KR19980703147A - 음성 및 데이터 통신 - Google Patents

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KR19980703147A
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니콜라스 에이 발라토니
잔 이레이거스
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유안 차오
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Abstract

아날로그 음성채널신호와 4선식 디지털 신호를 단일 트위스티드 페어 라인(205)을 통해 전송 가능한 단일 2선식 디지털 신호로 변환하는 방법 및 장치(200). 일 태양에 있어서, 본 발명은 아날로그 음성채널신호를 제1바이너리 신호로 변환하는 단계, 4선식 디지털 신호를 제2바이너리 신호로 변환하는 단계, 제1바이너리 신호와 제2바이너리 신호를 고율의 바이너리 신호로 결합하는 단계, 상기 고율의 바이너리 신호를 단일 트위스티드 페어 라인을 통해 다른 위치로 전송 가능한 2선식 디지털 신호로 변환하는 단계를 구비한다. 다른 태양에 있어서, 본 발명은 2선식 디지털 신호를 고율의 바이너리 신호로 변환하는 단계, 고율의 바이너리 신호로부터 제1바이너리 신호와 제2바이너리 신호를 분리하는 단계, 제1바이너리 신호를 아날로그 음성채널신호로 변환하는 단계, 제2바이너리 신호를 4선식 디지털 신호로 변환하는 단계를 구비한다. 본 장치(200)는 용이하게 설치되는 음성 플러스 디지털 데이터 원격 단말기(203)와 음성 플러스 디지털 데이터 국선 단말기(201)를 포함한다. 본 장치는 아날로그 음성 전화신호와 4선식 디지털 데이터 신호를 나타내는 멀티플레스함으로써 3대 1 페어 이득을 제공할 수 있다.

Description

음성 및 데이터 통신
전화기, 컴퓨터, 팩스머신 등과 같은 많은 전자 데이터 처리장치는 4선식 디지털 신호(북미에서는 보통 디지털 데이터 서비스, 즉 DDS라고 불리는)를 사용한다. 이러한 신호를 전송하는 데에는 임피던스의 급격한 변화가 없는 4선이 필요하다. 예를 들면, 기존 전화선을 4선식 디지털 서비스에 사용하려고 한다면 테스트와 변경(보통 클래스 C3 데이터 컨디셔닝이라고 불리는)을 하여야 한다. 가령 항상 그럴 수는 없는 경우지만 4선식의 전화선이 존재한다고 하더라도, 이것은 심각한 단점이다. 게다가, 종종 리피터(repeater)가 필요하게 된다. 예를 들면, 통상적인 4선식 신호는 전송율 56kbps까지의 바이폴라(bipolat) 신호이다. 이러한 신호는 통상 선로길이(line span) 각 3,000 내지 3,650 미터(10,000 내지 12,000 피트)를 넘어서면 리피터를 필요로 한다. 더 어려운 점은 기존의 아날로그 전화 서비스(POTS)와 4선식 디지털 서비스를 결합하는 것이 어렵다는 점이다.
우리들은 본 발명에 따라 4선식 디지털 신호와 음성채널신호를 간단한 2선 케이블, 예를 들면 단일 트위스티드 페어(twisted pair)를 통해 전송하는 법을 발견하였다. 따라서, 첫번째 바람직한 태양에서 본 발명은, 아날로그 음성채널신호와 4선식 디지털 신호를, 단일 트위스트 페어 라인을 통해 전송될 수 있는 단일 신호로 변환하는 방법을 제공하며, 이 방법은 다음의 단계를 구비한다.
a. 아날로그 음성채널신호를 제 1바이너리 신호(binary signal)로 변환하는 단계;
b. 4선식 디지털 신호를 제 2바이너리 신호로 변환하는 단계;
c. 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 결합하는 단계;
d. 상기 고율의 바이너리 신호를 2선식 디지털 신호로 변환하는 단계.
두번째 바람직한 태양에서 본 발명은, 아날로그 음성채널신호와 4선식 디지털 신호를 제 1위치에서 제 2위치로 양 위치 사이에서 단일 트위스트 페어 라인을 통해 전송하는 방법을 제공하며, 이 방법은 다음의 단계를 구비한다.
e. 한쪽 위치에서 본 발명의 첫 번째 태양의 방법을 사용하여 아날로그 음성채널신호와 4선식 디지털 신호를 2선식 디지털 신호로 변환하는 단계;
f. 단계(e)로부터의 2선식 디지털 신호를 단일 트위스트 페어 라인을 통해 다른쪽 위치로 전송하는 단계;
g. 다른쪽 위치에서,
i. 단계(f)로부터의 2선식 디지털 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 변환하고,
ii. 단계(g(i))에서 생성된 고율의 바이너리 신호로부터 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 분리하고,
iii. 단계(g(ii))에서 얻은 제 1바이너리 신호를 아날로그 음성채널신호로 변환하고, 단계(g(ii))에서 얻은 제 2바이너리 신호를 4선식 디지털 신호로 변환하는 단계.
통상적으로, 한쪽 위치는 전화국 위치이며 다른쪽 위치는 사용자 위치이다. 대부분의 경우에, 단계(g)는 단계(a) 및 (b)에서 변환된 아날로그 및 디지털 신호를 재생하며, 동일한 고율의 바이너리 신호, 제 1바이너리 신호, 제 2바이너리 신호를 통해 그렇게 할 것이다. 그러나, 본 발명은 단계(g)에서의 하나 또는 그 이상의 신호가 단계 (a) 내지 (d)에서의 대응되는 신호에 관련있을, 그러나 동일하지 않을 가능성도 포함한다. 대부분의 경우에, 단계(e), (f), (g)는 양 위치에서 수행되어 2선식 디지털 신호가 트위스티드 페어를 따라 양 방향으로 전송되게 된다.
세번째 바람직한 태양에서 본 발명은, 본 발명의 첫 번째 바람직한 태양의 방법에서 사용하기에 적당한 장치를 제공하며, 그 장치는 다음의 것을 구비한다.;
1. 아날로그 음성채널신호를 수신하기 위한 수단;
2. 4선식 디지털 신호를 수신하기 위한 수단;
3. 아날로그 음성채널신호를 제 1바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
4. 4선식 디지털 신호를 제 2바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
5. 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 결합하기 위한 수단;
6. 고율의 바이너리 신호를 2선식 디지털 형태로 변환하기 위한 수단;
7. 2선식 디지털 신호를 단일 트위스트 페어 라인으로 전송하기 위한 수단.
네번째 바람직한 태양에서 본 발명은, 본 발명의 두 번째 바람직한 태양의 방법에서 다른쪽 위치에서 사용하기에 적당한 장치를 제공하며, 다음의 것을 구비한다:
1. 2선식 디지털 신호를 수신하기 위한 수단;
2. 2선식 디지털 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
3. 고율의 바이너리 신호로부터 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 분리하기 위한 수단;
4. 제 1바이너리 신호를 아날로그 음성채널신호로 변환하기 위한 수단;
5. 제 2바이너리 신호를 4선식 디지털 신호로 변환하기 위한 수단.
다섯번째 태양에서 본 발명은, 본 발명의 세번째와 네번째 태양의 장치를 결합한 장치를 제공하며, 따라서 이 장치는 신호가 양 방향으로 전송될 때 양쪽 위치에서 사용하기에 적당하다.
본 발명의 방법에 의해 변환된 4선식 디지털 신호는 예를 들어 디지털 데이터 서비스(DDS) 채널로부터의 바이폴라 신호일 수 있다. 이 디지털 신호는 통상적으로 신호율(signaling rate) 2.4kbps, 4.8kbps, 9.6kbps, 19.2kbps, 56kbps, 64kbps인 비디오, 데이터, 음성 신호를 포함할 수 있다.
아날로그 음성채널신호는 통상적으로 음성신호이지만 다른 아날로그 신호일 수도 있다.
한 실시예에서, 고율의 바이너리 신호는 256kbps의 비트율을 가지며, 2선식 디지털 신호는 160kbps의 비트율을 가진다. 다른 실시예에서는 2선식 디지털 신호가 288kbps, 416kbps, 784kbps 또는 1168kbps의 비트율을 갖는다. 2선식 디지털 신호는 바람직하게는 2B1Q 형태 또는 4B3T형태를 갖는다.
본 발명은 트위스트 페어가 적어도 5,486미터(18,000피트) 길이이고 다른 게이지의 선을 구비하고 있을 때 특히 유용한데, 이는 이러한 선을 통상적인 4선식 시스템의 일부로 사용하기는 특히 어렵기 때문이다.
시스템이 오동작하는 경우 통상적인 전화연결이 가능한 것이 매우 바람직하므로 본 발명은 바람직하게는 아날로그 음성채널신호를 직접 트위스트 페어 전화선으로 전송하는 수단을 포함한다.
본 발명의 특정 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
제 1도는 전화국(12)과 사용자 위치(14) 사이의 로컬루프(local loop)에 걸쳐 채용된 공지의 4선식 DDS 회로(10)의 블록도이다. 전화국(12)과 사용자 위치(14) 사이에는 4선식 로컬루프(16)가 있다. 전화국(12)에서 통상적인 4선식 DDS는 T1 장비(22)에 연결되며, 디지털 스위치(또는 크로스커넥트(cross-connect))(24)와 채널뱅크(channel bank)(26)를 포함한다.
북미지역에서 통상적인 채널뱅크는 일반적으로 24채널을 수용하며, 유럽에서 통상적인 채널뱅크는 일반적으로 30채널을 수용한다. 채널뱅크는 또한 4선식 로컬 루프에 데이터 신호를 제공하기 위한 다수의 오피스 채널 유닛/데이터 포트(OCU/DP)(34)를 포함할 수도 있다. 통상적인 채널 뱅크는 D4 채널뱅크일 수 있다.
전화국(12)의 OCU/DP(34)와 사용자 위치(14)의 데이터 서비스 유닛/채널 서비스 유닛(DSU/CSU)(38) 사이의 4선식 로컬루프(16)는 각 트위스트 페어가 두개의 선을 구비하고 있는 두 개의 트위스트 페어(36)를 포함한다. 4선식 로컬루프(16)는 또한 리피터(18)를 포함한다. 리피터(18)는 바이폴라 디지털 펄스를 재생성하기 위하여 매 10 내지 12kft의 선 길이마다 4선식 로컬루프(16) 상에 위치하고 있다. 4선식 로컬루프(16) 상에 위치한 리피터(18)의 숫자는 전체 선 길이에 좌우된다.
사용자 위치(14)에서 4선식 DDS는 DSU/CSU(38), 라인 인터페이스(28), 데이터 터미널 장치(DTE)(32)를 포함한다. CSU는 사용자 위치에서 디지털 회로를 종단(terminate)하며 라인 컨디셔닝, 원격 루프백(loopback) 테스트, 신호 재생성, 수신되는 디지털 신호가 4선식 디지털 장비 상에서의 데이터 전송을 규율하는 규칙을 위배하고 있는지를 감지하기 위한 모니터링과 같은 기능을 수행한다. 결합된 DSU/CSU(38)는 4선식 로컬루프(16)로부터의 바이폴라 데이터 형태를 DTE(32)에서의 사용을 위해 RS-232C나 V.35와 같은 형태로 변환시킨다. DSU/CSU(38)는 또한 DTE(32)로부터의 신호를 4선식 디지털 장비 상에서의 사용을 위한 바이폴라 데이터 형태로 변환시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 보이스 플러스(voice plus) 4선식 DDS는 4선식 DDS 신호와 전화국으로부터의 음성 채널을 단일 트위스트 페어 전화선을 통해 전달한다.
제 2a도는 본 발명에 따른 보이스 플러스 4선식 DDS 시스템(200)의 블록도이다. 본 보이스 플러스 4선식 DDS 시스템(200)은 전화국(central office) 위치(12)에 보이스 플러스 디지털 데이터 전화국 터미널(VF 플러스 DD COT) 유닛(201)(예를 들어 라인카드)과, 사용자 위치(14)에 보이스 플러스 디지털 데이터 서비스 원격 터미널(VF 플러스 DD RT)(203)을 포함한다. VF 플러스 DD COT(201)는 아날로그 신호 VF를 선로(205)를 통해서, 그리고 4선식 DDS 신호를 선로(207)를 통해서 수신 및 전송한다. VF 플러스 DD RT(203)는 선로(213)를 통해서 전화기(211)로부터/로 아날로그 전화 신호를 수신 및 전송한다. VF 플러스 DD RT(203)는 또한 DSU/CSU(219)를 통해 선로(217)을 거쳐 DTE(221)로부터 데이터 신호를 수신 및 전송한다. DSU/CSU(219)는 4선식 데이터 신호를 DTE(221)와 컴패티블한 신호로 변환시킨다. 컴패티블한 신호에는 RS-232C, V.35 그리고 다른 신호가 포함된다.
VF 플러스 DD COT(201)와 VF 플러스 DD RT(203)는 바람직하게는 각각 전화국과 사용자 위치에서 쉽게 설치가능한 착탈식 유닛이다.
VF 플러스 DD COT(201)와 VF 플러스 DD RT(203) 사이에는 단일 트위스티드 페어 전화선인 디지털 가입자선(204)이 있다. 이 디지털 가입자선(204)은 멀티플렉스된 디지털 데이터를 단일 트위스티드 페어를 통해 통상 18kft 혼합 게이지 선(mixed guage line) 길이에 대해 리피터를 사용하지 않고도 160kbps로 2B1Q 데이터 형태로 전송한다. 또는, 디지털 데이터 형태는 4B3T나 다른 것이어도 된다.
제 3도는 본 발명에 따른 VF 플러스 DD COT(201)의 블록도를 도시하고 있다. VF 플러스 DD COT(201)는 다른 소자들중에서도 디지털 가입자선 트랜스포머(DSL Xfmr)(301), ISDN 에코 캔슬레이션-쿼터너리(echo cancellation-quaternary)(IECQ) 회로(303), ISDN 통신 컨트롤러(ICC) 회로(305), 마이크로프로세서(307), 커스텀 집적회로(309), 코더-디코더(CODEC) 필터(311), 디지털 데이터 서비스 트랜시버(DDS-B)(313), 하이브리드 트랜스포머(Hybr. Xfmr)(315), 데이터 트랜스포머(Data Xfmr(s))(317, 319)를 포함한다.
아웃고잉(outgoing) 4선식 DDS 신호(CO DDS Rcv)는 전화국의 채널뱅크로부터의 선로(321)를 통해 Data Xfmr(317)로 들어온다. Data Xfmr(317)과 관련 저항 소자(도시안됨)는 아웃고잉 4선식 DDS 신호를 DDS-B(313)에서의 사용을 위해 격리하고, 컨디셔닝하고, 임피던스 매칭한다. Data Xfmr(317)로부터의 아웃고잉 4선식 DDS 신호는 선로(325)를 통해서 DDS-B(313)에 들어간다.
DDS-B(313)는 선택된 클록 복구와 데이터 포매팅(formatting) 작업을 수행한다. 특히, DDS-B(313)는 커스텀 집적회로(309)와 다른 회로소자에서의 사용을 위해 Data Xfmr(317)로부터의 전송된 아웃고잉 4선식 신호로부터 선로(329)를 통해 클록(Clk) 신호를 복구시킨다. 클록 신호는 바람직하게는 전용 56kbps DDS나 스위치된 56kbps 서비스로부터의 56kHz 신호율을 갖는다. DDS-B(313)는 또한 Data Xfmr(317)로부터의 4선식 아웃고잉 신호(outgoing signal)를 바이폴라 신호에서 선로(331)를 통해 커스텀 집적회로(309)에서의 사용을 위해 D+와 그 역인 D-로 정의되는 유니폴라 바이너리 TTL 신호로 변화시킨다. D+와 D-신호는 또한 에러 감시 및 정정 기능이나 그와 유사한 것을 제공한다.
음성이나 그와 유사한 아웃고잉 아날로그 신호는 선로(205)를 통하여 전화국 2선 POTS 인터페이스 회로를 나와서 하이브리드 트랜스포머(315)로 들어간다. 하이브리드 트랜스포머(315)는 아웃고잉 아날로그 신호를 선로(349)를 통해 CODEC 필터(311)로의 전송을 위한 송신 및 수신 방향 신호로 격리하고, 컨디셔닝하고, 임피던스 매칭하고, 분리한다. 하이브리드 트랜스포머(315)는 또한 아웃고잉 아날로그 신호를 2선 형태에서 4선 형태로 변환시킨다.
CODEC 필터(311)는 하이브리드 트랜스포머(315)로부터의 수신된 아날로그 신호를 초당 8,000번의 샘플링 레이트를 사용하여 샘플당 8비트로 PCM 인코딩된 디지털 신호로 변환시킨다. (CODEC 필터(311)는 또한 PCM 인코딩 디지털 신호를 역방향으로 아날로그 신호로 변환시킨다.)인코딩된 디지털 신호는 선로(353)를 통해 D+와 D-로 정의되는 유니폴라 TTL 바이너리 신호로 CODEC 필터(311)에서 나온다. D+와 D- 신호는 또한 모니터링, 에러 정정 등과 같은 기능을 제공한다. CODEC 필터(311)는 64kHz 클록(Clk) 신호를 선로(351)를 통해 커스텀 집적회로(309)로부터 받는다. 클록 신호는 전화국의 아무 클록 소스로부터 잡아낸 동기 클록 신호(synchronizing clock signal)로부터 유도될 수 있다.
커스텀 집적회로(309)는 선택된 데이터 핸들링 및 클로킹(clocking) 기능을 제공한다. 커스텀 집적회로(309)는 통상적으로 게이트 어레이, 필드 프로그래머블 게이트 어레이 등과 같은 ASIC(application specific integrated circuit)이다. 한 실시예에서, 커스텀 집적회로(309)는 자이링크스(Xilinx) 3000 시리즈 프로그래머블 게이트 어레이지만, 다른 종류의 집적회로나 그와 유사한 것 또한 사용 가능하다.
커스텀 집적회로(309)는 위상고정루프(PLL)를 사용하여 DDS-B(313)로부터의 클록(Clk)을 자신의 내부 클록과 동기시킨다. 커스텀 집적회로는 DDS-B(313)로부터 56kHz 클록 신호를 받아서 800Hz 클록 신호로까지 나눈 다음, 800Hz 클록 신호를 증가시켜 2위상 PLL 구성으로 다른 선택된 주파수를 제공한다. 예를 들면, 첫번째 PLL은 800Hz 신호를 입력하여 512kHz 신호를 출력하며, 두번째 PLL은 512kHz 신호를 입력하여 15.360MHz 신호를 출력한다. 512kHz 클록은 선로(334)를 통해 ICC(305)에 들어간다. 15.360MHz 클록과 512kHz 클록은 선로(336)를 통해 IECQ(303)에 들어간다. 이 PLL 구성은 또는 CODEC 필터(311)에서의 사용을 위한 64kHz의 클록 신호를 제공한다.
커스텀 집적회로(309)는 또한 64kHz 클록 신호를 사용하여 CODEC 필터(311)와 DDS-B(313)로부터의 신호에 대응되는 D+ 및 D- 신호를 두 개의 64kbps 데이터 신호로 만든다. 두 개의 64kbps 데이터 신호는 제어 및 정보(C I) 채널과 감시(monitor) 채널에 대응되는 두 개의 다른 64kbps 신호와 함께 멀티플렉싱된다. 4개의 64kbps 신호로부터의 아웃고잉 신호의 전체 비트율은 합쳐서 256kbps가 되며, 대응되는 인커밍(incoming) 신호 또한 합쳐서 256kbps가 되므로, 동기를 위해서 512kHz 클록 신호를 사용할 필요가 있다.
아웃고잉 신호는 512kbps의 전송율로 양 방향으로 핑퐁되며, 선로(333)를 통해 ICC(305)에 들어간다. 아웃고잉 신호는 첫번째 채널로부터의 8비트 데이터, 두번째 채널로부터의 8비트 데이터, 8 비트 제어 및 정보(C I) 데이터, 8 비트 감시 신호 데이터로 정렬되어 ICC(305)에 들어가고 다른 방향에서 반복되어, 디지털화된 음성신호와 데이터 신호의 거의 동기화된 전송/수신을 가능하게 한다. ICC(305)는 커스텀 집적회로(309)로부터의 데이터 스트림을 IECQ(303)로 들어가고 나오는 두 개의 단방향 256kbps 바이너리 TTL 신호로 변환시킨다. ICC(305)는 예를 들어 512kHz인 클록 신호(CLK)와, 예를 들어 8kHz인 프레임 제어 신호(FSC)에서 동작한다. CLK와 FSC는 선로(334)를 통해 커스텀 집적회로(309)로 부터 제공된다. 마이크로프로세서(307)가 폴링하는 감시 데이터(monitor data), 링 데이터(fing data) 및 다른 데이터들은 선로(337, 335)를 통해 마이크로프로세서(307)에 제공된다.
IECQ(303)는 선로(341)를 통해 ICC(305)로부터 받은 256kbps 바이너리 신호를 160kbps의 아웃고잉 2B1Q 데이터 신호로 변환시킨다. IECQ(303)는 아웃고잉 데이터 신호를 선로(343)를 통해 DSL Xfmr(301)로 보내며, DSL Xfmr는 디지털 가입자선(204)으로의 전송을 위한 데이터 신호를 컨디셔닝하고 임피던스 매칭한다. 디지털 가입자선(204)의 길이는 리피터 등을 사용하지 않고 통상적인 혼합된 24/26 게이지 트위스티드 페어 라인으로 18kft까지 될 수 있다. 24/26 게이지 보다 큰 와이어 게이지에서는 길이가 33kft나 그 이상까지도 될 수 있다.
VF 플러스 DD COT(201)에서의 디지털 가입자선(204)으로부터의 인커밍 신호는 전술한 아웃고잉 신호와 유사한, 그러나 반대의 방법으로 처리된다. 특히, 2B1Q 신호는, IECQ(303)에서의 사용을 위해 160kbps 2B1Q를 격리하고 컨디셔닝하고 임피던스 매칭하는 DSL 트랜스포머(301)로 선로(204)를 통해 들어간다.
160kbps 2B1Q 신호는 선로(343)을 통해 IECQ(303)에 들어간다. IECQ(303)는 선로(342)를 통해 ICC(305)에서의 사용을 위한 전송율 256kbps의 바이너리 신호로 2B1Q 신호를 변환시킨다. ICC(305)는 선로(333)를 통해 네 개의 8비트 워드 형태로 커스텀 집적회로(309)로 데이터를 보낸다.
커스텀 집적회로(309)는 네 개의 8비트 워드를 4선식 DDS 신호, 아날로그 음성 신호, C I 신호, 감시 신호에 대응되는 바이너리 TTL 신호로 분리시킨다. 4선식 DDS 바이너리 TTL은 선로(331)를 통해 커스텀 집적회로(309)에서 DDS 트랜시버(313)로 전송된다. DDS 트랜시버(313)는 바이너리 TTL 신호를 4선식 DDS 신호로 변환시키며, 선로(327)를 통해 원하는 DDS 서브레이트(sub-rate)로 4선식 DDS 신호를 데이터 트랜스포머(319)로 전송한다. 인커밍 4선식 DDS 신호는 선로(323)를 통해 데이터 트랜스포머(319)를 떠나 채널뱅크(219)(제 2도)에 도달한다. 아날로그 음성 신호를 나타내는 바이너리 TTL 신호는 선로(353)를 통해 커스텀 집적회로(309)로부터 D+ 및 D-로 CODEC 필터(311)에 들어간다. CODEC 필터(311)는 바이너리 TTL 데이터 신호를 아날로그 음성 신호로 변환시켜 선로(349)를 통해 하이브리드 트랜스포머(315)로 전송한다. 하이브리드 트랜스포머(315)는 아날로그 음성 신호를 컨디셔닝하고, 컨디셔닝된 아날로그 음성 신호를 선로(205)를 통해 채널뱅크(219)(제 2도)로 전송한다.
제 4도는 본 발명에 따른 VF 플러스 DD RT(203)의 도면을 보여준다. VF 플러스 DD RT(203)은 디지털 가입자선 트랜스포머(DSL Xfmr)(40), IECQ(403), ICC(405), 커스텀 집적회로(407), CODEC 필터(409), DDS 트랜시버(DDS-B)(411), 가입자 루프 인터페이스 회로(SLIC)(413), 데이터 트랜스포머(415), 마이크로프로세서(417), 및 기타 소자와 같은 시스템 소자를 포함한다. VF 플러스 DD RT(203)는 디지털 가입자선(204)과, 4선식 DDS 신호용의 선로(217)에 연결되어 있다. VF 플러스 DD RT는 또한 팁(T) 및 링(R) 선로(213)에 연결되어 있다.
디지털 가입자선(204)으로부터의 160kbps 인커밍 2B1Q 신호는 DSL 트랜스포머(401)에 들어간다. DSL 트랜스포머(401)와 관련 저항 소자(도시안됨)는 IECQ(403)에서의 사용을 위한 디지털 가입자선(204)으로부터의 2B1Q 신호를 격리하고, 컨디셔닝하고, 임피던스 매칭한다. 2B1Q 신호는 선로(421)를 통해 DSL 트랜스포머(401)로부터 IECQ(403)로 들어간다. IECQ(403)는 선로(423)를 통한 ICC(405)로의 전송을 위하여 160kbps 2B1Q 신호를 256kbps의 단방향 바이너리 신호로 변환시킨다. 단방향 바이너리 신호에는 사용자 데이터와 제어 데이터가 포함된다. IECQ(403)는 신호 변환의 클로킹(clocking)을 위해 선로(430)를 통한 커스텀 집적회로(407)로부터의 512kbps 및 8kbps 클록을 사용한다. 512kbps 및 8kbps 클록은 디지털 가입자선(204)에서의 인커밍 160kbps 2B1Q 신호로부터 동기된다. ICC(405)는 IECQ(403)로부터의 256kbps 바이너리 신호를 선로(427)를 통하여 커스텀 집적회로(407)에서의 사용을 위한 512kbps 양방향 핑퐁된 비트 스트림의 반으로 변환시킨다.
VF 플러스 DD RT(203)의 커스텀 집적회로(407)는 VF 플러스 DD COT(201)와 유사한 방식으로 동작된다. 커스텀 집적회로(407)는 클로킹 및 데이터 핸들링 기능을 제공한다. 한 실시예에서, 커스텀 집적회로(407)는 자이링크스(Xilinx) 3000 시리즈 프로그래머블 게이트 어레이지만, 다른 집적회로장치 또한 사용 가능하다.
VF 플러스 DD RT(203)에서 커스텀 직접회로(407)는 내부 클록을 인커밍 160kbps 2B1Q 신호에 위상고정(phase lock)시키며, 선택된 클록 주파수를 제공한다. 예를 들면, 커스텀 집적회로(407)는 4선신 DDS 신호용 서브레이크(sub-rate) 전송 클럭(Clk)을 선로(439)를 통하여 DDS-B(411)에 제공한다. 커스텀 집적회로(407)는 또한 자신과 ICC(405), IECQ(403) 및 다른 회로에서 사용하기 위한 64kbps, 512kbps, 15.360Mbps의 신호를 제공한다. 커스텀 집적회로(407)는 클로킹 기능을 제공하는데 듀얼 PLL 배열을 사용한다.
클로킹 기능외에도, 커스텀 집적회로(407)는 512kbps 양방향 핑퐁된 신호를 ICC(405)에/로부터 전송하고 수신한다. 거기에 포함된 8비트 워드는 4선식 DDS 신호, 아날로그 신호, C I 신호, 감시 신호를 나타내기 4개의 64kbps 바이너리 TTL 신호로 디멀티플렉싱된다.
아날로그 신호를 나타내는 사용자 데이터 신호는 선로(433)를 통하여 CODEC 필터(409)로 들어간다. CODEC 필터(409)는 선로(437)를 통하여 커스텀 집적회로(407)로부터 64kbps 클록 신호(Clk)를 받아서 바이너리 TTL 신호를 아날로그 신호로 변환시킨다. CODEC 필터(409)로부터의 아날로그 신호는 선로(441)를 통해 SLIC(413)으로 들어간다. SLIC는 전화기와 같은 곳에서의 사용을 위한 아날로그 전화 신호를 컨디셔닝한다.
4선식 DDS 신호를 나타내는 64kbps 사용자 데이터 신호는 선로(435)를 통해 DDS-B(411)로 들어간다. DDS-B(411)는 선로(439)를 통해 커스텀 집적회로(407)로부터 클럭 신호(Clk)를 받아서 바이너리 TTL 데이터를 4선식 DDS 신호로 변환하는데 사용한다. 커스텀 집적회로(407)는 DDS-B(411)가 데이터를 데이터 트랜스포머(415)를 통해 내보내는데 사용하는 서브레이트(sub-rate) 클록 신호를 생성한다. DDS-B(411)로부터의 4선식 DDS 신호는 선로(443)를 통해 데이터 트랜스포머로 들어간다. 데이터 트랜스포머와 관련 저항소자(도시안됨)은 선로(449)를 통한 DSU/CSU(219)용의 4선식 DDS 신호를 격리하고 컨디셔닝하고, 임피던스 매칭한다. DSU/CSU(219)는 4선식 DDS 신호를 DTE(221)에서의 사용에 컴패티블한 RS-232C, V.35등과 같은 신호로 변환시킨다.
아웃고잉 신호는 VF 플러스 DD RT(203)에서 인커밍 신호와 유사한, 그러나 반대의 방법으로 처리된다. 4선식 DDS 신호는 DSU/CSU(219)에서 발생되어 선로(451)를 통해 데이터 트랜스포머(415)로 들어간다. 데이터 트랜스포머(415)와 관련 저항소자(도시안됨)는 선로(445)를 통한 DDS-B(411)용의 4선식 DDS 신호를 격리하고, 임피던스 매칭하고, 컨디셔닝한다. DDS-B(411)는 데이터 트랜스포머(415)로부터의 4선식 DDS 신호를 바이너리 TTL 신호로 변환하여 선로(435)를 통하여 커스텀 집적회로(407)로 전송한다.
전화기로부터의 아웃고잉 아날로그 신호는 선로(213)를 통해 들어와서 SLIC(413)에 들어간다. SLIC은 CODEC 필터(409)를 위한 아날로그 신호를 컨디셔닝하여 선로(441)를 통해 전송한다. CODEC 필터(409)는 SLIC으로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 이 디지털 신호는 선로(433)와 클록(Clk)(437)를 통해 커스텀 집적회로(407)로 들어간다.
커스텀 집적회로(407)는 선로(429)로부터 클로킹 신호를 받아서 CODEC 필터(409)와 DDS-B(411)로부터의 디지털 신호를 두개의 사용자 데이터 신호를 나타내는 두 개의 64kbps 신호로 변환시킨다. 각각 64kbps인 C I 신호와 감시신호는 두 개의 사용자 데이터 신호와 멀티플렉스되어 커스텀 집적회로(407)로부터의 512kbps의 핑퐁된 양방향 비트 스트림을 선로(427)를 통해 ICC(405)에 제공한다. ICC(405)는 512kbps의 사용자 데이터와 선택된 제어 데이터를 인커밍 및 아웃고잉 신호를 나타내는 두 개의 단방향 256kbps 바이너리 신호로 변환시킨다. ICC(405)로부터의 아웃고잉 256kbps 신호는 선로(425)를 통해 IECQ(403)에 들어간다. IECQ(403)는 256kbps 바이너리 신호를 2B1Q 형태의 전송율 160kbps인 쿼터너리(quaternary) 신호로 변환시킨다. IECQ(403)로부터의 2B1Q 형태의 아웃고잉 신호는 선로(421)를 통해 DSL 트랜스포머(401)로 들어간다. DSL 트랜스포머(401)와 관련 저항 소자(도시안됨)은 아웃고잉 2B1Q 형태의 신호를 격리하고, 임피던스 매칭하고, 컨디셔닝하여 단일 트위스티드 페어 전화선인 디지털 가입자선(204)으로 전송한다. 마이크로프로세서(417)가 폴링하는 감시 데이터, 링데이터, 및 기타 데이터는 선로(431,453)를 통해 마이크로프로세서(417)에 제공된다.
본 발명의 범위를 전혀 한정하지 않으면서, 표 1은 상기 실시예에 따른 VF 플러스 DD RT(203) 및 VF 플러스 DD COT(201)의 동작에 유용한 시장에서 구할 수 있는 부품의 리스트를 제공하고 있다. 표 1에 나열된 부품들은 여기에서의 발명과 관련하여 사용될 수 있는 것들의 대표적인 것이며, 본 발명에 따른 장치의 조립을 쉽게 하기 위한 목적으로 제공된 것이다. 다양한 공지 부품들을 바로 대체하거나, 기능적으로 결합하거나 또는 분리하거나 할 수 있다. 전력소모, 특히 RT의 전력소모를 줄이기 위하여 가능한 한 CMOS에 기초한 집적회로를 활용하였다.
[표 1] VF 플러스 DD RT 부품
위에 설명한 시스템에는 심플렉스 전력(simplexed power), 즉, 트위스티드 페어를 통해 VF 플러스 DD COT(201)에서 VF 플러스 DD RT로 전달되는 전력이 상실되었을 때 단일 트위스티드 페어를 멀티플렉스된 디지털로 사용하는 것을 POTS의 전송에 사용하도록 바꾸는 바이패스 회로가 포함된다. 제5도는 본 발명에 따른 바이패스 회로(500)의 블록도이다. 이 블록도에는 VF 플러스 DD COT 노멀모드(normal mode) 회로 소자(501)와 VF 플러스 DD RT 노멀모드 회로 소자(503)가 포함되어 있다. 노멀모드 회로소자들은 전술한 VF 플러스 DD COT(201)와 VF 플러스 DD RT(203)에서의 소자들과 유사하다. 정상적인 동작을 하고 있는 동안에는 바이패스 회로는 선로(205)에서의 인커밍 전화 신호가 선로(515, 519)를 통해 VF 플러스 DD COT(201)의 노멀모드 회로소자들과, 선로(523, 527)을 통해 VF 플러스 DD RT(203)의 노멀모드 회로소자들과 동작하도록 한다.
VF 플러스 DD COT 바이패스 회로(508)에서 심플렉스 전력이 상실되면, 노멀모드 VF 플러스 DD COT 회로 소자(501) 주위로 선로(205)로부터의 인커밍 아날로그 전화 신호를 아웃고잉 트위스티드 페어 전화선(204)으로 바이패스시킨다. 전압센서(514)에서의 전압 V+가 영이 되면, 전압센서(514)는 제어신호를 선로(533,535)를 거쳐 각각 스위치(504,505)로 보내어 인커밍 아날로그 전화 신호를 선로(517)로 바이패스시킨다. 스위치(504, 505)는 바이패스된 아날로그 전화 신호를 노멀모드 회로소자(501)로부터 격리시킨다.
VF 플러스 DD RT 바이패스 회로(506)도 유사한 방식으로 동작한다. VF 플러스 DD RT(203)는 노멀모드 동작시 트위스티드 페어(204)로부터 전력을 공급받으므로, VF 플러스 DD COT(201)에서 전력이 상실되면 VF 플러스 DD RT(203)에서도 전력이 상실된다. 전력이 상실되어 있는 동안에는, 트위스티드 페어 전화선(204)으로 부터의 인커닝 아날로그 전화 신호는 노멀모드 회로소자(503)를 바이패스하여 전화기(211)로 전달된다. 전력이 상실되어 있는 동안에는 전압센서(511)에서의 전압 V+가 영이 되고, 선로(537,539)를 통한 제어 신호가 스위치(507,509)로 각각 들어간다. 스위치(507,509)는 스위스티드 페어(204)로부터의 인커밍 아날로그 전화 신호를 선로(525)를 통해 전화기(211)로 바이패스시킨다. 스위치(507,509)는 또한 바이패스된 아날로그 전화 신호로부터 노멀모드 회로소자(503)를 격리시킨다. VF 플러스 DD RT 및 VF 플러스 DD COT 바이패스 회로(508,506)는 전력 상실시에 사용자가 POTS를 사용할 수 있도록 해 준다. 또는, 노멀모드 VF 플러스 DD RT 회로(503)와 노멀모드 VF 플러스 DD COT 회로(501) 사이에서 연결 조건을 유지할 수 없게 되면, 바이패스 회로는 유사한 방식으로 아날로그 전화 신호를 우회시키도록 한다. 바이패스 회로는 다른 이유로 아날로그 전화 신호를 바이패스하는데 사용될 수도 있다.
본 발명은 제2a도에 도시한 것처럼, 하나 또는 그 이상의 음성 채널과 하나 또는 그 이상의 데이터 채널을 하나의 트위스티드 페어를 통해 전송하는데 사용가능하다. 전화회사 위치에서 사용자 위치로 전송되는 디지털 신호는 288kbps, 416kbps, 784kbps, 1168kbps와 같은 비트율을 가질 수 있다. HDSL 전송 기술을 사용하여 이러한 일을 할 수 있는 집적회로가 입수 가능하다. 위에 설명한 실시예와 유사하게, 하나 또는 그 이상의 음성 채널을 제1바이너리 신호로 변환할 수 있으며, 하나 또는 그 이상의 4선식 데이터 신호를 제2바이너리 신호로 변환할 수 있다. 이들 제1 및 제2바이너리 신호는 모두 하나의 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 멀티플렉스될 수 있다. 이 고율의 바이너리 신호는 예를 들어 144ksymbols/s, 158ksymbols/s, 392ksymbols/s, 584ksymbols/s 등과 같은 2B1Q 전송 코드를 사용한 디지털 신호로 변환 가능하다. 원격 단말기에서 이 디지털 신호는 고율의 바이너리 신호로 변환된다. 이 고율의 바이너리 신호는 다시 제1 및 제2의 바이너리 신호로 분리된다. 제1바이너리 신호는 아날로그 음성 채널로 변환되어 가입자 장비를 향하여 트위스티드 페어를 통해 전송된다. 제2바이너리 신호는 4선식 디지털 데이터 회로로 변환되어 가입자 장비로 전송된다.

Claims (18)

  1. 아날로그 음성채널신호와 4선식 디지털 신호를 단일 트위스티드 페어 라인으로 전송가능한 단일 신호로 변환하는 방법에 있어서,
    a. 아날로그 음성채널신호를 제 1바이너리 신호로 변환하는 단계;
    b. 4선식 디지털 신호를 제 2바이너리 신호로 변환하는 단계;
    c. 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 고율(higher tate)의 바이너리 신호로 결합하는 단계;
    d. 상기 고율의 바이너리 신호를 2선식 디지털 신호로 변환하는 단계.
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 4선식 디지털 신호는 디지털 데이터 서비스(DDS)채널로부터의 바이폴라(bipolar) 신호인 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4선식 디지털 신호는 비디오 신호, 데이터 신호, 또는 음성 신호인 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 4선식 디지털 신호는 신호율이 2.4kpbps, 4.8kbps, 9.6kbps, 19.2kbps, 56kbps, 또는 64kbps인 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아날로그 음성 채널은 음성 채널인 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고율의 바이너리 신호는 256kbps의 비트율을 가지며, 상기 2선식 디지털 신호는 160kbps의 비트율을 가지는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2선식 디지털 신호는 2B1Q 형태 또는 4B3T 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  8. 아날로그 음성채널신호와 4선식 디지털 신호를 제1위치에서 2위치로 양 위치 사이에서 단일 트위스티드 페어 라인을 통해 전송하는 방법에 있어서,
    e. 한쪽 위치에서, 제1항 내지 제7항중 어느 한 항의 방법을 사용하여 아날로그 음성채널신호와 4선식 디지털 신호를 2선식 디지털 신호로 변환하는 단계;
    f. 단계(e)로부터의 2선식 디지털 신호를 단일 트위스트 페어 라인을 통해 다른쪽 위치로 전송하는 단계;
    g. 다른쪽 위치에서,
    i. 단계(f)로부터의 2선식 디지털 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 변환하고,
    ii. 단계(g(i))에서 생성된 고율의 바이너리 신호로부터 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 분리하고,
    iii. 단계(g(ii))에서 얻은 제 1바이너리 신호를 아날로그 음성채널신호로 변환하고, 단계(g(ii))에서 얻은 제 2바이너리 신호를 4선식 디지털 신호로 변환하는 단계
    를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단일 트위스티드 페어는 적어도 5,486미터(18,000피트)의 길이를 가지며, 다른 게이지의 선을 구비하는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 단계(g(i))에서 얻은 고율의 바이너리 신호는 단계(c)에서 얻은 고율의 바이너리 신호와 동일하고, 단계(g(ii))에서 얻은 제1 및 제2바이너리 신호는 단계(a)와 (b)에서 얻은 제1 및 제2바이너리 신호와 동일하며, 단계(g(ⅲ))에서 얻은 아날로그 음성채널신호는 단계(a)에서 얻은 아날로그 신호와 동일하며, 단계(g(ⅳ))에서 얻은 4선식 디지털 신호는 단계(b)에서 얻은 4선식 디지털 신호와 동일한 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 2선식 디지털 신호는 제1위치에서 제2위치로, 그리고 제2위치에서 제1위치로 전송되는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  12. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항의 방법을 사용하는데 적당한 장치에 있어서,
    1. 아날로그 음성채널신호를 수신하기 위한 수단;
    2. 4선식 디지털 신호를 수신하기 위한 수단;
    3. 아날로그 음성채널신호를 제 1바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
    4. 4선식 디지털 신호를 제 2바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
    5. 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 결합하기 위한 수단;
    6. 고율의 바이너리 신호를 2선식 디지털 형태로 변환하기 위한 수단;
    7. 2선식 디지털 신호를 단일 트위스트 페어 라인으로 전송하기 위한 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법에서 다른쪽 위치에서 사용하기에 적당한 장치에 있어서,
    1. 2선식 디지털 신호를 수신하기 위한 수단;
    2. 2선식 디지털 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
    3. 고율의 바이너리 신호로부터 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 분리하기 위한 수단;
    4. 제 1바이너리 신호를 아날로그 음성채널신호로 변환하기 위한 수단;
    5. 제 2바이너리 신호를 4선식 디지털 신호로 변환하기 위한 수단
    을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제10항의 방법에서 제1 및 제2위치의 각각에서 사용하기에 적당한 장치에 있어서,
    1. 아날로그 음성채널신호를 수신하기 위한 수단;
    2. 4선식 디지털 신호를 수신하기 위한 수단;
    3. 아날로그 음성채널신호를 제 1바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
    4. 4선식 디지털 신호를 제 2바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
    5. 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 결합하기 위한 수단;
    6. 고율의 바이너리 신호를 2선식 디지털 형태로 변환하기 위한 수단;
    7. 2선식 디지털 신호를 수신하기 위한 수단;
    8. 2선식 디지털 신호를 고율의 바이너리 신호로 변환하기 위한 수단;
    9. 고율의 바이너리 신호루부터 제1바이너리 신호와 제2바이너리 신호를 분리하기 위한 수단;
    10. 제1바이너리 신호를 아날로그 음성채널신호로 변환하기 위한 수단;
    11. 제2바이너리 신호를 4선식 디지털 신호로 변환하기 위한 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제12항 내지 제14항중 어느 한 항에 있어서, 아날로그 신호를 직접 트위스티드 페어 라인으로 전송하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 하나 또는 그 이상의 아날로그 음성채널신호와 하나 또는 그 이상의 4선식 디지털 신호를 단일 트위스티드 페어 라인을 통해 전송될 수 있는 단일 신호로 변환하는 방법에 있어서,
    aa. 각 아날로그 음성채널신호를 제1바이너리 신호로 변환하는 단계;
    ab. 각 4선식 디지털 신호를 제2바이너리 신호로 변환하는 단계;
    ac. 제1바이너리 신호와 제2바이너리 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 결합하는 단계;
    ad. 고율의 바이너리 신호를 2선식 디지털 신호로 변환하는 단계
    를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  17. 하나 또는 그 이상의 아날로그 음성채널신호와 하나 또는 그 이상의 4선식 디지털 신호를 제1위치에서 제2위치로 양 위치 사이에서 단일 트위스티드 페어 라인을 통해 전송하는 방법에 있어서,
    ae. 한쪽 위치에서, 제16항의 방법을 사용하여 하나 또는 그 이상의 아날로그 음성채널신호와 하나 또는 그 이상의 4선식 디지털 신호를 2선식 디지털 신호로 변환하는 단계;
    af: 단계(ae)로부터의 2선식 디지털 신호를 다른쪽 위치로 전송하는 단계;
    ag. 다른쪽 위치에서,
    i. 단계(af)로부터의 2선식 디지털 신호를 고율(higher rate)의 바이너리 신호로 변환하고,
    ii. 단계(ag(i))에서 생성된 고율의 바이너리 신호로부터 제 1바이너리 신호와 제 2바이너리 신호를 분리하고,
    iii. 단계(ag(ii))에서 얻은 제 1바이너리 신호를 아날로그 음성채널신호로 변환하고, 단계(ag(ii))에서 얻은 제 2바이너리 신호를 4선식 디지털 신호로 변환하는 단계
    를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 2선식 디지털 신호는 288kbps, 416kbps, 784kbps, 또는 1168kbps의 비트율을 가지는 것을 특징으로 하는 변환 방법.
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