JP4875258B2 - ディジタル適合単純従来型電話サービス回線カードとその用法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電話交換システム及び高速データ通信に関し、詳しくはアナログ電話サービス用の回線カードであって同一の回線上での高速データサービスにも適合する回線カードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昔、ベル・システム（米国の電話会社）では電話サービス用に米国内のほとんど全ての家庭及び企業を、チップ・リング方式の銅線ペア（２本線）（以下簡単に、チップリングペア）を１つ以上用いて結線した。この元々の物理的プラント（構成）によって、単純従来型電話サービス（ＰＯＴＳ）が提供された。時代の変遷につれて、上記と同じ銅線上で益々多くの機能及びサービスが提供された。チップ・リングペアは本来、約０〜４ｋＨｚの間の音声帯域サービスを目的としたものであった。この、今日の標準からすればむしろ狭い帯域幅が、高品質の音声通信及び高品質の帯域内通信一般、すなわち２ト−ン多周波数（ＤＴＭＦ）信号方式を提供する。
【０００３】
しかし、更に最近になって、家庭及び企業において電子計算機（そして、一般的にいえばデータ伝送）が用いられるようになって、このチップ・リング方式のインフラストラクチャに音声帯域で伝送可能な最大限のデータ量（約５３ｋｂｐｓ）までもの重負荷が掛けられてきた。消費者、特に企業消費者から、より高いデータレートが求められている。この需要を満たそうと、いくつもの新技術が試みられてきた。例えば、いずれも銅線よりもはるかに広い帯域幅を有する同軸ケーブル及び光ファイバが試みられた。これら両方の新技術の欠点は、銅線のインフラストラクチャと異なり、汎用のケーブル又は光ファイバのインフラストラクチャがないことである。
【０００４】
埋め込み銅線ネットワーク上で実現可能な１つの比較的新しい技術は、ディジタル加入者線（ＤＳＬ）技術である。ＤＳＬ技術は、非同期ＤＳＬ（ＡＤＳＬ）（アップストリームとダウンストリームとの帯域幅要件が異なるもの）及びその他の種々のＤＳＬのような広範囲にわたる（以下、ＸＤＳＬ）。多くのＸＤＳＬ技術においては、ＰＯＴＳ周波数よりも上の周波数範囲で信号を符号化することによって、現在のチップ・リングペア上での高速データサービスが得られる。
【０００５】
しかし、ローカルのサービス提供業者（サービスプロバイダ）（もはや、汎用型サービスを行うベルシステムの一部ではない）がＸＤＳＬサービスを提供するためには、その中央局において大がかりな変更を行う必要がある。図１は、ＸＤＳＬサービスを提供する現在の中央局を示すブロック図である。中央局１０は、ＰＯＴＳ電話サービス及び機能を提供するローカル（市内）電話交換システム１２を有する。
【０００６】
中央局１０は又、ＸＤＳＬサービスを提供するために、ディジタル加入者線アクセスマルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）１６（ディジタル加入者線接続多重化装置）を有し、このＤＳＬＡＭ１６が加入者との間でディジタル信号を送受し、ディジタルネットワーク１８に対してインタフェース機能を行う。本配線盤（ＭＤＦ）２０が、この技術分野で知られているように、外部プラントのチップ・リング方式銅線ペア２２（チップリングペア）をローカル交換システム１２及びディジタル加入者線アクセスマルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）１６に接続する。
【０００７】
１つのチップリングペア２２上でＰＯＴＳ電話及びＸＤＳＬサービスの両方を扱うために、分割器２４が必要である。分割器２４は一般に、ＸＤＳＬ信号がＤＳＬＡＭ１６に向けて、そしてＰＯＴＳ信号がローカル電話交換システム１２に向けて送られるように機能する。具体的には、分割器２４は４次〜６次低域フィルタ２８を有する。ＸＤＳＬサービス提供用に、接続部３０が設けられて、外部からのチップリングペアに接続されると共に他方、本配線盤２０を再度介してＤＳＬＡＭ１６のＸＤＳＬ回線カード３２に接続される。ＰＯＴＳの結線は４次〜６次低域フィルタ２８を通り、本配線盤２０を再度介してローカル電話交換システム１２内のＰＯＴＳ回線カード３６に至る。
【０００８】
分割器２４、具体的には４次〜６次低域フィルタ２８、が必要なのは、ＰＯＴＳ回線カード３６が入信号（及び出信号）を適切に処理できるように、ＰＯＴＳ回路からの、ＸＤＳＬによって用いられる高周波信号をフィルタ処理するためである。更に、そして、より重要なこととして、ＸＤＳＬ信号は、ＰＯＴＳ信号のピークピーク電圧が３〜５ボルトであるのに対して高電圧（ピークピーク電圧が約１８ボルト）である。したがって、ＰＯＴＳ回線カード３６が過電圧で障害を受けないようにＰＯＴＳ回線カードに送られる信号電圧を削減するためにも、４次〜６次低域フィルタ２８が必要である。
【０００９】
この逆はＸＤＳＬ回線カード３２には当てはまらない。すなわち、ＰＯＴＳ通信はその周波数帯域のはるか外端で行われ且つ電圧がこのように低いことから、ＰＯＴＳ信号は最低限のフィルタ処理しか必要とせず、その処理は通常のＸＤＳＬアナログインタフェースによって行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
中央局１０に分割器２４を導入すると、いくつかの問題が生じる。分割器２４はオフィスの場所を取る。これは、新しくＤＳＬＡＭ１６及びその他のサービスが中央局に組み込まれるにつれて、ますます大きな問題となる。更に、局内の配線が、より複雑になる。元々のＰＯＴＳ回線が本配線盤２０を通って直接にＰＯＴＳ回線カード３６に至るのに対して、ＸＤＳＬサービスを提供するためには、種々の信号を分配するために本配線盤２０を少なくとも３回経由する。或る場合には、分割器２４はＤＳＬＡＭ１６の一部として構成され、別個の配線が、場合によっては本配線盤２０をバイパスしてローカル交換システム１２に至る。しかし、この方式はオフィスでの配線が更に複雑になるため、概して回避される。
【００１１】
どちらの例でも、もしＰＯＴＳ回線カード３６又はＸＤＳＬ回線カード３２（そしてそれぞれローカル交換システム１２及びＤＳＬＡＭ１６）が動作不具合の場合、他方の装置が影響を受け、連関する加入者がＰＯＴＳ電話又はＸＤＳＬサービスのどちらも利用できなくなる。
【００１２】
米国特許出願（出願番号：０８／７６７，１３８；名称：Telecommunication Equipment Support Of High Speed Data Services； 本発明の被譲渡人に譲渡）に、ＰＯＴＳ及びＸＤＳＬサービスの両方を組み込んだ新しい回線カードが開示されている。この方式は、ローカル交換システム１２がＰＯＴＳ及びＸＤＳＬの両方のサービスを切り換えることを条件に上記の問題に対応する卓越した解決法を提供するものである。更に、現在ＰＯＴＳサービスプロバイダではない多くのデータサービスプロバイダが、ＸＤＳＬサービスを提供することを望んでおり、このためには、この別のプロバイダのＤＳＬＡＭ（ディジタル加入者線アクセスマルチプレクサ）を図１に示すような交換システムに何らかの仕方で接続する必要がある。
【００１３】
したがって、ＰＯＴＳ電話回線上でＸＤＳＬサービスを提供するために追加の装置を必要としないシステムが、この技術分野で求められている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この問題は、改良された単純従来型電話サービス（ＰＯＴＳ）回線カードによって解決され、技術的進歩が得られる。この改良ＰＯＴＳ回線カードは、顧客回線に直接に接続され且つディジタル加入者線アクセスマルチプレクサ（ＸＤＳＬＡＭ）にも接続される回線カードである。ディジタル加入者線（ＸＤＳＬ）信号を減衰させるためにそしてＸＤＳＬ信号の振幅を減少させるために、２次低域フィルタがＰＯＴＳ回線カードの前端に付加される。
【００１５】
新たなディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）が、別の低域フィルタ処理、利得補償、及び終端インピーダンス補償の諸機能を有し、これにより、ＰＯＴＳ回線カードにおいて既知であるが現ＸＤＳＬサービスにおいては得られていないような適切な平衡ネットワークが得られる。この回線カードは、ＸＤＳＬサービスを提供しない場合にＰＯＴＳ向け単独でも用いられる。
【００１６】
したがって、回線がＸＤＳＬサービスを提供する場合、ＰＯＴＳ及びＸＤＳＬの２つのサービスのうちの一方のサービスについて、他方のサービスに影響を与えずに保守作業を行うことができる。更に、これらの回線カードは、ＸＤＳＬサービスが機能の１つとして追加される可能性のある場で、そして／又は別のＸＤＳＬプロバイダの存在する場で用いられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の一実施例に基づく、「ディジタル加入者線（ＸＤＳＬ）サービスに直ぐに用いることのできる単純従来型電話サービス（ＰＯＴＳ）回線カード（以下簡単に、ＸＤＳＬ即応ＰＯＴＳ回線カード）」２３８がＸＤＳＬ回線カード３２に接続された状態を示すブロック図である。チップリングペア２２が加入者から中央局（図１の符号１０）に到達し、ＸＤＳＬ即応ＰＯＴＳ回線カード及びＸＤＳＬ回線カードの両方に直接に接続される。ＸＤＳＬ即応ＰＯＴＳ回線カードは、この実施例によれば特別な配線又は別個のフィルタ処理を必要としないので、これら２つの回線カードが中央局内でどのように接続されてもかまわない。
【００１８】
ＸＤＳＬ即応（すなわち、ＸＤＳＬ適合）ＰＯＴＳ回線カードは、現行のＰＯＴＳ回線カードが３つの主構成要素からなるのに対して、４つの主構成要素からなる。本実施例によれば、ＸＤＳＬ即応ＰＯＴＳ回線カード２３８（又は簡単に、ＸＤＳＬ即応回線カード）は、補償型ディジタル信号プロセッサ２４０と、ＣＯＤＥＣ（コーデック又はＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器）２４２と電源供給装置２４４とからなる。これに更に、２次低域フィルタ２４６が加えられる。
【００１９】
２次低域フィルタ２４６によって、分割器２４（図１）内の４次〜６次低域フィルタ２８の機能の一部が得られる。すなわち、２次低域フィルタ２４６は、信号を減衰させる機能を有するが、より重要なことは、ＤＳＬ信号の振幅（電圧）をピークピーク値１８ボルトからピークピーク値３〜５ボルトに減少させることである。この仕方で、信号及び電圧が、ＰＯＴＳ回線カードの期待する値に減衰する。逆に、この振幅減衰は、ＸＤＳＬ信号が存在しない場合のＰＯＴＳだけのサービスには影響しない。その理由は、このフィルタがＰＯＴＳの帯域幅に影響を与えないからである。
【００２０】
本実施例によれば、補償機能を有する補償型ディジタル信号プロセッサ２４０は、その通常の、すなわち知られている機能のほかに、４つの追加機能を有する。補償型ディジタル信号プロセッサ２４０は又、２次低域フィルタ２４８を有し、これによって電圧が更に減衰されて信号振幅がＰＯＴＳに適した値になる。
【００２１】
補償型ディジタル信号プロセッサ２４０は更に、利得補償器２５０を有し、これが、これら２つの低域フィルタのいずれかによって減衰された音声帯域（０〜４ｋＨｚ）内の信号を回復させる。これによって、概してフィルタ処理の性質上失われた信号のうちの或るものが回復される。しかし、４次〜６次低域フィルタを用いる従来の技術においては、ＰＯＴＳ回線カードに利得補償が送られることがない。このように、本発明をＸＤＳＬに関連して用いると、ＰＯＴＳ信号性能を回復することができる。
【００２２】
補償型ディジタル信号プロセッサ２４０には更に、（１００Ω、＋０．０５μＦ）標準無負荷平衡ネットワークに並行して、平衡ネットワークを８００Ωに一致させるために、平衡ネットワークインピーダンス補償器２５２が設けられる。これらの機能は、現行のＸＤＳＬ技術では考えられていない。したがって、ＸＤＳＬ結線と一緒の場合にも又ＸＤＳＬ結線のない場合にも用いることのできるＰＯＴＳ回線カードの提供に加えて、本発明によれば、ＰＯＴＳ仕様を以前の仕様へ回復させ、又はＰＯＴＳを以前の仕様に一致させることができる。これは、従来のＸＤＳＬ結線では達成不可能だった。
【００２３】
図３は、本発明によって可能な交換中央局１０の配線の一例を示す。前に述べたように、チップリングペア２２からの信号が外部プラントから到着し、本配線盤（ＭＤＦ）２０を介して分配される。分割器（図１の符号２４）を介さずその代わりに、或る特定の加入者に対して前に存在したチップリングペア３２０が本配線盤２０上の接続部３２２において分岐されるだけであり、チップリングペア３２４が本配線盤２０からＤＳＬＡＭ１６内のＸＤＳＬ回線カード３２まで配線される。
【００２４】
本実施例においては、新しい加入者がＸＤＳＬサービスに加入すると、回線３２６（仮想破線で示す）が別のＸＤＳＬ回線カード３２８から、加入者の回線カードが既に接続されている本配線盤２０内の接続部３３０に接続されるだけである。しかし本発明によるＸＤＳＬ即応回線カード３３２は、加入者がＸＤＳＬサービスを望まない場合のＰＯＴＳサービスの提供にも、変更を要さずに用いることができる。
【００２５】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
尚、特許請求の範囲に記載した参照番号は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の単純従来型電話サービス（ＰＯＴＳ）回線カードによれば、ＰＯＴＳ電話回線上でディジタル加入者線（ＸＤＳＬ）サービスを提供する際に、分割器等の追加の装置を必要としない通信システムが得られる。したがって、追加装置によるスペースの浪費及び複雑さを回避できる。又、本発明の回線カードは、ＸＤＳＬサービス及びＰＯＴＳサービスのの両方又は一方のみでも使用が可能である。したがって、一方のサービスの保守工事を他方のサービスに影響を与えることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＸＤＳＬ（ディジタル加入者線）サービスが提供される場合の、従来の技術による中央局を示すブロック図である。
【図２】本発明に基づくＸＤＳＬ即応回線カードがＸＤＳＬ回線カードに接続された状態を示すブロック図である。
【図３】図２のＸＤＳＬ即応回線カードを用いた交換システムの一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 中央局
１２ ローカル電話交換システム
１４ 公衆交換電話ネットワーク
１６ ディジタル加入者線アクセスマルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）
１８ ディジタルネットワーク
２０ 本配線盤（ＭＤＦ）
２２ チップ・リング方式銅線ペア（チップリングペア）
２４ 分割器
２８ ４次〜６次低域フィルタ
３０ 接続部
３２ ＸＤＳＬ回線カード
３６ ＰＯＴＳ回線カード
２３８ ＸＤＳＬ即応ＰＯＴＳ回線カード
２４０ 補償型ディジタル信号プロセッサ
２４２ ＣＯＤＥＣ（コーデック）
２４４ 電源供給装置
２４６ ２次低域フィルタ
２４８ ２次低域フィルタ
２５０ 利得補償器
２５２ 平衡ネットワークインピーダンス補償器
２５４ 終端インピーダンス補償器
３２０ チップリングペア
３２２ 接続部
３２４ チップリングペア
３２６ 回線
３２８ ＸＤＳＬ回線カード
３３０ 接続部
３３２ ＸＤＳＬ即応回線カード

Claims (4)

1. チップ線およびリング線を有する２線式加入者回線（２２）へ単純従来型電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供するＰＯＴＳ交換機（１２）とともに使用するための単純従来型電話サービス回線カード（２３８）であって、
   外部のＤＳＬ回線カード（３２）から前記加入者回線のチップ線およびリング線へ直接接続され、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）信号をフィルタリングする低域フィルタ（２４６）と、
   前記低域フィルタに接続され、前記加入者回線へ電源を提供する回線サポート回路（２４４）と、
   前記回線サポート回路に接続され、前記加入者回線からのアナログ信号をデジタル信号へおよび前記交換機からのデジタル信号を前記加入者回線へのアナログ信号へと変換するコーデック装置（２４２）と、
   前記コーデック装置と前記交換機との間に接続されたデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）（２４０）とを含み、
   前記単純従来型電話サービス回線カードは、同一の加入者回線へのＤＳＬサービスが前記加入者回線（２２）のチップ線およびリング線において前記単純従来型電話サービス回線カードと並列に接続された前記ＤＳＬ回線カード（３２）を介して提供されるシステムで使用され、
   前記ＤＳＰは、前記加入者回線および前記ＰＯＴＳ交換機に示されるような通常のＰＯＴＳ仕様の外観を保つために、標準無負荷平衡ネットワークに並行して、平衡ネットワークを所定のインピーダンスに一致させるための平衡ネットワークインピーダンス補償器を含むことを特徴とする単純従来型電話サービス回線カード。
2. 前記ＤＳＰ（２４０）は、フィルタによるフィルタリングに起因して減衰された音声帯域内の信号を回復させるための利得補償器を含むことを特徴とする請求項１に記載の単純従来型電話サービス回線カード。
3. チップ線およびリング線を有する２線式加入者回線（２２）へ単純従来型電話サービス（ＰＯＴＳ）交換機（１２）から単純従来型電話サービスを提供する通信システムにおいて使用するための単純従来型電話サービス回線カード（２３８）により実行される方法であって、
   前記加入者回線からのデジタル加入者回線（ＤＳＬ）信号をフィルタリングするステップと、
   前記加入者回線へ電源を供給するステップと、
   コーデック装置（２４２）によって、前記加入者回線からのアナログ信号をデジタル信号へ、および、前記交換機からのデジタル信号を前記加入者回線へのアナログ信号へ変換するステップと、
   前記コーデック装置と前記交換機との間に接続されたデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）（２４０）を使用するステップとを含み、
   前記ＤＳＬ信号は、前記加入者回線において前記単純従来型電話サービス回線カードに並列に接続されたＤＳＬ回線カード（３２）から前記加入者回線へ直接接続され、
   前記ＤＳＰは、前記加入者回線および前記ＰＯＴＳ交換機に示されるような通常のＰＯＴＳ仕様の外観を保つために、標準無負荷平衡ネットワークに並行して、平衡ネットワークを所定のインピーダンスに一致させるための平衡ネットワークインピーダンス補償器を含むことを特徴とする方法。
4. 前記ＤＳＰ（２４０）は、フィルタによるフィルタリングに起因して減衰された音声帯域内の信号を回復させるための利得補償器を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。

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