CN1172502C - 用于调制解调器的高速数据扩展接口 - Google Patents
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Abstract
一种用于经由ISP网络(22)内的因特网服务提供者(ISP)网络连接(18)和公共交换电话网络(16)内的电话线(12)来提供因特网接入的调制解调器(24)。ISP网络物理(PHY)层(30)和ISP物理介质访问控制(MAC)层(32)可连接到ISP网络连接(18)上。扩展PHY层(34)和扩展MAC层(36)可连接到电话线(12)上。单因特网协议(IP)层(38)将ISP网络PHY和MAC层(30，32)连接到扩展PHY和MAC层(34，36)上。上述单IP层(38)经由ISP网络PHY和MAC层(30，32)在ISP网络连接(18)和经由扩展PHY和MAC层(34，36)在电话线(12)之间传送IP数据报，而无需对它们之间的任何额外PHY和MAC层上的IP数据报进行操作。
Description
发明领域
本发明涉及用于调制解调器的高速数据扩展接口。
背景技术
如图1所示，目前电缆调制解调器的常见配置中，通常均会包括一个利用分线器或定向连接器与电缆系统同轴电缆直接相连的电缆调制解调器。在向电视或机顶盒提供CATV频道信号和节目时所采用的也同样是此种同轴馈送方式。通常利用因特网接入设备(通常是个人计算机(PC))与电缆调制解调器之间的10BaseT以太网连接。来在计算机与电缆调制解调器之间传送上行和下行数据，并最终提供因特网连接。
如果要在该系统中再加入第二个因特网接入设备，以通过该电缆调制解调器而进行因特网连接，则可以使用一个以太网集线器来构成一个如图2所示的星形网络拓扑结构。在此情况下，双绞线将被连接到一个或多个“扩展”计算机上。在典型的用户设施环境中，为以太网扩展而走设双绞线，成本将会十分高，而且在某些情况下也是不可行的。
另一种在整个用户设施范围内共享因特网连接的方法如图3所示。此方法巧妙地利用了工作于用户设施内的现有电话线上的已安装局部网络。即使出现高速数据时，电话的使用也不会受到附加的高速数据信令的影响。这是通过对高速数据信号进行频率复用处理，以使其能够与基带电话信号共存来实现的。高速因特网接入设备，诸如图3所示的电缆调制解调器，为系统提供了因特网连接。这种方法的缺点在于，其需要一个主PC来管理电缆调制解调器与电话线接口装置之间的数据通信。当采用此种配置时，即使是只在远程接入点(图3中所示的因特网接入设备#2)需要因特网连接，也必须要有一台一直打开工作，并连续运行适当的桥接(bridging)或代理服务器软件的主计算机。如果该主计算机出现了什么问题，例如退出运行，则与上述远程设备的连接将会中断。
上述方法的另一个缺点是需要通过主PC接口对因特网协议(IP)数据报进行不间断地操作控制。为了使上述数据报能够在电话线接口与因特网接入设备之间进行发送，如图3所示，所有的数据均需要经过主计算机。而数据每次经过物理介质进行处理时，均需要额外的数据处理，这不仅可能会使得传输的等待时间增加，而且还会使引入数据错误以及丢失数据的危险大大增大。此外，还需要昂贵的硬件设备和布线来进行上述物理层和主计算机的处理。
因此，需要提供一种用于电缆调制解调器的可靠的高速数据网络连接，能够克服上述成本高、数据传输速率有限、设施需要额外布线，或需要专用的主计算机等诸多缺点。
发明内容
为了解决现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种调制解调器，用于以单一装置的形式，通过因特网服务提供者网络以及公共交换电话网络内的用户设施电话线，来提供因特网接入，其特征在于包括：可连接到因特网服务提供者网络上的因特网服务提供者网络的物理层和因特网服务提供者网络的介质访问控制层；可连接到用户设施电话线上的扩展物理层和扩展介质访问控制层；用于将因特网服务提供者网络的物理层和介质访问控制层连接到扩展物理层和扩展介质访问控制层上的单因特网协议层，其中因特网协议数据报经由因特网服务提供者网络的物理层和介质访问控制层以及经由扩展物理层和扩展介质访问控制层在因特网服务提供者网络和用户设施电话线之间传送，而不需要在之间的任何其它物理层和介质访问控制层上对因特网协议数据报进行操作处理。
附图简述
接下来将参照附图，以举例的方式，来对本发明的优选实施例进行说明。
图1(现有技术)所示为一种电缆调制解调器安装配置的示意图。
图2(现有技术)所示为一种在用户设施内利用以太网集线器来将多于一个的因特网接入设备接入因特网的电缆调制解调器。
图3(现有技术)所示为利用主计算机来将多于一个的因特网接入设备接入因特网的电缆调制解调器。
图4所示为一种采用了根据本发明优选实施例的电缆调制解调器扩展的系统。
图5所示为根据本发明优选实施例的电缆调制解调器的内部架构的协议层的示意图。
图6所示为显示根据本发明优选实施例的电缆调制解调器以太网扩展的频率幅值关系的频谱分配图。
图7所示为显示根据本发明优选实施例的电缆调制解调器以太网扩展的频率幅值关系的一种另选的频谱分配图。
图8所示为根据本发明优选实施例的电缆调制解调器的内部架构的硬件框图。
本发明的优选实施例提供了一种成本低廉、数据传输速率高，并以单一装置形式实现的高速数据扩展接口。本发明允许用户设施(例如，住家，或办公室)内的一个或多个远程因特网接入设备通过单独一个调制解调器来接入因特网。上述因特网接入设备可以是个人计算机、个人数字助理、机顶盒、因特网设备或任何其它能够接入因特网或万维网的设备。
本发明允许用户设施中的每个因特网接入设备利用适配器直接地连接到电话线上。本发明不需要一个直接与调制解调器或专用的因特网服务提供者(ISP)网络连接(例如，有线电视(CATV)同轴电缆)相连的主因特网接入设备，或连接到每个因特网接入设备上的专用的双绞线。
图4所示为根据本发明优选实施例的调制解调器的一种优选实现形式。通常，用户设施10由与公共交换电话网络(PSTN)16相连的用户设施电话线12，以及与ISP例如CATV网络22相连的ISP网络连接18构成。上述ISP网络可以是(但并不限于)CATV网络、集成服务数字网络、异步传输模式网络等等。ISP网络连接可以是有线的，无线的或上述两种形式的组合。为了便于说明和理解，接下来的说明中将假设ISP网络是CATV网络。
电话线12将简易老式电话服务(POTS)设备14(例如，电话，传真机等等)连接到PSTN16上，而CATV同轴电缆18则将电视20连接到CATV网络22上(可能是经由机顶盒(未示出))。此外，本发明的优选实施例还允许电缆调制解调器24通过现有的电话线12和CATV同轴电缆18为至少一个因特网接入设备26提供因特网接入。电缆调制解调器24利用电话线12来传送数据包，使其进入或离开因特网接入设备26。
电缆调制解调器24与从CATV同轴电缆引出位置28延伸来的CATV同轴电缆18相连。电缆调制解调器24的内部架构如图5所示。本发明的上述优选实施例中特别重要的一点是，电缆调制解调器24包含有光纤同轴电缆混合系统(hybrid fiber coaxial，HFC)物理(PHY)层30，HFC介质访问控制(MAC)层32，扩展PHY层34，扩展MAC层36，以及单因特网协议(IP)层38。HFC PHY和MAC层30，32可以连接到CATV同轴电缆18上。扩展PHY和MAC层34，36则可以连接到电话线12上。单独IP层38将HFC PHY和MAC层30，32连接到扩展PHY和MAC层34，36上。由此，HFC PHY和MAC层30，32和扩展PHY和MAC层34，36通过电缆调制解调器24的单IP层38在CATV网络22与电话线12之间形成接口。单IP层38经由HFC PHY和MAC层30，32在CATV同轴电缆18之间，以及经由扩展PHY和MAC层34，36在电话线12之间传输IP数据报，而不需要在其之间的任何额外PHY和MAC层上再对IP数据报进行操作处理(例如IP数据报的打包或解包)。
具体地说，扩展PHY层34进行调制和解调功能。下行数据(源发自CATV网络22并终止于因特网接入设备26)由扩展PHY层34调制成预定的格式，例如，频移键控(FSK)、正交调幅(QAM)、四相移键控(QPSK)、码分多址(CDMA)等。上述下行数据随后将通过采用图6和图7所示的调制解调器扩展信道40中的为数字通信系统设计领域技术人员所熟知的通信系统传输电路，被传送到电话线12上。上述下行数据将利用频率复用技术以能够避免POTS信道42和/或频谱分配中的任何其它信道(例如，xDSL信道44)中出现干扰的无干扰方式而进行传输。
从电话线12上的频率复用的复合信号中提取出上行数据(源发自因特网接入设备26并终止于CATV网络22的数据)。通过采用通信系统接收器电路，图6和图7所示的调制解调器扩展信道40中的上行数据将由扩展物理层34恢复，正如数字通信系统接收器设计领域技术人员所熟知的。其中同样可以采用多种调制/解调格式，例如FSK、QAM、QPSK、CDMA等中的一种，来对上行数据进行编码。应注意的是上述上行数据的调制/解调格式并不需要与下行数据的格式相同。此外，调制解调器扩展信道40内的上行和下行数据的调制/解调格式也不需要与CATV网络22内所采用的格式相同。同时，调制解调器扩展信道40内的上行和下行数据还利用频率复用技术避免了彼此之间的干扰。
扩展MAC层36提供了对扩展物理层34和IP层38之间的上行和下行数据传输进行管理的必要接口。扩展MAC层36独立地提供上行和下行功能，以及其它诸如内存管理等各种控制功能。由扩展MAC层36从扩展PHY层34接收来的数据将通过进行例如，但不限于，数据帧和报头抽取，数据帧和报头处理，消息过滤，数据解密，同步化消息发送，以及循环冗余检测(CRC)处理，来进行必要的处理。由扩展MAC层36从IP层38接收并将由扩展PHY层34发送的数据也在扩展MAC层36内通过进行诸如(但不限于)数据加密，消息和数据包转发，时隙管理和数据排队来进行处理。
电缆调制解调器24另外还包括桥接层46内的桥接机构。上述单IP层38将桥接层46连接到HFC PHY和MAC层30，32，并连接到扩展PHY和MAC层34，36上。桥接层46用于辅助在HFC MAC层32与扩展MAC层36之间传输IP数据报。
电缆调制解调器24还可包括一个高速接口以太网PHY层48和一个高速接口因特网MAC层50。如果存在高速接口以太网PHY和MAC层48，50，则高速接口以太网PHY和MAC层48，50可以连接到高速接口双绞线52上。而单IP层38另外将高速接口以太网PHY和MAC层48，50连接到HFC PHY和MAC层30，32以及扩展PHY和MAC层34，36上。
本发明的优选实施例提供了一种向所在位置上存在POTS连接(接入点)54而不存在CATV同轴电缆连接56的的因特网接入设备分配因特网连接的装置。用户设施10内的所有因特网接入设备26，即使只有一个，也能够通过将因特网接入设备26连到POTS连接54上，而经由电缆调制解调器24接入因特网。本发明并不需要任何另外的主机设备(例如，通过电缆调制解调器24外部的高速接口(例如以太网)连接到电缆调制解调器上的专用PC)来提供因特网连接。
参见图8，所示为电缆调制解调器24的内部架构硬件组件图。如图8所示，HFC PHY层30由一个具有HFC调制器60和解调器62的HFC PHY层电路58(例如HFC调制解调器)构成。扩展PHY层34则由一个具有扩展调制器66和解调器68的扩展PHY层电路64(例如，扩展调制解调器)构成。高速接口以太网PHY层48由一个具有高速接口调制器72和解调器74的高速接口PHY层电路70(例如以太网调制解调器)构成。电缆调制解调器组39中的MAC层32，36和50，单IP层38以及高端协议层的功能和控制在一个处理单元76(例如，微处理器，专用集成电路(ASIC)或其它逻辑电路)中实现。处理单元76被连接到HFC PHY层电路58上，以通过HFC MAC层功能78对其进行控制，其还被连接到扩展PHY层电路64上，以通过扩展MAC层功能80对其进行控制，同时还被连接到高速接口PHY层电路70上，以通过高速接口MAC层功能82对其进行控制。处理单元76另外包括对于MAC层功能78，80和82是相同的，用于将PHY层电路58，64和70之间的IP数据报缓存在一个公共缓存器84的IP缓存功能84(即IP缓冲器)。
首先，先讨论当电缆调制解调器24从CATV网络22向因特网接入设备26传送下行数据时的情况。在HFC PHY层电路58中，从CATV同轴电缆18中提取出第一信号。HFC PHY层电路58在HFC解调器62中对该第一信号进行解调，得到第一数据包。HFC解调器62利用诸如FSK，QAM，QPSK，CDMA等多种常用技术中的任何一种对该第一信号进行解调。HFC解调器62随后将上述第一数据包传送给处理单元76。
处理单元76通过从HFC解调器62接收第一数据包并将该第一数据包解码后得到IP数据报，来实现HFC MAC层功能78。而上述IP数据报随后则被存储在IP缓存器84中。
为了实现扩展MAC层84的功能，处理单元76从IP缓存器84中提取出上述IP数据报，并将所提取出来的IP数据报编码为第二数据包。第二数据包随后被传送给扩展PHY层电路64。
在扩展调制器66中，从处理单元76那里接收来第二数据包，并利用诸如FSK，QAM，QPSK，CDMA各种技术中的一种将其调制为第二信号。一旦调制完毕，扩展调制器66把该信号传送到电话线12的调制解调器扩展信道40上。
现在讨论当电缆调制解调器24从因特网接入设备26向CATV网络22传送上行数据时的情况。在扩展PHY层电路64中，从电话线12中提取出第一信号。扩展PHY层电路64在扩展解调器68中对该第一信号进行解调，得到第一数据包。扩展解调器68利用诸如FSK，QAM，QPSK，CDMA等各种常用技术中的某一种对上述第一信号进行解调。扩展解调器68随后把上述第一数据包传送给处理单元76。
处理单元76通过从扩展解调器68接收第一数据包并对其进行解码，从而得到IP数据报来实现扩展MAC层功能80。上述IP数据报随后被存储在IP缓存器84中。
在实现HFC MAC层78的功能的过程中，处理单元76从IP缓存器84提取IP数据报，并将所提取的IP数据报编码为第二数据包。该第二数据包随后被传送给HFC PHY层电路58。
在HFC调制器60中，从处理单元76接收上述第二数据包，并利用诸如FSK，QAM，QPSK，CDMA等各种常用技术中的某一种将其调制为第二信号。一旦调制好之后，HFC调制器60便将该信号传送到CATV网络22的CATV同轴电路18上。
参见图4，因特网接入设备26′可以另选地通过一种高速接口和协议90(例如，以太网，通用串行总线(USB)等)直接与电缆调制解调器24相连。然而，如果CATV同轴电路引出位置28并不在合适的位置上(例如，当位于起居室中靠近电视20的位置上时)，这样通过高速接口90将因特网接入设备26′直接连到CATV同轴电缆上的做法并不是最佳形式。如果因特网接入设备26′是直接连到电缆调制解调器24上的，则其它的因特网接入设备26也能够通过与电话线12连接而接入因特网，而无需经由通过高速接口90与电缆调制解调器24相连的因特网接入设备26′的连接。由此，通过将因特网接入设备26经由POTS连接54和适配器86(如下所述)连接到电缆调制解调器24上，本发明提供了在用户设施10内用电话线12传送所有的数据包的灵活性。由于能够将所有的因特网接入设备26通过POTS连接54连到电缆调制解调器24上，而它们之间只有一个适配器86，这样就避免了现有技术中由于需要通过主因特网接入设备和/或在用户设施10内安装专用的高速线路，诸如双绞以太网线或其它的CATV同轴电缆，所带来的高成本缺点和不便之处。
如上所述的适配器86，被连接到或安装在通过POTS连接54连到因特网上的每个因特网接入设备26内。适配器86滤除掉电话线12上的无用信令，例如POTS语音信令42(如图6和7所示)，使其不能到达因特网接入设备26。适配器86还进行调制和解调功能。其从电话线12上的频率复用的复合信号中提取出调制解调器扩展信道40中的下行数据。所提取出的数据随后被转化为高速接口数据包(例如，以太网数据包)。适配器86利用模拟或数字滤波运算，选择性地去除掉电话线12上的对于因特网接入设备26所不感兴趣的那些信号，诸如POTS42，xDSL 44，以及上行数据。随后其由适配器86作进一步的处理。对剩下的包含有下行数据的频谱进一步进行处理，以提取出基带下行数据。例如，参照图6，适配器86滤掉在F1频率之下和F2频率之上传送的所有信令。参照图7，适配器86滤掉在F2频率之下和F3频率之上所传送的所有信令。
源发自因特网接入设备26的上行数据被调制，并以一种由扩展PHY层34所预定并希望的调制格式和频谱分配方式在电话线12的调制解调器扩展信道40中进行传送。利用对于数字通信系统设计领域的技术人员所熟知的技术，在适配器86中来执行上述发送器和接收器功能(未示出)。假设已知图6和7所示的调制解调器扩展信道40中的传输上行和下行频率分配、已知调制格式和已知通信协议，则可以在适配器86与电缆调制解调器24的扩展PHY和MAC层34，36之间建立双向通信链路。
适配器86内同样也包含有PHY和MAC层(统称为接口87)。适配器MAC层(未单独示出)管理着来往于因特网接入设备26和适配器PHY层(未单独示出)之间的数据传输。适配器86与因特网接入设备26之间的高速数据接口88的类型并不仅局限于本发明任何特定实施例的具体形式，而可以是以太网，USB，RS-232，并行端口，内部数据总线，或为因特网接入设备26提供因特网连接的任何其它连接。例如，可以采用工业标准架构(ISA)或外设部件互连(PCI)总线网络接口卡(NIC)来为因特网接入设备26提供高速数据接口。上述NIC包括电话线，适配器组件，以及数据端口插座(例如，RJ11)。在使用的是因特网设备的情况下，对于本发明也可以采用全集成适配器以及计算装置。
本发明还允许采用图4所示之外的其它形式的配置。系统中可以另外加入其它的远程因特网接入设备。在本例中，图4所示的“基本”配置并不改变，而只是将另外的远程因特网接入设备简单地添加到具有合适的POTS连接54的用户设施10中的任何位置上。
在本发明的上述优选实施例中，电缆调制解调器24(即，高速因特网连接)将成为具有双重功能的独立基本单元，其支持，例如，但不限于，用于获得IP地址的动态主配置协议(DHCP)客户端，以及具有网络地址翻译功能(NAT)，用于为用户设施10内的因特网接入设备26分配IP地址的DHCP服务器等特征。此外，电缆调制解调器24还可以支持防火墙功能，以提供从CATV网络22到电话线12的安全接入。
电缆调制解调器24可以包含的另一种功能是统一消息接发服务器(UMS)。UMS提供了对于语音和电子邮件消息的存储，检索和生成等诸多功能。UMS的主要功能是为所有的用户设施10消息的收集提供一个中心点，能够浏览、回复及转发，包括一些智能过滤和自动化功能。电子邮件消息由UMS从因特网服务提供者(ISP)帐号收集。而UMS提供接收到电子邮件的视觉指示(例如，闪烁的LED)。如果需要的话，也可以在电缆调制解调器所包含的显示器上查看接收到的电子邮件。在电缆调制解调器24中也可以包括语音邮件回放功能。换句话说，不再需要计算机或诸如此类的装置来接收或回复电子邮件或语音邮件消息。另选地，电子邮件和语音邮件也可以通过到UMS的远程访问来进行取阅。可以浏览消息，也可以作出相应的回复。用户可以以本地或远程方式与电话线12相连。然而，远程用户则必须通过防火墙的身份验证。
所有上述特征均是在不需要使用专用的、并一直打开同时连续运行所安装的适当软件的主因特网接入设备的情况下来实现的。
在每个POTS设备连接54以及用户设施10的POTS入口点，均安装有低通滤波器(LPF)92。LPF92用于保护并封锁高速因特网数据信号，使其不与POTS信令42、电话线12、或者用户设施10内部和/或外部与电话线12相连的任何POTS设备14发生干涉。例如，参照图6和7所示的频谱分配图，LPF92转角频率是根据POTS信令42的已知频谱特征来预定的，并被衰减到一个使得所有其它不想要的信令均不在POTS带宽内(例如，所有信令出现在F1频率之上)的可接收水平。
由此，LPF92和适配器86允许，在不因为允许POTS信号42以及高速数据信号40共存于一条公共电话线12上而带来任何损害或限制的情况下，使用POTS设备14以及因特网接入设备26。而在电话线12上利用频率复用技术，可以不相互干扰地同时使用POTS设备14和因特网接入设备26。
在本发明的第一种另选实施例中，图4所示的电缆调制解调器24被替换为另一种高速调制解调器装置。此种高速调制解调器装置具有与图5所示电缆调制解调器相同的基本架构，除了用另选的MAC/PHY接口替换了诸如综合业务数字网络(ISDN)或异步传输模式(ATM)接口调制解调器所使用的HFC MAC/PHY之外。由于在此架构下仍然共享着一个公共的IP层，因此其可以实现与上面相同的优点和特性。
在本发明的第二另选实施例中，图5所示的电缆调制解调器24的扩展PHY和MAC层34，36被配置为(得到一个改进型扩展PHY和MAC层34，36)允许调制解调器扩展信道40上的信号能够无线地传输(例如，通过工业用、科研用以及医用的(ISM)波段收发机，红外数据标准协会(IrDA)收发机等等)。上述改进型扩展PHY层34提供了用于调制和传送下行高速数据的适当的无线电路，以及用于接收和解调调制解调器扩展信道内的上行高速数据的无线电路。利用频率复用方法，在无线频谱内，以一种最小化来自于任何其它通信信号的干扰的方式，适当地分配调制解调器扩展信道40。改进型扩展PHY和MAC层34，36支持电缆调制解调器24与改进型适配器之间的无线传输链路。在此第二另选实施例中，改进型适配器86包含有一个代替了电话线接口87的无线收发器PHY/MAC接口87’。改进型适配器PHY层(未示出)包含有用于接收和解调高速下行数据，以及调制和传送高速上行数据的相应的无线电路。该改进型适配器86’被连接到因特网接入设备26上，以提供所需的因特网连接。在第二实施例中，可以在不需要或使用电话线12和/或任何其他线路的情况下建立无线因特网连接。
在本发明的第三另选实施例中，图5所示的电缆调制解调器24的扩展PHY和MAC层34，36被配置成(得到改进型PHY和MAC层34’，36’)能够在用户设施交流(AC)动力干线上传送调制解调器扩展信道40。该改进型扩展PHY层34′提供了用于在调制解调器扩展信道40内调制和传送下行高速数据的适当的通信电路，以及用于接收和解调上行高速数据的通信电路。调制解调器扩展信道40以一种最小化任何其它现有的通信或AC动力信号的干扰的方式适当地分配在AC动力干线的频谱范围内。改进型扩展PHY和MAC层34，36支持电缆调制解调器24与改进型适配器86之间的AC动力线传输链路。在本第三另选实施例中，改进型适配器86包含有一个代替了电话线接口87的动力线收发器PHY/MAC接口87’。改进型适配器PHY层(未示出)包含有相应的用于接收及解调高速下行数据，以及调制和传输高速上行数据的通信电路。上述改进型适配器86被连接到因特网接入设备26上，以提供所需的因特网连接。在本第三另选实施例中，因特网接入是建立在现有的AC动力干线上，不使用或需要电话线12。
在本发明的第四另选实施例中，电缆调制解调器24包含有图5的结构图所示的多种元件，增加了PHY层94和MAC层96(统称为“附加PHY/MAC接口”)。此附加PHY/MAC接口允许利用除电话线12之外的某种另选传输介质98来传输调制解调器扩展信道40。附加PHY/MAC接口支持电缆调制解调器24与因特网接入设备26之间的传输链路，而上述除电话线12之外的另选传输介质98可以是，例如(但不限于)无线射频链路、无线红外链路、以及AC动力干线链路。因特网接入设备26可以通过电话线12或另选的传输介质98连接到因特网上。
尽管本说明书是结合具体的实施例来对本发明进行说明的，但是对本领域的技术人员来说，很明显其还具有其它的优点和变型。因此本发明并不局限于上面所图示和说明的具体细节、代表性装置，以及示例性的实例。本领域的技术人员可以在上述说明的基础上，很容易地作出一些变型和修改。因此，应理解的是本发明并不仅仅局限于上述说明，而是应该包含所附权利要求所确定的精神和范围内的各种变型和修改。
Claims (11)
1.一种调制解调器，用于以单一装置的形式，通过因特网服务提供者网络以及公共交换电话网络内的用户设施电话线，来提供因特网接入，其特征在于包括：
可连接到因特网服务提供者网络上的因特网服务提供者网络的物理层和因特网服务提供者网络的介质访问控制层；
可连接到用户设施电话线上的扩展物理层和扩展介质访问控制层；
用于将因特网服务提供者网络的物理层和介质访问控制层连接到扩展物理层和扩展介质访问控制层上的单因特网协议层，其中因特网协议数据报经由因特网服务提供者网络的物理层和介质访问控制层以及经由扩展物理层和扩展介质访问控制层在因特网服务提供者网络和用户设施电话线之间传送，而不需要在之间的任何其它物理层和介质访问控制层上对因特网协议数据报进行操作处理。
2.根据权利要求1所述的调制解调器，其中，还包括高速接口物理层和高速接口介质访问控制层，其中所述单因特网协议层另外将所述高速接口物理层和高速接口介质访问控制层连接到因特网服务提供者网络的物理层和介质访问控制层以及扩展物理层和扩展介质访问控制层上。
3.根据权利要求1所述的调制解调器，其中，所述单因特网协议层另外将桥接层连接到因特网服务提供者网络的物理层和介质访问控制层以及扩展物理层和扩展介质访问控制层上，其中所述桥接层有助于在跨越所述单因特网协议层的因特网服务提供者网络的介质访问控制层与扩展介质访问控制层之间传送因特网协议数据报。
4.根据权利要求1所述的调制解调器，其中，所述用户设施电话线具有至少一个接入点，至少一个因特网接入设备通过适配器连接在其上。
5.根据权利要求1所述的调制解调器，其中，因特网服务提供者网络的物理层和介质访问控制层以及扩展物理层和扩展介质访问控制层包括用于将因特网协议数据报分别传送给因特网服务提供者网络和用户设施电话线的通信系统传输电路。
6.根据权利要求1所述的调制解调器，其中，还包括可连接到一种另选传输介质上的附加扩展物理层和附加扩展介质访问控制层，其中所述单因特网协议层将该附加扩展物理层和附加扩展介质访问控制层连接到因特网服务提供者网络的物理层和介质访问控制层以及扩展物理层和扩展介质访问控制层上。
7.根据权利要求6所述的调制解调器，其中，所述另选传输介质为无线射频链路。
8.根据权利要求6所述的调制解调器，其中，所述另选传输介质为无线红外链路。
9.根据权利要求6所述的调制解调器，其中，所述另选传输介质是交流动力干线链路。
10.根据权利要求1所述的调制解调器，其中：
在因特网服务提供者网络的物理层中：
从因特网服务提供者网络中提取第一信号；
将上述第一信号解调得到第一数据包；以及
将该第一数据包传送给因特网服务提供者网络的介质访问控制层；在因特网服务提供者网络的介质访问控制层中：
从上述因特网服务提供者网络的物理层接收第一数据包；
对上述第一数据包进行解码得到因特网协议数据报；以及
将上述因特网协议数据报传送给位于单因特网协议层中的因特网协议缓存器；在扩展介质访问控制层中：
从上述因特网协议缓存器提取因特网协议数据报；
将上述因特网协议数据报编码为第二数据包；以及
将上述第二数据包传送给扩展物理层；在扩展物理层中：
从扩展介质访问控制层接收上述第二数据包；
将上述第二数据包调制为第二信号；以及
将上述第二信号传送到用户设施电话线上。
11.根据权利要求1所述的调制解调器，其特征在于：在扩展物理层中：
从用户设施电话线接收第一信号；
对第一信号进行解调得到第一数据包；以及
将上述第一数据包传送给扩展介质访问控制层；在扩展介质访问控制层中：
从扩展物理层接收第一数据包；
对上述第一数据包进行解码得到因特网协议数据报；以及
将上述因特网协议数据报传送给位于单因特网协议层中的因特网协议缓存器；在因特网服务提供者网络的介质访问控制层中：
从因特网协议缓存器中提取出因特网协议数据报；
将上述因特网协议数据报编码为第二数据包；
将上述第二数据包传送给因特网服务提供者网络的物理层；在因特网服务提供者网络的物理层中：
从因特网服务提供者网络的介质访问控制层接收上述第二数据包；
将上述第二数据包调制为第二信号；以及
将上述第二信号传送到因特网服务提供者网络上。
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