JP2010124456A - 通信システム、通信装置、および端末収容装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 メタリック加入者線を利用した高速でかつ安価な通信システム、通信装置、および端末収容装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 端末装置３ｃ、３ｄを収容する複数の端末収容装置２００と、ＩＰ網４に接続されデジタル加入者線Ｌ３によって複数の端末収容装置２００と接続する通信装置１とを有する通信システムであって、端末収容装置２００には、端末装置３ｃ、３ｄから受信したＰＣＭ（Pulse Code Modulation）データを含むデータを、デジタル加入者線Ｌ３に時分割フレームを用いて通信装置１へ送信する送信手段を備え、通信装置１には、端末収容装置２００からデジタル加入者線Ｌ３を介して受信したデータのうち、ＰＣＭデータをＩＰ（Internet Protocol）パケットへ変換するＩＰ変換部１３０を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、端末収容装置が収容する端末装置がＤＳＬ（Digital Subscriber Line）を使用して通信を行う通信システムに関する。

情報通信技術の発展により、インターネットアクセスのインフラとして情報伝送路である加入者線が企業や店舗、そして各家庭にも普及している。従来、メタリック加入者線を使用したデジタル伝送方式には、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）基本レートインタフェースやＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）が使用されている。最近では、光加入者回線が普及しつつあり、これらのメタリック加入者線から光加入者回線への移行が行われているが、光加入者回線が普及していない地域、普及困難な地域、もしくは光加入者回線を未導入の集合住宅などでは、現在でもメタリック加入者線が情報伝送路として利用されている。

ＡＤＳＬは、ＩＳＤＮより高速なインターネットアクセスの手段として普及したが、伝送損失が大きい周波数帯域を使用したサービスであるため、電話局からの距離が離れるに従い電気信号の劣化が激しくなり、電話局からおよそ６〜７ｋｍまでの加入者線でしかサービスの提供ができないという問題がある。また、ＡＤＳＬは、その名の通り上り回線の速度と下り回線の速度が非対称であり、各家庭のインターネット利用はウェブサイトへのアクセスが主な用途であるため、通信量の多い下り回線が高速になるように設定されている。そのため、ＡＤＳＬは上り回線の通信速度を向上させる手段としては不向きである。

このようなＡＤＳＬの問題点は、光加入者回線を使用することにより解決可能であるが、上述した光加入者回線を使用できないユーザは、高速インターネットアクセスのためにＩＳＤＮ回線を複数契約しているのが現状である。

ところで、ＡＤＳＬにはＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）通信方式が採用されている。このＡＴＭ通信方式を採用したＡＤＳＬ上では、ＩＰ（Internet Protocol）パケット化されたデータの送受信を行うことを前提としたものであるため、音声等のＰＣＭ（Pulse Code Modulation）データもＩＰパケットに変換する必要があり、電話端末装置をＡＤＳＬへ接続する端末収容装置には、ＶｏＩＰ（Voice over IP）等に代表される音声のＩＰパケット化を行う機能（ＶｏＩＰ処理部）が必要であった（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２０３８７６号公報

しかしながら、このＶｏＩＰ処理部は比較的高価であるため、各家庭や各店舗など、サービスを享受する拠点毎に設置される端末収容装置にＩＰ変換部を搭載すると、通信システム全体として、サービス提供のためのコストが高くなるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、メタリック加入者線を利用した高速でかつ安価な通信システム、通信装置、および端末収容装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による通信システムは、端末装置を収容する複数の端末収容装置と、ＩＰ網に接続されデジタル加入者線によって前記複数の端末収容装置と接続する通信装置とを有する通信システムであって、前記端末収容装置には、前記端末装置から受信したＰＣＭ（Pulse Code Modulation）データを含むデータを、前記デジタル加入者線に時分割フレームを用いて前記通信装置へ送信する送信手段を備え、前記通信装置には、前記端末収容装置から前記デジタル加入者線を介して受信したデータのうち、前記ＰＣＭデータをＩＰ（Internet Protocol）パケットへ変換するＩＰ変換部を備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明による通信装置は、端末装置を収容する複数の端末収容装置と、ＩＰ網に接続されデジタル加入者線によって前記複数の端末収容装置と接続する通信装置とを有する通信システムで使用される通信装置であって、前記端末収容装置から前記デジタル加入者線に時分割フレームを用いて送信されたＰＣＭデータを含むデータのうち、前記ＰＣＭデータをＩＰパケットへ変換するＩＰ変換部を備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明による端末収容装置は、端末装置を収容する複数の端末収容装置と、ＩＰ網に接続されデジタル加入者線によって前記複数の端末収容装置と接続する通信装置とを有する通信システムで使用される端末収容装置であって、前記端末装置から受信したＰＣＭデータを含むデータを、前記デジタル加入者線に時分割フレームを用いて前記通信装置へ送信する送信手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、メタリック加入者線を利用した高速でかつ安価な通信システム、通信装置、および端末収容装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る通信システムの構成を示した図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムが有する通信装置の構成を示したブロック図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムの通信装置に備えられた加入者線インタフェースユニットの構成を示したブロック図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムの通信装置に備えられた回線交換スイッチの構成を示した図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムの通信装置に備えられたＩＰ変換ユニットの構成を示したブロック図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムの通信装置に備えられたパケットスイッチの構成を示したブロック図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムが有する端末収容装置の構成を示した図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムの端末収容装置に備えられたクロック部の構成を示した図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムのデジタル加入者線上を伝送するデータのデータ構成を示す図。 本発明の一実施の形態に係る通信システムの通信装置に備えられたＰＣＭハイウェイ上を伝送するデータのデータ構成を示す図。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を示す通信システムの構成を示すブロック図である。
この通信システムは、端末収容装置２００が通信装置１に接続され、通信装置１はＩＰ網４および回線交換網５と接続されている。ＩＰ網４と回線交換網５はゲートウェイ装置２ａを介して接続されている。またＩＰ網４はゲートウェイ装置２ｂを介してインターネット６と接続され、インターネット６には複数のサーバ装置７が接続されている。

端末収容装置２００は、電話端末装置３ｃやＰＣ等の通信端末装置３ｄと接続され、電話端末装置（端末装置）３ｃや通信端末装置（端末装置）３ｄは、端末収容装置２００および通信装置１を介してＩＰ網４や回線交換網５と通信し、例えば、ＩＰ網４に接続されたＩＰ電話端末装置３ｂや回線交換網５に接続された電話端末装置３ａと通信を行うことができるようになっている。

また、通信装置１と端末収容装置２００との接続は、メタリック加入者線Ｌ３を利用したデジタル加入者線であるＳＨＤＳＬ（Single-pair High-speed Digital Subscriber Line）等のｘＤＳＬが用いられている。通信装置１には、このデジタル加入者線Ｌ３が多数接続される。図１には端末収容装置２００を１つのみ示したが、夫々のデジタル加入者線Ｌ３に端末収容装置２００が接続されるようになっている。通信装置１と端末収容装置２００とを接続するデジタル加入者線Ｌ３にＳＨＤＳＬを適用することにより、ＡＤＳＬを適用する場合と比較して、通信装置１と端末収容装置２００との距離、すなわちデジタル加入者線Ｌ３の長さが長くても、ＡＤＳＬを適用する場合と比較して、高速な通信速度でインターネットアクセスサービスを提供することができる。

図２は、通信システムに備えられた通信装置１の構成を示したブロック図である。
通信装置１には、加入者線インタフェース１１０、回線交換スイッチ１２０、ＩＰ変換部１３０、パケットスイッチ１４０、制御部１５０、およびクロック部１６０が備えられている。

通信装置１は、内部に、ＰＣＭハイウェイＬ３１ａ、ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂ、内部データＬＡＮＬ３２、制御バス１７０、及びクロックライン１８０を備える。また通信装置１には、ラインＬ１、外部データＬＡＮＬ２及びデジタル加入者線Ｌ３が接続される。

デジタル加入者線Ｌ３は加入者線インタフェース１１０と端末収容装置２００とを接続する。ＰＣＭハイウェイＬ３１ａは加入者線インタフェース１１０と回線交換スイッチ１２０とを接続する。ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂは回線交換スイッチ１２０とＩＰ変換部１３０とを接続する。内部データＬＡＮＬ３２は、ＩＰ変換部１３０とパケットスイッチ１４０とを接続する。更に外部データＬＡＮＬ２はパケットスイッチ１４０と外部のＩＰ網４とを接続する。ラインＬ１はクロック部１６０と回線交換網５とを接続する。

加入者線インタフェース１１０は、メタリック加入者線Ｌ３上を伝送するデータをＰＣＭハイウェイ上へ伝送させたり、ＰＣＭハイウェイ上を伝送するデータをメタリック加入者線Ｌ３上へ伝送させたりするものである。デジタル加入者線Ｌ３とＰＣＭハイウェイＬ３１ａは共に時分割バスであるが、時分割のフレーム数が異なっている。このため加入者線インタフェース１１０は、両時分割バスのインタフェースを行う。この加入者線インタフェース１１０は図２では１つのブロックで示したが、通信装置１が収容するデジタル加入者線Ｌ３の本数と同じ数の加入者線インタフェースユニット１１０ａ、…、１１０ｎで構成され、それぞれの加入者インタフェースユニット１１０ａには、１本のデジタル加入者線Ｌ３と１本のＰＣＭハイウェイＬ３１とが接続され、１つのデータ列を処理するようになっている。

ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂの数はＰＣＭハイウェイＬ３１ａの数より少なく、回線交換スイッチ１２０は選択されたＰＣＭハイウェイＬ３１ａと選択されたＰＣＭハイウェイＬ３１ｂとを接続する。これにより、回線交換スイッチ１２０は、選択された加入者線インタフェースユニット１１０と選択されたＩＰ変換部１３０とを接続する。

ＩＰ変換部１３０は、ＰＣＭハイウェイＬ３１上を伝送するデータをＩＰパケット化したり、パケットスイッチ１４０から送られてくるＩＰパケットをＰＣＭデータへ変換したりするものである。このＩＰ変換部１３０は、図２では１つのブロックで示したが、ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂの数と同じ数、すなわち通信装置１が収容するデジタル加入者線Ｌ３の数より少ない数のＩＰ変換ユニット１３０ａ、…、１３０ｎで構成される。各ＩＰ変換ユニット１３０ａは、１本のＰＣＭハイウェイＬ３１ｂと１本の内部データＬＡＮＬ３２が接続され、１つのデータ列のＩＰ変換を行う。

パケットスイッチ１４０は、内部データＬＡＮＬ３２上を伝送するＩＰパケットを、ＩＰ網４に接続された外部データＬＡＮＬ２を用いてＩＰパケットの宛先へ送信する。また逆に外部から入力されたＩＰパケットを内部データＬＡＮＬ３２に振り分ける。

また、加入線インタフェース１１０、回線交換スイッチ１２０、ＩＰ変換部１３０、パケットスイッチ１４０、制御部１５０、およびクロック部１６０は、互いに制御用バス１７０によって接続されている。さらに、クロック部１６０はラインＬ１を介して回線交換網５と接続して、回線交換網５から提供されるクロックを受信する。そしてクロック部１６０は、そのクロックを加入者線インタフェース１１０、回線交換スイッチ１２０、およびＩＰ変換部１３０へクロックライン１８０を介して供給するようになっている。

ここで、図３乃至図６を参照して、通信装置１に備えられる加入者線インタフェースユニット１１０ａ、回線交換スイッチ１２０、制御部１５０、ＩＰ変換ユニット１３０ａ、パケットスイッチ１４０の構成を説明する。

図３は、加入者線インタフェース１１０を構成するユニットの１つである加入者線インタフェースユニット１１０ａ（加入者線インタフェースユニット１１０ａ乃至１１０ｎ共通）の構成を示した図である。
加入者線インタフェースユニット１１０ａ乃至１１０ｎは同じ構成である。加入者線インタフェースユニット１１０ａには、ＬＩＮＥインタフェース１１１、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２、ＣＰＵ１１３、ＲＡＭ１１４、ＲＯＭ１１５、ＢＵＳインタフェース１１６が備えられている。

ＬＩＮＥインタフェース１１１には、通信装置１が収容する多数のデジタル加入者線Ｌ３のうちの１本の加入者線Ｌ３が接続され、またクロック部１６０が出力するクロックがクロックライン１８０を介して入力される。またＬＩＮＥインタフェース１１１はＰＣＭハイウェイインタフェース１１２と接続される。ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２には、回線交換スイッチ１２０と接続するＰＣＭハイウェイＬ３１ａが接続される。また、ＣＰＵ１１３、ＲＡＭ１１４、ＲＯＭ１１５、ＢＵＳインタフェース１１６、ＬＩＮＥインタフェース１１１、及びＰＣＭハイウェイインタフェース１１２はデータバス１７１に接続され、またデータバス１７１を介して互いに接続されている。さらに、ＢＵＳインタフェース１１６は、後述する制御部１５０に備えられたＢＵＳインタフェース１５４と接続する制御バス１７０が接続される。

上述したように、加入者線インタフェース１１０ａは、デジタル加入者線Ｌ３とＰＣＭハイウェイＬ３１ａの両時分割バスのインタフェースを行う。ＬＩＮＥインタフェース１１１は、クロック部１６０から入力されたクロックを基準として、デジタル加入者線Ｌ３を介して送られてきた８フレームの時分割フレーム信号からデータを取り出し、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２へ送る。ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２は、３２フレームの時分割バスであるＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上の時分割フレーム信号へ受信したデータを挿入する。

また逆にＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上を送られてきた３２フレームの時分割フレーム信号は、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２に入力される。ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２は、時分割フレーム信号に挿入されたデータを取り出し、ＬＩＮＥインタフェース１１１に送る。ＬＩＮＥインタフェース１１１は、データを８フレームの時分割フレーム信号に挿入してデジタル加入者線Ｌ３を介して、端末収容装置２００へデータを送信する。このようにして、加入者線インタフェース１１０は、デジタル加入者線Ｌ３とＰＣＭハイウェイＬ３１ａとのインタフェースを行う。

図４は、回線交換スイッチ１２０および制御部１５０の構成を示した図である。

回線交換スイッチ１２０は、時分割スイッチ１２１で構成されている。時分割スイッチ１２１には、複数の加入者線インタフェースのＰＣＭハイウェイ１１２に接続されたＰＣＭハイウェイＬ３１ａおよびＰＣＭハイウェイＬ３１ｂが接続されている。

時分割スイッチ１２１は、クロック部１６０からクロックライン１８０を介して提供されるクロックを基準として、加入者線インタフェース１１０と接続された複数のＰＣＭハイウェイＬ３１ａと、ＩＰ変換部１３０と接続された複数のＰＣＭハイウェイＬ３１ｂとを、時分割スイッチ１２１内で接続するように構成されている。これにより、ＰＣＭハイウェイＬ３１ａとＰＣＭハイウェイＬ３１ｂ間の通信路が形成される。

制御部１５０には、ＣＰＵ１５１、ＲＡＭ１５２、ＲＯＭ１５３、およびＢＵＳインタフェース１５４が備えられる。ＣＰＵ１５１、ＲＡＭ１５２、ＲＯＭ１５３、ＢＵＳインタフェース１５４、時分割スイッチ１２１、およびクロック部１６０は、制御バス１７０に接続され、制御バス１７０によって互いに接続されている。

また制御バス１７０はＢＵＳインタフェース１５４を介して加入者線インタフェース１１０、ＩＰ変換部１３０及びパケットスイッチ１４０に接続されている。なお、回線交換スイッチ１２０及びクロック部１６０は制御部１５０と同じ回路基板に形成されているので、回線交換スイッチ１２０及びクロック部１６０はＢＵＳインタフェース１５４を介さず制御バス１７０に直接接続されている。

図５は、ＩＰ変換部１３０を構成するユニットの１つであるＩＰ変換ユニット１３０ａ（ＩＰ変換ユニット１３０ａ乃至１３０ｎ共通）の構成を示した図である。

ＩＰ変換ユニット１３０ａには、パケット処理部１３１、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２、ＣＰＵ１３３、ＲＡＭ１３４、ＲＯＭ１３５、ＢＵＳインタフェース１３６、イーサネット（登録商標）インタフェース１３７、ＶｏＩＰ処理部１３８、多重・分離部１３９が備えられている。

ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２には、回線交換スイッチ１２０に接続されるＰＣＭハイウェイＬ３１ｂのうちの１本のＰＣＭハイウェイＬ３１が接続されるとともに、クロック部１６０からクロックライン１８０を介してクロックが入力される。また、ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２は、ＶｏＩＰ処理部１３８およびパケット処理部１３１と接続されている。ＶｏＩＰ処理部１３８およびパケット処理部１３１は、それぞれ多重・分離部１３９とさらに接続される。また、多重・分離部１３９は、イーサネットインタフェース１３７と接続される。

また、ＣＰＵ１３３、ＲＡＭ１３４、ＲＯＭ１３５、ＢＵＳインタフェース１３６、ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２、パケット処理部１３１、ＶｏＩＰ処理部１３８、多重・分離部１３９、イーサネットインタフェース１３７は、互いに内部制御バス１７３で接続されている。さらに、ＢＵＳインタフェース１３６は、制御部１５０に備えられたＢＵＳインタフェース１５４と接続する制御用バス１７０が接続されている。

上述したように、ＩＰ変換部１３０は、回線交換スイッチ１２０から送られてくるＰＣＭデータをＩＰパケットに変換したり、パケットスイッチ１４０から送られてくるＩＰパケットをＰＣＭデータへ変換したりする。

ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２は、回線交換スイッチ１２０から送られるＰＣＭハイウェイＬ３１ｂ上の時分割フレーム信号から、クロックライン１８０を介して入力されたクロックを基準として、送られたデータを取り出す。ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２は、取り出したデータのうち、音声データをＶｏＩＰ処理部１３８へ送り、ＩＰパケットデータをパケット処理部１３１へ送る。電話番号データ、制御データなどのデジタルデータは加入者線インタフェース１１０及び制御バス１７０を介してパケット処理部１３１へ入力される。パケット処理部１３１は、デジタルデータを宛先を記したＩＰパケットへ変換して多重・分離部１３９へ送り、また入力されたＩＰパケットデータはそのまま多重・分離部１３９へ送る。ＶｏＩＰ処理部１８は、音声データ（ＰＣＭデータ）を宛先を記したＩＰパケットへ変換して多重・分離部１３９へ送る。多重・分離部１３９は、パケット処理部１３１及びＶｏＩＰ処理部１８から受信したＩＰパケットを多重化して、ＬＡＮの仕組みを利用してイーサネットインタフェース１３７へ送る。またイーサネットインタフェース１３７は、多重化されたＩＰパケットを、内部データＬＡＮＬ３２を介してパケットスイッチ１４０へ送る。

また逆に内部データＬＡＮＬ３２を介してイーサネットインタフェース１３７に入力されたＩＰパケットは、多重・分離部１３９で、音声データのＩＰパケットとデータのＩＰパケットに分離される。音声データのＩＰパケットはＶｏＩＰ処理部１３８に入力され音声データ（ＰＣＭデータ）に変換され、ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２に入力される。またデータのＩＰパケットはパケット処理部１３１でデータに変換され、或いはＩＰパケットのまま出力されＰＣＭハイウェイインタフェース１３２に入力される。ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２に入力されたデータは、３２フレームの時分割フレーム信号に挿入されて、ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂへ出力される。

図６は、パケットスイッチ１４０の構成を示した図である。

パケットスイッチ１４０には、ＬＡＮスイッチ１４１、ＣＰＵ１４２、ＲＡＭ１４３、ＲＯＭ１４４、およびＢＵＳインタフェース１４５が備えられ、これらは互いに内部制御バス１７４で接続されている。ＬＡＮスイッチ１４１は、ＩＰ変換部１３０ａ〜１３０ｎに接続された多数の内部データＬＡＮＬ３２と、ＩＰ網４に接続された外部データＬＡＮＬ２が接続される。

パケットスイッチ１４０は、ＬＡＮスイッチ１４１によって、外部データＬＡＮＬ２と内部データＬＡＮＬ３２とを選択的に接続する。これによって、内部データＬＡＮＬ３２を伝送するＩＰパケットを、通信装置１の外部のＩＰ網４と接続する外部データＬＡＮＬ２を用いてＩＰパケットの宛先へ送信する。また逆に外部データＬＡＮＬ２を介して受信したＩＰパケットをＬＡＮスイッチ１４１で、内部データＬＡＮＬ３２に振り分ける。

通信装置１は、以上のように構成されている。通信装置１では、収容する多数の端末収容装置２００から送られてくる全てのＰＣＭデータがＩＰ変換部１３０に集約され、ＩＰ変換部１３０が全てのＰＣＭデータをＩＰパケットに変換する。またＩＰ網4及び外部データＬＡＮＬ２を介して入ってくるＩＰパケットのうち、音声データのＩＰパケットをＩＰ変換部１３０で集約してＩＰ変換部１３０がＰＣＭデータに変換する。このため、各端末収容装置２００にＩＰ変換部１３０を設けた通信システムに比べ、システム全体としては、ＰＣＭデータのＩＰパケットへの変換処理及びＩＰパケットのＰＣＭデータへの変換処理を行うＩＰ変換部１３０の数を減らすことができる。

また、各端末収容装置２００がＩＰ変換部１３０を備えるシステムでは、各端末収容装置２００のＩＰ変換部１３０が使用されない時間の割合が高い。しかし、ＩＰ変換部１３０を通信装置１に集約して設けることにより、ＩＰ変換部１３０の使用効率を高めることができる。

図７は、通信システムに備えられた端末収容装置２００の構成を示したブロック図である。
端末収容装置２００には、ＬＩＮＥインタフェース２０１、クロック部２０２、多重・分離部２０３、ＰＣＭ変復調部２０４、パケットバッファ２０５、電話インタフェース２０６、イーサネットインタフェース２０７、ＣＰＵ２０８、ＲＡＭ２０９、ＲＯＭ２１０が備えられ、内部制御バス２２０を介して互いに接続されている。

まず、上り方向の通話、通信に関連して、端末収容装置２００を説明する。電話インタフェース２０６には電話端末装置３ｃが接続される。電話端末装置３ｃから音声データが入力されると、電話インタフェース２０６はＰＣＭ変復調器２０４へ音声データを送る。ＰＣＭ変復調器２０４は、クロック部２０２からクロックライン２２２を介して入力されるクロックを基準として、音声データをＰＣＭデータへ変調し、そのＰＣＭデータを多重・分離部２０３へ送る。なお、ＬＩＮＥインタフェース２０１は、デジタル加入者線Ｌ３から入力された信号からビットタイミング成分を抽出し、それをクロックとしてクロックライン２２１を介してクロック部２０２へ出力するように構成されている。このクロック部２０２については、後で詳述する。

イーサネットインタフェース２０７は、通信端末装置３ｄと接続するインタフェースであり、通信端末装置３ｄからパケットデータが受信すると、内部制御バス２２０を介してＣＰＵ２０８へ送り、ＣＰＵ２０８は、内部制御バス２２０を介してパケットバッファ２０５へパケットデータを送る。パケットバッファ２０５は、パケットデータを受信すると、多重・分離部２０３へパケットデータを送る。

多重分離部２０３は、ＰＣＭデータとパケットデータとを８フレームの時分割フレーム信号に挿入して多重化して、多重化したデータをＬＩＮＥインタフェース２０１へ送る。ＬＩＮＥインタフェース２０１は多重化されたデータを、時分割バスであるデジタル加入者線Ｌ３を介して通信装置１へ送信する（送信手段）。

このように、端末収容装置２００では、音声データをＩＰパケット化することなくＩＰパケットデータとＰＣＭデータとを多重化してデジタル加入者線Ｌ３を介して通信装置１へ送信することができるようになっている。

次に、下り方向の通話、通信に関連して、端末収容装置２００を説明する。デジタル加入者線Ｌ３を介して通信装置１からＩＰパケットデータ及びＰＣＭデータが挿入された時分割フレーム信号を受信する場合を説明する。ＩＰパッケトデータとＰＣＭデータが多重化されたデータがＬＩＮＥインタフェース２０１へ入力されると、多重・分離部２０３は、時分割フレーム信号からＩＰパッケトデータとＰＣＭデータを分離する。分離されたＩＰパケットデータはパケットバッファ２０５に送られる。ＩＰパケットデータは、ＣＰＵ２０８によりパケットバッファ２０５から読み出され、内部バス２２０を介してイーサネットインタフェース２０７へ送られる。またイーサネットインタフェース２０７はＩＰパケットデータを通信端末装置３ｄに送信する。これにより、通信端末装置３ｄは、例えばインターネットのウェブサイトを閲覧できる。また多重・分離部２０３は、ＰＣＭデータをＰＣＭ変復調器２０４に送信する。ＰＣＭ変復調器２０４はＰＣＭデータを音声信号に変換し、音声信号を電話インタフェース２０６に出力する。電話インタフェース２０６は音声信号を電話端末装置３ｃへ送信する。

以上のように、上り方向、下り方向の通話、通信が行われ、電話端末装置３ｃを使用した通話、また通信端末装置３ｄを使用した通信が実現される。

図８は、端末収容装置２００に備えられたクロック部２０２の構成を示したものである。
クロック部２０２は、ＰＬＬ（Phase-locked loop、位相同期回路）周波数シンセサイザの仕組みで動作し、クロック２２２を生成する。クロック部２０２は、電圧制御型クロック発振器２３１、ローパスフィルタ２３２、位相検波器２３３、分周器２３４ａ、２３４ｂ、レジスタ２３５を備える。

通信装置１から送られてくるクロックが、ＬＩＮＥインタフェース２０１及びクロックライン２２１を介して分周器２３４ａに入力される。分周器２３４ａはクロックの周波数を１／Ｎ_２に分周する。位相検波器２３３は、分周器２３４ａから出力される信号と電圧制御型発振器２３１から出力される信号との位相差に応じた電圧を出力する。ローパスフィルタ２３２はこの電圧から高周波成分を除去し、また位相を補償する。ローパスフィルタ２３２からの出力電圧は電圧制御型発振器２３１へ入力され、電圧制御型発振器２３１はこの出力電圧に応じた周波数の信号を発振する。電圧制御型発振器２３１が出力するクロックの周波数は、分周器２３４ｂ（分周比Ｎ_１）およびバッファ２３６を介してＰＣＭ変復調器２０４へ送られる。ここで、分周器２３４ａ、２３４ｂは、周波数を分周する数（分周数）Ｎ_１、Ｎ_２を任意に決定することができる。分周器２３４ａの分周数Ｎ_２はＣＰＵ２０８により決定され、内部制御バス２２０を介してクロック部２０２のレジスタ２３５へ設定される。また分周器２３４ｂは分周数が予め決められたＮ_１に固定されている。分周器２３４ａ、２３４ｂの分周数Ｎ_１、Ｎ_２は、入力されるクロックの周波数と得たいクロックの周波数により計算される。例えば、６４ＫＨｚのクロックを得たい場合は、分周後の周波数が６４ＫＨｚとなるように分周数Ｎ（= Ｎ_１ x Ｎ_２）を予め計算して設定する。

このように、分周器２３４ａ及び２３４ｂの分周数Ｎ_１及びＮ_２を設定することで、端末収容装置２００はデジタル加入者線Ｌ３から入力された信号からビットタイミング成分から所定の周波数のクロック信号を得ることができる。

次に、図９および図１０を参照して、この通信システムにおけるデータ構成について説明する。

まず、図９は、端末収容装置２００が行うデジタル加入者線Ｌ３上を伝送する時分割フレーム信号のデータ構成を示したものである。端末装置３ｃからの音声信号のＰＣＭデータ、及び端末装置３ｄからのＩＰパケットデータを端末収容装置２００から通信装置１へ送信する例を説明する。
図９（ａ）は、音声データをＰＣＭ変復調部２０４で変調したＰＣＭデータを示したものであり、図９（ｂ）は、パケットバッファ２０５から多重・分離部２０３へ送られるパケットデータを示したものである。ＰＣＭデータおよびＩＰパケットデータを受信した多重・分離部２０３は、デジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレーム信号のデータ構成に合わせてＰＣＭデータおよびＩＰパケットデータを多重化する。図９（ｃ）に示すように、デジタル加入者線Ｌ３上のデータ構成は、８個の時分割フレームＴＳ０〜ＴＳ７および時分割フレームの先頭を示すフレーム同期ビットＦで構成されている。例えば音声データは時分割フレームＴＳ０を使用し、ＩＰパケットデータは時分割フレームＴＳ１〜ＴＳ６を使用する場合、多重・分離部２０３は、それぞれの時分割フレームを使用して伝送できるデータサイズにＰＣＭデータおよびＩＰパケットデータを分割する。多重・分離部２０３は、分割されたＰＣＭデータおよびＩＰパケットデータを時分割フレームに挿入することにより、ＰＣＭデータおよびパケットデータを多重化する。ＰＣＭデータ及びＩＰパケットデータが挿入された時分割フレーム信号は、ラインインタフェース２０１から、デジタル加入斜線Ｌ３を介して通信装置１へ送信される。

デジタル加入者線Ｌ３上を伝送して端末収容装置２００に入る時分割フレーム信号も、図９に示す時分割フレーム信号と同じデータ構造をなす。端末収容装置２００に入力された時分割フレーム信号は、多重・分路部２０３により、時分割フレームＴＳ０のデータはＰＣＭデータとして分離され、また時分割フレームＴＳ１〜ＴＳ６のデータはＩＰパケットデータとして分離される。またＰＣＭデータは、ＰＣＭ変復調器２０３で音声信号に変換される。

次に、図１０は、通信装置１に備えられたＰＣＭハイウェイＬ３１上を伝送するデータ構成を示したものである。
デジタル加入者線Ｌ３を介して通信装置１の加入者線インタフェース１１０で受信された時分割フレーム信号のデータ構成は、加入者線インタフェース１１０によってＰＣＭハイウェイＬ３１ａ、Ｌ３１ｂ上を伝送する図１０に示すデータ構成の時分割フレーム信号３３０に変換される。またＩＰ網４から入力される信号は、ＩＰ変換部１３０で、このＰＣＭハイウェイＬ３１ａ、Ｌ３１ｂを伝送する図１０に示す時分割フレーム信号３３０のデータ構成に変換される。このデータ構成は、３２個の時分割フレームＴＳ０〜ＴＳ３１で構成されている。

加入者線インタフェース１１０に備えられたＬＩＮＥインタフェース１１１は、図９（ｂ）に示すデータ構成の時分割フレームＴＳを使用して伝送するデータを、クロック部１６０から送られてくるクロックを基に取り出し、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２へ送る。ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２は、ＬＩＮＥインタフェース１１１から送られてきたデータを、ＰＣＭハイウェイＬ３１上の時分割フレームを使用して伝送させる。ここで、ＰＣＭハイウェイ上のデータ構成として、例えば、時分割フレームＴＳ０は音声データ専用とし、時分割フレームＴＳ１〜ＴＳ６はパケットデータ専用としてもよい。

ここで、図９および図１０に示すデータ構成が、どのように使用されるかの例を示す。

電話端末装置３ｃがＩＰ電話端末装置３ｂへ発信するダイヤル操作を行うと、端末収容装置２００の電話インタフェース２０６は、発信の合図と発信先の電話番号を、例えばＬＡＰＤ（Link Access Procedure on the D-channel）プロトコル等に変換してＬＡＰＤプロトコルの信号を出力する。ＬＡＰＤプロトコルに基づく信号は、ＣＰＵ２０８、内部バス２２０を介して多重・分離部２０３に送られる。多重・分離部２０３は、ＬＡＰＤプロトコルの信号をデジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレームＴＳ７に挿入して、ラインインタフェース２２１を介してデジタル加入者線Ｌ３に出力する。図９（ｃ）において、時分割フレームＴＳ７はシグナリング用に使用される。

一方、通信装置１では、加入者線インタフェース１１０がＬＡＰＤプロトコルの信号を受信すると、加入者線インタフェース１１０に備えられたＬＩＮＥインタフェース１１１が時分割フレームＴＳ７上の発信信号を抽出する。抽出された発信信号は、ＣＰＵ１１３で中継され、データバス１７１、ＢＵＳインタフェース１１６、制御用バス１７０を介して制御部１５０へ転送される。制御部１５０では、ＣＰＵ１５１が、本実施例では図示しない電話加入者のデータベースと通信し、このデータベースはＩＰ電話端末装置３ｂの着信ベルを鳴動させる。発信先のＩＰ電話端末装置３ｂが受話器を上げるなどの着信操作を行うと、電話端末装置３ｃとＩＰ電話端末装置３ｂとの通話路が形成される。

次に、電話端末装置３ｃとＩＰ電話端末装置３ｂとの間で通話中の場合について説明する。
電話端末装置３ｃの図示しない送話器に入力された音声は音声信号に変換され、その音声信号は端末収容装置２００に入力され、電話インタフェース２０６を経由してＰＣＭコーデック２０４に入力される。ＰＣＭコーデック２０４は、入力された音声信号を図９（ａ）に示すようなＰＣＭデータに変換し、多重分離部２０３へ送信する。ＰＣＭデータを受信した多重・分離部２０３は、ＰＣＭデータを図９（ｃ）に示すデジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレームへ送信するデータサイズ毎（例えば８ビット）に分割し、ＰＣＭデータをＬＩＮＥインタフェース２０１へ出力する。ＬＩＮＥインタフェース２０１は、図９（ｃ）に示されるデジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレームＴＳ０に送信する。

一方、通信装置１では、加入者線インタフェース１１０に備えられたＬＩＮＥインタフェース１１１がデジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレームＴＳ０から信号を抽出して、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２へ送信する。ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２は、抽出されたＰＣＭデータを、図１０に示すＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上の時分割フレームＴＳ０へ送信する。以降、図４乃至図７の説明の記載と同様の処理により、電話端末装置３ｃに入力された音声に対応したＰＣＭデータがＩＰパケットに変換されて通話相手であるＩＰ電話端末装置３ｂに送信することができる。また逆にＩＰ電話端末装置３ｂに入力された音声がＩＰ電話端末装置３ｂに届き、通話が行われる。

次に、通信端末装置３ｄがインターネット６と通信を行う場合について説明する。
まず、通信端末装置３ｄがインターネット６に常時接続する場合、通信端末装置３ｄは、端末収容装置２００のイーサネットインタフェース２０７に接続される。通信端末装置３ｄからＩＰパケットデータを受信したイーサネットインタフェース２０７は、ＣＰＵ２０８を経由してＩＰパケットをパケットバッファ２０５へ送信する。パケットバッファ２０５はＩＰパケットデータを多重・分離部２０３へ入力する。通信端末装置３ｄが通信を行う場合、多重・分離部２０３は、図９（ｃ）に示すデジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレームＴＳ１〜ＴＳ６にＩＰパケットを挿入し、時分割フレーム信号をＬＩＮＥインタフェース２０１へ送る。ＬＩＮＥインタフェース２０１はデジタル加入者線Ｌ３上へ時分割フレーム信号でＩＰパケットデータを、通信装置１へ送信する。

一方、通信装置１では、加入者線インタフェース１１０に備えられたＬＩＮＥインタフェース１１１がデジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレームＴＳ１〜ＴＳ６からＩＰパケットデータを抽出して、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２へ信号を送信する。ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２は、抽出されたＰＣＭデータを、図１０に示すＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上の時分割フレーム信号の時分割フレームＴＳ１〜ＴＳ６へ送信する。以降、図４乃至図７の説明の記載と同様の処理により、電話端末装置３ｃに入力されたＩＰパケットデータをインターネット６に送信することができる。また逆に、インターネット６から送られてきたＩＰパケットは通信端末に入力される。これにより、通信端末装置３ｄはインターネット６のウェブサイトを閲覧することができる。

このように、音声データをＩＰパケット化するＶｏＩＰ処理部１３８を通信装置１に集約して、通信装置１が収容する多数の端末収容装置２００から送られてくる全てのＰＣＭデータをＩＰ変換部１３０が備えるＶｏＩＰ処理部１３８で集約してＩＰパケット化するようになっているため、システム全体として、ＩＰパケット化処理を行うＩＰ変換部１３０の数を減らすことができる。

また、多数の端末収容装置２００がそれぞれＩＰ変換部１３０を備える場合、それぞれの端末収容装置２００では、ＩＰ変換部１３０が使用されない時間的割合が高いが、ＩＰ変換部１３０を通信装置１にシステムとして集約して備えることにより、ＩＰ変換部１３０の使用効率を高めることができる。

以上のように、本発明によれば、システム全体として、ＩＰ変換部１３０の数を減らすことができ、コストを低くできる通信システムが得られる。また本発明によれば、システム全体として、コストを低くできる通信装置１が得られる。更に、本発明によれば、ＶｏＩＰ処理部１３８を含まないので、コストを低くできる端末収容装置２００が得られる。

１…通信装置、２，２ａ，２ｂ…ゲートウェイ装置、３ａ，３ｃ…電話端末装置、３ｂ…ＩＰ電話端末装置、３ｄ…通信端末装置、４…ＩＰ網、５…回線交換網、６…インタネット、７…サーバ、Ｌ１…ライン、Ｌ２…外部データＬＡＮ、Ｌ３…デジタル加入者線、Ｌ３１ａ，Ｌ３１ｂ…ＰＣＭハイウェイ、Ｌ３２…内部データＬＡＮ、１１０…加入者線インタフェース、１１０ａ…加入者線インタフェース部、
１１１，２０１…ＬＩＮＥインタフェース、
１１２，１３２…ＰＣＭハイウェイインタフェース、
１１３，１５０，１３３，１４２，２０８…ＣＰＵ、
１１４，１５２，１３４，１４３，２０９…ＲＡＭ、
１１５，１５３，１３５，１４４，２１０…ＲＯＭ、
１１６，１５４，１３６，１４５…ＢＵＳインタフェース、
１２０…回線交換スイッチ、１２１…タイムスイッチ、１３０…ＩＰ変換部、１３０ａ…ＩＰ変換ユニット、１３１…パケット処理部、
１３７，２０７…イーサネットインタフェース、
１３８…ＶｏＩＰ処理部、
１３９，２０３…多重分離部、
１４０…パケットスイッチ、
１４１…ＬＡＮスイッチ、
１５０…制御部、
１６０，２０２…クロック部、
１７０…制御用バス、
１７１…データバス、
１７３，１７４，２２０…内部制御バス、
１８０，２２１，２２２…クロックライン、
２００…端末収容装置、２０４…ＰＣＭコーデック、２０５…パケットバッファ、２０６…電話インタフェース、２３１…電圧制御型クロック発振器、２３２…ローパスフィルタ、
２３３…位相検波器、２３４ａ，２３４ｂ…分周器、２３５…レジスタ、２３６…バッファ

Claims (6)

1. 端末装置を収容する複数の端末収容装置と、ＩＰ（Internet Protocol）網に接続されデジタル加入者線によって前記複数の端末収容装置と接続する通信装置とを有する通信システムであって、
   前記端末収容装置には、前記端末装置から受信したＰＣＭ（Pulse Code Modulation）データを含むデータを、前記デジタル加入者線に時分割フレームを用いて前記通信装置へ送信する送信手段を備え、
   前記通信装置には、前記端末収容装置から前記デジタル加入者線を介して受信したデータのうち、前記ＰＣＭデータをＩＰパケットへ変換するＩＰ変換部を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記ＩＰ変換部の数は、前記端末収容装置の数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記送信手段は、ＰＣＭデータとともに、ＩＰパケット化されたデータであるパケットデータを、前記デジタル加入者線に時分割フレームを用いて送信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
4. 端末装置を収容する複数の端末収容装置と、ＩＰ網に接続されデジタル加入者線によって前記複数の端末収容装置と接続する通信装置とを有する通信システムで使用される通信装置であって、
   前記端末収容装置から前記デジタル加入者線に時分割フレームを用いて送信されたＰＣＭデータを含むデータのうち、前記ＰＣＭデータをＩＰパケットへ変換するＩＰ変換部を備えることを特徴とする通信装置。
5. 端末装置を収容する複数の端末収容装置と、ＩＰ網に接続されデジタル加入者線によって前記複数の端末収容装置と接続する通信装置とを有する通信システムで使用される端末収容装置であって、
   前記端末装置から受信したＰＣＭデータを含むデータを、前記デジタル加入者線に時分割フレームを用いて前記通信装置へ送信する送信手段を備えることを特徴とする端末収容装置。
6. 前記送信手段は、ＰＣＭデータとともに、ＩＰパケット化されたデータであるパケットデータを、前記デジタル加入者線に時分割フレームを用いて送信することを特徴とする請求項５に記載の端末収容装置。

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