JP3415434B2 - Adsl通信システム - Google Patents
Adsl通信システムInfo
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Description
速データ通信を行うXDSL(X-Digital Subscriber L
ine)通信システムに関し、特に電話サービスと高速デー
タ通信サービスを同時に行うことが可能とされたADS
L(Asymmetric Digital Subscriber Line)システムでの
信号伝送速度のさらなる高速化を実現した通信システム
に関する。
る電話線を利用して、既存の電話サービスはそのまま
で、高速データ通信サービスを実現する新たな通信シス
テムとしてXDSL通信システムが提供されている。こ
のXDSL通信システムのうちでも、殆どの加入者は膨
大な量のデータを生成しかつこれを伝送する必要性が少
なく、その一方で電話局を通しての各種プロバイダから
の膨大なデータ量であるビデオサービス等を受けるため
の機会が多いという実際の運用状況に鑑み、電話局から
加入者(家庭)への下りデータ伝送速度を加入者から電
話局への上りデータ伝送速度よりも高くした非対称デジ
タル通信システムであるADSLの実用化が検討されて
いる。ちなみに、ADSLのデータ伝送速度は、上りは
最大1Mbps、下りは最大8Mbpsである。
る。電話局100と加入者200とは既存の電話線で接
続されており、既存の設備として、電話局100には、
電話網102に接続される交換機101が設けられ、加
入者200には電話機201、ファクシミリ202、パ
ーソナルコンピュータ203(以下、電話機等と称す
る)を電話線に接続するためのモデム204が設けられ
ている。この既存設備に対し、新たに、電話局にはスプ
リッタ103とADSLモデム104が設けられ、WW
W等の各種サーバ等を含むデジタル網105を前記電話
線10に接続可能とする。また、加入者200には、同
様にスプリッタ207とADSLモデム206が設けら
れ、デジタルデータ処理を実行するパーソナルコンピュ
ータ205を前記電話線10に接続可能とする。このシ
ステム構成により、既存の交換機101、電話機201
等により電話線10を通しての電話サービスが実現され
るとともに、新たに設けられるADSLモデム104,
206を利用することでデジタル網105とパーソナル
コンピュータ205との間での高速データ通信が実現さ
れる。特に、新たに設けられたADSLモデム104,
206は、デジタル網105やパーソナルコンピュータ
205のデジタル信号を変調し、その変調信号をアナロ
グ信号に変換した上でスプリッタ103,207を介し
て電話線10に送出する。また、電話線10及びスプリ
ッタ103,207を通して受信したアナログ信号をA
DSLモデム104,206においてデジタル信号に変
換した上で復調し、パーソナルコンピュータ205やデ
ジタル網105に供給するように構成される。
である0〜4KHzを用い、ADSLはそれよりも高い
周波数帯域である30KHz〜1.1MHzを使用する
ことで、電話サービスと高速データ通信サービスを同時
に実現することができる。そのために、前記スプリッタ
103,207は、図6に示すように、電話線10を伝
送される0〜1.1MHZ のアナログ信号を、0〜4K
HZ の周波数帯域と、30KHz〜1.1MHZ の周波
数帯域に分離する機能を有しており、この分波機能によ
り電話信号とデータ信号とを分離し、同一の電話線を利
用した電話サービスと高速データ通信サービスの同時サ
ービスが実現される。
は、高速データ通信サービスの変調方式として、DMT
(Discrete Multi Tone Moduration)方式が採用されるこ
とが検討されている。このDMT方式は、データの伝送
効率を高めるために、図6に示したように、多重搬送波
を用いており、各多重搬送波の伝送信号はそれぞれ帯域
幅が同一で、その中心周波数が異なるQAM変調された
多数個のサブチャネルの和で構成される。このため、サ
ブチャネルの数が増大すれば、データ伝送速度の高速化
が可能となる。そのため、下りの帯域幅、すなわちチャ
ネル数を上りの帯域幅よりも大きくとることにより、前
記した下りのデータ伝送速度を上りのデータ伝送速度よ
りも高速化することが実現される。
ように現在検討されているADSLシステムでは、電話
サービスと高速データ通信サービスの同時サービスを実
現するために、スプリッタを用いて電話信号とデータ信
号とを周波数分離し、高速データ通信サービスの周波数
帯域は電話サービスと干渉されることがない30KHZ
以上の周波数帯域に制限している。このため、電話サー
ビスが行なわれているか否かにかかわらず、換言すれば
電話サービスに割り当てられた0〜4KHZ の周波数帯
域が使用されているか否かにかかわらず高速データ通信
サービスは30KHZ 以上の周波数帯域に制限されるこ
とになる。通常、電話サービスの稼動時間は1日(24
時間)に比較すると短い時間であることが統計的に知ら
れており、これに対して高速データ通信サービスは将来
的に見て長時間の稼動の可能性がある。したがって、高
速データ通信サービスを受ける際に、30KHzよりも
低い周波数帯域が長い時間にわたって使用されていない
ことは、周波数帯域の利用効率の面から見て好ましいも
のではなく、また同時に、データ伝送速度の高速化を図
るために周波数帯域の拡大、すなわちチャネル数の増大
が望まれるときに、その一方で使用しない周波数帯域が
存在することも、ADSLシステムでのより高速化を実
現する上での障害になっている。
られている周波数帯域の有効利用を図り、かつデータ伝
送速度のさらなる高速化を実現したADSL通信システ
ムを提供することにある。
ステムは、電話局と加入者とが電話線で接続され、前記
電話局には電話網に接続される交換機と、デジタル網に
接続される電話局側ADSLモデムと、前記電話線を伝
送される信号を周波数分波して前記交換機と前記電話局
側ADSLモデムに対してそれぞれ割り当てられた周波
数帯域の信号を入出力する電話局側スプリッタとを備
え、前記加入者には少なくとも電話機と、デジタル端末
に接続される加入者側ADSLモデムと、前記電話線を
伝送される信号を周波数分波して前記電話機等と前記加
入者側ADSLモデムに対してそれぞれ割り当てられた
周波数帯域の信号を入出力する加入者側スプリッタとを
備え、前記電話局と加入者には、それぞれ前記電話線と
各ADSLモデムと接続するように前記各スプリッタを
バイパスするバイパス線と、前記各バイパス線を切り替
える切替器と、前記交換機または電話機等の状態から電
話サービスが停止される状態を検出し、当該電話サービ
スが停止されているときに前記各切替器を切り替えて前
記各バイバス線を導通状態とするコントローラとを備え
ることを特徴とする。
いては、前記ADSLモデムには、前記高速データ通信
サービスに割り当てられた周波数帯域の信号を通過する
高域通過フィルタが設けられ、前記高域通過フィルタを
バイパスするバイパス線と、前記バイパス線を切り替え
る切替器とが設けられ、前記コントローラが前記電話サ
ービスが停止される状態を検出し、当該電話サービスが
停止されているときに前記切替器を切り替えて前記バイ
バス線を導通状態とする構成を備えてもよい。なお、前
記コントローラの構成として、加入者においては前記電
話機等のオンフック状態を検出して電話サービスの停止
状態を検出し、前記電話局においては前記交換機での接
続状態を検出して電話サービスの停止状態を検出するよ
うに構成することができる。
サービスが行われているときには、スプリッタにより電
話サービスと高速データ通信サービスがそれぞれ所定の
周波数帯域に分波された状態で同時に行われる。一方、
電話サービスが停止されているときには、コントローラ
は電話機におけるオンフック状態、あるいは交換機の接
続状態からこれを検出し、切替器を切り替えてスプリッ
タをバイパスして分波動作を実質的に停止させる。これ
により、電話線からスプリッタに入力されるアナログ信
号はすべてADSLモデムに入力され、全周波数帯域を
利用しての高速データ通信が可能となり、高速データ通
信で使用するチャネル数を増大して高速データ通信のさ
らなる高速化が可能となる。
参照して説明する。図1は本発明の実施形態を示すシス
テムブロック図である。電話局100と加入者200と
は電話線(ツイストペア)10で接続されており、前記
電話線10は0〜1.1MHZ のアナログ信号が伝送可
能とされる。電話局100は、図5に示した従来構成と
同様に、既存の設備として、電話網102に接続される
交換機101が設けられ、また、ADSLシステムとし
て、インターネットや各種サーバ等のデジタル網105
に接続されるADSLモデム104と、前記交換機10
1とADSLモデム104にそれぞれ接続されるスプリ
ッタ103が設けられ、さらに後述するコントローラ1
06が設けられる。また、加入者200も、同様に既存
の設備として、電話機201、ファクシミリ202、パ
ーソナルコンピュータ203等の電話機等を電話線に接
続するためのモデム204が設けられ、ADSLシステ
ムとして、デジタルデータを送受するパーソナルコンピ
ュータ205と、これに接続されるADSLモデム20
6と、前記モデム204及びADSLモデム206に接
続されるスプリッタ207が設けられ、さらに後述する
コントローラ208が設けられる。ここで、前記電話局
100の交換機101と、加入者200の電話機201
等との間で行われる電話サービスは、0〜4KHzの周
波数帯域を使用しており、この電話サービスとADSL
システムによる高速データ通信サービスを同時に行うこ
とを可能とするために、前記スプリッタ103,207
はこれまでと同様に0〜4KHzと30KHz〜1.1
MHz帯を分離するように構成されている。すなわち、
電話局100においては、前記スプリッタ103の低周
波側端子TLに前記交換機101が接続され、高周波側
端子THに前記ADSLモデム104が接続されてお
り、同様に加入者200においては、前記スプリッタ2
07の低周波側端子TLに前記電話機201等が接続さ
れ、高周波側端子THに前記ADSLモデム206が接
続されている。
の構成を図2に示す。なおADSLモデムは、電話局1
00に設備されたものと加入者200に設備されたもの
と、その規模は異なるが基本構成は同じであるので、こ
こでは加入者200のADSLモデム206を例示して
説明する。前記ADSLモデム206は、前記パーソナ
ルコンピュータ205とはデジタル信号線11で接続さ
れて、デジタル信号を入出力するためのデジタルI/F
(インターフェース)部211と、デジタル信号におけ
る誤り訂正を行う誤り訂正部212と、デジタル信号を
変調及び復調するための変復調部213と、変復調され
た信号をアナログ信号線に整合させるためのAFE(ア
ナログ・フロント・エンド)部214とを備えている。
そして、前記AFE部214はアナログ信号線12によ
り前記スプリッタ207の高周波側端子THに接続さ
れ、スプリッタ207で分波された30KHz〜1.1
MHzのアナログ信号が入出力可能とされている。
この変復調部213での変調方式として、前記したよう
にDMT方式を用いている。送信部20は、入力される
デジタル信号をデコードするデコーダ21と、デコード
された周波数域のデジタル信号を逆フーリエ変換して時
間器のデジタル信号とするIFFT(Inverse fast Four
ier transform)22と、カットオフ周波数が30KHz
に設定された高域通過フィルタ24とを備えている。ま
た、受信部30は、入力されるデジタル信号のうち30
KHz以上の信号を透過する高域通過フィルタ34と、
透過された時間域のデジタル信号をそれぞれ異なる周波
数を中心周波数とする多数のサブキャリアを形成するた
めにフーリエ変換して周波数域のデジタル信号とするた
めのFFT(fast Fourier transform)32と、周波数域
のデジタル信号をエンコードするためのエンコーダ31
とを備えている。なお、前記各高域通過フィルタ24,
34のフィルタ特性は図4(a)に鎖線で示す通りであ
る。
は、既に知られているので、詳細な説明は省略するが、
送信部20では、デジタル信号のデータをデコーダ21
によってデコードした上で、各データをそれぞれ異なる
周波数の搬送波に割り当て、各搬送波の位相、振幅をデ
ータ値に対応したQAM(quadrature amplitude/phase
modulation)信号波とし、これらのQAM信号波をIF
FT22により逆フーリエ変換することで、全QAM信
号波の周波数成分を合成し、時間軸に配列した上で高域
通過フィルタ24から送出する。また、受信部30で
は、高域通過フィルタ34を通過した時間軸上のデジタ
ル信号をFFT32によりフーリエ変換することで、周
波数成分毎のQAM信号波を取り出すことができ、この
QAM信号波から得られるデータをエンコーダ31でエ
ンコードすることで、デジタル信号のデータを取り出す
ことが可能となる。
おいては、図1及び図2に示されるように、前記加入者
200では、前記スプリッタ207の電話線接続端子T
Tに接続されたバイパス線13と、前記ADSLモデム
206に接続される高周波側端子THとを切り替え可能
な切替器14が接続され、前記コントローラ208によ
って前記切替器14が切替制御可能に構成されている。
また、図3に示されるように、前記ADSLモデム20
6の変復調部213に内装されている前記高域通過フィ
ルタ24,34の各入出力端を短絡可能なバイパス線2
5,35が接続され、かつ前記バイパス線25,35に
はそれぞれ切替器26,36が接続され、前記コントロ
ーラ208によって前記切替器26,36が切替制御可
能に構成されている。なお、前記3つの切替器14,2
6,36は前記コントローラ208によって同時に切替
制御される。また、前記コントローラ208には、前記
モデム204での電流または電圧を検出する電話検出部
が内蔵されており、前記電話機201等がオンフック状
態のときの電流または電圧を検出することで、電話サー
ビスが行われていないタイミング(時間)を検出でき、
この電話サービスが行われていないタイミング時に前記
切替器14,26,36を切り替えて前記各バイパス線
13,25,36がそれぞれ導通状態とされる。これに
より、前記スプリッタ207の高周波側端子THは開放
され、電話線10がADSLモデム206に接続された
状態とされ、また、変復調部213においては高域通過
フィルタ24,34がそれぞれバイパス線25,35に
よってバイパスされた状態とされる。
り、図1に示されるように、スプリッタ103の高周波
側端子THと、電話線10に接続される電話線接続端子
TTに接続されたバイパス線15を選択可能な切替器1
6が接続され、前記コントローラ106が交換機101
における前記電話線10への接続状態を検出すること
で、電話サービスが行われていることを検出し、そのと
きに切替器16が切り替えられて前記バイパス線15が
導通状態とされ、前記スプリッタ103の高周波側端子
THは開放され、電話線10がADSLモデム104に
接続された状態とされる。また、電話局100のADS
Lモデム104の変復調部においても、図3に示したと
同様に高域通過フィルタをバイパスするバイパス線に介
挿された切替器が前記コントローラによって同期して切
り替えられ、高域通過フィルタをそれぞれバイパスした
状態とされる。
のそれぞれに、ADSLシステムのスプリッタ103,
207をバイパス可能なバイパス線13,15及び切替
器14,16と、変復調部213内の高域通過フィルタ
24,34をバイパスするバイパス線25,35及び切
替器26,36が設けられ、電話サービスが行われてい
ないときに、前記切替器14,16,26,36を切り
替えてバイパス線13,15,25,35を導通状態と
する。したがって、電話サービスが行われているときに
は、切替器14,16によりバイパス線は開放されるた
め、電話線10からスプリッタ103,207に入力さ
れるアナログ信号は低周波側端子TLと高周波側端子T
Hにそれぞれ0〜4KHz、30KHz〜1.1MHz
に分波され、図4(a)に示すように、電話サービスと
ADSLシステムによる高速データ通信サービスがそれ
ぞれ分波された周波数帯域において行われる。このと
き、ADSLモデム104,206は各変復調部での高
域透過フィルタ24,34もろ波機動作が行われるた
め、高周波帯域のみを信号処理することになる。このた
め、ADSLシステムにおける高速データ通信サービス
は、従来技術として説明した場合と同様に30KHz〜
1.1MHzの制限された周波数帯域内で行われること
になり、高速データ通信サービスと同時に電話サービス
を行うことが可能となる。
には、コントローラ106,208は交換機101での
接続状況、あるいは電話機201等におけるオンフック
状態からこれを検出し、切替器15,17を切り替え
る。これによりバイパス線13,15は導通状態とされ
るため、スプリッタ103,207による分波動作は実
質的に中断され、電話線10からスプリッタ103,2
07に入力される0〜1.1MHzのアナログ信号はす
べて切替器14,16を介してADSLモデム104,
206に入力される。また、これと同時にADSLモデ
ム104,206では、変復調部の高域通過フィルタ2
4,34も入出力端が短絡状態となり、高域通過フィル
タにおけるろ波動作が実質的に失われ、入出力される0
〜1.1MHzのアナログ信号は全て変復調の対象とな
る。これにより、電話局100と加入者200の各AD
SLシステムは、電話線10を通して相互に0〜1.1
MHzの全周波数帯域のアナログ信号が入出力可能とな
り、この全周波数帯域を利用しての高速データ通信が可
能となる。すなわち、ADSLシステムにより構成され
る多数のサブチャネルは、図4(b)のようになり、電
話サービスで使用している0〜4KHzを含むととも
に、電話サービスと高速データ通信サービスとの間に緩
衝帯域として設けられている4KHz〜30KHzの周
波数帯域にもサブチャネルが配列され、これらの帯域を
利用しての高速データ通信が可能となる。これにより、
サブチャネル数が増大され、高速データ通信のさらなる
高速化が可能となる。
ータ通信サービスの実行中に、電話サービスが開始され
たときには、コントローラ106,208は直ちにオフ
フック状態を検出して切替器14,16,26,36を
切り替えるため、バイパス線13,15は開放状態とな
り、スプリッタ103,207による分波機能や高域通
過フィルタ24,34によるろ波機能が復旧されるた
め、ADSLシステムへのアナログ信号の周波数帯域が
30〜1.1MHzに制限されることになり、図4
(a)の状態に戻され、0〜30KHzの帯域での高速
データ通信サービスは停止され、電話サービスに支障を
きたすことはない。
ムにおける変調方式としてDMT方式を採用した場合を
説明したが、CAP(Carrierless Amplitude Phase Mod
ulation)方式においても本発明を同様に適用することが
可能である。また、前記ADSLモデムは、前記スプリ
ッタ、コントローラ、スプリッタをバイパスするバイパ
ス線及び切替器を内蔵した構成としてもよい。また、本
発明においては、ADSL通信システムを対象としてい
るが、ADSL通信システムと等価な通信システムであ
るVDSL通信システム、SDSL通信システムにおい
ても本発明を同様に適用することが可能である。
通信システムにおいて、電話サービスが停止されている
ときに、当該電話サービスで使用している周波数帯域を
高速データ通信サービスで使用可能な構成とする。すな
わち、電話サービスが行われているときには、スプリッ
タにより電話サービスと高速データ通信サービスがそれ
ぞれ所定の周波数帯域に分波された状態で同時に行われ
るが、電話サービスが停止されているときには、コント
ローラは電話機等におけるオンフック状態、あるいは交
換機の接続状態からこれを検出し、切替器を切り替えて
スプリッタ、及び高域通過フィルタをバイパス状態と
し、それぞれにおける分波動作やろ波動作を実質的に停
止させる。これにより、本発明では、電話サービスが停
止されているときには、使用されていない状態にある周
波数帯域を利用して高速データ通信を行うことが可能と
なり、通信システムにおいて利用可能な全周波数帯域を
利用しての高速データ通信が可能となり、データ通信で
のチャネル数を増大して高速データ通信のさらなる高速
化を実現することが可能となる。
図である。
ある。
サービスの周波数帯域を示す図である。
ク構成図である。
数帯域を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 電話局と加入者とが電話線で接続され、
前記電話局には電話網に接続される交換機と、デジタル
網に接続される電話局側ADSL(Asymmetric Digital
Subscriber Line)モデムと、前記電話線を伝送される信
号を周波数分波して前記交換機と前記電話局側ADSL
モデムに対してそれぞれ割り当てられた周波数帯域の信
号を入出力する電話局側スプリッタとを備え、前記加入
者には少なくとも電話機と、デジタル端末に接続される
加入者側ADSLモデムと、前記電話線を伝送される信
号を周波数分波して前記電話機等と前記加入者側ADS
Lモデムに対してそれぞれ割り当てられた周波数帯域の
信号を入出力する加入者側スプリッタとを備え、前記電
話局と加入者には、それぞれ前記電話線と前記各ADS
Lモデムを接続するように前記各スプリッタをバイパス
するバイパス線と、前記各バイパス線を切り替える切替
器と、前記交換機または電話機の状態から電話サービス
が停止される状態を検出し、当該電話サービスが停止さ
れているときに前記各切替器を切り替えて前記各バイバ
ス線を導通状態とするコントローラとを備えることを特
徴とするADSL通信システム。 - 【請求項2】 前記電話局側及び加入者側の各スプリッ
タは、前記交換機または電話機に対しては0〜4KHz
の周波数帯域を入出力し、前記電話局側及び加入者側の
各ADSLモデムに対しては30KHz以上の周波数帯
域を入出力し、前記バイパス線によりバイパスされたと
きに前記各ADSLモデムに対しては0KHz以上の周
波数帯域を入出力可能とされることを特徴とする請求項
1に記載のADSL通信システム。 - 【請求項3】 前記各ADSLモデムには、前記高速デ
ータ通信サービスに割り当てられた周波数帯域の信号を
通過する高域通過フィルタが設けられ、前記高域通過フ
ィルタをバイパスするバイパス線と、前記バイパス線を
切り替える切替器とが設けられ、前記コントローラが前
記電話サービスが停止される状態を検出し、当該電話サ
ービスが停止されているときに前記切替器を切り替えて
前記バイバス線を導通状態とすることを特徴とする請求
項2に記載のADSL通信システム。 - 【請求項4】 前記高域通過フィルタは、30KHz以
上の周波数帯域の信号を通過する請求項3に記載のAD
SL通信システム。 - 【請求項5】 前記加入者においては、前記コントロー
ラは前記電話機のオンフック状態を検出して電話サービ
スの停止状態を検出し、前記電話局においては前記交換
機での接続状態を検出して電話サービスの停止状態を検
出する請求項1ないし4のいずれかに記載のADSL通
信システム。
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1998
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日経バイト,日経BP社,1998年1月22日,第174号,p.122−127 |
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