JP2008259053A - 構内交換機、電話機、及びこれらを備えた電話システム - Google Patents
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Abstract
【課題】電話システムにおいて、構内に敷設された電話の内線回線を利用して新たな配線を必要とせずにデータ通信用のネットワークを構築可能とする。
【解決手段】PBX2は、変調されアナログ変換された送信データ信号と送信音声信号との重畳信号を内線回線13、14、15を介して電話機3、4、5に送信する。また、PBX2は、受信データ信号と受信音声信号との重畳信号を電話機3、4、5から内線回線13、14、15を介して受信し、受信データ信号と受信音声信号とをそれぞれ抽出し、受信データ信号をデジタル変換し復調する。電話機3、4、5もPBX2と同様の機能を有し、PBX2と内線回線13、14、15を介して通信を行う。
【選択図】図1
【解決手段】PBX2は、変調されアナログ変換された送信データ信号と送信音声信号との重畳信号を内線回線13、14、15を介して電話機3、4、5に送信する。また、PBX2は、受信データ信号と受信音声信号との重畳信号を電話機3、4、5から内線回線13、14、15を介して受信し、受信データ信号と受信音声信号とをそれぞれ抽出し、受信データ信号をデジタル変換し復調する。電話機3、4、5もPBX2と同様の機能を有し、PBX2と内線回線13、14、15を介して通信を行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、構内交換機、電話機、及びこれらを備えた電話システムに関する。
従来、電話システムが設置された家庭、オフィス、工場などにおいて、複数のデータ通信機器を有するデータ通信システムを導入しようとする場合、電話システムにおいて複数の電話機を接続するための内線回線(構内の電話線)とは異なる回線によりネットワークが構築されるのが一般的である。例えば、外線に接続されるとともに内線に接続されるゲートウェイ装置と、ゲートウェイ装置に接続されるPBX(Private Branch eXchange)と、そのPBXに接続される複数の内線電話機と、ゲートウェイ装置に接続される複数のPC(Personal Computer)とからなるシステムにおいて、各内線電話機が内線回線を介してPBXに接続される一方、各PCがLANケーブルを介してゲートウェイ装置に接続されるものが知られている(特許文献1参照)。
特開2006−166385号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載のような従来技術では、PCをネットワークに接続しようとする場合、電話システム用の内線回線が敷設済みであるとしても、別途データ通信用のLANケーブルを配線することが必要となり、配線スペースが不足したり配線コストが増大したりする等の課題があった。この場合、LANケーブルの代わりに敷設済みの電力線を用いてネットワークを構築する方法も考えられるが、電力線は本来データ通信を目的としたものでないため、接続される他の電気機器によりノイズの発生やインピーダンスの変動を生じやすく、LANケーブル等の他の通信回線を用いる場合に比べて伝送特性が劣るという課題があった。
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、構内に敷設された電話の内線回線を利用したデータ通信を実現し、新たな配線を必要とせずにデータ通信用のネットワークの構築を可能とする構内交換機、電話機、及びこれらを備えた電話システムを提供することを主目的とする。
本発明の構内交換機は、構内に設けられ、通話を行うための公衆電話網およびデータ通信を行うためのデータ通信ネットワークに接続されると共に、前記構内に敷設された内線回線を介して電話機に接続された構内交換機において、デジタル送信データ信号を変調する変調手段と、前記変調手段によって変調されたデジタル変調送信データ信号をアナログに変換するアナログ変換手段と、前記アナログ変換手段によって変換されたアナログ送信データ信号と送信音声信号との重畳信号を前記内線回線を介して前記電話機に送信する送信手段と、前記電話機から前記内線回線を介して受信した、アナログ受信データ信号と受信音声信号との重畳信号から前記アナログ受信データ信号を抽出するデータ信号抽出手段と、前記データ信号抽出手段によって抽出された前記アナログ受信データ信号をデジタルに変換するデジタル変換手段と、前記デジタル変換手段によって変換されたデジタル受信データ信号を復調する復調手段と、前記電話機から前記内線回線を介して受信した前記重畳信号から前記受信音声信号を抽出する音声信号抽出手段と、を備えたことを特徴とする。
このように本発明によれば、変調されアナログ変換された送信データ信号と送信音声信号との重畳信号を内線回線を介して電話機に送信すると共に、受信データ信号と受信音声信号との重畳信号を電話機から内線回線を介して受信し、受信データ信号と受信音声信号とをそれぞれ抽出し、受信データ信号をデジタル変換し復調する。そのため、構内に敷設された電話の内線回線を利用したデータ通信を実現し、新たな配線を必要とせずにデータ通信用のネットワークを構築することができるという優れた効果を奏する。
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、構内に設けられ、通話を行うための公衆電話網およびデータ通信を行うためのデータ通信ネットワークに接続されると共に、前記構内に敷設された内線回線を介して電話機に接続された構内交換機において、デジタル送信データ信号を変調する変調手段と、前記変調手段によって変調されたデジタル変調送信データ信号をアナログに変換するアナログ変換手段と、前記アナログ変換手段によって変換されたアナログ送信データ信号と送信音声信号との重畳信号を前記内線回線を介して前記電話機に送信する送信手段と、前記電話機から前記内線回線を介して受信した、アナログ受信データ信号と受信音声信号との重畳信号から前記アナログ受信データ信号を抽出するデータ信号抽出手段と、前記データ信号抽出手段によって抽出された前記アナログ受信データ信号をデジタルに変換するデジタル変換手段と、前記デジタル変換手段によって変換されたデジタル受信データ信号を復調する復調手段と、前記電話機から前記内線回線を介して受信した前記重畳信号から前記受信音声信号を抽出する音声信号抽出手段と、を備えた構成とする。
これにより、構内に敷設された電話の内線回線を利用したデータ通信を実現し、新たな配線を必要とせずにデータ通信用のネットワークの構築が可能となる。
上記課題を解決するためになされた第2の発明は、構内に設けられ、前記構内に敷設された内線回線を介して構内交換機に接続された電話機において、送信音声信号を入力する入力手段と、デジタル送信データ信号を変調する変調手段と、前記変調手段によって変調されたデジタル変調送信データ信号をアナログに変換するアナログ変換手段と、前記アナログ変換手段によって変換されたアナログ送信データ信号と前記入力手段によって入力された前記送信音声信号との重畳信号を前記内線回線を介して前記構内交換機に送信する送信手段と、前記構内交換機から前記内線回線を介して受信した、アナログ受信データ信号と受信音声信号との重畳信号から前記アナログ受信データ信号を抽出するデータ信号抽出手段と、前記データ信号抽出手段によって抽出された前記アナログ受信データ信号をデジタルに変換するデジタル変換手段と、前記デジタル変換手段によって変換されたデジタル受信データ信号を復調する復調手段と、前記構内交換機から前記内線回線を介して受信した前記重畳信号から前記受信音声信号を抽出する音声信号抽出手段と、を備えた構成とする。
これにより、構内に敷設された電話の内線回線を利用したデータ通信を実現し、新たな配線を必要とせずにデータ通信用のネットワークの構築が可能となる。
上記課題を解決するためになされた第3の発明は、上記第1の発明に係る構内交換機および上記第2の発明に係る電話機を備えた電話システムである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る電話システムの概略を示す構成図である。この電話システム1は、PBX2と、PBX2にそれぞれ接続される複数の電話機3〜6とを主として備える。ここでは、PBX2及び電話機3〜6を家屋の5つの部屋にそれぞれ配置した構成を模式的に示している。
PBX2は、デジタル方式の構内交換機であり、ここでは、主として音声による通話を行うためのPSTN(公衆電話網)11及び主としてデータ通信を行うためのインターネット(データ通信ネットワーク)12に接続されている。PBX2と各電話機3〜5との接続は家屋内に敷設された電話線である内線回線(以下、単に「内線」という。)13〜15を介して実現され、また、PBX2と電話機6との接続は家屋内に敷設された電力線16を介して実現される。
なお、本発明に係る構内交換機には、PBXに限らず同様の機能を備えたいわゆるビジネスホンやホームテレホン等の簡易交換機も含まれるものとする。
電話機3〜5は、転送機能や内線通話機能等を備えたデジタル方式の多機能電話機である。電話機3〜5は、PBX2を介して各電話機3〜5同士またはPSTN11に接続される外部の電話機(図示せず)との間で通話を実行するとともに、LANケーブル21〜23を介してそれぞれ接続されたPC24〜26とPBX2との間のデータ通信を中継することが可能である。
各電話機3〜5が通話を実行する際には、その通話音声に関する情報信号(以下、「通話音声信号」という。)が内線13〜15を介してPBX2との間で送受信される。また、各電話機3〜5がデータ通信の中継を実行する際には、そのデータ通信に関する情報信号(以下、「データ信号」という。)を、内線13〜15を流れる通話音声信号に重畳した信号(以下、「重畳信号」という。)がPBX2との間で送受信される。これにより、電話機3〜5が通話を行うための内線13〜15を利用してPC24〜26によるデータ通信を行うことが可能となるので、PC24〜26のデータ通信用のネットワークを構築するための新たな配線は不要となる。
電話機6は、電話機3〜5と同様の転送機能や内線通話機能等を備え、VoIP(Voice over Internet Protocol)に基づき音声データを送受信するIP(Internet Protocol)多機能電話機である。電話機6及びPBX2間の通信は、LANケーブル27により接続されたPLC(Power Line Communications)アダプタ28及びそれと同様の機能を有するPBX2に内蔵のPLC制御回路37(図2参照)が、電力線16を流れる電力の信号(例えば、60Hz)に比較的高周波の情報信号(例えば、4MHz〜28MHz)を重畳して相互に通信を行うことにより実行される。
PC24〜26は、ネットワーク通信機能を備えており、TCP/IP等のプロトコルに従ってLANケーブル21〜23を介して他の装置との間でデータ通信を実行する。ここでは、PC24〜26は、データ通信を各電話機3〜5にそれぞれ中継させることで、PBX2を介して構内の他のPCやインターネット12に接続される外部のPC等(図示せず)との間でデータ通信を実行することができる。
なお、電話機3〜5を介してデータ通信を行う機器は、PCに限らず同様の通信機能を備えた他の情報処理装置でもよい。或いは、電話機3〜5自体が、PC24〜26と同様のデータ通信機能を備えた構成も可能である。また、PLCアダプタ28には、電話機6だけでなく、データ通信を行うPC等を接続することが可能である。これにより、構内のPCは、電力線ネットワーク及び電話の内線回線を利用してデータ通信を実現することが可能となり、ネットワークを構築する際の自由度が高まる。
図2は、図1に示したPBXの構成を示すブロック図である。PBX2は、IP通信回線に接続され、インターネット12上の外部のPC等とのデータ通信を実行するインターネット接続ユニット31と、ISDN(Integrated Services Digital Network)回線に接続され、電話局30を介して外部の電話機(図示せず)との通話または外部のPC等とのデータ通信を実行するISDN外線接続ユニット32と、アナログ回線に接続され、電話局30を介して外部の電話機との通話を実行するアナログ外線接続ユニット33と、内線に接続され、電話機3〜5との通話またはデータ通信を実行する電話線接続ユニット34と、電源回路35及びACコネクタ36を介して電力線に接続され、電力線を介した通信を実行するPLC制御回路37と、PBX2の各部の動作を統括的に制御し、構内の装置(電話機3〜6及びPC24〜26等)同士または構内の装置と構外の装置(外部の電話機及びPC等)との間の通話及びデータ通信の回線交換処理を実行する主制御部38とを有する。
主制御部38は、バス40を介して各接続ユニット31〜34及びPLC制御回路37に接続され、所定の制御プログラムに従ってPBX2が実行する通話及びデータ通信に関する回線交換処理の制御を実行するCPU41と、CPU41の制御のためのワークエリアを提供するメモリ42と、デジタル音声及びアナログ音声の相互の変換並びに符号化及び復号化等を行うCODEC43と、通話の際の発信音(DT)及び話中音(BT)の検出等を行うDT/BT検出回路44と、PB(プッシュボタン)信号の検出等を行うMFR45と、交換制御を行うタイムスイッチ(TSW)46とを備える。
図3は、図2に示した電話線接続ユニットの構成を示すブロック図である。各ブロック間には伝送される信号(通話音声信号、データ信号、及びそれらの重畳信号)及びそれらの波形イメージをそれぞれ示してある(図4〜図6についても同様)。電話線接続ユニット34は、電話機からの内線13〜15がそれぞれ接続される電話線コネクタ51〜53と、主制御部からのバス40が接続されるバスコネクタ55と、バスコネクタ55と電話線コネクタ51〜53間の回線をそれぞれ接続し、電話機との間の内線13〜15を介した通話及びデータ通信を制御する電話線通信制御回路56〜58と、バスコネクタ55及び各電話線コネクタ51〜53間の回線における通話音声信号及びデータ信号の伝送を管理する信号伝送制御回路60とを有する。
電話線コネクタ51〜53は、6極2芯または6極4芯のモジュラ式コネクタ(例えば、RJ−11)であり、モジュラーケーブルからなる内線13〜15の一端に取り付けられた対応コネクタが接続される。
このような電話線接続ユニット34において、PBX2から電話機に向けて送信されるデジタルの通話音声信号及びデータ信号(即ち、構外の装置または構内の電話機若しくはPCとの通話及びデータ通信に関わる信号)は、バスコネクタ55からそれぞれ異なる回線を介して入力される。入力された信号は、信号伝送制御回路60により、その通信相手となる電話機またはPCが接続される伝送路上の電話線通信制御回路56〜58にそれぞれ送られる。そこで、電話線通信制御回路56〜58は、デジタルのデータ信号をD/A変換したアナログのデータ信号(例えば、3kHz〜30MHzの帯域の信号)を通話音声信号に重畳し、その重畳信号を内線13〜14に送出する。一方、電話機からはPBX2に向けて同様の重畳信号が送信され電話線コネクタ51〜53から入力される。その重畳信号は、電話線通信制御回路56〜58により、データ信号及び通話音声信号に分離され、バスコネクタ55に向けてそれぞれ送出される。
図4は、図3に示した電話線通信制御回路の構成を示すブロック図である。電話線通信制御回路56〜58は、電話線コネクタ側とバスコネクタ側との間でデータ信号が流れる伝送経路65、及び通話音声信号が流れる伝送経路66を有し、伝送経路65と伝送経路66とは電話線コネクタ側で合流している。伝送経路65には、デジタルのデータ信号の変調または復調等の信号処理を行うICメイン71、データ信号のA/D変換またはD/A変換を行うAFE・IC72、バスコネクタ側と電話線コネクタ側との間のデータ信号の双方向の伝送を可能とするためのカプラ76等が設けられ、伝送経路65の一部は送信側経路と受信側経路とに分岐している。ICメイン71は、メモリ71a、CPU(Central Processing Unit)71b、イーサネット(登録商標)PHY・IC71c、MAC層を管理するPLC・MAC(Power Line Communication・Media Access Control layer)ブロック71d、及びPHY層を管理するPLC・PHY(Power Line Communication・Physical layer)ブロック71eで構成されている。AFE・IC72の送信側にはデジタル信号をアナログ変換するDA変換器72aと増幅する可変増幅器72cとが設けられ、AFE・IC72の受信側にはアナログ信号をデジタル変換するAD変換器72bと増幅する可変増幅器72dとが設けられる。送信側経路には更にローパスフィルタ73とドライバIC74とが設けられ、受信側経路には更にバンドパスフィルタ75が設けられる。カプラ76は、結合トランス又はフォトカプラなどにより構成され、電話線コネクタ側からの重畳信号に含まれる通話音声信号を遮断して比較的高周波のデータ信号を通過させるフィルタ特性を有する。一方、伝送経路66には、重畳信号に含まれる比較的高周波のデータ信号を遮断して通話音声信号を通過させるローパスフィルタ77が設けられる。
このような電話線通信制御回路56〜58において、バスコネクタ側から入力されるデジタルのデータ信号は、まずICメイン71で変調され、変調されたデジタル変調データはAFE・IC72のDA変換器72aでアナログ変換され、可変増幅器72cで増幅される。アナログ変換され増幅されたアナログ信号は、更にローパスフィルタ73、ドライバIC74、カプラ76を通過する。一方、バスコネクタ側から入力される通話音声信号は、ローパスフィルタ77を通過する。カプラ76を通過したアナログデータ信号とローパスフィルタ77を通過した通話音声信号は電話線コネクタ側で重畳され、重畳信号が電話線コネクタ側へ流れる。
逆に、電話線コネクタから入力された重畳信号は、伝送経路65、伝送経路66双方に流入する。伝送経路65に流入した重畳信号は、まずカプラ76にて通話音声信号が遮断されデータ信号のみが抽出される。抽出されたデータ信号はバンドパスフィルタ75を通過し、可変増幅器72dで増幅され、AD変換器72bでデジタル変換される。デジタル変換されたデータ信号はICメイン71で復調され、バスコネクタ側へ流れる。一方、伝送経路66に流入した重畳信号は、ローパスフィルタ77にてデータ信号が遮断され通話音声信号のみが抽出され、抽出された通話音声信号がバスコネクタ側へ流れる。
図5は、図1に示した内線に接続される電話機の構成を示すブロック図である。電話機3〜5は、PCからのLANケーブル21〜23が接続されるLAN側イーサネットI/F(インタフェース)81と、PBXからの内線13〜15が接続される電話線コネクタ82と、イーサネットI/F81と電話線コネクタ82との間の回線を接続し、PBX2との間の内線13〜15を介した通話及びデータ通信を制御する電話線通信制御回路83と、PBXからの制御信号の検出や通話音声信号のA/D変換及びD/A変換等の処理を行う多機能電話回路84と、図示しないハンドセットが接続されるハンドセットコネクタ85とを有する。
イーサネットI/F81は、8芯のモジュラ式コネクタ(例えば、RJ−45)であり、LANケーブル21〜23一端に取り付けられた対応コネクタが接続される。
このような電話機3〜5において、イーサネットI/F81から入力されるデジタルのデータ信号(即ち、PCのデータ通信に関わる信号)は電話線通信制御回路83に入力される。そこで、電話線通信制御回路83は、デジタルのデータ信号をD/A変換したアナログのデータ信号をハンドセット側からの通話音声信号に重畳し、その重畳信号を内線13〜15に送出する。一方、電話線コネクタ82から入力される重畳信号は、電話線通信制御回路83により、データ信号及び通話音声信号に分離され、LANケーブル21〜23及びハンドセットコネクタ85にそれぞれ送出される。
図6は、図5に示した電話線通信制御回路の構成を示すブロック図である。この電話線通信制御回路83は、電話線コネクタ側とイーサネットI/F側との間でデータ信号が流れる伝送経路165と、電話線コネクタ82側とハンドセットコネクタ側との間で通話音声信号が流れる伝送経路166とを有し、図4に示した電話線通信制御回路56〜58と概ね同様の機能を有する。図6において、図4に示した電話線通信制御回路56〜58と同様の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
このような電話線通信制御回路83において、イーサネットI/F側から入力されるデジタルのデータ信号は、まずICメイン71で変調され、変調されたデジタル変調データ信号はAFE・IC72のDA変換器72aでアナログ変換され、可変増幅器72cで増幅される。アナログ変換され増幅されたアナログデータ信号は、更にローパスフィルタ73、ドライバIC74、カプラ76を通過する。一方、ハンドセットコネクタ側から入力される通話音声信号は、ローパスフィルタ77を通過する。カプラ76を通過したアナログデータ信号とローパスフィルタ77を通過した通話音声信号は電話線コネクタ側で重畳され、重畳信号が電話線コネクタ側へ流れる。
逆に、電話線コネクタ側から入力された重畳信号は、伝送経路165、伝送経路166双方に流入する。伝送経路165に流入した重畳信号は、まずカプラ76にて通話音声信号が遮断されデータ信号のみが抽出される。抽出されたデータ信号はバンドパスフィルタ75を通過し、可変増幅器72dで増幅され、AD変換器72bでデジタル変換される。デジタル変換されたデータ信号はICメイン71で復調され、イーサネットI/F側へ流れる。一方、伝送経路166に流入した重畳信号は、ローパスフィルタ77にてデータ信号が遮断され通話音声信号のみが抽出され、抽出された通話音声信号がハンドセットコネクタ側へ流れる。
本発明に係る構内交換機、電話機、及びこれらを備えた電話システムは、構内に敷設された電話の内線回線を利用したデータ通信を実現し、新たな配線を必要とせずにデータ通信用のネットワークの構築を可能とするので、構内交換機、電話機、及びこれらを備えた電話システムとして有用である。
1 電話システム
2 PBX(構内交換機)
3〜5 電話機
11 PSTN(公衆電話網)
12 インターネット(データ通信ネットワーク)
13〜15 内線回線
37 PLC制御回路(電力線インタフェース部)
51〜53,82 電話線コネクタ
71 ICメイン
72 AFE・IC
76 カプラ
77 ローパスフィルタ
84 多機能電話回路
85 ハンドセットコネクタ
2 PBX(構内交換機)
3〜5 電話機
11 PSTN(公衆電話網)
12 インターネット(データ通信ネットワーク)
13〜15 内線回線
37 PLC制御回路(電力線インタフェース部)
51〜53,82 電話線コネクタ
71 ICメイン
72 AFE・IC
76 カプラ
77 ローパスフィルタ
84 多機能電話回路
85 ハンドセットコネクタ
Claims (3)
- 構内に設けられ、通話を行うための公衆電話網およびデータ通信を行うためのデータ通信ネットワークに接続されると共に、前記構内に敷設された内線回線を介して電話機に接続された構内交換機において、
デジタル送信データ信号を変調する変調手段と、
前記変調手段によって変調されたデジタル変調送信データ信号をアナログに変換するアナログ変換手段と、
前記アナログ変換手段によって変換されたアナログ送信データ信号と送信音声信号との重畳信号を前記内線回線を介して前記電話機に送信する送信手段と、
前記電話機から前記内線回線を介して受信した、アナログ受信データ信号と受信音声信号との重畳信号から前記アナログ受信データ信号を抽出するデータ信号抽出手段と、
前記データ信号抽出手段によって抽出された前記アナログ受信データ信号をデジタルに変換するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段によって変換されたデジタル受信データ信号を復調する復調手段と、
前記電話機から前記内線回線を介して受信した前記重畳信号から前記受信音声信号を抽出する音声信号抽出手段と、
を備えたことを特徴とする構内交換機。 - 構内に設けられ、前記構内に敷設された内線回線を介して構内交換機に接続された電話機において、
送信音声信号を入力する入力手段と、
デジタル送信データ信号を変調する変調手段と、
前記変調手段によって変調されたデジタル変調送信データ信号をアナログに変換するアナログ変換手段と、
前記アナログ変換手段によって変換されたアナログ送信データ信号と前記入力手段によって入力された前記送信音声信号との重畳信号を前記内線回線を介して前記構内交換機に送信する送信手段と、
前記構内交換機から前記内線回線を介して受信した、アナログ受信データ信号と受信音声信号との重畳信号から前記アナログ受信データ信号を抽出するデータ信号抽出手段と、
前記データ信号抽出手段によって抽出された前記アナログ受信データ信号をデジタルに変換するデジタル変換手段と、
前記デジタル変換手段によって変換されたデジタル受信データ信号を復調する復調手段と、
前記構内交換機から前記内線回線を介して受信した前記重畳信号から前記受信音声信号を抽出する音声信号抽出手段と、
を備えたことを特徴とする電話機。 - 請求項1に記載の構内交換機と請求項2に記載の電話機とを備えたことを特徴とする電話システム
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