JPH10210182A - モデム及び通信方法 - Google Patents

モデム及び通信方法

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JPH10210182A
JPH10210182A JP9351596A JP35159697A JPH10210182A JP H10210182 A JPH10210182 A JP H10210182A JP 9351596 A JP9351596 A JP 9351596A JP 35159697 A JP35159697 A JP 35159697A JP H10210182 A JPH10210182 A JP H10210182A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基本的な電話型のシグナリングをサポートす
るパケット交換双方向ケーブルモデムを実現する。 【解決手段】 基本的な電話型のシグナリングをサポー
トするパケット交換双方向ケーブルモデムが設計され
る。本発明は双方向ケーブルモデムを有し電話サービス
を実現するＨＦＣ装置からなる通信システムの基礎を提
供し、それによってローカルループ接続の必要性を除去
する。一実施例においては、テレフォニーケーブルモデ
ムが双方向パケット交換トラフィックをサポートし、Ｈ
ＦＣ分配装置を介してＴＣＰ／ＩＰを用いたテレフォニ
ー型のシグナリングを実現することが可能である。この
テレフォニー型のシグナリングには、“オフフック”
“オンフック”等の表現が含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は通信装置に関し、特
に電話型のサービスに関する。
【０００２】
【従来の技術】今日では、インターネットサービスを提
供することが米国及び全世界において最も高速に成長し
つつあるマーケットであると言われている。大多数の人
々にとっては、インターネットへのアクセスは、“イン
ターネットサービスプロバイダ”（ＩＳＰ）への“旧来
の電話サービス”（plain-old-telephone service；Ｐ
ＯＴＳ）による接続によって実現される。この場合に
は、パーソナルコンピュータあるいは同等のものにアナ
ログモデムを組み合わせること、さらにＩＳＰに利用者
アカウントを有していること、が、要求される。よっ
て、ある意味においては、このようにインターネットへ
アクセスすることは、単に、ＩＳＰに係る電話番号をダ
イアルして“ログインする ”だけである。しかしなが
ら、別の意味においては、このタイプのインターネット
接続は、本質的に互いに相異なった部分より構成されて
いる。
【０００３】例えば、ＩＳＰへのＰＯＴＳ接続は、公衆
交換電話網（ＰＳＴＮ）による“回路交換された”“デ
ータ通話”である。しかしながら、ＩＳＰにおいては、
インターネット通話は、当業者には公知の“パケット交
換”通話になる。加えて、利用者のアナログモデムは、
公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）のローカル交換キャリア
（ＬＥＣ）の“ローカルループ”設備に接続されてい
る。このローカルループは、通常、対線であり、従来よ
り“チップ／リング”（tip/ring）と呼称されている。
残念なことに、ローカルループアクセスは基本的な制限
がある、すなわち帯域制限である。現時点では、アナロ
グモデムは制限された生データレート、例えば３３ｋｂ
ｐｓ（キロビット／秒）近傍、しか実現できない。イン
ターネットアプリケーションは、通常大量のデータ、例
えば画像等、を必要とし、音声（オーディオ）通信を含
み得るため、回路交換ローカルループによるインターネ
ットアクセスはパフォーマンス上の問題を有している。
【０００４】パフォーマンス改善の試みとして、ローカ
ルループでのデータレートをより高めることが従来より
行われている。例えば、ルーセントテクノロジー社や
Ｕ．Ｓ．ロボティクス社等の企業より最近発表された５
６ｋｂｐｓテクノロジー等である。さらに、ＩＴＵ−Ｔ
標準Ｇ．７２９、Ｇ．７２９アネックスＡ、あるいは
Ｇ．７２３等の、音声通信向けデータ圧縮方式の開発が
継続されている。これらの圧縮方式は、ローカルループ
の狭い帯域及びインターネット起因のパケット交換にお
ける固有の遅延にも拘らず、“リアルタイム”での音声
伝送をサポートするために必要とされるデータレートを
効果的に低減する。（ローカルループの狭い帯域は、こ
の種のパケット交換遅延を強調してしまうことに留意さ
れたい。）
【０００５】しかしながら、インターネットアクセスに
係るローカルループの制限のために、ケーブルモデム製
造者がケーブルモデムによるインターネットアクセスを
提供する機会が産み出された。このことに関連して、ケ
ーブルモデム製造者は、著しく高いデータレートでのイ
ンターネットへのアクセスが可能な双方向モデムを供給
するために、ケーブルＴＶ目的で現在設置済みのハイブ
リッドファイバ同軸（ＨＦＣ）分配装置のレバレッジオ
フを開始しつつある。この種のアーキテクチャにおいて
は、高速通信は、インターネット宛の音声及びデータの
双方において実現される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、ＨＦＣ装置
を双方向ケーブルモデムと共に展開することは、音声及
びデータの双方に関して新たなインターネットアクセス
手段である。残念ながら、この種のアプローチは、基本
的な電話サービスに係るローカルループを置換しない。
例えば、ＬＥＣはＰＯＴＳ音声電話通話をケーブルモデ
ムのエンドポイントへ導くことは出来ない。実際、利用
者は戸口のところに２つの相異なった通信システムを有
しているのである。その一つは双方向ケーブルモデムと
組になったＨＦＣ装置であり、インターネットへのパケ
ット交換データ接続向けに設計されたものである。もう
一方は、電話サービスを実現するローカルループであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】それゆえ、本発明に係る
概念に従って、基本的な電話型のシグナリングをサポー
トするパケット交換双方向ケーブルモデムが設計され
る。結果として、本発明に係る概念は、双方向ケーブル
モデムを有し電話サービスを実現するＨＦＣ装置からな
る通信システムの基礎を提供し、それによってローカル
ループ接続の必要性を除去する。以下、本明細書におい
ては、電話サービスをサポートする双方向ケーブルモデ
ムを“テレフォニー（電話型）ケーブルモデム”と呼称
する。
【０００８】本発明の一実施例においては、テレフォニ
ーケーブルモデムが双方向パケット交換トラフィックを
サポートし、ＨＦＣ分配装置を介して“トランスミッシ
ョン・コントロール・プロトコル／インターネット・プ
ロトコル”（ＴＣＰ／ＩＰ）を用いたテレフォニー型の
シグナリングを実現することが可能である。このテレフ
ォニー型のシグナリングには、“オフフック”“オンフ
ック”等の表現が含まれる。
【０００９】利用者邸においては、テレフォニーケーブ
ルモデムは種々の形態を取り得る。例えば、テレフォニ
ーケーブルモデムは、パーソナルコンピュータ等のデー
タ端末装置とＰＯＴＳ電話等の音声端末装置の双方に接
続するための端末装置ポートを有している。あるいは、
テレフォニーケーブルモデムは、ＰＯＴＳ機能を有して
いて、ダイアルのためのハンドセット及びキーパッドを
有している。別の実施例においては、テレフォニーケー
ブルモデムは、マイクロフォン及びスピーカーを備えた
パーソナルコンピュータ等の、電話としても機能するデ
ータ端末装置に接続するための端末装置ポートを有して
いる。
【００１０】以上より、本発明に係る概念により、ケー
ブルアクセスを介してローカル電話サービスが実現され
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の原理を実施している通信
システムを模式的に示すブロック図が図１である。本発
明に係る概念以外は、図１に示されている各エレメント
は公知であり、詳細には記述されない。通信システム１
０は、利用者邸内装置１００、双方向ＨＦＣ装置２００
（以下、ＨＦＣ２００と呼称される）、データポイント
オブプレゼンス（ＰＯＰ）２１０、インターネット５
５、パケット電話ゲートウェイ２１５、ローカル交換機
２２０、インターエクスチェンジキャリアネットワーク
５０、及び遠端利用者邸内装置１６５を有している。さ
らに、図１には、ケーブルモデム８１及び８２によって
表現されている別の種類のケーブル終端装置が示されて
いるが、これらも本発明に係る概念を実現するものと仮
定されている。
【００１２】利用者邸内装置１００は、データ端末装置
１１０、電話機１１５、及びケーブルモデム１０５より
なる。当業者には公知であるが、データ端末装置１１０
は、具体的には、必要なハードウエア及びソフトウエア
（図示せず）を備えた、オーディオ通信向けのスピーカ
ー及びマイクロフォンを有するパーソナルコンピュータ
である。電話機１１５は、具体的にはＰＯＴＳ電話であ
る。データ端末装置１１０と電話機１１５の双方がケー
ブルモデム１０５（以下に記述される）に接続されてい
る。ケーブルモデム１０５は、同軸ケーブル２０１を介
してＨＦＣ装置２００に接続されている。電話機１１５
は、“電話番号”（ＤＮ）、例えば９０８−９４９−８
８１８、によって識別されており、ケーブルモデム１０
５は、関連する“インターネットプロトコル”（ＩＰ）
アドレス、例えば１９９．２２２．１０４．１５０、を
有している。利用者邸内装置１００のユーザは、本明細
書においてはユーザ１０１として識別されている。
【００１３】ＨＦＣ装置２００は、ハイブリッドファイ
バー同軸ケーブル分配装置を介した双方向ケーブルネッ
トワークを表わしている。ＨＦＣ分配装置は、サービス
プロバイダのデータＰＯＰ２１０において終端されてい
る。データＰＯＰ２１０は、パケット交換データトラフ
ィックに係る装置を表わしている。データＰＯＰ２１０
はインターネット５５及びパケット電話ゲートウェイ２
１５に接続されている。インターネット５５は、具体的
には、インターネットと呼称される種々の機能及びネッ
トワークの集合体を表現している。（あるいは“イント
ラネット”もしくはインターネット／イントラネットの
組み合わせが用いられ得ることに留意されたい。）
【００１４】前述されているように、データＰＯＰ２１
０はパケット電話ゲートウェイ２１５に接続されてい
る。パケット電話ゲートウェイ２１５は、本発明の原理
に従って、パケット交換環境と回路交換環境との間のイ
ンターフェースを実現している（以下に記述される）。
パケット交換環境は、ＨＦＣ装置２００、データＰＯＰ
２１０、及びインターネット５５によって代表される；
一方、回路交換環境は、ローカル交換機２２０及びイン
ターエクスチェンジキャリアネットワーク５０等のＰＳ
ＴＮによって代表される。パケット電話ゲートウェイ２
１５は、基本レートインターフェース（ＢＲＩ）、プラ
イマリレートインターフェース（ＰＲＩ）等の統合サー
ビスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）インターフェー
ス２１６を介してＰＳＴＮ環境に接続されている。
【００１５】ＰＳＴＮ環境は、ローカル交換機２２０及
びインターエクスチェンジキャリアネットワーク５０と
によって表現されている。ローカル交換機２２０は、機
構２２１を介して他のＬＥＣ（図示せず）に対して、及
びインターエクスチェンジキャリアネットワーク５０に
対して、それぞれ接続されている。後者は、利用者邸内
装置１６５との通信を実現する。利用者邸内装置１６５
は、具体的には関連するＬＥＣ（図示せず）を介してイ
ンターエクスチェンジキャリアネットワーク５０に接続
されたＰＯＴＳ電話である。ユーザ１６６は利用者邸内
装置１６５と関連付けられており、利用者邸内装置１６
５は、３０３−７１４−０４３２という電話番号、すな
わちＤＮ、と関連付けられている。（分割されたものと
して示されてはいるものの、ローカル交換機２２０が回
路交換装置を表わしていることに留意されたい。このよ
うな観点においては、パケット電話ゲートウェイ２１５
の機能はローカル交換機に組み込まれ得る。）
【００１６】図２は、ユーザ１０１と１６６との間の通
信通話を処理するために用いられる本発明に係る方法を
示している。この例においては、通信通話は音声通話で
あり、ユーザ１０１が発呼者でユーザ１６６が着呼者で
あると仮定されている。段階４００においては、ユーザ
１０１が、着呼者であるユーザ１６６に係る電話番号を
当業者には公知の方法、例えば電話機１１５のハンドセ
ットを持ち上げるなどしてダイアルする。以下、本明細
書においては、着呼者の電話番号、３０３−７１４−０
４３２、を“終端ＤＮ”とも呼称する。段階４０５にお
いては、ケーブルモデム１０５が（電話機１１５が“オ
フフック状態”になったことを検出した後）、電話機１
１５から終端ＤＮを表わすタッチトーン数字シーケンス
を受信する。段階４１０においては、本発明に係る概念
に従って、ケーブルモデム１０５が終端ＤＮを含むＩＳ
ＤＮセットアップメッセージを構成する。（従来技術に
おいては、ＩＳＤＮ装置は、公知のＱ．９３１標準を用
いてＩＳＤＮのＤチャネルを介してシグナリングメッセ
ージを通信する。本発明に係る概念を具体化した本実施
例においては、ＩＳＤＮセットアップメッセージがケー
ブルモデム及びＩＰプロトコルという観点で使用されて
いるが、他の同等なシグナリングメッセージが当業者に
よって実現されることも可能である。実際、非同期転送
モード（ＡＴＭ）等の他のパケット型のフォーマットも
用いられ得る。）段階４１５においては、ケーブルモデ
ムは、ＩＳＤＮのＤチャネルシグナリングを、発呼者の
ＩＰアドレス（例えば１９９．２２２．１０４．１５
０）及び着呼者のＩＰアドレス（例えば１９９．２２
２．１０４．１６０）と共に伝達するＩＰメッセージを
構成する。ＩＰメッセージ２５０の具体例が図３に示さ
れている。この例においては、前記ＩＳＤＮセットアッ
プメッセージが、ＩＰメッセージ２５０のデータ部にお
いて伝達されている。段階４２０においては、このＩＰ
メッセージが、ケーブルモデム１０５によって送出さ
れ、ＴＣＰ／ＩＰを用いてＨＦＣ２００を介して伝送さ
れる。
【００１７】データＰＯＰ２１０は、段階４２５におい
てＩＰメッセージを受信する。段階４３０においては、
データＰＯＰ２１０はＩＰパケットを、宛て先ＩＰアド
レス（本実施例においてはパケット電話ゲートウェイ２
１５を表わしている）の関数として、パケット電話ゲー
トウェイ２１５宛にルーティングする。パケット電話ゲ
ートウェイ２１５は、ＩＰパケットを受信すると、受信
したＩＰパケットからＩＳＤＮセットアップメッセージ
を回復する（段階４３５）。パケット電話ゲートウェイ
２１５は、ＩＳＤＮセットアップメッセージをＩＳＤＮ
インターフェース２１６のＤチャネルを介してローカル
交換機２２０宛に再送信する（段階４４０）。段階４４
５においては、ローカル交換機２２０がＩＳＤＮセット
アップメッセージを受信し、従来技術における場合と同
様、例えば最終的に電話機１６５に呼び出し信号が与え
られるように、通話を処理する。
【００１８】上述され、さらに図４に示されているよう
に、パケット電話ゲートウェイ２１５は、本発明の原理
に従って、ローカル交換機２２０とケーブルモデム１０
５との間でＩＳＤＮシグナリング情報を通信する。図示
されてはいないが、パケット電話ゲートウェイ２１５
は、ＩＳＤＮインターフェース２１６をサポートするＩ
ＳＤＮインターフェース装置とＩＰインターフェース２
１１をサポートするＩＰパケット装置とを有している。
例えば“セットアップ”“呼び出し”“応答”“切断”
等の通話シグナリング情報は、ＩＳＤＮインターフェー
ス２１６のＤチャネルを介してローカル交換機２２０と
パケット電話ゲートウェイ２１５との間でＩＳＤＮシグ
ナリング情報として、さらにパケット電話ゲートウェイ
２１５とケーブルモデム１０５との間のＴＣＰ／ＩＰメ
ッセージの一部として、それぞれ通信される。例えば、
遠端利用者邸内装置１６５が通話に応答するために“オ
フフック状態”になると、ＩＳＤＮシグナリングメッセ
ージが、パケット電話ゲートウェイ２１５と利用者邸内
装置１６５との間の回路交換接続を完成する目的で、パ
ケット電話ゲートウェイ２１５宛に逆送信される（段階
４５０）。段階４５５においては、パケット電話ゲート
ウェイ２１５は、パケット電話ゲートウェイ２１５とケ
ーブルモデム１０５との間のパケット交換接続を完成す
る目的で、データＰＯＰ２１０及びＨＦＣ２００を介し
てこの種の電話型のシグナリング情報をケーブルモデム
１０５宛に伝達する。
【００１９】通話処理を容易にする目的で、パケット電
話ゲートウェイ２１５は、図５に示されているようなデ
ータストラクチャ、すなわちルーティングテーブル、を
管理している。このルーティングテーブルは、各加入者
に関して３つのフィールド、すなわち加入者のＩＰアド
レス、加入者の電話番号、及び関連しているパケット電
話ゲートウェイのアドレス、を関連付けている。図５に
示されているのは、ケーブルモデム１０５、８１、及び
８２（図１参照）に係る３組の相異なった加入者に係る
情報を示している。図５に示されたルーティングテーブ
ルから明らかなように、パケット電話ゲートウェイ２１
５は、各加入者毎に１つずつのＩＰアドレス複数個に対
して関連付けられている。例えば、ケーブルモデム１０
５のＩＰアドレス及びユーザ１０１の電話番号は、１９
９．２２２．１０４．１６０というパケット電話ゲート
ウェイ２１５のＩＰアドレスに関連付けられている。ユ
ーザ１０１のケーブルモデム１０５は、ＴＣＰ／ＩＰを
用いて電話型のシグナリングメッセージを送出する場合
には、パケット電話ゲートウェイ２１５のＩＰアドレス
である１９９．２２２．１０４．１６０に対して前記メ
ッセージを送出する。同様に、ケーブルモデム８１から
の電話型シグナリングメッセージは、ＴＣＰ／ＩＰメッ
セージによって、パケット電話ゲートウェイ２１５のＩ
Ｐアドレス１９９．２２２．１０４．１６１宛に伝達さ
れる。これらケーブルモデムからのＴＣＰ／ＩＰメッセ
ージの発呼側ＩＰアドレスは、加入者を識別する。しか
しながら、パケット電話ゲートウェイ２１５は、特定の
加入者からのメッセージを受信する目的で、宛て先ＩＰ
アドレスを付加的に利用する。（単一のＩＰアドレスが
パケット電話ゲートウェイの代わりに用いられたり、ま
た、相異なったグループよりなる加入者が相異なったパ
ケット電話ゲートウェイＩＰアドレスに割り当てられる
ことも可能である、ということに留意されたい。）
【００２０】同様に、図５のルーティングテーブルは、
パケット電話ゲートウェイ２１５によって、ローカル交
換機２２０からのＩＳＤＮシグナリングをそれぞれの加
入者宛にリレーする目的でも用いられる。例えば、図５
のテーブルにリストされているＤＮに対応するＩＳＤＮ
シグナリングメッセージは、パケット電話ゲートウェイ
２１５によって、明示されたＩＰアドレスを有する対応
するケーブルモデム宛にリレーされる。上記例では、パ
ケット電話ゲートウェイ２１５は、ＤＮ９０８−９４９
−８８１８を識別しているＩＳＤＮシグナリングメッセ
ージを受信すると、ＤＮをケーブルモデム１０５に関す
る対応するＩＰアドレスに変換し、ＩＳＤＮシグナリン
グメッセージをＩＰアドレス１９９．２２２．１０４．
１５０（ケーブルモデム１０５）宛のＴＣＰ／ＩＰメッ
セージ中で再送出する。
【００２１】上述されているように、電話型のサービス
がパケット交換環境において実現される。この種のサー
ビスをサポートする際には、ケーブルモデム１０５（後
に詳述される）は、ＩＳＤＮ−ＴＣＰ／ＩＰシグナリン
グによって表現されている電話型のシグナリングメッセ
ージに応答した通話の進捗を反映する音声信号をユーザ
１０１宛に供給する。例えば、ユーザ１０１宛の通話が
なされている場合には、ケーブルモデム１０５は、まず
対応するＩＳＤＮシグナリングメッセージを受信し、そ
れに応答して、ユーザに通知する目的で呼び出し音を生
成する。（ＩＳＤＮの通常のインプリメンテーションに
従って、ある種の音声シグナリング、例えば呼び出し音
等は、利用者邸内装置（本発明に係る概念に従うと、ケ
ーブルモデム１０５）によって生成される。しかしなが
ら、他の型の信号、例えば“着呼者がビジーである”等
は、Ｄチャネル中の通話制御シグナリングとローカル交
換機からのＢチャネルによって伝達される音声トーンと
の双方として伝達される。この場合には、以下に記述さ
れているように、上記Ｂチャネルシグナリングは、パケ
ット電話ゲートウェイ２１５からケーブルモデム１０５
へのＵＤＰ／ＩＰメッセージによって伝達される。）
【００２２】ユーザ１０１とユーザ１６６との間の上記
電話通話が設定されると、ケーブルモデム１０５は、着
呼者への伝送のために、当業者には公知の方法により、
音声をサンプリングしてデジタイズする。本実施例にお
いては、“ユーザデータグラムプロトコル”（ＵＤＰ）
が、上記接続のパケット交換部分を介して音声パケット
をパケット電話ゲートウェイ２１５宛に伝送する目的で
用いられる。パケット交換接続を介して音声パケットを
送出するＵＤＰ／ＩＰ法は公知であり、パケット交換に
かかる遅延を最小にする。（ＵＤＰとＴＣＰの使用には
トレードオフの関係が存在する。すなわち、ＵＤＰはエ
ラーの無い伝送を保証せず、またレシーバのアクノレッ
ジを必要としない。）音声情報を含むパケットを受信す
ると、パケット電話ゲートウェイ２１５は音声部分をパ
ケットから抜き出し、ＩＳＤＮインターフェース２１６
の予め割り当てられたＢチャネル（通話セットアップ時
に決定される）音声デジタルビットストリームを供給す
る。同様に、逆方向では、パケット電話ゲートウェイ２
１５は、受信した音声デジタルビットストリームをＵＤ
Ｐ／ＩＰによるケーブルモデム１０５宛の伝送を目的と
してパケット化する。受信したＵＤＰ／ＩＰメッセージ
に応答して、ケーブルモデム１０５は、音声サンプリン
グ信号をパケットから抜き出して電話機１１５宛の伝送
目的でアナログ信号に変換する。
【００２３】図６及び図７は、制御シグナリング（図
６）及びユーザチャネル（図７）のそれぞれに係るパケ
ット側とＰＳＴＮ側との間のプロトコルの関係を示した
図である。図６において、ＩＳＤＮ通話制御がＨ．３２
３標準を利用し得ることに留意されたい。
【００２４】上述されているように、電話通話は、ケー
ブルモデム１０５とパケット電話ゲートウェイ２１５と
の間でパケットトランスポートを用い、その範囲以外の
ところで回路トランスポートを用いることに留意された
い。単一のＩＳＤＮＢチャネルを介した音声通話に関し
ては６４ｋｂｐｓの帯域が利用可能であるため、音声圧
縮は必要ではない。しかしながら、パケット交換の端
点、例えば図１のインターネット５５から離れたとこ
ろ、への音声通話には、圧縮が必要とされる場合があ
る。この場合には、当業者には公知の圧縮／伸張機能を
利用する目的でケーブルモデム１０５が種々の様式に従
って修正される。例えば、ケーブルモデム１０５は、例
えば等価的な“ＡＴ型コマンド”を介して圧縮を用いる
目的で、ユーザによって管理され得る。あるいは、ケー
ブルモデム１０５は、例えば宛て先ＩＰアドレスに基づ
く適応型圧縮を用いることも可能である。
【００２５】本発明の原理に従ったケーブルモデムのブ
ロック図の一例が図８に示されている。ケーブルモデム
１０５は、電話型部分６００とパケット型部分７００と
を有している。図示されてはいないが、ケーブルモデム
１０５には（ＨＦＣ２００から電力の供給を受けるので
はなく）ローカルに電力が供給されている。（ケーブル
モデム１０５への電力の供給を保証するために、例えば
バッテリーバックアップ付きの電源を介する、といった
種々の保証手段が用いられ得ることに留意されたい。）
図８に示されているように、ケーブルモデム１０５はＰ
Ｃ１１０、電話機１１５、及びＨＦＣ２００に接続され
ている。図８においては、アナログあるいはデジタルＴ
Ｖへの接続も示されている（以下に概略が記述され
る）。
【００２６】ケーブルモデムの機能部分７００は、メモ
リ７０５、ＣＰＵ７２５、レシーバ７３５、チューナ７
４５、スプリッタ／コンバイナ７５５、及びイーサネッ
トインターフェース７６０を有している。スプリッタ／
コンバイナ７５５は、当業者には公知の“デュプレクス
フィルタ”を有している。（スプリッタ／コンバイナ７
５５がケーブルモデム１０５の外部に置かれ得ることに
留意されたい。）ＣＰＵ７２５は、当業者には公知のマ
イクロプロセッサ等のストアードプログラム制御型中央
処理ユニットであり、プログラムストレージとデータス
トレージの双方として機能するメモリ７０５に接続され
ている。ＣＰＵ７２５は、スプリッタ／コンバイナ７５
５を介したＨＦＣ２００との間のパケットの送受信の双
方を制御する。詳細に述べれば、送信方向では、ＣＰＵ
７２５はデータをアプリケーション宛のＩＰパケットに
構成してフレーマ７３０に供給し、フレーマ７３０は受
信したデータを“フレームアップ”してＴＣＰ／ＩＰあ
るいはＵＤＰ／ＩＰフレームよりなるシーケンスを生成
し、トランスミッタ７４０に供給する。トランスミッタ
７４０は、例えば当業者には公知のリードソロモン（Re
ed-Solomon）符号化等の付加的なエラー修正／検出符号
化を行ない、変調済み中間周波数（ＩＦ）キャリア信号
を生成して無線周波数（ＲＦ）変調器７５０宛に供給す
る。ＲＦ変調器７５０は、（例えば、アップストリーム
トラフィックに関して当業者には公知のＱＰＳＫ変調等
を用いて）ＨＦＣ２００を介して伝送される変調済みＲ
Ｆ信号を生成する。同様に、受信方向では、アプリケー
ション宛変調済みＲＦ信号がＨＦＣ２００からスプリッ
タ／コンバイナ７５５を介して受信され、チューナ７４
５に供給される。チューナ７４５は、所定の同調周波数
において（例えば、ダウンストリームトラフィックに関
して当業者には公知のＱＡＭ変調等を用いて）ＲＦ変調
された信号を回復する。回復されたＲＦ変調済み信号は
レシーバ７３５に供給され、レシーバ７３５は回復され
たＲＦ変調済み信号を復調して、受信されたＴＣＰ／Ｉ
ＰあるいはＵＤＰ／ＩＰフレームシーケンスをフレーマ
７３０へ供給する。フレーマ７３０は、パケットストリ
ームをＣＰＵ７２５へ供給する。ＣＰＵ７２５は、タイ
ミング／同期及びエラー検出を目的として、信号７２６
によってフレーマ７３０をも制御する。（フレーマの動
作は当業者には公知であり、例えばDavid R. Smithによ
る“Digital Transmission Systems", 2nd ed., VanNos
trand Reinhold, 1992,を参照。）ケーブルモデム１０
５は、ケーブル信号を終端し、ケーブル信号は、相異な
った周波数帯、例えばビデオ放送チャネルと（パケット
向け）データチャネル、に分割される。スプリッタ／コ
ンバイナ７５５は、あらゆるケーブルＴＶシグナリング
をＴＶ１７０に供給する（この実施例においては、ＴＶ
１７０はケーブルＴＶ復号化に必要とされる全ての機能
を内蔵していることが仮定されている）。
【００２７】ＣＰＵ７２５は、電話型部分６００から受
信したデジタル音声情報からパケットを構成する。ＣＰ
Ｕ７２５は、パケットを送信するイーサネットインター
フェース７６０からのパケットも取り扱う。
【００２８】イーサネットインターフェース７６０は、
データ端末装置、すなわちパーソナルコンピュータ（Ｐ
Ｃ）１１０を接続している。ＰＣ１１０は、マルチメデ
ィア端点を構成している。すなわち、ＰＣ１１０は（前
述されているように）、音声会議アプリケーション等に
おいて必要とされるデータ及び音声の送受信をサポート
するように適切に構成されている。前述されているよう
に、ＰＣ１１０はデータ及び音声情報をパケットの形態
で供給する。
【００２９】電話型部分６００は、メモリ６２５、ＤＳ
Ｐ６２０、コンバータ６１０、及び加入者回線インター
フェース回路（ＳＬＩＣ）６０５を有している。電話型
部分６００の中心は、ＤＳＰ６２０及びメモリ６２５で
ある。ＤＳＰ６２０は、当業者には公知のストアードプ
ログラム制御型デジタル信号プロセッサである。メモリ
６２５は、ＤＳＰ６２０に係るプログラムストレージと
データストレージとの双方として機能する。ＳＬＩＣ６
０５は、電話機１１５へのチップ／リングインターフェ
ースとして機能する。コンバータ６１０は、デジタル世
界とアナログ世界との間のインターフェースとして機能
する。すなわち、コンバータ６１０は、Ａ／Ｄコンバー
タとＤ／Ａコンバータの対より構成されている。電話型
部分６００は、種々の機能を実現する。その第一は、Ｓ
ＬＩＣ６０５を介した電話ネットワークシミュレータ機
能である。すなわち、ケーブルモデム１０５は、ポート
６０４を介した電話機１１５への電話ネットワークのロ
ーカルループの“ように見える”。その結果、本発明に
係る概念において利用する限りにおいては、電話機１１
５には何ら修正が必要とされない。この電話ネットワー
クシミュレータ機能は、オフフック検出、ループ電流供
給、ダイアルトーン供給、（パルスあるいはＤＴＭＦ）
ダイアリング検出等を実現する能力などの公知の電話シ
グナリング機能の組を実現する。これらの機能及びその
インプリメンテーションは公知であるため、詳細には記
述されない。ＳＬＩＣ６０５は、制御線６０６を介して
ＣＰＵ７２５によって制御される。その結果、ＩＳＤＮ
シグナリングメッセージがＣＰＵ２７５によって受信さ
れると、ＣＰＵ７２５はそのＩＳＤＮシグナリングメッ
セージを復号化し、ＳＬＩＣ６０５を制御して電話機１
１５宛に適切なシグナリングを伝達させる。例えば、
“呼び出し音”等である。同様に、逆方向では、ＳＬＩ
Ｃ６０５は、制御線６０６を介して、ＣＰＵ７２５宛に
“オフフック”表示、ダイアルされた数字等を供給す
る。ＣＰＵ７２５は、これらの情報を適切なＩＳＤＮシ
グナリングメッセージとして構成する。
【００３０】電話型部分６００によって実行される他の
機能は、音声信号のＰＣＭ符号化及び圧縮（必要な場合
のみ）である。上記実施例の場合には、音声信号の圧縮
は必要ではないと仮定されていた。そのため、ＳＬＩＣ
６４０は、コンバータ６１０を介してＣＰＵ７２５との
間で音声信号のやり取りを行なう。コンバータ６１０
は、アナログドメインとデジタルドメインとの間の変換
を行なう（デジタルドメインは、ＰＣＭ符号化信号すな
わち“ＤＳ０”として表現される）。しかしながら、必
要な場合には、ＤＳＰ６２０は、ＰＣＭ符号化信号の圧
縮及び伸張を実行する。この場合には、ＳＬＩＣ６４０
は、コンバータ６１０を介してＤＳＰとの間で音声信号
のやり取りを行なう。ＤＳＰ６２０はコンバータ６１０
からＰＣＭ符号化音声信号を受信する。ＤＳＰ６２０は
圧縮済みデジタル音声信号をＣＰＵ７２５へ供給する。
同様に、逆方向の場合には、ＤＳＰ６２０がＣＰＵ７２
５から圧縮された音声デジタルビットストリームを受信
し、その信号を伸張して、ＰＣＭ符号化音声信号をコン
バータ６１０に供給する。コンバータ６１０は、ＳＬＩ
Ｃ６０５を介してアナログ音声を電話機１１５宛に供給
する。前述されているように、ＤＳＰ６２０は、ＰＣＭ
符号化信号の圧縮／伸張を実現する目的で、種々の方式
でイネーブルあるいはディセーブルされ得る。
【００３１】以上の記述から理解されるように、本発明
に係る概念は、実質的にパケット交換ネットワークであ
るようなものを介して音声通話を送受信する目的で、通
常の電話機をケーブルモデム１０５に接続することを可
能にする。このことは、ヒューマンファクタに係る付加
的な利点をも有している。すなわち、大多数の人々は通
常の一般的な電話機の使い方を知っている。電話機１１
５のダイアルパッド（図示せず）のボタンを押すと、ケ
ーブルモデム１０５がＩＳＤＮセットアップメッセージ
をパケット電話ゲートウェイ２１５宛に送信する。この
ＩＳＤＮセットアップメッセージには、着呼側の電話番
号が含まれている。応答があると、ケーブルモデム１０
５はアナログ音声信号とデジタル音声信号との間の変換
を行ない、着呼側への通信を実現する。同様に、逆方向
においては、ケーブルモデム１０５がＩＳＤＮセットア
ップメッセージを受信すると、ＣＰＵ７２５はＳＬＩＣ
６０５に対して電話機１１５宛に“リンギング信号”を
供給させる。よって、逆方向の音声通信も実現される。
【００３２】図８は、本発明の原理に従ったケーブルモ
デムの一実施例を示しているが、本発明に係る概念に従
ったケーブルモデムは図９及び図１０に示されているよ
うな他の形態も取り得る。これらの図においては、パケ
ット電話機能及びケーブルモデムインターフェース機能
が、相異なった様式で分配されている。図９は、本発明
の原理に従って、音声通信を実現するように構成された
データ端末装置と共にのみ機能するケーブルモデムを示
している。この実施例においては、例えばユーザ１６６
からの音声のみの着信電話通話により、ケーブルモデム
１０５が着信通話をＰＣ１１０に供給し、ＰＣ１１０が
アラート（呼び出し信号のような可聴音あるいは可視信
号）を発生する。（この動作モードにおいては、ＰＣに
電源が供給されており、イーサネット型入力パケットを
受信することが可能である、ということが仮定されてい
る。）これに対して、図１０は電話と統合された形態を
実現するケーブルモデムを例示している。最も単純な実
施例においては、電話機１１５にかつて含まれていた機
能が、電話機１１５’によって示されているように本発
明に係るケーブルモデム内に統合されている。言い換え
れば、ケーブルモデム１０５はダイアルパッド、ハンド
セット等（図示せず）を有している。このアプリケーシ
ョンにおいては、ケーブルモデムは一義的にはパケット
交換環境に接続されたＰＯＴＳ電話機として用いられ
る。電話機１１５の機能をケーブルモデムに統合するこ
とにより、回路設計を単純化する可能性が生じることは
当業者には容易に理解される。
【００３３】図８、図９、及び図１０において物理的に
相異なったハードウエア構成が示されているが、同一の
ソフトウエアが、これら３つの実施例において、適切な
部分が省略されるかあるいはコンフィグレーション設定
がディセーブルされるか等によって再利用され得る、と
いうことに留意されたい。例えば、後者の場合において
は、当業者には公知の“ＤＩＰ”スイッチの組が利用者
の構成、例えば電話機が接続されていない、データ端末
が接続されていない等、をＣＰＵ７２５に通知する。こ
の種のアプローチは、デフォールトの端点を知らせるた
めにも用いられ得る。すなわち、パケット電話ゲートウ
ェイ２１５からの全ての着信通話はまず電話機１１５に
呼び出し信号を供給する等である。この種のオプション
は、今日のアナログモデムにおいて見い出されるものと
実質的に同様の“コマンドモード”を介しても設定され
得る。
【００３４】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
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
【００３５】例えば、“ケーブルモデム”が本発明に係
る概念を例示するために用いられているが、本発明に係
るケーブルモデムと同等の機能は、パーソナルコンピュ
ータ、データ装置の他の機器にも含まれ得ることに留意
されたい。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、基
本的な電話型のシグナリングをサポートするパケット交
換双方向ケーブルモデム及びケーブルネットワークを介
して電話サービスを実現する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の原理を実施している通信システムを
模式的に示すブロック図。
【図２】 本発明の原理を実施する方法を示す流れ図。
【図３】 本発明の原理に従ってＴＣＰ／ＩＰメッセー
ジにおいて伝達されるテレフォニー型シグナリングの一
部を模式的に示す図。
【図４】 本発明の原理に従ったテレフォニーシグナリ
ング経路を模式的に示す図。
【図５】 図１の通信システムにおいて用いられるルー
ティングテーブルの一例を示す図。
【図６】 本発明の原理に従ったプロトコル関係を模式
的に示す図。
【図７】 本発明の原理に従ったプロトコル関係を模式
的に示す図。
【図８】 本発明の原理を実施しているケーブルモデム
を模式的に示すブロック図。
【図９】 本発明の原理を実施しているケーブルモデム
の別のブロック図。
【図１０】 本発明の原理を実施しているケーブルモデ
ムの別のブロック図。
【符号の説明】
１０ 通信システム ５０ インターエクスチェンジキャリアネットワーク ５５ インターネット ８１、８２ ケーブルモデム １００ 利用者邸内装置 １０１ ユーザ １０５ ケーブルモデム １１０ パーソナルコンピュータ １１５ 電話機 １６５ 電話機 １６６ ユーザ １７０ ＴＶ ２００ 双方向ＨＦＣ装置 ２１０ データＰＯＰ ２１５ パケット電話ゲートウェイ ２２０ ローカル交換機 ２５０ ＩＰメッセージ ６００ 電話型機能 ６０５ ＳＬＩＣ ６１０ コンバータ ６２０ ＤＳＰ ６２５ メモリ ７００ パケット機能 ７０５ メモリ ７２５ ＣＰＵ ７３０ フレーマ ７３５ レシーバ ７４０ トランスミッタ ７４５ チューナ ７５０ ＲＦ変調器 ７５５ スプリッタ／コンバイナ ７６０ イーサネットインターフェース
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 マーティン ジョー グラパ アメリカ合衆国、80401 コロラド、ゴー ルデン、モンテ ビスタ ロード 366 (72)発明者 クリシュナ グダパティ アメリカ合衆国、07733 ニュージャージ ー、ホルムデル、ホーソン アベニュー 16

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）電話型機能を実現する装置へ接続
    する回路（６０４）；及び、 （Ｂ）パケットを送信する回路（７３０、７４０、７５
    ０、７５５）；を有するモデムにおいて、当該モデム
    が、 前記装置からのシグナリングに応答して伝送されるパケ
    ットを構成する回路（６０５、６１０、６２０、６２
    ５、７２５）を有し、当該パケットのうちのあるものは
    電話型シグナリング情報を有することを特徴とするモデ
    ム。
  2. 【請求項２】 前記モデムが、さらに、 パケットを受信する受信回路（７３５、７４５）；及
    び、 少なくとも一つの受信されたパケットから回復された電
    話型シグナリング情報に応答して前記モデムに接続され
    た電話に対して呼び出し信号を送出する処理回路（６０
    ５、６１０、６２０、６２５、７２５）；を有すること
    を特徴とする請求項１のモデム。
  3. 【請求項３】 前記パケット構成回路が、前記対応する
    パケットにＩＳＤＮシグナリングメッセージを含めるこ
    とによって電話型シグナリング情報を含めることを特徴
    とする請求項１のモデム。
  4. 【請求項４】 前記ＩＳＤＮシグナリングメッセージが
    Ｑ．９３１標準とコンパチブルであることを特徴とする
    請求項３のモデム。
  5. 【請求項５】 前記送信回路がケーブルネットワークと
    接続するためのものであり、前記モデムがケーブルモデ
    ムであることを特徴とする請求項１のモデム。
  6. 【請求項６】 電話サービスをケーブルネットワークを
    介して実現する装置において用いられる方法において、
    当該方法が、 （Ａ）少なくとも一つのパケット機構と少なくとも一つ
    の交換機構とを接続する段階； （Ｂ）接続されている交換機構から電話シグナリングメ
    ッセージを受信する段階；ここで、前記電話シグナリン
    グメッセージは、少なくとも着呼者の電話番号を有して
    いる； （Ｃ）前記着呼者電話番号からパケットアドレスを識別
    する段階；及び、 （Ｄ）前記電話シグナリングメッセージをパケットの形
    態で前記パケット機構を介して前記識別されたパケット
    アドレス宛に送出する段階；を有していることを特徴と
    する通信方法。
  7. 【請求項７】 前記通信段階が、前記パケットの通信に
    際してＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いる段階を有するこ
    とを特徴とする請求項６の通信方法。
  8. 【請求項８】 前記電話シグナリングメッセージがＩＳ
    ＤＮシグナリングメッセージであることを特徴とする請
    求項７の通信方法。
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