JP4125368B2 - 再構成可能なオンデマンド方式電話及びデータラインシステム - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は一般的に、電話及びデータ通信の分野に関する。より詳細には、本発明は、低電圧電力線配電網等の非電話ネットワークを、再構成可能なオンデマンド方式の電話及びデータラインとして使用することに関する。
発明の背景
今日の電話ネットワークにより、多くの個人ユーザーに電話及びデータ通信サービスが提供されている。各ユーザーには、固有の電話番号が割り当てられ、ユーザー位置から電話会社の中央局まで専用回線又は加入者回路が設置されている。代表的には、ユーザー位置から中央局までの距離は約２〜３マイル程度である。中央局では、各ユーザーと電話ネットワークとの間を接続する。
各ユーザーの加入者回路には、多くの電話及び例えばファックス機やモデム等の他の通信機器が接続されていることがある。しかし、これらの機械は全て同じ電話回線に接続されているので、一度に接続できるのは唯一つの電話コールのみである。例えば、電話とファックスの複合機を使用する場合、一度にできるのは電話機による音声コール若しくはファックス機によるファックス通信のどちらかのみである。同様に、電話とモデムの複合機を使用する場合、一度にできるのは電話機による音声コール若しくはモデムによるデータコールのどちらかのみである。例えば電話で二人で話している際に、一方が他方にファックス又はデーターファイルを送信して、それについてさらに話し合いたいという場合にように、音声コールとデーターコール又はファックスコールのいずれかを同時に行いたい場合がよくある。各ユーザーに一本の回線しか付与されていない状態では、音声コールを終了し、ファックス又はデーターを送信し、その後に再度音声コールをするという解決策しかない。この方法は非常に不便である。
同時通信に係る上記の問題に対する別の解決策として、各ユーザーに二つ以上の専用回線を割り当てるという方法がある。一人のユーザーに二本の専用回線を割り当てた場合、一方を音声通信に使用し、同時に他方をファックス又はデータ通信に使用することができる。一人のユーザーに複数の専用回線を割り当てることによって、別の相手と同時に音声通信を行う際の問題が解決される。これは、ユーザー位置にいる二人以上の人が、別の相手と音声コールを行おうとする場合に生じる状況である。この場合、各人は各々別の専用回線を使用して、別の音声コールを行うことができる。
各ユーザーに複数の回線を割り当てることの欠点は、システムがより複雑になること、及びこのようなシステムを操作するための帯域幅がさらに必要となることである。ユーザーにとっては、特に、第二（又は追加的）回線は滅多に使用するものではなく、また非常に短時間しか使用しないという事を鑑みると、追加回線にかかる追加的費用は特に不利な点といえる。第二回線に関する費用の不利な点は、多くの場合単一回線構成についても同様に当てはまる。これは、電話線の配設及び実施化は、非常に複雑な官僚的手順によって行われるものであるためである。このユーザーにとっての不便さは、非常に短時間、一時的に電話回線が必要である場合に倍増する。例えば仮住まい、大学の寮、別荘等で、電話線を配設して実施化し、ほんの直ぐ後に撤去するというのは不便であることが多い。
発明の目的
本発明の目的は、既存の送電線ネットワーク等の非電話線ケーブルを使用して、電話回線サービスを提供するための装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、送電線ネットワーク等の非電話線ケーブルを使用して、再構成可能な電話回線サービスをダイナミック方式で提供するための装置を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、送電線ネットワーク等の非電話線ケーブルによって、各ユーザーに一本以上の「オンデマンド」方式の電話回線をダイナミック方式で提供するための装置を提供することにある。
発明の要旨
本発明は、既存の電力線配電網の低電圧ケーブル等の非電話ケーブルネットワークを使用して、各ユーザーに電話回線サービスを提供する装置のための発明である。本明細書で言う低電圧配線とは、例えば１２０Ｖの単相住居用設備等の、、各事業所及び住居へ電力を供給するために使用されているものを指す。この電話回線サービスは、どのユーザーも電話又は他の通信機器を電気配線に接続して、その場で電話回線サービスを得ることができるという意味で、「オンデマンド」方式と言える。本発明の装置は、主に専用回線サービスに費用をかけたくないと考えている使用者に、電話サービスを提供するために使用することができる。若しくは、本発明の装置は、第二の専用回線サービスに費用をかけたくないと考えている使用者に、第二電話サービス、つまり、第二、第三・・・回線の電話サービスを提供するために使用することができる。
本発明の送電線による電話サービスは、電気配線によるデジタル通信を用いる。主要な電話サービスとして使用する場合には、電話会社又は公共事業所からその線に関連する電話番号を割り当ててもよい。又は、電気配線に接続する各電話に、固有の電話番号を配線しておくこともできる。これは第二電話サービスの場合にも適用することができる。若しくは、第二電話サービスの場合には、電線に関連する電話番号は、あるユーザー位置で接続される全ての電話について同じ番号とすることができる。追加の「オンデマンド」方式の電話回線には、特定のユーザー位置に関する番号の付ける接尾辞等の識別番号を割当てて、特定の「オンデマンド」回線へ又は回線からコールをつなぐために使用することができる。
既存の電力線配電網を使用するだけでなく、本発明の電話サービスは、ケーブルつまりケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）のネットワーク配線等のいかなる配線システムをも使用することができる。
低電圧配電網は、アメリカ合衆国のシステムでは代表的には約１２の位置に接続する電力変圧器を含む。各変圧器に接続する位置の数は、既存のシステムに応じて、これ以上またはこれ以下とすることもできる。これらの電力変圧器には、変圧器に接続される特定位置に関連する主要電話回線、及び各位置に関連する追加の「オンデマンド」回線にコールをつなぐためのシステムコントローラーを設ける。物理的に単一の通信媒体について複数の電話を使用することができるので、トークン通過等のマルチアクセス法を使用して、通信媒体へのアクセスを制御することができる。米国特許第４，８１５，１０６号（参照により本明細書に組み込まれる）に開示されるような電力線通信装置等を使用して、電線と電話装置とを接続することができる。
【図面の簡単な説明】
上記の簡単な説明において述べた本発明の他の目的、特徴、及び利点は、以下の説明的にのみ理解されるべき実施態様の詳細な説明、及び実施態様の特徴を示す添付図面を参照してより明確に理解されるであろう。
図１は、従来技術の電話ネットワーク配線のブロック線図である。
図２は、「オンデマンド」電話サービスを提供するために使用する電力線配線ネットワークのブロック線図である。
図３は、本発明による「オンデマンド」電話回線の接続を示すユーザー位置のブロック線図である。
好ましい実施態様の詳細な説明
図１に従来の電話ネットワークの配線の一部を示す。中央局１００は、専用加入者回路１２０によって、各ユーザーつまり加入者１１０と接続している。通信用に追加の電話回線が欲しいと考えている各ユーザー１１０は、追加の専用加入者回線１２０を設置し、月極め回線使用料を支払わなければならない。この場合、中央局１００から加入者１１０へ二本の専用回線を設置しなければならない。前述したように、追加の加入者回路についても、ほとんど使用しないにもかかわらず一回線分の使用料の全てを支払わなければならない。
図２は、低電圧配線つまり電線２２０によって各ユーザー位置２１０へ電話サービスを提供するために、変圧器２００を経て電力線配電網を使用する場合を示す。この電線２２０は、各ユーザー位置２１０と電力線網変圧器２００とを線２０４によって接続する。変圧器２００は、線２４０によって高電圧網に接続する。変圧器２００にはコントローラ２０２が接続され、このコントローラは、以下に詳細に説明するように、本発明を実施するために必要な制御機能を果たす。コントローラ２０２は、線２０４上又は線２２０のいずれかに配置することができる。電力線インターフェース装置２３０は、各ユーザー位置２１０と電力線２２０との間に配置される。インターフェース装置２３０には、電力線上でのデジタルデータ通信を可能にする米国特許第４，８１５，１０６号に従って構成した電力線通信装置を用いることができる。若しくは、インターフェース装置２３０は、電話装置の内部部品として構成して、電力ソケットに電話装置のプラグを差し込むことによって電話サービスを受けることができるようにすることもできる。インターフェース装置２３０は、ＳＬＩＣ（加入者線インタフェース回路）によって通常提供される慣用のＢＯＲＳＣＨＴ（バッテリー、過電圧、呼出し、監視、コーディング、ハイブリッド、及びテスト）機能、及び任意のバッテリーバックアップ機能を提供するように構成してもよい。
コントローラー２０２は、ローカル電力線網管理及び制御機能を果たす。これらの機能は、ダイナミックアドレス割当て及びネットワークアドレス／電話番号連携、並びにダイナミック音声／データーチャンネル割当て及び管理を用いたネットワークアクセス付与等のローカルアドレス割振及び管理を含む。さらに、コントローラー２０２は、監視、エラー／欠陥検知、欠陥位置監視、遠隔ノード診断等を含む、ローカルネットワークの監視を行う。コントローラー２０２はまた、より高レベルのスイッチングシステムへ及び該システムからのマルチプレックス／デマルチプレックスボイス／データパケットに、高速マルチプレックスを提供する。ユニット診断及び信号翻訳（ローカルアドレス経）等の追加の操作、管理、維持、及び規定（ＯＡＭ＋Ｐ）機能をコントローラー２０２によって行うこともできる。
本発明の一実施態様においては、各ユーザー位置２１０に慣用の電話番号を割り当てる。この番号は、位置２１０にある主要電話装置２１２に関連するものである。ユーザー位置において必要とされる追加の「オンデマンド」電話線には、慣用の位置２１０の電話番号に加えて、各位置２１０における特定の「オンデマンド」電話線を特定する接尾辞が割り当てられる。「オンデマンド」電話線の割当ては、追加の電話が接続される度に、コントローラー２０２によってダイナミック方式で行われる。
例えば、位置２１０に「５５５−１２１２」という電話番号を割当て、追加の「オンデマンド」線に「５５５−１２１２−１」、「５５５−１２１２−２」・・・という電話番号を割り当てる。位置２１０へのコールは、最初に利用可能な電話へとつながれる。よって、位置２１０においてコールをしていない時に、位置２１０へコールがつながれると、主要電話機２１２を起動する。次のコールの場合は、コントローラー２０２が、主要番号が使用中であることを検知し、コールは第一「オンデマンド」ライン、つまり「５５５−１２１−１」へつながれる。こちらからかける場合のコールにも同様の手法が適用される。位置２１０からの最初のコールは、主要電話番号から発信したものとして取り扱われる。このようにして、各位置２１０において電話線は「オンデマンド」方式で使用可能であり、これらの線の一時的な割当ては、コントローラー２０２によって調節される。「オンデマンド」回線についてのユーザーへの請求は、電話の総接続時間数、接続された電話の受話器が外れていた総時間数、受信及び／又は発信コールの総数及び継続時間数、並びに同時通信チャンネルの使用等の種々の要因を考慮して計算することができる。
本発明の別の実施態様において、電話のプラグを差し込むと、各電話に識別番号がダイナミック方式で割り当てられる。外からかかってきたコールを受信すると、コントローラ２０２は、所定のユーザー位置２１０に接続されている全ての電話、つまり識別番号が所定の電話番号に位置付けられている電話を鳴らす。このコールは最初にとった電話につながれる。外からかかってきた次のコールを受信すると、使用中でない全ての電話がコントローラー２０２によって鳴らされる。そしてこのコールは最初にとった電話につながれる。この後外からかかってくるコールにも同様の工程が繰り返される。外へかけるコールにも同様の手法を行う。つまりコールを行うユーザー位置２１０の最初の電話にダイナミック方式に線が割り当てられる。さらに電話をかけると、位置２１０の全ての電話にダイナミック方式に線が割り当てられる。
また、変圧器２００に一つの電話番号を割当て、変圧器２００に接続されている全ての電話に、変圧器２００の電話番号につける接尾辞式識別番号を割り当ててもよい。この実施態様では、位置２１０は連続的な専用加入者回線費用を支払う必要はなく、代わりに、位置２１０のどこかで電話線が必要な場合には、電話機のプラグを差し込むことにより、「オンデマンド」方式の電話線が割り当てられる。
本発明の別の実施態様においては、接尾辞の使用を全て止め、代わりに各電話機内部に埋め込んだ固有電話器識別番号システムを使用することができる。これは、携帯電話システムに通常使用されている電話器に付与した連続番号の使用に似た方式である。
複数の装置が共通の物理的通信チャンネルにアクセスしているため、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）に使用するようなマルチアクセス法を使用して、アクセスを調整する。本発明で使用する通信システムは、各データパケットが、目的とする受信者を特定するヘッダーインフォメーションを含んでいる、パケットタイプのデジタルメッセージングシステムであってもよい。このヘッダーインフォメーションは、実行するシステムに応じて、慣用の電話番号若しくは慣用の電話番号と関連するロジカルネットワークアドレスとしてもよく、あるいは接尾辞インフォメーションを含んでいてもよい。公共スイッチ電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）の他の部分に対して実質的に透明性を保つために、ヘッダーインフォメーションは、電話番号等の標準的なヘッダーインフォメーションを含む。次いで接尾辞レベルでのパケットデーターの管理が各コントローラー２０２によって行われる。あるいは、ヘッダーインフォメーションが接尾辞インフォメーション又は固有の電話連続番号を含んでいてもよい。
ここで図３を参照すると、電力線によって配電線網に接続されているユーザー位置２１０が示される。ネットワークインターフェース装置２３０は、必要なインターフェース機能を提供することができれば、ユーザー位置の内部にあっても外部にあってもよい。さらに、ネットワークインターフェース装置２３０は、一本の線において一つの電話端末３００のみをつなぐように構成してもよく、又は一本の線において多数の電話端末３００をつなぐように構成してもよい。また、ネットワークインターフェース装置２３０は、多数の線をつなぐように構成してもよい。ネットワークインターフェース装置２３０を介して電力線２２０に接続されるのは、一つ以上の電話端末３００である。より多くの電話回線が必要になったら、追加の電話端末３００を接続すればよい。モデム、ファックス機等の追加のデータ通信機器も、同様にネットワークインターフェース装置２３０に接続することができる。
コントローラー２０２のネットワーク側の接続部２０６（図２）は、慣用の電話会社中央局に直接接続してもよく、あるいは電話ネットワークに接続するコントローラー２０２と関連するより高レベルのスイッチング装置に接続してもよい。この接続は、ワイヤ、ケーブル、マイクロ波、無線波、又は光学的連結とすることができる。また接続部は、線２４０等の高電圧線を介していてもよい。このような方法により、本発明の装置は、地方の電話操作局の装置に近い、またはこれと同等の装置を提供することができる。
本発明を好ましい実施態様を参照して詳細に説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細に種々の変更を加えることができることは、当業者には理解されるであろう。

Claims (9)

1. 非電話線ネットワーク上のユーザー位置において接続される一つ以上の通信装置と、
   非電話線ネットワーク上の通信を行うネットワークインターフェース装置と、
   前記非電話線ネットワーク及び前記ネットワークインターフェース装置を介して前記通信装置と接続する一方、電話線ネットワークに接続するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記ユーザー位置において前記通信装置が非電話線ネットワークに追加接続される度に前記通信装置に識別子を割り当て、電話線ネットワークと前記通信装置との間の非電話線ネットワーク上の入来及び外出通信を、前記割り当てた識別子に基づいて制御することを特徴とする、通信チャンネル提供装置。
2. 前記コントローラは、前記ユーザ位置に対して、当該ユーザー位置の主要通信装置に関連する電話番号を割り当て、前記通信装置が追加される度に、前記電話番号に加えて識別番号を割り当てることを特徴とする、請求項１に記載の通信チャンネル提供装置。
3. 前記コントローラは、前記ユーザー位置にある一つ以上の通信装置への第一入来通信は、前記電話番号及び前記識別番号に基づいて、前記ユーザー位置の主要通信装置につなぎ、それ以降の入来通信は、前記主要通信装置が使用中であることを検出すると、前記識別番号に基づいて前記通信装置につなぐことを特徴とする、請求項２に記載の通信チャンネル提供装置。
4. 前記コントローラは、前記ユーザー位置にある一つ以上の通信装置からの第一外出通信は、前記電話番号及び前記識別番号に基づいて、前記ユーザー位置の主要通信装置からのものとすることを特徴とする、請求項２に記載の通信チャンネル提供装置。
5. 前記コントローラは、前記ユーザ位置に対して、前記通信装置が追加される度に、当該ユーザ位置にある通信装置であることを示す識別番号を割り当てることを特徴とする、請求項１に記載の通信チャンネル提供装置。
6. 前記コントローラは、前記ユーザー位置にある一つ以上の通信装置への入来通信は、前記識別番号に基づいて、前記ユーザー位置の全ての通信装置を鳴らし、それ以降の入来通信は、前記ユーザー位置の使用中でない全ての通信装置を鳴らすことを特徴とする、請求項５に記載の通信チャンネル提供装置。
7. 前記コントローラは、前記ユーザー位置に対して、当該ユーザー位置の主要通信装置に関連する電話番号を割り当て、前記通信装置が追加される度に、前記電話番号に加えて当該通信装置に付与されている固有通信装置識別番号を割り当てることを特徴とする、請求項１に記載の通信チャンネル提供装置。
8. 前記コントローラは、前記ユーザー位置に対して、当該ユーザー位置の主要通信装置に関連するアドレスを割り当て、前記通信装置が追加される度に、前記アドレスに加えて識別番号に関する情報または当該通信装置に付与されている固有通信装置識別番号に関する情報を割り当て、前記アドレス及び前記識別番号に関する情報または前記固有通信装置識別番号に関する情報を有するヘッダーインフォメーションに基づいて前記通信装置を特定することを特徴とする、請求項１に記載の通信チャンネル提供装置。
9. 非電話線ネットワーク上のユーザー位置において接続される一つ以上の通信装置と、非電話線ネットワーク上の通信を行うネットワークインターフェース装置と、前記非電話線ネットワーク及び前記ネットワークインターフェース装置を介して前記通信装置と接続する一方、電話線ネットワークに接続するコントローラとを用い、
   前記コントローラは、前記ユーザー位置において前記通信装置が非電話線ネットワークに追加接続される度に前記通信装置に識別子を割り当てる工程と、電話線ネットワークと前記通信装置との間の非電話線ネットワーク上の入来及び外出通信を、前記割り当てた識別子に基づいて制御する工程とを有することを特徴とする、通信チャンネル提供方法。

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