JP4195563B2

JP4195563B2 - Communication apparatus and communication method

Info

Publication number: JP4195563B2
Application number: JP2002010581A
Authority: JP
Inventors: ステファン・パーム
Original assignee: パナソニックコミュニケーションズ株式会社
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2019-01-08
Also published as: JP2002305560A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータモデムなどの通信装置及び通信方法に関し、特に通信回線を確立するために種々の通信システム構成を検出し、適切な通信システム構成を選択することができる通信装置及び通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モデム（アナログおよびデジタル）などのデータ通信装置は公衆電話回線網（ＰＳＴＮ：ＰｕｂｌｉｃＳｗｉｔｃｈｅｄＴｅｌｅｐｈｏｎｅＮｅｔｗｏｒｋｓ）を介してある場所から別の場所にデータを送信するために使用されてきた。このようなモデムはＰＳＴＮの従来の音声帯域（例えば約０−４ｋＨの帯域）で動作する。初期のモデムはＰＳＴＮを介して毎秒約３００ビット（ｂｐｓ）あるいはそれ以下の速度でデータを送信していた。
【０００３】
その後徐々に、インターネットの普及につれて、より高速の通信方式（例えばモデム）が要求され開発された。現在、利用可能な最高速のアナログモデム（国際電気通信連合（ＩＴＵ）が定義するＩＴＵ−Ｖ．３４モデムと称される）は、理想的な条件下で約３３，６００ｂｐｓの速度でデータ送信を行う。これらのモデムはＰＳＴＮの約４ｋＨｚ内の帯域でもデータ交換を行う。
【０００４】
数メガバイト（ＭＢ）のデータファイルを転送することも珍しくはないが、Ｖ．３４変調方式を用いて動作するモデムはそのようなファイルの転送に長時間を必要とする。その結果、更に高速のモデムに対する需要が高まってきた。
【０００５】
したがって、従来の４ＫＨｚ帯域以上のスペクトラムを用いるローカルツイストワイヤペアでデータを送信するために多くの新しい通信方法が提案され開発されている。例えば、種々のＤＳＬ（ＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ：デジタル加入者回線）モデムが開発されている。これらは、例えば、ＤＳＬ、ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、ＨＤＳＬ、ＳＤＳＬ等などで、一般にｘＤＳＬと称される。
【０００６】
種々のｘＤＳＬ方式の幾つかは音声帯域及び音声帯域以上の帯域での、シングルツイストペアによる同時通信を可能にする。各種ｘＤＳＬそれぞれは、異なる通信方式を採用するため、上り回線及び下り回線、あるいはどちらかにおける転送速度が異なり、またツイストペア通信チャネルの使用周波数帯域も異なる。
【０００７】
更に、ｘＤＳＬのタイプによっては、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、および組合フィルタなどのフィルタを必要とする。これらのフィルタはスプリッタと称されることもあり、装置間で異なる場合もある。これらのフィルタは、音声帯域通信を伝搬する周波数帯域を、データ通信を伝搬する音声帯以上の周波数帯域から分離する。
【０００８】
ｘＤＳＬデータ通信方式を取り巻く回線環境は、例えば、従来の音声帯域内（すなわち０−４ｋＨｚ帯域）で通信を行う従来のアナログモデムと共存する能力や交換局の違い、回線の品質等、極めて多いうえ、顕著に異なり、複雑である。したがって、最適かつ干渉のない通信回線を確立するためには、通信機器能力の他に通信チャネルの能力を判定できることが不可欠である。
【０００９】
Ｖ．３４モデム等で実現されているように従来のスタートアップシーケンス（例えばＩＴＵ−Ｔによって確立されたＶ．８およびＶ．８ｂｉｓプロトコルなど）は、使用される変調方式、プロトコル等の異なる機器能力を同定あるいはネゴシエートする為に、各モデムから送信されるビットシーケンスを利用する。これらのスタートアップシーケンスは、従来の音声帯域通信方法にのみ適用される。これら従来のスタートアップシーケンスは、通信チャネルの構成や回線状態を検査（又は認識）しない。
【００１０】
しかしながら、ｘＤＳＬモデムに関しては、回線条件に関する情報、例えば、周波数特性、ノイズ特性、スプリッタの有無などは、通信回線がうまく確立されるとしても、回線の確立に先立ち２つのモデムがネゴシエーションするときに有用である。
【００１１】
音声帯域での回線プロービング技術は、技術的にはよく知られており、音声帯域回線条件情報を判定するために用いることができる。このような技術は、一定の変調方法、例えばＶ．３４を最適化する為に、有効に使用されてきている。多重変調方法を有する装置で、Ｖ．８あるいはＶ．８ｂｉｓはネゴシエート及び特定の変調を選択する為に使用されてきており、その変調開始シーケンスが起動した後に、回線プロービング技術が、通信チャネルの状態を表示する信号を受信するために使用される。この時点で、与えられた通信チャネルが選択された変調方法を有効にサポートできないと判定されると、従来では、時間のかかる試行錯誤的なフォールバック技術が使用され、動作する変調方法を試験し検出するようにしていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、よりよい通信回線を確立するために必要なものは、最適通信方法の選択を試みる前に回線条件を監視（検査）する方法である。このように、一定の変調方式に対してデータ速度を上げる技術は既に確立されてはいるものの、従来では、通信方法の選択を補助するためにチャネル情報を利用する方法は提供されていない。
【００１３】
残念ながら、現在の技術水準では、通信能力のネゴシエーションは、より効率のよいチャネル構成を認識することなく起動する。スペクトラム、スプリッタ等を明確に認識することは、適切な通信メカニズム（変調方式）を選択するためには不可欠である。
【００１４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、現存する回線条件に適した特定の（ｘＤＳＬ）通信規格を決定するために、通信チャネルおよび関連機器の種々の構成、能力および制限を検出する。換言すれば、本発明は、既存の通信環境に影響を及ぼすことなく、ネゴシェーション、ユーザーデータの交換を行うとともに、回線特性の検査を行い、通信回線に適した通信規格、データ通信手順を短時間で決定することができる、通信装置、通信方法、を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、幾つかの個々の技術を一つのシステムとして使用することとした。具体的には、中央局システムと遠隔システムとの２つのシステムの間で、異なる帯域でネゴシエーションデータとユーザデータとを交換することにより送受信能力の交換を行うともに、回線特性検査を行うようにした。これらにより、使用すべき通信規格、データ通信手順が決定される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一の態様によれば、複数の通信方法（例えば、ＤＳＬ規格）を実施するモデム間のネゴシエートを行い、通信に使われる一つの共通通信規格を選択する方法及び装置を提供する。通信制御部は、ネゴシエーションチャネルにおいてハンドシェイク手順（プロトコル）を実行し、通信交換において使用するｘＤＳＬの種別の識別情報を含む、高速データ通信に関する情報を取得する。通信規格は、事実上の、独占的な、あるいは、企業あるいは政府によって発行された、あらゆるタイプの規格に適用される。
【００１７】
他の態様において、本発明は、検査信号を用い、中央局通信システムと遠隔通信システム間の通信チャネルの特性を判定する方法を提供する。検査信号は、例えば周波数ロールオフ、ノイズ等以外の障害、を検出する。これら障害は、中央局システムと遠隔システム間で識別され明らかにされる。通信チャネル品質に関する情報により、本発明は、継続する通信規格の選択に関してより正確な判定（例えば、ＡＤＳＬの代わりにＣＤＳＬ、あるいはＶＤＳＬの代わりにＣＤＳＬを用いる等）を行うことができる。
【００１８】
他の態様において、本発明は、周波数帯域を分離する為に使用される機器の有無を判定する方法及び装置を提供する。多くの場合、そのような機器は、音声帯域以上の周波数における通信を行う為に必要とされる。その際に使用する分離装置（スプリッタ）が欠如している場合は、他の通信方法を用いることも考慮される。本発明は、スプリッタの有無を検出する方法を含んでおり、そのスプリッタは、通信に影響を及ぼさず、音声帯域を同時に行われるいかなる通信（音声通信あるいはアナログデータ通信等）とも干渉しない。
【００１９】
他の態様において、本発明は、高速帯域通信が可能ではないと判定されると、従来の音声帯域通信方法へフォールバックする手順を提供する。通知信号（拡散処理信号等）は、第一通信制御部により受信される従来の音声帯域内で送信される。通知信号は、従来の音声帯域内のデータ通信実行能力を示す識別信号を有する。
【００２０】
また、通知信号は、通信チャネルが現時点では高速通信が可能ではなくても、通信機器は高速通信が可能であるかを判定する。これにより、例えば、ユーザは高速データ通信装置（モデム等）を購入し設置することが可能になり、設置した時点で、中央局システムは、自動的にユーザーサイドにおける高速通信装置の設置を検出し、遠隔システム側のユーザがそのモデムを用い高速通信チャネルの確立を要求することができるようなオンライン手順を開始する。
【００２１】
本発明の他の態様において、音声帯域で送信される通知信号（音声帯域以上で高速データ通信が可能であること示す）は、高速データ通信が開始される時に同時に音声帯域で行われる可能性のある従来の通信（音声通信あるいはアナログデータ通信等）を干渉・中断させないように選択される。通知信号は、例えば、擬似乱数シーケンスを用いて生成されるスペクトラム拡散信号でよい。あるいは、送信エネルギーを音声帯域内で均等に拡散させる他のスペクトラム拡散技術を用いてもよい。
【００２２】
本発明の他の態様において、エンドユーザ間通信、例えばユーザ名、パスワード等の交換（送信）は、通信チャネル検査（回線プロービング等）が完了し高速通信能力が交換される前に、ユーザ専用チャネルを介して開始することができる。従来では、通信システムは、エンドユーザ間でデータが通信されるまでに、長いトレーニング（あるいは起動）時間を必要とした。本発明では、高速通信を行うための（チャネル及び通信方法の）試験及びネゴシエーションを行うと同時に、通信パスの確立を行うことができる。
【００２３】
本発明の種々の態様を組み合わせることにより、通信チャネルと設置された機器の検査を効果的かつ効率よく行い、最適な通信方法を選択する方法及び装置が提供される。システム設計者、設置業者、プロバイダは、“通信の最適手段”を効率よく規定する為のネゴシエーションがおこなわれている間に、本発明で考慮される種々のパラメータを設定することができる。
【００２４】
本発明によれば、可能な高速通信の判定、サポートされている高速データ通信能力の交換と選択、通信回線特性の検査、等を同時に実行することができるため、判定したデータ通信手順のハンドシェイクプロトコルに直ちに移行することができる。
【００２５】
本発明は、最適ネゴシエーションの為には、通信チャネルの両サイドで実施されることが好ましい。しかしながら、通信チャネルの一つのサイドだけが本発明を実施してもよい。更に、一つのサイドが、本発明を部分的に実施してもよい。そのような構成は、正確に通信システムに報告され、適当とされる場合には、通信システムが従来の通信方法（アナログ等）をサポートしていれば、通信システムはそれら従来の通信方法にフォールバックできる。
【００２６】
更に、本発明は、実際の高速通信装置で実施する必要がない。本発明は、通信チャネルを終端し、または分岐するインテリジェントスイッチにおいて実施できる。これにより、通信システムは、個々の装置（あるいはモデム）において実施される、種々の通信規格を収容することができる。これら通信規格は、中央局システムと遠隔システムとの能力及び要求の明確なネゴシエーションにより、必要に応じて正確に割り当てられる。
【００２７】
本発明によれば、複数の通信規格の中から一つの通信規格を選択する方法は、通信チャネルの状態を検査する手順と、検査された通信チャネル条件と複数の通信規格の各々の能力に基づいて通信規格を選択する手順と、を有する。通信チャネル条件の検査においては、信号の通信チャネル上で第１信号を発信し、通信チャネルの影響を評価する信号を受信し、その受信信号に対応して通信規格を選択する。通信規格の選択においては、複数のｘＤＳＬモデム規格の中から一つのｘＤＳＬモデム規格を選択する。
【００２８】
本発明によれば、通信規格能力情報またはユーザデータは、通信チャネル状態の検査時に、実質的に同時に発信される。
【００２９】
更に、本発明によれば、通信チャネルにスプリッタが設置されているかを判定することができる。
【００３０】
本発明の他の態様に係る通信装置は、通信規格に関するネゴシエーション情報を通信チャネル上で送信または受信する第一通信装置と、通信チャネルの回線特性を判定する検査情報（異なる周波数帯における複数の信号等）を通信チャネル上で送信または受信する第二通信装置とを具備する。
【００３１】
本発明によれば、ネゴシエーション情報と検査情報とは、実質的に同時間帯で交換される。あるいは、ネゴシエーション情報と検査情報は異なる時間帯で交換されるようにしてもよい。
【００３２】
また、本発明によれば、通信装置は、所定の周波数帯における通信チャネル上で検査信号を交換し、更に、第二周波数帯において、オプショナル検査信号を交換することもできる。
【００３３】
本発明の他の態様に係る通信装置は、二つのサイド間でネゴシエーション情報を交換する第一通信装置と、ユーザデータを少なくとも送信または受信する第二通信装置とを具備する。ネゴシエーション情報は、ＡＤＳＬ、ＣＤＳＬ、ＨＤＳＬ、等の通信規格通信チャネル特性に関するものである。
【００３４】
本発明によれば、データ交換の為に開示された通信装置は、所定のデータ通信に関するネゴシエーション情報を交換する第一通信装置と、所定のデータ通信帯域上でフォールバック通知信号を交換する第二通信装置とを具備する。このフォールバック通知信号は、所定の第二通信帯域が利用可能であることを示す為に用いられる。
【００３５】
本発明によれば、所定の第二データ通信帯域が音声帯域を具備する。この音声帯域通信装置は、第一通信帯域が使用できない時に使用される。
【００３６】
本発明によれば、ネゴシエーション情報とフォールバック通知信号とが、実質的に同時間帯でも、あるいは異なる時間帯でも交換できる。
【００３７】
本発明によれば、フォールバック通知信号（スペクトラム拡散信号等）が、音声帯域における他の通信と干渉しない。
【００３８】
本発明の他の態様に係る通信方法は、発呼側装置と応答側装置の間のデータ交換を行うものである。この方法により、所定の信号が応答側装置で検出されたか判定される。フォールバック手順（音声帯域での手順等）は、所定の信号が応答側装置で検出されない場合に、開始される。一方、所定の信号が検出されると、ネゴシエーション情報が発呼側装置と応答側装置間で交換され、発呼側装置と応答側装置間の能力が確定する。チャネル情報が、発呼側装置と応答側装置のどちらか一方で受信されると、交換されたネゴシエーション情報と受信されたチャネル情報の少なくとも一つを用いて適切な通信規格が選択され、通信回線が確立される。
【００３９】
本発明によれば、この方法は、更に、受信されたチャネル情報を解析し、解析された情報と、交換されたネゴシエーション情報と受信されたチャネル情報の少なくとも一つとを関連付けして用い、適切な情報規格を選択する。
【００４０】
本発明によれば、ユーザデータは、初期化手順が行われている間に、発呼側装置と応答側装置との間で交換される。
【００４１】
本発明の他の態様によれば、開示されたデータ通信装置（モデム等）は、通信チャネルの回線特性を判定する手段と、判定手段によって判定された通信チャネルの回線手段に基づき、通信チャネル上で高速データ通信を開始する手段とを具備する。通知信号は、通信装置の高速データ通信能力を示し、音声帯域の通信チャネル上で交換される。
【００４２】
本発明によれば、高速データ通信チャネルは音声帯域より高い周波数帯域を用いる。
【００４３】
本発明によれば、通信装置の通信規格を判定する手段を具備するこができる。これにより、高速データ通信は、判定された通信規格と判定された回線特性に従って開始される。
【００４４】
本発明によれば、判定手段が、通信チャネルが高速データ通信をサポートしないと判定した場合、音声帯域の通信チャネル上でデータ通信を行う手段を提供することができる。
【００４５】
更に、本発明の他の態様に係る通信装置は、通信規格の能力を最大限引き出すために、通信チャネルにおけるスプリッタの存在を判定する手段、を具備することである。
【００４６】
本発明の他の態様に係る方法は、通信チャネルにおけるスプリッタの存在を検出することによりデータ通信を可能にし、高速通信が利用可能かどうかを判定する。スプリッタの存在は、音声帯域通信を干渉しないような信号を用いて検出される。
【００４７】
（実施の形態１）
以下、図１〜図１２を参照しつつ、本発明を、更に具体的に説明する。
【００４８】
図１は実施の形態１に係るモデム装置を用いるデータ通信システムの概略ブロック図を示す。本発明は発明の趣旨と範囲から逸脱しないかぎり他の通信装置にも適用できるものと理解される。さらに、本発明はツイストペアワイヤを使用した電話通信システムを取り上げて記述されているが、本発明は発明の趣旨と範囲から逸脱しないかぎりケーブル通信システム（ケーブルモデム等）、光学通信システム、ワイヤレスシステム、赤外線通信システム等、他の通信環境にも適用できるものと理解される。
【００４９】
実施の形態１に係るデータ通信システムは、中央局システム２と遠隔システム４から構成され、両システムは通信チャネル５を介してインタフェースがとられる。
【００５０】
中央局システム２は、中央局システム２と通信チャネル５間のインタフェースとして機能するメイン分配フレーム（ＭＤＦ）１を有する。ＭＤＦ１は、一端に外部からの電話回線（例えば通信チャネル５）を接続し、他端に内部回線（例えば内部中央局システム回線）を接続する。
【００５１】
遠隔システム４には、遠隔システム４と通信チャネル５とのインタフェース機能を持つネットワークインタフェースデバイス（ＮＩＤ）３が搭載されている。ＮＩＤ３は、顧客の機器と通信ネットワーク（例えば通信チャネル５）のインタフェースとして機能する。
【００５２】
図２は、実施の形態１における図１のデータ通信システムを具体的に示したブロック図である。本実施の形態では、代表的なシステム、つまり、中央局システム２と遠隔システム４の両方に本発明を適用し、遠隔システム４にはスプリッタは設置されていない例を示す。
【００５３】
図２に示すように、中央局システム２は、低域フィルタ３４、高域フィルタ３８と、テストネゴシエーションブロック４６と、高速データ受信部６８と、高速データ送信部７０と、コンピュータ８２とを具備する。コンピュータ８２は、中央局システムにおけるネットワーク機器に対して、総括的インターフェースとして機能する。テストネゴシエーションブロック４６は、後述される、回線プロービング等のすべてのネゴシエーションを行う。これらネゴシエーションは、実際の高速データ通信の前に行われる。
【００５４】
低域フィルタ３４と高域フィルタ３８は通信チャネル５を介してて転送される通信信号をフィルタリングする。テストネゴシエーションブロック４６は中央局システム２、遠隔システム４及び通信チャネル５の条件、能力等をテストし、ネゴシエーションを行う。テストネゴシエーションブロック４６の手順が完了した後、高速データ送受信部（モデム等）６８及び７０の選択を開始する。高速データ受信部は遠隔システム４から送信された高速データを受信し、一方高速データ送信部７０は遠隔システム４に高速データを送信する。高速データ部６８及び７０は、ＡＤＳＬモデム、ＶＤＳＬモデム、あるいはＣＤＳＬモデム等を具備することができる。高速データ部６８及び７０は、初期ネゴシエーション手順において、テストネゴシエーションブロック４６を共通に用いる複数の高速送信機器から構成されてもよい。
【００５５】
本実施の形態では、テストネゴシエーションブロック４６は、擬似ランダムノイズ受信部７６と、トーン信号受信部８０と、ユーザデータ受信部６０と、ネゴシエーションデータ受信部５２と、ユーザデータ送信部６２と、ネゴシエーションデータ送信部５４とを備える。
【００５６】
擬似ランダムノイズ受信部７６は、擬似ランダムノイズを受信する。トーン信号受信部８０はトーン信号を受信する。ユーザデータ受信部６０はユーザデータを受信し、ユーザデータ送信部６２はユーザデータを送信する。ネゴシエーションデータ受信部５２はネゴシエーションデータを受信し、ネゴシエーションデータ送信部５４はネゴシエーションデータを送信する。中央局システム２の種々の部分の動作の詳細について以下に示す。
【００５７】
ユーザデータ受信部６０、ネゴシエーションデータ受信部５２、及び高速データ受信部６８はコンピュータ８２に信号を送信する。ユーザデータ送信部６２、ネゴシエーションデータ送信部５４、及び高速データ送信部７０はコンピュータ８２から発信された信号を受信する。
【００５８】
遠隔システム４は、低域フィルタ３６と、高域フィルタ４０と、テストネゴシエーションブロック４８と、高速データ受信部７２と、高速データ送信部６６と、コンピュータ８４とを具備する。
【００５９】
低域フィルタ３６、高域フィルタ４０は通信チャネル５を介して転送される通信信号をフィルタリングする。テストネゴシエーションブロック４８は、中央局システム２、遠隔システム４、及び通信チャネル５の条件、能力等をテストし、ネゴシエーションを行う。高速データ受信部７２は中央局システム２から送信された高速データを受信し、一方高速データ送信部６６は中央局システム２に高速データを送信する。
【００６０】
本実施の形態では、テストネゴシエーションブロック４８は、擬似ランダムノイズ生成部７４と、トーン信号生成部７８と、ユーザデータ受信部６４と、ネゴシエーションデータ受信部５６と、ユーザデータ送信部５８と、ネゴシエーションデータ送信部５０と、を有している。
【００６１】
擬似ランダムノイズ生成部７４は擬似ランダムノイズを生成する。トーン信号生成部７８はトーン信号を生成する。ユーザデータ受信部６４はユーザデータを受信し、一方ユーザデータ送信部５８はユーザデータを送信する。ネゴシエーションデータ受信部５６はネゴシエーションデータを受信し、一方ネゴシエーションデータ送信部５０はネゴシエーションデータを送信する。遠隔システム４の各部の動作の詳細を以下に説明する。
【００６２】
ユーザデータ受信部６４、ネゴシエーションデータ受信部５６、及び高速データ受信部７２はコンピュータ８４に信号を送信する。ユーザデータ送信部５８、ネゴシエーションデータ送信部５０、及び高速データ送信部６６はコンピュータ８４から発信された信号を受信する。
【００６３】
中央局システム２は、複数のチャネル６、８、１０、１２、１４、１６、１８を含み、これらは遠隔システム４の複数のチャネル２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２との通信に使用される。この点に関して、実施の形態１においては、チャネル６は、低域フィルタ３４、３６によってフィルタリングされた従来の音声帯域（例えば０Ｈｚ〜約４ｋＨ）の該当する遠隔システム側の音声チャネル３２と直接通信するために使用される中央局側音声チャネルを備えている。また、遠隔システム側の音声チャネル３３は、遠隔システム４に設けられているが、これは中央局システム２の制御下にはない。遠隔システム側の音声チャネル３３は、通信チャネル５（ただし低域フィルタ３６の前）に平行に接続され、したがって遠隔システム側の音声チャネル３２と同等のサービスを提供する。ただし、遠隔システム側の音声チャネル３３は、低域フィルタ３６の前にあるので、このチャネルには高速データ信号、音声信号のいずれも含まれる。
【００６４】
フィルタの周波数特性が異なるように調整することにより、音声チャネル６と３２の間の例えばＩＳＤＮ等の他の低帯域通信方法を用いた通信が行えるようになる。高域フィルタ３８と４０は、４ｋＨｚ以上の周波数スペクトルで通信を行う際に選択される。
【００６５】
ビットストリーム８、１０、１２、１４、１６、１８（中央局システム２の）およびビットストリーム２０、２２、２４、２６、２８、３０（遠隔システム４の）は、それぞれ中央局側コンピュータ８２と遠隔システム側のコンピュータ８４の間の通信に使用されるデジタルビットストリームである。発明の範囲と趣旨に逸脱しないかぎり、ビットストリーム８、１０、１２、１４、１６、１８は、図示されたように分散型信号として、あるいは、インターフェースやケーブルにバンドルされ、あるいは信号ストリームに多重化され実行される。例えば、ビットストリーム８、１０、１２、１４、１６、１８はＲＳ−２３２Ｃ、パラレル、ＩＥＥＥ−１３９４（ＦｉｒｅＷｉｒｅ）、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）、ワイヤレス、あるいは赤外線（ＩｒＤＡ）規格に準じたインタフェースとして実行される。同様に、ビットストリーム２０、２２、２４、２６、２８、３０は、図示されたように分散型信号として、あるいは上述されたようにバンドルされ実行される。
【００６６】
実施の形態１によれば、ユーザＩＤ、パスワード等のユーザデータは、中央局システム２のユーザデータ受信部６０とユーザデータ送信部６２と、遠隔システム４のユーザデータ受信部６４とユーザデータ送信部５８の間で通信（交換）が実行される。
【００６７】
ユーザデータチャネル６０及び６２は、低速通信チャネルであり、ネゴシエーションデータ受信部５２とネゴシエーションデータ送信部５４で送受信されるネゴシエーション手順とは別個に、交換される。
【００６８】
通信回線の条件（周波数特性、ノイズ特性、スプリッタの有無等）に関するネゴシエーションデータ（制御情報等）は、中央局システム２のネゴシエーションデータ受信部５２とネゴシエーションデータ送信部５４と遠隔システム４のネゴシエーションデータ受信部５６とネゴシエーションデータ送信部５０の間で交換される。本実施の形態では、これらの通信（ネゴシエーション通信及びユーザ通信）は、異なる周波数帯域を用いて実質的に同時に（並行して）行われる。ただし、通信は、本発明の範囲と趣旨に影響しないかぎり異なる時間帯において連続的に行ってもよい。
【００６９】
ユーザデータチャネル通信は、ネゴシエーションチャネルの訂正機能をもつ必要はなく、本発明の範囲及び趣旨には影響しないかぎり省略される。
本発明に係るデータ通信の例を、図３〜図５を参照して説明する。図３は、中央局システム２の動作を示すフロー図である。図４は、遠隔システム４の動作を示すフロー図である。図５は、本発明のデータ通信システムで使用する信号の周波数スペクトル分布を示す概略ブロック図である。
【００７０】
本実施の形態において、中央局システム２と遠隔システム４の間の情報交換のための種々の通信パスでは、周波数分割多重伝送方式（ＦＤＭ）が利用される。ただし、本発明の趣旨と範囲から逸脱しないかぎり他の技術（ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ等）も使用することができる。
【００７１】
図５に示すように、通信パス（周波数帯域）ｆ１は、上りネゴシエーションチャネルを構成する。通信パスｆ２（図５）は、下りネゴシエーションチャネルを構成する。高速データ通信に関する制御情報は、上り、下りネゴシエーションチャネルｆ１、ｆ２を通じて交換される。遠隔システム４のネゴシエーションデータ送信部５０は、周波数帯域ｆ１を用いて送信し、中央局システム２のネゴシエーションデータ受信部５２は、周波数帯域ｆ１を用いて受信する。中央局システム２のネゴシエーションデータ送信部５４は、チャネルｆ２の下り回線で送信を行い、遠隔システムのネゴシエーションデータ受信部５６は、周波数帯域ｆ２を用いてデータ受信する。
【００７２】
通信パスｆ３（図５）は、ユーザＩＤおよびパスワード等のデータを中央局システム２に送信するための上りユーザチャネルを構成する。通信チャネルｆ４（図５）は、ユーザＩＤおよびパスワード等のデータを中央局システム２から受信するための下りユーザチャネルを有する。遠隔システム４のユーザデータ送信部５８は、周波数帯域ｆ３で送信し、中央局システム２のユーザデータ受信部６０は、周波数帯域ｆ３で受信する。中央局システム２のユーザデータ送信部６２は、チャネルｆ４の下り回線を送信し、遠隔システム４のユーザデータ受信部６４は、周波数帯域ｆ４で受信する。このように、ネゴシエーションチャネルとユーザチャネルの情報交換は互いに独立して行われる。
【００７３】
本実施の形態において、通信パス（ネゴシエーションチャネル）ｆ１とｆ２の周波数帯域は通信パス（ユーザチャネル）ｆ３とｆ４の周波数帯域より低い。ネゴシエーションチャネルにより低い周波数を用いるのは、周波数がより低ければエラーレートもより低くなるという観測結果からして、それがシステムにとって望ましいからである。ただし、（種々の通信パスの実際の周波数帯域とともに）このように帯域の割当てを行うことは、本発明の趣旨と範囲から逸脱しないかぎり変更することができる。
【００７４】
チャネル検査信号は、確立される通信回線（接続）の通信能力を判定するために送信される。検査信号が複数の信号群を有するのであれば、各検査信号群は独立に送信されることが望ましい。本実施例では、信号群は二つ、すなわち、（１）基本チャネル検査信号及び（２）オプションチャネル検査信号とする。
【００７５】
通信パスｆ５（図５）は、通信チャネルの回線特性を判定する基本チャネル検査信号を送信する基本チャネル検査信号帯域を有する。同様に、通信パスｆ６（図５）は、通信パスｆ５の周波数帯域よりも高い周波数帯域のオプションチャネル検査信号をオプションで送信するためのオプションチャネル検査信号帯域を有する。遠隔システム４のトーン信号生成部７８は、通信パスｆ５及びｆ６で送信される検査信号を生成する。中央局システム２のトーン信号受信部８０は、通信パスｆ５及びｆ６で検査信号を受信する。基本チャネル検査信号とオプションチャネル検査信号は、異なるタイミングで送信が開始される。
【００７６】
本実施の形態において、検査信号は特定の正弦トーン群の信号からなる。検査信号の特定の構成は、本発明の範囲と趣旨を逸脱しない限りにおいて、変更することができる。例えば、検査信号は、複数の周波数、複数の信号、広域信号、ノイズ信号（特定の帯域の白色雑音等）あるいはスペクトラム拡散信号からなる純粋な正弦群から構成されてもよい。また、検査信号は異なる周波数の副周波数帯域で送信される複数の信号群から構成されていてもよい。更に、検査信号が複数の信号群で構成されている場合、信号の位相は異なってよい。
【００７７】
基本チャネル検査信号は、通信接続開始時に送信される。オプションチャネル検査信号（例えばオプションチャネル検査信号帯域ｆ６で送信される検査信号）は、基本チャネル検査信号帯域の周波数帯域より高い周波数帯域でデータ通信を実行することができるかどうかを判定することが望ましい場合にかぎり送出される。しかしながら、本発明の範囲と趣旨を逸脱しない限りにおいて、基本チャネル検査信号と同時に、オプションチャネル検査信号の送信を開始してもよい。
【００７８】
遠隔システム４の擬似ランダムノイズ生成部７４（図２）は、図５に示されるように、音声帯域（約０−４ｋＨｚ）における通知信号を送信する。通知信号は、スプリッタの存在の検知及び音声帯域を用いる能力通知機能の検知を行う。この能力通知機能は、高速データ通信及び音声通信の少なくとも一方が利用可能であることを示すものである。
通知信号の周波数（スペクトラム）に関しては、特定周波数信号（あるいはＦＭ変調信号）の使用は好ましくない。例えば、ファクシミリ接続の為のＴ．３０プロトコルにおけるＣＮＧ信号、Ｖ．８プロトコルにおけるＣＩ信号等は、進行中の音声帯域通信と干渉する可聴信号を発生させてしまう。その為、本実施の形態においては、通知信号は、擬似ランダムノイズ等のスペクトラム拡散信号であることが好ましい。しかしながら、他のタイプの信号も使用できる。適正な電力値のスペクトラム拡散信号を用いることにより、音声通信と干渉する信号の受信を防ぐことができる。
【００７９】
本実施の形態では、通知信号は音声帯域でデータ通信能力が利用可能であることを示す表示信号を有する。この表示信号により、他の通信端末（例えば、遠隔システムが表示信号を送出している時の中央局システム２）は、高速データ通信機能が利用できるか識別できる。
【００８０】
通知信号は、更に、通信システムが周波数分離部（スプリッタ等）を使用しているかどうかを識別する為に用いることができる。通信システムにおいては、スプリッタを使用することにより、通信装置が高周波数ポートに接続されている時に、音声帯域信号を受信しないようにする。従って、通知信号の受信がない場合は、スプリッタがその通信システムに設置されていることを示している。
【００８１】
図３と図４のフローチャートを参照して以下を説明する。フローチャートには幾つかの判定ブランチがあるので、種々の工程の組み合わせが可能である。最初に模式的フロー、（すなわち、直線フロー）について、次にブランチを伴うフローについて説明する。手順（フローチャート）における経路は、設備配列（例えば、スプリッタが通信パスにあるか、両サイドが本発明を有するか、外部干渉が通信チャネル５の品質を低下させないか、等）に依存する。フローは関連通信装置間のネゴシエーションについて説明しているので、個々の関連装置の動作は図３と図４の間のピンポン（ジグザグ）方式で説明される。図３は、中央局システム２のテストネゴシエーションブロック４６による処理であり、図４は遠隔システム４のテストネゴシエーションブロック４８による処理である。
【００８２】
ステップ（以下ＳＴと略す）２００において、所定周波数のパイロットトーン信号は遠隔システム４のネゴシエーションデータ送信部５０によって送信される。同時に、擬似ランダムノイズが擬似ランダムノイズ生成部７４によって送信される。
【００８３】
ＳＴ２０２において、中央局システム２は、ネゴシエーションデータ受信部５２を用い、ネゴシエーション上り回線帯を検査し、上りパイロット信号が送信中であるか判定する。ネゴシエーション上りデータパイロット信号が検出されると、中央局システム２は、ネゴシエーションデータ送信部５４を用い、下りネゴシエーションパイロット信号の送信を開始する。
【００８４】
ＳＴ２０８において、遠隔システム４は下りパイロットトーン信号を検出したかどうかを判定する。ＳＴ２０８において、下りパイロットトーン信号が遠隔システム４によって検出された場合、ＳＴ２１２が実行され、ネゴシエーションデータ送信部５０は、上りネゴシエーションチャネルｆ１を介して、上りネゴシエーションデータの送信を開始する。
【００８５】
ＳＴ２１４において、中央局システム２が有効データを検出すると、ネゴシエーションデータ送信部５４は下りネゴシエーションチャネルｆ２を介して下りネゴシエーションデータの送信を開始する（ＳＴ２１６）。一方、中央局システム２が有効なデータを検出しない場合、データ検出動作は繰り返し実行される。
【００８６】
ＳＴ２１８において、遠隔システム４は有効なネゴシエーション下りデータが検出されたかどうかを判定する。遠隔システム４が有効データを検出すると、遠隔システム４のユーザデータ送信部５８は上りユーザチャネルｆ３を介して上りユーザデータの送信を開始する（ＳＴ２２０）。一方、遠隔システム４が有効データの検出に失敗すると、ＳＴ２１８は有効データが検出されるまで繰り返される。
【００８７】
遠隔システム４は、周波数帯ｆ５（例えば、基本チャネル検査信号チャネル）の基本チャネル検査信号（ＳＴ２２２）も送信する。この信号に応じて、中央局システム２は、回線特性の検査を開始する。
【００８８】
中央局システム２はユーザデータ受信部６０で有効な上りユーザデータが検出されるかどうかを判定する（ＳＴ２２４）。ＳＴ２２４の結果が否定的である場合、このステップは肯定的な結果が出るまで繰り返し実行される。その時点で、処理はＳＴ２２６に移り、ユーザデータ送信部６２は下りユーザチャネルｆ４を介して下りユーザデータの送信を開始する。
【００８９】
次に、ＳＴ２２８が実行され、中央局システム２のトーン信号受信部８０は、遠隔システム４のトーン信号生成部７８によって発信された基本チャネル検査信号の受信を開始する。
【００９０】
遠隔システム４において、ユーザデータ受信部６４は有効な下りユーザデータを受信しているかどうかを判定する（ＳＴ２３０）。判定結果が否定的の場合、ＳＴ２３０は肯定的結果が出るまで再実行される。遠隔システム４が有効な下りユーザデータ（例えば肯定的判定結果）を受信した場合、すべての通信チャネルが確立されている。
【００９１】
この時点でＳＴ２３２が実行され、遠隔システム４は、その通信能力と通信方法情報とを、上りネゴシエーションパスを介して繰り返し送信する。同時に、ＳＴ２３４が実行され、中央局システム２はその通信能力と希望する通信条件（例えばオプションチャネル検査信号情報帯域ｆ６（ＳＴ２３６）が使用できる等の表示）の送信を開始する。
【００９２】
遠隔システム４が、オプションチャネル検査信号の使用を許可する表示を中央局システムから受信すると（ＳＴ２３６は肯定的）、遠隔システム４のトーン生成部７８はオプションチャネル検査信号の送信を開始する（ＳＴ２３８）。一方、ＳＴ２３６が否定的であると処理はＳＴ２４４に移行する。
【００９３】
その間、中央局システム２のトーン信号受信部８０は、スペクトル情報を計算するために信号のスペクトル分析を実行し（ＳＴ２４０）、スペクトル情報は次に下りネゴシエーションパスｆ２を介して遠隔システム４に送信される（ＳＴ２４２）。
【００９４】
遠隔システム４は、スペクトル情報が受信されたと判定するまでＳＴ２４４で待機する。スペクトル情報が受信されると、遠隔システム４は、分析を行い、能力、チャネル制限等を判定し、使用する通信方法（規格）のタイプ（例えば、ＡＤＳＬ、ＣＤＳＬ等）に関する最終判定を行う（ＳＴ２４６）。次に遠隔システム４は、基本チャネル検査信号（もし送信されているならオプションチャネル検査信号も）の送信を停止する（ＳＴ２４８）。遠隔システム４は最終判定に関する（を示す）情報の送信を（上りネゴシエーションパスｆ１を用いて）繰り返す（ＳＴ２５０）。
【００９５】
中央局システム２は、遠隔システム４から最終判定に関する情報を受信したと判定するまで待機する（ＳＴ２５２）。中央局システム２が最終判定の受信を検出すると、ＳＴ２５４が実行され下りネゴシエーションデータと下りユーザデータの送信を停止する。
【００９６】
遠隔システム４側では、遠隔システム４はエネルギー（キャリア）の減衰が検出されるまで待機し（ＳＴ２５６）、その時点で、上りネゴシエーションデータおよび上りユーザデータの送信は停止される（ＳＴ２５８）。その後、遠隔システム４は所定の期間が終了するまで待機し（ＳＴ２６０）、その後、選択された高速通信システムタイプの手順の初期化が開始される。ネゴシエーション手順および高速初期化手順が完了後、中央局システム２と遠隔システム４の間で適切な高速通信チャネルが利用可能となる。
【００９７】
中央局システム２のトーン信号受信部８０が、ＳＴ２０２でパイロットトーン信号を検出できない場合、中央局システム２の擬似ランダムノイズ受信部７６は、約０Ｈｚ〜４ｋＨｚの音声帯域の擬似ランダムノイズが存在するか（検出されるか）ＳＴ２０４で判定する。擬似ランダムノイズが検出されると、従来の音声帯域データ通信が実行でき（ＳＴ２０６）、チャネルは高速通信をサポートできないが機器は高速通信をサポートできるかようであると判定される。すなわち、本発明は、Ｖ．８、Ｖ．８ｂｉｓ、Ｖ．３４プロトコル等の従来の音声帯域のフォールバック通信接続を行うと判定する。擬似ランダムノイズが検出されない場合、ＳＴ２０２はパイロットトーン信号をもう一度検出するために再実行される。
このように、音声帯域内で通知信号（擬似ランダムノイズ等）を発信し、通知信号を受信できるかどうかを判定することによって、高速データ通信機能が利用可能かどうかを判定することができる。
【００９８】
しかしながら、もし高速データ通信が実行できなければ、本発明は、音声帯域通信手順へフォールバックするようにしている。例えば、高速データ通信を実行しない時は、Ｖ．３４プロトコルを使用してデータ通信を行うことができる。
ＳＴ２０８において、下りパイロットトーン信号が検出されない場合は、ＳＴ２１０が実行され、遠隔システム４が音声帯域手順（Ｖ．８、Ｖ．８ｂｉｓ等）あるいは代わりの高速手順を開始する。
【００９９】
要約すれば、ネゴシエーションブロック４６及び４８は、通信チャネルと関連機器（中央局システム側と遠隔システム側の両サイドにおける）を解析し、適切な通信規格を選択する。
【０１００】
図６は、本発明の実施の形態１に係るデータ通信システムを示す図である。中央局システムスプリッタ３０４は、ＬＰＦ３４及びＨＰＦ３８を有し、図２に示したテストネゴシェーションブロック４６の各ブロック及びｘＴＵ−Ｃ３０２で図示されるモデム６８及び７０に信号を供給する。ＰＳＴＮスイッチ３００は、チャネル５に接続される。電話３０６は、便宜上、図２に示す音声チャネル３３に接続されている。しかしながら、本発明の範囲と趣旨から離脱しないかぎり、電話３０６は、音声チャネル３２に接続することができる。
種々の変形を本実施の形態に対して加えることができる。図７から図１２は、変更された概略ブロック図を示すが、本発明はこの実施形態に制限されない。実施の形態１と同一の構成要素には、同一の参照番号が付されている。
【０１０１】
（実施の形態２）
図７及び図８は、本発明の実施の形態２を示す。本実施の形態では、本発明は遠隔システム４のみで実行され、中央局システム２は高速通信互換性がない。遠隔システム４が中央局システム２と接続しようとすると、ＳＴ２０８（図４）において下りパイロット信号が検出できない。その結果、ＳＴ２１０で音声手順が開始される。図７に示すように、チャネル５は、ＰＳＴＮスイッチ３００に送信する音声帯域信号を示す。
【０１０２】
図示されていないが、本実施の形態の変更としては、中央局システム２が本発明を実施し、遠隔システム４が高速データ通信を使用しない場合が考えられる。
【０１０３】
この状況では、中央局システム２は、ＳＴ２０２で、上りパイロットトーンを検出できないが、疑似乱数信号を検出すると、ＳＴ２０６で音声帯域手順を開始する。同様に、中央局システム２は、ＳＴ２０２で上りパイロットトーンを検出できず、ＳＴ２０４で疑似乱数信号も検出できないと、一定時間後に音声帯域手順を開始する。
【０１０４】
（実施の形態３）
図９と図１０に本発明の実施の形態３を示す。本実施の形態は、遠隔システム側のｘタイプの送信ユニット（ｘＴＵ−Ｒ）３５０を電話（網）３０６から分離するために、遠隔システムのスプリッタ８６が遠隔システム４に設けられている点で実施の形態１と異なる。この構成においては、スプリッタ８６を用いることにより高速帯域と音声帯域とのスプクトラム間の干渉は著しく減少し、ｘＴＵ−Ｃ（３０２）とｘＴＵ−Ｒ（３５０）の性能は改良される。図１０に示すように、スプリッタ８６は低域フィルタ８８と高域フィルタ９０を備える。
【０１０５】
本実施の形態において、擬似ランダムノイズは高域フィルタ９０を通過しない。従って、中央局システム２の擬似ランダムノイズ受信部７６は、これはスプリッタが存在することを示す、遠隔システム４によって生成された擬似ランダムノイズを受信しないこととなる。この情報はネゴシエーション期間に交換される。その結果、スプリッタフィルターの検出は、自動的に行われ表示される。
【０１０６】
本実施の形態では、電話３０６（図９）はチャネル３３（図１０）に接続されている。図９の中央局システム２の構成は、図６の中央局システム２の構成と同じである。
【０１０７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４を図１１に示す。本実施の形態において、インテリジェントスイッチ＆スプリッタ３１４は、テストネゴシエーションブロック４６で実行される機能を有し、適切なｘＴＵ―Ｃ（３１６あるいは３１８等）を選択し、選択された通信規格（ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、ＩＳＤＮ、Ｖ．３４等）を確立する。
【０１０８】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５を図１２に示す。本実施の形態において、中央局システム２は、複数の部分（例えば第１部分３２０、第２部分３２２）に分割され、通信動作は複数のサービスプロバイダによって実行することができる。各部分の構成は本質的に図９に示す構成と同じである。第１部分３２０及び第２部分３２２は、前述した実施の形態のいずれかと同様に構成されている。既に述べたように、スプリッタ３０４及び３２８は、高速通信から音声帯域信号を分離する為に設置される。
【０１０９】
本実施の形態によれば、公衆電話回線網（ＰＳＴＮ）スイッチ３００及び３２６と、ｘＴＵ−Ｃユニット３０２及び３３０とは、特定のサービスを提供するサービスプロバイダーによって構成される。遠隔システムがサービスの要求を開始した時、（下りネゴシエーションデータの送信に対応する上りネゴシエーションデータにより判定されたような）所望のサービスを提供できるシステムだけが遠隔システムに接続される。
【０１１０】
本発明では、複数の通信規格の中から、使用すべき最適通信規格を迅速かつ効果的に判定する。特に、本発明では、複数の通信規格から一つの通信規格を効率的に選択し、チャネル特性を判定、明確にしたのち使用し、また通信パスにおけるスップリッタの有無を無理なく判定することができる。これらにより、高速通信パスが利用可能になる前に、ユーザデータを中央局システムと遠隔システム間で交換することができる。
【０１１１】
本発明では、データ通信はネゴシエーション手順と同時に開始してもよい。すなわち、ユーザ通信（データ通信等）は、回線検査とネゴシエーション動作と同時に行うことが可能である。しかしながら、ユーザ通信の送信は、本発明の趣旨と範囲から逸脱しないかぎり、ネゴシエーション動作実施後に開始することもできる。
【０１１２】
本発明は特定の手段、材料、機器を取り上げて説明したが、本発明はここに開示した事項に限定されるものではなく、請求の範囲の同等なあらゆる状況に適応される。例えば、コンピュータ８２及び８４は、通信チャネル５を介して送信されるデータ信号を生成する他の装置（ネットワーク機器等）により代替することができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、既存の通信環境に影響を及ぼすことなく、２つの通信システム間で、ネゴシェーション、ユーザーデータの交換を行うとともに、回線特性の検査を行い、通信回線に適した通信規格、データ通信手順を短時間で決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るモデム装置を使用したデータ通信システムのブロック図
【図２】実施の形態１に係るデータ通信システムの具体的な構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係るデータ通信システムの中央局システム側における動作を示すフロー図
【図４】実施の形態１に係るデータ通信システムの遠隔システム側における動作を示すフロー図
【図５】実施の形態１に係るデータ通信システムにおいて使用されるスペクトル分布を示す概略図
【図６】実施の形態１に係るデータ通信システムを示す概略ブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係るデータ通信システムを示す概略ブロック図
【図８】実施の形態２に係るデータ通信システムの具体的な構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態３に係るデータ通信システムを示す概略ブロック図
【図１０】実施の形態３に係るデータ通信システムの具体的な構成を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態４に係るデータ通信システムの概略ブロック図
【図１２】本発明の実施の形態５に係るデータ通信システムの概略ブロック図
【符号の説明】
１メイン分配フレーム（ＭＤＦ）
２中央局システム
３ネットワークインタフェースデバイス（ＮＩＤ）
４遠隔システム
５通信チャネル
３４，３６低域フィルタ
３８，４０高域フィルタ
４６，４８テストネゴシェションブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication apparatus such as a data modem and a communication method, and more particularly to a communication apparatus and a communication method capable of detecting various communication system configurations and selecting an appropriate communication system configuration for establishing a communication line.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, data communication devices such as modems (analog and digital) have been used to transmit data from one location to another over a public switched telephone network (PSTN). Such a modem operates in the PSTN conventional voice band (eg, a band of about 0-4 kHz). Early modems were transmitting data over the PSTN at a rate of about 300 bits per second (bps) or less.
[0003]
Gradually, with the spread of the Internet, higher speed communication methods (for example, modems) were required and developed. Currently, the fastest analog modem available (referred to as the ITU-V.34 modem defined by the International Telecommunication Union (ITU)) transmits data at a rate of approximately 33,600 bps under ideal conditions. Do. These modems also exchange data in a band within about 4 kHz of PSTN.
[0004]
It is not uncommon to transfer data files of several megabytes (MB). Modems that operate using the 34 modulation scheme require a long time to transfer such a file. As a result, demand for higher speed modems has increased.
[0005]
Therefore, many new communication methods have been proposed and developed in order to transmit data using a local twist wire pair using a spectrum of the conventional 4 KHz band or higher. For example, various DSL (Digital Subscriber Line) modems have been developed. These are, for example, DSL, ADSL, VDSL, HDSL, SDSL, etc., and are generally referred to as xDSL.
[0006]
Some of the various xDSL systems allow simultaneous communication with a single twisted pair in the voice band and the band above the voice band. Since each type of xDSL employs a different communication method, the transfer rate in the uplink and / or downlink is different, and the used frequency band of the twisted pair communication channel is also different.
[0007]
Furthermore, some types of xDSL require filters such as a low-pass filter, a high-pass filter, and a combination filter. These filters are sometimes referred to as splitters and may differ between devices. These filters separate the frequency band propagating voice band communication from the frequency band equal to or higher than the voice band propagating data communication.
[0008]
The line environment surrounding the xDSL data communication system is extremely large, for example, the ability to coexist with a conventional analog modem that communicates within the conventional voice band (that is, the 0-4 kHz band), the difference between exchanges, the line quality, etc. Is noticeably different and complex. Therefore, in order to establish an optimal communication line without interference, it is essential to be able to determine the communication channel capability in addition to the communication device capability.
[0009]
V. Conventional start-up sequences (such as the V.8 and V.8bis protocols established by ITU-T) as implemented by 34 modems, etc., identify different device capabilities such as modulation schemes, protocols used, etc. In order to negotiate, the bit sequence transmitted from each modem is used. These startup sequences are applied only to the conventional voice band communication method. These conventional start-up sequences do not check (or recognize) the communication channel configuration or line status.
[0010]
However, for xDSL modems, information about line conditions, such as frequency characteristics, noise characteristics, and the presence or absence of splitters, is useful when two modems negotiate prior to line establishment, even if the communication line is successfully established. It is.
[0011]
Line probing techniques in the voice band are well known in the art and can be used to determine voice band line condition information. Such a technique uses a certain modulation method, e.g. It has been used effectively to optimize 34. An apparatus having a multiplex modulation method. 8 or V.I. 8bis has been used to select negotiate and specific modulation, and after the modulation start sequence is activated, line probing techniques are used to receive signals indicating the status of the communication channel. At this point, if it is determined that a given communication channel cannot effectively support the selected modulation method, traditionally, a time-consuming trial and error fallback technique is used to test the working modulation method. I was trying to detect it.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, what is needed to establish a better communication line is a method of monitoring (inspecting) the line condition before attempting to select the optimum communication method. As described above, although a technique for increasing the data rate with respect to a certain modulation scheme has already been established, conventionally, a method using channel information for assisting selection of a communication method has not been provided.
[0013]
Unfortunately, at the current state of the art, communication capability negotiations are initiated without recognizing a more efficient channel configuration. Clear recognition of spectrum, splitter, etc. is essential to select an appropriate communication mechanism (modulation scheme).
[0014]
The present invention has been made in view of the foregoing, and detects various configurations, capabilities and limitations of communication channels and associated equipment to determine specific (xDSL) communication standards suitable for existing line conditions. To do. In other words, the present invention performs negotiation and user data exchange without affecting the existing communication environment, inspects line characteristics, and establishes communication standards and data communication procedures suitable for communication lines. It is an object to provide a communication device and a communication method that can be determined in a short time.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention uses several individual technologies as one system. Specifically, between the two systems of the central office system and the remote system, exchange of transmission / reception capability is performed by exchanging negotiation data and user data in different bands, and line characteristic inspection is performed. . Thus, the communication standard and data communication procedure to be used are determined.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to one aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for negotiating between modems that implement a plurality of communication methods (eg, DSL standards) and selecting one common communication standard used for communication. The communication control unit executes a handshake procedure (protocol) in the negotiation channel, and acquires information related to high-speed data communication including identification information of the type of xDSL used in communication exchange. Communication standards apply to all types of standards that are de facto, proprietary, or issued by companies or governments.
[0017]
In another aspect, the present invention provides a method for determining characteristics of a communication channel between a central office communication system and a telecommunications system using a test signal. The inspection signal detects, for example, faults other than frequency roll-off and noise. These faults are identified and revealed between the central office system and the remote system. With information about communication channel quality, the present invention can make more accurate decisions (eg, using CDSL instead of ADSL, or CDSL instead of VDSL, etc.) regarding continued communication standard selection.
[0018]
In another aspect, the present invention provides a method and apparatus for determining the presence or absence of equipment used to separate frequency bands. In many cases, such devices are required for communication at frequencies above the voice band. When the separation device (splitter) used at that time is lacking, use of another communication method is also considered. The present invention includes a method for detecting the presence or absence of a splitter, which does not affect communication and does not interfere with any communication (such as voice communication or analog data communication) that is performed simultaneously in the voice band.
[0019]
In another aspect, the present invention provides a procedure for falling back to a conventional voice band communication method when it is determined that high speed band communication is not possible. The notification signal (spread processing signal or the like) is transmitted in the conventional voice band received by the first communication control unit. The notification signal includes an identification signal indicating data communication execution capability within the conventional voice band.
[0020]
The notification signal determines whether the communication device can perform high-speed communication even if the communication channel is not currently capable of high-speed communication. As a result, for example, a user can purchase and install a high-speed data communication device (modem, etc.). At the time of installation, the central office system automatically detects the installation of the high-speed communication device on the user side. An on-line procedure is initiated so that the user at the remote system can request establishment of a high-speed communication channel using the modem.
[0021]
In another aspect of the present invention, the notification signal transmitted in the voice band (indicating that high-speed data communication is possible above the voice band) may be performed in the voice band at the same time when the high-speed data communication is started. A certain conventional communication (such as voice communication or analog data communication) is selected so as not to interfere or interrupt. The notification signal may be, for example, a spread spectrum signal generated using a pseudo random number sequence. Alternatively, another spread spectrum technique that spreads transmission energy evenly within a voice band may be used.
[0022]
In another aspect of the present invention, end-user communication, for example, exchange (transmission) of user names, passwords, etc., is performed before the communication channel inspection (line probing etc.) is completed and the high-speed communication capability is exchanged. Can be started through. Conventionally, a communication system requires a long training (or start-up) time before data is communicated between end users. In the present invention, it is possible to establish a communication path at the same time as performing a test and negotiation (for channel and communication method) for high-speed communication.
[0023]
By combining various aspects of the present invention, a method and apparatus for effectively and efficiently inspecting a communication channel and installed equipment and selecting an optimal communication method are provided. System designers, installers, and providers can set various parameters that are considered in the present invention while negotiations are taking place to efficiently define "communication optimal means".
[0024]
According to the present invention, determination of possible high-speed communication, exchange and selection of supported high-speed data communication capability, inspection of communication line characteristics, etc. can be performed simultaneously, so that the handshake of the determined data communication procedure You can move to the protocol immediately.
[0025]
The present invention is preferably implemented on both sides of the communication channel for optimal negotiation. However, only one side of the communication channel may implement the present invention. Furthermore, one side may partially implement the present invention. Such a configuration is accurately reported to the communication system and, if appropriate, the communication system will fall back to those conventional communication methods if the communication system supports conventional communication methods (such as analog). Can back.
[0026]
Furthermore, the present invention need not be implemented on an actual high speed communication device. The present invention can be implemented in an intelligent switch that terminates or branches a communication channel. Thus, the communication system can accommodate various communication standards implemented in individual devices (or modems). These communication standards are assigned exactly as needed by explicit negotiation of capabilities and requirements between the central office system and the remote system.
[0027]
According to the present invention, a method for selecting one communication standard from among a plurality of communication standards is based on a procedure for checking the state of a communication channel, the checked communication channel conditions, and the capabilities of each of the plurality of communication standards. And a procedure for selecting a communication standard. In the inspection of the communication channel condition, a first signal is transmitted on the communication channel of the signal, a signal for evaluating the influence of the communication channel is received, and a communication standard is selected corresponding to the received signal. In selecting a communication standard, one xDSL modem standard is selected from a plurality of xDSL modem standards.
[0028]
According to the present invention, the communication standard capability information or user data is transmitted substantially simultaneously when checking the communication channel state.
[0029]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to determine whether a splitter is installed in the communication channel.
[0030]
A communication apparatus according to another aspect of the present invention includes a first communication apparatus that transmits or receives negotiation information related to a communication standard on a communication channel, and inspection information that determines line characteristics of the communication channel (a plurality of signals in different frequency bands). Etc.) on a communication channel.
[0031]
According to the present invention, the negotiation information and the inspection information are exchanged at substantially the same time zone. Alternatively, the negotiation information and the inspection information may be exchanged at different time zones.
[0032]
Further, according to the present invention, the communication device can exchange the inspection signal on the communication channel in the predetermined frequency band, and can also exchange the optional inspection signal in the second frequency band.
[0033]
A communication apparatus according to another aspect of the present invention includes a first communication apparatus that exchanges negotiation information between two sides, and a second communication apparatus that transmits or receives at least user data. The negotiation information relates to communication standard communication channel characteristics such as ADSL, CDSL, and HDSL.
[0034]
According to the present invention, a communication apparatus disclosed for data exchange exchanges a fallback notification signal with a first communication apparatus that exchanges negotiation information related to predetermined data communication over a predetermined data communication band. And a communication device. This fallback notification signal is used to indicate that a predetermined second communication band is available.
[0035]
According to the present invention, the predetermined second data communication band includes a voice band. This voice band communication device is used when the first communication band cannot be used.
[0036]
According to the present invention, the negotiation information and the fallback notification signal can be exchanged even in substantially the same time zone or in different time zones.
[0037]
According to the present invention, a fallback notification signal (such as a spread spectrum signal) does not interfere with other communications in the voice band.
[0038]
A communication method according to another aspect of the present invention performs data exchange between a calling side device and a responding side device. By this method, it is determined whether a predetermined signal is detected by the responding device. A fallback procedure (such as a procedure in the voice band) is started when a predetermined signal is not detected by the responding device. On the other hand, when a predetermined signal is detected, negotiation information is exchanged between the calling device and the responding device, and the capability between the calling device and the responding device is determined. When the channel information is received by either the calling side device or the responding side device, an appropriate communication standard is selected using at least one of the exchanged negotiation information and the received channel information, and the communication line Is established.
[0039]
According to the present invention, the method further analyzes the received channel information, uses the analyzed information in association with at least one of the exchanged negotiation information and the received channel information, and Select an information standard.
[0040]
According to the present invention, user data is exchanged between the calling side device and the answering side device during the initialization procedure.
[0041]
According to another aspect of the present invention, a disclosed data communication apparatus (such as a modem) is configured to determine the communication channel line characteristics based on the communication channel line means determined by the determination means and the communication channel line means. And a means for starting high-speed data communication. The notification signal indicates the high-speed data communication capability of the communication device, and is exchanged on a voice channel communication channel.
[0042]
According to the present invention, the high-speed data communication channel uses a frequency band higher than the voice band.
[0043]
According to the present invention, there can be provided means for determining a communication standard of a communication device. Thereby, the high-speed data communication is started according to the determined communication standard and the determined line characteristics.
[0044]
According to the present invention, when the determination means determines that the communication channel does not support high-speed data communication, it is possible to provide means for performing data communication on the communication channel in the voice band.
[0045]
Furthermore, the communication device according to another aspect of the present invention includes means for determining the presence of the splitter in the communication channel in order to maximize the capability of the communication standard.
[0046]
A method according to another aspect of the invention enables data communication by detecting the presence of a splitter in a communication channel and determines whether high speed communication is available. The presence of the splitter is detected using a signal that does not interfere with voice band communication.
[0047]
(Embodiment 1)
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to FIGS.
[0048]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a data communication system using the modem device according to the first embodiment. It is understood that the present invention can be applied to other communication devices without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, although the present invention has been described by taking up a telephone communication system using a twisted pair wire, the present invention is not limited to the gist and scope of the invention, and is not limited to a cable communication system (such as a cable modem), an optical communication system, a wireless system, It is understood that the present invention can be applied to other communication environments such as an infrared communication system.
[0049]
The data communication system according to the first embodiment includes a central office system 2 and a remote system 4, and both systems are interfaced via a communication channel 5.
[0050]
The central office system 2 has a main distribution frame (MDF) 1 that functions as an interface between the central office system 2 and the communication channel 5. The MDF 1 connects an external telephone line (for example, the communication channel 5) at one end and an internal line (for example, an internal central office system line) at the other end.
[0051]
The remote system 4 is equipped with a network interface device (NID) 3 having an interface function between the remote system 4 and the communication channel 5. NID3 functions as an interface between a customer's device and a communication network (for example, communication channel 5).
[0052]
FIG. 2 is a block diagram specifically showing the data communication system of FIG. 1 in the first embodiment. In this embodiment, the present invention is applied to a typical system, that is, both the central office system 2 and the remote system 4, and the remote system 4 is not provided with a splitter.
[0053]
As shown in FIG. 2, the central office system 2 includes a low-pass filter 34, a high-pass filter 38, a test negotiation block 46, a high-speed data receiving unit 68, a high-speed data transmitting unit 70, and a computer 82. . The computer 82 functions as a general interface for network devices in the central office system. The test negotiation block 46 performs all negotiations such as line probing, which will be described later. These negotiations are performed before actual high-speed data communication.
[0054]
The low-pass filter 34 and the high-pass filter 38 filter communication signals transferred via the communication channel 5. The test negotiation block 46 tests the conditions, capabilities, etc. of the central office system 2, the remote system 4, and the communication channel 5 and performs negotiation. After the procedure of the test negotiation block 46 is completed, the selection of the high-speed data transmission / reception units (such as modems) 68 and 70 is started. The high speed data receiving unit receives high speed data transmitted from the remote system 4, while the high speed data transmitting unit 70 transmits high speed data to the remote system 4. The high-speed data units 68 and 70 may include an ADSL modem, a VDSL modem, a CDSL modem, or the like. The high-speed data units 68 and 70 may be composed of a plurality of high-speed transmission devices that commonly use the test negotiation block 46 in the initial negotiation procedure.
[0055]
In the present embodiment, the test negotiation block 46 includes a pseudo random noise receiving unit 76, a tone signal receiving unit 80, a user data receiving unit 60, a negotiation data receiving unit 52, a user data transmitting unit 62, and negotiation data. And a transmission unit 54.
[0056]
The pseudo random noise receiving unit 76 receives pseudo random noise. The tone signal receiving unit 80 receives a tone signal. The user data receiving unit 60 receives user data, and the user data transmitting unit 62 transmits user data. The negotiation data receiving unit 52 receives the negotiation data, and the negotiation data transmitting unit 54 transmits the negotiation data. Details of the operation of the various parts of the central office system 2 are given below.
[0057]
The user data receiving unit 60, the negotiation data receiving unit 52, and the high speed data receiving unit 68 transmit signals to the computer 82. The user data transmission unit 62, the negotiation data transmission unit 54, and the high-speed data transmission unit 70 receive signals transmitted from the computer 82.
[0058]
The remote system 4 includes a low-pass filter 36, a high-pass filter 40, a test negotiation block 48, a high-speed data receiving unit 72, a high-speed data transmitting unit 66, and a computer 84.
[0059]
The low-pass filter 36 and the high-pass filter 40 filter communication signals transferred via the communication channel 5. The test negotiation block 48 tests and negotiates the conditions, capabilities, etc. of the central office system 2, the remote system 4, and the communication channel 5. The high-speed data receiving unit 72 receives high-speed data transmitted from the central office system 2, while the high-speed data transmitting unit 66 transmits high-speed data to the central office system 2.
[0060]
In the present embodiment, the test negotiation block 48 includes a pseudo random noise generation unit 74, a tone signal generation unit 78, a user data reception unit 64, a negotiation data reception unit 56, a user data transmission unit 58, and negotiation data. And a transmission unit 50.
[0061]
The pseudo random noise generation unit 74 generates pseudo random noise. The tone signal generator 78 generates a tone signal. The user data receiving unit 64 receives user data, while the user data transmitting unit 58 transmits user data. The negotiation data receiving unit 56 receives the negotiation data, while the negotiation data transmitting unit 50 transmits the negotiation data. Details of the operation of each part of the remote system 4 will be described below.
[0062]
The user data receiving unit 64, the negotiation data receiving unit 56, and the high speed data receiving unit 72 transmit signals to the computer 84. The user data transmission unit 58, the negotiation data transmission unit 50, and the high-speed data transmission unit 66 receive a signal transmitted from the computer 84.
[0063]
Central office system 2 includes a plurality of channels 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 that communicate with a plurality of channels 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 of remote system 4. Used for. In this regard, in the first embodiment, the channel 6 directly communicates with the voice channel 32 on the corresponding remote system side in the conventional voice band (for example, 0 Hz to about 4 kHz) filtered by the low-pass filters 34 and 36. It is equipped with a central office voice channel that is used for this purpose. The remote system side audio channel 33 is provided in the remote system 4, but it is not under the control of the central office system 2. The voice channel 33 on the remote system side is connected in parallel to the communication channel 5 (but before the low-pass filter 36), and thus provides a service equivalent to the voice channel 32 on the remote system side. However, since the audio channel 33 on the remote system side is in front of the low-pass filter 36, this channel includes both high-speed data signals and audio signals.
[0064]
By adjusting the frequency characteristics of the filters to be different, communication between the audio channels 6 and 32 using another low-band communication method such as ISDN can be performed. The high-pass filters 38 and 40 are selected when communication is performed in a frequency spectrum of 4 kHz or higher.
[0065]
Bitstreams 8, 10, 12, 14, 16, 18 (of central office system 2) and bitstreams 20, 22, 24, 26, 28, 30 (of remote system 4) are respectively remote from central office computer 82. It is a digital bit stream used for communication between computers 84 on the system side. Unless deviated from the scope and spirit of the invention, the bitstreams 8, 10, 12, 14, 16, 18 are distributed as shown, bundled in an interface or cable, or multiplexed into a signal stream. And executed. For example, bitstreams 8, 10, 12, 14, 16, and 18 are implemented as interfaces in accordance with RS-232C, parallel, IEEE-1394 (FireWire), USB (Universal Serial Bus), wireless, or infrared (IrDA) standards. Is done. Similarly, the bitstreams 20, 22, 24, 26, 28, 30 are executed as distributed signals as shown or bundled and executed as described above.
[0066]
According to the first embodiment, user data such as a user ID and a password is transmitted to the user data receiving unit 60 and the user data transmitting unit 62 of the central office system 2, and the user data receiving unit 64 and the user data transmitting unit of the remote system 4. Communication (exchange) is performed between the nodes 58.
[0067]
The user data channels 60 and 62 are low-speed communication channels, and are exchanged separately from the negotiation procedure transmitted and received by the negotiation data receiving unit 52 and the negotiation data transmitting unit 54.
[0068]
Negotiation data (control information, etc.) regarding communication line conditions (frequency characteristics, noise characteristics, presence / absence of splitter, etc.) is received from the negotiation data receiving unit 52, the negotiation data transmitting unit 54 of the central office system 2, and the negotiation data of the remote system 4. Exchanged between the unit 56 and the negotiation data transmission unit 50. In the present embodiment, these communications (negotiation communications and user communications) are performed substantially simultaneously (in parallel) using different frequency bands. However, communication may be performed continuously in different time periods as long as the scope and spirit of the present invention are not affected.
[0069]
The user data channel communication does not need to have a negotiation channel correction function and is omitted unless it affects the scope and spirit of the present invention.
An example of data communication according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the central office system 2. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the remote system 4. FIG. 5 is a schematic block diagram showing the frequency spectrum distribution of signals used in the data communication system of the present invention.
[0070]
In the present embodiment, frequency division multiplexing transmission (FDM) is used in various communication paths for information exchange between the central office system 2 and the remote system 4. However, other techniques (CDMA, TDMA, etc.) can be used without departing from the spirit and scope of the present invention.
[0071]
As shown in FIG. 5, the communication path (frequency band) f1 constitutes an upstream negotiation channel. The communication path f2 (FIG. 5) constitutes a downlink negotiation channel. Control information related to high-speed data communication is exchanged through uplink and downlink negotiation channels f1 and f2. The negotiation data transmitting unit 50 of the remote system 4 transmits using the frequency band f1, and the negotiation data receiving unit 52 of the central office system 2 receives using the frequency band f1. The negotiation data transmission unit 54 of the central office system 2 performs transmission on the downlink of the channel f2, and the negotiation data reception unit 56 of the remote system receives data using the frequency band f2.
[0072]
The communication path f3 (FIG. 5) constitutes an upstream user channel for transmitting data such as a user ID and a password to the central office system 2. The communication channel f4 (FIG. 5) has a downlink user channel for receiving data such as a user ID and a password from the central office system 2. The user data transmission unit 58 of the remote system 4 transmits in the frequency band f3, and the user data reception unit 60 of the central office system 2 receives in the frequency band f3. The user data transmission unit 62 of the central office system 2 transmits the downlink of the channel f4, and the user data reception unit 64 of the remote system 4 receives in the frequency band f4. As described above, information exchange between the negotiation channel and the user channel is performed independently of each other.
[0073]
In the present embodiment, the frequency bands of the communication paths (negotiation channels) f1 and f2 are lower than the frequency bands of the communication paths (user channels) f3 and f4. The lower frequency is used for the negotiation channel because it is desirable for the system in view of the observation that the lower the frequency, the lower the error rate. However, such band allocation (along with the actual frequency bands of the various communication paths) can be changed without departing from the spirit and scope of the present invention.
[0074]
The channel check signal is transmitted to determine the communication capability of the established communication line (connection). If the inspection signal has a plurality of signal groups, it is desirable that each inspection signal group is transmitted independently. In this embodiment, there are two signal groups: (1) basic channel check signal and (2) option channel check signal.
[0075]
The communication path f5 (FIG. 5) has a basic channel inspection signal band for transmitting a basic channel inspection signal for determining the channel characteristics of the communication channel. Similarly, the communication path f6 (FIG. 5) has an option channel inspection signal band for optionally transmitting an option channel inspection signal in a frequency band higher than the frequency band of the communication path f5. The tone signal generator 78 of the remote system 4 generates a test signal transmitted through the communication paths f5 and f6. The tone signal receiving unit 80 of the central office system 2 receives the inspection signal through the communication paths f5 and f6. Transmission of the basic channel check signal and the option channel check signal is started at different timings.
[0076]
In the present embodiment, the inspection signal consists of a signal of a specific sine tone group. The particular configuration of the inspection signal can be changed without departing from the scope and spirit of the present invention. For example, the inspection signal may be composed of a pure sine group consisting of a plurality of frequencies, a plurality of signals, a wide area signal, a noise signal (white noise of a specific band, etc.) or a spread spectrum signal. Further, the inspection signal may be composed of a plurality of signal groups transmitted in sub frequency bands of different frequencies. Furthermore, when the inspection signal is composed of a plurality of signal groups, the phases of the signals may be different.
[0077]
The basic channel check signal is transmitted at the start of communication connection. It is desirable to determine whether the option channel test signal (for example, the test signal transmitted in the option channel test signal band f6) can perform data communication in a frequency band higher than the frequency band of the basic channel test signal band. Only sent if. However, transmission of the option channel check signal may be started simultaneously with the basic channel check signal without departing from the scope and spirit of the present invention.
[0078]
As shown in FIG. 5, the pseudo random noise generation unit 74 (FIG. 2) of the remote system 4 transmits a notification signal in the voice band (about 0 to 4 kHz). The notification signal detects the presence of the splitter and the capability notification function using the audio band. This capability notification function indicates that at least one of high-speed data communication and voice communication can be used.
Regarding the frequency (spectrum) of the notification signal, it is not preferable to use a specific frequency signal (or FM modulated signal). For example, T.C. CNG signal in the 30 protocol; A CI signal or the like in the 8 protocol generates an audible signal that interferes with ongoing voice band communication. Therefore, in this embodiment, the notification signal is preferably a spread spectrum signal such as pseudo random noise. However, other types of signals can be used. By using a spread spectrum signal having an appropriate power value, reception of a signal that interferes with voice communication can be prevented.
[0079]
In the present embodiment, the notification signal has a display signal indicating that the data communication capability can be used in the voice band. From this display signal, other communication terminals (for example, the central office system 2 when the remote system is transmitting the display signal) can identify whether the high-speed data communication function can be used.
[0080]
The notification signal can be further used to identify whether the communication system uses a frequency separation unit (splitter or the like). In a communication system, a splitter is used so that a voice band signal is not received when the communication device is connected to a high frequency port. Therefore, when no notification signal is received, this indicates that the splitter is installed in the communication system.
[0081]
The following will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Since the flowchart has several decision branches, various combinations of steps are possible. First, a schematic flow (that is, a straight flow) will be described, and then a flow with branches will be described. The route in the procedure (flow chart) depends on the equipment arrangement (eg, whether the splitter is in the communication path, whether both sides have the present invention, whether external interference reduces the quality of the communication channel 5, etc.). Since the flow describes the negotiation between related communication devices, the operation of each related device will be described in a ping-pong (zigzag) manner between FIGS. FIG. 3 shows the processing by the test negotiation block 46 of the central office system 2, and FIG. 4 shows the processing by the test negotiation block 48 of the remote system 4.
[0082]
In step (hereinafter abbreviated as ST) 200, a pilot tone signal having a predetermined frequency is transmitted by the negotiation data transmission unit 50 of the remote system 4. At the same time, pseudorandom noise is transmitted by the pseudorandom noise generation unit 74.
[0083]
In ST202, the central office system 2 uses the negotiation data receiving unit 52 to inspect the negotiation uplink band and determine whether an uplink pilot signal is being transmitted. When the negotiation uplink data pilot signal is detected, the central office system 2 uses the negotiation data transmission unit 54 to start transmission of the downlink negotiation pilot signal.
[0084]
In ST208, remote system 4 determines whether or not a downlink pilot tone signal has been detected. In ST208, when a downlink pilot tone signal is detected by the remote system 4, ST212 is executed, and the negotiation data transmitting unit 50 starts transmission of uplink negotiation data via the uplink negotiation channel f1.
[0085]
In ST214, when the central office system 2 detects valid data, the negotiation data transmission unit 54 starts transmission of downlink negotiation data via the downlink negotiation channel f2 (ST216). On the other hand, when the central office system 2 does not detect valid data, the data detection operation is repeatedly executed.
[0086]
In ST218, remote system 4 determines whether valid negotiation downlink data has been detected. When remote system 4 detects valid data, user data transmission unit 58 of remote system 4 starts transmitting uplink user data via uplink user channel f3 (ST220). On the other hand, if the remote system 4 fails to detect valid data, ST218 is repeated until valid data is detected.
[0087]
The remote system 4 also transmits a basic channel check signal (ST222) in the frequency band f5 (eg, basic channel check signal channel). In response to this signal, the central office system 2 starts checking the line characteristics.
[0088]
The central office system 2 determines whether or not valid uplink user data is detected by the user data receiving unit 60 (ST224). If the result of ST224 is negative, this step is repeated until a positive result is obtained. At that time, the process moves to ST226, and the user data transmission unit 62 starts transmission of downlink user data via the downlink user channel f4.
[0089]
Next, ST228 is executed, and the tone signal receiving unit 80 of the central office system 2 starts to receive the basic channel check signal transmitted by the tone signal generating unit 78 of the remote system 4.
[0090]
In remote system 4, user data reception unit 64 determines whether valid downlink user data is received (ST230). If the determination result is negative, ST230 is re-executed until a positive result is obtained. When the remote system 4 receives valid downlink user data (for example, a positive determination result), all communication channels are established.
[0091]
At this time, ST232 is executed, and the remote system 4 repeatedly transmits its communication capability and communication method information via the uplink negotiation path. At the same time, ST234 is executed, and the central office system 2 starts transmitting its communication capability and desired communication conditions (for example, an indication that the option channel check signal information band f6 (ST236) can be used).
[0092]
When the remote system 4 receives an indication permitting the use of the option channel check signal from the central office system (ST236 is positive), the tone generator 78 of the remote system 4 starts transmitting the option channel check signal (ST238). . On the other hand, if ST236 is negative, the process proceeds to ST244.
[0093]
Meanwhile, the tone signal receiver 80 of the central office system 2 performs spectrum analysis of the signal in order to calculate the spectrum information (ST240), and the spectrum information is then transmitted to the remote system 4 via the downlink negotiation path f2. (ST242).
[0094]
Remote system 4 stands by in ST244 until it is determined that spectrum information has been received. When the spectrum information is received, the remote system 4 performs analysis, determines capabilities, channel limitations, etc., and makes a final determination regarding the type of communication method (standard) used (eg, ADSL, CDSL, etc.) (ST246). ). Next, remote system 4 stops the transmission of the basic channel check signal (and the optional channel check signal if transmitted) (ST248). The remote system 4 repeats transmission (indicating) of information related to the final determination (using the upstream negotiation path f1) (ST250).
[0095]
The central office system 2 stands by until it is determined that information related to the final determination has been received from the remote system 4 (ST252). When the central office system 2 detects reception of the final determination, ST254 is executed, and transmission of downlink negotiation data and downlink user data is stopped.
[0096]
On the remote system 4 side, the remote system 4 waits until energy (carrier) attenuation is detected (ST256), and at that point, transmission of uplink negotiation data and uplink user data is stopped (ST258). Thereafter, the remote system 4 waits until the predetermined period ends (ST260), and then the initialization of the procedure of the selected high-speed communication system type is started. After the negotiation procedure and the fast initialization procedure are complete, an appropriate fast communication channel is available between the central office system 2 and the remote system 4.
[0097]
If the tone signal receiving unit 80 of the central office system 2 cannot detect the pilot tone signal in ST202, the pseudo random noise receiving unit 76 of the central office system 2 has pseudo random noise in the voice band of about 0 Hz to 4 kHz. (Whether it is detected) Judged in ST204. If pseudo-random noise is detected, conventional voice band data communication can be executed (ST206), and it is determined that the channel cannot support high-speed communication but the device can support high-speed communication. That is, the present invention relates to V.C. 8, V. 8bis, V.I. It is determined that the conventional voice band fallback communication connection such as the 34 protocol is to be performed. If no pseudo-random noise is detected, ST202 is re-executed to detect the pilot tone signal again.
In this way, it is possible to determine whether or not the high-speed data communication function can be used by transmitting a notification signal (such as pseudo-random noise) within the voice band and determining whether or not the notification signal can be received.
[0098]
However, if high-speed data communication cannot be performed, the present invention falls back to the voice band communication procedure. For example, when high-speed data communication is not performed, V.D. Data communication can be performed using the 34 protocol.
In ST208, when the downlink pilot tone signal is not detected, ST210 is executed, and the remote system 4 starts a voice band procedure (V.8, V.8bis, etc.) or an alternative high-speed procedure.
[0099]
In summary, negotiation blocks 46 and 48 analyze the communication channel and associated equipment (on both the central office system side and the remote system side) and select the appropriate communication standard.
[0100]
FIG. 6 is a diagram showing the data communication system according to Embodiment 1 of the present invention. The central office system splitter 304 includes an LPF 34 and an HPF 38 and supplies signals to the blocks of the test negotiation block 46 shown in FIG. 2 and the modems 68 and 70 illustrated by the xTU-C 302. The PSTN switch 300 is connected to the channel 5. The telephone 306 is connected to the audio channel 33 shown in FIG. 2 for convenience. However, the telephone 306 can be connected to the voice channel 32 without departing from the scope and spirit of the present invention.
Various modifications can be made to this embodiment. 7 to 12 show modified schematic block diagrams, but the invention is not limited to this embodiment. The same reference numerals are assigned to the same constituent elements as those in the first embodiment.
[0101]
(Embodiment 2)
7 and 8 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the present invention is executed only by the remote system 4, and the central office system 2 is not compatible with high-speed communication. If the remote system 4 tries to connect to the central office system 2, the downlink pilot signal cannot be detected in ST208 (FIG. 4). As a result, the voice procedure is started in ST210. As shown in FIG. 7, the channel 5 indicates a voice band signal to be transmitted to the PSTN switch 300.
[0102]
Although not shown, as a modification of the present embodiment, a case where the central office system 2 implements the present invention and the remote system 4 does not use high-speed data communication is conceivable.
[0103]
In this situation, the central office system 2 cannot detect the uplink pilot tone in ST202, but if it detects a pseudo-random signal, it starts the voice band procedure in ST206. Similarly, if the central station system 2 cannot detect the uplink pilot tone in ST202 and cannot detect the pseudo random number signal in ST204, it starts a voice band procedure after a certain time.
[0104]
(Embodiment 3)
9 and 10 show the third embodiment of the present invention. This embodiment is implemented in that a remote system splitter 86 is provided in the remote system 4 in order to separate the x-type transmission unit (xTU-R) 350 on the remote system side from the telephone (network) 306. This is different from Form 1. In this configuration, the use of the splitter 86 significantly reduces the inter-spectrum interference between the high speed band and the voice band and improves the performance of the xTU-C (302) and xTU-R (350). As shown in FIG. 10, the splitter 86 includes a low-pass filter 88 and a high-pass filter 90.
[0105]
In the present embodiment, pseudo random noise does not pass through the high-pass filter 90. Therefore, the pseudo-random noise receiver 76 of the central office system 2 will not receive the pseudo-random noise generated by the remote system 4 indicating that a splitter is present. This information is exchanged during the negotiation period. As a result, the splitter filter is automatically detected and displayed.
[0106]
In the present embodiment, telephone 306 (FIG. 9) is connected to channel 33 (FIG. 10). The configuration of the central office system 2 in FIG. 9 is the same as that of the central office system 2 in FIG.
[0107]
(Embodiment 4)
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. In this embodiment, the intelligent switch & splitter 314 has a function executed by the test negotiation block 46, selects an appropriate xTU-C (316 or 318, etc.), and selects the selected communication standard (ADSL, VDSL). ISDN, V.34, etc.).
[0108]
(Embodiment 5)
A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, the central office system 2 is divided into a plurality of parts (for example, the first part 320 and the second part 322), and the communication operation can be executed by a plurality of service providers. The configuration of each part is essentially the same as the configuration shown in FIG. The first portion 320 and the second portion 322 are configured in the same manner as in any of the embodiments described above. As already mentioned, splitters 304 and 328 are installed to separate voice band signals from high speed communications.
[0109]
According to the present embodiment, the public telephone network (PSTN) switches 300 and 326 and the xTU-C units 302 and 330 are configured by service providers that provide specific services. When the remote system initiates a request for service, only systems that can provide the desired service (as determined by the upstream negotiation data corresponding to the transmission of downstream negotiation data) are connected to the remote system.
[0110]
In the present invention, the optimum communication standard to be used is quickly and effectively determined from a plurality of communication standards. In particular, according to the present invention, it is possible to efficiently select one communication standard from a plurality of communication standards, determine and clarify the channel characteristics, and use it without difficulty and easily determine the presence or absence of a splitter in the communication path. These allow user data to be exchanged between the central office system and the remote system before the high speed communication path is available.
[0111]
In the present invention, data communication may be initiated simultaneously with the negotiation procedure. That is, user communication (data communication or the like) can be performed simultaneously with the line inspection and the negotiation operation. However, transmission of user communications can also be initiated after the negotiation operation is performed without departing from the spirit and scope of the present invention.
[0112]
Although the present invention has been described with reference to particular means, materials, and equipment, the present invention is not limited to the subject matter disclosed herein and is applicable to any equivalent situation within the scope of the claims. For example, the computers 82 and 84 can be replaced by other devices (such as network devices) that generate data signals transmitted via the communication channel 5.
[0113]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, negotiation and user data are exchanged between two communication systems and the line characteristics are inspected without affecting the existing communication environment. The communication standard and data communication procedure suitable for the communication line can be determined in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a data communication system using a modem device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the data communication system according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing an operation on the central office system side of the data communication system according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation on the remote system side of the data communication system according to the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a spectrum distribution used in the data communication system according to the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic block diagram showing a data communication system according to the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic block diagram showing a data communication system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of the data communication system according to the second embodiment.
FIG. 9 is a schematic block diagram showing a data communication system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a specific configuration of the data communication system according to the third embodiment.
FIG. 11 is a schematic block diagram of a data communication system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic block diagram of a data communication system according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Main distribution frame (MDF)
2 Central office system
3 Network interface device (NID)
4 Remote system
5 communication channels
34, 36 Low-pass filter
38,40 High-pass filter
46,48 test negotiation block

Claims

Negotiation information transmitting means for transmitting the negotiation information about the DSL communication standards over a communication channel, negotiation information receiving means for receiving the negotiation information about the DSL communication standards over a communication channel, than the frequency band of the negotiation information is transmitted and received A test information receiving means for receiving test information for determining the channel characteristics of the communication channel via a higher frequency band, and transmitting and receiving the negotiation information by the negotiation information transmitting means and the negotiation information receiving means. A communication apparatus characterized by analyzing the inspection information received by the inspection information receiving means, transmitting a result of the analysis, and receiving a type of a DSL communication standard to be used thereafter .

From negotiation information transmitting means for transmitting negotiation information regarding the DSL communication standard via the communication channel, negotiation information receiving means for receiving negotiation information regarding the DSL communication standard via the communication channel, and a frequency band in which the negotiation information is transmitted and received A test information transmitting means for transmitting test information for determining the channel characteristics of the communication channel via a higher frequency band, and transmitting / receiving the negotiation information by the negotiation information transmitting means and the negotiation information receiving means. In addition, the test information is transmitted by the test information transmitting means, and the result of analyzing the transmitted test information is received, and the type of the DSL communication standard to be used is determined and transmitted. Dress .

The examination information is different with a plurality of signals of the frequency band, the communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein the.

The calling party and the called party transmit negotiation information related to the DSL communication standard, receive negotiation information related to the DSL communication standard transmitted by the other party, and pass through a frequency band higher than the frequency band in which the negotiation information is transmitted and received. The calling side transmits inspection information for determining the line characteristics of the communication channel, the called side analyzes the received inspection information, transmits the result of the analysis, and uses the DSL used on the calling side. A communication method wherein a type of communication standard is determined and transmitted to a called party.