(57)【要約】個々の部屋にケーブル・テレビジョン信号を分配するために、建物、ホテル、複合住宅ユニットなどに見られるような、１または複数のツリーおよびブランチ型ネットワーク（３２０、３２１、３２２）を介して１または複数の中央モデム（５２０、５２４、５２８）に接続された、一組のクライアント・モデム（４０８）の間にデータ通信を提供するように適合された、一組のシステム構成。１または複数の中央モデムの組は、インターネットなどの１または複数のネットワークへ直接的または間接的に接続される。オプションで、保守のためのアクセスを容易にするために、このシステムの一部のコンポーネントをケーブル・テレビジョン・ヘッドエンド１００に配置することができる。
2004507915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの中央モデムと、ケーブル・テレビジョン信号を分配するように適合された建物内同軸分配ネットワークの遠位端に取り付けられたクライアント・モデムのセットとの間で、双方向のデータ通信を提供するためのコンポーネントのアーキテクチャであって、
ａ）第１の周波数帯でのテレビジョン信号の増幅のための少なくとも１つの信号増幅器と、
ｂ）個々のクライアント・モデムからアップストリーム伝送を受信するための、クライアント・モデムのセットへデータを伝送するための少なくとも１つの中央モデムであって、アップストリーム伝送およびダウンストリーム伝送が、前記第１の周波数帯より上の周波数帯で発生するものである、中央モデムと、
ｃ）少なくとも１つのネットワーク・アクセス・デバイスであって、
ａ．前記少なくとも１つの中央モデムの１つからネットワークへアップストリームにデータを伝送するものであり、前記中央モデムが前記クライアント・モデムの１つからのデータ伝送を受信しており、前記クライアント・モデムが前記クライアント・モデムのダウンストリームにあるデバイスから前記データを受信しており、
ｂ．前記中央モデムへ搬送するために前記ネットワークからデータのダウンストリーム伝送を受信するものであり、前記中央モデムは、クライアント・モデムのダウンストリームにある少なくとも１つのデバイスによっての使用のために前記データを前記クライアント・モデムへ搬送する、
ネットワーク・アクセス・デバイスと、
ｄ）前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器からの出力と、前記少なくとも１つの中央モデムと前記クライアント・モデムとの間のアップストリーム伝送およびダウンストリーム伝送とを組み合わせるための、少なくとも１つのダイプレクサと
を備えるアーキテクチャ。
【請求項２】
前記少なくとも１つのネットワーク・アクセス・デバイスから前記少なくとも１つの中央モデムへのダウンストリームに搬送される伝送が、前記ネットワーク・アクセス・デバイスと前記中央モデムとの間のプロトコル変換を受ける、請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項３】
第１のネットワーク・アクセス・デバイスが、第１のダイプレクサおよび第２のダイプレクサと通信する第１の中央モデムと通信し、前記第１のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第１のセットを備える第１の分配ネットワークとに接続され、前記第２のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第２のセットを備える第２の分配ネットワークとに接続される、請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項４】
第１のネットワーク・アクセス・デバイスが、
ａ）第１のダイプレクサに接続される第１の中央モデムであって、前記第１のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第１のセットを備える第１の分配ネットワークとに接続されるものである、第１の中央モデム、および
ｂ）第２のダイプレクサに接続される第２の中央モデムであって、前記第２のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第２のセットを備える第２の分配ネットワークとに接続されるものである、第２の中央モデム
と通信する、
請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項５】
前記第１のネットワーク・アクセス・デバイスおよび前記第２のネットワーク・アクセス・デバイスが、ケーブル・ヘッドエンドに配された接続を介してインターネットへアクセスするケーブル・モデムである、請求項４に記載のアーキテクチャ。
【請求項６】
第１のネットワーク・アクセス・デバイスが中央サーバと通信し、前記中央サーバが、
ａ）第１のダイプレクサに接続される第１の中央モデムであって、前記第１のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第１のセットを備える第１の分配ネットワークとに接続されるものである、第１の中央モデム、および
ｂ）第２のダイプレクサに接続される第２の中央モデムであって、前記第２のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第２のセットを備える第２の分配ネットワークとに接続されるものである、第２の中央モデム
と通信し、１つの中央サーバが少なくとも２つの分配ネットワークにサービスを提供する、
請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項７】
ダウンストリーム伝送がインターネット・プロトコルからポイントツーポイント・プロトコルに変換されるように、前記中央サーバがプロトコル変換を実行する、請求項６に記載のアーキテクチャ。
【請求項８】
中央サーバが、ケーブル・ヘッドエンド機器と共に配されて前記ケーブル・ヘッドエンド機器と接続され、前記ケーブル・ヘッドエンドからのダウンストリーム出力が、ケーブル・テレビジョン・チャネルと、第３者のケーブル・モデムへのデータ通信と、前記中央サーバから少なくとも１つのネットワーク・アクセス・デバイスへのデータ通信とを含むように構成する、請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項９】
前記中央サーバからの前記データ通信がポイントツーポイント・プロトコルである、請求項８に記載のアーキテクチャ。
【請求項１０】
少なくとも２つのネットワーク・アクセス・デバイスが第１のルータに接続され、前記第１のルータが第２のルータに接続され、前記第２のルータが、
ａ）第１のダイプレクサに接続される第１の中央モデムであって、前記第１のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第１のセットを備える第１の分配ネットワークとに接続されるものである、第１の中央モデム、および
ｂ）第２のダイプレクサに接続される第２の中央モデムであって、前記第２のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第２のセットを備える第２の分配ネットワークとに接続されるものである、第２の中央モデム
に接続される、
請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１１】
第１の前記ネットワーク・アクセス・デバイスが第１のネットワークに接続され、第２の前記ネットワーク・アクセス・デバイスが第２のネットワークに接続される、請求項１０に記載のアーキテクチャ。
【請求項１２】
本明細書および参照される図面に記載し示した発明。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、２０００年８月２１日に出願された同時係属の米国仮出願第６０／２２６５０５号からの優先権を主張するものである。
本出願は、２０００年３月３０日出願の米国仮出願第６０／１９３８５５号に基づく、「Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　Ｍｏｄｅｍ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（モデム通信のための自動分配型利得制御のためのアーキテクチャおよび方法）」に関する同時係属の米国特許出願第０９／８１８３７８号に記載された概念に基づくものである。
【０００２】
また、本出願は、１９９９年１月１３日出願の米国仮出願第６０／１１５６４６号に基づく、「Ｈｉｇｈ　Ｓｐｅｅｄ　Ｄａｔａ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｏｖｅｒ　Ｌｏｃａｌ　Ｃｏａｘｉａｌ　Ｃａｂｌｅ（ローカルの同軸ケーブルを通じての高速データ通信）」に関する同時係属の米国特許出願第０９／４８２８３６号に記載された概念にも基づくものである。
【０００３】
読みやすくするために、本出願には、本明細書の内部編成を明らかにし、特定の論議を探しやすくするために、幾つかの論題見出しが加えられている。これらの論題見出しは、単に便利にするためのものであって、特定の論題中のテキストを制限するためのものではない。説明をより明瞭にするために、構成要素には一般的な用語が使用されている。開示された発明において何らかの目的を達成するための好適な構成要素に対して用いられる特定の用語は、その名指しした構成要素および代替の構成要素の内部動作が同じ原理を用いているか否かに関わらず、同じ目的を達成するように動作するすべての技術的な等価物を含むものと解釈されたい。明瞭さを与えるためにこうした特性を使用することは、説明または添付の特許請求の範囲に制限が明示されていない限り、この開示の範囲を名指しした構成要素に限定するものと誤って解釈してはならない。
【０００４】
背景
高速インターネット・アクセス（ＨＳＩＡ）に対する需要は、過去にはほとんどなかった勢いで通信業界を発展させている。電信電話業界は自らの通信網を将来性のあるものと位置づけているが、変化し続ける技術により、新しい送達システムに投資するには費用とリスクの双方がかかるものとなった。
【０００５】
ＭＤＵ（複合住宅ユニット）におけるインターネット・サービスの配布のための現在の手法の殆どは、「音声上データ（ｄａｔａ ａｂｏｖｅ ｖｏｉｃｅ）」構成の電話回線を使用するものである。こうした手法は、通常、それぞれの一対の電話の選択的な識別および切断、ならびに電話ループの中央端においてモデム機能の挿入を必要とする。こうした侵入的なインストレーションには、費用と時間の両方が費やされる。ユーザのＰＣ（パーソナル・コンピュータ）または家庭内ネットワークに接続するためには、電話ペアのユーザ・エンドに第２のモデムを必要とする。一般にＭＤＵ電話配線は、ペア間の漏話に関する性能が外部配線よりも劣り、かなりの電気的に侵入する干渉を受けるので、通常、データは、十分な性能を確保するために、建物内の電話ループ上に挿入される。中央局とＭＤＵとの間の長い電話ループの高周波数の損失は、長い電話ループの可能性のある双方向伝送速度をかなり制限する。
【０００６】
距離が短くスペクトルが豊富な場所では、低コストの無線データ伝送の使用が効果的である。ただし、これは、密集して配置されているＭＤＵにはあてはまらない。
【０００７】
現在のケーブル環境
ケーブル・モデム・インターネット・サービスは、１００万世帯を超えて浸透しており、その並外れた速度により極めて人気が高い。しかし、ＭＤＵへケーブル・モデム・サービスを導入することは、ＴＶの同軸配線の複雑で不規則なトポロジと、制限された使用可能なアップストリーム帯域幅を共用することとに起因して、問題が多い。更に、ＭＤＵ同軸分配および家庭内配線における進入する干渉の地点は、特定するのが非常に困難であり、特に隔離するのは困難である。こうした進入干渉は、ＭＤＵのすべてのユーザと、ハイブリッド・ファイバ同軸（ＨＦＣ）ネットワーク上でＭＤＵのアップストリームにいる潜在的な他のユーザとに対しての双方向サービスの障害を発生させる可能性がある。
【０００８】
通常、ケーブル・モデムおよび電話ループ・データ・モデムの双方は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（イーサネット）（登録商標）の１０ｂａｓｅＴ接続を使用してＰＣとインターフェースしている。これには、各ＰＣにネットワーク・インターフェース・カード（ＮＩＣ）がインストールされ、ＰＣネットワーク・ソフトウェアがコンフィギュレーションされる必要がある。平均的なＰＣユーザは、通常は技術的に熟練していないため、このインストレーションおよび／またはコンフィギュレーションは、ケーブルまたは電話のネットワーク・プロバイダによって行われることが多い。このように、ネットワーク・プロバイダは、ネットワーク・プロバイダの仕事に関係のないトラブルであっても、ＰＣの問題に対して潜在的に責任を負うことになる。この問題は、ＵＳＢ（「Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ標準」）ポートの使用によって軽減される場合があるが、大多数のＰＣにはこれが装備されていない。ホテル／モーテルの場合、一般にユーザは自分達自身の間のネットワーキングを必要とせず、そして、部屋を借りるか又は自宅または会社に戻るたびに自分のＰＣを再コンフィギュレーションするというようなことに熟練しているユーザは希であり、また、それを喜んで行うユーザは希である。
【０００９】
ケーブル、衛星、または放送ネットワークのオペレータによってサービスの提供が可能な、ＭＤＵ、ホテル、病院、および大学キャンパスの施設で見られるような同軸分配システムは、通常、アパートまたは部屋へサービスを提供するように配置可能なタップまたはカプラとスプリッタおよび／または比較的長い同軸ケーブル路とを使用する、受動的な「ツリーおよびブランチ（木および枝）」システムとして構成される。こうした受動的分配の構成は、３０から１００の部屋またはアパートにサービスを提供することが多く、各アパートメントまたはホテルの部屋に供給されるＴＶ信号のレベルが、典型的には１０ｄＢの範囲内であるように構成される。これらの同軸分配システムは、典型的には、１５ｄＢから４５ｄＢの範囲における損失があり（典型的なＭＤＵ　ＴＶサービス周波数での場合）、そして典型的には、ユーザに対して十分な信号レベルを確保するために、中央集中型の一方向ブロードバンドＴＶチャネル増幅器から供給される。大規模な高層のＭＤＵおよびホテルは、通常、幾つかの中央集中型の増幅器を備え、そのそれぞれが、建物の別々の区域またはフロアにサービスを提供する受動的同軸分配サブシステムに供給する。
【００１０】
機会
ＭＤＵのＴＶサービスに使用されるスペクトルが通常は７５０ＭＨｚより下にあるのに対し、これらのサービスの分配で使用される同軸ケーブルなどのコンポーネントは、１ＧＨｚを超える周波数を扱うことができる。受動的スプリッタおよびカプラー（集合的に「結合デバイス」と呼ぶ）は、通常はＴＶ帯域で使用するために定格化されているのみであるが、一般に、１ＧＨｚまでの堅固なデジタル信号を搬送する場合の損失および／またはポート分離に関して、適切に動作する。これらの周波数で動作する場合、建物内の同軸配線の単位長さあたりの損失は、問題になるというよりはむしろエコーの減衰を助けるので、デジタル受信機において簡素な等化を用いることができる。
【００１１】
更に、進入干渉は、ＴＶチャネルの周波数よりも上の周波数では非常に少なく、中央ＴＶチャネル増幅器の一方向特性により含まれるものであり、少なくともＴＶのダウンストリーム・チャネル周波数以上では、何れの進入干渉も、ＭＤＵから出ず且つＨＦＣケーブル・ネットワークと干渉しないようにされる。
【００１２】
この根拠に基づき、堅固なデジタル変調技法を使用するＨＳＩＡサービスなどのような同軸ベースのサービスに関して建物内分配システムの高周波数スペクトルを使用する機会があるのは明らかである。建物内同軸ケーブルでのＴＶチャネルより上で使用可能なスペクトルは、双方向で高速データを提供するまで任意に分割することができる。ポータブル・セルラー・ハンドセットの放射の電界強度は比較的高いので、必要条件ではないが、９００ＭＨｚ以上の周波数で動作するのが賢明である。現在インストールされているスプリッタおよびカプラーを使用する場合も、１ＧＨｚ以下の周波数を維持した方がよい。この使用可能なスペクトルの使用可能な１００ＭＨｚは、５０から１００のユーザまたはクライアントのモデムの統計的な双方向インターネット・アクセスの需要に応えるのに十分である。これよりも高い容量が必要な場合は、より高い周波数を指定したスプリッタを代用することを条件として、１ＧＨｚと約１．６ＧＨｚとの間の帯域に追加のダウンストリーム・スペクトルを割り振ることが可能であり、また、周波数スペクトルを下方に移動することによっても、より高い容量を得ることができる。こうした高い一方向容量により、インターネット・プロトコル（ＩＰ）・フォーマットまたは固有のＭＰＥＧ２フォーマットのいずれでも、追加のデジタルのビデオオンデマンド（ｖｉｄｅｏ−ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）（ＶＯＤ）のサービスを提供することが可能である。アップストリーム伝送用に、最も好ましい実施形態では、８５０ＭＨｚから９５０ＭＨｚの範囲内の周波数が有用である。この単一のアップストリーム・スペクトルが、十分なトラフィック容量を提供し、制御を簡素化する。
【００１３】
開示の簡単な概要
本開示は、ＨＳＩＡサービスを提供するための建物内同軸分配のトポロジおよび性能を利用する、上記で参照された第’３７８号および第’８３６号の出願の教示に基づくものである。より具体的に言えば、本開示は、ホテル、大型および小型の複合住宅／複合店舗の環境内で、インターネット・アクセスならびに他のデータ／電話およびビデオのサービスの適用分野の幅および経済的展開を拡大することをめざし、経済的な容量のスケーリングおよびトポロジカルな機能の再分配を促進するために、幾つかの共用同軸分配インターネット・アクセス・コンフィギュレーションを識別することにより、以前の開示に追加するものである。
【００１４】
本発明の一つの目的は、同軸のツリーおよびブランチ型のケーブル・テレビジョン分配ネットワークなどのマルチポイント・ネットワークの遠位端にある１セットのローカル・モデムへデータを分配して、ケーブル・テレビジョン信号の分配に使用される既存の分配ネットワーク・コンポーネントを使用しながら、ローカル・モデムに接続されたデバイスと１または複数の中央モデムのセットとの間の双方向通信を可能にすることである。
【００１５】
本発明の他の目的は、効率的な容量のスケーリングのためのオプションを提供して、マルチポイント・ネットワークを介した１または複数のタイプのデータの増加を補償することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、個々の建物の経費および出張保守を削減するために、１または複数の機能を、分配ネットワークを備えた建物からケーブル・ヘッドエンドに移動させるためのオプションを提供することである。
【００１７】
本発明のこれらおよび他の利点は、以下の詳細な説明を読めば明らかである。
開示された実施形態の詳細な説明
アーキテクチャ
図１は、全体のアーキテクチャを示す図である。図１は、コンポーネントの４つの群（クラスタ）に細分化することができる。第１のクラスタは、ケーブルＴＶ（ＣＡＴＶ）ヘッドエンド機器１００である。第２のクラスタは、ハイブリッド・ファイバ同軸（ＨＦＣ）分配ネットワーク２００である。第３のクラスタは、ＭＤＵまたはホテルなどの類似した状況に存在可能な、構内同軸分配機器３００である。最後のクラスタは、ユーザの室内にある機器のクラスタ４００である。クラスタ３００および４００は、本発明のエレメントを含む。業界の規定に従い、ＣＡＴＶヘッドエンドおよびインターネットは、それぞれ、ケーブルＴＶおよびＩＰデータ用の、図１のアップストリーム端（エンド）である。ユーザの室内にあるテレビジョン・セットまたはコンピュータは、ダウンストリーム点（ポイント）である。アップストリーム・データ伝送は、アップストリーム・エンドに向かってアップストリーム方向に進む。ダウンストリーム伝送は、ダウンストリーム・エンドに向かってダウンストリーム方向に進む。即ち、データ経路上にあるコンポーネントは、そのアップストリーム・エンドからダウンストリーム・データ伝送を受け取り、そのダウンストリーム・エンドからアップストリーム・データ伝送を受け取る。
【００１８】
次に、個々のクラスタのコンテンツについて説明する。クラスタ１００では、ケーブルＴＶ信号が接続１０４を介してＨＦＣ分配ネットワーク２００に提供される。ケーブルＴＶ信号のソースは、結合デバイス１０６の一方のレッグ（脚部）に接続されたＣＡＴＶサービス・エレメント１０８によって表される、従来の機器からのものであってよい。インターネット５０４からのデジタル通信信号は、インターネット・コネクタ・ケーブル１１２を介してルータ１１６へ進み、これがインターネット・サービス管理部１２０と通信する。デジタル通信信号は、ルータ１１６から、ＨＦＣ分配ネットワーク２００への接続１０４へとダウンストリーム方向に動く際に、ケーブル・モデム端末システム１２４および結合デバイス１０６を通過する。ＣＡＴＶヘッドエンドの選択されたエレメントについての説明は、本発明の背景を提供するためのものであり、本発明の制限または必須のエレメントを構成するものではない。
【００１９】
クラスタ３００では、ＨＦＣ分配ネットワーク２００からの着信信号が、ケーブル３０４を通って、方向性カプラーなどの結合デバイス３０８へ搬送される。結合デバイス３０８は、ＴＶチャネル増幅器３１２の入力に接続される。ＴＶチャネル増幅器３１２の出力は、ダイプレクサ３１６の低域通過ポートへ渡され、次に、一連のＴＶ同軸レセプタクル４０４で終端するツリーおよびブランチ型分配ネットワークを形成する、１または複数の結合デバイスのセットへ渡される。ダイプレクサの動作範囲に、ケーブル・テレビジョン・チャネルに通常使用される周波数より上の関連する範囲が含まれるように、ダイプレクサを選択するときには注意しなければならない。
【００２０】
ケーブルＴＶ信号の分配に好適なツリーおよびブランチ型のネットワークに関する技法は、当分野の技術者にはよく知られている。従って、不要な混乱を避けるために、ツリーおよびブランチ型ネットワーク３２０を、ツリーおよびブランチ型ネットワーク用のすべてのコンポーネントで示すのではなく、ほんの数個の結合デバイスおよび接続ケーブルで示している。典型的な応用例では、ツリーおよびブランチ型ネットワーク３２０は、５０またはそれ以上の同軸レセプタクル４０４に接続される。
【００２１】
結合デバイス３０８およびダイプレクサ３１６は、ＴＶチャネル増幅器３１２のまわりに並列経路を形成する。この並列経路は、並列経路のアップストリーム・エンドにケーブル・モデム３２４を有し、ダウンストリーム・エンドにデータハブ３２８（「ハブ」）を有する。即ち、スプリッタおよびコンバイナを使用することで、信号をＴＶチャネル増幅器３１２およびケーブル・モデム３２４へ送ることができる。３１６は、増幅されたＣＡＴＶ信号とデータ信号とを組み合わせて、それらを一緒に下方の分配ネットワークへと渡すために使用される。上記で参照した第’８３６号出願および以下に記載されているように、データハブ３２８は様々なクライアント・モデム４０８に対して幾つかの機能を実行する。図１では、ハブの幾つかの主要な機能が、ネットワーク・インターフェースカード（「ＮＩＣ」）３４０、プロトコル変換器３３６、およびＲＦモデム３３２として表されている。ハブ３２８は、アップストリーム通信およびダウンストリーム通信の両方についてのバッファリングの処理を行い、そして様々なクライアント・モデムの管理の処理を行うので、アップストリーム・チャネル上にはバス接続がない。
【００２２】
クラスタ４００では、クライアント・モデム４０８がダイプレクサ４０６に接続する。ダイプレクサ４０６は同軸レセプタクル４０４に接続される。従来のＴＶ同軸ケーブル４１２が、テレビジョン４１６をダイプレクサ４０６の低域通過ポートに接続する。クライアント・モデム４０８は、ダイプレクサ４０６の高域通過ポートに接続される。後続の図では、クライアント・モデム４０８は、このデバイスの譲受人の名前に敬意を表してｓａｎｄ　ｄｏｌｌａｒ（タコノマクラ）として示されている。ユーザは、図１に示されるようなパーソナル・コンピュータ（「ＰＣ」）などのユーザのダウンストリーム・デバイス４２０への接続用の適切なポート・コネクタを使用して、ダウンストリーム・デバイス４２０をクライアント・モデム４０８のデータ・コード４２４に接続することができる。ダウンストリーム・デバイス４２０は、デスクトップやラップトップのパーソナル・コンピュータである可能性が高いが、デジタル・データの外部ソースとインターフェースする機能を備えた何らかの他のデバイスであってもよい。こうした例の１つが、ＰＤＡ（「パーソナル・デジタル・アシスタント」）として知られるデバイスの領域のものである。即ち、本発明は、ユーザのテレビジョン４１６へのケーブルＴＶ信号の送達に使用される既存のインフラストラクチャを実質的に使用することにより、ダウンストリーム・デバイス４２０とインターネット５０４との間の通信を可能にする。
【００２３】
この配置構成では、受動的な建物内同軸分配システムを介して接続された複数のユーザの統計的なデータの需要に対応するために、市販されているＤＯＣＳＩＳ対応の単一のケーブル・モデム３２４が使用される。
【００２４】
システムのユーザ・エンドまたはクライアント・エンドでは、既存のシリアル・ポート、パラレル・ポート、またはＵＳＢポートを介してユーザのコンピュータ４２０とインターフェースするために、非常に簡単なモデム・インターフェースが使用される。この方法では、ユーザのＰＣにＮＩＣカードまたはネットワーク・コンフィギュレーションは不要である。ポイントツーポイント・プロトコル（ＰＰＰ）が、建物内同軸分配３２０のＲＦチャネルで、ハブ３２８内の中央ＲＦモデム３３２へ搬送される。ＰＰＰは現在の好ましい実施形態であるが、ＰＰＰの代わりに他のプロトコルも使用可能であることに留意されたい。
【００２５】
この中央ＲＦモデム３３２と共用ＤＯＣＳＩＳ対応ケーブル・モデム３２４との間に、プロトコル変換器３３６が提供される。このプロトコル変換器３３６は、ＰＣによって使用されるポイントツーポイント・プロトコル（または何らかの他のプロトコル）と、ＤＯＣＳＩＳケーブル・モデムのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ポートによって使用されるＩＰとの間で、データ・フォーマットを変換する。即ち、ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ／ＩＰなどの任意のＩＰプロトコルが、インターネット５０４との間でトランスペアレント（透明）に搬送される。どちらの方向の伝送でも、ＩＰ音声またはマルチメディアなどの低待ち時間を要求するトラフィックには、特別な優先順位付けが使用できる。
【００２６】
プロトコル変換器３３６は、多くのクライアント・モデムおよびそれらのＰＣを、１つまたは数個のＤＯＣＳＩＳ対応ケーブル・モデム（混乱を避けるために、図１では単一のケーブル・モデムが示されている）に接続するために、プロキシサーバとしての役割も果たす（必要な場合）。これには、ＰＰＰ接続要求に応答して、ＰＣにＩＰアドレスを提供することが含まれる。プロトコル変換器３３６は、各ＰＣで実行されている複数のセッションまたはウインドウを固有に識別する１または複数のソケット・アドレスを変換するものであり、それを行うのは、ＩＰネットワーク５０４上に存在するサーバに対して固有のソケット・アドレスを提示するためである。
【００２７】
所望であれば、ヘッドエンド・サービス管理の見地から見ると、多くのクライアントＰＣが個々のケーブル・モデムを介して接続されているかのようにすることができる。即ち、関連付けられたユーザＰＣ　ＭＡＣおよび割り当てられたＩＰアドレスの情報をプロトコル変換器から収集し、これを、単一ユーザ・ケーブル・モデム・サービスも管理するインターネット・ヘッドエンド・サービス管理１２０へのインターフェースとして呈示する機能が、ヘッドエンドに提供される。
【００２８】
再送信
一実施形態では、中心周波数がおよそ９７０ＭＨｚの単一のダウンストリーム「チャネル」において、１５Ｍ記号／秒の二相位相偏移キーイング（「ＢＰＳＫ」）または四相位相偏移キーイング（「ＱＰＳＫ」）を使用する。少なくとも正味３０Ｍｂ／ｓのダウンストリーム・データ容量が提供できる、高い記号レートが計画される。現行の実施形態では、９８０ＭＨｚから９８５ＭＨｚの中心周波数が使用される。この説明で示された周波数帯域内にあり、他のソースからの干渉を受けない限り、この特定の中心周波数が不可欠ということはない。
【００２９】
ダウンストリーム信号は連続して伝送され、標準のＭＰＥＧ２／ＤＶＢ構造でフォーマットされる。ＭＰＥＧ２フレームには、１つのフレーミング（１６進数４７）／スーパー・フレーミング（１６進数４７の逆数）バイト、１８７の情報バイト、および１６の前方誤り訂正（ＦＥＣ）バイトの、合計２０４バイトが含まれる。特定のリザーブされたＭＰＥＧ２「パケット識別」（ＰＩＤ）コードが使用されて、以下の情報バイトがデジタル・ビデオまたはアイドル・フレームではなく、特定タイプのデータであることを示す。
【００３０】
従来の同期化したスクランブルが、スペクトルの理由のために使用され、１６バイトのＦＥＣフィールドは、常に、誤り修正用に予約（リザーブ）されるか又は使用される。これらの構造は、データおよびデジタルのＴＶの適用分野の両方で、同じ業界標準の市販のセットトップ技術を使用するのを容易にする。フレームのインターリーブは、使用可能であるが、待ち時間に敏感なトラフィックを遅延させることがあり、また、誤り防止の目的では不要であることから、建物内の受動的同軸分配では使用されない。
【００３１】
一実施形態では、建物内同軸でのアップストリーム伝送は、１５Ｍｂ／ｓのデジタル・ストリームを搬送する、ＢＰＳＫ変調された９１５ＭＨｚのＲＦ信号を使用する。アップストリーム伝送は、ダウンストリーム・データ制御エンベロープに含まれるダウンストリーム「ポーリング」によって指定されるように一度に１つのクライアント・モデムからのみ許可される。即ち、アップストリーム信号の衝突は発生しない。アップストリーム信号はプリアンブル信号を含み、プリアンブル信号は同期バイトの前にありレベルがランプ・アップされる。このプリアンブルに、スクランブルされたクライアント・モデムのソース・アドレス、長さフィールド、およびデータが続く。データ・フィールドの長さは、中央モデムが要求する量、またはクライアント・モデムでバッファリングされたアップストリーム・データの残量によって決まる。ダウンストリーム方向と同様に、低待ち時間のトラフィックのニーズに対して特別の規定がなされる。
【００３２】
同軸経路損失の補償
各クライアント・モデム４０８と中央ＲＦモデム３３２との間の経路損失は、同軸分配のトポロジおよびローディングのバリエーションによって様々である。システムは、４０ｄＢまたはそれ以上の損失を受け入れるように設計される。
【００３３】
ダウンストリーム方向での損失の変化は、各クライアント・モデム受信機に格納された自動利得制御（「ＡＧＣ」）機能によって補償される。
アップストリームＡＧＣ手法には、各クライアント・モデム送信機を調整することが含まれ、それは、クライアント・モデム送信機の信号が中央モデムのアップストリーム受信機に着信したときに、ほぼ等しくなるように調整する。
【００３４】
データ・バーストがクライアント・モデム４０８に送信されるたびに、そのクライアント・モデムから以前に伝送されたバーストが、中央ＲＦモデム３３２内の受信機で必要とされる理想的なレベルよりも上または下であったかどうかを示す追加のビットが含まれる。このビットは、クライアント・モデム４０８により用いられ、その次に伝送されるバーストのレベルを上方または下方にわずかに調整する。即ち、中央ＲＦモデム３３２があらゆるクライアント・モデムから受け取るすべての信号は、レベルおよびサイクルが上方および下方に僅かずつ位置合わせされる。アップストリームＢＰＳＫ受信機は、受信される小さいレベルの変化よりも範囲の広い、受け入れ可能な入力信号範囲を有するので、これは理想的な状況である。この種の制御システムは、伝送経路減衰における変化に対する反応が速く、本質的に安定している。
【００３５】
技術
本発明の一実施形態は、入手可能な低コストの商用のＲＦおよびデジタルの技術を使用する。代替の実施形態には、衛星セットトップ・ボックスで一般に使用される同調器／復調器チップセットを使用するクライアント・モデム受信機が含まれる。
【００３６】
一つの代替実施形態では、一方は小型のＲＦアナログ・チップであり、他方はデジタル機能を含むセミカスタム・チップである、１対のカスタム・チップにほとんどの機能を移動することを要する。この技術の発展により、クライアント・モデムは、同軸コード・アセンブリの一部とすることが可能でありかなりの省電力化が可能な小型携帯電話サイズになった。
【００３７】
ハブ３２８は、現在、通常のラック取り付け型で低コストの、ＰＣマザー・ボードを使用して、ＲＦ／プロトコル・ボード３３６および１または複数の１０ｂａｓｅＴ　ＮＩＣインターフェース３４０と共に構築される。これは、１または複数の市販のケーブル・モデム３２４と共に、既存の建物ＴＶ分配増幅器３１２に隣接した壁に取り付けることができる。当分野の技術者であれば、ディスクを使用するかまたは使用せずに構成可能な、様々なサーバ・プラットフォームの選択肢が存在することを理解されよう。
【００３８】
インストレーション
図１に示されるように、中央インストレーションには、２つの同軸連結デバイス３０８および３１２を追加するだけでよく、これらに従来のケーブル・モデム３２４およびハブ３２８が取り付けられる。クライアント・モデムは、エンド・ユーザによって、ＴＶ同軸レセプタクル４０４とＴＶセット４１６（有る場合）との間に簡単に導入される。次に、関連した変圧器キューブ（図１には示さず）が手近な電気コンセントに差し込まれ、データコード４２４がユーザのＰＣに差し込まれる。ＰＣのネットワーク・スタックのコンフィギュレーションは不要であり、本当のプラグアンドプレイの高速インターネット・アクセス・サービスが提供される。
【００３９】
基本コンフィギュレーションの概要
本システムは、既存の建物内同軸を介して良好に動作する、ＭＤＵまたはホテルの高速インターネット・アクセス用の経済的な手法を呈示する。
【００４０】
このシステムは、ヘッドエンドのネットワーキング・エレメントからわかるようにＤＯＣＳＩＳ対応であり、既存のケーブル・モデム・オペレーションおよびサービスの実践との整合性があり、更に、ＰＣの再コンフィギュレーションまたはユーザのＰＣのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）　ＮＩＣカードのインストールが不要な、簡単なエンドユーザ取付を提供する。各ＭＤＵへの共通の機器の設置は非常に簡単であり、各顧客にサービスを提供するためにトラックでの運搬や予約の取り付けは不要である。実際に、クライアント・モデムは郵送が可能であり、ＶＣＲよりも接続が簡単である。
【００４１】
この手法は、内部ＭＤＵ進入干渉を主ＨＦＣネットワークから分離し、特にアップストリーム又は戻りの方向での帯域幅の管理および効率を改善する。
デスクトップ上に接続アイコンを配置し、そしてＰＣの既存のＰＰＰ直接接続機能を起動する簡単な「イネーブラ（ｅｎａｂｌｅｒ）」を使用して、ＰＣの既存のパラレルポートまたはＵＳＢポートを介して、複数メガビットのインターネット・アクセスが達成される。「イネーブラ」は、フロッピー（登録商標）・ディスクやＣＤではなく、ＰＣの既存のシリアル・コネクタを介してハブ３２８からロードすることができる。
【００４２】
代替のコンフィギュレーション
上記の基本的構成と様々な代替の構成との相違点を強調するために、図２は、図１の関連する部分を簡素化したものである。ツリーおよびブランチ型ネットワーク３２０に見られる多重レベルのスプリッタが、５０の端末ブランチを備えた単一のエレメントとして単純に示されていることに留意されたい。図２では、同軸分配ネットワーク３２０が、１、２、３、４８、４９、および５０のラベルが付けられたブランチを備えるように示されている。同軸分配ネットワークの以下の記述は、単に多数の端末ブランチを表す線を示す。特定の番号５０は、単に環境を例示するために提供したものであり、本発明を制限するものではない。
【００４３】
図３は、ハブ３２８を、スプリッタ５０６を介して３つの別々のダイプレクサ（３１６、３１７および３１８）に接続する方法を示す。ダイプレクサは、ハブ３２８およびＴＶチャネル増幅器３１２からの出力を接続して、単一のハブ３２８から幾つかの別々の受動的同軸分配ネットワーク（３２０、３２１および３２２）へインターネット・サービスを提供する。加入者の割合が少ない場合、または潜在的に低い料金によりユーザあたりのサービスの容量が低いデータ・レートに抑えられている場合に、この配置構成により、多数の部屋または世帯に対して非常に経済的な分配が提供される。３つのダイプレクサおよび３つの受動的同軸分配ネットワークを使用することは、例示のためであることに留意されたい。この配置構成は、ハブ３２８の集合的使用がハブの技術的制限内で実行され、且つエンドユーザに対するサービス品質が受け入れ可能である限り、２つまたはそれ以上のダイプレクサ／分配ネットワークを使用して動作する。更に、本発明は、単一のＴＶチャネル増幅器３１２の使用に依拠するものでないことにも留意されたい。増幅は、直列の増幅器または一組の並列の増幅器によって行うことができ、すべてのダイプレクサが同じＴＶチャネル増幅器から増幅されたテレビジョン信号を受信するものではないようにできる。
【００４４】
図４は、着信するＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）信号伝送が、スプリッタ５０８によって３対のケーブル・モデムおよびハブ（３２４／３２８、３２５／３２９、および３２６／３３０）に分配される、超高容量の構成を示す。即ち、３つの小規模の分配ネットワーク（３２０、３２１、および３２２）のそれぞれは、それ自体のケーブル・モデムおよびハブ（３２４／３２８、３２５／３２９、および３２６／３３０）を有する。図４は、５０ポート・ネットワークあたり２０ユーザなどの、比較的高い使用率に適し得る。
【００４５】
ここでも、本発明が３対のケーブル・モデムおよびハブを備えた構成に限定されるものでないことに留意されたい。２つまたはそれ以上の幾つでも可能である。図４の構成を図３の構成と組み合わせて、幾つかの低使用率／低品質のサービス・ネットワークが１つのハブを共用し、他の高使用率／高品質のサービス・ネットワークが別のモデム／ハブ対を離れて動作させるようにすることができる。
【００４６】
図５は、ハブ３２８（図１〜４）によって実行される機能の組合せが、中央サーバをサーバ・モデムに接続するルータ５１６を使用することによって、中央サーバ５１２および複数のサーバ・モデム（５２０、５２４および５２８）を横切って分割可能である構成を示す。好ましい一つの実施形態では、次のように機能が割り振られる。中央サーバ５１２は、必要なときに、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）からＰＰＰ　ｏｖｅｒ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（ＰＰＰｏＥ）への変換、および他のローカルの価値付加機能を実行する。個々のサーバ・モデム（５２０、５２４および５２８）は、変調および復調タスクに加えて、クライアント・モデムのポーリングおよびデータのバッファリングに関連するタスクを実行する。ルータ５１６として使用するのに受け入れ可能な機器は、Ｌｉｎｋｓｙｓ　Ｒｏｕｔｅｒ　Ｍｏｄｅｌ（リンクシス・ルータ・モデル）　ＢＥＦＳＲ４１（アービン、ＣＡ　９２６１４のＬｙｎｋｓｙｓによって製造されている）である。当分野の技術者であれば、他のルータまたは好適なスイッチが代用可能である。
【００４７】
図５の構成は経済的な手法を提供し、例えば、別々の受動的同軸分配システムからサービスを提供されているユーザ間でのローカル通信を可能にする。図３に示されたシステムは本来は受動的同軸分配ネットワーク間でのローカル通信を提供するものであるが、図５に示されたシステムは、ローカル通信に、より高い容量を提供する。
【００４８】
図６は、図５と同様の構成を使用するが、ＴＶとインターネットとのバックホールに対する独立したソースを有する。図６は、図１〜５のケーブル３０４によって示されるような両方を提供する１つのソースを有するのではなく、ソース５３２からＴＶ信号を受け取り、ファイバ・インターフェース５３６を介してインターネットと接続する。
【００４９】
図７は、図５と同様の構成を使用するが、ＴＶとインターネットとの分割したソースを有する。図７は、図１〜５のケーブル３０４によって示されるような両方を提供する１つのソースを有するのではなく、ソース５３２からＴＶ信号を受け取り、ワイヤレス・インターフェース５４０を介してインターネットと接続する。
【００５０】
図８は、経費および出張保守を削減するために、小規模ホテルまたは小規模ＭＤＵシステムから移動されてきた中央サーバ５１２を含むケーブル・ヘッドエンドを示す。これは、各建物におそらく８世帯ほどが入居するガーデンホーム型ＭＤＵ環境で特に価値を有するものである。ケーブル・モデム（または他の手段）によって搬送されるプロトコルが、ＰＰＰ　ｏｖｅｒ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）またはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）であってよいことに留意されたい。このＰＰＰｏＥプロトコルは公開標準である。
【００５１】
より具体的に言えば、図８は、カプラー５４４に接続されたハイブリッド・ファイバ同軸ＣＡＴＶネットワーク２００を示す。カプラー５４４の１つのポートがＴＶチャネル変調器バンク５４８に接続され、これがアンテナ５５２に接続される。カプラー５４４の他のポートは、ケーブル・モデム終端システム（ＣＭＴＳ）１２４に接続される。ＣＭＴＳ１２４は、インターネット５０４に接続されたルータ１１６に接続される。ＣＭＴＳ１２４とルータ１１６との間の第２の並列経路は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）とＰＰＰ　ｏｖｅｒ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）との間での変換および他の価値付加機能を実行する中央サーバ５１２を通る。ＣＡＴＶヘッドエンドの選択されたエレメントについての説明は、本発明の背景を提供するためのものであり、本発明に対する制限または必須のエレメントを構成するものではないが、ＣＡＴＶヘッドエンドに中央サーバを配置するための状況を提供するものである。
【００５２】
図９は、図８に示されたヘッドエンドと共に使用可能な、サーバの無い構成を示す。図９は、幾つかの散在してロードされるネットワーク（３２０、３２１および３２２）にサービスを提供するための単一の中央サーバ５２０を使用するために、図３に示されたようなスプリッタ５０６を使用する。
【００５３】
図１０は、図８に示されたようなケーブル・ヘッドエンドと共に使用するための代替の構成を示す。図１０は、ローカルＭＰＥＧ２ビデオサーバ（図示せず）、即ち、そのトラフィックがそのインターネット・データのトラフィックとインターリーブ可能であるローカルＭＰＥＧ２ビデオサーバを含むように変更することができる。こうした応用例は、単一のケーブル・モデムによって提供されるような、アクセス・バックホールの容量が制限されている状況で、非常に高いローカル容量を正当化するものである。
【００５４】
図１１は、バックホール容量を増やすために複数のケーブル・モデムが使用可能であることを示す。図４とは異なり、ルータ５６０および５６４の集合体のバンクが、一セット（組）のケーブル・モデム（３２４、３２５および３２６）と一組の中央モデム（５２０、５２４および５２８）との間にある。使用されるルータのタイプに応じて、各ユーザのトラフィックは複数のケーブル・モデムにわたって集めることができ、あるいは、ユーザのグループを特定のモデムに割り当てることができるが、それは、使用率に従って自動的に行うか、またはトラフィック・マネージャの管理の下で行う。この構成では、ケーブル・モデムと中央モデムとの割合が１対１である必要はないことに留意されたい。
【００５５】
図１２は、ケーブル・モデム３２４、ファイバ・インターフェース５３６、およびワイヤレス・インターフェース５４０を混合することによって、バックホールが達成可能であることを示す。当分野の技術者であれば、本発明の範囲内で他のインターフェースが使用可能であることを理解されよう。例えば、ケーブル・モデムを１または複数のｘＤＳＬモデムに置き換えることができる。図１２は、システムをローカル・エリア・ネットワーク５６８に取付可能であることも示す。この構成の一例は大学の寮での応用例であり、この応用例では、ユーザは、Ｗｅｂのブラウジング、Ｗｅｂエンターテイメント・サービス、またはビデオ遠隔地間会議サービスのためのインターネット・アクセス、および自分達の大学の研究室／オフィスのネットワークへのアクセスを必要とするものである。
【００５６】
最終的な所見
当分野の技術者であれば、本発明の方法および装置が多数の応用例を有すること、および、本発明が、本発明をよりよく理解するために与えられた特定の例に限定されるものでないことを理解されよう。更に当分野の技術者であればわかるように、本発明の範囲は、本明細書に記載されたシステム・コンポーネントの変形物、改造物、および代用物の範囲をカバーするものである。例えば、開示されたトポロジの代替の実施形態では、ユーザのコンピュータ４２０との通信に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）または他の何らかの通信プロトコルを使用することができる。ＰＰＰ　ｏｖｅｒ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（ＰＰＰｏＥ）が現在の好ましいプロトコルであるが、これはラップトップ・コンピュータにある機能が進化するにつれて、経時的に変わるものである。即ち、例えば図５のエレメント５１２は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）からＰＰＰｏＥへの変換は実行しないが、ローカルな価値付加機能は依然として実行する場合がある。
【００５７】
上記で説明した図は、システム・レイアウトのハイレベルでの機能エレメントを示すようにしている。図面は、どのコンポーネントが個別のボックスに存在し、どれが共通のボックスで組み合わせられるか、ということを示すことを意図するものではない。例えば、図５には、別々のエレメントとしてエレメント５１２、５１６、５２０、５２４および５２８が示されている。これらのエレメントは共通のボックスの一部とすることができ、幾つかのエレメントはそのボックス内のカードとして存在する。
【００５８】
本発明を１または複数の受動的分配ネットワークの状況で開示した。当分野の技術者であれば、テレビジョン・チャネル増幅器３１２を避けてデータ伝送を効率的に経路指定するために実行されるものに類似した内容で能動的デバイスを迂回させることによって、本発明を特定の能動的デバイスを備えたネットワークに適用可能であることを理解されよう。
【００５９】
特許請求された本発明の範囲の法的な制限については、法的な等価物をカバーするように拡張された特許請求の範囲に述べている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、参照のために提供された、「Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　Ｍｏｄｅｍ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」に関する同時係属の米国特許出願第０９／８１８３７８号に記載された基本システムを示す図である。
【図２】図２は、図１の一部を簡略化した図であり、その機能的な図面のエレメントが図３ないし図１２で再使用される。
【図３】図３は、ハブ３２８を、スプリッタ５０６を介して、３つの別々のダイプレクサ（３１６、３１７および３１８）に接続する方法を示す。ダイプレクサは、ハブ３２８の出力とＴＶチャネル増幅器３１２からの出力とを組み合わせて、単一のハブ３２８からインターネット・サービスを、そして増幅器３１２からＣＡＴＶサービスを、幾つかの別々の受動的同軸分配ネットワーク（３２０、３２１および３２２）に提供する。
【図４】図４は、３対のケーブル・モデムおよびハブ（３２４／３２８、３２５／３２９、および３２６／３３０）を介し、そしてスプリッタ５０８により、インターネット・バックホール（ｂａｃｋｈａｕｌ）・サービスが提供される、超高容量コンフィギュレーションを示す。即ち、３つの小規模な分配ネットワーク（３２０、３２１、および３２２）のそれぞれは、それ自体のケーブル・モデムおよびハブ（３２４／３２８、３２５／３２９、および３２６／３３０）を有する。
【図５】図５は、ハブ３２８（図１〜４）によって実行される機能の組合せが、中央サーバをサーバ・モデムに接続するルータまたはスイッチ５１６を使用することによって、中央サーバ５１２および複数のサーバ・モデム（５２０、５２４、および５２８）を横切って分割可能である構成を示す。
【図６】図６は、図５と類似の構成を使用するが、ＴＶサービスおよびインターネット・バック・ホールサービスのための独立したソースを有するものを示す。図６は、図１〜５のケーブル３０４によって示されるような両方を提供する１つのソースを有するのではなく、ソース５３２からＴＶ信号を受け取り、ファイバ・インターフェース５３６を介してインターネットと接続する。
【図７】図７は、図５と類似の構成を使用するが、ＴＶおよびインターネット・バックホールのための独立したソースを有するものを示す。図７は、図１〜５のケーブル３０４によって示されるような両方を提供する１つのソースを有するのではなく、ソース５３２からＴＶ信号を受け取り、ワイヤレス・インターフェース５４０を介してインターネットと接続する。
【図８】図８は、経費および出張保守を削減するために、小規模ホテルまたは小規模ＭＤＵシステムから移動されてきた、ｃｏａＸｍｅｄｉａサーバを含むケーブルヘッドエンドを示す。
【図９】図９は、図８に示されたヘッドエンドと共に使用可能なサーバレスの構成を示す。図９では、幾つかの別々にロードされるネットワーク（３２０、３２１および３２２）にサービスを提供するために単一の中央モデム５２０を使用するために、図３に示されたようなスプリッタ５０６を使用する。
【図１０】図１０は、インターネット・バックホールを幾つかの中央モデムへ接続するためにルータまたはスイッチを使用する、図８に示されたようなケーブル・ヘッドエンドと共に使用するための代替の構成を示す。
【図１１】図１１は、バックホールの容量を増やすために複数のケーブル・モデム（３２４、３２５および３２６）が使用可能であることを示す。
【図１２】図１２は、ケーブル・モデム３２４、ファイバ・インターフェース５３６、およびワイヤレス・インターフェース５４０を混合することによって、バックホールが達成可能であることを示す。図１２はまた、システムがローカル・エリア・ネットワーク５６８に接続可能であることも示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年8月20日(2002.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレビジョン信号を少なくとも２つのテレビジョンのセットに提供するため、および、少なくとも１つのハブと、建物内同軸分配ネットワークの遠位端に取り付けられた少なくとも２つのクライアント・モデムを含むセットとの間に双方向のデータの通信を提供するために、前記建物内同軸分配ネットワークを介して前記テレビジョン信号および前記データを分配するための、建物内におけるコンポーネントのアーキテクチャであって、
ａ）前記建物を外部ネットワークに接続するネットワーク接続であって、ケーブルが、前記少なくとも２つのクライアント・モデムを含むセットとの通信に関係するデータを搬送するものである、ネットワーク接続と、
ｂ）第１の周波数帯のテレビジョン信号を搬送するケーブルと、
ｃ）テレビジョン信号を搬送する前記ケーブルからの前記第１の周波数帯のテレビジョン信号を増幅するための少なくとも１つの信号増幅器であって、該少なくとも１つの信号増幅器の出力が少なくとも１つのダイプレクサに提供され、該少なくとも１つのダイプレクサのダウンストリーム側の脚部が前記建物内同軸分配ネットワークに接続されるものである、信号増幅器と、
ｄ）前記少なくとも１つのダイプレクサを介して前記建物内同軸分配ネットワークに接続される少なくとも１つのハブであって、
１）インターネット・プロトコル・データをクライアント・モデムのセットへとダウンストリームに伝送するため、および個々のクライアント・モデムからインターネット・プロトコル・データのアップストリームへの伝送を受信するための、少なくとも１つの中央モデムを含むものであり、アップストリームの伝送およびダウンストリームの伝送が前記第１の周波数帯より上の周波数帯で発生するものであり、
２）前記建物内同軸分配ネットワークに対するアップストリームの通信およびダウンストリームの通信をバッファリングし、
３）前記少なくとも２つのクライアントモデムを含むセットによる前記建物内同軸分配ネットワーク上でのアップストリーム・チャネルの使用を制御し、
４）前記少なくとも２つのクライアント・モデムのためのプロキシ・サーバとして作用するものである
ハブと、
ｅ）少なくとも１つのネットワーク・アクセス・デバイスであって、
１）前記少なくとも１つのハブの１つから前記外部ネットワークへデータをアップストリームに伝送するものであり、前記ハブが前記クライアント・モデムの１つからのデータ伝送を受信しており、前記クライアント・モデムが特定のクライアント・モデムのダウンストリームにあるデバイスから前記データを受信しているものであり、
２）前記少なくとも１つのハブへ搬送するために前記外部ネットワークからデータのダウンストリーム伝送を受信するものであり、前記ハブは、特定のクライアント・モデムのダウンストリームにある少なくとも１つのデバイスでの使用のために前記データを前記クライアント・モデムへ搬送するものである、
ネットワーク・アクセス・デバイスと
を備えるアーキテクチャ。
【請求項２】
前記ネットワーク接続に接続される第１のダウンストリーム側の脚と、前記第１の周波数帯のテレビジョン信号を搬送するケーブルに接続される第２のダウンストリーム側の脚と、前記少なくとも２つのクライアント・モデムを含むセットとの通信に関係するデータとテレビジョン信号との両方を搬送するアップストリーム・ケーブルに接続されるアップストリーム側の脚とを備える結合器デバイスを更に備える請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項３】
第１のネットワーク・アクセス・デバイスが、第１のダイプレクサおよび第２のダイプレクサと通信する第１の中央モデムと通信し、前記第１のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第１のセットを備える第１の分配ネットワークとに接続され、前記第２のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第２のセットを備える第２の分配ネットワークとに接続される、請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項４】
第１のネットワーク・アクセス・デバイスが、
ａ）第１のダイプレクサに接続される第１の中央モデムであって、前記第１のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第１のセットを備える第１の分配ネットワークとに接続されるものである、第１の中央モデム、および
ｂ）第２のダイプレクサに接続される第２の中央モデムであって、前記第２のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第２のセットを備える第２の分配ネットワークとに接続されるものである、第２の中央モデム
と通信する、
請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項５】
前記第１のネットワーク・アクセス・デバイスおよび前記第２のネットワーク・アクセス・デバイスが、ケーブル・ヘッドエンドに配された接続を介してインターネットへアクセスするケーブル・モデムである、請求項４に記載のアーキテクチャ。
【請求項６】
１つのネットワーク・アクセス・デバイスが前記ハブと通信し、前記ハブが中央サーバを備え、前記中央サーバが、
ａ）第１のダイプレクサに接続される第１の中央モデムであって、前記第１のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第１のセットを備える第１の分配ネットワークとに接続されるものである、第１の中央モデム、および
ｂ）第２のダイプレクサに接続される第２の中央モデムであって、前記第２のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第２のセットを備える第２の分配ネットワークとに接続されるものである、第２の中央モデム
と通信し、１つの中央サーバが少なくとも２つの分配ネットワークにサービスを提供する、
請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項７】
前記中央サーバが、前記少なくとも２つのクライアント・モデムのを含むセットと前記１つのネットワーク・アクセス・デバイスを接続するためのプロキシ・サーバとして作用する、請求項６に記載のアーキテクチャ。
【請求項８】
前記ハブが、ダウンストリーム・データを、通信ネットワークを介した伝送用にビデオ信号を符号化するための認識された標準に従ってフレーム・フォーマットに変換する、請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項９】
ハブがダウンストリームデータをＭＰＥＧ２／ＤＶＢフレームに変換し、フレームがデジタルビデオを搬送するかどうかを示すためにＭＰＥＧパケット識別コードを使用する、請求項８に記載のアーキテクチャ。
【請求項１０】
少なくとも２つのネットワーク・アクセス・デバイスが第１のルータに接続され、前記第１のルータが第２のルータに接続され、前記第２のルータが、
ａ）第１のダイプレクサに接続される第１のハブであって、前記第１のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第１のセットを備える第１の分配ネットワークとに接続されるものである、第１のハブ、および
ｂ）第２のダイプレクサに接続される第２のハブであって、前記第２のダイプレクサが、前記少なくとも１つの信号増幅器のうちの１つの信号増幅器の出力と、クライアント・モデムの第２のセットを備える第２の分配ネットワークとに接続されるものである、第２のハブ
に接続される、
請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１１】
第１の前記ネットワーク・アクセス・デバイスが第１の外部ネットワークに接続され、第２の前記ネットワーク・アクセス・デバイスが第２のネットワークに接続される、請求項１０に記載のアーキテクチャ。
【請求項１２】
本明細書および参照される図面に記載し示した発明。
【請求項１３】
前記ハブが、特定のクライアントをターゲットとしてダウンストリーム方向に送られるデータに制御フィールドを付加し、前記制御フィールドが、ターゲットとされる前記クライアントのモデムからの以前のアップストリーム伝送の強さを示すものである、請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１４】
前記建物内ローカル同軸分配ネットワークに、テレビジョン信号と、前記外部ネットワークからのインターネット・プロトコル・データと、ローカル価値付加機能とが提供されるように、前記ハブがローカル価値付加機能を付加する、請求項１に記載のアーキテクチャ。
【請求項１５】
前記ローカル価値付加機能が、デジタル・ビデオのオンデマンドのサービスと、電話サービスとを含むグループから選択されるサービスである、請求項１４に記載のアーキテクチャ。
【国際調査報告】
2004507915.tif 000069