JP2010045842A - ローカル・エリア・ネットワーク配線上での電話通信のシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一伝送媒体の上でデジタル・データとアナログ電話信号を同時に伝送するローカル・エリア・ネットワーク配線構造のための方法及び装置を提供する。
【解決手段】特に、リモート側データ・ユニット（例えば、パーソナル・コンピューター）がそれぞれ、少なくとも２対の導体を含むケーブルを通じてハブに接続され、各方向でデータ通信を行えるスター形態のネットワークに適用できる。ケーブル各端部のモジュールは、仮想回線体制内の両方の導体ペアを通じて、データ・セット近くの電話とＰＢＸの間の電話（音声帯）信号のための仮想パスを提供する。そのような全ての通信パスが同時にかつ相互干渉無しに機能する。モジュールは単純で安価な受動回路要素から成っている。
【選択図】図３

Description

本発明はデータ通信と電話の共通ネットワークの分野、より具体的には、建物内でデジタル志向のローカル・エリア・ネットワーク配線上でデータ通信と同時に電話セットのネットワークを設ける分野に関する。

小規模な事務所及び企業の環境では、通常、多数の作業区域を用いていて、それぞれに電話セットとコンピューターを設けている。区域の間で、区域相互で、及び、外部との通信のために、通常、２種類のネットワークが用いられていて、電話回線が電話セットと外部電話回線の間を接続し、かつ、いわゆるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）がそれらの間で、また、外部ネットワーク回線にコンピューターを接続している。

コンピューター又はパーソナル・コンピューターの用語はワークステーション又は他のデータ端末装置（ＤＴＥ）または少なくも１個のデータを入出力できるデジタル装置を含むと解釈されている。その場合、各コンピューターにはデジタル・データの伝送のために用いられるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）に接続するインターフェースが含まれている。そのような装置はリモート側デジタル装置とも呼ばれる。電話セットの用語は、ファックス・マシン、自動応答機械又はダイアル・アップ・モデムのような電話帯域信号を用いて、ＰＡＴＮ（公衆交換電話網）に接続できる全ての装置を含むと理解されている。そのような装置をリモートまたはローカル電話装置と呼ぶ。

そのような環境を図１ａ及び１ｂに示していて、２種類の別個で独立したネットワークを必要とする典型的な小規模事務所／企業の構成を示している。図１ａでは、回線１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介して、それぞれ電話装置１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに接続されたＰＡＢＸ（自動構内交換機）１１を含む電話ネットワーク１０を示す。電話は、１対のワイヤから成るそれぞれの接続ライン１２を必要とするＰＯＴＳ（単純な旧式電話サービス）のタイプである。

図１ｂはコンピューター間通信を行えるようにするローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）１５を示す。そのようなネットワークはライン１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを介して、それぞれコンピューター１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄに接続されたハブ（又はスイッチング・ハブ）１６から成っている。ポピュラーなタイプのＬＡＮはＩＥＥＥ８０２．３エサーネット規格に準拠し、１０ＢａｓｅＴ又は１００ＢａｓｅＴＸインターフェースを使用し、それぞれの接続ライン１７のために、２対の撚り線を−１対が送信用に、１対を受信用に−用いている。

２系統の別個のネットワークの設置と保守は複雑で費用がかかる。それゆえ、電話とデータ通信の両方の必要性に応じる結合形配線ネットワーク・システムを持つことが、特に新規設置で利点を有している。

ひとつの方式はＬＡＮのみを設けることで、通常のコンピューター間通信に使われるが、電話にも用いられる。この方式のひとつの一般的方法は、現在、普通に用いられていて、いわゆるボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）技術を用いている。当該分野で公知になっているそのような技術により、電話信号をデジタル化し、既存のＬＡＮ内をデータとして伝送する。しかしながら、そのような技術を用いるシステムは複雑で、費用がかかる。そして、現在利用できる技術により伝送できる音声の質は低い。

別の対照的方法は電話とデータ・ネットワークの両方に同時に用いるため、既存の電話インフラストラクチャーを用いることである。この方法では、住居又は他の建物内に新しいローカル・エリア・ネットワークを設置する作業は、追加配線の設置が無いので、単純化される。

Ｃｒａｎｅに与えられた米国特許第４，７６６，４０２号では２線式電話線上でＬＡＮを形成する方法を教示しているが、電話サービスを行っていない。

周波数分割多重通信（ＦＤＭ）のコンセプトは当該分野では良く知られていて、ワイヤの固有帯域を、アナログ電話信号を伝送できる低周波帯域とデータその他の信号を伝送できる高周波帯域に分割する手段を提供している。そのような技術は時として、データ・オーバー・ボイス（ｄａｔａ ｏｖｅｒ ｖｏｉｃｅ）と呼ばれ、例えば、米国特許第５，８９６，４４３号、第４，８０７，２２５号、第５，９６０，０６６号、第４，６７２，６０５号、第５，９３０，３４０号、第５，０２５，４４３号、第４，６２４，４９２号に記されている。それは、ｘＤＳＬシステム、主として非同期デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）システムでも広く用いられている。

ＦＤＭを用いる典型的システムを図２に示す。図２では、連結した電話／データ・ネットワーク２０の略図を示しているが、この場合、それぞれが１対の撚り線から成っている対応した２本のケーブル１２ａ及び１２ｂによる２室の作業区域への接続を示している。ケーブル１２ａの周波数帯の下側部分は、それぞれがケーブルの各端に接続された低域フィルター（ＬＰＦ）２２ａ及び２２ｂにより分離される。同様に、周波数帯の高周波側はそれぞれの高域フィルター（ＨＰＦ）２１ａ及び２１ｂにより分離される。電話ネットワークは電話１３ａ及びＰＡＢＸ１１を各ＬＰＦに接続することにより低周波部分を用いている。データ通信に周波数帯の高領域を用いるために、電話線モデム２３ａ及び２３ｂを両方のケーブル端部にあるＨＰＦ２１ａ及び２１ｂにそれぞれ接続している。ハブ１６をモデム２３ａに接続し、そのひとつで、ユーザー側でモデム２３ｂをコンピューター１８ａに接続することにより、コンピューターとハブの間の接続性を提供している。他のケーブル１２ｂの周波数帯を同様に分割し、ケーブル１２ｂが電話セット１３ｂをＬＰＲ２２ｃ及び２２ｄを介してＰＡＢＸ１１に接続している。そのひとつで、コンピューター１８ｂが，ＨＰＦに接続したモデム２３ｄ、また、ＨＰＦ２１ｃに接続したモデム２３ｃを介して、ハブ１６に接続している。別の電話１３とコンピューター１８を同じ方法で追加できる。この従来技術のコンセプトはＲｅｉｃｈｅｒｔらに与えられた米国特許第４，７８５，４４８号（以後、Ｒｅｉｃｈｅｒｔと言う）及びＤｏｄｄｓらに与えられた米国特許第５，８４１，８４１号（以後、Ｄｏｄｄｓと言う）に開示されている。ＲｅｉｃｈｅｒｔとＤｏｄｄｓの両方が住宅用電話配線に周波数領域／分割多重通信（ＦＤＭ）技術を用いるための方法と装置を提案していて、上記のように電話とデータ通信信号を同時伝送することを可能にしている。

Ｂａｌａｔｏｎｉに与えられた米国特許第５，６１０，９２２号は電話会社の所在地から顧客の構内へ１対のねじり線による電話線でアナログ音声電話信号とデジタル・データ・サービス信号を同時に伝送するための方法と装置を開示している。その装置には、容易に設置できる音声プラス・デジタル・データ・サービスのリモート側端末と音声プラス・デジタル・データ・サービスの電話局側端末が含まれている。その装置はアナログ音声電話信号と４線式デジタル・データ・サービス信号に代表される多重伝送信号により３対１のペア・ゲインを与えることができる。
ネットワーク２０はＦＤＭ法を用いて、接続する各作業区域に対して典型的に（図２の２３ａ及び２３ｂのような）２個のモデムを必要とする。そのようなモデムは複雑で費用がかかる。さらに、典型的な電話線は、低周波（電話）信号のみを伝送するように設計された低質伝送により、データ・レートとデータ通信距離の両方により制限されている。

２対の撚り線通信システムでの追加パスとして用いるために仮想チャンネルを形成するコンセプトは電話の分野で公知であり、いくつかの特許で開示されていて、米国のクラス３７０／２００に分類されている。一般に、そのような仮想チャンネル・パスはリモート側機器または中間の中継器に電力を供給するために用いられる。米国特許第４，１７３，７１４号、第３，９７５，５９４号、第３，８０６，８１４号、第６，０２６，０７８号、第４，９３７，８１１号に例示されたいくつかの従来技術では、仮想チャンネルは計測その他の補助信号のような補足的信号を伝送するのに用いられる。それゆえ、そのようなすべてのシステムが仮想チャンネルをメイン・チャンネル上の通信サービスを支援するための手段としてのみ用いている。上記の従来技術のどれもが、仮想チャンネルを通信タイプのサービスを追加伝送するために、または、２種の別のネットワークを機能的に結合するためには用いていない。

米国特許第５，８９６，４４３号明細書 米国特許第４，８０７，２２５号明細書 米国特許第５，９６０，０６６号明細書 米国特許第４，６７２，６０５号明細書 米国特許第５，９３０，３４０号明細書 米国特許第５，０２５，４４３号明細書 米国特許第４，６２４，４９２号明細書 米国特許第４，１７３，７１４号明細書 米国特許第第３，９７５，５９４号明細書 米国特許第第３，８０６，８１４号明細書 米国特許第第６，０２６，０７８号明細書 米国特許第第４，９３７，８１１号明細書

それゆえ、データ・ネットワーク・システムが追加配線無しに電話サービスも同時に行えることが望ましい。

本発明の目的は、データ・ネットワーク・システムが追加配線無しに電話サービスを同時に行えることである。

この目的は本発明の広い側面に基づき、少なくとも２対の導体を含むバンドルと共に用いるための回路により達成される。その回路が、
上記バンドルの端部に接続するための第一の接続部、
少なくとも１台のデジタル装置に接続するための第二の接続部、
少なくとも１台の電話装置に接続するためにの第三の接続部、から成り、
上記バンドル内の導体の各ペアの両端に上記第一の接続部のそれぞれのひとつにより接続された２個の上記回路（３２ａ、３２ｂ）が、協力して少なくとも１個の仮想チャンネルを形成し、バンドルの両端で、上記回路のそれぞれのひとつの第二の接続部にそれぞれ接続した各デジタル装置の間でのデジタル通信と同時に第三の接続部のそれぞれのひとつを介してその両端に接続された各電話装置の間で電話通信を行えるようにしたことを特徴としている。

従来のデータ・ネットワークは４本の導体回線体制を用いて、２台のユニットの間で２系統の通信チャンネルを提供している。例えば、エサーネット１０ＢａｓｅＴまたは１００ＢａｓｅＴＸに基づくローカル・エリア・ネットワークで、２対の導体をコンピューターのようなＤＴＥとハブの間で用いる。本発明により、２系統の通信チャンネルに対して干渉無しに用いている同じ４本の導体上で、交換機及び電話装置の間のようなＰＯＴＳ接続が達成される。ＰＯＴＳサービス通信が４本の導体上の仮想回線体制を介して達成される。

そのような構成は小規模事務所または小企業内で使用できる。そこでは、単一配線のインフラストラクチャーがデータ信号と電話信号の両方をハブ及び交換機を含む中央位置からリモート側ステーションに伝送するために使用される。そのような各ステーションには電話ユニット及びデータ・ユニット（例えば、デスクトップ・コンピューター）が含まれている。

本発明はひとつの回線体制を提供していて、その中では、２対の撚り線を含むケーブルが接続されたコンピューターに対する２方向データ通信チャンネルと、同時に仮想チャンネル法を用いて接続された電話セットへの双方向ＰＯＴＳ信号用パスの両方を提供している。好ましい実施例では、データ通信チャンネルはエサーネットＩＥＥＥ８０２．３のＬＡＮチャンネルと１０ＢａｓｅＴまたは１００ＢａｓｅＴＸインターフェースから成っている。

本発明の特別な実施例に基づき、２本の導体の各対のその各端末を変換器のセンター・タップ付き一次巻き線（以後ケーブル側巻き線と言う）に結合されている。それにより、そのペアの各導体をケーブル側巻き線の各端部に接続している。各巻き線は二次巻き線（以後、機器側巻き線と言う）に誘導結合していて、その端末は他の導体ペアに接続し、データ伝送信号のための連続チャンネルを形成する。この場合、機器側巻き線はデータ通信機器に接続される。ＰＯＴＳ信号を伝送するために、ケーブル両端の２個の一次巻き線のそれぞれのセンター・タップを電話回線の各導体に接続できる。それゆえ、ケーブルの両側で２対の導体が、変換器の各一次巻き線のセンター・タップを通じて、電話信号伝送に用いる２系統の導体仮想チャンネルの第一及び第二の接続を形成する。

本発明は、それぞれがそれぞれの回路を含む２モジュール−２対の導体を持つケーブルの各端部に１個−により実行できる。各回路は２個の変換器から成り、その一次（ケーブル側）巻き線内にセンター・タップを持つ。そのモジュールは２対のデータ通信能力を有し、その一方で、同時に、電話サービスのために、センター・タップの接続を介して仮想チャンネルが含まれている。その仮想チャンネルにはモジュール内のコネクターを介してアクセスできる。そのモジュールはスタンド・アローン装置にでき、または、デジタル・ネットワーク・ハブ、電話交換機、サーバー・コンピューターまたは電話セットのようなネットワーク内の任意の装置内に組み込める。代わりに、そのケーブルの一端または両端に接続された壁面用のアウトレット・コネクターにそのモジュールを組み込める。

他の実施例では、そのモジュールがキットを形成して、そのキットが既存のローカル・エリア・ネットワークを改良して、電話ネットワークもサポートするのに使用される。

本発明は小規模事務所または小企業の環境で使用できる。そこでは、ＬＡＮ配線を通じて多数のリモート側ワークステーションに接続した（ハブ、スイッチまたはルーターのような）デジタル・ネットワーク中心装置と電話交換機から成る中央位置を有する。

本発明を理解するために、また、実際にどのように実行するかを見るために、ここで添付図面を参照して好ましい実施例を示すが、非限定的事例にすぎない。

小規模事務所及び小企業内で用いられる従来技術の通常の電話及びローカル・エリア・ネットワーク構成を示す。 小規模事務所及び小企業内で用いられる従来技術の通常の電話及びローカル・エリア・ネットワーク構成を示す。 電話結線用インフラストラクチャーを用いた従来技術の電話及びローカル・エリア・ネットワークを示す。 本発明に基づいて結合された電話及びデータ通信ネットワークを示す。 共通帰路を全てが共有している本発明に基づく多重仮想チャンネルを有するデータ通信ネットワークの概要を示す。 電話セットに直接接続するために本発明に基づいて改良されたコンピューターの略図を示す。 コンピューターに直接接続するために本発明に基づいて改良された電話セットの略図を示す。 本発明に基づき、既存のデータ通信システムに仮想チャンネルの電話サービスを追加した、改良型壁面用アウトレットを示す。 図７ａから図７ｄは、本発明に基づき、既存のデータ通信システムに仮想チャンネルの電話サービスを追加した、取付可能の壁面用プラグ・コネクターの別の図面である。

以下の説明で、図面と説明は概念的に過ぎないことに留意すべきである。実際の実施では、単一の要素が１以上の機能を実施できる。代わりに、各機能を複数の要素及び回路により実施できる。図面と説明の中で、同じ参照番号は、異なる実施例または構成に共通している要素を示すのに用いられている。

図３は本発明の好ましい実施例を示す。ネットワーク３０は１０ＢａｓｅＴインターフェースを用いたＩＥＥＥ８０２．３ローカル・エリア・ネットワークの一部である。中央位置を定義しているハブ１６は、２対のワイヤ１７ａ１と１７ａ２を含むケーブルを介して一般的なコンピューター１８ａに接続される。各対が一方向のみにデータを伝送するのに有効である。１対、例えば１７ａ１、がハブ１６からコンピューター１８ａにデータを伝送し、そのひとつで、他のペア、１７ａ２、は他の方向にデータを伝送する。さらに、図３はコンピューター１８ａに関連していて、好ましくはその近くにある電話セット１３ａ、及び、これも好ましくは中央位置にある電話用自動構内交換機（ＰＡＢＸ）１１を示している。ここでは、ハブの用語はデジタル・ネットワーク中央側装置を示すのに用いられ、スイッチング・ハブ、ルーター、サーバー・コンピューター、又は、多数のデータ・ポートを有するデジタル装置と同じ意味である。ここでは、これらのいずれかを中央側デジタル装置として示している。同様に、ここでは、ＰＡＢＸを全てのタイプの中央側電話交換装置を示すのに用いていて、さらに、中央側電話装置としても示している。

本発明に基づくと、各対のワイヤの両端に信号変換器が挿入されている。それにより、例えば、変換器３１ａ１はハブ１６に近いペア・ワイヤ１７ａ１の端部に挿入され、変換器３１ｂ１はコンピューター１８ａに近いペア・ワイヤ１７ａ１の端部に挿入されている。同様に、変換器３１ａ２と３１ｂ２はそれぞれハブ１６とコンピューター１８ａの近くにあるペア・ワイヤ１７ａ２の端部に挿入されている。接頭語３１を付けた信号変換器はこれらの変換器による信号減衰が無視できるように設計されている。それで、データ通信ネットワークの機能は完全に保持され、ハブ１６は通常通りにコンピューター１８ａと完全な通信を続ける。そのような変換器は当該分野では公知であり、多くの場合、分離の要件及び共通モード阻止の要件に適合するためにＬＡＮ内でしばしば用いられている。通常、そのような信号変換器は一次巻き線と二次巻き線を設けているが、両方ともタップ無しのコイルである。本発明では、接頭語３１を付けた各信号変換器、例えば３１ａ２は、その端部をケーブルの各ワイヤに接続した一次巻き線３５と、その端部を各システム要素（ハブ１６またはコンピューター１８ａ）に接続した二次巻き線３６を有している。

しかしながら、信号変換器の従来の構造と異なり、本発明に基づくと、各一次巻き線３５には、２個の信号変換器３１ａ１と３１ａ２について、それぞれ３７ａ１と３７ａ２として示したセンター・タップを有している。一次巻き線３５の端部は、２個の信号変換器３１ａ１及び３１ａ２を含む回路の第一の接続部を構成し、かつ、バンドル内の各ペアの導体に接続するのに使われる。第二の巻き線３６の端部は１６又は１８のような少なくとも１台のデジタル装置に接続するための第二の接続部を構成し、センター・タップ３７ａ１及び３７ａ２は１１又は１３のような少なくとも１台の電話装置に接続するための第三の接続部として役立つ。それゆえ、ＰＡＢＸ１１は２本の各ワイヤ３８ａを介して、変換器３１ａ１及び３１ａ２のセンター・タップ３７ａ１と３７ａ２に接続されている。同様に、電話セット１３ａは２本の各ワイヤ３８ｂを介して、変換器３１ｂ１及び３１ｂ２のセンター・タップ３７ｂ１と３７ｂ２にそれぞれ接続されている。この構造で、電話信号が「仮想」方式でデータ通信信号と共に伝送され、両者間では干渉を生じない。実際に、ハブ側変換器３１ａ１と３１ａ２は一体化されてモジュール３２ａを形成している。その一方で、コンピューター側変換器３１ｂ１と３１ｂ２が一体化されてモジュール３２ｂを形成している。ここでは、ネットワーク３０が１台のコンピューター及び１台の電話をサポートするように示されているけれども、それぞれが１台の電話と１台のコンピューターから成る追加の作業区域をサポートでき、それにより、各コンピューターを、対応する２対のワイヤを含むケーブルを通じて、そのような各ケーブルにモジュール３２ａと３２ｂのセットを追加挿入することにより、ハブ１６に接続する。

本発明は１０ＢａｓｅＴ （１０Ｍｂ／ｓ）インターフェースについて特に示しているけれども、本発明は１００ＢａｓｅＴＸ （１００Ｍｂ／ｓ）にも等しく適用できる。さらに、本発明は、少なくとも２対のワイヤを用いる任意の有線ネットワーク・システムに等しく適用できる。変換器は信号が直流（ＤＣ）成分を含まない全ての有線通信システムに使用できる。先進的な１０００ＢａｓｅＴＸエサーネット規格に基づくもののような４対以上のワイヤを用いるシステムで、各２対を用いて、１チャンネルの仮想チャンネルを形成できる。それゆえ、４対で２チャンネルの仮想チャンネルを形成でき、上記のように各対の端末を変換器に接続することにより、それぞれが１回線のＰＯＴＳ回線を伝送する。代わりに、かつ、好ましくは、図４に示すように、３対１７ａ１、１７ａ２、１７ａ３がそれぞれ、共通帰路として用いる４番目のペア１７ａ４と共に仮想チャンネルを形成できる。この場合、各電話回線１３ａ、１３ｂ、１３ｃはその２本のワイヤのひとつを各変換器３１ｂ１、３１ｂ２、３１ｂ３のセンター・タップ３７ｂ１、３７ｂ２、３７ｂ３に、その各対の対応する端部で接続し、他のワイヤを共通ペアの対応する端部で変換器３１ｂ４のセンター・タップ３７ｂ４に接続する。より一般的には、Ｎ対の導体を用いて、それぞれのペアをデータ・チャンネルとして用いることにより、同様に、電話サービスのためにＮ−１チャンネルの仮想チャンネルを提供できる。

図３に示す構成で、モジュール３２ａ及び３２ｂはスタンドアローンのモジュールであり、機械的にネットワークの他の要素から分離している。しかしながら、他の構成も可能である。例えば、ハブ側モジュール３２ａをハブ１６内に全面的又は部分的に一体化できる。そのような場合、（それに全てのペア配線を接続するための配線盤のような）ハブの既存のデータ接続装置を、モジュール３２ａを含むものにより好ましく置換えられる。さらに、（他の端末をモジュール３２ａ内のそれぞれのセンター・タップに接続した）全ての電話線をＰＡＢＸに接続するために、電話コネクターを設けている。代わりに、モジュール３２ａを同様にＰＡＢＸ１１内に組込むことができ、それにより、ハブとの適切な接続を行う。

図５ａはコンピューター側モジュール３２ｂをコンピューター１８ａ内に全面的又は部分的に一体化した配置の略図を示している。それで、変換器３１ａ１と３１ａ２の二次巻き線３６をコンピューター１８ａ内の受信回路及び送信回路３９ａ及び３９ｂに接続されている。変換器３１ａ１及び３１ａ２の一次巻き線３５の端部はネットワークに接続するために標準ソケット・アウトレット４０に接続される。センター・タップ３７ａ１と３７ａ２は標準の電話用アウトレット４１に接続され、図３で１３ａと示したように電話セットに接続できる。

図５ｂは電話セット１３ａにモジュール３２ｂを組込んだ相補的配置を略図で示している。それゆえ、変換器３１ａ１と３１ａ２の二次巻き線３６が図３に１８ａと示したように、コンピューターを接続するために標準アウトレット４２に接続される。変換器３１ａ１と３１ａ２の一次巻き線３５の端部がネットワークに接続するために標準ソケット・アウトレット４３に接続される。センター・タップ３７ａ１と３７ａ２は電話セット１３ａ内で電話回線４４へ接続される。

代わりに、コンピューター側モジュール３２ｂを壁面用コネクター内に組込んで、既存の壁面用ソケット・アウトレットに直接または間接に接続できる。それゆえ、そのような壁面用コネクターを、それにそれぞれコンピューターと電話を接続するためにその中に一対の信号変換器と２個の雌側アウトレットを組込んだ代替形壁面用ソケットにより構成することができる。代わりに、その壁面用コネクターを、それにそれぞれコンピューターと電話を接続するために一対の信号変換器と２個の雌側アウトレットを組込んだプラグ・コネクターにより構成できる。そのようなプラグ・コネクターにより、既存の壁面用ソケット・アウトレットにコンピューターと電話を接続でき、その改造をする必要がない。

図６は本発明に基づいて改良したソケット・アウトレットの面板４５を示す。２対の導体が（図に示さない）裏側でアウトレットに接続されていて、（図に示さない）その中に収容されている２個の信号変換器の一次巻き線に接続されている。変換器の二次巻き線はＲＪ−４５データ・コネクター４７に接続されている。そのひとつで、センター・タップをＲＪ−１１電話コネクター４７に接続している。そのようなアウトレットはサイズ、形状、全体的外観が標準アウトレットに物理的に類似していて、そのようなアウトレットで建物の壁内にある標準アウトレットを置換えることができる。ＬＡＮの全体的配線のレイアウトないし構成の変更をする必要がない。そのようなアウトレットで既存の標準データ・アウトレットを容易に置換えられて、電話サポートを追加提供できる。それゆえ、従来のアウトレットはデータ送受信のために各対の撚り線に接続された２対のワイパー接点（ｗｉｐｅｒ ｃｏｎｔａｃｔｓ）を有する１個の雌側コネクターを有している。コンピューターはそのような従来型アウトレットに、４ピンを有する１個の雄側コネクター（プラグ）を用いて接続する。２ピンはデータ送信用で、２ピンはデータ受信用である。プラグをソケット・アウトレットに挿入すると、ピンがソケット・アウトレット内のワイパー接点とブラシ形接触をするので、両者間の電気接触が行われる。

本発明により、従来のアウトレットを、その中に１対の信号変換器を有する改良アウトレットにより置換えられる。それぞれの一次巻き線の端部はネットワーク内の各対の導体の端部に接続するように改良されている。各信号変換器の二次巻き線は内部で第一の雌側コネクターのワイパー接点の各対に接続される。それゆえ、両方の二次巻き線の端部は合計４個のワイパー接点により第一の雌側コネクターに接続される。２個の一次巻き線のそれぞれの各センター・タップが第一の雌側コネクターの近くにある第二雌側コネクター内の１対のワイパー接点に接続する。それゆえ、コンピューターを適当なジャック・プラグの４ピンを用いて、第一の雌側コネクターに接続できる。そのひとつで、電話を適当なジャック・プラグの２ピンを用いて、第二の雌側コネクターに接続できる。２対のワイヤ１７ａ１と１７ａ２を敷設して、そのようなアウトレットに接続する。これで、そのアウトレットは２個の面板コネクター−データ・コネクター（例えば、１０ＢａｓｅＴのためのＲＪ−４５）と電話コネクター（例えば、ＲＪ−１１）−から成っている。

そのような実施には、既存のデータ・ネットワークのソケット・アウトレットを本発明に基づいて改良したアウトレットにより交換する必要がある。図７ａから７ｄは、本発明を実施するのに、データ・ネットワークまたは既存のソケット・アウトレットを変更する必要が無く１０ＢａｓｅＴまたは１００ＢａｓｅＴＸ環境で機能するようにした、本発明に基づくプラグ・アセンブリー５０の種々の図面を示している。用いる場合、プラグ・アセンブリー５０を標準ソケット・アウトレットに挿入し、ラッチ５１によりその中に保持される。そのプラグ・アセンブリー５０には、図６を参照して上記で示した改良型ソケット・アウトレット４５と同様にデータと電話に分かれたソケット・アウトレット５２及び５３に接続されたモジュール３２ｂが含まれる。標準のＲＪ４５ジャック・プラグ５４は、そのソケットに挿入するとき、壁面用アウトレットと接続するためにモジュール３２ｂに接続されている。それゆえ、ジャック・プラグ５４には、モジュール３２ｂ内の各信号変換器の一次巻き線にそれぞれ接続された２対のピンが含まれる。２台の信号変換器の二次巻き線はデータ・電話ソケット・アウトレット５２内の各ワイパー接点に接続されている。一次巻き線のそれぞれの各センター・タップはデータ・電話ソケット・アウトレット５２の近くにある電話ソケット・アウトレット５３内の１対のワイパー接点に接続されている。コンピューターと電話セットからのケーブルは、プラグ・アセンブリー５０内の各データ・電話ソケット・アウトレット５２及び５３に挿入されている標準ジャック・プラグに接続されている。それゆえ、プラグ・アセンブリー５０は既存のインフラストラクチャーに変更を行う必要性が無い。

上記のように、１０ＢａｓｅＴ及び１００ＢａｓｅＴＸインターフェースさらに他のデータ通信インターフェースには、多くの場合、分離要件及び共通モード阻止要件に適合するために、ライン接続回路に信号変換器が含まれる。そのような場合、変換器を追加することは可能ではあるが、必要ではない。また、本発明の方法は、センター・タップ接続を既存変換器の各巻き線に追加し、それらを用いて仮想チャンネルを形成し、上記のように電話接続に用いることにより実施できる。代わりに、既存の変換器を上記のセンター・タップ付き変換器により更新できる。

仮想チャンネルは当該分野で知られているけれども、そのシステムでの使用及びここで開示した方法は以下の理由により新規であることに留意されたい。

（ａ）ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）全体及び特にエサーネット・ネットワークは現在仮想チャンネルを用いていなくて、ＩＥＥＥ８０２．３規格に指定されたそのようなチャンネルを用いる構成でもない。そのコンセプトは電話の領域でのみ知られていて、データ通信のＬＡＮのものとは非常に異なっている。

（ｂ）仮想チャンネル自体を用いてＰＯＴＳサービスを伝送することは当該分野で知られていない。むしろ、仮想チャンネルは、リモート側装置に電力を、及び（又は）その２対の導体により供給されているメイン・サービスをサポートするために管理ないし制御の信号を送るためにのみ用いられる。

上記で本発明がハブ・ユニットに関連して説明されているけれども、スイッチ、ルーター又はゲートウエーのような他の任意のマルチ・ポート・データ通信装置を使用できることは明らかである。

さらに、本発明は、２台のデジタル装置の間にある２対の導体を含むケーブルを含む既存のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）装置を改良するための、さらに、かつ、同時に２台の電話装置の間で信号を伝える方法を含み、その方法が、
（ａ）一次巻き線の各端部がケーブルの各導体に接続されていて、ケーブルの第一の端部にセンター・タップ付き一次巻き線を有する第一のペアの信号変換器を挿入すること、及び、
（ｂ）一次巻き線の各端部がケーブルの各導体に接続されていて、ケーブルの第二の端部にセンター・タップ付き一次巻き線を有する第二のペアの信号変換器を挿入すること、
から成っている。

それにより、各信号変換器の各二次巻き線をデジタル装置に接続でき、かつ、その信号変換器の各センター・タップを電話装置に接続できる。

もし、ＬＡＮに既にセンター・タップ無しの信号変換器が含まれている場合、上記ステップ（ａ）で示された変換器により置換える。又は、代わりに、センター・タップを各一次巻き線に追加する。

本発明は限られた数の実施例に関して示されているけれども、本発明の多くの変形、改良及び他の応用が行えることを想定している。

１１ 電話用自動構内交換機
１３ａ 電話セット
１６ ハブ
１７ａ１ ワイヤ
１７ａ２ ワイヤ
１８ａ コンピューター
３０ ネットワーク
３１ａ１ 変換器
３１ａ２ 変換器
３１ｂ１ 変換器
３１ｂ２ 変換器
３２ａ モジュール
３２ｂ モジュール
３７ａ１ センター・タップ
３７ａ２ センター・タップ
３７ｂ１ センター・タップ
３７ｂ２ センター・タップ
３５ 一次巻き線
３６ 二次巻き線
３８ａ ワイヤ
３８ｂ ワイヤ

Claims (26)

1. 建物内において少なくとも第１および第２撚り線対を持つローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルに情報装置およびデジタルデータ装置を結合するための回路であるとともに、全二重パケットベースデジタルデータ信号および情報信号を同時に伝送するための回路であって、
   前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルに接続可能な第１ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターと、
   前記全二重パケットベースデジタルデータ信号を前記デジタルデータ装置に入出力するために、前記デジタルデータ装置に接続可能な第２ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターと、
   前記情報信号を前記情報装置に入出力するために、前記情報装置に接続可能な情報ポートと
   を有し、
   前記第１および第２撚り線対のそれぞれは、パケットベースデジタルデータ信号を伝送するように構成されており、
   前記少なくとも２つの撚り線対は、前記情報信号を伝送する動作をするように協力して仮想チャンネルを形成することを特徴とする回路。
2. センター・タップ接続部を有する一次巻き線と二次巻き線とを有する第１信号変換器であって、前記第１ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターと前記第２ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターとの間に接続されている第１信号変換器と、
   センター・タップ接続部を有する一次巻き線と二次巻き線とを有する第２信号変換器であって、前記第１ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターと前記第２ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターとの間に接続されている第２信号変換器と
   をさらに有し、
   前記第１信号変換器は、前記ローカル・エリア・ネットワーク・パケットベースデジタルデータ信号を通すように動作し、
   前記第２信号変換器は、前記ローカル・エリア・ネットワーク・パケットベースデジタルデータ信号を通すように動作し、
   前記第１および第２信号変換器の前記センタ−・タップ接続部は、前記情報ポートに接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
3. 前記第１および第２ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターは、ＲＪ−４５タイプであり、
   前記ローカル・エリア・ネットワーク・パケットベースデジタルデータ信号は、ＩＥＥＥ８０２．３規格に適合した１０BaseT又は１００BaseTに準拠した信号である、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
4. アウトレットの外形寸法を持っている、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
5. アウトレットのためのプラグイン形として構成された、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
6. 建物の表面に取付可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
7. 前記情報信号はアナログ信号であり、前記情報ポートはアナログコネクターである、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
8. 前記情報信号はアナログ音声信号であり、前記情報ポートはアナログ音声コネクターである、ことを特徴とする請求項７に記載の回路。
9. 前記アナログ音声信号は電話信号であり、前記アナログ音声コネクターは電話コネクターである、ことを特徴とする請求項８に記載の回路。
10. 直流電力信号が前記仮想チャネルに同時に伝送される、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
11. 前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルは、Ｎ−１の仮想チャンネルを協力して形成するＮ対の撚り線対を有し、Ｎは３以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
12. 前記情報信号は、前記第１ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターと前記情報ポートとの間で双方向に伝送される、ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
13. それぞれ請求項１に記載の回路である第１および第２回路を有するキットであって、
    少なくとも２つの撚り線対を有するローカル・エリア・ネットワークを介して情報信号およびデジタルデータ信号を同時に転送するために、前記第１および第２回路の第１ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターの間を結合可能なローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルを使用するためのキットであるとともに、
    前記仮想チャネルを形成する前記撚り線対を介して、前記第１回路の情報ポートに結合可能な第１情報装置から前記第２回路の情報ポートに結合可能な第２情報装置に情報信号を転送するためのキットであるとともに、
    前記撚り線対を介して、前記第１回路の前記第２ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターに結合可能な第１デジタルデータ装置から前記第２回路の前記第２ローカル・エリア・ネットワーク・コネクターに結合可能な第２デジタルデータ装置に、全二重パケットベースデジタルデータ信号を同時に伝送する、ことを特徴とするキット。
14. 第１および第２デジタルデータユニットの間で全二重パケットベースデジタルデータ信号を伝送し、同時に、第１および第２情報ユニットの間で情報信号を伝送する、建物内のローカル・エリア・ネットワークであって、
    前記ネットワークは、
    第１および第２端部を有するとともに、少なくとも２つの撚り線対を有して、少なくとも一部が前記建物の壁の中に配置されるとともに、アウトレットを介してアクセスされるローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルと、
    前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルの第１端部に接続された第１装置と、
    前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルの第２端部に接続された第２装置と
    を有し、
    前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルのそれぞれの撚り線対は、前記パケットベースデジタルデータ信号を伝送するものであるとともに、同時に、前記少なくとも２つの撚り線対は、前記情報信号を伝送する動作をする仮想チャンネルを協力して形成するものであり、
    前記第１装置は、前記パケットベースデジタルデータ信号を前記第１デジタルデータユニットに供給するために、前記第１デジタルデータユニットに結合可能であるとともに、前記情報信号を前記第１情報ユニットに供給するために、前記第１情報ユニットにさらに結合可能であり、
    前記第２装置は、前記パケットベースデジタルデータ信号を前記第２デジタルデータユニットに供給するために、前記第２デジタルデータユニットに結合可能であるとともに、前記情報信号を前記第２情報ユニットに供給するために、前記第２情報ユニットにさらに結合可能である、ことを特徴とするネットワーク。
15. 前記第１および第２装置の少なくとも一つは、
    センター・タップ接続部を有する一次巻き線と二次巻き線とを持つ第１信号変換器であって、前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルと前記デジタルデータユニットとの間に接続されている第１信号変換器と、
    センター・タップ接続部を有する一次巻き線と二次巻き線とを持つ第２信号変換器であって、前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルと前記デジタルデータユニットとの間に接続されている第２信号変換器と
    を有し、
    前記第１信号変換器は、前記ローカル・エリア・ネットワーク・パケットベースデジタルデータ信号を通すように動作し、
    前記第２信号変換器は、前記ローカル・エリア・ネットワーク・パケットベースデジタルデータ信号を通すように動作し、
    前記第１および第２信号変換器のセンター・タップ接続部は、前記情報ユニットに接続されている、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
16. 前記第１および第２装置は、ＲＪ−４５タイプのコネクターを介して前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルに接続されており、
    前記ローカル・エリア・ネットワーク・パケットベースデジタルデータ信号は、ＩＥＥＥ８０２．３規格に適合した１０BaseT又は１００BaseTに準拠した信号である、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
17. 前記第１および第２装置の少なくとも一つは、アウトレットの外形寸法を持っている、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
18. 前記第１および第２装置の少なくとも一つは、アウトレットのためのプラグイン形として構成されている、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
19. 前記第１および第２装置の少なくとも一つは、建物の表面に取付可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
20. 前記情報信号はアナログ信号である、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
21. 前記情報信号は、アナログ音声信号である、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
22. 前記アナログ音声信号は電話信号であり、前記情報ユニットの少なくとも一つはアナログ電話装置である、ことを特徴とする請求項２１に記載のネットワーク。
23. 直流電力信号が前記仮想チャネルに同時に伝送される、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
24. 前記ローカル・エリア・ネットワーク・ケーブルは、Ｎ−１の仮想チャンネルを協力して形成するＮ対の線対を有し、Ｎは３以上である、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
25. 前記情報信号は、前記第１および第２情報ユニットの間で双方向に伝送される、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。
26. 前記第１装置および前記第１デジタルデータユニットは、単一の筐体に収容されている、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク。

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