JP2002526986A - 電話加入者端において電話回線を信号処理装置に直流減結合接続させる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電話加入者端において電話回線（５）を信号処理装置（６）に直流減結合接続させる装置が開示されている。この装置は、電話回線（５）に接続された第１の回路（１）と、信号処理装置（６）に接続された第２の回路（２）と、前記第１の回路（１）に接続された第１の巻線と前記第２の回路（２）に接続された第２の巻線とを有するトランス（３）とを含み、前記第１の巻線と前記第２の巻線は互いに直流減結合している。そして、前記第１の回路（１）は、電話回線（５）の信号を前記電話回線（５）から前記信号処理装置（６）まで延びる第１の信号路と前記信号処理装置（６）から前記電話回線（５）まで延びる第２の信号路に振り分けるためのハイブリッド回路（７）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は、請求項１の前文にあるように、電話加入者端において電話回線を信
号処理装置に直流減結合（DC-decoupled）接続させる装置に関する。

【０００２】 背景技術 従来のアナログ電話加入者回線は、データ伝送媒体としても頻繁に用いられて
いる。すなわち、電話加入者は互いにデータを交換するために、市販のアナログ
音声電話網の能力特性を利用している。そのために、遠方の加入者にデータを送
ったり、遠方の加入者からデータを受け取ったりするデータ源やデータ受けが、
電話回線の各電話加入者端に配置される。一般的には、このデータ源やデータ受
けは通常のコンピュータであり、このコンピュータにモデム（変調器／復調器）
の形で送信装置や受信装置が接続される。モデムやコンピュータは、電話加入者
端で電話回線とは独立した電源に接続される。

【０００３】 アナログ電話網の運転規則として以下のことが要請される。それは、電話加入
者端へ他の加入者によって接続された２回線電話線の両端末は、局所アース電位
から直流減結合状態を保持していなければならないということである。電話網に
関して、モデムはこの要請を満足する端末を表している。それゆえモデムは、一
方では電話回線を経て双方向の信号伝達を確保し、他方では電話回線からの直流
減結合を確保する回路を要求する。このような回路はDATA Access Arrangement
（DAA）とも呼ばれる。

【０００４】 直流減結合の従来概念はトランスであり、トランスを捲くことによって電話回
線の加入者端における回線終了を形成する。しかしながら、トランスには、音声
周波数帯におけるモデムの他の部品と比較して容積が大きく、かつ電気特性に比
較的大きな統計的なばらつきをもつという欠点がある。この電気特性の統計的な
ばらつきは、モデム内の複雑な回路により補償しなければならない。

【０００５】 アナログ伝送路をデジタル伝送路に結合させるための回路配列は、EP 0 798 8
85から知られるようになった。アナログ伝送路はアナログ電話回線を代表し、デ
ジタル伝送路はモデム中のデジタルデータ母線を代表できた。この回路配列は、
直流減結合素子としてのキャパシタと光カプラーを提供する。しかしながら、光
カプラーは他の部品と比較して高価なことから、ほとんど応用されていない。直
流減結合素子としてのキャパシタの使用は原則有利であるが、実際に使用してみ
たところ、絶縁境界を通して信頼性の高いデータ伝送を確保するために、それぞ
れの伝送方向に対して一対のキャパシタを設けなければならないことがわかった
。したがって一般的には、少なくとも４個のキャパシタ（各伝送方向につき２個
のキャパシタ）がキャパシタによる減結合のために必要である。このように多数
の部品を必要とすることは、生産的見地からは望ましくない。加えて、このよう
な回路は電話回線上の普通モードの妨害に対して敏感であることがわかっている
。

【０００６】 したがって、本発明の解決すべき課題は、電話回線を信号処理装置に直流減結
合接続するための、安価に製造できて、かつ少数の部品で構成できる装置を提供
することである。

【０００７】 発明の開示 上記課題は、クレーム１記載の特徴を有する装置によって解決される。この装
置の好ましい具体的態様は従属クレームに記載のとおりである。 本発明の装置は直流減結合のためにトランスを用いる。しかしながら、トラン
スは電話回線に直接に接続されるのではなく、それぞれの伝送方向に応じて電話
回線の信号を第１の信号路と第２の信号路とに振り分けるハイブリッド回路の後
ろに配置される。電話回線の信号は異なった仕方で表されるため、特に高周波帯
においては、ハイブリッド回路の後ろにあって、トランスを違ったふうに寸法合
わせできる、すなわちトランスの容積を小さくできる。そのような周波数帯にお
いては、トランスの統計的なばらつきは顕著でなく、したがって考慮する必要が
ない。

【０００８】 本発明の第１の好ましい実施形態としては、ハイブリッド回路の後ろの電話回
線の信号は、トランスに送られる前に、高速のデジタル／アナログコンバータ、
或いは高速のアナログ／デジタルコンバータに送られる。他の好ましい実施形態
としては、電話回線の信号は、ハイブリッド回路の後ろで、無線周波数復調器で
復調されるか、無線周波数変調器で変調される。変調や復調は、伝送の二方向に
関して互いに異なった周波数でなされることが好ましい。

【０００９】 電話回線に直流結合した回路部は、電話回線あるいはトランスから供給される
電源装置を備えることが好ましい。このうち、トランスからの供給が、比較的簡
単な手段で確保でき、アナログ電話回線電源のばらつきに左右されないことから
、特に好ましい。

【００１０】 発明を実施するための最良の形態 本発明の有利な点、特徴や応用は、以下の図を用いた具体的説明により明らか
となる。図１は本発明による装置の第１の好ましい実施形態を示す。図２は本発
明による装置の第２の好ましい実施形態を示す。

【００１１】 図１において、アナログ電話回線５の加入者端と信号処理装置６とのあいだの
直流減結合を、DSP（Digital Signal Processor；デジタル信号処理装置）の形
で確保するトランス３が、直流減結合要素として示されている。線４は、トラン
ス３を貫通して延びる分離障壁４を表し、この分離障壁４を越えて信号が交換さ
れる。トランス３は、分離障壁４の各々の側に巻線を有する。第１の巻線は電話
回線５の側にあり、第２の巻線は信号処理装置６の側にある。トランス３のこれ
らの巻線は、互いに磁気的に結合している。

【００１２】 第１の巻線は、回路１に接続されている。回路１は、アナログ電話回線５の加
入者端に接続されたハイブリッド回路７を備える。ハイブリッド回路７は、２線
／４線転換を行い、信号処理装置６と電話回線５の遠隔端とのあいだの伝送の方
向に応じて４線端に出力信号と入力信号を送る。アナログ電話回線５からトラン
ス３への第１の伝送方向においては、電話回線５から到着するアナログ信号を高
速度でサンプル抽出し、このサンプル抽出した信号値をデジタル信号の形に置き
換えるアナログ／デジタルコンバータ１９が、ハイブリッド回路７の下流に接続
される。これと反対方向においては、信号処理装置６から送られてきたデジタル
信号をアナログ信号に転換して、これをハイブリッド回路７を経て電話回線５に
出力するデジタル／アナログコンバータ２０が備えられる。アナログ／デジタル
コンバータ１９とデジタル／アナログコンバータ２０は、デジタル信号マルチプ
レクサ１７に接続され、このデジタル信号マルチプレクサ１７はトランス３の第
１の巻線の二つのタップに接続される。デジタル信号マルチプレクサ１７は、伝
送の両方向について、時間分割型の多重送信の動作をする。すなわち、ピンポン
のように、トランス３へ信号を送ったり、トランス３から信号を受け取ったりす
る。

【００１３】 回路１とちがって、回路２は分離障壁４の反対側に位置する。この回路２は、
一方ではトランス３に接続され、他方では信号処理装置６に接続される。トラン
ス３と接続するために、回路１内のデジタル信号マルチプレクサ１７と同様に動
作するデジタル信号マルチプレクサ１８が、回路２に備えられる。これにより、
デジタル信号マルチプレクサ１８は、時間分割型の多重送信によりピンポンのよ
うに、トランス３の第２の巻線とのあいだで信号を送ったり、受け取ったりする
。デジタル信号マルチプレクサ１８による信号の授受はビット連続的（bit-seri
ally）に起きる。授受される連続ビットの流れは、デジタル信号マルチプレクサ
１８に接続された周波数ジェネレータ１４により制御される。この周波数ジェネ
レータ１４は、回路２の外側に配置されたクリスタル発振器１５に接続される。
回路２は、デジタルフィルタと、信号処理装置６とデジタル信号マルチプレクサ
１８の間に接続される制御回路１６とを備える。デジタルフィルタと制御回路１
６は、トランス３に送られる、またトランス３により受け取られるデジタルデー
タを予備処理する。この目的のため、デジタルフィルタと制御回路１６はまた、
周波数ジェネレータ１４により時間計測される。

【００１４】 アナログ電話回線５の端に、デジタル信号マルチプレクサにより回路１で操作
される、形としてたとえばリレーが挙げられるスイッチ９が、回路１内に備えら
れる。このスイッチ９は、トランジスタであってもよく、集積することができる
。スイッチ９は、アナログ電話回線５の線ａと線ｂを回路８に接続する。電話接
続を確立するために、回路１の信号処理装置６がトランス３を経て合図するとき
、スイッチ９は閉じている。一方、回路１が別の線を経て呼び出し信号を受ける
。この呼び出し信号は、入って来る回路１との接続要請を知らせるために、保護
回路３０から電圧限定されて導き出される。そして、回路１はスイッチ９を閉じ
る。

【００１５】 電話回線５の線ａと線ｂは、整流器と回路１により制御される電荷調整回路８
にも接続されている。回路８は、一方では、電話回線５の各電話網操作に係わる
規定に従って電話回線５の線ａと線ｂを流れる電流を調整するために、他方では
、電話の受話器を取ったり戻したりする合図を送るために、電話回線５上の信号
を整流する。

【００１６】 回路１は、トランス３の第１の巻線の二つのタップから供給電圧を受ける。こ
れらの巻線のタップは、ダイオード１２とキャパシタ１３を経て回路１の独立し
た照合電位１１に接続されている。ダイオード１２とダイオード３１とキャパシ
タ１３との接合点は、調整された電圧を回路１の残りの箇所に供給する、回路１
内の電圧調整ユニット１０に接続されている。あるいは、電圧調整ユニット１０
は電話回線５に接続されてもよい。多くの電話網オペレーターは、限定された電
源を加入者回線に接続した端末に供給する。

【００１７】 トランス３は電話回線５と信号処理装置６との間の直流減結合を確保する。本
発明の特徴は、トランス３が電話回線５の線ａと線ｂに直接的に接続するのでは
なく、電話回線５とトランス３の間にハイブリッド回路７が介在しているという
ことである。分離障壁４を越えての信号の交換は、前記ピンポン過程における高
速のビット流れによって行われる。ビット流れの高周波のゆえに、無線周波数ト
ランスを用いることができる。線形性と位相歪みに関するこのトランスへの要求
は、電話回線５に直接接続される既知の低周波トランスの場合と比較して低いも
のにすることができる。

【００１８】 回路は、回路２内や信号処理装置６内の照合電位とは独立した固有の照合電位
１１をもつ。回路１と回路２は、各々一つの半導体チップ上に集積されているこ
とが好ましい。整流器と電流調整回路８、保護回路３０，ダイオード１２，３１
，キャパシタ１３や回路１０の部品は、集積半導体回路として設計された回路１
に接続された別々の部品であることが好ましい。同様に、クリスタル発振器は回
路２に接続された別々の部品であることが好ましい。

【００１９】 回路１内のデジタル信号マルチプレクサ１７は、回路２内の周波数ジェネレー
タ１４により発生し、かつ伝送されたビット流れに含まれるクロックを回復する
ために、また、このクロックをそこの回路部、とりわけデジタル信号マルチプレ
クサ１７、アナログ／デジタルコンバータ１９、デジタル／アナログコンバータ
２０に供給するために、クロック再生回路を備える。これと同時に、回路１によ
り、整流されたデータクロックを電源として使用することができる。ダイオード
１２，３１とキャパシタ１３と電圧調整ユニット１０が、この目的のために備え
られる。

【００２０】 図２は本発明による装置の第２の好ましい実施形態を示す。図２において、図
１中に示された構成要素と同様の機能を有する構成要素については、図１と同じ
参照符号を付している。したがって、図２については、図１に示された実施形態
に関連させて、その実施形態を詳細に説明する。図２が図１とちがう点は、高速
のビット流れの代わりに、アナログの無線周波数信号がトランス３を経て伝送さ
れることである。この目的のため、ハイブリッド回路７から送られてくる信号を
周波数ＲＦ１で無線周波数キャリアに変調する変調器２３が回路１内に設けられ
る。この変調されたキャリア信号はアナログ信号ミキサ２１に送られる。逆方向
には、周波数ＲＦ２をもつ無線周波数キャリア信号で駆動される復調器２５が、
アナログ信号ミキサ２１とハイブリッド回路７の間に設けられる。アナログ信号
ミキサ２１は、変調器２３から送られてくる信号をトランス３に送るとともに、
復調器２５に送るべき信号をトランス３から受け取る。好ましい実施形態として
、変調信号のうなりが発生しないように、キャリア周波数ＲＦ１とＲＦ２とは十
分に離れていることが望ましい。アナログ信号ミキサ２１において、各々の伝送
方向は伝送フィルタと受信フィルタによって、互いに分離されている。

【００２１】 同様に、伝送フィルタと受信フィルタの役割を果たすアナログ信号ミキサ２２
が図２の回路２内に設けられている。変調器２３においてキャリア周波数ＲＦ１
で変調された、トランス３から受け取られた信号は、回路２においてやはりキャ
リア周波数ＲＦ１で動作する復調器２６によって復調される。キャリア周波数Ｒ
Ｆ２で動作する変調器２４が伝送方向に設けられる。変調器２４の出力信号は、
アナログ信号ミキサ２２を経てトランス３に送られる。回路１内のアナログ信号
ミキサ２１がこの信号を受け取り、同じキャリア周波数ＲＦ２でこの信号を復調
する復調器２５に送る。

【００２２】 受け取ったアナログ信号をデジタル信号に変換してデジタルフィルタと制御回
路２９に送る、アナログ／デジタル変換器２７が回路２内の復調器２６の出力側
に設けられる。これとは逆方向に、デジタルフィルタと制御回路２９からのデジ
タル信号が、アナログ伝送信号を変調器２４に送るデジタル／アナログ変換器２
８に送られる。

【００２３】 図２の実施形態においては、図１の時間分割型多重化法の代わりに、周波数分
割型多重化法が、トランス３経由の信号の双方向伝送のために用いられる。無線
周波数信号はトランス３を経て伝送されるので、図１のトランス３に対してと同
じ要求が図２のトランス３に課される。図２の実施形態では、ハイブリッド回路
７はトランス３と電話回線５との間に接続されて、周波数分割型多重化を行う。
回路１はその電圧供給を、ダイオード１２，３１とキャパシタ１３を経て、トラ
ンス３の第１の巻線の上にある特殊なタップから受ける。図１の好ましい実施形
態として、スイッチ９は回路１内において完全に制御されることが望ましい。

【００２４】 上記のいずれの実施形態によっても、従来技術と比較して、より安価に製造で
きて、そのうえ、より少数の部品で構成できるという利点が得られる。回路１は
トランス３を経由して電力の供給を受けるので、回路１のデザインに関して、電
話網オペレーター側には何も要求されることがない。それゆえ、回路１は、電話
回線５の線ａと線ｂ上にかかる直流電圧の妨害やばらつきに対して鈍感であるこ
とができる。スイッチ９は回路１内で制御されることが好ましい。接続の要請に
際しての発信者の同定は、回路２においてデジタルフィルタと制御回路１６，２
９をプログラミングすることによって行うことができ、信号処理装置６に伝送す
ることができる。アナログ電話回線５上に存在する妨害電圧は、上記で提案した
伝送技術によって抑えられる。その結果、アナログ電話回線５に対して、非常に
高いデータ速度が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による装置の第１の好ましい実施形態を示す。

【図２】 本発明による装置の第２の好ましい実施形態を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年７月２１日（２０００．７．２１）

【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

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】 技術分野 本発明は、電話加入者端において電話回線を信号処理装置に直流減結合（DC-d
ecoupled）接続させる装置に関する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】 背景技術 EP-A-0 576 882によれば、電話加入者端において電話回線を信号処理装置に直
流減結合接続させる装置は、電話回線に接続された第１の回路と信号処理装置に
接続された第２の回路を有する。この既知の装置には、電話回線の信号を、電話
回線から信号処理装置まで延びる第１の信号路と信号処理装置から電話回線まで
延びる第２の信号路とに振り分けるためのハイブリッド回路が備えられている。 受け取られた電話回線の統合されたアナログ信号は、第１の回路でデジタル化
され、そして多重化され、第１のトランスを経て第２の回路に伝送されて、そこ
で分離される。 WO 93/39907 Aには、高速モデムと電話回線の間でデータを移動させるための
、トランスの無いデータアクセス装置が開示されている。 US-A-5,473,552には、回路がトランスより供給されているデータ伝送網からコ
ンピュータシステムを分離させるための装置が開示されている。 WO 96/04715 Aには、回線からデータ端末を分離させるための回線インタフェ
ースが開示されており、分離回路経由で伝送された信号は変調され、復調され、
混合される。 EP-A-0 661 862には、信号処理装置と赤外線トランス、レシーバ、シグマ／デ
ルタコーダを含む電話網との間での通信用のカップリング装置が開示されている
。 従来のアナログ電話加入者回線は、データ伝送媒体としても頻繁に用いられて
いる。すなわち、電話加入者は互いにデータを交換するために、市販のアナログ
音声電話網の能力特性を利用している。そのために、遠方の加入者にデータを送
ったり、遠方の加入者からデータを受け取ったりするデータ源やデータ受けが、
電話回線の各電話加入者端に配置される。一般的には、このデータ源やデータ受
けは通常のコンピュータであり、このコンピュータにモデム（変調器／復調器）
の形で送信装置や受信装置が接続される。モデムやコンピュータは、電話加入者
端で電話回線とは独立した電源に接続される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電話回線（５）に接続された第１の回路（１）と、 信号処理装置（６）に接続された第２の回路（２）と、 前記第１の回路（１）に接続された第１の巻線と前記第２の回路（２）に接続
   された第２の巻線とを有するトランス（３）とを含み、 前記第１の巻線と前記第２の巻線は互いに直流減結合しており、前記第１の回
   路（１）は、電話回線（５）の信号を前記電話回線（５）から前記信号処理装置
   （６）まで延びる第１の信号路と前記信号処理装置（６）から前記電話回線（５
   ）まで延びる第２の信号路に振り分けるためのハイブリッド回路（７）を有する
   ことを特徴とする、電話加入者端において電話回線（５）を信号処理装置（６）
   に直流減結合接続させる装置。
2. 【請求項２】 前記第１の信号路中の前記第１の回路（１）は、前記ハイブ
   リッド回路（７）に続くアナログ／デジタル変換器（１９）を有し、前記第２の
   信号路中の前記第１の回路（１）は、前記ハイブリッド回路（７）に先立つデジ
   タル／アナログ変換器（２０）を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記アナログ／デジタル変換器（１９）の出力と前記デジタ
   ル／アナログ変換器（２０）の入力が、第１のデジタル信号マルチプレクサ（１
   ７）に接続され、該第１のデジタル信号マルチプレクサ（１７）が前記トランス
   （３）の前記第１の巻線に接続されていることを特徴とする請求項２記載の装置
   。
4. 【請求項４】 前記第１の信号路と前記第２の信号路が互い違いにトランス
   （３）へ接続されるように、デジタル信号マルチプレクサ（１７）が動作される
   ことを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 前記第２の回路（２）が、前記トランス（３）の前記第２の
   巻線に接続されている第２のデジタル信号マルチプレクサ（１８）を有すること
   を特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記第２の回路（２）が、前記第２のデジタル信号マルチプ
   レクサ（１８）用のクロックを提供する発振器回路（１４，１５）を有すること
   を特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記第１のデジタル信号マルチプレクサ（１７）が、前記発
   振器回路（１４，１５）のクロックを回復して該クロックを第１の回路（１）に
   提供するクロック回復回路を有することを特徴とする、請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 前記第１の回路（１）が、該第１の回路（１）のための供給
   電圧を提供する回路（１０）を有することを特徴とする、請求項１〜７のうちい
   ずれか１項に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記回路（１０）は、トランス（３）の第１の巻線から供給
   電圧を受けていることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記回路（１０）は、前記電話回線（５）から供給電圧を
    受けていることを特徴とする請求項８記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の信号路中の前記第１の回路が、前記ハイブリッ
    ド回路（７）に続く第１のＲＦ変調器（２３）を有し、前記第２の信号路中の前
    記第１の回路が、前記ハイブリッド回路（７）に先立つ第１のＲＦ復調器（２５
    ）を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の信号路中の前記第２の回路が、第２のＲＦ復調
    器（２６）を有し、前記第２の信号路中の前記第２の回路が、第２のＲＦ変調器
    （２４）を有することを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記第１のＲＦ変調器（２３）と前記第２のＲＦ復調器（
    ２６）が第１のキャリア周波数（ＲＦ１）で動作され、前記第１のＲＦ復調器（
    ２５）と前記第２のＲＦ変調器（２４）が第２のキャリア周波数（ＲＦ２）で動
    作されることを特徴とする請求項１１及び１２記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記第１のＲＦ変調器（２３）の出力と前記第１のＲＦ復
    調器（２５）の入力が第１の信号ミキサ（２１）に接続され、該第１の信号ミキ
    サ（２１）が前記トランス（３）の第１の巻線に接続されることを特徴とする、
    請求項１１〜１３のうちいずれか１項に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記第２のＲＦ変調器（２４）の出力と前記第２のＲＦ復
    調器（２６）の入力が第２の信号ミキサ（２２）に接続され、該第２の信号ミキ
    サ（２２）が前記トランス（３）の第２の巻線に接続されることを特徴とする、
    請求項１１〜１４のうちいずれか１項に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記第２のＲＦ復調器（２６）にアナログ／デジタル変換
    器（２７）が続き、前記第２のＲＦ変調器（２４）にデジタル／アナログ変換器
    （２８）が先立つことを特徴とする、請求項１１〜１５のうちいずれか１項に記
    載の装置。
17. 【請求項１７】 前記第１の回路（１）が、該第１の回路（１）のための供
    給電圧を提供する回路（１０）を有することを特徴とする、請求項１１〜１６の
    うちいずれか１項に記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記回路（１０）は、トランス（３）の第１の巻線から供
    給電圧を受けていることを特徴とする請求項１７記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記回路（１０）は、前記電話回線（５）から供給電圧を
    受けていることを特徴とする請求項１７記載の装置。