JP3758035B2

JP3758035B2 - Data transmission equipment

Info

Publication number: JP3758035B2
Application number: JP2001530285A
Authority: JP
Inventors: 正和尾井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: WO2001028182A1

Description

技術分野
本発明はデータ伝送装置に関し、特に平衡ペア線路を利用して高速伝送を実現するデータ伝送装置に関する。
平衡ペア線路（メタリック回線）を利用して高速伝送を実現する技術は、古くはモデムを利用したディジタル伝送に始まり、近年ではISDNを利用したディジタル伝送を含めたxDSL(Digital Subscriber Line)技術へ移行しているが、近年の情報量の増大に伴い、既存の平衡ペア線路の伝送速度を一層高速化することが要求されている。
背景技術
図19は、平衡ペア線路を利用した一般的な２線式のデータ伝送装置を示している。
このデータ伝送装置は、宅内装置20及び局内装置30が平衡ペア線路10で接続された構成になっている。宅内装置20は、変成器T1とこれを介して平衡ペア線路10に接続された送受信部21とを備えている。変成器T1は、平衡ペア線路10に接続されるコイル24と、送受信部21の送信端子及び受信端子にそれぞれ接続された送信コイル22及び受信コイル23とから成っている。
局内装置30の送受信部31も、宅内装置20と同様に、変成器T2とこれを介して平衡ペア線路10に接続された送受信部31とを備えている。変成器T2は、平衡ペア線路10に接続されるコイル34と、送受信部31の送信端子及び受信端子にそれぞれ接続される送信コイル32及び受信コイル33とから成っている。
動作において、宅内装置20は、上りデータを送受信部21、送信コイル22、及びコイル24を経由して平衡ペア線路10に送出し、局内装置30は、コイル34、受信コイル33、及び送受信部31を経由して受信する。また、局内装置30は、下りデータを送受信部31、送信コイル32、及びコイル34を経由して平衡ペア線路10に送出し、宅内装置20は、コイル24、受信コイル23、及び送受信部21を経由して受信する。
図20は、平衡ペア線路を利用した一般的な４線式のデータ伝送装置を示している。
このデータ伝送装置は、図19に示した２線式のデータ伝送装置と異なり、宅内装置20及び局内装置30が平衡ペア線路10_1及び10_2で接続されている。
また、宅内装置20は、平衡ペア線路10_1及び10_2にそれぞれ接続された変成器T1_1及びT1_2とこれらに接続された送受信部21を備えている。変成器T1_1は、平衡ペア線路10_1に接続されたコイル24と送受信部21の送信端子に接続された送信コイル22とから成り、変成器T1_2は、平衡ペア線路10_2に接続されたコイル25と送受信部21の受信端子に接続された受信コイル23とから成っている。
局内装置30の送受信部31も、宅内装置20と同様に、平衡ペア線路10_1及び10_2とそれぞれ接続された変成器T2_2及びT2_1とこれらに接続された送受信部31を備えている。変成器T2_1は、平衡ペア線路10_2に接続されるコイル34と送受信部31の送信端子に接続される送信コイル32から成り、変成部T2_2は、平衡ペア線路10_1に接続されるコイル35と送受信部31の受信端子に接続される受信コイル33とから成っている。
動作において、宅内装置20は、上りデータを送受信部21、送信コイル22、コイル24、回線10_1、コイル35、受信コイル33、及び送受信部31を経由して局内装置30に送信する。また、局内装置30は、下りデータを送受信部31、送信コイル32、コイル34、回線10_2、コイル25、受信コイル23、及び送受信部21を経由して宅内装置20に送信する。
すなわち、上り及び下りデータは、２線式と異なり、それぞれ平衡ペア線路10_1及び10_2を経由して送られるようになっている。
２線式及び４線式と共に対地不平衡減衰量を高めるために、一般的にはツイストペアケーブルを使用し、平衡（バランス）伝送により伝送している。また線間インピーダンスについてもあるインピーダンスで整合を取り、反射の影響を少なくしている。
一例として日本におけるISDNでは、対地不平衡減衰量＞60dB、線間インピーダンス110Ωで設計されている。伝送速度は2B+D=144Kbit/sである。
近年、xDSL技術においてはメタリック線路における平衡伝送の中で、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調方式を利用した位相と振幅の情報を２次元に符号化し、各周波数帯域毎のキャリアにおいて4〜256bitの情報を表現し、そのデータを積み重ねて、1.5Mbit/s程度の伝送容量を実現する方式が実現されている。
図21は、QAM変調器の一構成例を示している。
QAM変調器は、例えば、２組の電圧信号を、-3V，-1V，1V，3Vの４電圧信号に変換する２値/４値変換部102及び103と、これらの変換部102及び103の出力信号をそれぞれAM変調するAM変調器104及び105と、AM変調器105に変調キャリアを与えるキャリア発信部100と、AM変調器104にπ/2位相だけずれたキャリアを与えるためのπ/2位相器101と、AM変調器104及び105の出力信号を合成する合成器106で構成されている。
動作において、２値/４値変換部102は、例えば、信号▲１▼（1，0）、▲２▼(0，0)、▲３▼(1，1)、及び▲４▼(0，1)をそれぞれ+1V，-3V，+3V及び-1Vに変換し、２値/４値変換部103は、同(1)の信号▲１▼'(0，1)、▲２▼'(1，1)、▲３▼'(0，0)、及び▲４▼'(1，0)をそれぞれ-1V，+3V，-3V，及び+1Vに変換する。
これらの振幅信号は、AM変調器104及び105と合成器106で変調合成されて信号▲１▼″、▲２▼″、▲３▼″、及び▲４▼″として出力される。
すなわち、QAM変調器は、振幅変調と位相変調を組み合わせた変調を行うことにより線路１対当たりの伝送容量の拡大を図っている。
上記例のように平衡伝送では１対のペア線路を単位として伝送速度（効率）を上げる技術が盛んに研究されて来た。
従来のメタリックペア回線を利用した平衡伝送において近年最も伝送速度の高い方式としてADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)方式が注目されているが、メタリック回線の欠点である回線損失の周波数特性が伝送速度に制限を与えている。つまり回線距離が伸びるほど、回線損失が周波数に対して指数的に増大する傾向を持つという点である。
図22は、ADSL方式の伝送周波数帯域と電力スペクトラム密度及び回線損失の関係を示している。ADSL方式の１つであるG.dmt方式では最大1.104MHzまで、G.lite方式では最大552kHzまでを伝送帯域として使用している。基本的な考え方としてG.dmt方式では伝送速度を優先し、G.lite方式では回線距離を優先したためと考えられる。
日本では局（局内装置）から加入者宅（宅内装置）までの距離が長いためG.lite方式が主流となりつつある。回線距離と伝送速度の限界は、一例としてG.dmtでは3.6kmで下り6Mbit/s、G.lite方式では5.5kmで下り1.5Mb/s程度が伝送速度の限界である。
伝送速度以外に関してもADSL方式は、同図に示すように上り／下りの伝送周波数帯域を分けているため、上り／下りの速度が異なる（非対称）という点も特徴である。
従来のデータ伝送装置においては、上り/下り伝送速度が同じであったため、ループバック機能を容易に実現できた。しかし上記のようなADSL方式でループバックを実現するためには伝送容量の少ない上りの伝送速度に合わせて実施するしかない。この場合には折角の高速伝送も上り伝送速度以内に抑えられてしまうという欠点があった。
また、上り/下り伝送速度が異なると、対話型のシーケンスを選択し難い点があるなど、各種サービスを制限する一因となっている。
一方、図20に示した４線方式（２対の平衡ペア線路）を利用し、上り／下りの伝送容量を同じ（対称）としたHDSL(High-bit-rate Digital Subscriber Line)方式おいても、その伝送速度は、一例として伝送距離：3.6km、伝送速度：下り1.5Mb/s程度が限界である。
図23は、上記のG.lite、ADSL、及びHDSL方式に加えてVDSL(Very high-bit-rate Digital Subscriber Line)方式の対称性、伝送速度、伝送可能距離、及びその特徴を纏めて比較した図である。
また、図24はxDSL方式における電力スペクトル密度を比較して示している。
日本のISDNにおけるiDSL方式では、320KbpsのAMI符号による伝送を行っている。その電力スペクトル密度は、ナイキスト周波数160kHzをピークとする同図(1)に示す波形となる。
米国のISDNでは、2B-1Q符号を用いており。その電力スペクトル密度は、ナイキスト周波数80kHzをピークとする同図(2)に示す波形となる。
ADSL方式では、一定の範囲のサブキャリアを持っているので、広い周波数スペクトル密度を持っている。G.lite_ADSL方式のスペクトラム密度を同図(3)に示す、この波形については、既に図22にも示されている。
このように、平衡ペア線路は伝送距離が増える毎に、回線損失が周波数に応じて増大する特徴があるため、xDSL技術を利用しても、一定以上の伝送距離での伝送速度には限界があった。
このような問題を解決するため、伝送速度（伝送容量）を拡大する方式として、公開特許公報(昭53-80110及び特開平8-331169)に記載されたデータ伝送装置は、任意の２対の平衡ペア線路の送受信両端部にて、１対の平衡ペア線路の電気的中点と他対の平衡ペア線路の電気的中点との間にデータ信号を印加あるいは検出することでデータ伝送を行っている。
しかしながら、この方式を既存のデータ伝送装置に採用するには、変成器に中間端子を必要とするため、変成器の交換、ひいては既存の送受信部の交換が必要となる。
従って本発明は、平衡ペア線路を複数対有するデータ伝送装置において、変成器に中間端子を設けずに伝送速度を拡大することを課題とする。
発明の開示
(1)上記の課題を解決するため、本発明に係る多重伝送装置は、異なる２つの平衡ペア線路のそれぞれの片方の線路を拡張用の平衡ペア線路として併用することを特徴としている。
すなわち、例えばｎ対の平衡ペア線路の中の２対の平衡ペア線路の片方の線路同士を拡張用の平衡ペア線路とする。以下同様にして、拡張用の平衡ペア線路にまだ用いられていない平衡ペア線路の片方の線路同士について(n-1)対の拡張用の平衡ペア線路を決定し、これらの拡張用の平衡ペア線路を介してデータを伝送する。
これにより、平衡ペア線路を追加すること無く伝送速度を拡大することが可能となる。
以下に、拡張用の平衡ペア線路を用いてデータ伝送が可能であることを原理的に説明する。
図1(1)は、対地平衡度を示している。この対地平衡度は、ある周波数において、平衡ペア線路10に大地GNDに対して電圧V1を印加したとき、線路間に発生する電圧V2との関係を示すものであり、対地平衡度LCL＝20logV2/V1で定義される。
同図(2)は、本発明の如く平衡ペア線路10_1の片方の線路と平衡ペア線路10_2の片方の線路とで拡張用の平衡ペア線路11を構成し、この平衡ペア線路11に電圧V1を印加したとき、平衡ペア線路10_1及び10_2の線路間に電圧V2及びV3が発生した場合を示している。
このときの「線路11が線路10_1に与える平衡度」＝20logV2/V1、「線路11が線路10_2に与える平衡度」＝20logV3/V1である。これらの平衡度は、線路のバランスが取れている場合、通常80dB程度である。
以下に、線路ロスを考慮した漏話について述べる。図2(1)は、宅内装置20_1及び局内装置30_1間が平衡ペア線路10_1（１本の線で示している）で接続され、宅内装置20_2及び局内装置30_2間が平衡ペア線路10_2で接続されたデータ伝送装置を示している。平衡ペア線路10_1及び10_2は互いに隣接している。
このデータ伝送装置において、いま、局内装置30_1が送信信号(レベル)ST_1を送出し、この信号を宅内装置20_1は受信信号(レベル)SR_1として受信し、宅内装置20_2が送信信号(レベル)ST_2を送出し、この信号を局内装置30_2は受信信号(レベル)SR_2として受信する。
平衡ペア線路10_1及び10_2のバランス（平衡度）が崩れている場合、各受信信号SR_1及びSR_2(以後、SRで総称することがある)は、それぞれ送信信号ST_2及びST_1（以後、STで総称することがある）からの漏話によってノイズX_1及びX_2（以後、Xで総称することがある）を受ける。
レベルST−レベルSR(dB)は、線路ロスであり、xDSL伝送方式においては、最大60dB程度である。また、漏話は、主に平衡度で表され、線路のバランスが取れている場合、平衡度は80dB程度であることは図1(2)でも述べた。
レベルSRとノイズXとの比は、通常S/N比あるいは漏話を意味するS/X比と呼ばれている。
同図(2)は、同図(1)におけるレベルST，SR，及びXのスペクトラム密度を示している。レベルSTを基準の０dBとすれば、上記の例では、レベルSR＝レベルST−線路ロス＝−60dB、レベルX＝レベルST(0dB)−80dB＝−80dBであり、S/X比＝レベルSR−レベルX＝(−60dB)−(−80dB)＝20dBとなる。
従って、S/X比は、平衡度に伴って、大きくすることができる。すなわち、平衡のとれた平衡ペア線路を他の線路が同相で揺らした場合に発生するノイズXは問題とならないことが分かる。
また、本発明による平衡ペア線路の拡張方式によれば、送受信用の変成器に中間端子を必要としないため、既存のデータ伝送装置の送受信部を変更することなく伝送容量を拡大することが可能である。
(2)また、本発明に係る多重伝送装置では、上記の(1)において、該平衡ペア線路及び該拡張用の平衡ペア線路の伝送方式を同一のxDSL伝送方式することができる。
(3)また、本発明に係る多重伝送装置では、上記の(2)において、該xDSL伝送方式をADSL，HDSL，及びVDSL伝送方式、ピンポン伝送方式、並びにエコーキャンセラ伝送方式を含む平衡伝送方式にすることができる。
(4)また、本発明に係る多重伝送装置では、上記の(1)において、該拡張用の平衡ペア線路が、該平衡ペア線路の周波数帯域と異なるxDSL伝送方式を採用することが可能である。
これにより、該拡張用の平衡ペア線路と該平衡ペア線路との間の漏話を少なくすることが可能となる。
(5)また、本発明に係る多重伝送装置では、上記の(1)において、該平衡ペア線路の伝送速度が不足している伝送方向に合わせて、該伝送速度が増加するように該拡張用の平衡ペア線路の伝送方向を制御する制御部を有することが可能である。
すなわち、該制御部は、例えば、該平衡ペア線路の上り方向の伝送速度が不足しているとき、該拡張用の平衡ペア線路を上り方向の線路に設定する。
これにより、上り方向及び下り方向の伝送速度を適応的に可変することが可能となる。例えば、上り/下り伝送速度を同じにすることによりループバック機能及び対話型のシーケンスを容易に実現することが可能となる。
(6)また、本発明に係る多重伝送装置では、上記の(1)において、該平衡ペア線路が、方式の異なるxDSL伝送方式を採用しており、各拡張用の平衡ペア線路が任意のxDSL伝送方式を採用することが可能である。
これにより、該平衡ペア線路の様々な伝送方式に対応した伝送速度を該拡張用の平衡ペア線路で拡大することが可能となる。
(7)また、本発明に係る多重伝送装置では、上記の(1)において、該平衡ペア線路が、xDSL伝送方式及びアナログ伝送方式を併用することが可能である。
すなわち、例えば２つの該平衡ペア線路の中の一方がxDSL伝送方式で伝送し、他方がアナログ伝送方式である場合、各平衡ペア線路の片方の線路同士を拡張用の平衡ペア線路としてデータの伝送を行う。
これにより、アナログ回線とxDSL伝送方式を混在した複数の該平衡ペア線路においても、伝送速度を拡大することが可能となる。
(8)また、本発明に係る多重伝送装置では、上記の(1)において、該拡張用の平衡ペア線路の少なくとも１つがアナログ伝送方式とすることが可能である。
これにより、該拡張用の平衡ペア線路においても、アナログ回線とxDSL伝送方式を混用することが可能となる。
(9)また、本発明に係る多重伝送装置では、上記の(1)において、該拡張用の平衡ペア線路を給電線路として併用することができる。
すなわち、多重伝送装置の一方の装置から他方の装置に該拡張用の平衡ペア線路を経由して電力を給電する。これにより、一方の装置側の停電時においても他方の装置から給電を行うことにより通信を継続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係るデータ伝送装置の原理を示した図（その１）である。
図２は、本発明に係るデータ伝送装置の原理を示した図（その２）である。
図３は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(1)を示したブロック図である。
図４は、本発明に係るデータ伝送装置に適用可能な一般的なピンポン伝送方式の送受信部を示したブロック図である。
図５は、本発明に係るデータ伝送装置に適用可能な一般的なエコーキャンセラ方式の送受信部を示したブロック図である。
図６は、本発明に係るデータ伝送装置に適用可能なADSL伝送方式の送受信部を示したブロック図である。
図７は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(2)を示したブロック図である。
図８は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(3)を示したブロック図である。
図９は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(4)を示したブロック図である。
図10は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(5)を示したブロック図である。
図11は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(6)を示したブロック図である。
図12は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(7)を示したブロック図である。
図13は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(8)を示したブロック図である。
図14は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(9)を示したブロック図である。
図15は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(10)を示したブロック図である。
図16は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(11)を示したブロック図である。
図17は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(12)を示したブロック図である。
図18は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(1)〜(12)における従来の装置及び追加装置を比較して示した図である。
図19は、一般的な２線式のデータ伝送装置を示したブロック図である。
図20は、一般的な４線式のデータ伝送装置を示したブロック図である。
図21は、一般的なQAM変調方式の原理を示したブロック図である。
図22は、ADSL伝送方式の伝送周波数帯域に対応した電力スペクトラム密度及び回線損失を示した図である。
図23は、一般的なxDSL伝送方式の特徴を比較した図である。
図24は、一般的なxDSL伝送方式の電力スペクトル密度を示した図である。
符号の説明
10，10_1〜10_n〜10_n+m 平衡ペア線路，メタリック回線
11，11_1〜11_n〜10_n+m-1 拡張用の平衡ペア線路
20，20_1〜20_n〜20_n+m〜20_2n+2m-1 宅内装置
21，21_1〜21_n〜21_n+m〜21_2n+2m-1 送受信部
22 送信コイル 23 受信コイル 24，25 コイル
30，30_1〜30_n〜30_n+m〜30_2n+2m-1 局内装置
31 送受信部 32 送信コイル 33 受信コイル
34，35 コイル 36 電源回路 37 給電回路
40 エコーキャンセラ 41 送受信増幅器 42 信号処理部
43 可変等化部 44 送信回路 45 待機回路
46 発呼検出部 47 SRG 48 DC/DC変換部
49 端末給電回路 50 双方向伝送路 51 信号処理部
52 DC/DC変換部 53 送受信増幅器 60 給電回路
61 送信回路 62 信号処理部 63 受信回路
64 エコーキャンセラ 65 N/RSW 66 局給電部
70 直/並バッファ 71 エンコーダ 72 256点IFFT部
73 並/直バッファ 74 D/A変換器 75 送信ビットマップ
80 A/D変換部 81 直/並バッファ 82 256点FFT部
83 デコーダ 84 並/直バッファ 85 受信ビットマップ
90，91 送受信部 92，93 抵抗 100 キャリア発信部
101 π/2位相器 102，103 ２値/４値変換部
104，105 AM変調器 106 合成器 NT 網終端装置
PSF1，PSF2 変成器 R1，R2 終端抵抗 TE 端末
SR，SR_1，SR_2 受信信号 ST，ST_1，ST_2 送信信号
T1，T1_1，T1_2，T2，T2_1，T2_2，T3，T4 変成器
X，X_1，X_2 ノイズ
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
発明を実施するための最良の形態
図３は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(1)を示している。
このデータ伝送装置は、宅内装置20_1及び20_2と局内装置30_1及び30_2とが、メタリック回線（平衡ペア線路）10_1及び10_2で接続されている。さらに、宅内装置20_3と局内装置30_3が、メタリック回線10_1の片方の線路とメタリック回線10_2の片方の線路を別の平衡ペア線路と見倣した拡張用の平衡ペア線路11で接続されている。
宅内装置20（符号20は、符号20_1，20_2，及び20_3を総称する。以下同様）は、図19で示した宅内装置20と同じ構成である。宅内装置20_1，20_2，及び20_3のコイル24は、それぞれメタリック回線10_1及び10_2、拡張用の平衡ペア線路11に接続されている。
局内装置30（符号30は、符号30_1，30_2，及び30_3を総称する。以下同様）は、図19で示した局内装置30と同じ構成である。局内装置30_1，30_2，及び30_3のコイル34は、それぞれメタリック回線10_1及び10_2並びに拡張用の平衡ペア線路11に接続されている。
動作において、宅内装置20_1，20_2及び20_3と局内装置30_1，30_2及び30_3との間でデータが、それぞれメタリック回線10_1及び10_2、並びに平衡ペア線路11を経由して同一のxDSL伝送方式(A1〜A3)で送受信される。
これにより、メタリック回線10_1及び10_2の他にメタリック回線を追加することなく、伝送速度を1.5倍にすることが可能となる。
以下の図４〜図６においては、本発明に係るデータ伝送装置に適用可能な一般的なxDSL伝送方式が示されており、これについて述べる。
図４は、一般的な２線式のiDSL伝送方式(ピンポン伝送方式)における宅内装置20及び局内装置30の構成例を示している。宅内装置20及び局内装置30はメタリック回線10で接続されている。
ピンポン伝送方式においては、宅内装置20と局内装置30との間のデータの送受信は時分割で行われる。すなわち、上り信号と下り信号を時間的に分割して送受信する。
同図は、宅内装置20及び局内装置30の構成例を示している。この内、宅内装置20は、終端抵抗R1及びR2で終端された４線式双方向伝送路50で相互接続された１つ網終端装置NT及び端末TEで構成されている。なお、双方向伝送路50には、複数の端末TEを接続することが可能である。
網終端装置NTは、変成器T1及びT3と、送受信部21を構成する送受信増幅器41、信号処理部42、可変等化部43、及び送信回路44と、電源回路36を構成する変成器PSF1、DC/DC変換部48、及び端末給電回路49と、待機回路45を構成する発呼検出器46及びSRG47とを備えている。端末TEは、送受信増幅器50、信号処理部51、及びDC/DC変換部52を備えている。
局内装置30は、変成器T2と、送受信部31を構成する送信回路61、受信回路63、及び信号処理部62と、給電回路37を構成する変成器PSF2、N/RSW65、及び局給電部66とを備えている。
動作において、端末TEにおいて、信号（データ又は音声）は、信号処理部51、送受信増幅器53、及び変成器T4を介して双方向伝送路50に送出される。
網終端装置NTにおいて、該信号は、変成器T3、送受信増幅器41、信号処理部42、送信回路44、及び変成器T1を経由してメタリック回線10に送出される。このとき、信号処理部42は、該信号を一時的に記憶し、上り信号を送出するタイミングに２倍の速度で該信号を出力する。
局内装置30において、該信号は、変成器T2、受信回路63、及び信号処理部62を経由して受信される。このとき、信号処理部62は、該信号を一時記憶し、該信号の受信速度を半分の速度に変換する処理を行う。
局内装置30から端末TEへ送信される下り信号は、信号処理部62において、一時的に記憶され、下り信号を送出するタイミングに２倍の速度で出力され、送信回路61及び変成器T2を経由してメタリック回線10に送出される。
網終端装置NTにおいて、該信号は、変成器T1及び可変等化部43を介して信号処理部42に受信される。ここで、該信号は半分の速度に変換された後、送受信増幅器41及び変成器T3を経由して双方向伝送路50に送出される。
端末TEにおいて、該信号は、変成器T4、送受信増幅器53、及び信号処理部51を経由して受信される。
以下に、局内装置30が、網終端装置NT及び端末TEに供給する電力について述べる。局内装置30において、電力は、給電回路37からメタリック回線10を経由して電源回路36に供給される。電源回路36において、電力は変成器PSF1を経由してDC/DC変換部48に与えられ、ここで、DC/DC変換され40Vの電圧に変換され、停電時の電源となる。
端末給電回路49は、DC/DC変換部48の出力電力を変成器T3、双方向伝送路50、及び変成器T4を経由してDC/DC変換部52に与える。DC/DC変換部52は、これをDC/DC変換して端末TEの電力とする。
図５は、一般的な２線式のiDSL伝送方式(エコーキャンセラ方式)における宅内装置20及び局内装置30の構成例を示している。宅内装置20及び局内装置30はメタリック回線10で接続されている。
宅内装置の端末TEの構成は、図４に示したピンポン伝送方式の端末TEと同様である。網終端装置NTにおいては、送信回路44からの信号を入力し、出力信号を可変等化部43に与えるエコーキャンセラ40が付加されていることが同図に示した網終端装置NTと異なっている。
また、局内装置30においては、送信回路61から信号を入力し、出力信号を受信回路63に与えるエコーキャンセラ64が付加されていることが同図に示した局内装置30と異なっている。
動作において、宅内装置20及び局内装置30間の上り/下り信号は、ピンポン伝送方式と異なり、時分割せずにハイブリッド回路を用いた双方向伝送を常時行っている。しかしながら、２線式においては送信信号の受信側への回り込みが存在するので、理想的な信号送受信を実現するため、エコーキャンセラ64を併用して受信側への送信信号の回り込みをキャンセルしている。
図６は、一般的なADSL伝送方式のデータ伝送装置を示している。この例では、宅内装置20及び局内装置30における送受信部21及び31の送信回路と受信回路とを示している。
この内、送信回路は、直列送信データ信号を並列信号bO〜biに変換する直/並バッファ70と、信号bO〜biをコード化するエンコーダ71と、直/並バッファ70及びエンコーダ71にビットマップを与える送信ビットマップ部75と、エンコーダ71からの信号を高速で逆フーリエ変換する256点IFFT部72と、IFFT部72からの信号にサイクリックプリフィクスを付加した信号を並直変換する並/直バッファ73と、このバッファ73からの信号をD/A変換してメタリック回線10に出力するD/A変換器74と、で構成されている。
また、受信回路は、メタリック回線から受信したアナログ信号をA/D変換するA/D変換部80と、A/D変換部80のデジタル出力信号からサイクリックプリフィックスを削除して直並変換を行う直/並バッファ81と、このバッファ81の出力を高速でフーリェ変換する256点FFT部82と、FFT部82の出力信号をbO〜biビットにデコードするデコーダ83と、このデコーダ83からの信号を並直変換する並/直バッファ84と、デコーダ83及び並/直バッファ84にビットマップ信号を与える受信ビットマップ部85と、で構成されている。
図７は、本発明の実施例(2)を示している、この実施例(2)は、実施例(1)における２対のメタリック回線10_1及び10_2をｎ(nは、３以上の自然数)対のメタリック回線10_1〜10_nに拡張したものである。
宅内装置20_1〜20_n及び局内装置30_1〜30_nが、それぞれメタリック回線10_1〜10_nで接続されている。
そして、(n-1)台の宅内装置20_n+1〜20_2n-1及び(n-1)台の局内装置30_n+1〜30_2n-1同士が、それぞれメタリック回線10_1及び10_2、メタリック回線10_2及び10_3、〜、メタリック回線10_n-1及び10_nの片方の線路同士で構成された別の拡張用の平衡ペア線路11_1〜11_n-1で接続されている。
動作において、宅内装置20_1〜20_n及び20_n+1〜20_2n-1と宅内装置30_1〜30_n及び30_n+1〜30_2n-1との間でデータが、それぞれメタリック回線10_1〜10_n及び平衡ペア線路11_1〜11_n-1を経由して同一のxDSL伝送方式A1〜A(2n-1)で送受信される。
これにより、n-1回線分のxDSL伝送方式のサービスを拡張することが可能となる。すなわち、メタリック回線を増設せずに伝送速度を、ほぼ２倍にすることが出来る。
図８は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(3)を示している。このデータ伝送装置は、実施例(1)のデータ伝送装置と同じ接続関係であるが、宅内装置20_3及び局内装置30_3の間のデータ伝送方式は、実施例(1)のxDSL伝送方式Aと異なるxDSL伝送方式B1である。
動作において、宅内装置20_1及び20_2と局内装置30_1及び30_2との間でデータが、それぞれメタリック回線10_1及び10_2を経由して同一のxDSL伝送方式A1及びA2で送受信される。宅内装置20_3と局内装置30_3との間でデータが、それぞれ平衡ペア線路11を経由してメタリック回線10_1及び10_2のxDSL伝送方式A1及びA2と周波数帯域が異なる別のxDSL伝送方式B1で送受信される。
これにより、メタリック回線10_1及び10_2とメタリック回線11との間の漏話による影響を、周波数帯域が異なることにより減少させた状態で、図３と同様に伝送速度を1.5倍にすることが可能となる。
図９は、本発明の実施例(4)を示している。この実施例は、実施例(3)における２対のメタリック回線10_1及び10_2をｎ(nは、３以上の自然数)対のメタリック回線10_1〜10_nに拡張したものであり、その接続関係は、実施例(2)と同様である。
動作において、宅内装置20_1〜20_nと局内装置30_1〜30_nとの間でデータが、それぞれメタリック回線10_1〜10_nを経由して同一のxDSL伝送方式A1〜Anで送受信される。宅内装置20_n+1〜20_2n-1と局内装置30_n+1〜30_2n-1との間でデータが、それぞれ拡張用の平衡ペア線路11_1〜11_n-1を経由してxDSL方式伝送A1〜Anと周波数帯域が異なるxDSL伝送方式B1〜Bn-1で送受信される。
これにより、メタリック回線10_1〜10_nと、平衡ペア線路11_1〜11_n-1と、の間の漏話による影響を周波数帯域が異なることにより減少させた状態で、(n-1)回線分の新たなxDSL伝送方式のサービスを追加することになり、追加前と比較してほぼ２倍に拡張することが可能となる。
図10は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(5)を示している。このデータ伝送装置が、実施例(1)のデータ伝送装置と基本的に異なる点は、拡張用の平衡ペア線路11に並列接続された電源回路36並びにコイルL1及びL2が、宅内装置20に追加され、平衡ペア線路11に並列接続された給電回路37並びにコイルL3及びL4が、局内装置30_3に追加されていることである。
そして、メタリック回線10_1，10_2及び平衡ペア線路11の宅内装置20側にコンデンサC1_1〜C1_3が直列に挿入され、平衡ペア線路11の局内装置30_3側にコンデンサC2が直列に挿入されていることも異なっている。
なお、電源回路36が、宅内装置20に共通に電源を供給することを示すため、実施例(1)に示した宅内装置20_1〜20_3の送受信部21及び変成器T1は、同図では宅内装置20の送受信部21_1〜3及び変成器T1_1〜3として示している。
動作において、送受信部21_1〜21_3と宅内装置30_1〜30_3との間のデータの送受信は実施例(1)と同じである。
宅内装置20の送受信部21_1〜3の電力は、給電回路37からコイルL3、L4、平衡ペア線路11、コイルL1及びL2を経由して送電された電源回路36から供給される。
これにより、実施例(1)において拡張した平衡ペア線路11を使用することで回線の伝送速度を拡大するだけでなく、さらに、直流電力をコイルL1〜L4，コンデンサC1_1〜C1_3，及びC2で重畳/分離することにより、停電時又は商用電源が存在しない場所の宅内装置20に局内装置30から平衡ペア線路11を経由して直流電力を供給することが可能となる。
図11は、本発明の実施例(6)を示している。この実施例は、実施例(5)における２対のメタリック回線10_1及び10_2をｎ(nは、３以上の自然数)対のメタリック回線10_1〜10_nに拡張したものである。その構成は、実施例(2)の構成に実施例(5)の電源回路36、コイルL1〜L4、コンデンサC1及びC2，並びに給電回路37を追加したものに相当する。
動作において、宅内装置20_1〜20_2n-1と局内装置30_1〜30_2n-1との間のデータは、それぞれメタリック回線10_1〜10_n及び平衡ペア線路11_1〜11_n-1を経由して同一のxDSL伝送方式A1〜A(2n-1)で送受信されることは実施例(2)と同じである。
宅内装置20_1〜20_2n-1の電力は、給電回路37からコイルL3，L4、平衡ペア線路11_n-1、コイルL1及びL2を経由して電源回路36に送電され、この電源回路36から供給される。
これにより、局側システムに給電回路37を搭載し、停電時又は商用電源が存在しない場所の宅内装置20_1〜20_2n-1に給電回路37からの電力を供給することが可能となる。なお、この例では局内装置30_2n-1に給電回路37を取り付けた例を示したが、その取り付け位置は局内装置30_1〜30_2n-2のいずれでもあってもよい。
図12は、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(7)を示している。
このデータ伝送装置は、宅内装置20と、この宅内装置20に対してメタリック回線10_1及び10_2、並びに拡張用の平衡ペア線路11で接続された局内装置30_1及び30_2とで構成されている。
宅内装置20は、変成器T1_1，T1_2，及びT1と、変成器T1_2の送信コイル22及び変成器T1_1の受信コイル23に接続された送受信部21_1と、変成器T1の送信コイル22及び受信コイル23に接続された送受信部21_2と、を備えている。変成器T1_1のコイル24及び変成器T1_2のコイル25はメタリック回線10_1及び10_2にそれぞれ接続され、変成器T1のコイル24は平衡ペア線路11に接続されている。
局内装置30_1は、変成器T2_1及びT1_2と、変成器T2_1の受信コイル33及び変成器T2_2の送信コイル32に接続された送受信部31と、を備えている。変成器T2_2のコイル35及び変成器T2_1のコイル34はメタリック回線10_1及び10_2にそれぞれ接続されている。
局内装置30_2は、変成器T2と、この変成器T2の送信コイル32及び受信コイル33に接続された送受信器31と、を備えている。変成器T2のコイル34は平衡ペア線路11に接続されている。
動作において、送受信部21_1と局内装置30_1の送受信部31との間のデータ伝送は、図20に示した従来の４線式データ伝送と同じであり、xDSL伝送方式A1で送受信される。すなわち、4線中の回線10_1を上り専用として、残り回線10_2を下り専用として使用している。
送受信部21_2と局内装置30_2の送受信部31との間のデータ送受信は、図19に示した従来の２線式データ伝送と同じであり、xDSL伝送方式A1とは異なる周波数帯域のxDSL伝送方式B1でカップリングコンデンサC1及びC2を経由して送受信される。
これにより、通常時はxDSL伝送方式A1の装置で、上り/下りデータを双方向に伝送しているが、上り側又は下り側の伝送速度を上げる要求が来たとき、制御装置（図示せず）が、xDSL伝送方式B1の装置の送信方向を要求に対応した上り/下りに切り替えて、一次的に上り又は下り伝送速度を最大２倍にすることが可能となる。
図13は、本発明の実施例(8)を示している。この実施例は、基本的には、実施例(7)における２対のメタリック回線10_1及び10_2をn+m(n，mは自然数)対のメタリック回線10_1〜10_n+mに拡張したものである。
ただし、この実施例では、送受信部20及び30間のデータ送受信は、４線式データ伝送の実施例(7)と異なり、全て２線式データ伝送を採用している。これは、送受信部21及び31間のデータ送受信の上り又は下り方向をメタリック回線毎に変更可能にして上り及び下り方向のデータ伝送速度に柔軟に対応できるようにするためである。
また、メタリック回線10_1〜10_n+m及び拡張用の平衡ペア線路11_1〜11_n+m-1は、同一のxDSL伝送方式A1〜A2n+2m-1を採用している点も異なっている。
動作において、通常時、送受信部21_1〜21_nと局内装置30_1〜30_nは、同一のxDSL伝送方式A1〜Anで上り信号を伝送し、送受信部21_n+1〜21_n+mと局内装置30_n+1〜30_n+mは、同一のxDSL伝送方式An+1〜An+mで下り信号を伝送している。
また、送受信部21_n+m+1〜21_2n+2m-1と局内装置30_n+m+1〜30_2n+2m-1の送受信部31は、同一のxDSL伝送方式A1〜An+mで、上り/下りデータを適度な割合で伝送している。
いま、上り又は下りの伝送速度を上げる要求が来たとき、制御装置（図示せず）が、平衡ペア線路11_1〜11_n+m-1に接続された装置を要求に対応した上り/下りに切り替えて、一時的に上り又は下りの伝送速度を最大(m+n)倍にすることが可能となる。
これにより、通常時は、n組の送受信部21及び送受信部31が上りデータを伝送し、m組の送受信部21及び送受信部31が下りデータを伝送する。そして、制御部（図示せず）が、拡張された(n+m-1)組の送受信部21及び送受信部31の上下伝送方向の比率を適度に変えることで、データ伝送装置を上り/下り速度可変可能な可変速度適応型にすることが可能となる。
図14は、本発明の実施例(9)を示している。この実施例の接続関係は、実施例(1)と同様であるが、実施例(1)と異なり、宅内装置20_1及び局内装置30_1、宅内装置20_2及び局内装置30_2、並びに宅内装置20_3及び局内装置30_3が、それぞれ互いに異なるxDSL伝送方式A，B，及びCによる伝送サービスを行っている。
これにより、異なるxDSL伝送方式A及びxDSL伝送方式Bによるサービスを受けられる他、回線を追加することなく拡張用の平衡ペア線路11で別の異なるxDSL伝送方式Cによるサービスも利用することが可能となる。
図15は、本発明の実施例(10)を示している。この実施例は、実施例(9)におけるxDSL伝送方式Aでデータを送受信する宅内装置20_1及び局内装置30_1、並びにメタリック回線10_1を、ｎ組の送受信部21_1〜21_n及び局内装置30_1〜30_n、並びメタリック回線10_1〜10_nに拡張している。
また、xDSL伝送方式Bでデータを送受信する宅内装置20_2及び局内装置30_2、並びにメタリック回線10_2を、ｍ組の送受信部21_n+1〜21_n+m及び局内装置30_n+1〜30_n+m、並びメタリック回線10_n+1〜10_n+mに拡張している。
また、xDSL伝送方式Cでデータを送受信する宅内装置20_3及び局内装置30_3、並びに平衡ペア線路11を、(n+ｍ-１)組の送受信部21_n+m+1〜21_2n+2m-1及び局内装置30_n+m+1〜30_2n+2m-1、並び平衡ペア線路11_1〜11_n+m-１に拡張している。
動作において、送受信部21_1〜21_nは、xDSL伝送方式Aで上りのデータをそれぞれ局内装置30_1〜30_nに送信する。局内装置30_n+1〜30_n+mの送受信部31は、xDSL伝送方式Bで下りのデータをそれぞれ送受信部21_n+1〜21_n+mに送信する。
さらに、送受信部21_n+m+1〜21_2n+2m-1と局内装置30_n+m+1〜30_2n+2m-1との間では、xDSL伝送方式A，B，及びCのいずれかの方式でデータを送受信する。
これにより、加入者は、通常時、n組のxDSL伝送方式A及びm組のxDSL伝送方式Bのサービスを受け、伝送速度を拡大する必要があるとき、拡張された(n+m-1)組の様々なxDSL伝送方式A，B，及びCを適度な割合で上り/下り伝送方向に設定することが可能となる。
図16は、本発明の実施例(11)を示している。この実施例の宅内装置20、局内装置30、及びメタリック回線10並びに拡張用の平衡ペア線路11の接続状態は、実施例(1)同じであるが、実施例(1)と異なり宅内装置20_2は、アナログ送受信部90を備え、局内装置30_2はアナログ送受信部91及び抵抗92及び93を備えている。
動作において、宅内装置20_1及び局内装置30_1の間は、xDSL伝送方式Aでデータが送受信され、宅内装置20_2及び局内装置30_2の間は、アナログ方式Bでデータが送受信され、宅内装置20_3及び局内装置30_3の間は、xDSL伝送方式Cでデータが送受信されている。
従来のサービス形態には、通常の会話としてアナログ回線を使用し、データ通信を行う場合にはディジタル回線を使用するというように、その用途によって回線を使い分けるものがあった。このようなサービス形態において、さらに別のディジタル回線を追加する必要がある場合、通常ではもう一回線引く必要があったが、本発明によれば、回線数の追加を行うことなく、別のxDSL伝送方式C1を利用することが可能となる。
ただし、ここで注意すべき点は、アナログ回線は局アースを基準とした電位で給電電圧信号とアナログ信号とを重畳して伝送しているため、回線10_2は、両線ともある電位を持っている。このため、このアナログ回線を一部に含むディジタル回線10_1及び11は、トランス結合された平衡伝送でなければならない。
図17は、本発明の実施例(12)を示している。この実施例の接続状態は、実施例(11)と同じであるが、その構成は実施例(11)と異なり、宅内装置20_3及び局内装置30_3のxDSL伝送方式が、宅内装置20_1及び局内装置30_1のxDSL伝送方式Aと同じである。
これにより、一つのアナログ回線と一つのxDSL伝送方式Aの回線を併用する従来のサービス形態に、回線数を追加することなく、さらに同一のxDSL伝送方式Aの回線を利用することができるようになる。
図18に、本発明に係るデータ伝送装置の実施例(1)〜(12)における現状（従来）の装置及び拡張用の平衡ペア線路に接続された追加装置の一覧を示す。
以上説明したように本発明によれば、異なる２つの平衡ペア線路のそれぞれの片方の線路を拡張用の平衡ペア線路として併用することで、(1)2組以上の平衡ペア線路により、1方式以上のxDSL伝送方式を利用する場合、(2)1組以上の平衡ペア線路でxDSL伝送方式を利用し、もう１組でアナログ伝送方式を利用している場合において、回線数を増やさずに伝送速度（容量）を容易に拡大することができる。
これにより、例えば、これまでxDSL伝送方式上の限界とされていた伝送速度を、最大1.5倍〜2倍まで拡張することができる。
また、該拡張用の平衡ペア線路を介して、例えば局内装置から宅内装置に電力を供給することも可能となる。Technical field
The present invention relates to a data transmission apparatus, and more particularly to a data transmission apparatus that realizes high-speed transmission using a balanced pair line.
The technology that realizes high-speed transmission using balanced pair lines (metallic lines) began in the past with digital transmission using modems, and in recent years has shifted to xDSL (Digital Subscriber Line) technology including digital transmission using ISDN. However, as the amount of information increases in recent years, it is required to further increase the transmission speed of the existing balanced pair line.
Background art
FIG. 19 shows a general two-wire data transmission apparatus using a balanced pair line.
This data transmission device has a configuration in which a home device 20 and an in-station device 30 are connected by a balanced pair line 10. The in-home device 20 includes a transformer T1 and a transmission / reception unit 21 connected to the balanced pair line 10 through the transformer T1. The transformer T1 includes a coil 24 connected to the balanced pair line 10, and a transmission coil 22 and a reception coil 23 connected to the transmission terminal and the reception terminal of the transmission / reception unit 21, respectively.
Similarly to the in-house device 20, the transmission / reception unit 31 of the in-station device 30 also includes a transformer T2 and a transmission / reception unit 31 connected to the balanced pair line 10 through the transformer T2. The transformer T2 includes a coil 34 connected to the balanced pair line 10, and a transmission coil 32 and a reception coil 33 connected to the transmission terminal and the reception terminal of the transmission / reception unit 31, respectively.
In operation, the in-home device 20 sends uplink data to the balanced pair line 10 via the transmission / reception unit 21, the transmission coil 22, and the coil 24, and the in-station device 30 includes the coil 34, the reception coil 33, and the transmission / reception unit 31. Receive via. Further, the in-station device 30 sends downlink data to the balanced pair line 10 via the transmission / reception unit 31, the transmission coil 32, and the coil 34, and the in-home device 20 includes the coil 24, the reception coil 23, and the transmission / reception unit 21. Receive via.
FIG. 20 shows a general 4-wire data transmission apparatus using a balanced pair line.
In this data transmission device, unlike the two-wire data transmission device shown in FIG. 19, the in-home device 20 and the in-station device 30 are connected by balanced pair lines 10_1 and 10_2.
The in-home device 20 includes transformers T1_1 and T1_2 connected to the balanced pair lines 10_1 and 10_2, respectively, and a transmission / reception unit 21 connected thereto. The transformer T1_1 includes a coil 24 connected to the balanced pair line 10_1 and a transmission coil 22 connected to the transmission terminal of the transmission / reception unit 21, and the transformer T1_2 transmits / receives to / from the coil 25 connected to the balanced pair line 10_2. The receiving coil 23 is connected to the receiving terminal of the unit 21.
Similarly to the in-house device 20, the transmission / reception unit 31 of the in-station device 30 also includes transformers T2_2 and T2_1 connected to the balanced pair lines 10_1 and 10_2, respectively, and the transmission / reception unit 31 connected thereto. The transformer T2_1 includes a coil 34 connected to the balanced pair line 10_2 and a transmission coil 32 connected to the transmission terminal of the transmission / reception unit 31, and the transformer T2_2 includes a coil 35 and transmission / reception unit connected to the balanced pair line 10_1. The receiving coil 33 is connected to 31 receiving terminals.
In operation, the in-home device 20 transmits uplink data to the in-station device 30 via the transmission / reception unit 21, the transmission coil 22, the coil 24, the line 10_1, the coil 35, the reception coil 33, and the transmission / reception unit 31. Further, the in-station device 30 transmits the downlink data to the in-home device 20 via the transmission / reception unit 31, the transmission coil 32, the coil 34, the line 10_2, the coil 25, the reception coil 23, and the transmission / reception unit 21.
That is, uplink and downlink data are transmitted via balanced pair lines 10_1 and 10_2, respectively, unlike the two-wire system.
In order to increase the amount of ground unbalance attenuation along with the two-wire type and the four-wire type, a twisted pair cable is generally used for transmission by balanced transmission. In addition, the line impedance is matched with a certain impedance to reduce the influence of reflection.
As an example, ISDN in Japan is designed with ground unbalance attenuation> 60dB and line impedance 110Ω. The transmission speed is 2B + D = 144 Kbit / s.
In recent years, in xDSL technology, phase and amplitude information using QAM (Quadrature Amplitude Modulation) modulation method is encoded two-dimensionally in balanced transmission on a metallic line, and information of 4 to 256 bits in a carrier for each frequency band. And a system that realizes a transmission capacity of about 1.5 Mbit / s by stacking the data.
FIG. 21 shows a configuration example of the QAM modulator.
The QAM modulator includes, for example, binary / quaternary conversion units 102 and 103 that convert two sets of voltage signals into four voltage signals of -3V, -1V, 1V, and 3V, and the conversion units 102 and 103. AM modulators 104 and 105 for AM-modulating the output signal, a carrier transmission unit 100 for giving a modulated carrier to the AM modulator 105, and π / 2 for giving a carrier shifted by π / 2 phase to the AM modulator 104 It comprises a phase shifter 101 and a combiner 106 that combines the output signals of the AM modulators 104 and 105.
In operation, the binary / quaternary conversion unit 102 may, for example, use signals (1) (1, 0), (2) (0, 0), (3) (1, 1), and (4) (0, 1) is converted into + 1V, -3V, + 3V, and -1V, respectively, and the binary / quaternary converter 103 outputs the signals (1) '(0, 1), (2)' ( 1, 1), (3) '(0, 0), and (4)' (1, 0) are converted to -1V, + 3V, -3V, and + 1V, respectively.
These amplitude signals are modulated and synthesized by the AM modulators 104 and 105 and the synthesizer 106, and output as signals (1) ", (2)", (3) ", and (4)".
That is, the QAM modulator increases the transmission capacity per pair of lines by performing modulation that combines amplitude modulation and phase modulation.
As in the above example, in balanced transmission, techniques for increasing the transmission speed (efficiency) in units of a pair of pair lines have been actively studied.
In recent years, the ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) method has attracted attention as the highest transmission rate method for balanced transmission using conventional metallic pair lines, but the frequency characteristics of line loss, which is a drawback of metallic lines, limit the transmission rate. Is given. In other words, as the line distance increases, the line loss tends to increase exponentially with frequency.
FIG. 22 shows the relationship between the ADSL transmission frequency band, power spectrum density, and line loss. The G.dmt system, which is one of the ADSL systems, uses up to 1.104 MHz as the transmission band, and the G.lite system uses up to 552 kHz as the transmission band. The basic idea is that the G.dmt method gives priority to transmission speed, and the G.lite method gives priority to line distance.
In Japan, the G.lite method is becoming mainstream because the distance from the station (in-station device) to the subscriber's home (in-house device) is long. For example, the limit of the line distance and transmission speed is 3.6 km for G.dmt and 6 Mbit / s for downlink and 5.5 km for G.lite system and 1.5 Mb / s for downlink.
In addition to the transmission speed, the ADSL system is also characterized in that the upstream / downstream speed is different (asymmetric) because the upstream / downstream transmission frequency band is divided as shown in FIG.
In the conventional data transmission apparatus, since the uplink / downlink transmission speed is the same, the loopback function can be easily realized. However, in order to realize loopback by the ADSL system as described above, it must be carried out according to the upstream transmission speed with a small transmission capacity. In this case, there is a drawback that the high-speed transmission at the corner is suppressed within the upstream transmission speed.
In addition, if the uplink / downlink transmission rates are different, it is difficult to select an interactive sequence, which is one factor that limits various services.
On the other hand, even in the high-bit-rate digital subscriber line (HDSL) system using the four-wire system (two balanced pair lines) shown in FIG. 20 and having the same (symmetric) uplink / downlink transmission capacity. As an example, the transmission speed is limited to a transmission distance of 3.6 km and a transmission speed of about 1.5 Mb / s.
FIG. 23 collectively compares the symmetry, transmission speed, transmission distance, and characteristics of the VDSL (Very high-bit-rate Digital Subscriber Line) system in addition to the G.lite, ADSL, and HDSL systems described above. FIG.
FIG. 24 shows a comparison of power spectrum densities in the xDSL system.
The iDSL system in Japan's ISDN uses 320Kbps AMI code for transmission. The power spectral density has the waveform shown in FIG. 1 (1) having a peak at the Nyquist frequency of 160 kHz.
In the US ISDN, 2B-1Q code is used. The power spectral density has a waveform shown in FIG. 2 (2) having a peak at the Nyquist frequency of 80 kHz.
Since the ADSL system has a certain range of subcarriers, it has a wide frequency spectral density. The spectrum density of the G.lite_ADSL system is shown in FIG. 3 (3). This waveform has already been shown in FIG.
In this way, the balanced pair line has the characteristic that the line loss increases with the frequency each time the transmission distance increases, so even if the xDSL technology is used, the transmission speed over a certain transmission distance is limited. there were.
In order to solve such a problem, as a method for increasing the transmission speed (transmission capacity), the data transmission apparatus described in the published patent publications (Showa 53-80110 and Japanese Laid-Open Patent Application 8-331169) has two arbitrary pairs. Data transmission is performed by applying or detecting a data signal between the electrical midpoint of one pair of balanced pair lines and the electrical midpoint of another pair of balanced pair lines at both ends of the balanced pair line. ing.
However, in order to employ this method in an existing data transmission apparatus, an intermediate terminal is required for the transformer, so that the transformer must be replaced, and hence the existing transmission / reception unit must be replaced.
Accordingly, an object of the present invention is to increase a transmission speed without providing an intermediate terminal in a transformer in a data transmission apparatus having a plurality of balanced pair lines.
Disclosure of the invention
(1) In order to solve the above problems, the multiplex transmission apparatus according to the present invention is characterized in that one of each of two different balanced pair lines is used in combination as an extended balanced pair line.
That is, for example, one of the two pairs of balanced pair lines in the n pairs of balanced pair lines is used as an extended balanced pair line. In the same manner, (n-1) pairs of extension balanced pair lines are determined for one of the balanced pair lines that have not yet been used for the extension balanced pair lines, and these extension balanced pairs are determined. Data is transmitted through the line.
This makes it possible to increase the transmission speed without adding a balanced pair line.
In the following, it will be described in principle that data transmission is possible using an extended balanced pair line.
Fig. 1 (1) shows the degree of ground balance. This ground balance indicates the relationship with the voltage V2 generated between the lines when the voltage V1 is applied to the ground GND at the balanced pair line 10 at a certain frequency. The ground balance LCL = 20 log V2 / Defined with V1.
FIG. 2 (2) shows a balanced pair line 11 for expansion composed of one line of the balanced pair line 10_1 and one line of the balanced pair line 10_2 as in the present invention, and a voltage V1 is applied to the balanced pair line 11. When applied, voltages V2 and V3 are generated between the balanced pair lines 10_1 and 10_2.
At this time, “the degree of balance that the line 11 gives to the line 10_1” = 20 logV2 / V1, and “the degree of balance that the line 11 gives to the line 10_2” = 20 logV3 / V1. These balances are usually about 80 dB when the line is balanced.
The following is a description of crosstalk that takes account of line loss. In FIG. 2 (1), the in-home device 20_1 and the in-station device 30_1 are connected by a balanced pair line 10_1 (indicated by one line), and the in-home device 20_2 and the in-station device 30_2 are connected by a balanced pair line 10_2. The data transmission apparatus is shown. The balanced pair lines 10_1 and 10_2 are adjacent to each other.
In this data transmission device, the in-station device 30_1 now sends a transmission signal (level) ST_1, the in-home device 20_1 receives this signal as a reception signal (level) SR_1, and the in-home device 20_2 receives the transmission signal (level) ST_2. The in-station device 30_2 receives this signal as a received signal (level) SR_2.
When the balance (balance) of the balanced pair lines 10_1 and 10_2 is lost, the received signals SR_1 and SR_2 (hereinafter may be collectively referred to as SR) are respectively transmitted signals ST_2 and ST_1 (hereinafter collectively referred to as ST). Noise X_1 and X_2 (hereinafter may be collectively referred to as X).
Level ST-level SR (dB) is a line loss, and is about 60 dB at maximum in the xDSL transmission system. In addition, as shown in Fig. 1 (2), crosstalk is mainly expressed in terms of balance, and when the line is balanced, the balance is about 80 dB.
The ratio between the level SR and the noise X is usually called the S / N ratio or the S / X ratio meaning crosstalk.
FIG. 2B shows the spectral densities of levels ST, SR, and X in FIG. 1A. If the level ST is 0 dB as a reference, in the above example, level SR = level ST−line loss = −60 dB, level X = level ST (0 dB) −80 dB = −80 dB, and S / X ratio = level SR -Level X = (-60dB)-(-80dB) = 20dB.
Therefore, the S / X ratio can be increased with the degree of balance. That is, it can be seen that the noise X generated when other balanced lines are in-phase with the balanced pair line is not a problem.
In addition, according to the balanced pair line expansion method of the present invention, an intermediate terminal is not required for the transmission / reception transformer, so that the transmission capacity can be expanded without changing the transmission / reception unit of the existing data transmission apparatus. It is.
(2) Further, in the multiplex transmission apparatus according to the present invention, in the above (1), the transmission system of the balanced pair line and the extended balanced pair line can be the same xDSL transmission system.
(3) Further, in the multiplex transmission apparatus according to the present invention, in the above (2), the xDSL transmission method is changed to a balanced transmission method including an ADSL, HDSL, and VDSL transmission method, a ping-pong transmission method, and an echo canceller transmission method. can do.
(4) Further, in the multiplex transmission apparatus according to the present invention, in the above (1), it is possible to adopt an xDSL transmission system in which the balanced balanced pair line for expansion is different from the frequency band of the balanced pair line. .
As a result, it is possible to reduce crosstalk between the balanced pair line for expansion and the balanced pair line.
(5) Further, in the multiplex transmission apparatus according to the present invention, in the above (1), the extension pair is used so that the transmission speed increases in accordance with the transmission direction in which the transmission speed of the balanced pair line is insufficient. It is possible to have a control unit for controlling the transmission direction of the balanced pair lines.
That is, for example, when the upstream transmission speed of the balanced pair line is insufficient, the control unit sets the expansion balanced pair line as an upstream line.
As a result, it is possible to adaptively vary the transmission rates in the uplink direction and the downlink direction. For example, it is possible to easily realize a loopback function and an interactive sequence by making the uplink / downlink transmission rates the same.
(6) Further, in the multiplex transmission apparatus according to the present invention, in the above (1), the balanced pair line employs a different xDSL transmission method, and each expansion balanced pair line is an arbitrary xDSL. A transmission method can be employed.
As a result, the transmission speed corresponding to various transmission methods of the balanced pair line can be increased by the balanced pair line for expansion.
(7) Further, in the multiplex transmission apparatus according to the present invention, in the above (1), the balanced pair line can use both the xDSL transmission method and the analog transmission method.
That is, for example, when one of the two balanced pair lines is transmitted by the xDSL transmission method and the other is an analog transmission method, data transmission is performed by using one of the balanced pair lines as a balanced pair line for expansion. I do.
As a result, the transmission speed can be increased even for a plurality of balanced pair lines in which analog lines and xDSL transmission systems are mixed.
(8) In the multiplex transmission apparatus according to the present invention, in the above (1), at least one of the extended balanced pair lines can be an analog transmission system.
As a result, the analog line and the xDSL transmission method can be mixed in the extended balanced pair line.
(9) Further, in the multiplex transmission apparatus according to the present invention, in the above (1), the extended balanced pair line can be used together as a feed line.
That is, power is supplied from one device of the multiplex transmission device to the other device via the balanced pair line for expansion. Thereby, it is possible to continue communication by supplying power from the other device even during a power failure on one device side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram (part 1) illustrating the principle of a data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram (part 2) illustrating the principle of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment (1) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a general ping-pong transmission / reception unit applicable to the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a general echo canceller transmission / reception unit applicable to the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing an ADSL transmission / reception unit applicable to the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment (2) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment (3) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment (4) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment (5) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing an embodiment (6) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment (7) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing an embodiment (8) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing an embodiment (9) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing an embodiment (10) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing an embodiment (11) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing an embodiment (12) of the data transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 18 is a diagram comparing a conventional device and an additional device in the embodiments (1) to (12) of the data transmission device according to the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing a general two-wire data transmission apparatus.
FIG. 20 is a block diagram showing a general 4-wire data transmission apparatus.
FIG. 21 is a block diagram showing the principle of a general QAM modulation method.
FIG. 22 is a diagram showing power spectrum density and line loss corresponding to the transmission frequency band of the ADSL transmission method.
FIG. 23 is a diagram comparing characteristics of a general xDSL transmission method.
FIG. 24 is a diagram showing the power spectrum density of a general xDSL transmission method.
Explanation of symbols
10, 10_1 ~ 10_n ~ 10_n + m balanced pair line, metallic line
11, 11_1 ~ 11_n ~ 10_n + m-1 Balanced pair line for expansion
20, 20_1 ~ 20_n ~ 20_n + m ~ 20_2n + 2m-1 Home equipment
21, 21_1-21_n-21_n + m-21_2n + 2m-1 transceiver
22 Transmitting coil 23 Receiving coil 24, 25 coil
30, 30_1 ~ 30_n ~ 30_n + m ~ 30_2n + 2m-1 In-station equipment
31 Transceiver 32 Transmitter coil 33 Receiver coil
34, 35 Coil 36 Power supply circuit 37 Power supply circuit
40 Echo canceller 41 Transceiver amplifier 42 Signal processor
43 Variable equalizer 44 Transmitter circuit 45 Standby circuit
46 Call detector 47 SRG 48 DC / DC converter
49 Terminal power supply circuit 50 Bidirectional transmission line 51 Signal processor
52 DC / DC converter 53 Transceiver amplifier 60 Power feeding circuit
61 Transmitter circuit 62 Signal processor 63 Receiver circuit
64 Echo canceller 65 N / RSW 66 Station power supply
70 Direct / Parallel buffer 71 Encoder 72 256 points IFFT section
73 Parallel / Direct buffer 74 D / A converter 75 Transmission bitmap
80 A / D converter 81 Direct / parallel buffer 82 256-point FFT unit
83 Decoder 84 Parallel / Direct buffer 85 Receive bitmap
90, 91 Transceiver 92, 93 Resistor 100 Carrier transmitter
101 π / 2 phase shifter 102, 103 binary / quaternary converter
104,105 AM modulator 106 Synthesizer NT network terminator
PSF1, PSF2 transformer R1, R2 Termination resistor TE terminal
SR, SR_1, SR_2 received signal ST, ST_1, ST_2 transmitted signal
T1, T1_1, T1_2, T2, T2_1, T2_2, T3, T4 transformer
X, X_1, X_2 noise
In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 3 shows an embodiment (1) of the data transmission apparatus according to the present invention.
In this data transmission device, in-home devices 20_1 and 20_2 and in-station devices 30_1 and 30_2 are connected by metallic lines (balanced pair lines) 10_1 and 10_2. Further, the in-home device 20_3 and the in-station device 30_3 are connected by an extended balanced pair line 11 in which one line of the metallic line 10_1 and one line of the metallic line 10_2 are regarded as another balanced pair line.
The in-home device 20 (reference numeral 20 is a generic name of reference numerals 20_1, 20_2, and 20_3, and the same applies hereinafter) has the same configuration as the in-home apparatus 20 shown in FIG. The coils 24 of the in-home devices 20_1, 20_2, and 20_3 are connected to the metallic lines 10_1 and 10_2 and the balanced pair line 11 for expansion, respectively.
The intra-station device 30 (reference numeral 30 is a generic name of reference numerals 30_1, 30_2, and 30_3; the same applies hereinafter) has the same configuration as the intra-station apparatus 30 shown in FIG. The coils 34 of the in-station devices 30_1, 30_2, and 30_3 are connected to the metallic lines 10_1 and 10_2 and the balanced pair line 11 for expansion, respectively.
In operation, data is transferred between the in-home devices 20_1, 20_2 and 20_3 and the in-station devices 30_1, 30_2 and 30_3 through the metallic lines 10_1 and 10_2 and the balanced pair line 11, respectively, and the same xDSL transmission method (A1 to A3 ).
As a result, the transmission rate can be increased by 1.5 times without adding a metallic line in addition to the metallic lines 10_1 and 10_2.
In the following FIG. 4 to FIG. 6, a general xDSL transmission system applicable to the data transmission apparatus according to the present invention is shown, which will be described.
FIG. 4 shows a configuration example of the in-home device 20 and the in-station device 30 in a general two-wire iDSL transmission method (ping-pong transmission method). The in-home device 20 and the in-station device 30 are connected by a metallic line 10.
In the ping-pong transmission method, data transmission / reception between the in-home device 20 and the in-station device 30 is performed in a time division manner. That is, the uplink signal and the downlink signal are transmitted / received by being temporally divided.
The figure shows a configuration example of the in-home device 20 and the in-station device 30. Of these, the in-home device 20 is composed of a single network termination device NT and a terminal TE interconnected by a four-wire bidirectional transmission path 50 terminated by termination resistors R1 and R2. A plurality of terminals TE can be connected to the bidirectional transmission path 50.
The network termination device NT includes transformers T1 and T3, a transmission / reception amplifier 41 constituting the transmission / reception unit 21, a signal processing unit 42, a variable equalization unit 43, a transmission circuit 44, and a transformer PSF1 constituting the power supply circuit 36, A DC / DC converter 48, a terminal power supply circuit 49, and a call detector 46 and SRG 47 constituting a standby circuit 45 are provided. The terminal TE includes a transmission / reception amplifier 50, a signal processing unit 51, and a DC / DC conversion unit 52.
The in-station device 30 includes a transformer T2, a transmission circuit 61, a reception circuit 63, and a signal processing unit 62 that constitute the transmission / reception unit 31, and a transformer PSF2, N / RSW 65, and a station feeding unit 66 that constitute the power feeding circuit 37. And.
In operation, in the terminal TE, a signal (data or voice) is sent to the bidirectional transmission line 50 via the signal processing unit 51, the transmission / reception amplifier 53, and the transformer T4.
In the network terminating device NT, the signal is transmitted to the metallic line 10 via the transformer T3, the transmission / reception amplifier 41, the signal processing unit 42, the transmission circuit 44, and the transformer T1. At this time, the signal processing unit 42 temporarily stores the signal, and outputs the signal at a double speed at the timing of sending the upstream signal.
In the in-station device 30, the signal is received via the transformer T2, the receiving circuit 63, and the signal processing unit 62. At this time, the signal processing unit 62 temporarily stores the signal and performs a process of converting the reception speed of the signal to a half speed.
The downlink signal transmitted from the in-station device 30 to the terminal TE is temporarily stored in the signal processing unit 62, and output at a double speed at the timing of transmitting the downlink signal, via the transmission circuit 61 and the transformer T2. And sent to the metallic line 10.
In the network termination device NT, the signal is received by the signal processing unit 42 via the transformer T1 and the variable equalization unit 43. Here, the signal is converted to a half speed, and then sent to the bidirectional transmission line 50 via the transmission / reception amplifier 41 and the transformer T3.
In the terminal TE, the signal is received via the transformer T4, the transmission / reception amplifier 53, and the signal processing unit 51.
Hereinafter, the power supplied from the intra-station device 30 to the network termination device NT and the terminal TE will be described. In the in-station device 30, power is supplied from the power supply circuit 37 to the power supply circuit 36 via the metallic line 10. In the power supply circuit 36, the electric power is supplied to the DC / DC converter 48 via the transformer PSF1, where it is DC / DC converted and converted into a voltage of 40V, and becomes a power source during a power failure.
The terminal power supply circuit 49 provides the output power of the DC / DC converter 48 to the DC / DC converter 52 via the transformer T3, the bidirectional transmission path 50, and the transformer T4. The DC / DC converting unit 52 performs DC / DC conversion to obtain the power of the terminal TE.
FIG. 5 shows a configuration example of the in-home device 20 and the in-station device 30 in a general two-wire iDSL transmission method (echo canceller method). The in-home device 20 and the in-station device 30 are connected by a metallic line 10.
The configuration of the terminal TE of the in-home device is the same as that of the ping-pong transmission type terminal TE shown in FIG. The network terminator NT is different from the network terminator NT shown in the figure in that an echo canceller 40 for inputting a signal from the transmission circuit 44 and giving an output signal to the variable equalization unit 43 is added. .
Also, the in-station device 30 is different from the in-station device 30 shown in the figure in that an echo canceller 64 for inputting a signal from the transmission circuit 61 and supplying an output signal to the reception circuit 63 is added.
In operation, the uplink / downlink signal between the in-home device 20 and the in-station device 30 is always bidirectionally transmitted using a hybrid circuit without time division, unlike the ping-pong transmission method. However, since there is a wraparound of the transmission signal to the reception side in the two-wire system, the wraparound of the transmission signal to the reception side is canceled together with the echo canceller 64 in order to realize ideal signal transmission / reception. .
FIG. 6 shows a data transmission apparatus of a general ADSL transmission system. In this example, the transmission circuit and the reception circuit of the transmission / reception units 21 and 31 in the in-home device 20 and the in-station device 30 are shown.
Among these, the transmission circuit includes a serial / parallel buffer 70 that converts serial transmission data signals into parallel signals bO to bi, an encoder 71 that encodes the signals bO to bi, and a bitmap to the serial / parallel buffer 70 and encoder 71. Transmission bit map section 75, 256-point IFFT section 72 that performs inverse Fourier transform on the signal from encoder 71 at high speed, and parallel / serial that converts the signal from IFFT section 72 to which a cyclic prefix is added The buffer 73 and a D / A converter 74 that D / A converts the signal from the buffer 73 and outputs the signal to the metallic line 10 are configured.
Also, the receiving circuit performs A / D conversion unit 80 for A / D converting an analog signal received from the metallic line, and performs serial-parallel conversion by removing the cyclic prefix from the digital output signal of A / D conversion unit 80. A serial / parallel buffer 81, a 256-point FFT unit 82 that performs Fourier transform on the output of the buffer 81 at high speed, a decoder 83 that decodes the output signal of the FFT unit 82 into bO to bi bits, and a signal from the decoder 83 A parallel / serial buffer 84 that performs parallel-to-parallel conversion, and a reception bitmap unit 85 that provides a bitmap signal to the decoder 83 and the parallel / serial buffer 84 are configured.
FIG. 7 shows an embodiment (2) of the present invention. In this embodiment (2), two pairs of metallic lines 10_1 and 10_2 in the embodiment (1) are n (n is a natural number of 3 or more). This is an extension of the pair of metallic lines 10_1 to 10_n.
In-home devices 20_1 to 20_n and in-station devices 30_1 to 30_n are connected by metallic lines 10_1 to 10_n, respectively.
Then, (n-1) in-house devices 20_n + 1 to 20_2n-1 and (n-1) in-station devices 30_n + 1 to 30_2n-1 are connected to metallic lines 10_1 and 10_2, metallic lines 10_2 and 10_3, respectively. Are connected by other balanced balanced pair lines 11_1 to 11_n-1 each composed of one of the metallic lines 10_n-1 and 10_n.
In operation, data between the home devices 20_1 to 20_n and 20_n + 1 to 20_2n-1 and the home devices 30_1 to 30_n and 30_n + 1 to 30_2n-1 are respectively transmitted to the metallic lines 10_1 to 10_n and the balanced pair lines 11_1 to 11_n. -1 via the same xDSL transmission method A1 to A (2n-1).
This makes it possible to expand the xDSL transmission service for n-1 lines. That is, the transmission speed can be almost doubled without adding a metallic line.
FIG. 8 shows an embodiment (3) of the data transmission apparatus according to the present invention. This data transmission device has the same connection relationship as the data transmission device of the embodiment (1), but the data transmission method between the in-home device 20_3 and the in-station device 30_3 is different from the xDSL transmission method A of the embodiment (1). xDSL transmission method B1.
In operation, data is transmitted and received between the in-home devices 20_1 and 20_2 and the in-station devices 30_1 and 30_2 through the metallic lines 10_1 and 10_2, respectively, using the same xDSL transmission methods A1 and A2. Data is transmitted and received between the in-home device 20_3 and the in-station device 30_3 via the balanced pair line 11, respectively, in the xDSL transmission method A1 and A2 of the metallic lines 10_1 and 10_2, and another xDSL transmission method B1 having a different frequency band .
As a result, the transmission rate can be increased by a factor of 1.5 in the same manner as in FIG. 3, with the influence of crosstalk between the metallic lines 10_1 and 10_2 and the metallic line 11 being reduced by the different frequency bands. .
FIG. 9 shows an embodiment (4) of the present invention. In this embodiment, the two pairs of metallic lines 10_1 and 10_2 in the embodiment (3) are expanded to n (n is a natural number of 3 or more) pairs of metallic lines 10_1 to 10_n. Same as Example (2).
In operation, data is transmitted and received between the in-home devices 20_1 to 20_n and the in-station devices 30_1 to 30_n through the metallic lines 10_1 to 10_n, respectively, using the same xDSL transmission method A1 to An. The data between the in-home devices 20_n + 1 to 20_2n-1 and the in-station devices 30_n + 1 to 30_2n-1 and the frequency of the xDSL transmission A1 to An and the frequency via the extension balanced pair lines 11_1 to 11_n-1 respectively. Transmission / reception is performed using xDSL transmission methods B1 to Bn-1 with different bandwidths.
As a result, the new xDSL for (n-1) lines is reduced in a state where the influence of crosstalk between the metallic lines 10_1 to 10_n and the balanced pair lines 11_1 to 11_n-1 is reduced by different frequency bands. A transmission-type service will be added, and it will be possible to expand it almost twice as much as before the addition.
FIG. 10 shows an embodiment (5) of the data transmission apparatus according to the present invention. This data transmission device is basically different from the data transmission device of the embodiment (1) in that the power supply circuit 36 and coils L1 and L2 connected in parallel to the expansion balanced pair line 11 are added to the home device 20. The feeding circuit 37 and the coils L3 and L4 connected in parallel to the balanced pair line 11 are added to the intra-station device 30_3.
Further, it is also different that capacitors C1_1 to C1_3 are inserted in series on the in-home device 20 side of the metallic lines 10_1 and 10_2 and the balanced pair line 11, and a capacitor C2 is inserted in series on the in-station device 30_3 side of the balanced pair line 11. ing.
In order to show that the power supply circuit 36 supplies power to the in-home device 20 in common, the transmission / reception unit 21 and the transformer T1 of the in-home devices 20_1 to 20_3 shown in the embodiment (1) are illustrated in FIG. 20 transmission / reception units 21_1 to 21_1 and transformers T1_1 to 3 are shown.
In operation, data transmission / reception between the transmission / reception units 21_1-21_3 and the in-home devices 30_1-30_3 is the same as in the embodiment (1).
The power of the transmission / reception units 21_1 to 3 of the in-home device 20 is supplied from the power supply circuit 36 transmitted from the power feeding circuit 37 via the coils L3 and L4, the balanced pair line 11, and the coils L1 and L2.
This not only increases the transmission speed of the line by using the balanced pair line 11 expanded in the embodiment (1), but further superimposes DC power on the coils L1 to L4 and the capacitors C1_1 to C1_3 and C2. By separating, it becomes possible to supply DC power from the in-station device 30 via the balanced pair line 11 to the in-home device 20 at the time of a power failure or where there is no commercial power supply.
FIG. 11 shows an embodiment (6) of the present invention. In this embodiment, the two pairs of metallic lines 10_1 and 10_2 in the embodiment (5) are expanded to n (n is a natural number of 3 or more) pairs of metallic lines 10_1 to 10_n. The configuration corresponds to a configuration obtained by adding the power supply circuit 36, the coils L1 to L4, the capacitors C1 and C2, and the feeding circuit 37 of the embodiment (5) to the configuration of the embodiment (2).
In operation, data between in-home devices 20_1-20_2n-1 and in-station devices 30_1-30_2n-1 is the same xDSL transmission method A1 via metallic lines 10_1-10_n and balanced pair lines 11_1-11_n-1, respectively. It is the same as that of Example (2) that it is transmitted / received by -A (2n-1).
The power of the in-home devices 20_1 to 20_2n-1 is transmitted from the power supply circuit 37 to the power supply circuit 36 via the coils L3 and L4, the balanced pair line 11_n-1, and the coils L1 and L2, and is supplied from the power supply circuit 36. .
As a result, the power supply circuit 37 is mounted on the station-side system, and the power from the power supply circuit 37 can be supplied to the in-home devices 20_1 to 20_2n-1 at the time of a power failure or where there is no commercial power supply. In this example, the power supply circuit 37 is attached to the in-station device 30_2n-1, but the attachment position may be any of the in-station devices 30_1 to 30_2n-2.
FIG. 12 shows an embodiment (7) of the data transmission apparatus according to the present invention.
This data transmission apparatus includes an in-home device 20 and in-station devices 30_1 and 30_2 connected to the in-home device 20 by metallic lines 10_1 and 10_2 and an extended balanced pair line 11.
The in-home device 20 includes transformers T1_1, T1_2, and T1, a transmission / reception unit 21_1 connected to the transmission coil 22 of the transformer T1_2 and the reception coil 23 of the transformer T1_1, and the transmission coil 22 and the reception coil 23 of the transformer T1. And a transmission / reception unit 21_2 connected to. The coil 24 of the transformer T1_1 and the coil 25 of the transformer T1_2 are connected to the metallic lines 10_1 and 10_2, respectively, and the coil 24 of the transformer T1 is connected to the balanced pair line 11.
The in-station device 30_1 includes transformers T2_1 and T1_2, and a transmission / reception unit 31 connected to the reception coil 33 of the transformer T2_1 and the transmission coil 32 of the transformer T2_2. The coil 35 of the transformer T2_2 and the coil 34 of the transformer T2_1 are connected to the metallic lines 10_1 and 10_2, respectively.
The intra-station device 30_2 includes a transformer T2 and a transceiver 31 connected to the transmission coil 32 and the reception coil 33 of the transformer T2. The coil 34 of the transformer T2 is connected to the balanced pair line 11.
In operation, data transmission between the transmission / reception unit 21_1 and the transmission / reception unit 31 of the intra-station device 30_1 is the same as the conventional 4-wire data transmission shown in FIG. 20, and is transmitted / received by the xDSL transmission method A1. That is, the line 10_1 in the four lines is dedicated for uplink, and the remaining line 10_2 is dedicated for downlink.
Data transmission / reception between the transmission / reception unit 21_2 and the transmission / reception unit 31 of the intra-station device 30_2 is the same as the conventional two-wire data transmission shown in FIG. 19, and the xDSL transmission method B1 has a frequency band different from the xDSL transmission method A1. Is transmitted / received via the coupling capacitors C1 and C2.
As a result, the uplink / downlink data is transmitted bi-directionally by the xDSL transmission method A1 device normally, but when a request for increasing the transmission rate on the upstream side or the downstream side is received, a control device (not shown) However, it is possible to switch the transmission direction of the device of the xDSL transmission method B1 to the uplink / downlink corresponding to the request to temporarily double the uplink or downlink transmission rate at the maximum.
FIG. 13 shows an embodiment (8) of the present invention. In this embodiment, the two pairs of metallic lines 10_1 and 10_2 in the embodiment (7) are basically extended to n + m (n and m are natural numbers) pairs of metallic lines 10_1 to 10_n + m. .
However, in this embodiment, data transmission / reception between the transmission / reception units 20 and 30 is different from the embodiment (7) of 4-wire data transmission, and all employs 2-wire data transmission. This is because the uplink or downlink direction of data transmission / reception between the transmission / reception units 21 and 31 can be changed for each metallic line so that the data transmission rate in the uplink and downlink directions can be flexibly handled.
Further, the metallic lines 10_1 to 10_n + m and the extended balanced pair lines 11_1 to 11_n + m-1 are different in that the same xDSL transmission methods A1 to A2n + 2m-1 are employed.
In operation, during normal times, the transmission / reception units 21_1 to 21_n and the intra-station devices 30_1 to 30_n transmit uplink signals using the same xDSL transmission method A1 to An, and the transmission / reception units 21_n + 1 to 21_n + m and the intra-station devices 30_n + 1 to 30_n + m transmits downlink signals using the same xDSL transmission method An + 1 to An + m.
In addition, the transmitting / receiving unit 21_n + m + 1 to 21_2n + 2m-1 and the transmitting / receiving unit 31 of the in-station device 30_n + m + 1 to 30_2n + 2m-1 use the same xDSL transmission method A1 to An + m, and Data is transmitted at an appropriate rate.
Now, when a request to increase the uplink or downlink transmission rate is received, the control device (not shown) switches the device connected to the balanced pair lines 11_1 to 11_n + m-1 to the uplink / downlink corresponding to the request. Thus, the uplink or downlink transmission rate can be temporarily increased to the maximum (m + n) times.
Thus, in normal times, n sets of transmitting / receiving units 21 and transmitting / receiving units 31 transmit uplink data, and m sets of transmitting / receiving units 21 and transmitting / receiving units 31 transmit downlink data. Then, the control unit (not shown) appropriately changes the ratio of the expanded (n + m-1) pairs of the transmission / reception units 21 and the transmission / reception units 31 in the vertical transmission direction so that the data transmission apparatus can be It becomes possible to adopt a variable speed adaptive type in which the speed can be varied.
FIG. 14 shows an embodiment (9) of the present invention. The connection relationship of this embodiment is the same as that of the embodiment (1), but unlike the embodiment (1), the in-home device 20_1 and the in-station device 30_1, the in-home device 20_2 and the in-station device 30_2, and the in-home device 20_3 and the in-station device 30_3 provides transmission services using different xDSL transmission systems A, B, and C.
As a result, it is possible to receive services using different xDSL transmission methods A and xDSL transmission methods B, and it is also possible to use services using different different xDSL transmission methods C on the extended balanced pair line 11 without adding a line. Become.
FIG. 15 shows an embodiment (10) of the present invention. In this embodiment, in-house device 20_1 and in-station device 30_1 for transmitting and receiving data by the xDSL transmission method A in embodiment (9), and metallic line 10_1 are arranged in n sets of transmitting / receiving units 21_1 to 21_n and in-station devices 30_1 to 30_n. It is extended to metallic lines 10_1 to 10_n.
In addition, the in-home device 20_2 and the in-station device 30_2 that transmit and receive data by the xDSL transmission method B, and the metallic line 10_2 are divided into m sets of transmitting / receiving units 21_n + 1 to 21_n + m and in-station devices 30_n + 1 to 30_n + m, and a metallic The line is extended to 10_n + 1 to 10_n + m.
In addition, (n + m−1) sets of transmitting / receiving units 21_n + m + 1 to 21_2n + 2m-1 and an intra-station device 20_3 and an in-station device 30_3 that transmit and receive data by the xDSL transmission method C and the balanced pair line 11 The devices 30_n + m + 1 to 30_2n + 2m-1, and the balanced pair lines 11_1 to 11_n + m-1 are extended.
In operation, the transmission / reception units 21_1 to 21_n transmit uplink data to the in-station devices 30_1 to 30_n using the xDSL transmission method A, respectively. The transmission / reception units 31 of the in-station devices 30_n + 1 to 30_n + m transmit downlink data to the transmission / reception units 21_n + 1 to 21_n + m by the xDSL transmission method B, respectively.
Furthermore, between the transmission / reception unit 21_n + m + 1 to 21_2n + 2m-1 and the in-station device 30_n + m + 1 to 30_2n + 2m-1, data is transmitted in any of the xDSL transmission methods A, B, and C. Send and receive.
As a result, subscribers are normally extended when they receive services of n sets of xDSL transmission scheme A and m sets of xDSL transmission scheme B and need to increase transmission speed (n + m-1). A set of various xDSL transmission systems A, B, and C can be set in the uplink / downlink transmission direction at an appropriate ratio.
FIG. 16 shows an embodiment (11) of the present invention. The connection state of the in-home device 20, the in-office device 30, and the metallic line 10 and the extension balanced pair line 11 of this embodiment is the same as in the embodiment (1), but unlike the embodiment (1), the in-home device 20_2 is The in-station device 30_2 includes an analog transmission / reception unit 91 and resistors 92 and 93.
In operation, data is transmitted and received between the in-home device 20_1 and the in-station device 30_1 by the xDSL transmission method A, and data is transmitted and received by the analog method B between the in-home device 20_2 and the in-station device 30_2, and the in-home device 20_3 and the in-station device During 30_3, data is transmitted and received by the xDSL transmission method C.
In the conventional service form, an analog line is used for normal conversation, and a digital line is used for data communication. For example, a digital line is used for data communication. In such a service configuration, when it is necessary to add another digital line, it is usually necessary to draw another line, but according to the present invention, another xDSL can be added without adding the number of lines. It becomes possible to use the transmission method C1.
However, the point to be noted here is that the analog line transmits the power supply voltage signal and the analog signal superimposed with the potential based on the station ground, so the line 10_2 has a certain potential on both lines. Yes. For this reason, the digital lines 10_1 and 11 including the analog line as a part must be a balanced transmission which is transformer-coupled.
FIG. 17 shows an embodiment (12) of the present invention. The connection state of this embodiment is the same as that of the embodiment (11), but the configuration is different from that of the embodiment (11), and the xDSL transmission method of the in-home device 20_3 and the in-station device 30_3 is the in-home device 20_1 and the in-station device 30_1. The same as xDSL transmission system A.
As a result, the same xDSL transmission system A line can be used without adding the number of lines to the conventional service form that uses one analog line and one xDSL transmission system A line together. Become.
FIG. 18 shows a list of current devices (conventional devices) and additional devices connected to the balanced pair line for expansion in the embodiments (1) to (12) of the data transmission device according to the present invention.
As described above, according to the present invention, one line of two different balanced pair lines can be used as an extended balanced pair line. When using the above xDSL transmission method, (2) When the xDSL transmission method is used with one or more balanced pair lines and the analog transmission method is used with the other pair, transmission is performed without increasing the number of lines. Speed (capacity) can be easily increased.
Thereby, for example, the transmission speed that has been regarded as a limit on the xDSL transmission method can be expanded up to 1.5 to 2 times.
Further, for example, power can be supplied from the in-station device to the in-home device via the extended balanced pair line.

Claims

In a data transmission apparatus having a plurality of balanced pair lines,
A data transmission apparatus characterized in that one of each of two different balanced pair lines is used as an extended balanced pair line.

In claim 1,
A data transmission apparatus characterized in that transmission methods of the balanced pair line and the extended balanced pair line are the same xDSL transmission method.

In claim 2,
A data transmission apparatus characterized in that the xDSL transmission system is a balanced transmission system including an ADSL, HDSL, and VDSL transmission system, a ping-pong transmission system, and an echo canceller transmission system.

In claim 1,
A data transmission apparatus characterized in that the balanced pair line for expansion adopts an xDSL transmission system different from the frequency band of the balanced pair line.

In claim 1,
A data transmission comprising a control unit that controls the transmission direction of the balanced pair line for expansion so that the transmission speed increases in accordance with the transmission direction in which the transmission speed of the balanced pair line is insufficient apparatus.

In claim 1,
A data transmission device characterized in that the balanced pair line employs different xDSL transmission systems, and the expansion balanced pair line employs an arbitrary xDSL transmission system.

In claim 1,
A data transmission device characterized in that the balanced pair line uses both an xDSL transmission method and an analog transmission method.

In claim 1,
A data transmission apparatus, wherein at least one of the expansion balanced pair lines is an analog transmission system.

In claim 1,
A data transmission apparatus using the extended balanced pair line as a feed line.