４７】
で示される。ここで、Ｘ（ｊ）はＡＤＣ１５８のデジタル化の合間に続く時刻ＴｊでのＢＰＦ１６０の出力におけるデジタル信号の読み出し情報、Δ（Ｔｊ）＝Ｔｊ−Ｔ（ｊ−１）、Ｋは入力における信号デジタル化周波数と積分器１６２の出力との間の関係を規定する積分定数（Ｋ＞１）、Ｎは積分器１６２で累算された信号Ｘ（ｊ）サンプルの量である。
【００４８】
信号Ｓ（ｉ）は、信号電力の表記、すなわちより明確にはＮサンプルの時間間隔上での雑音ＸＱの平均エネルギーである。従って、積分器１６２は、デジタル化の時間の合間で先の時間間隔Ｎ＊Δ（Ｔｊ）の雑音エネルギーが連続的に予測される雑音累積装置である。もし与えられた時間間隔が、エンコーダ１２からの雑音ＡＭ変調の周期よりも短ければ、積分器１６２はＲＭＳ検出器として働くであろう。
【００４９】
信号Ｓ（ｉ）が比較的低周波であるので、後続するデジタル処理のためのそのサンプリングは、直接の雑音源Ｘ（ｊ）のサンプリングよりもはるかに低い周波数で行われる。装置１５０（図１１）を具体化した装置のパラメーターの一例を挙げる。ＵＳＡの典型的なＨＦＣネットワークの５−４２ＭＨｚの上り回線信号のデジタル化については、１０ビットの分解度および１００ＭＨｚの周波数がＡＤＣ１５８（例えば、アナログデバイス社から利用可能なＡＤ９２１５モデル）のために選択できる。ＢＰＦ１６０および積分器１６２は、最新のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）で容易に実現可能である。積分器１６２はピーク検出器として働くので、積分器１６２（または合計されたサンプルの量）における蓄積時間はできるだけ長く選ぶべきであるが、エンコーダ１２（またはプローブ４２）で実現し実行されるＡＭの最小周期よりは短く選ぶべきである。例として、エンコーダ１２（またはプローブ４２）の最小ＡＭ変調周期が２秒であると仮定する。積分器１６２の蓄積時間は０．５秒に選ぶことができる。従って、積分器１６２は、ノイズ信号Ｘ（Ｊ）のＮ＝１００＾６＊０．５または５０＾６（５０００万）サンプルを収集すべきである。
【００５０】
積分器１６２の出力は、１Ｈｚの周波数でＡＭ変調された雑音エンベロープを表わす。この低周波信号をデジタル化するためには、２０Ｈｚの周波数を使用すれば十分である。従って、雑音のサンプルが１０ナノ秒の周期（１００ＭＨｚ）で積分器１６２に入力している間に、積分器出力信号Ｓ（ｉ）のサンプルは５０ミリ秒の周期で得られるであろう。これはＫ＝５＾６の整数係数に相当する。これらのパラメーターの技術的な実現は容易に達成可能である。
【００５１】
積分器１６２の出力信号は、次いでコンピューターまたはデジタル・シグナル・プロセサ（ＤＳＰ）１６４に入力する。積分器出力信号は比較的に低周波である。従って、データ伝送プロセスは問題を引き起こさないであろう。コンピューター１６４はＡＭ復調に十分なデータファイル、および、対応するエンコーダ１２（またはプローブ４２）のＩＤコード検出（つまり、デコードして）を蓄積する。
【００５２】
処理を行うコンピューター１６４に入力する信号の最小周期は、主として、信頼できるＡＭ信号検出および隣接するＩＤコード間の選択を保証することに基づいて選択すべきである。例えば、周波数符号化ＩＤ（ＡＭ周波数によるコード選択）を使用し、且つ、通常の間隔上に分配された２０の符号化周波数を選択する場合には、０．５Ｈｚから１Ｈｚまでの帯域内では、隣接したコード周波数の間隔は０．５Ｈｚ／２０＝０．０２５Ｈｚになる。古典的レーリー基準の使用を含むそのようなコード分割については、信号分析の最小周期を１／０．０２５＝４０秒に等しくすることが必要である。コード数の増加は、受信信号の分析に必要な継続時間を比例して長くすることに帰結する。ケーブルテレビジョン・ネットワーク内の現実の条件下では、ＡＭ信号は、侵入信号不安定によって引き起こされる様々な種類の妨害信号の状況下で受信される。従って、適切な受信を保証するためには受信信号の継続時間を増加させることが必要であろう。実際的な実現の視点から見て、信号の分析時間を厳格に固定するのではなく、それを単に数分などという適正値に制限することは合理的である。この継続時間の範囲内で、選ばれた基準（例えば信号対雑音比（ＳＮＲ））によってＡＭコードが検出されるならば、信号受信のプロセスは容易に終了することができる。
【００５３】
ＣＰＤ源を解読するとき：
図１２は、ＣＰＤ源の位置を見つける装置１７０のブロック図を示す。図１２は、アーコム・デジタル社の商用ＸｃｏｒＲレーダーのブロック図に非常に似ており、同じ基本的な要素を全て含んでいる。米国出願公開ＵＳ２００６／０２４８５６４号（２００６年１１月２日公表）を参照する。それをエンコーダ１２（またはプローブ４２）の検出（つまり、復号化）に使用する操作上の違いは、コンピューター（またはＤＳＰ）中で実行される付加的なデータ処理アルゴリズムを加えることである。装置は以下のように作動する。下り回線信号は、入力１７２で装置１７０に入力し、次いで、バンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）１７４によってろ過され、ＱＡＭ信号だけを含む下り回線スペクトルの一部が選択される。選択されたＱＡＭ信号は、増幅器１７６で増幅され、次に、ＣＰＤエミュレータ１７８に入力する。ＣＰＤエミュレータ１７８は、非線形回路素子、例えばＱＡＭ信号から二次の積を生成するダイオードを表わす。ＱＡＭ信号からの二次の積は、上り回線周波数帯域（「形成されるノイズ信号」）で、実質的に一定なスペクトル密度を備えたノイズ信号を表わす。バンドパス・フィルタＢＰＦ１８０によって、形成されたノイズ信号スペクトルの一部の選択が実行される。選択された部分は、上り回線サービス信号がない周波数帯域である。信号スペクトルの正確に同じ部分が、上り回線信号受信（図１２の左側チャンネル）のチャンネルに割り付けられる。ＢＰＦ１８０の出力信号は、ここで「基準信号」と呼ばれる。基準信号は、アナログ・デジタル変換器１８２によってデジタル化される。
【００５４】
図１２に示すように、上り回線信号は、入力１８４で装置１７０に入力し、バンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）１８６によってろ過される。ＢＰＦ１８６は、ＢＰＦ１８０と同じ周波数応答を有する。バンドパス・フィルタされた信号は、増幅器１８８によって増幅される。増幅器１８８の出力信号は、ローパス・フィルタ１９０によってろ過され、次いで、アナログ−デジタル変換器１９２によってデジタル化される。これら信号は、発明者らがＣＰＤ源からの「エコー」信号と呼ぶものを含んでいる（しかし、実際にはエコーではなく下りＱＡＭ信号からの二次混変調積である）。エコー信号は基準信号と同じであるものの、上り回線チャンネルでは、エコー信号は、ケーブルネットワーク中でＣＰＤ源への時間遅れ距離に対応する時間遅れがある。上り回線中のエコー信号検出のために、デジタル相関レシーバー１９４が使用される。デジタルの基準信号およびエコー信号は、デジタル相関器１９４（図１２）に入力する。
【００５５】
デジタル相関器１９４のブロック図を図１３に示す。相関器１９４は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）で実現することが出来る。相関器１９４は、（基準信号を受信する）入力１９７と、一定幅Ｔｏのインクリメンタル遅れを持つＮ個のチャンネル１９８を有する。相関器１９４は、遅れのない別のチャンネル１９９を有する。基準信号は、可変遅延ライン２００中で最小時間遅れだけ遅れる。最小時間遅れは、コンピューター１９６（図１２）からの制御信号によって制御される。制御信号は、可変遅れライン２００の入力２０１に入力する。チャンネル１９８および１９９はそれぞれ、乗算器２０２および積分器２０３を有する。ＡＤＣ１９２（図１２）からのエコー信号は、入力２０４で相関器１９４に入力する。エコー信号は、チャンネル１９８および１９９の各乗算器２０２の入力に入力する。遅延ライン２００からの遅延基準信号は、チャンネル１９８および１９９に入力する。遅延基準信号は、チャンネル１９９の乗算器２０２にそれ以上の遅延なしで入力し、また、各インクリメンタル遅延ライン２０６により遅延を受けた後に、各チャンネル１９８の乗算器２０２に入力する。遅延ライン２０６は、上述のようにインクリメンタル遅れＮ＊Ｔｏを導入する。乗算器２０２の出力は、積分器２０３によりそれぞれ積分され、その結果は、レジスタ２０８に格納される。積分器２０３の積分時間の制御、および、レジスタ２０８からの積分結果の読出しは、コンピューター１９６からのタイミング信号によって実行される。タイミング信号は、制御線２０７を経由して、積分器２０３およびレジスタ２０８に入力される。レジスタ２０８からの積分結果は、出力２０９を経由してコンピューター１９６に向かう。
【００５６】
チャンネル１９８の遅延増分Ｔｏが、概してＡＤＣ１８２および１９２（図１２）における信号デジタル化の周期に対応する。例えば、エコー信号受信の周波数帯域（つまり、ＢＰＦ１８６の通過帯域）を８−１６ＭＨｚの範囲に選択すると、ＡＤＣ１８２および１９２のデジタル化周波数を４０ＭＨｚ程度に選ぶことが目的に適っている。従って、時間Ｔｏは２５ナノ秒である。相関器１９４のチャンネル１９８の数、および、可変遅延ライン２００の時間遅れは、ＣＰＤ源からのエコー信号の遅延時間のとり得る全ての範囲が充分にカバーされるように選択される。例えば、ＨＦＣネットワーク（ＣＰＤはファイバー内では発生しない）の光ケーブル部分中の時間遅れが１００マイクロ秒であり、且つ、ＨＦＣネットワークの特定ノードの同軸部分内の最大時間遅れが２５マイクロ秒を超えないとすると、エコー信号の可能到着時刻とのオーバーラップを保証するためには、可変遅延ライン２００の遅延時間を９５マイクロ秒、相関性チャンネルの数を（１０＋２５）マイクロ秒／Ｔｏ＝（１０＋２５）／０．０２５＝１４００と選ぶことが目的に適っている。
【００５７】
各相関チャンネルの出力からの電圧読出しは、積分器２０３の積分時間に同期しており、その読出しは次いでコンピューター１９６（図１２）に転送される。エコー信号の信頼できる検出のためには、各積分器２０３の積分時間を２０〜２００ミリ秒とすべきことが実験的に確立された。全ての相関器チャンネルからの電圧読み出しは、相互相関関数を表わす信号を形成する。この信号は、中心周波数をエコー信号スペクトルの平均周波数と等しくする短時間の無線インパルスの形を有する。上記の例では、８−１６ＭＨｚの周波数帯域では、中心周波数は（８＋１６）／２＝１２ＭＨｚに等しい。コンピューター１９６（図１２）では、信号エンベロープの選択、および、選択された検出しきい値と受信した最大値との比較が実行される。
【００５８】
図１４には、相関器１９４の出力における信号エンベロープの典型的形状が示されている。図１４に示される信号は、チャンネルＫ、つまり、可変時間遅れが９５マイクロ秒に設定された例で、最大の振幅を有する。エコー信号の遅延時間の測定値は、９５＋Ｋ＊Ｔｏ＝９５＋０．０２５Ｋマイクロ秒である。
【００５９】
エコー信号が検出された後に、（相関器チャンネルＫに対応する）測定された遅延時間に対応する相互相関関数エンベロープの最大振幅値が積算される。コンピューター１９６では、積分器２０３の積分時間と等しい時間間隔で相関器１９４からデータを受信した後に、これらの数値が作成される。エンコーダ１２（またはプローブ４２）がＣＰＤ源とエコー信号受信の地点との間に設置されていれば、相関器出力の最大振幅の信号は、（周波数分割ＩＤの場合には）周波数がエンコーダまたはプローブのＩＤに対応する振幅変調を持つことになる。コンピューター１９６における最大振幅の相互相関関数の信号に対する残りの処理は、エンコーダ１２（またはプローブ４２）の識別（つまり、復号）のためにＡＭ周波数を決めることである。それは、通常のスペクトル解析法によって実行することが出来る。信号読み出しに必要な積算時間は、以前に定義された侵入分析の場合に行なわれるのと同じ方法で選択される。
【００６０】
２００６年１１月２日に公開された特許文献１、および、２００４年１２月９日に公開された特許文献２は、引用によって本明細書に加入される。
【００６１】
発明の好ましい実施形態が、明細書に述べられ且つ図面中で特に例示されたが、本発明がこれに制限されるものではないことが理解されるであろう。添付の請求の範囲に定義された発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の修正や、均等、適合が多く成されることは、当業者に明白である。
【符号の説明】
【００６２】
１：障害検出および符号化ユニット
２：コンピューター
３：上り回線スイッチ
４：ヘッドエンド・コンバイナー
５：分配器
６：光送信器
７：受光器
８：光学ノード
１０：同軸ケーブルシステム
１０ａ：加入者ホーム
１０ｂ：分配増幅器
１０ｃ：分配器
１０ｄ：マルチタップ
１１：タップ
１２：ＩＤエンコーダ
２０：携帯障害検出／符号化ユニット
４２：プローブ
４４：ハウジング
４６：コネクタ
４８：プローブ先端
５０：金属押さえコンタクト
５２：絶縁体アッセンブリー
５４：アクセスポート
５６：分配器
５８：ケーブルポート
６０：プローブ本体
６２：エンドキャップ
６４：外ねじ
６６：絶縁体本体部
６８：絶縁体キャップ
７０：後部フランジ
７２：テール片
７４：肩部
７６：Ｏリング
７８：デジタル回路基板
８０：ＲＦ回路基板
８２：基板配線
８４：スペーサー
８６：はんだリング
８８：はんだリング
９０：ＬＥＤ
９２：開口
９４：透明リング
９６：フェライトビーズ
９８：導体組立体
１００：ピン導体
１０２：多点ばねコンタクト
１０４：多点ばねコンタクト
１０６：導体ピン
１０８：導体ピン
１１０：チューブ
１１２：出力端
１１４：入力端
１１６：スプリング
１１８：防湿シール
１２０：開口部
１２４：入力
１２５：入力
１２６：電子管
１２７：スイッチ
１２８：インピーダンス回路
１３１：整流器回路
１３３：ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３５：ＤＣフィルタ回路
１３７：マイクロプロセッサー
１３９：信号生成回路
１３４、１３６、１３８、１４０、１４２：ネットワーク・ブランチ
１５０：信号処理装置
１５２：入力
１５４：増幅器
１５６：ローバス・フィルタ
１５８：アナログ・デジタル変換器
１６０：デジタル・バイパスフィルタ
１６２：積分器
１６４：コンピューター（ＤＳＰ）
１７０：ＣＰＤ源探索装置
１７２：入力
１７４：バンドパス・フィルタ
１７６：増幅器
１７８：エミュレータ
１８０：バンドパス・フィルタ
１８２：アナログ・デジタル変換器
１８４：入力
１８６：バンドパス・フィルタ
１８８：増幅器
１９０：ローパス・フィルタ
１９２：アナログ・デジタル変換器
１９４：相関器
１９６：コンピューター（ＤＳＰ）
１９７：入力
１９８：チャンネル
１９９：チャンネル
２００：可変遅延ライン
２０２：乗算器
２０３：積分器
２０４：入力
２０７：制御線
２０８：レジスタ
２０９：出力
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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