CN1325579A - 利用电话线的数据通信网络及其适用的数据收发信机 - Google Patents

Abstract

一种数据通信系统,其中多个数据终端可连至电话电缆,及多个数据终端中的每一个能够将语音信号和LAN数据进行多路复用以便通过电话电缆发送多路复用的信号并且能够接收另一个多路复用的信号以便将这一信号多路转换为语音信号和LAN数据信号。该数据通信网络包括一个集线器(10)、一个中心模块(20)和多个室内子系统(30),并且允许多个室内子系统(30)中的每一个发送数据信号至外部数据网络及自其中接收数据信号以及发送语音信号至外部电话网及自其中接收语音信号。该中心模块(20)通过四芯电话电缆连至多个室内子系统(30),及通过相应的预定通道连至集线器(10)和外部电话网,其中四芯电话电缆中的每一条提供给室内子系统(30)中的每一个。中心模块(20)将来自集线器(10)的下行数据信号和来自外部数据网络的下行电话信号进行多路复用以便通过相应的电话电缆的第一线对将多路复用的下行信号发送至多个室内子系统(30)中的一个。还有,中心模块(20)从相应的电话电缆的第一线对中提取与下行数据信号混合的上行语音信号以便发送至外部电话网以及通过相应的电话电缆的第二线对接收上行数据信号以便发送至集线器(10)。

Description

利用电话线的数据通信网络 及其适用的数据收发信机

本发明涉及数据通信系统。本发明具体地涉及一种通过家庭或办公室中已有的电话接线同时发送和接收语音信号和LAN数据两者的数据通信网络。还有，本发明针对通信网络中使用的数据收发信机。

因特网用作收集和发送不同信息的装置已经成为一种不可缺少的通信网络。任何个人访问因特网的最普通方法是使用拨号调制解调器通过公共业务电话网络(PSTN)进行访问。根据该方法，数字数据转换为模拟信号并且通过铜线发送。然而，通过PSTN传输数据的效率低，即实际上不可能以高于56kbps的速率发送数据。其结果是PSTN无法以足够的高速率携带动画信号或大量文本数据。作为增加数据率的选代例子，广泛地使用通过综合业务数字网络(ISDN)的因特网访问。由于当今可用的ISDN仍然是一个基于铜线的电路交换网，所以与PSTN比较，ISDN并不能很大地增加数据率。

已经完成了数个利用光网络的用于增加数据率的方案。理想的光网络是光缆至家(FTTH)网络，其中光缆单独地铺至每个家庭。然而，FTTH网络的缺点是每个家庭必须配备一个光网络单元(ONU)。此外，它要求很多费用和时间来安装光缆至每个家庭，因此家庭内每个用户不可能在很短时间内通过FTTH网络从家庭内访问因特网。由此建议了另一个光缆至路缘(FTTC)网络，其中多个家庭分享一条光缆。在FTTC网络中，光缆铺至在路边安装ONU的路缘处，而一条铜线将ONU与顾客家庭中的电器连接起来。FTTC的优点在于能够减少每个家庭的经济负担，因为能够分享光缆和ONU。然而，FTTC网络仍然具有缺点，即必须将光缆安装至路缘处并且需要ONU。

由此，另一个方案将重点放在利用现有有线电视网络或铜线上而不是利用光缆。在利用有线电视网络的因特网用户网络中，有线电视系统的用户购买一个有线调制解调器并且将它安装于计算机上以便访问因特网。然而在大多数国家中，有线电视还不是足够地普及，所以大多数家庭用户要利用有线电视网络来欣赏有线电视和使用高速因特网服务还需要等待相当长时间。利用连至ONU的光网络和通过同轴光缆将ONU与每个家庭连接的混合同轴光缆(HFC)网络具有类似问题。

按照数字用户环路(DSL)系统，根据数字调制方案而不是模拟调制方案来调制数据并且通过PSTN进行发送，任何业务区域的交换局必须配备DSL设备以及交换局必须通过高速专用线连至因特网。其结果是因特网业务供应商而不是电话业务供应商在实施这类系统中具有某些实际困难。

在这方面，1998年6月1日由INLINE COMMUNICATIONCORPORATION递交的名为“双绞线通信系统”的国际专利申请WO98/54901公开了一种系统，其中将语音信号和数据信号混合以便通过双绞线传输，然后分别使用高通滤波器和低通滤波器将该混合信号分离。根据该通信系统，可以付出低投资而容易地实施一个高速因特网用户网络，因为该网络利用早已安装于家庭中或办公大楼中的电话接线。

在这类通信系统中，包括自计算机送至外部数据网络的上行数据信号、自外部数据网络送至计算机的下行数据信号、以及上行和下行语音信号在内的所有信号基本上都通过单条双绞线进行发送。即使语音信号的频带几乎与曼彻斯特编码的数据信号不同，也不能说这些信号彼此完全互不干扰。同时无需提及，低通滤波器和高通滤波器的截止特性是不完善的。因此，与数据信号一起发送的语音信号成为数据信号中的噪音，它对系统的通道容量或数据率有负面影响。

为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种数据通信系统，其中多个数据终端可以连至一条电话电缆以及多个数据终端中的每一个能够将语音信号和LAN数据进行多路复用以便通过电话电缆发送多路复用的信号并且能够接收另一个多路复用的信号从而将这一信号多路转换为一个语音信号和一个LAN数据信号，可以使它们的数据率最高，尤其在上行和下行话务不对称的情况下更是如此。

本发明的另一个目的是在能够通过单条电话电缆连接和发送语音信号和LAN数据的通信网络中提供一种数据收发信机，用于允许将多个数据终端连至电话电缆。

一种用于达到以上目的中一个目的的数据通信网络包括一个集线器、一个中心模块以及多个室内子系统，并且允许多个室内子系统中的每一个发送数据信号至外部数据网络及自其中接收数据信号，以及发送语音信号至外部电话网及自其中接收语音信号。

中心模块通过相应的四芯电话电缆连至多个室内子系统和分别通过预定通道连至集线器和外部电话网，其中每条电缆提供给多个室内子系统中的每一个。中心模块将来自集线器的下行数据信号和来自外部数据网络的下行电话信号进行多路复用，从而通过相应的电话电缆中的第一线对发送多路复用的下行信号至多个室内子系统中的一个。还有，中心模块从相应的电话电缆的第一线对中提取与下行数据信号混合的上行语音信号以便发送至外部电话网并且从相应的电话电缆的第二线对中接收上行数据信号以便发送至集线器。

室内子系统中的每一个包括至少一个墙上插座和一个用户模块。该墙上插座连至四芯电话电缆并且具有一个具有插座形状的用户模块连接端口。该墙上插座还包括一个交换终接电路，用于当数据终端通过与墙上插座连接的用户模块进行连接时防止数据信号在与中心模块相反的方向内传进或传出。

用户模块具有一个用于与用户模块连接端口啮合的插头，并且允许将选自包含电话、数据终端和它们的组合在内的一组中的一个连至相应的电话电缆。在用户模块中，数据终端连接端口允许将数据终端连至四芯电话电缆。电话连接端口允许将电话连至四芯电话电缆。一个高通滤波器通过墙上插座和插头接收多路复用的下行信号，并且选择性地传送下行数据信号以便提供下行数据信号给数据终端连接端口。一个低通滤波器接收多路复用的下行信号，并且选择性地传送下行语音信号以便提供下行语音信号给所述电话连接端口。

最好利用串联扩展模块或并联扩展模块来实施数据通信网络，这两种模块都与以上对象彼此相关。并联扩展模块位于中心模块与至少一个墙上插座之间，在电话接线串联地实行路由接线的情况下，它用于增加能够同时连至中心模块的墙上插座的数量。还有，串联扩展模块位于并联扩展模块或中心模块与至少一个墙上插座(40)之间，在电话接线以并联方式实行路由接线的情况下，它用于增加能够同时连至所述中心模块的所述墙上插座的数量。

在数据通信网络中，数据信号和语音信号在四芯电缆中是频分多路复用的，并且在每个设备的接收段由相应的滤波器分离出来。因此，有可能通过一条四芯电话电缆传送数据信号和语音信号两者。

参照附图对本发明的优选实施例的描述能使本发明的以上目的和优点更为明显，附图中：

图1阐述根据本发明的数据通信网络的实施例；

图2是图1中所示中心模块的电路图；

图3是图1中所示墙上插座的电路图；

图4是图1中所示用户模块的电路图；

图5是用户模块的优选实施例的透视图；

图6是图1中所示并联扩展模块的电路图；

图7是图1中所示串联扩展模块的电路图；

图8阐述根据本发明的室内网络的例子；

图9阐述根据本发明的室内网络的另一个例子；及

图10阐述根据本发明的室内网络的又一个例子。

参照图1，一个适合于实施因特网用户网络的根据本发明的数据通信网络的优选实施例包括一个交换集线器10、一个中心模块20和多个室内子系统30。图1的网络可以安装于每个公寓房内、公寓房的走廊内、或者办公大楼中的每一层或每个办公室内。在网络安装于公寓房内的情况下，交换集线器10和中心模块20可以位于或靠近公寓房的主分配架(MDF)处。类似地，当网络安装于办公大楼内时，交换集线器10和中心模块20可以位于大楼的MDF内或大楼的通信间内或靠近它。

在本发明优选实施例中，交换集线器10和中心模块20由因特网业务供应商(ISP)安装和维护。交换集线器10根据TCP/IP协议或以太网协议连至因特网业务供应商的主系统以便交换因特网话务。交换集线器10通过中心模块20把从因特网收到的下行话务传输至室内子系统30中的一个，它专用于话务中包含的具体地址。交换集线器10还通过中心模块20接收来自室内子系统30的上行话务，并且重新生成这一信号的信号电平以便将重新生成的信号发送至因特网。

中心模块20在其前面板上具有一个准备连至交换集线器10的RJ-45端口以及多个准备通过四芯电话电缆连至室内子系统的RJ-11端口。中心模块20在其后面板上还包括一个37芯接插件，并且通过该接插件与公共业务电话网(PSTN)连接。中心模块20把来自交换集线器10的下行数据信号和来自PSTN的下行语音信号进行多路复用以便将多路复用的信号传输至合适的室内子系统30。中心模块20还将通过相应的四芯电话电缆自室内子系统30中的每一个子系统收到的信号多路转换为上行数据信号和上行语音信号以便将数据信号发送至交换集线器10和将语音信号发送至PSTN的交换机。然而，在网络安装于配备有专用自动小交换机(PABX)的大楼内的情况下，中心模块20可以通过该PBX与PSTN连接。在本实施例中，四芯电话电缆中的一对线对用于将上行和下行数据信号中的一个与语音信号一起发送，而另一对线对则用于发送上行和下行数据信号中的另一个。

室内子系统30中的每一个子系统安装于每个家庭内或办公大楼的每一层。为描述简便起见，以下假设室内子系统30安装于每个家庭内。室内子系统30包括墙上插座40a至40e(以下除需要具体地指出者之外，一般简单地用“40”标示它们)及用户模块50a、50c和50e(以下除需要具体地指出者之外，一般简单地用“50”标示它们)。安装于房内墙上和类似于通常电话插座的墙上插座允许用户使用用户模块50将用户电器即数据终端90和/或电话进行连接。当插入墙上插座40时，用户模块50把来自数据终端90的上行数据信号和来自电话92的语音信号进行多路复用，并且将收到的下行信号多路转换为下行数据信号和下行语音信号以便分别向数据终端90和电话92提供这些信号。

另一方面，可以如图所示地连接室内子系统30的墙上插座40a至40e。然而，如下所述，最好不将任何数据终端连至墙上插座40b、40d和40e，这三个插座位于连至电话92的插座40a和40c之后，因为考虑到即使电话92也可能会由于连至这些墙上插座而造成任何数据碰撞。因此，在室内子系统30内提供了并联扩展模块60或串联扩展模块70以使多个数据终端能够同时连至网络。并联扩展模块60增加用于在具有并联接线方案的室内子系统30内连接数据终端的端口的数量。串联扩展模块70增加用于在串联接线的室内子系统内连接数据终端的端口的数量。

根据本发明的数据通信网络可以利用早已安装的电话电缆而实施于传统大楼内，也可实施于新大楼内。当该网络实施于传统房内或办公大楼内时，在传统电话电缆以并联方式进行路由接线的情况下，最好采用并联扩展模块60来扩展用于连接数据终端的端口，而在传统电缆以串联方式进行路由接线的情况下，最好采用串联扩展模块70来扩展端口。当然，决定于大楼内的电话接线方案或准备使用的数据终端的数量，室内子系统30可以同时利用至少一个并联扩展模块60和至少一个串联扩展模块70两者。

图2详细地显示中心模块20的实施例。中心模块20包括一个交换集线器连接端口22、一个外在电话线连接端口24、一个高通滤波器(HPF)26和一个低通滤波器(LPF)28。在优选实施例中，用于选择性地传送数据信号的HPF26具有100千赫(kHz)的截止频率，而用于选择性地传送语音信号的LPF28具有10kHz的截止频率。交换集线器连接端口22中的两个发送端口TX+和TX-通过HPF26连至室内电话电缆的第一线对L11，而两个接收端口RX+和RX-则直接连至第二线对L12。外在电话线连接端口24的端口RING和TIP通过LPF28连至第一线对L11。

通过第一线对L11自室内子系统30收到的多路复用的信号由HPF26和LPF28进行多路转换。由HPF26选择的上行数据信号通过交换集线器连接端口22的端口TX+和TX-发送至交换集线器10以及由LPF28选择的上行语音信号通过外在电话线连接端口24发送至PSTN交换机。而来自交换集线器的下行数据信号通过第二线对L12传输至室内子系统30。还有，自外在电话线收到的下行语音信号通过第一线对L11传输至室内子系统30。

图3详细地显示墙上插座40的实施例。墙上插座40包括一个用户模块连接端口42和一个终接和交换电路44。终接和交换电路44包括一个交换单元46和一个LPF48。用户模块连接端口42具有四个用于接纳用户模块突起的孔和四个分别在各孔内形成的端口42a至42d，以使根据本发明的用户模块50或传统的电话插头能够插入并且与其在电气上连接。同时根据本发明的用户模块50划分为两类：一种类似于如图1中所示的传统电话插头的电话连接专用模块50e和一种用于只将数据终端或将数据终端与电话一起连至电话电缆的通用模块50a或50c。下面将描述墙上插座40的操作。

在电话连接专用模块50e或传统电话插头插入墙上插座40的孔内的情况下，交换单元46的各开关切换至图3中所示各位置。此时中心模块侧的第一和第二线对L41和L42连至用户模块连接端口42的端口42a至42d和后侧的线对L51和L52。因此可以通过图中所示墙上插座40及与其相连的电话来设置语音通道，而另一个电话或数据终端可以安装于墙上插座40之后。

在通用用户模块50a或50c插入墙上插座40的孔内的情况下，交换单元46的各开关切换至与图3中所示相反的各位置。此时中心模块侧的第一和第二线对L41和L42连至用户模块连接端口42的端口42a至42d，通过用户模块50a或50c连至用户模块连接端口42的数据终端能够完成与交换集线器的数据通信。然而，由于LPF48的作用，来自中心模块侧的第一线对L41的下行数据信号无法传输至后侧的第一线对L51。来自后侧的第一线对L51的上行数据信号也无法传输至中心模块侧的第一线对L41，因为它们在电气上是彼此隔离的。另一方面，可以为安装于后侧的电话设置一条语音通道，即沿着线对L51的通道，因为在低频下中心模块侧的第一线对L41与后侧的第一线对L51在电气上相连。因此当通用用户模块50a或50c插入墙上插座40的孔内时，位于这一墙上插座之后的任何墙上插座都无法用于数据通信而只能用于语音通信。

在优选实施例中，为墙上插座40提供了单独的开关，以使交换单元46根据插入墙上插座40内的用户模块50的类型来进行切换。这类开关的一个例子是拨动式开关，用户能够根据用户模块50的类型来使用它手动地改变开关位置。而在另一个例子中，在墙上插座40中提供了一个压力传感器开关以及在通用用户模块的前表面上形成一个用于压迫该压力传感器的突起。在交换单元46的操作中，单独的开关生成一个交换控制信号CONT以使交换单元46能响应于交换控制信号CONT而改变其开关位置。选代地，可以机械地改变其开关位置。

在图3的墙上插座40中，LPF48的电感器除用于选择性地传送电话信号而进行滤波操作之外还完成中心模块侧的第一和第二线对L41与后侧的L51之间以及第一线对L41与用户模块连接端口42之间的阻抗匹配操作。这一阻抗匹配操作便利于长途传输数据及用于减轻由于家庭内电话电缆过长而可能引起的对数据通信的限制。

图4详细地阐述图1的用户模块50的实施例。用户模块50包括一个插头52、一个数据终端连接端口54、一个HPF56、一个电话连接端口58和一个LPF59。图5是用户模块50的优选实施例的透视图。如图中所示，用户模块50基本上具有六面体的形状以及具有由四个在前表面突出的接插件组成的插头。在用户模块50的一侧提供了数据终端连接端口54，即RJ-45接插件。此外，在用户模块50的底表面上提供了电话连接端口58，即RJ-11接插件。

回来参照图4,HPF56具有100kHz的截止频率以便选择性地传送数据信号及LPF59具有10kHz的截止频率以便选择性地传送语音信号。数据终端连接端口54的端口RX+和RX-分别通过HPF56连至插头52的第一和第二端口52a和52b。数据终端连接端口54的端口TX+和TX-分别连至插头52的第三和第四端口52c和52d。电话连接端口58的RING和TIP端口分别通过LPF59连至插头52的第一和第二端口52a和52b。

通过数据终端连接端口54的端口RX+和RX-自连至它的数据终端中收到的上行数据信号提供给插头52的第一和第二端口52a和52b。因此在插头52的第一和第二端口52a和52b处将上行数据信号和上行语音信号混合或频分多路复用以便准备发送至中心模块20。还有，LPF59选择通过插头52的第一和第二端口52a和52b接收的下行语音信号，并且通过电话连接端口58传输至电话。此处HPF56用于阻止第一线对中信号的语音信号部分传输至连至数据终端连接端口54的数据终端中。同时通过插头52的第三和第四端口52c和52d自LAN收到的下行数据信号将会通过数据终端连接端口54的TX+和TX-端口发送至数据终端。

图6详细地阐述并联扩展模块的实施例。图6中这一用于并联地扩展数据终端连接端口的模块包括一个集线器62，HPF64、66和67以及LPF68。在优选实施例中，并联扩展模块60附加地包括一个用于连接电话的电话连接端口69。集线器62包括一个连至中心模块侧的电话电缆的上行端口及分别连至第一和第二通道的电话电缆的第一和第二下行端口。

上行端口的TX+和TX-端口通过HPF64连至中心模块侧的电话电缆的第一线对L11，以及它的RX+和RX-端口直接连至第二线对L12。第一下行端口的RX+和RX-端口通过HPF66连至第一通道的电话电缆的第一线对L21，以及它的TX+和TX-端口直接连至第二线对L22。第二下行端口的RX+和RX-端口通过HPF67连至第二通道的电话电缆的第一线对L31，以及它的TX+和TX-端口直接连至第二线对L32。同时LPF68连接于第一线对L11与第一和第二通道的各第一线对L21和L31之间。

在中心模块侧的第一线对L11内的信号中，通过LPF68将下行语音信号选择性地旁路，并且该下行语音信号与第一和第二通道的各第一线对L21和L31中的下行数据信号相混合。在第一和第二通道的各第一线对L21和L31内的信号中，通过LPF68将上行语音信号选择性地旁路，并且该上行语音信号与中心模块侧的第一线对L11中的上行数据信号相混合。同时自中心模块侧的第二线对L12收到的下行数据信号由集线器62进行多路转换以便准备发送至第一和第二通道的各第二线对L22和L32。在自第一和第二通道的各第一线对L21和L31中收到的上行混合信号中，由HPF66和67选择上行数据信号，并且由集线器62进行多路复用以便准备发送至中心模块侧的第一线对L11。

图7详细地阐述图1的串联扩展模块70的实施例。图7中这一用于串联地扩展数据终端连接端口的模块包括一个集线器72，HPF74和76、一个LPF77、一个数据终端连接端口78和一个电话连接端口79。集线器72包括一个连至中心模块侧的电话电缆的上行端口及第三和第四下行端口。上行端口的TX+和TX-端口通过HPF74连至中心模块侧的电话电缆的第一线对L21，以及它的RX+和RX-端口直接连至第二线对L22。第三下行端口的RX+和RX-端口连至位于串联扩展模块70之后的电话电缆的第一线对L41，以及它的TX+和TX-端口直接连至第二线对L42。集线器72的第四下行端口连至数据终端连接端口78。同时LPF68位于第一线对L21与第一线对L41之间。

在中心模块侧的第一线对L21内的信号中，通过LPF77将下行语音信号选择性地旁路，并且该下行语音信号与第一线对L41中的下行数据信号相混合。下行语音信号还提供给电话连接端口79。在第一线对L41内的混合信号中，通过LPF77将上行语音信号选择性地旁路，并且该上行语音信号与中心模块侧的第一线对L21中的上行数据信号相混合。同时集线器72把自中心模块侧的第二线对L22中收到的下行数据信号进行多路转换以便准备发送至数据终端连接端口78或第二线对L42。在自第一线对L41中收到的上行混合信号中，由HPF76选择上行数据信号，并且由集线器72进行多路复用以便准备发送至中心模块侧的第一线对L21。

在以上描述的数据通信网络中，语音信号和数据信号被多路复用并且在发送时它们之间不存在干扰。在语音信号通道的情况下，只当任何一个电话处于摘机状态或(各)电话收到呼叫时才存在话务。然而，无论是否通过PSTN设置呼叫通道，数据信号通道可以始终是工作的。换言之，根据本发明的利用室内电话接线的数据通信网络将PSTN的开关旁路并且通过集线器10直接连至因特网业务供应商的主机。因此数据通信网络犹如一条高速专用线在工作。具体地，数据终端连接端口54和78可以连至网络适配器例如数据终端即个人计算机的以太网适配器。在这类系统内，根据以太网协议传输数据。

图8阐述根据本发明的的大楼内的网络例子。在图8所示网络中，多个墙上插座40串联地沿着电话电缆连接。LAN用户的个人计算机连至墙上插座40中的一个，而多个电话连至其他墙上插座40中的某些插座。当将电话连至墙上插座40时，用户可以或者使用电话插头99或者使用根据本发明的通用用户模块50。

对于每一台电话，通过电话电缆的第一线对来发送或接收语音信号。同时用户模块50将由个人计算机的以太网适配器发送的上行数据信号与语音信号混合并且通过电话电缆发送至中心模块。来自中心模块的下行数据信号通过用户模块50提供给个人计算机。此处终接和交换电路44在各线对的各部分之间进行阻抗匹配以实现信号的长途传输。还有，终接和交换电路44把传输至电话的数据信号加以阻塞以及使用电话中的电容器来阻止高频数据信号的衰减。因此用户可以将连至个人计算机的用户模块50放置于并且连至任意的墙上插座40。

图9阐述根据本发明的大楼内网络的另一个例子。在图9所示网络中，各设备串联地沿着电话电缆连接。具体地，多个用户能够将他们的计算机连至网络以便使用LAN。如果多台计算机准备这样地连至网络，则除最后一台计算机以外的所有计算机都通过使用图7的串联扩展模块70连至电话电缆。如参照图7所描述的，串联扩展模块70把来自位于模块70之后的电缆的和来自数据终端连接端口的上行LAN数据信号进行多路复用以便将多路复用的信号发送至中心模块，并且将下行LAN数据信号进行多路转换以便将多路转换的信号发送至位于模块70之后的电缆或发送至连至数据终端连接端口的计算机。

图10阐述根据本发明的大楼内网络的又一个例子。在图10所示网络中，电话电缆以并联模式进行路由接线，及多个用户能够将他们的计算机连至网络以便使用LAN。当多台计算机准备连至以并联模式路由接线的电话电缆时，如果并联扩展模块60安装于该节点内，则各计算机可以在每个分支处连至电话电缆。

虽然以上已经详细地描述了本发明，但应该知道以上的描述只是阐述性的而不是限制性的。专业人员知道可在不背离本发明实质或主要特性的情况下作出许多明显的修改。

例如，优选实施例中通过其中发送上行数据信号的电话电缆的第一线对来传送语音信号，而选代地，通过其中发送下行数据信号的电话电缆的第二线对来传送语音信号。在这一选代例子中，通过对下行信号而不是上行信号实行高通滤波而将数据信号进行分频多路复用或者将数据信号与语音信号一起进行多路转换。对于其上行数据话务小于下行数据话务的普通用户而言，最好将语音信号与上行数据信号一起传送，而对于其下行数据话务小于上行数据话务的用户而言，最好将语音信号与下行数据信号一起传送。

还有，在以上所述实施例中，双端口集线器62和72分别应用于并联扩展模块60和串联扩展模块70中，同样可以应用具有多于两个端口的多端口集线器。当然，并联扩展模块60和串联扩展模块70也可同时应用于网络中。

在另一个选代实施例中，语音信号可以通过第一和第二线对两者发送。可以将LPF附加至以上所述的网络的第二线对中而容易地实施这一实施例。在这一情况下，第一线对携带第一通道的语音通道和下行数据信号，以及第二线对携带第二通道的语音信号和上行数据信号。因此有可能通过使用一条四芯电话电缆同时设置一条双向数据通道和两条语音通道。

另一方面，曾经以家庭内访问因特网的方式来描述数据通信网络，但本发明的网络同样可以应用于办公大楼或工厂。此外，根据本发明的数据通信网络可用于实施一个办公LAN或家庭自动系统而不是访问因特网。在包括所附权利要求书的说明书中，“室内系统”一词应该设想为用于描述包括以上应用场合的一般级别的系统。

已经在优选实施例及其选代例子中描述和解释了本发明的原理，很明显，能够在不背离这类原理的情况下在布置和细节上修改本发明。我们对处于所附权利要求书的实质和范围之内的所有修改和变动提出权利要求。

工业可应用性

本发明便利于在办公大楼内、公寓房内、购物中心内或宾馆内通过使用早已安装的电话接线来实施10MHz级别的高速以太网。该网络在双工运行方面尤其有利。

此外，由于可以使用串联扩展模块或并联扩展模块来增加用于连接顾客电器的LAN端口的数量，多个用户能够同时使用数据通信业务例如因特网业务。

Claims (9)

1．一种包括多个室内子系统(30)并且连至外部数据网络和外部电话网的数据通信网络，当发送语音信号至外部电话网和自其中接收语音信号时用于允许所述多个室内子系统(30)发送数据信号至外部数据网络和自其中接收数据信号，所述网络包括：

一个连至外部数据网络的集线器(10)；

一个通过四芯电话电缆连至多个室内子系统(30)，及分别通过各预定通道连至所述集线器(10)和外部电话网的中心模块(20)，其中所述四芯电话电缆中的每一条提供给多个室内子系统(30)中的每一个，所述中心模块用于把来自所述集线器(10)的下行数据信号和来自外部数据网络的下行电话信号进行多路复用以便通过相应的电话电缆的第一线对将多路复用的下行信号发送至所述多个室内子系统(30)中的一个，以及用于从所述相应的电话电缆的第一线对中提取与下行数据信号混合的上行语音信号以便将其发送至外部电话网和用于通过所述相应的电话电缆的第二线对来接收上行数据信号以便将其发送至所述集线器(10)；

其中所述室内子系统(30)包括：

至少一个连至所述四芯电话电缆和具有用户模块连接端口(42)的墙上插座(40)，其中用户模块连接端口(42)具有插座形状；及

一个具有用于与所述用户模块连接端口(42)啮合的插头(52)的用户模块(50)，用于允许将选自包含电话、数据终端和它们的组合在内的一组中的一个连至所述相应的电话电缆。

2．如权利要求1中所要求的网络，其中所述墙上插座(40)还包括：

一个切换的终接电路(44)，当所述数据终端通过与所述墙上插座(40)啮合的所述用户模块(50)进行连接时，用于阻止数据信号在与所述中心模块(20)相反的方向内传进或传出。

3．如权利要求1中所要求的网络，其中所述用户模块(50)还包括：

一个数据终端连接端口(54)，用于将所述数据终端连至所述四芯电话电缆；

一个电话连接端口(58)，用于将所述电话连至所述四芯电话电缆；

一个高通滤波器(56)，用于通过所述墙上插座(40)和所述插头(52)接收多路复用的下行信号及选择性地传送下行数据信号以便将下行数据信号提供给所述数据终端连接端口(54)；及

一个低通滤波器(59)，用于接收多路复用的下行信号及选择性地传送下行语音信号以便将下行语音信号提供给所述电话连接端口(58)。

4．如权利要求1中所要求的网络，其中所述室内子系统(30)中的至少一个还包括：

一个位于所述中心模块(20)与所述至少一个墙上插座(40)之间的并联扩展模块(60)，用于增加能够同时连至所述中心模块(20)的所述墙上插座(40)的数量。

5．如权利要求4中所要求的网络，其中所述室内子系统(30)中的至少一个还包括：

一个位于所述并联扩展模块(60)与所述至少一个墙上插座(40)之间的串联扩展模块(70)，用于增加能够同时连至所述中心模块(20)的所述墙上插座(40)的数量。

6．如权利要求1中所要求的网络，其中所述室内子系统(30)中的至少一个还包括：

一个位于所述中心模块(20)与所述至少一个墙上插座(40)之间的串联扩展模块(70)，用于增加能够同时连至所述中心模块(20)的所述墙上插座(20)的数量。

7．一种位于第一至第三传输线(L10、L20、L30)之间的数据收发信机，用于自所述第一传输线(L10)接收下行数据信号和下行语音信号以便发送这些信号至所述第二和所述第三传输线(L20、L30)以及自所述第二和所述第三传输线(L20、L30)中的至少一条接收上行数据信号和上行语音信号以便发送这些信号至所述第一传输线(L10)，其中所述传输线中的每一条包括两对线对(L11、L12、L21、L22、L31、L32)，所述数据收发信机包括：

一个包括上行端口及第一和第二下行端口的集线器(62)，其中所述端口中的每一个包括第一和第二终接对；

一个位于所述第一传输线(L10)的第一线对(L11)与所述上行端口的所述第一终接对之间的第一高通滤波器(64)；

一个位于所述第一下行端口的所述第一终接对与所述第二传输线(L20)的第一线对(L21)之间的第二高通滤波器(66)；

一个位于所述第二下行端口的所述第一终接对与所述第三传输线(L30)的第一线对(L31)之间的第三高通滤波器(66)；及

一个低通滤波器(68)，用于对来自所述第一传输线(L10)的所述第一线对(L11)的所述下行语音信号进行低通滤波以便提供滤波的下行语音信号至所述第二传输线(L20)的所述第一线对(L21)和所述第三传输线(L30)的第一线对(L31)，以及对所述上行语音信号进行低通滤波以便提供滤波的上行语音信号至所述第一传输线(L10)的所述第一线对(L11)。

8．一种位于第一和第二传输线(L20、L40)之间的数据收发信机，用于自所述第一传输线(L20)接收下行数据信号和下行语音信号以便发送这些信号至所述第二传输线(L40)以及自所述第二传输线(L40)接收上行数据信号和上行语音信号以便发送这些信号至所述第一传输线(L20)，其中所述传输线中的每一条包括两对线对(L21、L22、L41、L42)，所述数据收发信机包括：

一个包括上行端口及第一和第二下行端口的集线器(72)，其中所述端口中的每一个包括第一和第二终接对；

一个位于所述第一传输线(L20)的第一线对(L21)与所述上行端口的所述第一终接对之间的第一高通滤波器(74)；

一个位于所述第一下行端口的所述第一终接对与所述第二传输线(L40)的第一线对(L41)之间的第二高通滤波器(76)；

一个位于所述第一传输线(L20)的所述第一线对(L21)与所述第二传输线(L40)的第一线对(L41)之间的低通滤波器(77)；

其中一个外部数据终端选择性地连至所述集线器(72)的所述第二下行端口；

其中所述数据收发信机自所述第一传输线(L20)接收下行数据信号和下行语音信号以便发送该下行数据信号至所述第二传输线(L40)和所述外部数据终端及发送下行语音信号至所述第二传输线(L40)，及

其中所述数据收发信机自所述第二传输线(L40)接收第一上行数据信号和上行语音信号及自所述数据终端接收第二上行数据信号以便发送第一和第二数据信号和上行语音信号至所述第一传输线(L20)。

9．如权利要求8中所要求的数据收发信机，其中所述低通滤波器(77)包括：

第一和第二节点；

第一和第二电感器，分别位于所述第一节点与所述第一传输线(L20)的所述第一线对(L21)中两条线中的一条线之间的以及位于所述第二节点与所述第一传输线(L20)的所述第一线对(L21)中两条线中的另一条线之间；及

第三和第四电感器，分别位于所述第一节点与所述第二传输线(L40)的所述第一线对(L41)中两条线中的一条线之间的以及位于所述第二节点与所述第二传输线(L40)的所述第一线对(L41)中两条线中的另一条线之间；及

其中所述数据收发信机还包括：

一个连至所述第一和第二节点的电话连接端口(78)，用于将电话连至所述第一传输线(L20)的所述第一线对(L21)。

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