JP2004159340A

JP2004159340A - 加入者インターフェース回路

Info

Publication number: JP2004159340A
Application number: JP2003377648A
Authority: JP
Inventors: Raman Sargis; サルジスレイマン
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2004-06-03
Also published as: US20040091098A1; EP1418790A2; EP1418790A3; US7006626B2

Abstract

【課題】同じ電話線で音声とＡＤＳＬデータとを共に伝送する通信システムにおいて、音声回路がＡＤＳＬ回路に過度の負荷をかけないようにする回路と方法とを提供する。
【解決手段】出力ドライバ１０２によりディジタル・データを与えられる電話線１１０に音声信号を与えるとき、加入者線インターフェース回路（ＳＬＩＣ）１０６とこれに結合する従来型の電話システム（ＰＯＴＳ）分配器１０８とを含むインターフェース回路を設ける。加入者線インターフェース回路１０６の出力インピーダンスは３０ＫＨｚより高く約１１００ＫＨｚより低い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きいので、ＡＤＳＬシステム内に過度の負荷がかかることはない。
【選択図】図２

Description

本発明は一般に通信システムに関するものである。より詳しくは、本発明は一般に非同期ディジタル加入者線（ＡＤＳＬ）技術に、更に詳しくはＡＤＳＬ線ドライバと共に用いられる加入者線インターフェース回路と従来型の（plain old）電話システム分配器とに関するものである。

ディジタル加入者線（ＤＳＬ）および非同期ディジタル加入者線（ＡＤＳＬ）技術が出現したので、音声とデータとを同じ電線（すなわち、電話線）で送信することができる。この場合、音声回路とＡＤＳＬ回路とは共通の電話線に結合してよい。音声信号の周波数範囲とディジタル・データの周波数範囲とは一般に異なるので、音声とデータとを電話線上に共存させることができる。音声回路はＡＤＳＬ回路に過度の負荷を与えないことが望ましい。過度の負荷がかかるとＡＤＳＬ信号が過度に減衰する可能性がある。したがって、ＡＤＳＬシステム内に過度の負荷がかからないように改善することが望ましい。

ここに述べる種々の実施の形態では、ＡＤＳＬ通信に関連する少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きな出力インピーダンスを特徴とする加入者線インターフェース回路を提供する。少なくとも複数の実施の形態では、かかるＡＤＳＬ周波数は約３０ＫＨｚより高く、約１１００ＫＨｚより低い周波数を含む。或る実施の形態では加入者線インターフェース回路は、データ・ドライバによりディジタル・データも与えられる電話線に音声信号を与える出力ドライバと、この出力ドライバに結合するフィルタとを含み、加入者線インターフェース回路の出力インピーダンスは３０ＫＨｚより高い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きい。

以下の説明とクレームにおいて、特定のシステム構成要素を指すための複数の用語を用いる。当業者が理解するように、構成要素や部品を指す名称が会社によって異なることがある。本明細書では、名称が異なるだけで機能が同じである構成要素は区別しないことにする。以下の説明およびクレームにおいて、「含む」および「構成する」という用語は範囲を設定しない場合に用いるので、「含むがこれに限定されない」という意味に解釈すべきである。また「結合する」という用語は直接または間接の接続を意味するものとする。したがって、第１の装置と第２の装置とを結合する場合は、接続は直接接続でもよいし他の装置や接続を介した間接接続でもよい。「広帯域」伝送は一般に音声帯域信号より高い周波数（例えば、約４ｋｈｚより高い周波数）での伝送である。本明細書では、特に定義しない用語は全て普通の一般的な意味で用いるものとする。

以下に本発明の種々の実施の形態を説明する。１つまたは複数のかかる実施の形態が好ましいが、別に指示のない限り、ここに開示する実施の形態はクレームを含む開示の範囲を制限すると解釈してはならず、または別途に用いてはならない。また当業者が理解するように以下の説明は広い応用を有するものであって、全ての実施の形態の説明はその実施の形態の単なる例を示すものに過ぎず、クレームを含むこの開示の範囲はその実施の形態に制限されるものではない。

図１は本発明の好ましい実施の形態に係る通信システム１００を示す。図に示すように、システム１００は非同期ディジタル加入者線（ＡＤＳＬ）ドライバ１０２と、ＡＤＳＬドライバ・インターフェース１０４と、加入者線インターフェース回路（ＳＬＩＣ）１０６と、従来型の電話システム（ＰＯＴＳ）分配器１０８とを含み、これらは相互にまた電話線１１０に結合する。電話線１１０は公知のように「チップ」および「リング」信号で構成してよい。一般に音声および／またはデータは加入者と遠隔場所（例えば、中央局）との間で伝送してよい。図１に示すシステム１００は遠隔場所内に含まれる少なくとも複数の構成要素を表してよい。他の構成要素を必要に応じて含んでよく、また図１に示す構成要素は加入者の場所に含んでよい。

ＡＤＳＬ線ドライバ１０２はＡＤＳＬドライバ・インターフェース１０４を介してデータを電話線１１０で送信し、またデータを電話線から受信する。ＡＤＳＬドライバ・インターフェース１０４は一般にＡＤＳＬ線ドライバ１０２と電話線１１０とを絶縁し、また過度のＳＬＩＣ１０６負荷が線ドライバ１０２にかかるのを防ぐためのコンデンサおよび／または電気構成要素を含んでよい。ＳＬＩＣ１０６は一般に音声信号のためのＰＯＴＳ用アナログ・フロントエンドで構成する。

本発明の好ましい実施の形態では、ＳＬＩＣ１０６とＰＯＴＳ分配器１０８との組合わせは、ＡＤＳＬ信号の周波数帯域内でＳＬＩＣ１０６に起因する負荷がＡＤＳＬ線ドライバ１０２に与える影響を改善する機能を有する。図２はＳＬＩＣ１０６の、また図３はＰＯＳＴ分配器１０８の、好ましい実施の形態をそれぞれ示す。図２は、ＳＬＩＣ１０６の少なくとも一部が、演算増幅器１２０と、フィルタ１２２と、2個の加算器１２４および１２６と、抵抗器１２８とを含むことを示す。図２に示す回路はＳＬＩＣの出力段を表してよい。ＳＬＩＣに関する更なる詳細は種々の文献（例えば、米国特許第６，４８３，９０４号、第６，２８５，６７２号、第６，００２，６８４号）に示されており、これら全ての文献をここに援用する。図３のＰＯＴＳ分配器１０８は分路コンデンサＣに結合するインダクタＬで構成してよい。

図２に示すフィルタ１２２は、好ましくは高域フィルタまたは帯域フィルタで構成する。制限するわけではないが、高域フィルタとして機能するフィルタに適した伝達関数は次式で与えられる。

次式は帯域フィルタとして機能するフィルタに適した伝達関数である。

フィルタ１２２を用いることにより、ＳＬＩＣ１０６の出力インピーダンスは周波数に依存し、ＡＤＳＬ線ドライバ１０２に過度の負荷を与えることはない。或る実施の形態では、ＳＬＩＣ１０６の出力インピーダンスは音声帯域信号に適したインピーダンスでよい。例えば、このインピーダンスは約４ＫＨｚより低い周波数範囲で約９００オームでよい。約４ＫＨｚより高い周波数では、ＡＤＳＬ線ドライバ１０２がその代表的な動作の周波数範囲（約３０ＫＨｚから約１１００ＫＨｚ）内で過度の負荷を与えられないだけ十分高いレベルまでＳＬＩＣ１０６の出力インピーダンスは増加する。

図４は高域伝達関数に係る、ＳＬＩＣ１０６の出力インピーダンスの周波数に対するプロットを示す。図から分かるように、領域１４０では出力インピーダンスは約９００オームで比較的平坦である。領域１４０は約１００Ｈｚから約４ＫＨｚまでの周波数を含む。領域１４２（約４ＫＨｚより高い周波数）では、ＳＬＩＣ出力インピーダンスは急速に上昇する。約３０ＫＨｚで、出力インピーダンスは約２．２キロオームである。出力インピーダンスが約２．２キロオームであれば、ＳＬＩＣ１０６とＰＯＴＳ分配器１０８との組合わせによる過度の負荷が線ドライバ１０２にかからない。図５は帯域伝達関数に係る出力インピーダンスの別の例を示す。

別の実施の形態では、上に述べたようにフィルタ１２２を帯域フィルタで実現してよい。この場合、ＳＬＩＣ１０６の出力インピーダンスは或る範囲の周波数（例えば、約３０ＫＨｚから約１４０ＫＨｚまで）でしきい値（例えば、２．２ＫＨｚ）より高く、周波数が更に高くなると低下する。

ＡＤＳＬデータ通信を実現するのに用いられる少なくとも複数の周波数（例えば、約３０ＫＨｚから約１１００ＫＨｚまでの周波数）でＳＬＩＣ１０６の出力インピーダンスが約２．２キロオームより高い場合は、従来技術のＰＯＴＳ分配器で用いられているインダクタより一般に小さなインダクタンス値を有するインダクタでＰＯＴＳ分配器１０８を実現してよい。この場合、好ましいＰＯＴＳ分配器１０８内の少なくとも１つの受動電気構成要素は従来技術の分配器内のものより物理的に小さくてよいので有利である。好ましい実施の形態では、ＰＯＴＳ分配器１０８は約２ｍＨのインダクタンスを有するインダクタを用いて改善してよい。制限するわけではないが、図３のインダクタＬは８ｍｍｘ８．５ｍｍｘ６．８ｍｍの寸法を有するパッケージ内に収めてよい。図３の分路コンデンサＣの静電容量は約１．８ｎＦより小さくてよい。コンデンサＣは公知の１２１０パッケージの型および寸法でＮＰＯセラミック・コンデンサとして製作してよい。この場合、コンデンサＣは回路板の裏面に設けてよい。上に述べたインダクタとコンデンサとを用いると、少なくとも複数の従来技術の２４チャンネル線カード（ＳＬＩＣ）に対して約４５．２平方センチメートル（７平方インチ）節約になると考えられる。

上記の説明は本発明の原理と種々の実施の形態を示すためのものである。上記の開示を完全に理解すれば、種々の変更や修正は当業者に明らかである。クレームはかかる変更や修正を全て含むものである。

以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）加入者線インターフェース回路であって、
データ・ドライバにより広帯域データも与えられる電話線に音声信号を与える出力ドライバと、
前記出力ドライバに結合するフィルタと、
とで構成し、前記加入者線インターフェース回路の出力インピーダンスは３０ＫＨｚより高い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きい、
加入者線インターフェース回路。

（２）前記フィルタは高域フィルタで構成する、第１項記載の加入者線インターフェース回路。
（３）前記フィルタは次の伝達関数

を実現する、第１項記載の加入者線インターフェース回路。

（４）前記フィルタは帯域フィルタで構成する、第１項記載の加入者線インターフェース回路。
（５）前記フィルタは次の伝達関数

を実現する、第１項記載の加入者線インターフェース回路。
（６）前記データ・ドライバは前記電話線に結合する非同期ディジタル加入者線ドライバで構成する、第１項記載の加入者線インターフェース回路。

（７）電話線に結合する通信システムであって、
前記電話線に結合してディジタル・データ信号を前記電話線に与える非同期ディジタル加入者線ドライバと、
前記電話線に結合する分配器と、
前記分配器に結合する加入者線インターフェース回路であって、音声信号を前記電話線に与える出力ドライバと前記出力ドライバに結合するフィルタとで構成し、前記加入者線インターフェース回路の出力インピーダンスは３０ＫＨｚより高い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きい、加入者線インターフェース回路と、
で構成する通信システム。

（８）前記フィルタは高域フィルタで構成する、第７項記載の通信システム。
（９）前記フィルタは次の伝達関数

を実現する、第７項記載の通信システム。

（１０）前記フィルタは帯域フィルタで構成する、第７項記載の通信システム。
（１１）前記フィルタは次の伝達関数

を実現する、第７項記載の通信システム。

（１２）電話線に結合する通信システムであって、
前記電話線に結合してディジタル・データ信号を前記電話線に与える非同期ディジタル加入者線ドライバと、
前記電話線に結合する分配器と、
音声信号を前記電話線に与え、また３０ＫＨｚより高い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きな出力インピーダンスを与える手段と、
で構成する通信システム。

（１３）非同期ディジタル加入者線ドライバにかかる負荷を制御する方法であって、３０ＫＨｚより高い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きな出力インピーダンスを持つ加入者線インターフェース回路を提供することで構成する、負荷を制御する方法。

（１４）ＡＤＳＬ通信に関連する少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きな出力インピーダンスを持つ加入者線インターフェース回路を提供する。少なくとも複数の実施の形態で、かかるＡＤＳＬ周波数は約３０ＫＨｚより高い周波数を含む。複数の実施の形態では、加入者線インターフェース回路は出力ドライバによりディジタル・データも与えられる電話線に音声信号を与えるデータ・ドライバとこの出力ドライバに結合するフィルタとを含み、加入者線インターフェース回路の出力インピーダンスは３０ＫＨｚより高い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きい。

本出願はここに援用する２００２年１１月７日出願の米国特許仮出願第６０／４２４，４３７号「ＡＤＳＬにやさしいＰＯＴＳＳＬＩＣ(ADSL Friendly POTS SLIC)」、に対して優先権を主張する。

本発明の好ましい実施の形態の詳細な説明において、以下の図面を参照していただきたい。
本発明の好ましい実施の形態に係る、共通の電話線で音声とデータとを通信するシステムを示す。図１のシステムに含まれる加入者線インターフェース回路の好ましい実施の形態を示す。図１のシステム内で用いられる分配器の好ましい実施の形態を示す。図２の加入者線インターフェース回路の出力インピーダンスのプロットの例を示す。図２の加入者線インターフェース回路の出力インピーダンスのプロットの別の例を示す。

符号の説明

１０２加入者線（ＡＤＳＬ）ドライバ
１０４ＡＤＳＬドライバ・インターフェース
１０６加入者線インターフェース回路（ＳＬＩＣ）
１０８従来型の電話システム（ＰＯＴＳ）分配器
１１０電話線

Claims

加入者線インターフェース回路であって、
データ・ドライバにより広帯域データを与えられる電話線に音声信号を与える出力ドライバと、
前記出力ドライバに結合するフィルタと、
を備え、前記加入者線インターフェースの出力インピーダンスは３０ＫＨｚより高い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きい、
加入者線インターフェース回路。
非同期ディジタル加入者線ドライバにかかる負荷を制御する方法であって、３０ＫＨｚより高い少なくとも複数の周波数で約２．２キロオームより大きな出力インピーダンスを持つ加入者線インターフェース回路を提供する、負荷を制御する方法。