(57)【要約】同軸ケーブルネットワークで１０Ｇｂｐｓ以上のスループットを提供し、２ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ又はそれ以上の範囲で既存の家庭向け同軸サービスを上回る高い周波数で動作するシステム及び方法が記載される。このネットワークは、例えば８ＧＨｚの範囲の広い信号帯域幅を使用する。ＣＡＴＶ帯域及び衛星サービスより上で動作することにより、ネットワークは相互干渉を起こすことなくそれらのサービスと共存する。このシステムは、ＭｏＣＡ３やアクセスシステムなどのネットワーキングシステムで使用することもできる。これは、ネットワーク信号の入口点（ＰＯＥ）で２〜１０ＧＨｚの範囲で低損失且つ低アイソレーションの分配器を使用することによって実現される。或いは、入口点（ＰＯＥ）で信号増幅器又は中継器機能を提供する能動ノードを使用することもできる。【選択図】  図４
2015509299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ネットワークの入口点から信号を受信するように接続された入力ポート、及び複数の出力ポートを有する低損失分配器であって、所定の周波数帯における前記低損失分配器内の経路損失が前記低損失分配器の任意のポートから任意の他のポートにかけて約１５ｄＢ未満になるように構成された低損失分配器
を備える同軸ケーブルネットワーク。
【請求項２】
ａ）１つの入力及び複数の出力を有するＮ信号分配器であって、Ｎは２〜３２の範囲の整数である、Ｎ信号分配器と、
ｂ）同軸ケーブルから信号を受信し、Ｎ信号分配器の前記入力に伝達する第１のローパスフィルタと、
ｃ）前記Ｎ信号分配器のそれぞれの出力から信号を受信し、前記低損失分配器のそれぞれの信号出力を、それぞれの同軸ケーブル出力線に接続するために提供する複数の追加的なローパスフィルタと、
ｄ）複数のハイパスフィルタであって、各々が前記低損失分配器の前記信号出力の１つと共通接続部との間にあり、対応するローパスフィルタと重複しない通過帯域を有するハイパスフィルタと
を有する低損失分配器。
【請求項３】
前記共通接続部と前記低損失分配器の前記入力との間に追加的なハイパスフィルタをさらに備える請求項２に記載の低損失分配器。
【請求項４】
前記共通接続部と基準電位点との間にインピーダンスをさらに備える、請求項３に記載の低損失分配器。
【請求項５】
前記ローパスフィルタが、約１．７ＧＨｚのカットオフ周波数を有し、前記ハイパスフィルタが約２ＧＨのカットオフ周波数を有する、請求項２に記載の低損失分配器。
【請求項６】
前記ローパスフィルタが約２．１５ＧＨｚのカットオフ周波数を有し、前記ハイパスフィルタが約２．５ＧＨｚのカットオフ周波数を有する、請求項２に記載の低損失分配器。
【請求項７】
ａ）同軸ケーブルから信号を受信する１つの入力及び複数の出力を有するＮ信号分配器であって、Ｎは２〜３２の範囲の整数である、Ｎ信号分配器と、
ｂ）前記Ｎ信号分配器のそれぞれの出力から信号を受信し、前記Ｎ信号分配器のそれぞれの信号出力を、それぞれの同軸ケーブル出力線に接続するために提供する複数のローパスフィルタと、
ｃ）前記Ｎ信号分配器の前記それぞれの信号出力の間にある複数のハイパスフィルタであって、各ハイパスフィルタが各ローパスフィルタと重複しない通過帯域を有する複数のハイパスフィルタと
を備える低損失分配器。
【請求項８】
前記ローパスフィルタが約１．７ＧＨｚのカットオフ周波数を有し、前記ハイパスフィルタが約２ＧＨｚのカットオフ周波数を有する、請求項７に記載の低損失分配器。
【請求項９】
前記ローパスフィルタが２．１５ＧＨｚのカットオフ周波数を有し、前記ハイパスフィルタが約２．５ＧＨｚのカットオフ周波数を有する、請求項７に記載の低損失分配器。
【請求項１０】
ａ）１つの入力及び複数の出力を有するＮ信号分配器であって、Ｎは２〜３２の範囲の整数である、Ｎ信号分配器と、
ｂ）同軸ケーブルから信号を受信して、前記Ｎ信号分配器の前記入力に伝達する第１のローパスフィルタと、
ｃ）前記Ｎ信号分配器のそれぞれの出力から信号を受信し、前記低損失分配器のそれぞれの信号出力を、それぞれの同軸ケーブル出力線に接続するために提供する複数の追加的なローパスフィルタと、
ｄ）複数の帯域通過フィルタであって、各々が前記低損失分配器の前記信号出力の１つと共通接続部との間にあり、対応するローパスフィルタと重複しない通過帯域を各々有する帯域通過フィルタと
を有する低損失分配器。
【請求項１１】
前記共通接続部と前記低損失分配器の前記入力との間に追加的な帯域通過フィルタをさらに備える、請求項１０に記載の低損失分配器。
【請求項１２】
前記共通接続部と基準電位点との間にインピーダンスをさらに含む、請求項１１に記載の低損失分配器。
【請求項１３】
前記ローパスフィルタが約１．７ＧＨｚのカットオフ周波数を有し、前記帯域通過フィルタが約２ＧＨｚの低いカットオフ周波数及び約１０ＧＨｚの高いカットオフ周波数を有する、請求項１０に記載の低損失分配器。
【請求項１４】
ａ）同軸ケーブルから信号を受信する１つの入力及び複数の出力を有するＮ信号分配器であって、Ｎは２〜３２の範囲の整数である、Ｎ信号分配器と、
ｂ）前記Ｎ信号分配器のそれぞれの出力から信号を受信し、前記Ｎ信号分配器のそれぞれの信号出力を、それぞれの同軸ケーブル出力線に接続するために提供する複数のローパスフィルタと、
ｃ）前記Ｎ信号分配器からのそれぞれの信号出力の間に位置する複数の帯域通過フィルタであって、各々が各ローパスフィルタと重複しない通過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと
を備える低損失分配器。
【請求項１５】
前記ローパスフィルタが約１．７ＧＨｚのカットオフ周波数を有し、前記帯域通過フィルタが約２ＧＨｚの低いカットオフ周波数及び約１０ＧＨｚの高いカットオフ周波数を有する、請求項１４に記載の低損失分配器。
【請求項１６】
ａ）外部の同軸設備との間で信号をやり取りするために接続するネットワークの入口点と、
ｂ）１つの信号入力ポート及び複数の信号出力ポートを有する最上位信号分配器と、
ｃ）前記ネットワークの入口点との間で第１の周波数で信号を送受信する能動ノードであって、前記最上位信号分配器を通じて前記第１の周波数で同軸ケーブルネットワークノードから信号を受信し、増幅した信号を前記最上位分配器を通じて第２の周波数で前記ネットワークノードに送信する能動ノードと、
ｄ）複数の下位の信号分配器であって、各々が、前記最上位信号分配器のそれぞれの信号出力ポートから信号を受信するように接続された入力を有し、各々が、それぞれのネットワーノードに接続する複数の信号出力ポートを有する下位の信号分配器と
を備える同軸ケーブルネットワーク。
【請求項１７】
前記能動ノードが
ａ）前記ネットワークの入口点に入る信号及び前記ネットワークの入口点から出る信号を第１の周波数で通過させるローパスフィルタと、
ｂ）前記ネットワーク入口点からの前記第１の周波数の信号と、前記最上位信号分配器を通る前記ネットワークノードからの信号とを通過させる第１の帯域通過フィルタと、
ｃ）前記第１の帯域通過フィルタを通過した信号から増幅された第１の信号を生成する第１の増幅器と、
ｄ）局部発振器信号を生成する局部発振器と、
ｅ）前記増幅された第１の信号と前記局部発振器信号とを混合して第２の周波数の信号を生成する混合器と、
ｆ）前記混合器で生成された信号から増幅された第２の信号を生成する第２の増幅器と、
ｇ）前記増幅された第２の信号を、前記最上位の信号分配器を通じて前記第２の周波数で前記ネットワークノードに渡す第２の帯域通過フィルタと
を備える請求項１６に記載の同軸ケーブルネットワーク。
【請求項１８】
前記最上位分配器が、最上位信号分配器内の経路損失が約１５ｄＢ未満になるように構成される、請求項１６に記載の同軸ケーブルネットワーク。
【請求項１９】
前記最上位信号分配器を含む経路に沿った前記同軸ケーブルネットワーク内の前記経路損失が約７０ｄＢ未満である、請求項１６に記載の同軸ケーブルネットワーク。
【請求項２０】
ａ）外部の同軸設備との間で信号をやり取りするために接続するネットワークの入口点と、
ｂ）１つの信号入力ポート及び複数の信号出力ポートを有する最上位信号分配器と、
ｃ）前記ネットワークの入口点との間で信号を送受信する能動ノードであって、前記最上位分配器を通じて同軸ケーブルネットワークノードから信号を受信し、前記最上位分配器を通じて前記ネットワークノードに中継された信号を送信し、前記ネットワークの入口点に中継された信号を送信する能動ノードと、
ｄ）複数の下位の信号分配器であって、各々が、前記最上位信号分配器のそれぞれの信号出力ポートから信号を受信するように接続された入力を有し、各々が、それぞれのネットワークノードに接続する複数の信号出力ポートを有する下位の信号分配器と
を備える同軸ケーブルネットワーク。
【請求項２１】
前記能動ノードが
ａ）前記ネットワーク入口点への信号及び前記ネットワーク入口点からの信号と、前記最上位分配器への信号及び前記最上位分配器からの信号とを通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）と、
ｂ）前記ネットワーク入口点からの信号と、前記最上位信号分配器を通って前記同軸ケーブルネットワーク内のノードに入る信号及び該ノードから出る信号を通過させる帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）と、
ｃ）前記ＢＰＦから信号を受信する受信機と、
ｄ）前記受信機から信号を受信するベースバンド処理装置であって、前記受信機から受信した信号を復調してデータパケットを生成し、前記データパケットを記憶し、前記データパケットを再送信するベースバンド処理装置と、
ｅ）前記ベースバンド処理装置から再送信されたデータパケットを前記ＢＰＦに送信する送信機と、
ｆ）前記ＢＰＦから前記受信機に、及び前記送信機から前記ＢＰＦに選択的に信号を誘導するスイッチと
を備える請求項２０に記載の同軸ケーブルネットワーク。
【請求項２２】
前記同軸ケーブルネットワーク内の信号の帯域幅が８ＧＨｚである請求項２１に記載の同軸ケーブルネットワーク。
【請求項２３】
前記ＢＰＦの通過帯域が約２ＧＨｚ〜約１０ＧＨｚである請求項２２に記載の同軸ケーブルネットワーク。
【請求項２４】
同軸ケーブルネットワークを構成する方法であって、
ａ）ネットワークの入口点から信号を受信するように接続された入力ポート、及び複数の出力ポートを有する最上位信号分配器を用意するステップと、
ｂ）複数の下位の信号分配器を用意するステップであり、各下位の信号分配器は、前記最上位信号分配器の複数の信号出力ポートのそれぞれの１つから信号を受信するように接続された入力ポートを有し、複数の信号出力ポートを有する、ステップと、
ｃ）前記最上位信号分配器を含む経路に沿った経路損失が、約２ＧＨｚより高い信号周波数で約７０ｄＢ未満になるように前記同軸ケーブルネットワークを構成するステップと
を含む方法。
【請求項２５】
前記構成するステップが、前記最上位分配器の任意のポートから任意の他のポートまでの経路損失が約１５ｄＢ未満である最上位分配器を使用するサブステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記構成するステップが、最上位分配器及び下位分配器を使用するサブステップを含み、各分配器は、任意のポートから任意の他のポートまでの経路損失が１５ｄＢ未満である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記構成するステップが、ネットワークの入口点と前記最上位信号分配器の前記入力ポートとの間に能動ノードを提供するサブステップを含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
能動ノードを提供する前記ステップが、異なる信号方向への周波数変換を行う能動ノードを提供するサブステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
能動ノードを提供する前記ステップが、デジタル中継器を有する能動ノードを提供するサブステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
ネットワークの入口点から信号を受信するように接続された入力ポート及び複数の出力ポートを有する最上位信号分配器と、複数の下位の信号分配器とを有する種類の同軸ケーブルネットワークを構成する方法であって、各下位の信号分配器は、前記最上位信号分配器の前記複数の出力ポートそれぞれの１つから信号を受信するように接続された入力ポートと、複数の出力ポートとを有し、前記方法は、
ａ）低損失分配器の任意のポートから前記低損失分配器の任意の他のポートまでの経路損失が約１５ｄＢ未満である低損失分配器を用意するステップと、
ｂ）前記最上位信号分配器を前記低損失分配器に置き換えるステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]本明細書に記載される方法、回路、機器、装置、及びシステムは、信号分配システムの改良に関し、より詳細には、例えば同軸ケーブルによる信号分配ネットワーク及びシステムで使用される方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［関連出願の相互参照］
[0001]本出願は、２０１１年１２月１４日に出願された米国正規出願第１３／３２５，４１８号、名称「１０Ｇｂｐｓ  Ｃｏａｘｉａｌ  Ｃａｂｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ」の利益を請求する。
【０００３】
[0003]今日、通信技術者はいくつかの課題に直面しており、その１つは、限られた利用可能な資源を通じて通信できる情報量を最大にする方法を見つけることである。すなわち、無線信号を通信するために利用可能な周波数に限りがあり、人々が通信することを望む情報の量が急速に増していることから、利用可能な設備を可能な限り効率的に使用することが重要になる。一例として、典型的な家庭ネットワークシステムでは、多種の信号が伝送されるネットワークに関連付けられる機器が増えている。
【０００４】
[0004]典型的な単一ケーブルネットワークの住宅内の敷設例を、本明細書に記載される方法、ネットワーク、システム、及び装置を用いることが可能な環境１０の例示的な例として図１に示す。例として家庭内ネットワークを示すが、開示される方法、ネットワーク、システム、及び装置が関連する種類のネットワークは家庭における応用に限定されると見なすべきでないことを理解されたい。
【０００５】
[0005]環境１０は、４つのユーザ向け応用機器を住宅１１の様々な別個の場所に備えた家庭内ネットワークシステムの敷設を示し、それらの応用機器には、例示として、これらに限定されないが、個人映像レコーダ（ＰＶＲ）１２、セットトップボックス（ＳＴＢ）１４、テレビ１５、及びＷｉＦｉルータ１６が含まれる。ＰＶＲ１２は、記録された映像信号及び音声信号をテレビ１３に供給することができる。セットトップボックス１４は、対話型のテレビコンテンツをテレビ１７に供給することができる。テレビ１５は入力信号を直接受信することができる。ＷｉＦｉルータ１６は、コンピュータ１８等によるワイヤレス検出のためにデジタルデータ信号を供給することができる。特定の応用機器は、多数の他の機能装置又はシステムから選択することができる。例えば、本明細書に記載される装置、システム、及びコンピュータプログラム製品は、複数の入力を有するＰＶＲシステム、衛星無線システム、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅネットワークなどのワイヤレスネットワークへのネットワークハブ、又は無線周波信号を有用なユーザ形態に変換する他の機器等を提供することができる。
【０００６】
[0006]説明のために１つの住居又は住宅１１を示すが、本明細書に記載される方法、回路、機器、装置、及びシステムは、多数の他の設置場所で用いることが可能であることに留意されたい。一例には、１本のケーブルで受信される信号を使用することが可能な複数の建物に信号を配信することができる共同住宅がある。別の例は、１本のケーブルで受信される信号を使用することが可能な複数のオフィスに信号を配信することができる業務用のビルである。この他の例も多数ある。
【０００７】
[0007]中間周波数（ＩＦ）信号は、例えば、ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）の信号送信元、衛星信号の送信元等の外部の設備から同軸ケーブル３０で供給される。場合によっては、光ファイバーケーブルを外部設備で使用する（例えばＶｅｒｉｚｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ提供の「ＦｉＯＳ」のような光ファイバーサービス）。そのような場合は、光学領域から電気領域及びその逆に信号を変換するユニット（ＦｉＯＳシステムで使用される光ネットワーク端末（ＯＮＴ）など）の中でファイバーが終端される。そのようなユニットを屋外の光ファイバーケーブルと屋内の同軸ケーブルの間に挿入する。ユニットは、住宅の外又は中で図１の最上位分配器２４の前に設置することができる。個人映像レコーダ（ＰＶＲ）１２、セットトップボックス（ＳＴＢ）１４、テレビ１５、及びＷｉＦｉルータ１６への信号は、信号分割器又は分配器２４、２５、及び２６を介して、同軸ケーブル２０、２７、２９、３１、２１、及び２２で伝達することができる。図示の実施形態では、分配器２４は、外部の同軸設備から単一のケーブル３０で信号を受信する最上位の分配器であり、分配器２５及び２６はそれより下位の分配器である。下位の分配器２５は、ケーブル３１で送られる最上位分配器２４の出力の１つからの信号を分割して、ケーブル２１及び２２に信号を提供する。下位の分配器２６は、ケーブル２０で送られる最上位分配器２４の出力の１つからの信号を分割して、その信号をケーブル２７及び２９に提供する。
【０００８】
[0008]図１では分配器２４、２５、及び２６は２分配器として図示する。ただし、分配器は入力信号をいくつかの出力信号に分割する任意の種類とすることができ、一般には２、４、及び８分配器が用いられる。時には、６分配器など、非２進数の出力を持つ分配器を使用することもあり、さらには例えば３分配器など奇数個の出力を持つ分配器を使用する場合もある。分配器２４、２５、及び２６は、ＲＦ信号及びＤＣ信号を双方向に通過させる種類の分配器である。したがって、これらの分配器は、組み合わせられたユーザ帯域（ＵＢ）を持つ信号を、一方向で個人映像レコーダ（ＰＶＲ）１２、セットトップボックス（ＳＴＢ）１４、テレビ１５、及びＷｉＦｉルータ１６に供給することができる。分配器は、個人映像レコーダ（ＰＶＲ）、セットトップボックス（ＳＴＢ）１４、テレビ１５、及びＷｉＦｉルータ１６、及びＯＤＵ２８間で、コマンド信号（例えばＣＥＮＥＬＥＣ  ＥＮ５０４９４標準のコマンド構造に記載される種類のＤｉＳＥｑＣ（商標）信号）を他方の方向に通過させることもできる。
【０００９】
[0009]ケーブル３０、３１、２０、２１、２２、２７、及び２９は、同軸ケーブル、プラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）など、任意の適切なケーブル構成とすることができる。単一ケーブルのネットワークでは、物理的に異なるケーブルがあるものの、例えばケーブル３０、３１、２０、２１、２２、２７、及び２９は各々同じ情報を搬送し、単一ケーブルネットワークを効果的に提供することに留意されたい。ネットワーク自体は、例えばＭｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｏｖｅｒ  Ｃｏａｘ  Ａｌｌｉａｎｃｅで定義されるＭｏＣＡプロトコルを使用して動作するように構築することができる。ＭｏＣＡプロトコル下では、ネットワークに接続された各機器は、同じくそのネットワークに接続されたどの他の機器とも通信することができる。
【００１０】
[0010]図１に示す種類のネットワークシステムのケーブル分配システム５０の抽象化した高レベルブロック図を図２に示し、以下では図２も参照する。ケーブル分配システム５０は最上位分配器２４を含み、これは、図１のシステム１０の最上位分配器２４に対応する。最上位分配器２４は、外部の同軸設備との間で送受信される信号が同軸ケーブル３０を介して接続される入口点５１から線３２で入力信号を受信する。
【００１１】
[0011]最上位分配器２４はＮ分配器であり（図１の分配器実施形態に対して追加的な出力が提供される）、線３０の入力信号を分割して、ｎ個の出力線２０、３１、及び５２．．．５４に信号を提供する。同軸ケーブル線２０及び３１は、例えば図１に示す同軸ケーブル線２０及び３１に対応する。出力線２０の信号は下位のＱ分配器２６でさらに分割され、出力線３１の信号は下位のＰ分配器２５でさらに分割することができる。（ここでも、各分配器は、図１の分配器実施形態に対して追加的な出力を示す。）Ｎ分配器２４、Ｑ分配器２６、及びＰ分配器２５は出力の数が異なる可能性があるものとして表記するが、Ｎ、Ｐ、Ｑは同じであってもよい。出力線５２．．．５４の信号はさらに図示しない追加の下位の分配器で分割することができる。線５２及び５４の分配器２５及び２６並びに図示しない分配器からの出力は、知られる方式で各種のユーザ機器に接続することができる。ＰとＱは、２〜３２又はそれ以上の範囲の値を有する整数である。
【００１２】
[0012]説明のために、Ｑ分配器２６の出力の１つが、通信機器＃１  ６４につながっている差込口Ａに接続されるものとする。同様に、Ｐ分配器２５の出力の１つは、通信機器＃２につながっている差込口Ｂに接続される。Ｐ分配器２５の出力の別の１つは、通信機器＃Ｍ  ６８につながっている差込口Ｍに接続される。図には示さないが、ネットワーク５０は、必要な場合は、１つ又は複数の下位分配器２５、．．．、２６から出力信号を受信する下位の追加の分配器を含むことが可能であることを理解されたい。
【００１３】
[0013]動作時には、入口点５１からの信号がネットワーク内の各種分配器で分割され、最終的にネットワーク内の任意のノードにある任意の機器に伝達される。例えば、図の実施形態では、入口点５１の信号は差込口Ａを介して通信機器＃１  ６４に伝達され、差込口Ｂを介して通信機器＃２  ６６に伝達され、差込口Ｍを介して通信機器＃Ｍ  ６８に伝達され、分配器出力に接続された図示しない任意の他の機器に伝達される。さらに、このネットワークはＭｏＣＡプロトコルに準拠して運用されるため、任意の機器自体がネットワーク内のどの他の機器とも通信することができる。したがって、例えば、通信機器＃２  ６６は、下位分配器２５だけを含む通信チャネルに沿って通信機器＃Ｍ  ６８と通信することができる。或いは、通信機器＃１  ６４は、差込口Ａから、下位分配器２６を含む通信チャネルに沿って最上位分配器２４に至り、その後下位分配器２５を経て差込口Ｂを通じて通信機器＃２  ６６と通信することができる。
【００１４】
[0014]コミュニティ・アンテナ・テレビ（ＣＡＴＶ）の家庭内同軸ケーブルネットワークで一般に使用される分配器の構築に関して、そのような分配器は通例、約１ＧＨｚまでの信号を、入口点（ＰＯＥ）５１から差込口Ａ、差込口Ｂ、．．．、及び差込口Ｍなどの各差込口に向かう方向に渡すように設計される。分配器は受動的な機器であるため、様々な差込口から入口点（ＰＯＥ）５１へ向かう逆方向にも約１ＧＨｚまでの信号を渡すことができる。しかし、１ＧＨｚより上、例えば１．１ＧＨｚ〜１．７ＧＨｚの間では分配器損失が高くなる。大半の事例（大半の差込口／住宅）では、１．１ＧＨｚ〜１．７ＧＨｚ帯における差込口から差込口までの総経路損失は６５ｄＢ未満である。これには、ケーブル損失、ｉｎ−ｏｕｔ又はｏｕｔ−ｉｎの分配器損失、及び分配器のアイソレーションによる損失が含まれる。（用語「分配器のアイソレーション」又は「アイソレーション損失」とは、その分配器を通って１つのネットワークノードから別のネットワークノードに移動する信号が通過する、又は「飛び越さ」なければならない分配器における１つの分配器出力から同じ分配器の別の出力までの経路損失を言う。信号経路を閉じるために、そのような「飛び越し」は任意の特定の分配器で１回のみ必要である。）損失が６５ｄＢの場合に、約２００ＭＨｚのチャネル帯域幅を使用すると、例えばＭｏＣＡ２．０によるネットワーキングシステムでは１ギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）に近いスループットを達成することができる。しかし、約２ＧＨｚより上の周波数範囲では、家庭用の同軸ケーブルシステムの損失特性は一般に過度に損失が多いと考えられ、そのためこの周波数範囲は通信には適さないか、又は使用することができない。さらに、１０Ｇｂｐｓ程度以上のデータレートを達成するには、この周波数範囲で利用できる帯域幅は現在のネットワークでは十分でない。
【００１５】
[0015]そのため、２ＧＨｚより上から１０ＧＨｚ又はそれ以上の周波数範囲では、それらの周波数では差込口間の経路損失が非常に高いため、８ＧＨｚ又はそれ以上の帯域幅は現在の家庭用同軸ケーブルネットワークでは使用することができない。家庭用システムの分析では、２〜１０ＧＨｚ範囲の差込口間損失は、大半の事例で最高で９０ｄＢになることが判明している。この９０ｄＢの信号損失は過度に高く、達成可能な通信速度を制限する。この理由は、＋１０ｄＢｍの送信機電力と５ｄＢの受信機雑音指数を想定しても（すなわち消費者製品の最先端のＲＦのフロントエンド技術で典型的なレベル）、受信される信号対雑音比（ＳＮＲ）が低くなるためである。シャノンのチャネル容量理論によると、この場合、８ＧＨｚの帯域幅を使用したとしてもチャネル容量は約１Ｇｂｐｓに制限される。すなわち、これらの条件では、チャネル帯域幅を増大しても、チャネル容量を１Ｇｂｐｓ以上に増加させることはできない。これを図３のグラフに示し、このグラフは、上記の送信及び受信特性を仮定し、９０ｄＢの経路損失がある場合のＧＨｚ単位のチャネル帯域幅とＧｂｐｓ単位の最大伝送速度のプロットを示す。曲線７０は基本的に平坦であり、すなわちチャネル帯域幅を増大しても、達成可能な最大伝送速度が上がらないことが理解できる。
【００１６】
[0016]必要とされるのは、チャネル容量の増大を達成することができ、上記種類の同軸ケーブルネットワークで使用できる方法、回路、機器、装置、及びシステムである。
【発明の概要】
【００１７】
[0017]以下に、開示される方法及び装置の実施形態のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために簡略化した概要を提示する。この概要は、１つ又は複数の実施形態の広範な概要ではなく、実施形態の主要な要素や必須の要素を特定するものでも、そのような実施形態の範囲を定義するものでもない。その唯一の目的は、その後の詳細な説明の前置きとして、ここに記載される実施形態の一部の概念を簡略化した形態で提示することである。
【００１８】
[0018]現在開示される方法及び装置の一実施形態は、同軸ケーブルネットワークで１０ギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）又はそれ以上のスループットを実現するネットワーキングシステムを提供する。このシステムは高い周波数で動作する（すなわち既存の家庭向け同軸サービスよりも高い周波数）。したがって、システムの動作周波数は２ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ又はそれ以上の範囲である。ＣＡＴＶの家庭設備などの一部の実施形態では、範囲は２ＧＨｚから開始することができる。衛星の家庭内設備などの他の実施形態では、範囲は２．５ＧＨｚ又は３ＧＨｚから開始することができる。システムは、例えば８ＧＨｚの範囲の広い信号帯域幅を使用する。このネットワーキングシステムは、およそ１ＧＨｚのＣＡＴＶ帯域よりも上、或いは衛星サービスで使用される２．１５ＧＨｚ（又は場合によっては最高で２．７ＧＨｚ）の帯域より上で動作するので、相互干渉を起こすことなく上記のようなサービスと共存する。開示されるシステムは、ＭｏＣＡ３などの将来のネットワーキングシステム、及びアクセスシステムで有用である。
【００１９】
[0019]システム内で発生する経路損失は分配器損失によって決まる。これは帯域の高い方の範囲でも該当する。したがって、経路内の分配器の損失を減らすことにより、経路損失を効果的に低減することができる。そのような低減は、２ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲で低損失且つ低アイソレーションの分配器を使用することによって、本明細書に記載される方法、回路、機器、装置、及びシステムで実現される。この分配器を配置するのに最も効果的な位置は入口点（ＰＯＥ）である。
【００２０】
[0020]或いは、入口点（ＰＯＥ）で信号増幅器又は中継器を備える能動ノードを使用することにより、信号が分配器を通過する際に生じる経路損失が原因で発生する問題を解決することができる。能動的な増幅器又は中継器が入口点（ＰＯＥ）ノードにあると、差込口から差込口までの損失を本質的に入口点（ＰＯＥ）から差込口までの損失に減らすことができ、すなわち現在の９０ｄＢの損失を７０ｄＢの損失又はそれ未満に効果的に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
[0021]１つ又は複数の各種実施形態による開示される方法及び装置について、以下の図面を参照して説明する。図面は説明の目的にのみ提供され、開示される方法及び装置の一部の実施形態の例を示すものに過ぎない。これらの図面は、読者が開示される方法及び装置を理解するのを助けるために提供される。特許請求される発明の範囲又は適用可能性を制限するものと考えるべきでない。図を分かりやすくし、図示を容易にするために、図面は必ずしも一定の縮尺でないことに留意されたい。
【図１】本明細書に記載される原理、装置、方法、及びシステムを用いることが可能な環境の一例を示す図である。
【図２】例えばＭｏＣＡプロトコルを使用して、図１に示す種類のネットワークを実現する際に使用することが可能な信号分配器構成の一例の抽象化ブロック図である。
【図３】９０ｄＢの経路損失があるチャネルの場合のＧＨｚ単位のチャネル帯域幅の関数としてのチャネルのギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）単位の最大伝送速度を示すグラフである。
【図４】例えばＭｏＣＡプロトコルを使用し、低損失分配器を最上位分配器として、図１に示す種類のネットワークを実現する際に使用することが可能な信号分配器構成の一例の抽象ブロック図である。
【図５】種々の量の経路損失があるチャネルの場合のＧＨｚ単位のチャネル帯域幅の関数としてのチャネルのＧｂｐｓ単位の最大伝送速度を示すグラフである。
【図６】本明細書に記載される種類のネットワークで使用することが可能な低損失分配器の一実施形態を説明するブロック図である。
【図７】本明細書に記載される種類のネットワークで使用することが可能な低損失分配器の別の実施形態を説明するブロック図である。
【図８】例えばＭｏＣＡプロトコルを使用し、低損失の最上位及び下位分配器を有する、図２に示す種類のネットワークを実現する際に使用することが可能な信号分配器構成の別の例の抽象ブロック図である。
【図９】最上位分配器２４の入力に能動ノードを有する、図２に示す種類のネットワークを実現する際に使用することが可能な信号分配器構成の別の例の抽象ブロック図である。
【図１０】図９の分配器構成で使用することができる、周波数変換器を有する種類の能動ノードの一例のブロック図である。
【図１１】図９の分配器構成で使用することができる、デジタル中継器を有する種類の能動ノードの一例のブロック図である。
【図１２】図９の分配器構成ネットワークとアクセスシステムとで共有することが可能なデジタル中継器を有する種類の能動ノードの一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
各種図面で、同様の部分は同様の参照符号を使用して示す。
【００２３】
[0035]本明細書に記載される原理、装置、回路、方法、及びシステムは、効率的で費用対効果の高い形で、約２ＧＨｚより高い周波数範囲を持つ家庭内の敷設で使用されるような同軸ケーブルシステムで過度の損失が原因で生じる問題に対処する。本明細書に提示される解決法は、豊富な利用可能帯域幅を活用し、極めて高い通信速度を可能にする。より高い周波数で動作することにより、同軸ケーブルで既存のサービスからより高い周波数分離を実現できる可能性があり、フィルタによる他のサービスからのフィルタリングと単向二路通信を容易にし、その費用を下げることができる。
【００２４】
[0036]１つのネットワーク実施形態８０を図４に示す。ネットワーク実施形態８０は、上記で図２を参照して説明したネットワーク実施形態５０と同様であるが、低損失分配器２４’が入口点（ＰＯＥ）５１に設置されている点が異なる。低損失分配器２４’の特性は、２〜１０ＧＨｚの動作範囲で低い損失と低いアイソレーションをもたらす。したがって、低損失分配器２４’の出力間のアイソレーションによって生じる経路損失は、少なくとも約１０ｄＢ又はそれ以上低減する。典型的な改善は１５〜２０ｄＢの範囲である。これはチャネル損失を減らし、それによりリンクバジェットを改善し、データレートの向上を可能にする。無論、経路損失をさらに減らすことができれば、さらに高いデータレートを達成することができる。これを図５に示す。
【００２５】
[0037]図５のグラフは、種々の量の経路損失を持つチャネルについて、送信機の送信ＲＦ電力が＋１０ｄＢｍ、受信機側の雑音指数が５ｄＢと想定した、ＧＨｚのチャネル帯域幅の関数としてのチャネルのギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）単位の「最大伝送速度」を示す。線７０は、上記のように約９０ｄＢの経路損失がある場合を表す。線８２は約７５ｄＢの経路損失がある場合を表す。線８４は約７０ｄＢの経路損失がある場合を表す。線８６は約６５ｄＢの経路損失がある場合を表す。このグラフは、損失を９０ｄＢから７５ｄＢに減らすと（１５ｄＢの低減）、容量の大幅な増大を達成できることを明らかにしている。例えば、８ＧＨｚの帯域幅では、１Ｇｂｐｓ（図５の線７０）から１６Ｇｂｐｓ（図５の線８２）までもの向上を達成することができる。損失をさらに５ｄＢ減らすと（約７０ｄＢの経路損失）で、レートが２５Ｇｂｐｓ（図５の線８４）以上に増大する。９０ｄＢの大きな損失は「最長経路」で起こる可能性が高い。例えば、差込口Ａ  ６４から最上位分配器２４、次いで分配器２４を飛び越して差込口Ｂ  ６６に至る経路で大きな損失が発生する可能性が高い。したがって、最も弱いリンクは、最上位分配器２４のアイソレーションに遭遇するリンクであることになる。これは、入口点に位置する最上位分配器２４のアイソレーションを下げる（すなわち分配器２４を低損失分配器２４’に置き換える）と、最悪事例の経路の損失が低下することを意味する。これはチャネル容量を改善し、ネットワークの制限を軽減する。
【００２６】
[0038]既存の分配器（すなわち実際に利用されており（ｉｎｓｔａｌｌｅｄ  ｂａｓｅ）、現在２〜１０ＧＨｚ帯のネットワークに設置されている分配器）のアイソレーションは２０〜５０ｄＢ程度である。既存ネットワーク内の最悪事例の経路では、入口点にある最上位分配器２４のアイソレーションは５０ｄＢに近い可能性が高い。この損失を１５〜２０ｄＢ減らす（最上位で低損失分配器２４’を使用する）と、経路損失が減り、より大きなチャネル容量（すなわち２０Ｇｂｐｓ程度）が可能になる。この容量で、実装損失とコーディングを考慮すると、約１５Ｇｂｐｓの物理層の伝送速度と１０Ｇｂｐｓを超えるＭＡＣ層の伝送速度すなわちスループットが可能となる。損失がそれより低い経路では、チャネルでさらに高いデータレートを達成することができる。
【００２７】
[0039]前述に加えて、ネットワーク内の信号の変調形式は、チャネルで発生する反射とマルチパスを考慮する等して、チャネル特性に合わせて最適化することができる。例えば直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を本明細書に記載される実施形態のいずれでも有利に使用することができる。ただし、本明細書に記載される原理はどの特定の変調種別にも限定されないことを理解されたい。
【００２８】
[0040]上記の技術的理由により、低損失分配器２４’を配置する効果的な位置の１つは入口点（ＰＯＥ）５１である。さらに、大半の家庭内の設置では、最上位分配器は通常、サービス技術者が利用しやすい場所に置かれる。そのため、最上位分配器を置き換えることによってチャネル容量を増すために家庭内ネットワークを改造するのは容易であるはずである。大半の目的にはそのような交換で充分である可能性がある。
【００２９】
[0041]図６は、本明細書に記載される種類のネットワークで使用することが可能なＮ低損失分配器１００の一実施形態を示すブロック図である。Ｎは、２〜３２又はそれ以上の範囲の値を持つ整数である。低損失Ｎ分配器１００は標準的な信号分配器１０２を含むことができ、これは入力線１０４から入力を受け取る。入力線１０４の信号はローパスフィルタ１０６でフィルタリングされる。Ｎ信号分配器１０２からの出力は出力線１０８、１０９、．．．、１１１、及び１１２で伝達される。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１４、１１５、．．．１１７、及び１１８が、線１０８、１０９、．．．、１１１、及び１１２上に接続される。ローパスフィルタ１１４、１１５、．．．  １１７、及び１１８の出力は、それぞれ出力１、２、Ｎ−１、及びＮと示す、出力線１２０、１２１、．．．、１２３、及び１２４で低損失Ｎ分配器１００からの出力を提供する。ハイパスフィルタ１２６、１２７、．．．、１２９、１３０が、それぞれ出力線１２０、１２１、．．．、１２３、及び１２４と、共通接続部１３２との間に接続される。各ハイパスフィルタの通過帯域は、対応するローパスフィルタと重複しない。一実施形態では、ハイパスフィルタ１３４が、共通接続部１３２と入力線１０４を接続する。ただし、代替実施形態ではハイパスフィルタ１３４は使用されない。フィルタ１３４を省くことにより、ローパスフィルタ１０６で、出力１２０、１２１、１２３、１２４に結合された機器間の通信のためにネットワークで使用される高周波信号が線１０４に渡されるのを阻止することができる。
【００３０】
[0042]ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１４、１１５、．．．１１７、及び１１８、並びにハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２６、１２７、．．．、１２９、１３０は単向二路通信とされ、重複しない通過帯域を有する。低損失Ｎ分配器１００は、約２ＧＨｚの周波数より上で、任意のポートから任意の他のポート（すなわち入力から任意の出力及びその逆と、任意の出力から他の出力）への低い損失を達成する。この構成の損失には、不整合損失、分配損失、及び散逸挿入損失が含まれる。不整合損失は、１０・ｌｏｇ［１−（Ｎ−１）＾２／（Ｎ＋１）＾２］と計算することができ、分配損失は１０・ｌｏｇ（Ｎ）であり、Ｎは分配数である。例えば、Ｎ＝４（４分配器）の場合、不整合損失は２ｄＢ、分配損失は６ｄＢとなり、３ｄＢの散逸挿入損失を仮定すると、任意のポートから任意の他のポートまでの合計損失は１１ｄＢになる。好適なことに、これは、一般には２０ｄＢ〜５０ｄＢの範囲における４分配器のアイソレーションと同等である。
【００３１】
[0043]一実施形態では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１４、１１５、．．．１１７、及び１１８のカットオフは約１．７ＧＨｚであり、ハイパスフィルタ（ＨＰＳ）１２６、１２７、．．．、１２９、１３０のカットオフ周波数は約２ＧＨｚである。別の実施形態では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１４、１１５、．．．１１７、及び１１８のカットオフ周波数は約２．１５ＧＨｚであり、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２６、１２７、．．．、１２９、１３０のカットオフ周波数は約２．５ＧＨｚである。さらに別の実施形態では、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２６、１２７、．．．、１２９、１３０を、カットオフ周波数が約２〜１０ＧＨｚの帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）に置き換えることができる。
【００３２】
[0044]望むなら、ＨＰＦが、インピーダンス整合をもたらす直列抵抗を備えることもできる。抵抗器は、例えばスター構成の抵抗分配器を形成するように配置することができる。抵抗器の値を（Ｎ−１）／（Ｎ＝１）×回線インピーダンス（例えば７５オーム）になるように選択すると、不整合損失はなくなるが、挿入損失が高くなる。利益は、ネットワーク内の信号反射とマルチパス条件が低減することである。例えば４分配器の場合は、合計の損失は約１５ｄＢになる（１２ｄＢの抵抗分配器損失と３ｄＢのフィルタ挿入損失の合計）。これは、先に説明した実施形態の１１ｄＢと同等である。
【００３３】
[0045]別の実施形態では、図６に示すように、インピーダンス１３６が共通接続部１３２と接地などの基準電位点との間に接続されて、整合を最適化する、及び／又はフィルタリングに関与する。上記のように、一実施形態では、入力ノードに接続されたハイパスフィルタＨＰＦ１３４をなくして、出力ポートのみのアイソレーションに対処するようにする。これは線１０４の入口点（ＰＯＥ）の位置であることが好ましい場合がある。
【００３４】
[0046]図７は、本明細書に記載される種類のネットワークで使用することが可能な低損失Ｎ分配器１４０の別の実施形態を示すブロック図である。低損失Ｎ分配器１４０は標準的なＮ信号分配器１４２を含むことができ、分配器１４２は入力線１４４で入力を受け取る。Ｎ信号分配器１４２からの出力は、出力線１４８、１４９、．．．、１５１、及び１５２で伝達される。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５４、１５５、．．．  １５７、及び１５８が、線１４８、１４９、．．．、１５１、及び１５２上に接続される。ローパスフィルタ１５４、１５５、．．．  １５７、及び１５８の出力は、出力線１６０、１６１、．．．、１６３、及び１６４で低損失Ｎ分配器１４０からの出力を提供し、それぞれ出力１、２、Ｎ−１、及びＮと表記する。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１６６、１６７、．．．、及び１６９が、Ｎ信号分配器からのそれぞれの信号出力の間に置かれる（すなわち出力線１６０と１６１、１６１．．．  １６３、１６３と１６４）。
【００３５】
[0047]図７に示す実施形態では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５４、１５５、．．．  １５７、及び１５８とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１６６、１６７、．．．、及び１６９の通過帯域は重複しない（すなわち単向二路通信可能になっている）。Ｎ分配器１４０は、フィルタのカットオフ周波数より上で、任意の出力ポートから任意の他の出力ポートへの低い損失を実現する。一実施形態では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５４、１５５、．．．１５７、及び１５８のカットオフ周波数は１．７ＧＨｚであり、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１６６、１６７、．．．、及び１６９のカットオフ周波数は２ＧＨｚである。
【００３６】
[0048]図６又は図７に示す構造ではチャネル損失が少なくとも１０ｄＢ減ることが保証され、これは、図５のグラフで示唆されるように、チャネル容量の増大の点からは大きな量である。したがって、リンクバジェットが改善され、それにより高いデータレートが可能になる。無論、経路損失をさらに下げることができれば、さらに高いデータレートを実現することができる。
【００３７】
[0049]上記の図４では、低損失／低挿入低損失分配器２４’が最上位分配器として用いられた。それに代えて、さらに大きなチャネル容量を得るために図８のネットワーク実施形態を用いることができる。図８は、例えば図４の種類のネットワークを実現する際に使用することができる低損失の最上位分配器及び下位分配器の両方を有する低損失分配器構成１８０の別の例を示す。このネットワークでも例えばＭｏＣＡプロトコルを用いることができる。
【００３８】
[0050]ネットワーク実施形態１８０は図２を参照して上記で説明したネットワーク実施形態５０と同様であるが、最上位低損失分配器２４’が入口点（ＰＯＥ）５１に設置されており、低損失の下位分配器２５’及び２６’が通常の下位分配器の代わりに挿入されている点が異なる。最上位の低損失分配器２４’の特性は、２〜１０ＧＨｚの動作範囲で低損失と低アイソレーションをもたらす。そのため、低損失分配器２４’で生じる経路損失は上記のように少なくとも約１０ｄＢ又はそれ以上減る。低損失下位分配器２５’及び２６’の特性は実質的に同じにすることができる。
【００３９】
[0051]図９は、チャネル損失が少なくとも１０ｄＢ低減される別の実施形態１９０を示す。実施形態１９０では、能動ノードが最上位分配器２４の入力に設置されている。実施形態１９０のその他の部分は、上記で図２を参照して説明した実施形態５０と実質的に同じである。
【００４０】
[0052]能動ノード１９２は、信号を増幅してネットワークの内外に再送信し、リンクバジェットの改善をもたらす。この改善により高データレートが可能になる。一実施形態では、能動ノードは下記で図１０を参照して説明するように周波数変換器である。或いは、能動ノードは下記で図１１を参照して説明するようにデジタル中継器である。能動ノードは、外部の同軸設備のアクセスノードと通信し、アクセスと住宅内ネットワーキングの２つの機能を提供する。これは以下で図１２を参照して説明する。
【００４１】
[0053]図１０は、図９の分配器構成で使用される周波数変換器を有する種類の能動ノード１９２’の一例のブロック図である。外部の同軸設備との間で送受信される信号３０は、まずローパスフィルタ（ＬＰＦ）１９４でフィルタリングされ、家庭内ネットワークに渡される。周波数ｆ１で家庭内ネットワークから（すなわちＰＯＥ分配器から）受信される信号は第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ１）１９６でフィルタリングされる。フィルタリングされた信号は次いで増幅器１９８で増幅され、混合器２０２でローカル発振器２００からの局部発振器信号と混合される。この時点で第２の周波数ｆ２となった混合器２０２からの出力は第２の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ２）２０６で増幅され、フィルタ２０６を通して、入口点（ＰＯＥ）に位置する最上位分配器２４の入力に送られる。
【００４２】
[0054]能動ノード１９２’は双方向回路である。能動ノード１９２’は、第２の周波数ｆ２で最上位分配器２４に信号を提供するが、第１の周波数ｆ１で最上位分配器２４から戻ってくる信号も受信する。したがって、例えば、動作時に、通信機器＃２  ６６に伝達するために、通信機器、例えば通信機器＃１  ６４（図２を参照）から周波数ｆ１で信号が受信されると、受信された信号は増幅され、周波数ｆ２で通信機器＃２  ６６に戻される。
【００４３】
[0055]ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１９４、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ１）、及び第２の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ２）は単向二路通信可能にされ、そのため重複しない通過帯域を有する。ネットワーク内では一度に１つのみのノードが送信を行う。送信はネットワークコーディネータ（図示せず）によってスケジュールされ、コーディネータは、ネットワークノードの１つ、例えば図２に示す通信機器の１つとすることができる。ネットワークノードの送信周波数は通常ｆ１であり、受信周波数は通常ｆ２である。ただし能動ノード１９２’ではその逆になる。すなわち、信号はｆ１帯で受信され、第１の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ１）１９６を通され、増幅され、帯域ｆ２に変換され、増幅され、ｆ２で第２の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ２）２０６を介してネットワークに戻される。第２の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ２）２０６に代えてハイパスフィルタ（図示せず）を使用できることに留意されたい。
【００４４】
[0056]アクセスノード１９２’の一実施形態では、第１の周波数ｆ１の帯域は２ＧＨｚ〜６ＧＨｚであり、第２の周波数ｆ２の帯域は６．３ＧＨｚ〜１０．３ＧＨｚとすることができる。アクセスノード１９２’の別の実施形態では、増幅器を利得制御し、ＡＧＣループを使用することができる。さらに別の実施形態では、能動ノード１９２’を低損失分配器、例えば上記の図６に示す低損失分配器２４’と併せて使用することができる。
【００４５】
[0057]図１１は、図９の分配器構成で使用されるデジタル中継器の動作モードを有する種類の能動ノード１９２’’の一例のブロック図である。実施形態１９２’’は、外部の同軸設備との間で送受信される信号をフィルタリングするローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１２を含む。ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１２の一方の側は、入口点の分配器、例えば図９の最上位分配器２４の入力への線３２に接続される。
【００４６】
[0058]帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４が、線３２と受信機／送信機選択スイッチ２１６の間に接続され、スイッチ２１６は、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４を受信機２１８又は送信機２２０に選択的に接続する。受信機／送信機選択スイッチ２１６が受信機２１８を選択している時、信号は帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４からベースバンド処理装置２２２に誘導される。スイッチが送信機２２０を選択すると、信号は、ベースバンド処理装置２２２から帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４に誘導される。
【００４７】
[0059]図１１の能動ノードの実施形態１９２’’では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１２及び帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４は単向二路通信可能にされて重複しない通過帯域を有する。或いは、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４に代えてハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を使用してもよい。ネットワーク内では一度に１つのみのノードが送信を行う。送信はネットワークコーディネータでスケジュールされ、コーディネータはネットワークノードの１つ、例えば図９に示す通信機器６４、６６、．．．、６８の１つとすることができる。ネットワークコーディネータの機能はこの能動ノード１９２’’が提供することもできる。
【００４８】
[0060]帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４の通過帯域内では、すべてのネットワークノード及び能動ノードの送信周波数と受信周波数は同じである。受信モードでは、スイッチが受信機２１８に接続され、それにより能動ノード１９２’’がデジタル中継器の機能を行う。受信機２１８は送信元ノードから信号を受信し、復調し、データパケットとしてベースバンド処理装置２２２に記憶する。送信元ノードからの送信が完了すると、受信機／送信機選択スイッチ２１６は送信機２２０に接続する。そして、デジタル中継器がパケットを再度変調し、より高い電力で送信機２２０によりネットワークに再送信する。したがって、ネットワーク内のリモートノードは、再送信された信号を改善された信号対雑音比（ＳＮＲ）で受信することができる。アクティブな中継器が入口点ノードにあることで、差込口間の損失を実質的に入口点から差込口への損失まで減らすことができる。したがって、現在のシステムの９０ｄＢの損失を実質的に７０ｄＢの損失又はそれ以下まで減らすことができ、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善し、チャネル容量を増加することができる。
【００４９】
[0061]能動ノード１９２’’の一実施形態では、信号帯域幅は８ＧＨｚとし、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）の通過帯域は２ＧＨｚ〜１０ＧＨｚとすることができる。別の実施形態では、能動ノード１９２’’を、低損失分配器、例えば上記の図６に示す低損失分配器２４’と併せて使用することができる。
【００５０】
[0062]図１２は、能動ノード１９２’’’の別の例のブロック図である。一実施形態では、能動ノード１９２’’’はデジタル中継器である。能動ノード１９２’’’は図９に示すようなネットワークで有用であるが、この場合は通信機器６４、６６、６８が相互と通信することができ、アクセスネットワークの場合等に外部の同軸設備との双方向通信も行うことができる。アクセスシステムは、例えばケーブル（ＣＡＴＶ）ネットワーク等を介してサービス提供者によって提供される単一の共有アクセスリンクに音声及びデータを含む情報の複数のチャネルを集約することにより、ワイドエリアネットワーク及びインターネットへのアクセスを提供する。
【００５１】
[0063]能動ノード１９２’’’は上記の能動ノード１９２’’と同様であるが、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２２６が追加されている。フィルタ２２６は、線３０とベースバンド及びプロセッサ部２２２の間に切り替え可能に接続されている。帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２２６に入出力されるフィルタリングされた信号の切り替えは、追加的なスイッチ２２８で行われる。したがって、能動ノード１９２’’’は、１つの周波数帯でネットワークアクセスと外部へのアクセスとを切り替えることができる。
【００５２】
[0064]ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１２並びに帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４及び２２６は単向二路通信可能にされ、重複しない通過帯域を有する。２つの帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４及び２２６のカットオフ周波数はほぼ同じである。上記のように、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４及び２２６に代えてハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を使用することができる。
【００５３】
[0065]動作中、システム内では一度に１つのみのノードが送信を行う。送信はネットワークコーディネータによってスケジュールされ、コーディネータは、ネットワークノードの１つ、例えば図２に示す通信機器６４、６６、．．．、又は６８の１つとすることができる。ネットワークコーディネータの機能はこの能動ノード１９２’’’で実現することもできる。ネットワークコーディネータの機能は、外部の同軸設備のアクセスコントローラ（図示せず）と連携させる。
【００５４】
[0066]送信周波数及び受信周波数は、すべてのネットワークノード、能動ノード１９２’’’、及び外部の同軸設備のアクセスコントローラノードについて同じである。送信周波数及び受信周波数は、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２１４及び２２８の通過帯域内である。能動ノード１９２’’’は、デジタル中継器の機能を行い、送信元ノードからの信号を受信し、信号を復調し、データパケットをベースバンド及びプロセッサ部２２２に記憶する。送信元ノードからの送信が完了すると、デジタル中継器がデータパケットを再度変調し、より高い電力でネットワークに再送信する。これにより、リモートノードが改善された信号対雑音比（ＳＮＲ）でデータパケットを受信することができる。受信機／送信機選択スイッチ２１６はそれに応じて制御される。出力スイッチ２２８もそれに応じて制御され、外部の同軸設備のアクセスノードを指すか、又は内部設備のＰＯＥ分配器（例えば図２に示す分配器２４）を指す。
【００５５】
[0067]一実施形態では、信号の帯域幅は約８ＧＨｚ、帯域通過フィルタ２１４及び２２８の通過帯域は約２ＧＨｚ〜約１０ＧＨｚとすることができる。別の実施形態では、能動ノード１９２’’’を低損失分配器、例えば上記の図６に示す低損失分配器２４’と併せて使用することができる。
【００５６】
[0068]開示される方法及び装置の各種実施形態を上記で説明したが、単なる例として提示したものであり、特許請求される発明を制限するものではないことを理解されたい。同様に、各種図は、開示される方法及び装置のアーキテクチャ的な構成又は他の構成の例を示すことができる。これは、開示される方法及び装置に含まれ得る特徴及び機能の理解を助けるためになされる。特許請求される発明は、図の例示的アーキテクチャ又は構成に制約されず、むしろ要求される特徴は、各種の代替アーキテクチャ及び構成を使用して実施することができる。代替の機能的、論理的、又は物理的な区分及び構成をどのようにして実装して開示される方法及び装置の望ましい特徴を実施できるかは当業者に明らかであろう。また、本明細書に示す以外の多数の異なる構成要素名を各種区分に適用することができる。さらに、流れ図、動作の説明、及び方法クレームに関して、本明細書でステップが提示される順序は、文脈が指示しない限り、ここに述べる機能を行うために各種実施形態を同じ順序で実施することを要求するものではない。
【００５７】
[0069]開示される方法及び装置について上記では各種の例示的実施形態及び実装の点から説明したが、個々の実施形態の１つ又は複数で説明した各種特徴、態様、及び機能の適用性は、それらが説明される特定の実施形態に限定されないことを理解されたい。したがって、特許請求される発明の広さと範囲は、上記の例示的実施形態のいずれによっても制限されるべきではない。
【００５８】
[0070]本文献で使用する用語及び語句並びにその変形は、明示的に断らない限り、制限的なものではなくオープンエンドに解釈すべきである。その例として、用語「〜を含む」は「制限なく〜を含む」等の意味に解釈すべきである。用語「例」は、議論する対象物の例示的な事例を提供するものであり、その網羅的な列挙や制限的な列挙ではない。語「ａ」又は「ａｎ」は、「少なくとも１つ」、「１つ又は複数の」等の意に解釈すべきである。「従来の」、「通常の」「標準の」「知られる」等の形容詞及び同様の意味の用語は、記載される対象を所与の時に限定する、又は所与の時に利用可能なものに限定すると解釈すべきでなく、現在、又は将来の任意の時点で利用可能な、又は知られている可能性のある、従来の技術、伝統的な技術、通常の技術、又は標準的な技術を包含するものと解釈すべきである。同様に、本文献で当業者に明らかな、又は知られていると思われる技術を参照する場合、そのような技術は、現在又は将来の任意の時点で当業者に明らかな、又は知られている技術を包含する。
【００５９】
[0071]接続詞「及び」で結ぶ項目の群は、その群にそれらの項目がすべて存在することを必要とする意に解釈するのではなく、特に断らない限り「及び／又は」の意に解釈されたい。同様に、接続詞「又は」で結ばれた項目の群は、その群の相互的な排他性を要求する意に解釈するのではなく、特に断らない限りこれも「及び／又は」の意に解釈されたい。さらに、開示される方法及び装置の項目、要素、又は構成要素は単数形で説明又は特許請求する場合があるが、単数形に限定することを明示的に断らない限り、複数形が開示される方法及び装置の範囲内にあることが企図される。
【００６０】
[0072]いくつかの事例における「１つ又は複数の」、「少なくとも」、「これらに限定されないが」等の意味を広くする語及び語句は、そのような意味を広くする表現がない場合に、より狭い事例が意図又は要求される意に解釈すべきでない。語「モジュール」の使用は、そのモジュールの一部として記載又は特許請求される構成要素又は機能がすべて共通のパッケージとして構成されることを示唆するものではない。実際はモジュールの各種構成要素のいずれか又はすべては、制御論理であれ、他の構成要素であれ、組み合わせて１つのパッケージとすることも、別個に維持することもでき、さらに複数のグループ若しくはパッケージで、又は複数の場所に分散させることもできる。
【００６１】
[0073]また、本明細書に述べる各種実施形態は、例示的なブロック図、フローチャート、及び他の図の点から説明する。本文献を読めば当業者には明らかになるように、図に示す実施形態及びその各種の代替形態は、図の例に制約されることなく実施することができる。例えば、ブロック図とそれに伴う説明は、特定のアーキテクチャや構成を要求するものと解釈すべきでない。
【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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【国際調査報告】
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