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長く屈曲した進化の道を歩んできたケーブルネットワークにおける信号漏れ

ケーブルネットワークは、数十年前に精力的かつ先駆的な技術陣が考案した基本的な伝送用の回線および部品の寄せ集めから進化を重ねてきた異色の通信媒体であり、今日ではブロードバンドに活用されています。この名残は信号漏れ技術など、今日のケーブルネットワークの多くの面において今なお歴然と見ることができます。以下は、今日に至るまでのケーブルネットワークの歩みに関する読み物であり、エンターテイメントと教育の両面で役立つことを目的としています。

信号漏洩の初期

1976 年以前には、ケーブルプラントは約 19 本のアナログチャンネルで構成されていました。低周波帯は 54〜88MHz、高周波数帯は 174〜216MHz でした。この時代、ケーブル通信事業者にはプラントからの信号漏れについては何ら心配はありませんでしたが、プラントに進入するブロードキャスト信号が契約者チャンネルに低周波ビートを生成するという問題が発生していました。こうした信号がどこからプラントに入り込んでくるかを探し出すことは困難であったため、革新的なエンジニア達は FM 変調搬送波を下り回線に挿入して発信音を作り出し、プラントシールドの弱点から漏れ出すのを検出できるようにし始めました。この搬送波は、25dB レンジにわたり 5dB ステップのアッテネータにより AM 変調されました。次にエンジニアは自動車のラジオの受信周波数を調整してこれら 5 ステップの音を聞き、すべての音が聞こえると漏出部に近づいていると考えました。この技術はある種の芸術のようなものでしたが、それでも十分役に立ち、ここにケーブル漏れ検出技術が誕生しました。

航空機への干渉波のための信号漏れ試験が義務化

1970 年代後半と 80 年代前半には「プッシュプル増幅器」およびフィードフォワード式増幅器が登場し、これによりケーブル通信事業者はそのラインナップに 108〜174MHz の中間周波数帯を追加できるようになりました。この新しい周波数帯は航空無線の重要な周波数帯と重複していましたが、ケーブルシステムは自己完結型の密閉ネットワークであるため、チャンネル周波数が重複しても何の問題もないはずでした。しかし、2 件の航空事故調査により十分な証拠が集められ、この理論が間違いであることが証明されました。

1 件目は、1976 年にペンシルベニア州ハリスバーグで起きました。ある民間航空機が、25,000 フィート上空で航空保安無線に対する干渉が見られたことを報告しました。これは、108〜118MHz の間で運用されている VHF 全方向式レンジ(VOR)信号に対する干渉と推定されました。中間周波数帯が追加されたばかりでした。

この周波数を割り当てられていた FAA(連邦航空局)(1958 年設立)はこのインシデントの結果、FCC(連邦通信委員会)にケーブル通信事業者に対して航空保安用周波数の利用を取り消すように命じることを迫りました。ケーブル通信事業者は FCC(1934 年設立)に対し、この問題を自己管理して回避することを保証しました。読者の中には、初期の信号漏れ時にはプラントの至るところで Wavetek 社製品のカッコーのさえずりが聞こえていたことを覚えていらっしゃる方もいらっしゃるでしょう。読者の中には、初期の信号漏れ時にはプラントの至るところで Wavetek Cuckooが聞こえていたことを覚えていらっしゃる方もいらっしゃるでしょう。 話を 1979 年まで進めると、ケーブル通信事業者は航空保安無線受信機との重複を解消して漏れ問題を約 50% 緩和できるように、映像搬送波を +/- 12.5 または 25KHz オフセットすることを決めました。このオフセット量は、航空機で利用される受信機の測定帯域幅が通常は 25KHz であることから決められました。搬送波をオフセットすることにより、航空機がケーブルシステムからの信号送出を検出する可能性が著しく低くなると見込まれました。

問題はミシガン州フリントでも発生

もう 1 つの事故は、1980 年にミシガン州フリントで起きました。この時はビーコンによる誘導を受けていない航空機がフリント上空を飛行中にスケルチの途切れが発生しました。以下は都市伝説の可能性がありますが、この当時ミシガン州フリントのシステムで作業していた情報筋はこの航空機がエアフォースワン(米国大統領の搭乗機)であり、当然ながらデトロイトの FCC オフィス全体が原因究明のためフリントに集められたと語りました。FCC がこのプラントに駆けつけて調査した結果、約 10,000 カ所から漏れが生じていることが見つかり、システムの約 25% を停止させる措置がとられました。この時、このシステムはミシガンベルのマルチポートタップを使用していました。これらのタップはねじ込み式プレートと 2 インチの中心導体で構成されており、ザルのように漏れることが知られていました。システムは完全に作り直されることとなり、記録的な短時間でバックアップが作られて実行に移されました。この事故が発生した際、FAA は航空保安用周波数を使わぬように再度求めました。FCC はその代わりに事件整理番号 21006 の中で報告および命令を初めて出し、これが今日の CLI(累積漏れ指標)要件を確立しました。この指標はシステム内の漏れを数値化して合計したものであり、上空を飛行する航空機に対する干渉を見積もるために考案されました。



VIAVI ケーブル信号漏れの詳細

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