JP2008118687A - 伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実にハンドシェークの送受信が出来るＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置の提供。
【解決手段】所定の周波数帯域を、伝送方向の上り、下りの各複数の専用帯域に区分し、区分した上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれるトーンをそれぞれ複数使用してデータを伝送し、伝送開始時には、上り、下りの各伝送方向の各複数のトーンを使用して、伝送条件設定に関する情報を伝送相手の伝送装置と交換するハンドシェークを行うＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置。ハンドシェークに使用するトーンは、上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる各複数帯域に少なくとも１が、又は上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる任意の各複数帯域にそれぞれ１が含まれる構成である。
【選択図】図４

Description

本発明は、定められた周波数帯域を、伝送方向の上り、下りの各１又は複数の専用帯域に区分し、区分した上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれるトーン（搬送波）をそれぞれ多数使用してデータを伝送すると共に、伝送開始時には、上り、下りの各伝送方向の各複数のトーンを使用して、ハンドシェークを行うＶＤＳＬ（Very high speed Digital Subscriber Line）伝送方式の伝送装置に関するものである。

電話線を用いてディジタル信号の伝送を行うＶＤＳＬ伝送方式のモデム（伝送装置）では、最大１２ＭＨｚ迄の周波数帯域を上り／下りの各専用帯域に区分し、区分した上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる多数のトーン（搬送波）を使用して伝送を行う。
図６は、ＶＤＳＬ伝送方式で用いる上り帯域及び下り帯域の周波数配置の例を示す説明図である。ここでは、１．１〜３．７５ＭＨｚ，５．２〜８．５ＭＨｚを下り帯域に、３．７５〜５．２ＭＨｚ，８．５〜１２ＭＨｚを上り帯域にそれぞれ使用する。

ＶＤＳＬ伝送方式を含むＤＳＬ伝送方式では、通信を開始する際に、上り／下りそれぞれのトーンを使用して、相手側のモデムとの間で、所持する機能及び特殊仕様（オプション）等の伝送条件設定に関する情報を交換し合うハンドシェークを実行する。これにより、実際の通信で使用する通信モード及び特殊仕様を選択して、互いの伝送歩調を整える。
ＤＳＬ伝送方式においては、ハンドシェークに使用するトーンとして、ＤＳＬ伝送方式で使用する周波数帯域内で、上り／下りそれぞれに３本程度を使用しており、その内の少なくとも１本で送受信出来れば良いようになっている。

ハンドシェークでは、ＤＳＬのＤＭＴ（Discrete Multi Tone）変調で使用される４．３１２５ｋＨｚの整数倍周波数のトーンを使用するのが一般的であるが、それ以外の周波数を使用しても良い。
電話線における信号の伝送特性は、図７に示すように、一般に高周波になる程、減衰が大きくなるので、ハンドシェークに使用するトーンには、低い周波数を割り当てた方が、より確実にハンドシェークが実行出来ると考えられる。

特開平１１−１６８５１５号公報 特開２０００−１０１５３６公報 国際電気通信連合 電気通信標準化部門勧告G.994.1（ITU-T Recommendation G.994.1）「ＤＳＬ伝送装置におけるハンドシェーク手順」（Handshake procedures for Digital Subscriber Line(DSL) transceivers）

しかし、ＤＳＬ伝送方式では、上述した伝送線路の周波数特性の他にも、隣接回線からの漏話雑音、及び分岐線路による周波数特性等、ハンドシェークに影響を与える、周波数に依存する外的要因があり、ハンドシェークに使用する各トーンのＳＮ比が悪ければ、ハンドシェークの送受信が出来なくなることがある。その為、他のトーンを使用すれば充分通信が可能であるにも拘らず、通信確立が出来なくなるという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、より確実にハンドシェークの送受信が出来るＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る伝送装置は、所定の周波数帯域を、伝送方向の上り、下りの各複数の専用帯域に区分し、区分した上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれるトーンをそれぞれ複数使用してデータを伝送し、伝送開始時には、上り、下りの各伝送方向の各複数のトーンを使用して、伝送条件設定に関する情報を伝送相手の伝送装置と交換するハンドシェークを行うＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置において、前記ハンドシェークに使用するトーンは、前記上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる各複数帯域に少なくとも１が、又は前記上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる任意の各複数帯域にそれぞれ１が含まれることを特徴とする。

第１発明に係る伝送装置では、ハンドシェークに使用するトーンは、上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる各複数帯域に少なくとも１が、又は上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる任意の各複数帯域にそれぞれ１が含まれるので、特にブリッジタップの影響を避けるように分散配置することが出来、より確実にハンドシェークの送受信が出来るＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置を実現することが出来る。

第２発明に係る伝送装置は、前記ハンドシェークに使用するトーンは、前記上り帯域及び下り帯域それぞれの上限側及び下限側の各１／４の帯域にそれぞれ少なくとも１が含まれることを特徴とする。

第３発明に係る伝送装置は、所定の周波数帯域を、伝送方向の上り、下りの各１又は複数の専用帯域に区分し、区分した上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれるトーンをそれぞれ複数使用してデータを伝送し、伝送開始時には、上り、下りの各伝送方向の各複数のトーンを使用して、伝送条件設定に関する情報を伝送相手の伝送装置と交換するハンドシェークを行うＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置において、前記ハンドシェークに使用するトーンは、前記上り帯域及び下り帯域それぞれの上限側及び下限側の各１／４の帯域にそれぞれ少なくとも１が含まれることを特徴とする。

第３発明に係る伝送装置では、ハンドシェークに使用するトーンは、上り帯域及び下り帯域それぞれの上限側及び下限側の各１／４の帯域にそれぞれ少なくとも１が含まれるので、トーンを分散させることが出来、ブリッジタップの影響を避ける別の手段を提供することが出来、より確実にハンドシェークの送受信が出来るＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置を実現することが出来る。

第１発明に係る伝送装置によれば、ハンドシェークに使用するトーンを、特に、ブリッジタップの影響を避けるように分散配置することが出来、より確実にハンドシェークの送受信が出来るＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置を実現することが出来る。

第２、３発明に係る伝送装置によれば、ハンドシェークに使用するトーンを分散させることが出来、ブリッジタップの影響を避ける別の手段を提供することが出来、より確実にハンドシェークの送受信が出来るＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置を実現することが出来る。

以下に、本発明の実施の形態を、それを示す図面に基づき説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る伝送装置であるモデムの実施の形態１の要部構成例を示すブロック図である。このモデムは、ＤＭＴ（Discrete Multi Tone）変調方式の例であり、フレーム組立部１が、パーソナルコンピュータ等から入力されたデータ信号をフレームに組み立て、符号化部２が、フレーム化されたデータ信号に誤り訂正符号を付加した後、データ信号の順序を入れ替える（スクランブル）。

コンステレーションエンコーダ３は、符号化部２が順序を入れ替えたデータ信号を、各トーン毎に予め定められたビット数で分解し、各トーンの複素振幅情報を出力する。逆離散フーリエ変換部４は、逆離散フーリエ変換することにより、この複素振幅情報を各トーンに掛け合わせ合成する。
並直列変換部５は、各トーンに掛け合わされ合成された並列データ信号を直列データ信号に変換し、Ｄ／Ａ変換部６が、この変換された直列データ信号をアナログ化し、ドライバ７は、アナログ化されたデータ信号を増幅して出力する。

ハイブリッド回路８が、ドライバ７により増幅されたデータ信号を、電話線１８に送り出し、電話線１８から入力されたデータ信号を、電話線１８へ出力するデータ信号と分離して出力し、低雑音アンプ９が、ハイブリッド回路８が出力したデータ信号を増幅する。
Ａ／Ｄ変換部１０が、低雑音アンプ９で増幅されたデータ信号をディジタル化し、直並列変換部１１が、ディジタル化されたデータ信号を並列データ信号に変換する。

離散フーリエ変換部１２が、直並列変換部１１により変換された並列データ信号を離散フーリエ変換することにより、各トーンの複素振幅情報を抽出し、コンステレーションデコーダ１３が、抽出された各トーンの複素振幅情報に基づきデータ信号を構成する。
復号化部１４が、コンステレーションデコーダ１３からのデータ信号を元の順序に入れ替えた後、誤り訂正符合により誤りチェックを実行して出力し、フレーム解体部１５が、復号化部１４からのデータ信号を、そのフレームを解体して出力する。
マイクロプロセッサ１６は、フレーム組立部１にデータ信号を入力し、フレーム解体部１５からのデータ信号が与えられ、また、通信開始時には、ハンドシェークの為のデータ（プロトコル）信号をハンドシェーク部１７に与える。

ハンドシェーク部１７は、与えられたハンドシェークの為のデータ（プロトコル）信号を符号化し、符号化したデータをＤＰＳＫ（Differentially encoded binary Phase Shift Keying）変調部１９に与える。ＤＰＳＫ変調部１９は、与えられたデータにより所定のトーンをＤＰＳＫ変調し、Ｄ／Ａ変換部６に与える。Ｄ／Ａ変換部６は、ＤＰＳＫ変調されたデータ信号をアナログ化し、ドライバ７は、アナログ化されたデータ信号を増幅して、ハイブリッド回路８経由で電話線へ出力する。

通信相手のモデムが送信したハンドシェークの為のデータ（プロトコル）信号は、ハイブリッド回路８が、電話線１８へ出力するデータ信号と分離して出力し、低雑音アンプ９が、ハイブリッド回路８が出力したデータ信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換部１０が、低雑音アンプ９で増幅されたデータ信号をディジタル化し、ＤＰＳＫ復調部２０に与える。

ＤＰＳＫ復調部２０は、与えられたデータ信号を復調し、ハンドシェーク部１７に与える。ハンドシェーク部１７は、与えられたハンドシェークの為のデータ（プロトコル）信号を復号し、復号したデータをマイクロプロセッサ１６に与える。
尚、ここでは、ＤＭＴ変調を例に説明したが、ＶＤＳＬには、ＱＡＭ変調（Quadratic Amplitude Modulation）又はＳＣＭ（Single Carrier Modulation）方式のものも存在する。これらの方式においても、本願の発明を適用することは可能である。

このような構成のモデムは、主に家庭に設置されて、パーソナルコンピュータが電話線経由でインターネットに接続するとき等に利用されるが、家庭内には複数の電話線接続口が設置されている場合が多い。このような配線形態によっては、電話線に数ｍから数十ｍの分岐配線（ブリッジタップ）が存在する。
分岐配線は、端部で信号を反射し、この反射波との干渉によって、分岐の長さにより定まる周波数帯で、モデムに到達する信号に大きな減衰及び位相の変移が生じ、特定の周波数での受信特性を低下させることがある。

図２、３は、ブリッジタップ付き電話線の減衰特性の例を示すグラフである。
３００ｍの宅外線路に接続された５０ｍの宅内電話線の場合であり、分岐が無いパターン０、先端部から１５ｍ地点に分岐が有るパターン３、先端部から２０ｍ地点に分岐が有るパターン４、先端部から２５ｍ地点に分岐が有るパターン５、及び先端部から３０ｍ地点に分岐が有るパターン６の各場合を示す。尚、先端部とは、宅外線路に接続されていない方の端部である。ＵＳ１，ＵＳ２は上り帯域を、ＤＳ１，ＤＳ２は下り帯域を示す。

図２、３に示すように、ＶＤＳＬ伝送方式では、使用する周波数が家庭内に存在し得る分岐長で影響を受ける範囲にあり、実用上影響が大きい。
そこで、本実施の形態２のモデムでは、ハンドシェークに使用するトーンを、図４（ａ）に示すように、複数の各上り帯域に少なくとも１本ずつ分散配置し、図４（ｂ）に示すように、複数の各下り帯域に少なくとも１本ずつ分散配置する。これにより、ブリッジタップからの影響を受け難くなり、より確実にハンドシェークの送受信を実行することが出来る。

このモデムでは、通信開始時に、マイクロプロセッサ１６が、ハンドシェークの為のデータ（プロトコル）信号をハンドシェーク部１７に入力し、ハンドシェーク部１７は、与えられたハンドシェークの為のデータ（プロトコル）信号を符号化し、ＤＰＳＫ変調部１９に与える。ＤＰＳＫ変調部１９は、与えられたデータにより、図４（ａ）又は（ｂ）に示すようなトーンをＤＰＳＫ変調し、ＤＰＳＫ変調されたデータ信号は、Ｄ／Ａ変換部６、ドライバ７及びハイブリッド回路８経由で電話線へ出力される。

通信相手のモデムが、図４（ｂ）又は（ａ）に示すようなトーンを使用して送信したハンドシェークの為のデータ（プロトコル）信号は、ハイブリッド回路８が、電話線１８へ出力するデータ信号と分離して出力する。出力されたデータ信号は、低雑音アンプ９、Ａ／Ｄ変換部１０経由で、ＤＰＳＫ復調部２０に与えられる。

ＤＰＳＫ復調部２０は、与えられたデータ信号を復調し、ハンドシェーク部１７に与える。ハンドシェーク部１７は、与えられたハンドシェークの為のデータ（プロトコル）信号を復号し、復号したデータをマイクロプロセッサ１６に与える。
ハンドシェークにより通信が確立すると、このモデムは、予め定められた多数のトーンを使用して、入力されたデータを変調して通信相手のモデムへ伝送し、また、通信相手のモデムからのデータを復調して出力する。

実施の形態２．
実施の形態１の考え方、及び一般に高周波になる程、減衰が大きくなること（図７）から、本実施の形態２のモデムでは、ハンドシェークに使用するトーンを、図５に示すように（ここでは、下り帯域の１例を図示）、上り帯域及び下り帯域それぞれの上限側及び下限側の各１／４の帯域それぞれに少なくとも１本が含まれるように分散配置する。

尚、ハンドシェークに使用するトーンは、実施の形態１，２を適宜組み合わせて決定することも可能である。本実施の形態２のモデムのその他の構成及び動作は、上述した実施の形態１のモデムの構成及び動作と同様であるので、説明を省略する。

本発明に係る伝送装置であるモデムの実施の形態の要部構成を示すブロック図である。 ブリッジタップ付き電話線の減衰特性の例を示すグラフである。 ブリッジタップ付き電話線の減衰特性の例を示すグラフである。 本発明に係る伝送装置がハンドシェークに使用するトーンの例を示す説明図である。 本発明に係る伝送装置がハンドシェークに使用するトーンの例を示す説明図である。 ＶＤＳＬ伝送方式で用いる上り帯域及び下り帯域の周波数配置の例を示す説明図である。 電話線における信号の伝送特性の例を示すグラフである。

符号の説明

１ フレーム組立部
２ 符号化部
３ コンステレーションエンコーダ
４ 逆離散フーリエ変換部
５ 並直列変換部
７ ドライバ
８ ハイブリッド回路
１１ 直並列変換部
１２ 離散フーリエ変換部
１３ コンステレーションデコーダ
１４ 復号化部
１５ フレーム解体部
１６ マイクロプロセッサ
１７ ハンドシェーク部
１８ 電話線
１９ ＤＰＳＫ変調部
２０ ＤＰＳＫ復調部

Claims (3)

1. 所定の周波数帯域を、伝送方向の上り、下りの各複数の専用帯域に区分し、区分した上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれるトーンをそれぞれ複数使用してデータを伝送し、伝送開始時には、上り、下りの各伝送方向の各複数のトーンを使用して、伝送条件設定に関する情報を伝送相手の伝送装置と交換するハンドシェークを行うＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置において、
   前記ハンドシェークに使用するトーンは、前記上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる各複数帯域に少なくとも１が、又は前記上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれる任意の各複数帯域にそれぞれ１が含まれることを特徴とする伝送装置。
2. 前記ハンドシェークに使用するトーンは、前記上り帯域及び下り帯域それぞれの上限側及び下限側の各１／４の帯域にそれぞれ少なくとも１が含まれる請求項１記載の伝送装置。
3. 所定の周波数帯域を、伝送方向の上り、下りの各１又は複数の専用帯域に区分し、区分した上り帯域及び下り帯域にそれぞれ含まれるトーンをそれぞれ複数使用してデータを伝送し、伝送開始時には、上り、下りの各伝送方向の各複数のトーンを使用して、伝送条件設定に関する情報を伝送相手の伝送装置と交換するハンドシェークを行うＶＤＳＬ伝送方式の伝送装置において、
   前記ハンドシェークに使用するトーンは、前記上り帯域及び下り帯域それぞれの上限側及び下限側の各１／４の帯域にそれぞれ少なくとも１が含まれることを特徴とする伝送装置。

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