JPS62502791A - 電話方式及びデジタル情報の伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１９８５年３月１２日に出願された米国Ｓ、Ｎ。

７１１．０８８号の部分的継続出願である。本発明は一般に電話方式に関し、よ り詳しくは、複数の加入者ロケーションが各々中央局に単一の加入者ループによ って接続されている電話方式に関する。本発明は、各々の加入者ロケーションと 中央局との間に情報を伝送するための通信方法及び通信方式の改良に関する。

米国及び他の多くの国の電話方式は、当初は、加入者ロケーションと中央局との 間にアナログ音声信号を伝送するためにのみ設計された。中央局においては、種 々の加入者ロケーションに出入する信号は、適切な交涙方式によって取扱われる 。中央局と各々の加入者ロケーションとの間の接続は、典型的には、単一の加入 者ループ、通常は、絶縁銅線のライス）　６アによつビスのしはルを向上させる 方策を探究するようになった。これを行う１つの方法は、加入者ループの付加に よる加入者から中央局への通信の容量を高くすることである。しかし、容易に想 像できるように、全部の加入者について既設の電話方式に追加の加入者ループを 設置するコストは非常に高価なものとなる。

そのため、多くの電話会社は、加入者と中央局との間を通行する信号に、より多 くの情報を伝送するために、多重化を含めたデジタル信号技術を使用することを 検討中である。マイクロ波によるデジタル伝送技術及びその他の長距離通信方式 は、既に利用されており、デジタル交換は多くの近代的な中央局において利用さ れているため、加入者ループのデジタル化は明らかに有用である。加入者ループ のデジタル化の問題に対するアプローチは、従来から行われているが、これまで に遭遇した℃・ろいろの困難のため、この目的を商業的に具体的に実現すること はできなかった。

一例として、工ＥＥＥ　）ランザクションズ・オン・コミュニケーションズ、Ｖ ｏＬＣｏｍ−３０，Ａ９．１９８２年９月、ソエジマ等の論文「エクスベリメン タル・バイディレクショナル・サブスクライバ−・ループ・トランスミッション ・システム」には、双方向加入者ループ伝送方式が記載されている。この方式は 、時間圧縮バーストモートゝ伝送スキーム（ピンポン）に基づいたもので、２つ の情報チャンネルと１つの通信チャンネルとを供与する。しかし、この方式及び 他の同種の方式においては、加入者サービスに関連して通常遭遇する距離に亘っ て十分な伝送品質を確保することについて重大な問題が発生する。これらの問題 には、混信、線路のタップ及び不連続部分の結果としてのエコー並びに伝送距離 に伴なう高周波信号の自然の減衰等が含まれる。

音用清報とデータどの結合に関連して、他の困難も発生する。

これらのデータは、コンピューターターミナルによって利用されるような比較的 高速のデータ或いは誉報又は医療上もしくは瞥備上の通報機能のような比較的低 速のデータの形を取ることができる。−例として、アーノンの米国特許第４４７ ６５５８号には、バーストモードもしくはピンポン伝送を利用する時間圧縮多重 化を用（・たデジタル伝送通信方式が記載されている。

しかし、この方式には、只１つの音声情報が伝送され、音声とデータとの結合も 成功を収めていない。米国特許第４．３３２９８０号に示された別の例には、音 声とデータとの両方を伝送することが記載されて−・る。しかしこの方式には、 「ボイス・オーバグ形式になっており、データ伝送は、成る異なったおそらくは 非干渉性の周波数において伝送される。

既存の典型的な電話加入方式に適用して成功を収め得るデジタル形の音声とデー タとの両方を取扱うことの可能な伝送方法及び方式の教示は従来の技術には存在 していない。音声及びデータ情報を取扱う能力が適切でないか、伝送の質及び距 離が商業上の用途にとって十分でないか、又はその両方である。不連続、ブリッ ジタップ、像の大きさの変化、酸化その他による加入者ループの典型的な不整に 基づいたいろいろの問題によって、容認し難い歪みが発生する。種々のデータチ ャンネル間の混信は多くの場合に容認し難いことが多い。そのため、典型的な加 入者ロケーションに適切なサービスを与えろ伝送距離は漠々達成されなくなる。

また音声の質も時には容認できない程度になる。

従って、本発明の１つの目的は、複数の加入者ロケーションが羊−の加入者ルー プによって中央局に各々接続されている形式の改良された電話方式を提供するこ とにある。

とも１つの通信チャンネルとが加入者のために用意されている前記の形式の改良 された電話方式を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、６Ｋｍまでか又は６Ｋｍを超過する伝送距離において 高品質の信号が得られるようにした、前記の形式の改良された電話方式を提供す ることにある。

本発明の更に別の目的は、混信及び線路の不整の効果が最小となるようにした、 前記の形式の改良された電話方式を提供することにある。

本発明のその他の目的は、添付図面を診照とした以下の詳細な説明によって、当 業者には明らかとなろう。

第１図は、不発明による通信方法及び装置を使用しうる典型的な電話方式を示す ブロック緑図、第２図は、不発明の通信方法及びＫｍにおいて好まし℃・信号フ ォーマットを示す略説明図である。

非常に一般的に、本発明の方法及び装置が適用される電話方式は、複数の加入者 ロケーションを含み、各々の加入者ロケーションは、単一の加入者ループによっ て、中央局に接続されている。情報は、時間圧縮され多重化されたデジタル信号 のバーストの全二重伝送によって、各々の加入者ロケーションと中央局との間に 伝達される。各々のバーストは、少くとも１つの音声チャンネル、少くとも１つ のデータチャンネル及び少くとも１つの通信チャンネルを限定するビットから成 っている。少（とも１つの同期化ビットは、各々のバーストの前方と後方とに配 されている。各々のデュプレックスのためのバーストは、中央局から同時に伝送 され、各々のデュプレックスのための各々の加入者ロケーションからのバースト の出発時間は、バーストが中央局にほぼ同時に到達するような出発時間である。

この明細書において使用されている用語の意味は次の通りである。

分より少ない時間を占有するいわゆるバーストを形成するように時間圧縮された ばらばらの部分としてデジタル情報を伝送することを意味する。作動に当り、送 信器は、伝送経路に沿って、ａ−ストを受信器に伝送し、受信器は受信したバー ストを伸長させて、元の時間スパンを占有させる。一方向に１個のバーストを伝 送した後に、第２のバーストを、第２送受信器対との間に、別の方向に伝送する 。この正味の結果は、この方式が恰も情報を両方向に同時に伝送しているかのよ うに見えることである。

全二重伝送は、両方向同時伝送効果を実現するように、前記のように、２つの方 向の各々に交互にバーストを伝送するＴＣＭを意味する。

情報ビットレートは、単位時間に１方向に伝送される情報に含まれる全ビット数 を意味する。

バーストは、１組の連続したデジタル信号であり、その前後には無信号の期間が ある。

バーストサイクルは、第１バーストが一方向に伝送され第２バーストが別の方向 に伝送される期間を表わしている。この全期間は、各々のデュプレックスのバー ストの長さと、バーストの間の無信号のいわゆるターンアラウンド時間とを含む 。

音声チャンネルは、音声情報を符号化し、可聴音声情報とし再構成可能な、伝送 デジタル信号の一部分を意味する（これらの情報は、コンピューター信号、警報 信号、緊急呼び信号そのンオフの決定に使用する信号清報を含む送信デジタル信 号の一部分を意味する。

信号のバーストの伝送を意味する。

同期化ビットは、非同期伝送のための同期情報を供与するための、普通はバース トの前端と後端文は両端の伝送デジタル信号を意味する。

成に関係しているか又はそれによって発生するような、デジタル信号のバースト の伝送を意味する。

第１図には、本発明を適用した電話方式の好ましい一形式が図示されている。し かし本発明は、第１図に示した特別の方式に使用することには限定されず、複数 の加入者ロケーションが単一の加入者ループにより中央局に各々接続されている どんな形式の電話方式にも適用される。

ところで、第１図を８曲して、本発明の原理に従って構成された電話方式が図示 されている。電話方式１０は、複数の加入者ロケーション例えば加入者ロケーシ ョン１２を中央局１４に接続する。単一の加入者ループ１６（ツイスト−＜アと しても知られる）は、各々の加入者ロケーション１２を中央局１４に電気的に接 続している。１以上の保護ブロック１７は、各々の加入者ループ１６に沿って配 分されている。本発明の好ましい実施態様によれば、１つの保護ブロック１７は 、加入者ループ１６の中央局端に配置されており、別の保護ブロック１７は、加 入者ループ１６の加入者ロケーション端に配置されている。

保護ブロック１７は、加入者ループ１６に沿って発生する電圧スパイク及びサー ジから中央局回路及び加入者機器を電気的に保護している。これらの電圧スパイ ク及びサージは、典型的には、照明その他の電気的干渉によって惹起される。

本発明に従って考慮されるサービスが望まれている各々の加入者ロケーション１ ２には、加入者機器を電話方式１０に接続するためのインターフェースを与える 遠隔多重化ユニット１８が配置されている。本発明の好ましい実施態様によれば 、ユニット１８は、加入者機器のための次の入出力（工１０）接続部を支持して いる。

（１）２個の標準型５００シリーズ互換性を話接続部又は音声帯域データモデム 接続部。

（２）１個の中速非同期モデム１／スデータ接続部。

（３）遠隔測定用の４個の低速非同期データ接続部。

本発明のこの好まし℃・実施態様は、既存の電話機器をできるだけ多く利用する ことを意図しているので、ユニット１８は、好ましくは、加入者が所有する機器 のための標準型のケーブル及びコネクターを使用する。従って、化カリフォルニ アサービスエリアのための、この好ましい形式によれば、５００シリ一ズ互換性 電話接続部は、標準型ＲＪ−１，１コネクターであり、中速非同期モデムレスデ ータ接続部及び４個の低速の非同期モデムレスデータ接続部は、８ピンＲＪ−４ １コネクターを介している。当業者ならば、加入者が所有する機器及びコネクタ ーの他の組合せを支持する遠隔多重化工ニットを用いることはもちろん可能であ ろう。

一般に、ユニット１８は、前記の蹴続部に供給されたデータ信号及び音声信号を 、デジタル式に符号化し、多重化して、加入者ループ１６を経て中央局１４に伝 送する。逆に、ユニット１８は、中央局１４から加入者ループ１６を経て受げた デジタル情報を多重分離し、尊号し、尊号された音声信号及び尊号されたデータ 信号を適切な加入者機器に供給する。　゛第１図に示した遠隔多重化ユニット１ ８は、低速サービス３２．３４，３６，３８のような低速データ信号のソースか ら低速データ信号を符号化するための手段を備えている。ユニット１８は、例え は電話機４０．４２によって示される音声信号のソースからの音声信号を符号化 する手段と、コンピューター４４のようなデータ信号のソースからの中速データ 信号を符号化する手段とを備えている。

本発明によれば、低速データチャンネルに供給さｎるデータの符号化のフォーマ ットについての想定はなされていな℃・っこれらのチャンネルへの入力は、例え はアラーム３２によって表わされろ侵入者検出及び制御のような各種のペングー サービスへの専用路、電気計器３４によって表わされる電力モニター、火災報知 機３６によって表わされる緊急サービスの自動通知、並びに、電球３８によって 表わされるエネルギー管理システムである。

ユニット１８によって逐行される符号化は、複数の連続したフレームを形成する 。各々のフレームは、電話機４０からの音声信号を符号化する第１音戸ビットと 、電話機４２からの音声信号を符号化する第１音声ビツトとを有している。各々 のフレームは、低速サービス３２−３ｓのうち関係する１つの各々についてデー タ信号を符号化する少くとも１つのデータビットと、コンピューター４４からの データ信号を符号化する複数の中速データビットとを更に備えている。加入者ユ ニット１８は、そのほかに、それに組合わされた加入者ループ１６に各々のユニ ット１８から連続したフレームを伝送するための伝送手段を備えている。各々の ユニット１８によって伝送されるバーストのタイミングは、間隔タイミングユニ ット１８ａによって制御される。

中央局１４は、電話会社の中継システム２０（アナログ又はデジタル中継システ ムでもよい）と、通常の主配分フレーム２２とを備えている。各々の加入者ルー プ１６は、主配分フレーム２２の中央局１４に終端している。通常の電話サービ スを有する加入者ロケーション即ち遠隔の多重化ユニット１８を有しない加入者 ロケーションにおいて、主配分フレーム２２は、ツイスト６ア（図示しない）を 経て直接電話会社配分システム２０に通常の電話サービスのための加入者ループ を連結している。しかし、１つのユニット１８を有する加入者ロケーション１２ のような加入者ロケーションについては、主配分フレーム２２は、各々の加入者 ループ１６に組合されたツイスト、？７２６によって加入者ループ１６をループ フレーム２４に接続して℃・る。従って、各々の刀０大者ループ１６について、 この加入者ループ１６をループフレーム２４に接続する１つのツイスト一般にル ープフレーム２４は、各々のユニット１８によってそれに組合された加入者ルー プ１６に沿って伝送されたデジタル情報を多重分離し、この情報を、デジタル音 声、中速データ及び低速データに分離する。この好ましい実施態様において、各 々のユニット１８は、ループフレーム２４に接続された各々のライス）　Ｏア２ ６について２つの音声帯域チャンネルを符号化するので、ループフレーム２４か ら、第１出力ツイストベア２８と第２出力ツイストベア３０とが供給される。各 々の出力ライ、ｌ＜７２８１３０は、ループフレーム２４を主配分フレーム２２ に電気的に結合しており、各々は１つのデジタル音声チャンネルを搬送する。ル ープフレーム２４と主配分フレーム２２との間に接続された各々のツイストペア ２８について１つの組合されたライス）　６ア２９があり、このツイストはアは 、主配分フレーム２２と電話会社の中継システム２０との間に電気的に結合され て℃・ろ。同様に、谷々のツイスト６ア３０につ℃・て１つのライス）　６ア３ １が組合されている。ループフレーム２４は、多重分離されたデジタル情報中の 第１チャンネル音戸内容と第２チヤンネル音声内容とを第１出カツイス）　６ア ２８と第２出力ソイストベア３０とにそれぞれ適用する。主配分フレーム２２は 第１音声チヤンネルをツイストはア２９を経て電話会社の中継システム２０に、 そして第２音声チヤンネルをツイストハア３］を経て電話会社の中継システム２ ０にそれぞれ結合する。

電話会社の中継システム２０ば、第１音声チヤンネル及び第２音声チヤンネルを それぞれの予定された受信者に中継する。

中央局の中継システム２０がデジタルスイッチである場合に、ツイストｏア２９ ．３１のデジタル音声データをデジタル中継システムによって使用されるフォー マットに形成するために（図示しない）インターフェースを用いてもよい。中央 局中継システム２０がアナログスイッチである場合に、シイス）２ア２９．３１ 上の信号を中継のために適切に変換するために適当なスイッチを用いてもよい。

もちろん逆方向に通行子る信号については信号の逆の調節が用いられろ。

ループフレーム２４は、加入者ループ１６上の連続するフレームに応答して全部 のフレームの中速データビットを中速データ流に多重化すると共に、全部のフレ ームの低速データビットを低速データ流に変換する。

本発明の好ましい実施態様によれば、各々の中央局１４は、各々ループフレーム ２４に類似した複数のループフレームラ備えている。−例として、第１図には、 ２つの別のループフレーム２４ａ、２４ｂが図示されている。しかし中央局１４ は、どんな数のループフレームを含んでいてもよく、その数は、中央局１４に接 続された刀口入者ループの数と、各々のループフレームによって支持されたルー プの数とに依存する。−例として、典型的な中央局は、１２個のループフレーム を有してもよく、各々のループフレームは、４８０個の刀口入者ループを支持し ている。

本発明によれば、全部のループフレーム２４．２４ａ、２４１）から高速データ 流及び低速データ流を受けるシステムスイッチ又はマスターフレーム４６が電話 会社中央局１４に付加されている。システムスイッチ４６は、各々のループフレ ーム２４゜２４ａ、２４ｂからの中速データ流を多重分離してソーティングする と共に、中速データを複数の時分割多重化データ信号に再多重化する中速スイッ チ４８乞備えている。中速スイッチ４８によって発生した各々の中速多重化デー タ信号は、中速ゲート５２．５２ａ、５２ｂのうちの関係したものに供給される 。これらの中速ゲートは、供給された中速多重化データビット、種々のユニット １８に当初供給されるそれぞれの中速データ信号に多重分離し、これらのデータ 信号を予定のデータサービスベンダーインターフェース、例えばバケットスイッ チングネットワーク（ＰＡ、Ｄ）（パケット　アセンプラー／ディスアセングラ −）に差向ける。

システムスイッチ４６は、そのほかに、各々のループフレーム２４．２４　ａ　 ＋　２４　ｂからの低速データ流を多重分離してソーティングすると共に低速デ ータを複数の低速時分割多重化信号に再多重化するための低速スイッチ５０も備 えている。低速スイッチ５０によって生成した昏々の低速多重化データ信号は、 低速ゲート５４．５４ａ、５４ｂのうちの関係する１つに供給される。

これらの低速ゲートは、それに供給された低速多重化信号をユニット１８に尚籾 供給されたそれぞれの低速データ信号に多重分離する。これらの信号は次に対応 した低速データサービスベンダーに供給されろ。

どの電話方式でもそうであるように、中央局に出入する各種の情報・ξケラトの 交換又は切替えの制御−管理設備が用意されて℃・る。第１図に示した実施例で は、テルコ交換方式２０の制御及び管理は、電話交換方式に普通に使用される手 段により達成されると想定されている。しかし、システムスイッチ内に音？清報 を交換する手段を含めることは、本発明の範囲に含まれる。この場合に、音声交 換の制御及び管理は、一般に、中速スイッチ４８のそれと同じものとなろう。

制御及び管理の機能を供与するためて、制御−管理方式（ＣＭＳ）ユニット５５ が設げられている。０ＭＳユニット５５は、所要のように制御栽能乞変更し更新 するための複数のデータ入力端子５７を備えている。料金の請求及び他の管理機 能のための種々の呼びの持続時間の適当な書かれた記録を発生させるための、プ リンター５９のような情報出力手段も設けられている。

０ＭＳユニット５５からの節」御メツセージは、適宜の制御チャンネルを経てシ ステムスイッチに供給される。これらのメツセージは、システムスイッチ４６に 配置された主監視器６１によって受信される。主監視器６１は、スイッチ４８． ５０中に配された適切な複数の監視器に制御情報乞伝達する。この通信は、−例 として、音声及び／又はデータ信号の交換に用いられるものと同一のＴＤＭ母線 上の多重チャンネルによって行うことができる。中速スイッチ４８及び低速スイ ッチ５０のためのそして所望ならば、システムスイッチ４６の内部の音声スイッ チのための、適当な監視ユニットは、どんな適切な設計のものでもよい。これら の監視機能は、典型的には、スイッチノ・−ドウエアの内部又はその付近に適切 にプログラムされて取付けられたマイクロプロセッサ−によって供与される。

第２図を参照すると、本発明の伝送技術の概略が図示されている。ブロック２１ １は、中央局（Ｃ○）から加入者ループの特別の遠隔多重化ユニツ）　（ＲＭＵ Ｘ）に伝送される時間圧縮された多重化デジタル信号の同期的に伝送されろバー ストを表わしている。ブロック２１３によって表わした同種のバーストは、ブロ ック内の矢印によって示されろように逆の方向に同期的に伝送される。時にはピ ンポンとして矧られるこの伝送手順は、中央局から遠隔多重化ユニットにバース ト２１１を伝送し、これに続いて遠隔多重化ユニットから中央局に・ζ−スト２ １３が伝送される。バーストは交互に方向ケ変えるものであることが望ましい。

しかし、いくつかのバーストｙｔ各々の方向に伝送した後、逆の方向にいくつか のバーストラ伝送することも、本発明の範囲に含まれろ。なお、互に逆方向に進 行するノミ−ストの間には、成る時間又はガード時間が用意され、この間は信号 は存在しない。ガード時間は、加入者ループ１６に沿った伝搬遅延を補償し、第 二義的には、ループに固有のインタソタンス又はキャパシタンスによって生じた 残留信号又は過渡信号を線路から除去する時間を許容する＠ 加入者ループ上の伝送は、ループの各端に配された適宜のトランシーバー（送／ 受信器）によって実現される。中央局のトランシーバ−は親善（例えば「ビン」 を送出する）であり、加入者ユニットのトランシー７２−は子器（例えば「ポン 」を送出する）である。間隔タイミングユニツ）１８ａによって支配される遠隔 多重化ユニットのタイミングは、好ましくは、中央局バースト周波数から導出さ れろ。各々のトランシーバーは、どの音声チャンネル又はデータチャンネルも使 用されていなくても、同一の周波数で、連続的に伝送する。

前述した交互方向又はピンポン式の伝送の結果は、全二重信号であり、これは、 中央局から加入者ユニットに、そして加入者ユニットから中央局に同時に情報が 伝送されているという外観を与える。時間圧縮全二重デジタル伝送として知られ るこの伝送は、当該技術では周知のいろいろの手段によって実現されろ。−例と して、この情報の送受信は、同日付の米国特許願ＳＮ第　号に図示され記載され た手段によって実現される。

本発明が適用される多くの既存の電話方式にとって実用的でしかも商業的に魅力 あるものとするには、約５Ｋｍの距離に亘って満足な品質の信号が伝送されろこ とが必要とされろ。伝送周波数が高すぎろと信号が急速に減衰するため、適切な 信号の品質と共に所要の伝送距離を実現することはできな℃・。これを防止する ために信号の強度を高くすると混信が過大となぁ。その一方では、周波数が低過 ぎると、既存のアナログアプローチからの転換を有意義とするに足る余分な情報 を供与することは非実際的となる。時に一般にｌ５ＤＮ（集積サービス・デジタ ル・ネットワーク）と呼ばれる多くのデジタル電話方式を提案されたが、信号中 にいくつかのサービスを含める必要は、１４０ビツトを超過する提案されたノミ −スト長さに結果した。容認されろ満足な音声伝送品質にとっては、１秒間８０ ００サンプルのサンプリング時間が標準である。従って、提案されたｌ５ＤＮ方 式は、１秒間３００にビットを優に超過する伝送周波数を通常必要とする。この 周波数では満足な距離に亘って良質の信号伝送を実現するのに大きな困難に遭遇 することが経験的に示されている。これは、通常の信号の減衰と、近端及び遠端 の混信の問題と、これらの要因並びに他の要因の組合せとに基因する。

約４０−８０　ｋビット／８の情報ビットｌノートで伝送される全二重テジタル 信号を用いたｌ５ＤＮ型の方式において満足な伝送距離及び情報内容が実現され ることが、本発明によって見出された。約０８−約４．０ｍ秒のバーストサイク ル乞利用することができる。これらのパラメーターの範囲内では、満足な情報量 が信号中に含められると共に、５Ｋｍまでの伝送距離及びそれを超過する伝送距 離において満足な品質が実現されることが見出された。本明細書中において使用 する「情報ビット」とのような信号に専用されるビットは含まず、また・情報ビ ットは後に非同期的に伝送される際にバーストを同期させるために利用されるビ ットは含まない。

ＴＣＭ伝送を利用すると、「有効」データレートは、所要のデータ帯域幅の２倍 の実際のラインレート又はビットバーストレートを必要とする。所要の実際のビ ットレートは、１つのバースト中のビット数とバースト間のガード時間とに依存 する。

即ち、好ましい実施態様てよれば、全ビットレートは、（情報ビットレート８０ にビット／秒に対して）約２００にビット／秒である。これは（情報ビットレー ト約１４４にビット／秒に対して）３２０にビット／秒の全ビットレートの典型 的な工ＳＤＮ　提案に対して見劣りしない。ガード時間とは、前述したよって、 １つの送信器が１つのバーストの送信を終了した時と他の送信器が送信ヲ開始し うる時との間の時間である。ガート８時間は、ライン上の信号の伝搬遅れとライ ンの整定時間とに依存する。仏殿遅延はループの長さに依存する。ライン整定時 間は、通常は５−８μ秒であるが、インピーダンスの不整合又はブリッジタップ のため、これよりも長くなりうる。バースト当りの伝送ビット数が多いほど、ガ ード時間が有効ビットレート上にあるファクターは、それだけ少くなり、所要バ ースト周波数はそれだけ低くなる。しかし、音声の品質を保つに足りる高ザンプ リングレートの必要性によって、１バースト当りのビット数の制限が設定される 。

前記のパラメーターは、少くとも１つの音声チャンネル、少（とも１つのデータ チャンネル及び少くとも１つの信号チャンネルを、同期化情報と共に伝送するこ とを許容する。好ましくは、各々のバーストは、少（とも１つの音声チャンネル 、少（とも１つのデータチャンネル、並びに、少くとも１つの信号チャンネルを 含むと共に、各々のバーストの前後に少くとも１つの同期化ビットも含んでいろ 。この構成によれば、音声通信のみ可能な加入者ロケーションには、既存の設備 上の音声通信及びデータ通信を容易に備えることができる。本発明の好ましい形 態によれば、２つの音声チャンネル、中速データチャンネル及び４個の低速デー タチャンネル（これらは全て単一の既存の加入者ループ上にある）によって満足 な音声及びデータ信号の品質が実現されろ。

典型的な電話方式には、多数の加入者ループが存在するが、「遠端混信」として 知られる現象の結果として、信号の品質の多少の劣化が時には生起する。本発明 によれば、遠端混信効果は、各々のデュプレックスについて加入者ロケーション から送出されるバーストがほぼ同時に中央局に到達するように、各々の加入者ロ ケーションからのバーストのタイミングを定めることによって、実質的に減少し 、又は除かれる。中央局からの加入者ロケーションの距離は、ロケーションごと に変動し、従って、加入者ループの長さも変わり５るため、加入者ループの長さ ビ知ることが必要になる。加入者ループの長さは、−例として、ループを通って 時間信号乞送出し、送出と受信との間の遅延をループの長さと相関させるなどの 、任意の適当な仕方で、容易に定めるげとができろ。どんな場合にも、ループの 長さが一度定められたら、中央局にバーストが到達する時間が実質的に合致する ように、特定のループの長さに従って、内部タイミングユニット１８ａを調節す ることによって、加入者ロケーションのところの送出装置を適切に調整すること ができる。遠隔多重化ユニットを離れろバーストの伝送レベルは、中央局にお〜 ・て受信される全部のバーストが同一のレベルにあるように調整されろ。このア プローチは、中央局乞離れる全部の７２−ストを同時に伝送することとの組合せ によって、実質的に、混信の問題を解消する。

第２図には、バースト２１Ｌ２１．３に対する好ましいビットの割振りも図示さ れている。この特定のビット割振りは、通常のアナログサービスによって供与さ れるものに比べて音声の品質上の大きな劣化乞ひき起こすことな（、加入者にと って非常に望ましい１組のサービスを与えろものであることが見出された。

より詳細には、）ζ−スト中のビットの好ましい割振りは、２つの３２ビツトの 音声チャンネル（ＶＡ及びＶＢ）２１５．２１７を供与するような割振りである 。１つの８ビツトの中速データチャンネル（ＭＳＤ）２１９に余分の８ピントが 割振られている。

４つの１ビットの低速データチャンネル（ＬＳＩ−ＬＳ４．）２２１に、余分の ４ビツトが割振られて℃・る。２個の信号ビット２２３゜２２５が用意されてい る。バーストの開始時には、集合的に２２７によって示した２個の信号ピッ）　 ２２３．２２５　が用意される。バーストの開始時に、同期化のために、集合的 に２２７によって示した５個のビットが用意される。同期化のために、１個のパ ースＩ−２２９が、バーストの終端に用意される。そのため、各々のノで一スト の前後に、同期化ビットが用意される。

音声チャンネルは、加入者の標準的な電話機セットによって発生するアナログ音 声信号をデジタル式に符号化するために、ダイナミック・ロッキング・クオンタ イザーを含む適合性差動パルスコート変調（ＡＤＰＣＭ−ＤＬＱ、Ａ、ＤＰＣＭ とも呼ばれろ）ビ好ましくは使用する。このアルコ゛リズムは、デジタル音声伝 送の国際規格として、ＣＣ工ＴＴ　によって採用され、米国内では現在人気を呼 んでいる。ＡＤＰＣＭは、１秒間に４ビツトサンプル８０００個を使用して、標 準的なアナログ音声信号を符号化する。ＡＤ　Ｐ　ＣＭによって得られた音声の 品質は、他のデジタル音声符号化形態と比較可能であり、元のアナログに非常に 近いことが、試験によって示されている。音声−帯域データ伝送（モデムが用い ている技術）については、ＡＤＰＣＭは、４８００ホードまでの速度乞支持し５ ６゜加入者は、本発明によって供与されろ音声サービスの品質にほとんどか全（ 変化を感知しな（・。

中速データチャンネルは、９６００ボー　ドまでの非同期伝送速度においてモデ ムレステータ伝送を供与する。このチャンネルは、非同期データの各々のバイト に付随するフレーム指示ビット（開始ビット及び停止ピッｌ−）が同期化技術に よってストリップアウトされろため、８にピッＩ−／秒の同期データレートより も高速の非同期データレート乞支持することができる。その場合に加入者の非同 期データは、中央局において再構成され、データサービスベンダーインターフェ ース例えば／ぐケツトスイッチングネットワークＰＡＤ（パケット・アセ／プラ ー・テイスアセンプラー）に供与することができる。

前記のように、データセットインターフェース（ＤＳ工）チップは、遠隔多重化 ユニット及び中速ゲートの全部の中速非同期データ人力／出力乞取扱う。ＤＳ工 は、中速データチャンネル２１９上に伝送するのに適したビット充満（ｂｉｔ− ｓｔｕｆｆｅｄ　）同期フォーマットに非同期データ乞符号化する余分の機能を 実行する。加入者又はペングーインターフェース機器に同期中速データン伝送す る場合に、ＤＳエチップは、データ乞その非同期形に復元する。

中速同期プロトコールは、伝送すべきビットの数馨減少させる、即ち、開始ビッ ト及び停止ビット？伝送しないので・たいせつである。それは、任意のデータレ ートにおいて中速データの送受信を行うための１つの８にビットチャンネルの使 用を許容することによって、遠隔多重化ユニット及び中速ゲート’Ｙ著しく簡略 にする。中速チャンネルに伝送すべき中速データが存在しない時は、同期ビット の固定された流れが伝送される。

低速データチャンネル２２１は、低速データ及び遠隔測定応用のために使用しう る。これらのチャンネルは、データ伝送の１こめに非同期経路乞供与する。これ らのチャンネル上のデータのフォーマットは、どんな適当な形式のものでもよく 、中速データチャンネルにおいてなされたようなデータの適切な内部符号化を必 要に応じて用意することができろ。典型的には、各種のペングーサービス、例え ば 一侵入者の検知及び制御（警報、照明上の他）−機械類及び電力モニター制御（ エネルギー管理システム・計器読取りその他） 一緊急サービスの自動通知、及び 一遠隔装置のための制御及び状態経路のための恒久的な専用経路として、低速デ ータチャンネルを結線することができる。

しかし、インターフェース機器が適切であれば、１２００ボードまでの非同期速 度において相互作用的にチータフ伝送するために、低速データチャンネルを使用 することができる。この場合に、ベンダーの特別の回線（ビデオテックス、低速 ７ξケツトの正味のインターフェースその他）への低速の専用アクセスが許容さ れる。

制御−信号チャンネル２２３＋２２５は、データ及び音声チャンネルに関係した 信号及びネットワーク制御命令に関係した信号乞支持する。音声チャンネルのた めには、リング又はフックのような信号がこれらの経路を経て送出される。中速 データチャンネルの場合、制御−信号チャンネルは、関係したＲ３−２３２−Ｃ データセット信号の状態と共に、ボードレートに関する情報乞運ぶことができる 。これらのチャンネルは、更に、加入者端の警報状態乞中央局に通報すると共に 、加入者端の制御機能も実行する（テスト−診断ルーチン）。

低速データチャンネルは、加入者及びベンダーの居宅の機器の通信を許容する。

遠隔多重化ユニットは、加入者の居宅からの低速データ信号を受入れ、これを音 声及び中速データと共に多重化し、この多重化流を中央局に伝送する。中央局の コンポーネントはベンダーによって、低速データ２分類し、この分類されたデー タ乞、適切な低速データサービスベンダーに送給する。

これらのデータ特点は現行のサービス供与技術に対して多くの利点を提供する。

第１に低速データサービスは、既存の加入者ループ上の他のサービス（例えば音 声）と共に多重化されるので、低速サービスを供与するコストは相当に減少する 。第２に、中央局の機器は、任意の加入者からの低速データ乞ペンダ−への単一 の通信ラインに集中させ、ペングーへのサービスコストを更に減少させる。現在 のサービス供与技術に対するこのコスト上の利点のため、本発明により提供され る低速データサービスは、家庭及び小企業の環境にデータサービスを拡張させる 独特の機会を供与する。

従って、本発明は、典型的な電話方式において顧客のサービスを増大させる能力 乞供与する。音声及びデータは、所望ならば、５Ｋｍまでの距離及び６Ｋｍ乞超 過する距離において迅速に且つ高品質の伝送によって、所望ならば多重チャンネ ルにおいて取扱われる。混信及びラインの不整の効果は最小になる。

本発明は、そのより一般的な様相において、電話方式よりも広汎な応用乞もって いる。即ち、複数の遠隔ロケーションと中火ロケーションとの間にＤＣＭ全二重 有線伝送が用いられている他の形式のデータ伝送方式は、屡々本発明の利益７受 けることができる。特にそれぞれの遠隔ロケーションと中央ロケーションとの間 の電気的接続の品質が劣悪な場合にはそうなる。例えば、複数の遠隔装置と中央 モニター、コントローラー又はスイッチとの間にデータが伝送される複雑なコン ピューター制御ネットワークは、中央ロケーショ／のスプリアス信号の発生乞減 少させるために本発明乞利用することができる。

本発明の種々の変更は、以上の説明及び添付図面から、当業者によっては自明で あろう。これらの変更は、ここに添付した請求の範囲に含まれろと考えられる。

イ　Ｋ 国際調査報告

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の加入者ロケーシヨンが単一の加入者ループによつて中央局に各々接続 されている電話方式において、各々の加入看ロケーシヨンと中央局との間に情報 を伝送する通信方法であつて、時間圧縮多重化全二重デジタル信号を、約４０− ８０キロビツト／秒の情報ビツトレートと、約０．８−４．０ミリ秒のバースト サイクルとにおいて同期的に伝送することを含み、各々の該バーストは、少くと も１つの音声チヤンネル、少くとも１つのチータチヤンネル及び少くとも１つの 通信チヤンネルを限定する複数のビツトと、該バーストの前部及び後部の少くと も１つの同期化ビツトとを含む通信方法。
2. ２．各々のデユプレツクスに対して加入者ロケーシヨンから伝送されるバースト が中央局に実質的に同時に到達するように各々の加入者ロケーシヨンか らの該バーストの出発の時間を定めることを含む請求の範囲第１項記載の通信方 法。
3. ３．各々の該バーストが２つの音声チヤンネルを限定する複数のビツトを含む請 求の範囲第１項記載の通信方法。
4. ４．各々の該バーストが複数のチータチヤンネルを含む請求の範囲第１項記載の 通信方法。
5. ５．各々の該バーストが、２つの音声チヤンネルと、中速データチヤンネルと４ つの低速データチヤンネルとを含む請求の範囲第１項記載の通信方法。
6. ６．各々の該バーストか、３２ビツトの２つの音声チヤンネルと、８ビツトの中 速ビツトと４つの低速データチヤンネルとを含む請求の範囲第１項記載の通信方 法。
7. ７．該バーストの全長が８８ビツトである請求の範囲第６項記載の通信方法。
8. ８．複数の加入者ロケーシヨンが単一の加入者ループによつて中央局に各々接続 されている電話方式であつて、各々の加入者ロケーシヨンと中央局との間に情報 を伝送する伝送手段を有し、該伝送手段は、時間圧縮多重化全二重デジタル信号 を、約４０−８０キロビツト／秒の情報ビツトレートと、約０．８−４．０ミリ 秒のバーストサイクルとにおいて同期的に伝送することを含み、各々の該バース トは、少くとも１つの音声チヤンネル、少くとも１つのデータチヤンネル及び少 くとも１つの通信チヤンネルを限定する複数のビツトと、該バーストの前部及び 後部の少くとも１つの同期化ビツトとを含む電話方式。
9. ９．各々のデユプレツクスについて加入者ロクーシヨンから伝送されるバースト が中央局にほぼ同時に到達するように各々の加入者ロケーシヨンからのバースト の出発のタイミングを定める請求の範囲第８項記載の電話方式。
10. １０．各々のバーストが２つの音声チヤンネルを限定するビツトを含む請求の範 囲第８項記載の電話方式。
11. １１．各々のバーストが複数のデータチヤンネルを含む請求の範囲第８項記載の 電話方式。
12. １２．各々のバーストが２つの音声チヤンネルと１つの中速データチヤンネルと ４つの低速チータチヤンネルとを含む請求の範囲第８項記載の電話方式。
13. １３．各々のバーストか、３２ビツトの２つの音声チヤンネルと、８ビツトの１ つの中速チータチヤンネルと、１ビツトの４つの低速データチヤンネルとを含む 請求の範囲第８項記載の伝送方式。
14. １４．該バーストの全長が８８ビツトである請求の範囲第８項記載の伝送方式。
15. １５．複数の加入者ロケーシヨンが中央局に単一の加入者ループによつて各々接 続されている電話方式において、各々の加入者ロケーシヨンと中央局との間に全 二重情報伝送を行なうための通信方法であつて、加入者ループ上に約４０−８０ ｋビツト／秒の伝送速度で時間圧縮多重化デジタル信号のバーストを伝送するこ とを含み、この伝送は、中央局から加入者ロケーシヨンに実質的に同時にバース トを伝送し加入者ロケーシヨンから中央局にバーストを伝送し、これらのバース トが実質的に同時に中央局に到達するようにすることを含む通信方法。
16. １６．約０．８−４．０ｍ秒のバーストサイクルでバーストを伝送する請求の範 囲第１５項記載の通信方法。
17. １７．各々のバーストが、少くとも１つの音声チヤンネルと少くとも１つのデー タチヤンネルと少くとも１つの通信チヤンネルとを限定する複数のビツトと、各 々の該バーストの前部及び後部の少くとも１つの同期化ビツトとを含む請求の範 囲第１５項記載の通信方法。
18. １８．各々のバーストが２つの音声チヤンネルを限定する複数のビツトを含む請 求の範囲第１５項記載の通信方法。
19. １９．各々のバーストが複数のデータチヤンネルを含む、請求の範囲第１５項記 載の通信方法。
20. ２０．各々のバーストが、２つの音声チヤンネルと１つの中速チータチヤンネル と４つの低速データチヤンネルとを含む請求の範第１５項記載の通信方法。
21. ２１．各々のバースト中のビツトが複数のチヤンネルに割当てられ、各々のチヤ ンネル中のビツト数は、各々のチヤンネルに割当てられたデータについて、加入 者ロケーシヨンと中央局との間の恒久結線単一チヤンネル接続をシミユレートす るのに必要な最小数に少くとも等しくする請求の範囲第１５項記載の通信方法。
22. ２２．複数の遠隔ロケーシヨンが中央局に単一の結線ループによつて各々接続さ れているチータ伝送方式において、各々の遠隔ロケーシヨンと中央局との間に全 二重情報伝達を行うための通信方法であつて、該結線ループ上に約４０−８０ｋ ビツト／秒の情報ビツト速度で、時間圧縮多重化デジタル信号のバーストを伝送 し、この伝送は、中央局から遠隔ロケーシヨンに向けられるバーストを実質的に 同時に伝送し、遠隔ロケーシヨンから中央局にバーストを伝送し、これらのバー ストが実質的に同時に中央局に到達するようにすることを含む通信方法。