(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＴＶセンター局と加入者宅とを接続するＣＡＴＶ伝送路に設けられた少なくとも１つの双方向増幅器と；
前記双方向増幅器のうちの最終端の増幅器配下の同軸伝送路を伝送される下り方向信号にバイアス電圧を重畳するバイアス電圧重畳手段と；
前記同軸伝送路の末端箇所に設けられ、前記バイアス電圧重畳手段によって重畳された前記バイアス電圧の印加に応じたバイアス電流を設定するためのバイアス電流調整用の負荷手段と；
を備えることを特徴とする双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項２】
ＣＡＴＶセンター局と加入者宅とを接続するＣＡＴＶ伝送路に設けられた少なくとも１つの双方向増幅器と；
前記双方向増幅器のうちの最終端の増幅器配下の同軸伝送路を伝送される下り方向信号にバイアス電圧を重畳するバイアス電圧重畳手段と；
前記同軸伝送路のタップオフのそれぞれに設けられ、前記バイアス電圧重畳手段によって重畳された前記バイアス電圧の印加に応じたバイアス電流を設定するためのバイアス電流調整用の負荷手段と；
を備えることを特徴とする双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項３】
前記バイアス電流調整用の負荷手段が抵抗素子であることを特徴とする請求項１または２記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項４】
前記バイアス電流調整用の負荷手段がインダクタンス素子及び静電容量素子の少なくとも一方を含むインピーダンス素子から構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項５】
前記バイアス電圧重畳手段が前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧は、交流バイアス電圧であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項６】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として直流バイアス電圧を生成するための手段を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項７】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として脈流バイアス電圧を生成するための手段を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項８】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として正及び負の直流バイアス電圧を生成するための手段と、前記ＣＡＴＶセンター局からの制御信号に応答して前記正及び負の直流バイアス電圧を周期的に交互に重畳するための手段とを有することを特徴とする請求項１、２または３記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項９】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として正及び負の脈流バイアス電圧を生成するための手段と、前記ＣＡＴＶセンター局からの制御信号に応答して前記正及び負の脈流バイアス電圧を周期的に交互に重畳するための手段とを有することを特徴とする請求項１、２または３記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項１０】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として正及び負の直流バイアス電圧を生成するための手段と、時限信号に応答して前記正及び負の直流バイアス電圧を交互に重畳するための手段とを有することを特徴とする請求項１、２または３記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項１１】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として正及び負の脈流バイアス電圧を生成するための手段と、時限信号に応答して前記正及び負の脈流バイアス電圧を交互に重畳するための手段とを有することを特徴とする請求項１、２または３記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項１２】
前記バイアス電圧重畳手段が前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧は、交流バイアス電圧であり、前記ＣＡＴＶセンター局からの制御信号に応答して前記交流バイアス電圧を前記同軸伝送路に供給する手段を有することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項１３】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する交流バイアス電圧を昇圧する変成器と、大電圧を短時間バースト状に時限印加するスイッチ手段と、バースト状バイアス電流のみを通過させるフィルタ手段とを有することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【請求項１４】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する交流バイアス電圧を昇圧・整流する手段と、直流高電圧出力を蓄積する静電容量素子と、前記直流高電圧を短時間パルス状に時限放電するスイッチ手段と、パルス状バイアス電流のみを通過させるフィルタ手段とを有することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の双方向ＣＡＴＶシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は双方向ＣＡＴＶシステムに関し、特にＣＡＴＶ用伝送路（ＣＡＴＶ回線）を活用して通信サービスを行う場合に問題になる上り流合雑音を抑制し、保守を容易にする双方向ＣＡＴＶシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＴＶシステムはテレビ放送、衛星放送及びＣＡＴＶなどの放送番組の再送信を目的に構築され、ＣＡＴＶセンター局（ヘッドエンドセンター局）から家庭などの各加入者宅への下り方向だけに情報信号を伝送する。
【０００３】
近年、このＣＡＴＶシステムのＣＡＴＶセンター局内に放送装置だけではなく、双方向通信装置を設置するとともに、ＣＡＴＶ伝送路を光ファイバケーブル及び同軸ケーブルの双方で構成する光・同軸ハイブリッド伝送路とし、かつこの伝送路の損失を広帯域に補償するために、中継増幅用の増幅器を配置した双方向ＣＡＴＶシステムが導入されている。この双方向ＣＡＴＶシステムは放送番組のための下り方向信号の伝送に使用されていない周波数帯域を利用し、上り方向信号を伝送することを可能にして、放送サービスと通信サービスとの融合を推進するものである。
【０００４】
放送サービスが主な目的であったＣＡＴＶシステムにおいては、下り方向信号（例えば、伝送帯域：７０ＭＨｚから７５０ＭＨｚ）の伝送品質は管理されていた。しかし、これまでに導入されている双方向ＣＡＴＶシステムにおいて、上り方向信号（例えば、伝送帯域：１０ＭＨｚから５５ＭＨｚ）については、加入者宅内のホームターミナル、ＣＡＴＶ伝送路上の増幅器、及び増幅器への電源供給装置などの監視信号のデータ伝送、またイベント地点からＣＡＴＶセンター局への中継放送などの臨時利用等に限られていたため、その伝送品質は必ずしも十分に安定でかつ高い品質レベルに管理されていなかった。
【０００５】
ＣＡＴＶ伝送路を通信で利用する場合は、下り方向信号（下り信号）とともに上り方向信号（上り信号）の管理が重要である。特に、多数の増幅器、タップオフライン、及び加入者宅内などから発生する雑音が上り信号の伝送帯域で流合する、いわゆる流合雑音が双方向ＣＡＴＶシステムの品質を決める重要課題である。
【０００６】
この流合雑音については、一般的に次のような原因が考えられ、その対策が採られている。第１の原因は、増幅器や加入者宅内の端末から発生する熱雑音である。この対策としては、熱雑音は必然的に発生するため、理論的に計算し、システム上問題が発生しないように増幅器や端末の数を制限することである。
【０００７】
また、第２の原因は、外部からの飛び込み雑音、つまりアマチュア無線やトラック無線などに起因する外来雑音である。この対策としては、伝送路の幹線、分岐線と加入者宅内配線までの間の外来雑音に対するイミュニテイを所定以上に確保するように設計、保守することである。さらに、機器の障害や調整の変動も流合雑音の他の原因となっているが、雑音の状態が常時発生していて、比較的容易に保守可能である。
【０００８】
ところで、これまで同軸ケーブルの同軸コネクタは受動部品であり、線形のＣＡＴＶ伝送路の一部と考えられていたが、あるＣＡＴＶ会社の測定結果や技術論文「"Broadband Return Systems for Hybrid Fiber/Coax Cable TV Networks" by Donald Raskin, Dean Stoneback, Published December,1997, Pranntice Hall PTR」のCommon Path Distortionにより、同軸コネクタの電気接触面、つまり異種の卑金属（Ｃｕ，Ａｌなど）の接触で緩み易い箇所がダイオード効果により非線形動作をするため、下りＲＦ信号（映像信号、音声信号）キャリアの相互変調歪み雑音が上り信号の伝送帯域にも発生することが確認されている。
【０００９】
同軸コネクタの電気接触面の非線形特性による相互変調歪みを要因とする上り流合雑音は次のような特徴を有する。第１に、多数の下り信号が複雑に相互変調するため、上り信号の全伝送帯域に発生するが、下り信号チャネルのキャリア配列スペクトラムの影響を受け、６ＭＨｚまたは２ＭＨｚごとの周期的スペクトラムが観測される。第２に、発生頻度については、定常的に発生することは少なく、数秒から数分連続することが時々発生する場合や数時間連続する場合もある。
【００１０】
第３に、発生場所については、増幅器のうちの延長増幅器直下の高いレベルの下り信号が通過する同軸コネクタであり、発生状態が不安定であるため改修中に消滅することもあるが、不完全な改修であると再び発生する可能性がある。第４の特徴は、相互変調歪みによる上り流合雑音の大きさは主に増幅器から発生する熱雑音よりも１０ｄＢから２０ｄＢ大きいピークを持つ周期スペクトラムである、ことである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ＣＡＴＶ伝送路を活用して通信サービスを行う場合に問題になる上り流合雑音のうち、同軸コネクタなどの電気接触部品の非線形性を要因とする下りＲＦ信号（映像信号、音声信号）キャリアの相互変調歪み雑音を抑制し、保守が容易で、伝送品質が安定な双方向ＣＡＴＶシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の双方向ＣＡＴＶシステムにおいては、ＲＦ信号のみを伝送するＣＡＴＶ伝送路の端部、つまり通常、増幅器作動用の給電を受けない伝送路端部の同軸コネクタなどの電気接触部品の中心導体及び外部導体に対し、ＲＦ信号電圧及び電流よりも遙かに大きいが、その電力損失が過大でない適切なバイアス電圧及び電流を供給（重畳）することにより、屋外環境で不働態化し易い電気接触面間に適切な電界をかけて活性化し、非線形性による相互変調歪み雑音を抑制する。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の双方向ＣＡＴＶシステムは、ＣＡＴＶセンター局と加入者宅とを接続するＣＡＴＶ伝送路に設けられた少なくとも１つの双方向増幅器と；
前記双方向増幅器のうちの最終端の増幅器配下の同軸伝送路を伝送される下り方向信号にバイアス電圧を重畳するバイアス電圧重畳手段と；
前記同軸伝送路の末端箇所に設けられ、前記バイアス電圧重畳手段によって重畳された前記バイアス電圧の印加に応じたバイアス電流を設定するためのバイアス電流調整用の負荷手段とを備える。
【００１４】
また、本発明の双方向ＣＡＴＶシステムは、ＣＡＴＶセンター局と加入者宅とを接続するＣＡＴＶ伝送路に設けられた少なくとも１つの双方向増幅器と；
前記双方向増幅器のうちの最終端の増幅器配下の同軸伝送路を伝送される下り方向信号にバイアス電圧を重畳するバイアス電圧重畳手段と；
前記同軸伝送路のタップオフのそれぞれに設けられ、前記バイアス電圧重畳手段によって重畳された前記バイアス電圧の印加に応じたバイアス電流を設定するためのバイアス電流調整用の負荷手段とを備える。
【００１５】
この構成において、前記バイアス電流調整用の負荷手段が抵抗素子、またはインダクタンス素子及び静電容量素子の少なくとも一方を含むインピーダンス素子から構成されている。
【００１６】
また、前記バイアス電圧重畳手段が前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧は、交流バイアス電圧である。
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として直流バイアス電圧を生成するための手段を有する。
【００１７】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として脈流バイアス電圧を生成するための手段を有する。
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として正及び負の直流バイアス電圧を生成するための手段と、前記ＣＡＴＶセンター局からの制御信号に応答して前記正及び負の直流バイアス電圧を周期的に交互に重畳するための手段とを有する。
【００１８】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として正及び負の脈流バイアス電圧を生成するための手段と、前記ＣＡＴＶセンター局からの制御信号に応答して前記正及び負の脈流バイアス電圧を周期的に交互に重畳するための手段とを有する。
【００１９】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として正及び負の直流バイアス電圧を生成するための手段と、時限信号に応答して前記正及び負の直流バイアス電圧を交互に重畳するための手段とを有する。
【００２０】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧として正及び負の脈流バイアス電圧を生成するための手段と、時限信号に応答して前記正及び負の脈流バイアス電圧を交互に重畳するための手段とを有する。
【００２１】
前記バイアス電圧重畳手段が前記下り方向信号に重畳する前記バイアス電圧は、交流バイアス電圧であり、前記ＣＡＴＶセンター局からの制御信号に応答して前記交流バイアス電圧を前記同軸伝送路に供給する手段を有する。
【００２２】
前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する交流バイアス電圧を昇圧する変成器と、大電圧を短時間バースト状に時限印加するスイッチ手段と、バースト状バイアス電流のみを通過させるフィルタ手段とを有する。
【００２３】
さらに、前記バイアス電圧重畳手段は、前記下り方向信号に重畳する交流バイアス電圧を昇圧・整流する手段と、直流高電圧出力を蓄積する静電容量素子と、前記直流高電圧を短時間パルス状に時限放電するスイッチ手段と、パルス状バイアス電流のみを通過させるフィルタ手段とを有する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔双方向ＣＡＴＶシステムの全体構成〕
本発明の一実施の形態における双方向ＣＡＴＶシステムの構成を示す図１を参照すると、ＣＡＴＶセンター局（ヘッドエンドセンター局）１はテレビ放送、衛星放送及びＣＡＴＶ放送などの放送電波であるＲＦ信号（映像信号、音声信号）をアンテナ１０を通して受信する放送装置（Ｂ）１１と、公衆網、専用網及びインターネット網などの他のネットワーク２と通信情報（音声信号及びデータ）を送受信する交換機及びルータなどを含む双方向通信装置（Ｃ）１２と、混合・分配器（Ｍ／Ｄ）１３と、光・電気相互変換装置（Ｅ／Ｏ，Ｏ／Ｅ）１４を含む送受信装置（Ｔ／Ｒ）１５とを備える。
【００２５】
混合・分配器１３は放送装置１１から入力されるＲＦ信号及び双方向通信装置１２から入力される通信情報を予め割り当てられた周波数チャネルにそれぞれ対応させて、下り方向信号として送受信装置１５に送出する。送受信装置１５は混合・分配器１３からの下り方向信号を光・電気相互変換装置１４で電気信号から光信号に変換してＣＡＴＶ伝送路３に送出する。
【００２６】
また、送受信装置１５はＣＡＴＶ伝送路３からの上り方向信号の通信情報を光・電気相互変換装置１４で光信号から電気信号に変換して混合・分配器１３に入力する。混合・分配器１３は入力された上り方向信号の通信情報を周波数チャネルから取り出して双方向通信装置１２に送出する。
【００２７】
ＣＡＴＶ伝送路３は光ファイバケーブル４及び同軸ケーブル５をツリー状構造に配置した光・同軸ハイブリッド伝送路である。光ファイバケーブル４と同軸ケーブル５との境界箇所には双方向光送受信装置６が配置されている。この双方向光送受信装置６は光・電気相互変換装置（Ｅ／Ｏ，Ｏ／Ｅ）６１を有する。
【００２８】
ＣＡＴＶ伝送路３には幹線分岐増幅器（ＴＢＡ）７、分岐増幅器（ＢＡ）８、及び延長増幅器（ＥＡ）９を含む各種双方向増幅器（双方向中継器）と電源供給装置（ＰＳ）２０とが配置され、下り方向信号及び上り方向信号を増幅、中継する。幹線分岐増幅器（ＴＢＡ）７、分岐増幅器（ＢＡ）８、及び延長増幅器（ＥＡ）９のそれぞれから末端方向の同軸ケーブル５から構成されている伝送路はタップオフライン（ＴＯＬ）５１，５２，５３，５４と呼ばれ、各ラインの途中にはタップオフＴＯが設けられている。同図中、増幅器ＴＢＡ、ＢＡ、ＥＡ、タップオフＴＯ、及び同軸ケーブル５の接続箇所を黒点「・」で示しているが、これは同軸コネクタである。
【００２９】
タップオフＴＯのそれぞれには家庭などの加入者宅３０が接続される。加入者宅３０にはセットトップボックス（図示省略）やホームターミナルＨＴなどを介してテレビジョン端末ＴＶなどの放送受信端末、パーソナルコンピュータＰＣなどのデータ通信端末、及び電話機ＴＥＬなどの音声通信端末が収容されている。
【００３０】
〔双方向ＣＡＴＶシステムの流合雑音解消作用〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムにおける同軸コネクタへのバイアス電圧及び電流の重畳による電気接触の活性化作用について、図２を参照して説明する。
【００３１】
図中の右下部には等価回路が示してある。コネクタなどでその素材金属（Ｃｕ，Ａｌなど）の表面に酸化被膜が成長したことによる酸化被膜と金属との接触、あるいは接触電位差のある異種の卑金属の電気接触を互いに逆向き並列ダイオード対Ｄ１０，Ｄ２０でモデル化してある。清浄な金属接点が持つ線形な接触抵抗Ｒｃは上記ダイオード対と直列な抵抗素子とで表せる。これらは、実際のＣＡＴＶ伝送路では複数の直列接続されているコネクタを単純化して、それぞれ１個ずつの素子で表現した。
【００３２】
この等価回路の左部分には、ＲＦ信号源ＲＦとバイアス重畳用ＡＣ電源ＡＣとを示している。また、右部分には、加入者宅のホームターミナルや未加入端子に接続されるＲＦ信号終端抵抗器Ｒｔ（通常、７５オーム）を示している。この終端抵抗器Ｒｔは、通常、１０ＭＨｚ以下の不要な伝送帯域の信号を遮断（カット）することと、直流から商用ＡＣ電流までを遮断するために、約１，０００ｐＦの直列キャパシタンス素子Ｃが内蔵されている。さらに、ＲＦ終端抵抗器Ｒｔに並列にバイアス電流の負荷として、ＲＦ信号を遮断しＡＣ電流を通過させるためのインダクタンス素子Ｌを直列とした負荷抵抗器Ｒｂ（１Ｋオーム）を表している。
【００３３】
図２の左半分は、上記等価回路のＶＩ（電源電圧：負荷電流）特性を示す。右傾斜線はコネクタ接触抵抗の電圧電流特性であり、原点部の太い三次曲線は並列ダイオード対の立ち上がり特性を表す。ダイオード接触抵抗の電圧効果がある程度大きくなると、酸化被膜がブレークダウンしてダイオード効果が消滅する。このため、その後は清浄接触時の線形な接触抵抗特性になるため、図示のような不連続な特性になる。
【００３４】
電圧Ｖ軸の下方には、電流Ｉ軸の負方向に時間軸をとってＲＦ電源電圧及びＡＣ電源電圧を表現してある。ＡＣバイアス電源がないときは、Ｉ軸上に描いたＲＦ電圧（約０．１Ｖ）のみが接触抵抗とＲＦ負荷抵抗に印加される。このとき、負荷電流はＲＦ電圧の瞬時値が低い領域ではダイオード特性の原点付近の高抵抗で低く抑えられ、瞬時値が高い領域ではダイオード電流が立ち上がるので、結果としてＶ軸上の原点付近に描いた三次歪み出力電流（実線、一点鎖線はダイオード効果なしの時）の例のようになる。
【００３５】
Ｖ軸に沿う網掛けは、ダイオード効果によって歪み電流を生じる範囲で、濃い網掛けほど歪みが大きいことを示す。双方向ＣＡＴＶシステムでは、数十チャネル分のＲＦ電圧がこの接触抵抗に同時に加わるので、接触抵抗のダイオード特性はそれらの相互変調により、何百もの歪みスプリアスを発生させ、上り信号の伝送帯域の流合雑音として落ちてくることになる。
【００３６】
ＲＦ電圧（０．１Ｖ、１０ＭＨｚ超）にＡＣバイアス電圧（７０Ｖ、５０Ｈｚ）を重畳したときの波形の一部をＩ軸上に大きく描いてある。ＡＣバイアス電圧の瞬時値（図ではピーク値）をＶ軸上にとり、瞬時値をＡＣ負荷抵抗（１ｋオーム）で割ったバイアス電流値をＩ軸上にとって、これら二点を結んだ直線がＡＣ負荷線である。ＡＣ負荷線と接触抵抗のＶＩ特性との交点から、負荷の電圧降下と、接触抵抗の電圧降下が読み取れるが、このバイアス電流による接触抵抗の電圧降下が重要である。負荷抵抗が大きくＡＣ重畳電流が小さいときには、等価回路上部のＶ軸上に示すように、バイアス電流値の低い部分でＲＦ電流の歪みが残ってしまう。
【００３７】
そこで接触抵抗の電圧降下が同軸コネクタの接触部に形成されたダイオードのブレークダウン電圧を超えるように設定する。これには、等価回路上部の電圧Ｖ軸上に示すようにＡＣ負荷抵抗で決まるバイアス電流をある程度大きくする必要がある。この電流値の適切な設定の結果、ブレークダウンによりダイオード効果が消滅するようになる。なお、ＲＦ電源電圧に対する負荷電流はＡＣ負荷線とは独立に引かれた−１／７５の急傾斜に従ってバイアス電流がないと同様に７５オーム負荷線に流れる。
【００３８】
さらに、ＤＣバイアス電流を流した場合には、ＶＩ特性の上部に示したように、前述した接触抵抗部のブレークダウンが起きなくても（ＶＩ特性の破線延長部で動作の場合）ダイオード特性の非線形部から離れた線形動作点にＲＦ信号がバイアスされるため、歪み雑音発生が小さくなる。図示例のようにブレークダウンが発生すれば、線形な接触が復活するため、さらに歪み雑音発生が改善される。
【００３９】
〔第１の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第１の流合雑音解消構成例を示す図３を参照すると、ＣＡＴＶ伝送路３の最終端の増幅器、つまり分岐増幅器（ＢＡ）８または延長増幅器（ＥＡ）９の出力端子より増幅器給電用の商用交流（ＡＣ）電圧（通常４０Ｖから６０Ｖ）を給電し、各加入者宅３０に下り方向信号を分岐するタップオフラインＴＯＬの末端において、タップオフＴＯ対応の分岐器ＢＲ・Ｎの出力端子側にバイアス電流調整用抵抗器Ｒｂを有するＲＦ終端抵抗器（例えば、７５オーム）ＲＦにより終端している。バイアス電圧重畳手段を構成する給電切換板ＰＳＣはショートバーＳＢを採用している。
【００４０】
なお、分岐器ＢＲ・１からＢＲ・Ｎにおいて、参照符号ＤＣＰは方向性結合器、ＢＴは分岐トランス、Ｃは直流から１０ＭＨｚまでの低域周波数信号を遮断する静電容量素子、及びＲｔは通常７５オームの終端抵抗器である。
【００４１】
このＲＦ終端抵抗器ＲＦにおいて、インダクタンス素子Ｌは、バイアス電流調整用抵抗器ＲｂがＲＦ終端抵抗器ＲＦの抵抗値７５オームに影響を与えないために挿入するが、バイアス電流調整用抵抗器Ｒｂに高周波特性の良いものを使用するときは、インダクタンス素子Ｌを省略してバイアス電流調整用抵抗器Ｒｂ及び終端抵抗器Ｒｔの合成抵抗を７５オームに近似させても良い。
【００４２】
この構成においては、タップオフラインＴＯＬ毎の末端に一個のＲＦ終端抵抗器ＲＦを設けるため、タップオフラインＴＯＬのすべての同軸コネクタ（◎印で表示）に一様の電流が流れることにより、タップオフラインＴＯＬに沿った信号レベルに拘わりなく、一定のバイアス電流を与えることができる。したがって、増幅器ＢＡまたはＥＡの分岐出力部の最大レベルに合わせてバイアス電流を設定すれば、タップオフラインＴＯＬのレベル低下部分に対しても全て一定以上の効果を発揮することができる。
【００４３】
〔第２の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第２の流合雑音解消構成例を示す図４を参照すると、ＣＡＴＶ伝送路３の最終端の増幅器、つまり分岐増幅器（ＢＡ）８または延長増幅器（ＥＡ）９の出力端子より増幅器給電用の商用交流（ＡＣ）電圧（通常４０Ｖから６０Ｖ）を給電し、タップオフラインＴＯＬ上で各加入者宅３０に下り方向信号を分岐するタップオフＴＯ、つまり分岐器ＢＲ・１から分岐器ＢＲ・Ｍ及び分配器ＤＳの内部に、ＲＦ信号遮断用のインダクタンス素子Ｌを直列接続したＡＣバイアス電流調整用抵抗器Ｒｂを設けている。なお、インダクタンス素子Ｌは上記第１の構成例と同じ設計により省略することができる。
【００４４】
この構成においては、全てのタップオフＴＯ内に一定のバイアス電流調整用抵抗器Ｒｂを設ければ、バイアス電流は分岐増幅器ＢＡの分岐端子または延長増幅器ＥＡの出力端子で最大になり、タップオフＴＯ毎に分流するため、タップオフラインＴＯＬに沿って階段状にバイアス電流が分布する。これは、ＲＦ信号レベルがタップオフラインＴＯＬに沿って減衰することに対応するため、ＲＦ信号レベルが高いほど、バイアス電流が大きい分布になる。
【００４５】
特に、直流バイアスで、ブレークダウンが必ずしも起きないときに、ＲＦ信号レベルが高い程、ダイオード効果の非線形領域を離れた動作点にバイアスできるため、下り方向信号の相互変調歪みを軽減できる。また、バイアス用負荷抵抗（Ｒｂ）を分散配置することになるので、許容電力損失が小さく、タップオフＴＯ内への組み込みが便利な小型の抵抗器を使用できるだけではなく、発熱を分散することができる。
【００４６】
〔第３の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第３の流合雑音解消構成例を示す図５を参照すると、図３を参照して説明した上記第１の構成例のＲＦ終端抵抗器ＲＦの代替構成の二例が示してある。図５（Ａ）に示すＲＦ終端抵抗器は第１の構成例におけるＡＣバイアス電流調整用抵抗器ＲｂをＡＣバイアス電流調整用のインダクタンス素子Ｌｂとこのインダクタンス素子Ｌｂの効果を補助するための静電容量素子Ｃｐとのインピーダンス素子で置き換えた例である。なお、インダクタンス素子Ｌは１０ＭＨｚ以上の高域周波数信号を遮断する。静電容量素子Ｃは直流から１０ＭＨｚまでの低域周波数信号を遮断する。また、ＲＦ信号用終端抵抗器Ｒｔは反射防止用の７５オームの抵抗である。
【００４７】
図５（Ｂ）に示すＲＦ終端抵抗器は第１の構成例におけるＡＣバイアス電流調整用抵抗器ＲｂをＡＣバイアス電流調整用の静電容量素子Ｃｂとこの静電容量素子Ｃｂの効果を補助するための静電容量素子Ｃｐとのインピーダンス素子で置き換えた例である。なお、インダクタンス素子Ｌ、静電容量素子Ｃ、及びＲＦ信号用終端抵抗器Ｒｔは図５（Ａ）の構成と同様の作用を行う。
【００４８】
この構成においては、終端部でＡＣ電力消費を抑えることができるので、比較的大きいバイアス電流を許容しながら、発熱を抑えられる。
さらに、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すＲＦ終端抵抗器から静電容量素子Ｃ及び終端抵抗器Ｒｔを除いた構成において、図４に示した第２の構成例に代替することもできる。
【００４９】
〔第４の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第４の流合雑音解消構成例を示す図６を参照すると、ＣＡＴＶ伝送路３の最終端の増幅器、つまり分岐増幅器（ＢＡ）８または延長増幅器（ＥＡ）９の出力端子の内部において、増幅器給電用の商用ＡＣ電圧（通常４０Ｖから６０Ｖ）を整流素子Ｄ１及び平滑容量素子Ｃ１、または整流素子Ｄ２及び平滑容量素子Ｃ２を通して直流化し、正または負電圧をＲＦ信号電圧に重畳してタップオフラインＴＯＬに送出する。そして、図３または図４に示す第１または第２の構成例のＲＦ終端抵抗器に給電する。
【００５０】
これらの構成における平滑容量素子Ｃ１及びＣ２を除くか、その容量を制限することにより、脈流化することができ、この正または負電圧の脈流をＲＦ信号電圧に重畳してタップオフラインＴＯＬに送出しても同様に実施することができる。
【００５１】
この第４の構成においては、異種の卑金属の接触などで同軸コネクタの接触部の非線形性が印加電圧の方向によって異なったり、電気化学的に一定方向に接触電位差を持つときには、この極性効果を打ち消し、非線形による相互変調歪み雑音を抑制するために、直流重畳及び脈流重畳が効果的である。
【００５２】
〔第５の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第５の流合雑音解消構成例を示す図７を参照すると、ＣＡＴＶ伝送路３の最終端の増幅器、つまり分岐増幅器（ＢＡ）８または延長増幅器（ＥＡ）９の出力端子の内部において、増幅器出力端子向きの整流素子Ｄ３及び平滑容量素子Ｃ３を通して増幅器給電用の商用ＡＣ電圧（通常４０Ｖから６０Ｖ）から正電圧を作成し、かつ逆向きの整流素子Ｄ４及び平滑容量素子Ｃ４を通して負電圧を作成する。
【００５３】
この正電圧及び負電圧のいずれかをＣＡＴＶセンター局１からの制御信号、例えばステータスモニタ時にセンター局１から増幅器に対して送出される制御信号に応答して選択し、出力するスイッチＳＷ１を給電切換板ＰＳＣに設けている。作成された正電圧または負電圧はＲＦ信号電圧に重畳してタップオフラインＴＯＬに送出され、図３または図４に示す第１または第２の構成例のＲＦ終端抵抗器に給電する。
【００５４】
この構成においては、一定極性の直流電圧印加で電気化学的に同軸コネクタの接触部が成極され、長期間にバイアス電流効果が消滅していくような場合、任意の時期にバイアス電圧の極性を遠隔制御できるので、接触部の非線形効果による相互変調歪み雑音を一定以下に管理抑制でき、保守性を向上することができる。
【００５５】
〔第６の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第６の流合雑音解消構成例を示す図８を参照すると、図７に示す第５の構成例は、作成した正電圧及び負電圧のいずれかをＣＡＴＶセンター局１からの制御信号、例えばステータスモニタ時にセンター局１から増幅器に対して送出される制御信号に応答して選択し、出力するスイッチＳＷ１を給電切換板ＰＳＣに設けている。第６の構成例では、正電圧または負電圧を増幅器に内蔵された長周期のタイマＴＩＭの出力に応答して一定周期毎に切り替えるスイッチＳＷ１を備えている。
【００５６】
この構成においては、一定極性の直流電圧印加で電気化学的に同軸コネクタの接触部が成極され、長期間にバイアス電流効果が消滅していくような場合、一定の長周期でバイアス電圧の極性が転換されるので、接触部の非線形効果による相互変調歪み雑音を一定以下に抑制でき、保守性を向上することができる。
【００５７】
〔第７の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第７の流合雑音解消構成例を示す図９を参照すると、ＣＡＴＶ伝送路３の最終端の増幅器、つまり分岐増幅器（ＢＡ）８または延長増幅器（ＥＡ）９の給電切換板ＰＳＣにおいて、タップオフラインＴＯＬにバイアス電流を供給するか否かをＣＡＴＶセンター局１からの制御信号、例えば上記ステータスモニタ時の制御信号に応答して有効・無効とするスイッチＳＷ２を有する。
【００５８】
このスイッチＳＷ２の配置は、上述した図３及び図４の第１及び第２の構成例における給電切換板ＰＳＣがショートバーＳＢ配置による固定的な設定であったことの代替構成である。また、このスイッチＳＷ２は図６、図７及び図８の第４、第５及び第６の構成例の給電切換板ＰＳＣの構成と併用することができる。
【００５９】
この構成においては、同軸コネクタの接触部の非線形性に起因する流合雑音の絶対量が以上に増加したときなどに、品質管理上の必要性に応じてバイアス電流を供給するので、積算消費電力を節約できるだけではなく、短時間に大電流を流して一挙に接触部のブレークダウンを起こさせる定期的一括クリーニングとすることができる。
【００６０】
〔第８の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第８の流合雑音解消構成例を示す図１０を参照すると、ＣＡＴＶ伝送路３の最終端の増幅器、つまり分岐増幅器（ＢＡ）８または延長増幅器（ＥＡ）９の給電切換板ＰＳＣに、電源供給装置２０からの増幅器給電用の商用ＡＣ電圧を昇圧する変成器（昇圧トランス）Ｔ１と、大電圧を短時間、バースト状に印加するスイッチＳＷ３と、バースト状電流の立ち上がり及び立ち下がり波形を鈍らせてＲＦ信号の伝送帯域内への雑音侵入を抑えるための低域フィルタＬＰＦとを備えている。このスイッチＳＷ３はＣＡＴＶセンター局１からの上記制御信号または内蔵タイマＴＩＭによって一定時間間隔で動作制御される。
【００６１】
この構成においては、大きい交流バイアス電流をＲＦ信号に影響を与えることなく、効果的に時限印加することができる。
〔第９の流合雑音解消構成例〕
図１に示す双方向ＣＡＴＶシステムの第９の流合雑音解消構成例を示す図１１を参照すると、ＣＡＴＶ伝送路３の最終端の増幅器、つまり分岐増幅器（ＢＡ）８または延長増幅器（ＥＡ）９の給電切換板ＰＳＣに、多段昇圧整流回路（または整流回路及び昇圧ＤＣ・ＤＣコンバータ）ＴＲ１と、高電圧を蓄積する静電容量素子Ｃ５と、高電圧を短時間、パルス状に時限放電するスイッチＳＷ４と、パルス電流の立ち上がり及び立ち下がり波形を鈍らせ、ＲＦ信号の伝送帯域内への雑音侵入を抑えるための低域フィルタＬＰＦとを備えている。このスイッチＳＷ４はＣＡＴＶセンター局１からの上記制御信号または内蔵タイマＴＩＭによって一定時間間隔で動作制御される。
【００６２】
この構成においては、大きい交番（パルス）バイアス電流をＲＦ信号に影響を与えることなく、効果的に時限印加することができる。
〔流合雑音解消効果データ例〕
図１２から図１６は実際のＣＡＴＶセンター局１のヘッドエンドにおいて種々の条件で測定した上り信号の伝送帯域（１２ＭＨｚから６０ＭＨｚ）の雑音スペクトラム波形である。この図では、上りＲＦ信号は存在せず、高域は約５５ＭＨｚ以上が低域フィルタによってカットされている。
【００６３】
図１２に示されているのは、流合してくる従属多段増幅器や光対向中継機器などの主として熱雑音のノイズフロアであり、ツリー構造を採るＣＡＴＶ伝送路３では避け難い基底雑音である。
【００６４】
図１３，図１４，図１５に示されているのは、図１２に示した基底雑音の上に発生した同軸コネクタなどの受動素子の接触状態の変化により、経年的かつ数時間毎に発生する下り信号の相互変調歪み雑音であり、２ＭＨｚから６ＭＨｚの周期性が見られる。これが本発明の双方向ＣＡＴＶシステムにおいて解消対象にした流合雑音である。
【００６５】
図１４に示されているのは、ＣＡＴＶ伝送路の最終端増幅器、つまり分岐増幅器８や延長増幅器９の配下のタップオフラインＴＯＬへの交流バイアス電圧の印加のみで非常に僅かなバイアス電流（μＡオーダ）が流れたときの相互変調歪み雑音である。平均レベルがやや低く下がり、スペクトラムが尖鋭であるが、密度が少し小さくなっている。
【００６６】
図１５に示されているのは、ミリアンペアオーダの交流バイアス電流を上記タップオフラインＴＯＬに流したときの相互変調歪み雑音であり、かなり疎らな雑音スペクトラムになっている。更にバイアス電流レベルを数倍に増やすと、図１６に示すように、ヒゲ状の雑音スペクトラムは消滅し、熱雑音によるノイズフロアのみになる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＣＡＴＶ伝送路の同軸コネクタなどの受動素子の接触不安定による非線形回路雑音をブレークダウン効果により意図的に撲滅することができるため、品質の高い、保守性の良い双方向ＣＡＴＶシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態の双方向ＣＡＴＶシステムの構成を示すブロック図。
【図２】  図１に示すシステムにおける流合雑音解消作用を説明するための等価回路及び特性図。
【図３】  第１の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図４】  第２の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図５】  第３の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図６】  第４の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図７】  第５の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図８】  第６の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図９】  第７の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図１０】  第８の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図１１】  第９の流合雑音解消構成例を示すブロック図。
【図１２】  流合雑音解消効果を説明するためのデータを示す図。
【図１３】  流合雑音解消効果を説明するためのデータを示す図。
【図１４】  流合雑音解消効果を説明するためのデータを示す図。
【図１５】  流合雑音解消効果を説明するためのデータを示す図。
【図１６】  流合雑音解消効果を説明するためのデータを示す図。
【符号の説明】
１    ＣＡＴＶセンター局
３    ＣＡＴＶ伝送路
４    光ファイバケーブル
５    同軸ケーブル
７、８、９    双方向増幅器
２０    電源供給装置
３０    加入者宅
ＴＯ    タップオフ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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