KR20010074674A

KR20010074674A - 소스 적응성 디지털 가입자 라인 및 방법

Info

Publication number: KR20010074674A
Application number: KR1020017000166A
Authority: KR
Inventors: 로맨 바이텐버그
Original assignee: 추후기재; 카퍼게이트 커뮤니케이션 리미티드
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-08-08
Also published as: EP1095487A2; IL125227A0; JP2002520902A; WO2000002335A2; AU4389499A; WO2000002335A3

Abstract

통신 시스템은 전화와 다수의 다운스트림 리피터를 포함하는 국부 서버로의 트위스트 쌍를 이용하여 결합된 다른 종류의 홈 모뎀을 갖는 다수의 가입자와 트위스트 쌍 가입자 라인을 이용하여 국부 서버에 결합된 중앙 오피스를 포함한다. 중앙 오피스는 가입자에게 전화 서비스를 제공하는 전화 스위치와 가입자에게 데이터 서비스를 제공하는 많은 오피스 모뎀으로 다수의 업스트림 리피터를 접속하는 집중 장치를 포함한다. 통신 시스템은 시간 분할로 CAP 또는 DMT 라인 신호를 이용한다. 라인 신호는 다른 시간 프레이밍으로 송신한다. 모든 가입자 라인은 3개의 동작모드인 비대칭 모드, 반 비대칭 모드, 대칭 모드 중 하나에서 동작할 수 있다. 오피스 모뎀은 가입자 라인의 동작 모드 및 정보 소스의 종류와 현재 송신 사이클에서 오피스 모뎀에 접속된 가입자 홈 모뎀의 종류를 따르는 다운스트림/업스트림 비트율을 변화시킨다.

Description

소스 적응성 디지털 가입자 라인 및 방법{SOURCE ADAPTIVE DIGITAL SUBSCRIBER LINE AND METHOD}

새로운 모뎀 기술인 디지털 가입자 라인(Digital Subscriber Line; 이하, DSL 이라 함)는 기존의 트위스트 쌍 전화 라인(twisted pair telephone lines)을 멀티미디어 및 고속 데이터 통신을 위한 액세스 경로로 전환한다. 가장 성공적인 비대칭 디지털 가입자 라인(Asymmetric Digital Subscriber line; 이하, ADSL이라 함)는 6Mbps이상의 속도로, 양방향으로 거의 640kbps 정도의 속도로 가입자에게 전송한다. 이러한 속도는 새로운 케이블의 설치없이도 기존의 액세스 용량을 50정도(factor of 50) 초과하는 것이다. ADSL은 기존의 공용 정보망을, 실질적으로 제한된 망으로부터 음성, 텍스트, 저해상도의 그래픽을 완전한 동영상 비디오를 포함하는 멀티미디어를 어느 가정에서나 구현할 수 있는 강력하고도 일반적인 시스템으로 변환할 수 있다.

ADSL 회로는 트위스트 쌍 전화 라인의 각 단(end)에 ADSL 모뎀을 접속하여 3개의 정보 채널 즉, 고속 다운스트림 채널, 매체 속도 양방향 채널(medium speedduplex channel), 및 POTS(Plain Old Telephone Service) 채널을 생성한다. POTS 채널은 필터에 의해 디지털 모뎀으로부터 분할되고, 이에 따라 ADSL이 장애를 일으키더라도 간섭이 발생하지 않은 POTS는 보장되게 된다. 고속 다운스트림 채널은 1.5 내지 6.1 Mbps의 범위에 있으며, 양방향 채널의 범위는 16 내지 640kbps의 범위에 있다. 다운스트림 데이터 속도는 구리선의 길이와, 그 와이어 표준 치수(gauge), 브리지 탭과 교차결합 간섭(cross-coupled interference)의 존재를 포함한 여러 요인에 좌우된다. 라인 감쇠(line attenuation)는 라인의 길이와 주파수에 따라 증가하게 되고, 브리지 탭에 상관없이, 배선의 직경이 증가함에 따라 감소하게 되며, ADSL은 다음과 같이 수행된다.

데이터 속도	배선 크기	거리
1.5MBPS	0.5mm	5.5km
1.5MBPS	0.4mm	4.6km
6.1MBPS	0.5mm	3.7km
6.1MBPS	0.4mm	2.7km

하나의 문제는 실제 전화 케이블은 라인 길이를 현저하게 감소시키는 여러 브리지 탭(bridge tap)을 갖는다는 점이다. 또다른 문제는 배선의 설치를 위해 플랫 전화 케이블이 사용된다는 점이다. 실제로 이러한 문제들은 30% 이상의 가입자에게 6.1Mbps의 서비스를 제공하는 것을 불가능하게 한다. ADSL 홈 모뎀은 매우 복잡하고 고가의 장치이다. ADSL 중앙 오피스 설비 역시 가입자 라인 마다 자신의 ADSL 오피스 모뎀을 구비해야 하므로 매우 고가이다. 중앙 오피스 ADSL 설비의 가격은 가입자당 300$ 정도로 고가이다.

ADSL 모뎀은 모든 이용가능한 라인에 대한 성능을 최대화하기 위해 개발되었다.

그 결과물은 고성능의 모뎀이지만, 항상 염가의 솔루션이 되는 것은 아니다.

ADSL은 다음의 이유로 인해 비용대비 효율적인 것은 아니다.

·DLC 혹은 원격 교환국은 일정 거리를 두고 위치하고 있는 고객을 그 원격 교환국으로부터 9000ft까지 연결시킨다. 명백히, 완전한 고성능 ADSL은 단선(short lines)의 경우에는 요구되지 않는다. 보다 경제적인 솔루션이 요구된다.

·현재의 ADSL은 매 고객의 경우 하나의 전용 중앙 오피스 유닛을 요구하고 있다. 이러한 개념은 대부분의 경우, 라인의 일부분만이 사용되고, 이에 따라 사용되지 않는 상당히 많은 수의 중앙 오피스 유닛이 상시 존재하게 되므로 상당히 비효율적인 개념이다. 이러한 비효율성은 라인당 비용 그리고 ADSL 설비의 설치를 위해 요구되는 공간을 증가시켜버린다. 동일한 서비스가 집중력과 더불어 C.O측의 보다 적은 수의 유닛에 제공될 수 있다.

·ADSL은 고객과 C.O간의 접속시 데이터 속도를 최대화하기 위해 설계되었지만, 이것은 통상 제한 요인은 아니다. 현재의 인터넷 통신은 인터넷 백본망에 의해 현재 제한되고 있으므로, 증가된 ADSL 데이터 속도가 더 높은 말단 통신으로까지 실제로 바꾸어지지는 않을 것이다. 이점이 데이터 속도에 대해 저타겟으로 규정되고 있는 G.lite 표준이 주목받고 있는 이유이다.

·ADSL은 C.O와 고객측 모두에게 매우 복잡하고 비싼 장치이다.

·ADSL은 다양한 애플리케이션의 특성을 고려하지 않고 데이터 속도를 최대화하기 위해 규정된 것이다. 몇몇 애플리케이션은, 예를 들어 고품질 비디오의 경우, 매우 적은 업스트림 비트율과 함께 높은 다운스트림 비트율을 요구한다. 다른 애플리케이션은 화상 회의(video conferencing)와 같은 중간 범위의 대칭 데이터 속도를 요구한다. 현재의 ADSL은 동시에 최대 업링크 및 다운링크 데이터 속도를 지원한다. 그 결과는 실제 요구되는 것 이상의 것을 지원하는 보다 복잡한 솔류션이다.

ADSL의 또다른 관점에서 보면, ADSL은 정보 소스 특성을 고려하지 않고 전화 케이블의 대역폭을 최대한 사용하도록 설계되었기 때문에 매우 유익한 시스템이다.

기존의 ADSL 시스템의 또다른 문제는 가입자 중 하나의 컴퓨터 만이 동시에 인터넷 서비스에 접속될 수도 있다는 점이다.

미국에서 대략 1500만 정도의 가입자가 가정에 적어도 2개의 컴퓨터를 구비하여 동일한 트위스트 쌍 라인에 의해 매 가정용 컴퓨터를 인터넷에 접속하는 것은 불가능하기 때문에, 기존의 ADSL 서비스의 한계는 분명한 결점이 된다.

본 발명은 데이터 통신에 관한 것으로, 특히, 전화 케이블상의 디지털 가입자 라인에 관한 것이다.

도 1은 전화 및 데이터 서비스를 제공하는 통신 시스템을 나타내는 도면.

도 2는 QAM SADSL의 비대칭 모드에서의 송신 프레임 구조.

도 3은 QAM SADSL의 반 비대칭 모드에서의 송신 프레임 구조.

도 4는 QAM SADSL의 대칭 모드에서의 송신 프레임 구조.

도 5는 데이터 전송 셀 구조.

도 6은 DMT SADSL의 비대칭 전송 모드에서의 송신 프레임 구조.

도 7은 DMT SADSL의 반 비대칭 모드에서의 송신 프레임 구조.

도 8은 DMT SADSL의 대칭 모드에서의 송신 프레임 구조.

도 9는 홈 모뎀의 상세도.

도 10은 다운스트림 리피터의 상세도.

도 11은 라인 리피터의 상세도.

도 12는 업스트림 리피터의 상세도.

도 13은 중앙 오피스 모뎀의 상세도.

도 14는 통신 시스템 동작의 순서도.

도 15는 통신 시스템이 DSL 및 홈 네트워크 서비스를 동시에 제공하는 방법을 설명하는 도면.

도 16은 홈 모뎀의 상세도.

도 17은 오피스 모뎀의 상세도.

도 18은 도 15에 도시된 구성에서 전송 슈퍼프레임 구조를 나타내는 도면.

도 19는 DSL 및 홈 네트워크 서비스를 동시에 제공하는 통신 시스템의 타이밍도.

도 20은 DSL, 홈 네트워크 및 디지털 전화 서비스를 동시에 제공하는 통신시스템을 나타내는 도면.

도 21은 QAM 응용에서 디지털 전화 서비스 시에 통신 시스템의 프레임 구조의 전송을 나타내는 도면.

도 22는 QAM 응용에서 디지털 전화 세트를 상세히 나타내는 도면.

본 발명에 따르면, ADSL 시스템과 관련된 불이익과 문제는 실제로는 감소되거나 제거되고 있다. 특히, 소스 적응성 디지털 가입자 라인(SADSL)은 정보 소스 특성에 따라, 3개의 동작 모드 즉, 비대칭 모드, 반 비대칭 모드(half-asymmetric mode), 대칭 모드로 가입자에게 데이터 서비스를 제공한다.

SADSL은 다운스트림 데이터 및 업스트림 데이터 전송을 위해 QAM 혹은 DMT 변조를 이용한다. 업스트림 신호의 심볼 레이트(symbol rate)은 다운스트림 신호의 부호화율 보다 수배 낮은 정도이다. SADSL은 시분할 방법(TDM)을 이용하여 트위스트 쌍 전화 케이블로 다운스트림 및 업스트림 데이터를 전송한다. SADSL의 송신 프레임은 다운스트림 부호에 대한 다운스트림 시간 간격과 업스트림 부호에 대한 업스트림 시간 간격을 포함하고 있다. SADSL의 송신 프레임은 어느 동작 모드에서나 일정한 구간을 갖지만 다운스트림 및 업스트림 시간 간격은 다른 동작 모드에서는 다른 구간을 갖는다. 동기화 워드의 부호와 프레임 제어 워드의 부호는 다운스트림 데이터 부호에 부가된다. 확인 워드(acknowledges word)의 부호는 업스트림 데이터 부호에 부가된다.

본 발명에 따르면, SADSL의 말단 가입자에게 접속될 수도 있는 정보 소스는 3개의 그룹으로 분할된다.

1. 비대칭 정보 소스. 이들 정보 소스는 높은 비트율 다운스트림(high bit rate downstream)를 요구하고 있으며, 매우 낮은 비트율(low bit rate)로 출력 제어 신호만을 발생시킨다.

포함되는 유형	다운스트림	업스트림
디지털 TV	6.1 Mbps	16Kbps
디지털 HI FI 오디오	1.5 Mbps	16Kbps
압축 비디오	1.5 Mbps	16Kbps

상기 그룹은 다음의 상황에 관한 것이다: 가입자는 네트워크 서버로부터의 데이터만을 수신한다.

2. 반 비대칭 정보 소스. 이 정보 소스는 높은 비트율 다운스트림의 데이터를 수신해서 낮은 비트율로 업스트림 데이터를 발생시킨다.

포함되는 유형	다운스트림	업스트림
인터넷	~ 1.0 Mbps	~ 100Kbps

상기 그룹은 다음의 상황에 관한 것이다: 가입자는 네트워크 서버로부터의데이터를 수신해서 네트워크 서버에 데이터를 전송한다.

3. 대칭 정보 소스. 이 정보 소스는 동일한 중간 전송 속도의 업스트림 데이터와 다운스트림 데이터를 요구한다.

포함되는 유형	다운스트림	업스트림
비디오 컨퍼런스와비디오 폰	384kbps	384kbps

상기 그룹은 다음의 상황에 관한 것이다: 정보는 가입자간에 교환될 수 있다.

가입자에 의해 발생된 정보의 양은 네트워크 서버에 의해 발생된 정보의 양보다 현저히 적기 때문에, 현재 및 미래의 데이터 서비스 어느 것이나 상기한 3 그룹 중 한 그룹에 관련될 것이다.

소스 적응성 디지털 가입자 라인는 정보 소스로된 3개의 그룹들에 대응하는 3개의 동작 모드 중 어느 한 모드에서 동작할 수도 있다. 동작 모드의 선택은 통신 세션의 초기 단계 동안 구현된다. 여기서 통신 세션은 현 정보 소스와의 정보 교환 사이클을 의미한다. 가입자에게 하나의 접속을 행하는 동안 다른 정보 소스와의 여러 통신 세션이 존재한다.

SADSL 중앙 오피스는 다른 집내에서뿐만 아니라 동일한 가정내에 위치하고 있는 많은 홈 모뎀의 통신을 지원한다. 다양한 업스트림 및 다운스트림 데이터 비트율이 지원될 수 있다. 가입자에게로의 접속을 위한 첫 번째 처리는 데이터 비트율의 선택을 충족하는 것이다.

본 발명에 따르면, SADSL 통신 시스템은 다수의 상이한 홈 모뎀을 포함하고있으며, 이 모뎀은 다수의 가입자 댁내(subscriber premises)에 위치하고, 다수의 정보 소스에 연결되며, 각각의 가입자 댁내에 위치하고 있다.

어느 홈 모뎀이나 정보 소스 분석기와, 현 통신 세션 동안 홈 모뎀에 연결된 정보 소스의 유형에 따라 송신 프레임을 변화시키는 프레임 제어 회로를 구비하고 있다.

SADSL 통신 시스템은 다수의 트위스트 쌍 전화 라인에 결합되는 중앙 오피스을 포함하고 있다. 중앙 오피스는 어느 홈 모뎀과도 동작할 수 있는 다수의 중앙 오피스을 포함하고 있다. 각각의 C.O 모뎀이 하나 이상의 고객을 지원할 수 있음에 주목해야 한다. 이러한 기능은 아날로그 집중 장치(concentrator)를 통해 C.O 모뎀을 가입자 라인에 접속함으로써 달성된다. 각각의 오피스 모뎀은 홈 모뎀형(home modem type)의 분석기와, 프레임 제어 회로, 그리고 비트율 어댑터를 갖고 있다. 오피스 모뎀은 이 오피스 모뎀에 현재 접속되어 있는 가입자의 정보 소스 유형과 홈 모뎀형에 따라 그 송신 프레임 구조와 업스트림/다운스트림 비트율을 변경한다. 오피스 모뎀의 개수는 가입자 라인의 개수보다 적다.

본 발명의 1 실시예에 따르면, 통신 시스템은 로컬 서버를 구비하고 있다. 로컬 서버는 다수의 트위스트 쌍 가입자 라인의 가입자 말단에 위치하고 있으며, 빌딩 혹은 전화 박스로 라우트(route)된다. 로컬 서버는 트위스트 쌍 가입자 라인에 연결되는 다수의 다운스트림 리피터를 포함하고 있다. 다운스트림 리피터는 다운스트림 신호를 증폭하고 트위스트 쌍 가입자 라인을 트위스트 쌍 데이터 라인 및 트위스트 또는 플랫 쌍 전화 라인으로 분할한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통신 시스템은 트위스트 쌍 가입자 라인에 결합된 다수의 업스트림 리피터를 포함하는 중앙 오피스를 포함한다. 업스트림 리피터는 업스트림 신호를 증폭하고 각각의 트위스트 쌍 가입자 라인을 다운스트림 데이터 라인, 업스트림 데이터 라인 및 트위스트 또는 플랫 쌍(flat pair) 전화 라인으로 분할한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통신 시스템은 트위스트 쌍 가입자 라인에 결합된 다수의 라인 리피터를 포함한다. 라인 리피터는 업스트림 신호 및 다운스트림 신호 레벨을 증폭한다. 라인 리피터는 동기화 블록에 결합된 프레임 제어 회로를 포함한다. 동기화 블록은 다운스트림 동기화 신호를 수신한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통신 시스템은 동일 트위스트 쌍에 접속된 가입자 단말 상의 수 개의 홈 모뎀을 포함한다. 모든 모뎀은 그 자신의 정보 소스에 접속된다. 모든 홈 모뎀은 정보 소스 분석기, 및 현재의 통신 세션 동안 홈 모뎀에 접속된 정보 소스의 유형에 따라 송신 프레임을 변경하는 프레임 제어 회로를 구비한다.

모든 홈 모뎀은 다른 능동(active) 홈 모뎀들에 대한 다른 송신 프레임들을 생성하는 슈퍼프레임 제어 회로를 포함한다.

수 개의 홈 모뎀의 슈퍼프레임 회로의 제어는 현재의 통신 세션에서 가입자 라인에 접속된 중앙 오피스 모뎀에 의해 이루어진다. 이것은 오피스 모뎀이 예컨대 제1 송신 프레임 동안 하나의 능동 홈 모뎀에, 그리고 제2 송신 프레임 동안 다른 능동 홈 모뎀에 데이터를 전송한다는 것을 의미한다. 슈퍼프레임은 예컨대 4개의 송신 프레임을 포함한다. 모든 송신 프레임은 접속된 정보 소스에 따라 3개의 동작 모드 중 한 모드로 동작할 수 있다. 슈퍼프레임의 제3 및 제4 프레임 전송 동안 능동 홈 모뎀들 간의 데이터 전송이 발생할 수 있다. 이것은 본 실시예의 SADSL 시스템이 DSL 서비스를 제공할 뿐만 아니라 홈 디지털 네트워크 기능, 즉 고객 구내 측에 위치한 유닛들 간의 통신 능력을 포함한다는 것을 의미한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통신 시스템은 가입자 단말에 하나 또는 수 개의 홈 모뎀 및 동일 트위스트 쌍에 접속된 디지털 전화 세트를 포함한다. 디지털 전화 세트는 PCM 또는 ADM 코덱, 및 동기화 블록에 결합된 프레임 제어 회로를 포함한다. 이 블록은 다운스트림 동기화 신호를 수신한다. 음성 신호는 PCM 또는 ADM 코덱에 의해 코딩되어 제어 데이터 및 동기화 신호를 위해 예약된 기간의 일부 동안에 전송된다.

본 발명의 중요한 기술적 이점은 홈 및 오피스 모뎀의 특징을 현재의 정보 소스의 특징에 적응시키는 SADSL의 능력을 포함한다. 이러한 이점은 가입자의 모든 요구를 만족시키는 간단한 홈 모뎀을 개발하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 또 다른 중요한 기술적 이점은 다른 유형의 홈 모뎀과 함께 동작할 수 있고 많은 다른 다운스트림 및 업스트림 데이터 비트율을 지원할 수 있는 SADSL의 능력을 포함한다.

SADSL 통신 시스템은 동시에 다수의 저가 홈 모뎀을 낮은 데이터 비트율로, 그리고 다수의 고가 홈 모뎀을 높은 데이터 비트율로 서비스할 수 있다.

본 발명의 또 다른 중요한 기술적 이점은 간단한 리피터를 이용하여 SADSL라인 신호를 증폭하고 분할할 수 있는 능력을 포함한다. SADSL 통신 시스템에서는 케이블의 길이 및 브리지 탭에 대한 제한이 없다. 실제로 기존 전화망의 모든 가입자가 SADSL 통신 시스템에 접속될 수 있다.

본 발명의 또 다른 중요한 기술적 이점은 적은 수의 오피스 모뎀으로 다수의 가입자 홈 모뎀에 서비스를 제공할 수 있는 능력을 포함한다. 이러한 이점은 SADSL 시스템이 기존 ADSL 시스템보다 많은 경제적 해답을 제공하게 한다.

본 발명의 또 다른 중요한 기술적 이점은 동일한 홈 모뎀에 의해 DSL 서비스 및 홈 디지털 네트워킹 서비스를 동시에 제공할 수 있는 능력을 포함한다.

본 발명의 또 다른 중요한 기술적 이점은 DSL 및 POTS 서비스에 사용되는 동일 트위스트 쌍 상에서 디지털 전화 서비스를 제공할 수 있는 능력을 포함한다. 본 발명은 라인 코드에 독립적이라는 점에 유의해야 한다. 본 발명은 PAM 등과 같은 기저 대역 변조, QAM 또는 CAP 등과 같은 단일 캐리어 변조 또는 이산 멀티 톤(DMT) 등과 같은 멀티 캐리어 변조와 관련된다.

본 발명의 중요한 한 실시예는 현재의 ADSL 표준의 소정의 변형에 기초한다. 이 변형은 일본 시장에서 정한 특수 표준이며 G.dmt annex C 로 알려져 있다. 이러한 표준에 대한 몇몇 근소한 변형은 본 발명의 구현을 위한 기초를 설정할 수 있다.

도 1은 가입자(22)에게 전화 및 데이터 서비스를 제공하는 통신 시스템(20)을 나타낸다. 가입자(22)는 데이터 통신용의 로컬 데이터 라인(26) 및 전화 통신용의 로컬 전화 라인(28)을 통해 로컬 서버(24)에 결합된다. 로컬 데이터 라인(26) 및 로컬 전화 라인(28)은 트위스트 쌍 또는 플랫 쌍을 사용할 수 있다. 중앙 오피스(30)가 트위스트 쌍 가입자 라인(32)을 이용하여 로컬 서버(24)에 결합된다. 가입자 라인(32)은 동시에 전화 및 데이터 서비스를 지원한다.

가입자(22)는 전화(34) 및 홈 모뎀(36)을 포함한다. 전화(34)는 로컬 전화 라인(28)에 결합된다. 홈 모뎀(36)은 로컬 데이터 라인(26)에 결합된다. 전화(34)는 통상의 전화 송수신기, 또는 전화 라인(28)을 통한 음성 통신을 허용하는 임의의 다른 장치이다.

홈 모뎀(36)은 QAM 또는 DMT 변조 신호를 사용하여 통신 시스템(20)에서 데이터를 송수신한다. 홈 모뎀(36)은 3개의 정보 소스 그룹, 즉 대칭 그룹(38), 반비대칭 그룹(40), 비대칭 그룹(42)과 결합된다.

대칭 소스(38)는 업스트림 및 다운스트림 방향에 대해 동일한 중간 범위의 비트율을 갖는다. 이러한 소스의 일례는 비디오 폰이다. 반 비대칭 소스(40)는높은 비트율의 다운스트림을 수신하여 낮은 비트율의 업스트림을 생성한다. 이러한 소스의 일례는 인터넷에 접속된 개인용 컴퓨터이다. 비대칭 소스(42)는 높은 비트율의 다운스트림 데이터를 수신하여 매우 낮은 비트율의 출력 제어 신호만을 생성한다. 이러한 소스는 디지털 TV일 수 있다.

통신 시스템(20)은 로컬 서버(24)를 통해 다른 가입자(22)에 결합된 다수의 다른 트위스트 쌍 가입자 라인(32)을 포함한다. 통상의 실시예에서 중앙 오피스(30)는 일천의 가입자에게 전화 및 데이터 서비스를 제공한다. 로컬 서버(24)는 빌딩 안의 모든 가입자에게 전화 및 데이터 서비스를 제공하며, 가입자 수에 따라 다수의 다운스트림 리피터(44)를 포함한다. 다운스트림 리피터(44)는 중앙 오피스로부터 수신된 다운스트림 신호의 레벨을 증가시켜고, 데이터 및 전화 신호를 분할하며, 전화용의 데이터 및 로컬 전화 라인(28)을 위한 로컬 트위스트 쌍을 이용하여 이들을 가입자(22)에게 송신한다. 다운스트림 및 업스트림 라인 신호의 레벨을 증가시키는 라인 리피터(45)는 긴 가입자 라인(29, 31)에 포함될 수 있다.

중앙 오피스(30)는 가입자 라인(32)에 결합된 다수의 업스트림 리피터(46), 다수의 오피스 모뎀(58), 집중 장치(56), 전화 스위치(54) 및 네트워크 장치(72)를 포함한다.

업스트림 리피터(46)는 가입자(22)로부터 수신된 업스트림 신호의 레벨을 증가시키고, 데이터 및 전화 신호를 3개의 라인, 즉 전화 라인(48), 다운스트림 데이터 라인(50) 및 업스트림 데이터 라인(52)으로 분할한다.

전화 라인(48)은 전화 스위치(54)에 결합된다. 중앙 오피스(30)의 전화 스위치(54)는 가입자(22)에게 플레인 올드 전화 시스템(POTS) 서비스를 제공한다.

다운스트림 데이터 라인(50) 및 업스트림 데이터 라인(52)은 모뎀 업 라인(60) 및 모뎀 다운 라인(62)을 이용하여 다수의 오피스 모뎀(58)에 다수의 가입자(22)를 접속시키는 집중 장치(56)에 결합된다.

집중 장치(56)는 다수의 가입자(22)와 다수의 오피스 모뎀(58) 사이에 전기적 접속을 제공한다. 오피스 모뎀(58)의 수는 가입자(22)의 수보다 적다.

집중 장치(56)는 가입자(22)가 데이터 서비스를 원하는가를 판정하기 위한 오프훅(off-hook) 검출을 수행한다. 집중 장치(56) 내의 데이터 오프훅 검출기는 가입자(22)가 오피스 모뎀(58)에 접속되어야 하는지를 결정하기 위한 여러 방법 중 하나를 사용할 수 있다. 통신 서버(56) 내의 오프훅 검출기는 다이렉트 라인 전류, 전압, 전기적 톤, 데이터 링크 프레임, 또는 가입자(22)가 데이터 액세스를 필요로 하는지를 결정하기 위한 임의의 다른 프로토콜 또는 데이터 시퀀싱을 모니터링할 수 있다.

집중 장치를 통해 가입자 라인을 접속시키기 위한 다음의 트리거는 본 발명의 DMT(ADSL 기반) 구현을 위해 특히 중요하다:

·CPE 측으로부터 출력되는 적당한 활성화/서비스 요청 신호를 검출. ADSL 접속을 초기화하는데 이용되는 고유의 활성화/G.hs 신호를 검출하도록 설계된 단순 검출기가 이러한 검출을 행할 수 있다. 이 트리거는 ADSL 링크가 먼저 확립되었을 때 이용된다.

·업스트림 경로 상에서의 에너지 검출. 이 트리거는 양측이 동기화된 상태로 남아있을 때 기존의 링크를 재접속하는데 이용된다. 이 트리거 검출시의 데이터 전송은 거의 즉각적이고 리트레인(re-train) 프로세스를 필요로 하지 않는다.

집중 세션은 다음과 같은 단계를 포함한다.

·상술한 바와 같이, CPE측으로부터 출력되는 특정 활성화 신호의 검출.

·집중 장치를 통해 활성화 라인에 C.O 모뎀을 할당.

·라인 상에서 "비활성화 (no activity)"의 검출시, 예컨대, 특정의 선정된 기간 중에 유휴(idle) 셀을 수신한 경우 -CO 측에서의 라인의 임시 비접속.

·임시 비접속 기간 동안, CPE와 C.O 모뎀 간의 동기화 유지. 이 동기화는 장기간 리트레인 프로세스에 대한 필요를 없앤다. 이는 임시 비접속 시간 중에라도, 파일럿 톤(DMT 실현)의 연속적인 전송에 의해 실현됨.

·활성화 검출시, 활성화 선은 집중 장치를 통해 임의의 이용 가능한 CO 모뎀에 재접속될 것임. 데이터 접속은, 라인 파라미터가 이미 알려져 있고 시스템에 저장되어 있기 때문에 재구축될 것임.

임시 비접속 기간 중에 동기화를 허용하기 위해, 동일한 집중 장치에 접속된 모든 C.O 모뎀은 동일한 클럭 소스를 이용한다. DMT 라인 코드가 사용되면, 하나의 소스로부터 집중 장치에서 파일럿 톤이 발생되어 라인 전체에 분배될 것이다. C.O 모뎀은 정규의 동작 동안 파일럿 톤을 발생시키지 않고, 대신에 파일럿 캐리어가 항상 집중 장치에 부가될 것이다. 중앙 오피스(30)는 데이터 라인(74)에 의해 오피스 모뎀(58)과 결합되고 네트워크 라인(78)에 의해 데이터 네트워크(76)와 결합된 네트워크 장치(62)를 포함한다.

통신 시스템(20)의 일 실시예는 업스트림 및 다운스트림 라인 신호를 송신하기 위한 QAM 또는 CAP 변조를 이용한다. 필요한 비트율에 따라 라인 4개 레벨의 라인 신호가 있다.

a. 레벨 1은 업스트림 및 다운스트림을 위한 QAM 4 변조를 이용한다.

b. 레벨 2는 업스트림 및 다운스트림을 위한 QAM 16 변조를 이용한다.

c. 레벨 3은 업스트림 및 다운스트림을 위한 QAM 64 변조를 이용한다.

d. 레벨 4는 업스트림 및 다운스트림을 위한 QAM256 변조를 이용한다.

오피스 모뎀(58)은 4개 레벨의 라인 신호에서 동작할 수 있다. 오피스 모뎀(58)의 라인 신호의 현재 레벨은 현재 통신 사이클에서 가입자에 의해 접속되었던 홈 모뎀(36)의 종류에 의존한다. 홈 모뎀(36)은 다를 수 있고 하나 또는 수개 레벨의 라인 신호를 지원할 수 있다.

가장 단순한 홈 모뎀 등급(grade) 1은 레벨 1만을 지원한다.

홈 모뎀 등급 2는 레벨 1 및 레벨 2를 지원한다.

홈 모뎀 등급 3은 레벨 1, 레벨 2, 레벨 3을 지원한다.

홈 모뎀 등급 4는 전체 4개 레벨의 라인 신호를 지원한다.

통신 시스템(20)의 다른 실시예는 업스트림 및 다운스트림 데이터 이송 셀(90)의 송신을 위한 DMT 변조 및 동기화 워드(88), 프레임 제어 워드(89) 및 확인 워드(92)의 송신을 위한 QAM 변조를 이용한다. DMT의 모든 톤은 QAM4, QAM16, QAM64, 및 QAM256에 의해 변조될 수 있다. 변조 타입에 따라서, 4개의 대응하는DMT 라인 신호 레벨이 있다.

통신 시스템(20)은 현재의 송신 세션에 대한 가입자에 의해 이용되었던 정보 소스 유형에 따라 3개의 동작 모드: 동작의 비대칭, 반 비대칭 및 대칭 모드를 갖는다. 동작 모드에 따라 3개의 가능한 송신 프레임이 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 비대칭 동작 모드의 경우에 대한 (QAM 홈 모뎀 등급 1 의) 송신 프레임 구조를 설명한다. 송신 프레임(80)은 일정한 4ms 기간을 갖고, 다운스트림 간격(interval)(82), 업스트림 간격(84) 및 갭(gap) 간격(86)을 포함한다. 다운스트림 간격(82)은 동기화 워드(SW)(88), 제어 워드(CW)(89) 및 다운스트림 데이터를 포함하는 후속하는 16개의 데이터 이송 셀(DTC)(90)을 포함한다. 업스트림 간격(84)은 확인(AK)(92)만을 포함한다. 갭 간격(GI)(86)은 다음 송신 프레임에 대한 가드(guard) 시간이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에서의 반 비대칭 동작 모드의 경우의 (QAM 홈 모뎀 등급 1의) 송신 프레임 구조를 설명한다. 이 모드 다운스트림 간격(82)은 SW(88), CW(89) 및 10 DTC(90)를 포함한다. 업스트림 간격(84)은 AK(92) 및 2 DTC(90)를 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에서의 대칭 동작 모드의 경우의 (QAM 홈 모뎀 등급 1의) 송신 프레임 구조를 설명한다. 이 모드에서는, 다운스트림 간격(82)이 SW(88), CW(89) 및 4DTC(90)를 포함한다. 업스트림 간격(84)은 AK(92) 및 4 DTC(90)를 포함한다.

도 5는 데이터 이송 셀(90)의 구조를 설명한다. 동기 전송 모드(STM)에서는, DTC(90)가 2개의 다운스트림 데이터 채널: ASO 및 AS1, 및 2개의 업스트림 데이터 채널: LS0 및 LS1을 지원한다. 이 모드에서는, DTC(9)는 제어 바이트, 4 바이트의 AS1/LS1 채널, 48 바이트의 AS0/LS0 채널 및 8 바이트의 Rid-Solomon 코드를 포함한다. 비동기 전송 모드(ATM)에서는, DCT(90)가 53 바이트의 ATM 셀 및 8 바이트의 Rid-Solomon 코드를 포함한다. 통신 시스템(20)은 동작 모드와 현재 데이터 비트율에 대응하는 제어 워드(89) 및 확인(92)에 대해 동일한 동기화 워드(SW)(88) 및 서로 다른 코드를 이용한다. 제어 워드(CW)(89)는 가입자 라인에 접속된 모든 장치(홈 모뎀, 오피스 모뎀, 리피터)에 현재 송신 프레임에서 시스템이 동작해야 하는 동작 모드 및 어떤 유형(등급)의 홈 모뎀이 가입자단에 접속되어야 하는지에 대해 통보한다.

프레임 동기화 워드(88), 제어 워드(89) 및 확인(92)이 모뎀의 임의의 등급에 대해 최저의 변조(QAM4) 레벨로 송신된다. 데이터 이송 셀(90)은 레벨 1의 경우 QAM4, 레벨 2의 경우 QAM16, 레벨 3의 경우 QAM64 및 레벨 4의 경우 QAM256으로 송신된다.

표 1은 서로 다른 동작 모드에 대한 본 발명의 일 실시예에서의 QAM 업스트림 및 다운스트림 DTC(90)의 수를 도시한다. 이 데이터는 송신 프레임의 4ms 기간, 다운스트림 1080㎑의 심볼 클럭 및 업스트림 360㎑의 심볼 클럭에 대하여 계산하였다.

QAM SADSL 송신 프레임에서의 DTC의 수

모드	비대칭	반 비대칭	대칭
변조	업	다운	업	다운	업	다운
QAM 4	0	16	2	10	4	4
QAM 16	0	32	4	20	8	8
QAM 64	0	48	6	30	12	12
QAM 256	0	64	8	40	16	16

표 2는 본 발명이 일 실시예에서의 통신 시스템(20)(ATM 셀)에서의 송신 성능을 도시한다. 이 데이터는 송신 프레임의 기간 4ms, 다운스트림의 심볼 클럭 1080㎑ 및 업스트림의 심볼 클럭 360㎑에 대하여 산출하였다.

ATM 셀/초 에서의 QAM SADSL 시스템 송신 성능

모드	비대칭	반 비대칭	대칭
변조	업	다운	업	다운	업	다운
QAM 4	0	4000	500	2500	1000	1000
QAM 16	0	8000	1000	5000	2000	2000
QAM 64	0	12000	1500	7500	3000	3000
QAM 256	0	16000	2000	10000	4000	4000

표 3은 본 발명의 일 실시예에서의 (STM 모드에서의) 통신 시스템(20)의 송신 성능을 도시한다. 이 데이터는 송신 프레임 기간 4ms, 다운스트림의 심볼 클럭 1080㎑ 및 업스트림 심볼 클럭 360㎑에 대하여 산출되었다.

QAM SADSL 시스템 송신 성능(STM)(kbps)

모드	비대칭	반 비대칭	대칭
변조	업	다운	업	다운	업	다운
		ASO+AS1	LSO+LS1	ASO+AS1	LSO+LS1	AS0+AS1
QAM 4	0	1536+128	192+16	960+80	384+32	384+32
QAM 16	0	3072+256	384+32	1920+160	768+64	768+64
QAM 64	0	4608+384	512+48	2880+240	1152+96	1152+96
QAM 256	0	6144+512	768+64	3840+320	1536+128	1536+128

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예의 비대칭 동작 모드에 대한 (DMT 홈 모뎀 등급 1의) 송신 프레임 구조를 설명한다. 송신 프레임(80)은 일정한 4ms 기간을갖고 다운스트림 간격(82), 업스트림 간격(84), 및 갭 간격(86)을 포함한다. 다운스트림 간격(82)은 동기화 워드(SW)(88), 제어 워드(CW)(89) 및 다운스트림 데이터를 포함하는 후속하는 24개의 데이터 이송 셀(DTC)(90)을 포함한다. 업스트림 간격(84)은 확인(AK)(92)만을 포함한다. 갭 간격(GI)(86)은 다음 송신 프레임의 방어(defense)에 사용된다. 모든 DTC(90)는 QAM4와 함께 244개의 톤을 사용하는 DMT 변조에 의해 코딩된다. 모든 다운스트림 DTC(90)는 하나의 125㎲ DMT 심볼로 변환되고, 모든 업스트림 DTC는 하나의 375㎲ DMT 심볼로 변환된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에서의 반 비대칭 동작 모드에 대한 (DMT 홈 모뎀 등급 1의) 송신 프레임 구조를 설명한다. 이 모드에서는, 다운스트림 간격(82)이 SW(88), CW(89) 및 15 DTC(90)를 포함한다. 업스트림 간격(84)은 AK(92) 및 3 DTC(90)를 포함한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에서의 대칭 동작 모드에 대한 (DMT 홈 모뎀 등급 1)의 송신 프레임 구조를 설명한다. 이 모드에서는, 다운스트림 간격(82)이 SW(88), CW(89) 및 6 DTC(90)를 포함한다. 업스트림 간격(84)은 AK(92) 및 6 DTC(90)를 포함한다.

통신 시스템(20)은 동일한 프레임 동기화 워드(SW)(88) 및 제어 워드(89)에 대한 서로 다른 코드를 이용하고, 확인(92)은 동작 모드 및 현재의 데이터 비트율에 대응한다. 제어 워드(CW)(89)는 가입자 라인에 접속된 모든 장치 (홈 모뎀, 오피스 모뎀, 리피터)에 현재 송신 프레임에서 동작해야할 동작 모드 및 어떤 유형(등급)의 홈 모뎀을 가입자단에 접속해야 하는지를 통보한다.

프레임 동기화 워드(88), 제어 워드(89) 및 확인 워드(92)는 임의의 등급의 모뎀에 대하여 QAM4에 의해 송신된다. 데이터 이송 셀(90)은 레벨 1에 대해 QAM4, 레벨 2에 대해 QAM16, 레벨 3에 대해 QAM64 및 레벨 4에 대해 QAM256에 의해 244개의 톤을 이용하는 DMT로 전송된다.

표 4는 서로 다른 동작 모드에 대한 본 발명의 다른 실시예에서의 DMT 업스트림 및 다운스트림 DTC(90)의 수를 도시한다. 이 데이터는 송신 프레임의 4ms 지속 시간동안 계산되었다.

DMT SADSL 전송에서의 DTC 수

모드	비대칭	반 비대칭	대칭
변조	업	다운	업	다운	업	다운
DMT 4	0	24	3	15	6	6
DMT 16	0	48	6	30	12	12
DMT64	0	72	9	45	18	18
DMT256	0	96	12	60	24	24

표 5는 본 발명의 DMT 실시예에서 (ATM 셀에서의) 통신 시스템(20)의 전송 성능을 도시한다. 이 데이터는 송신 프레임의 4ms 지속 시간동안 계산되었다.

ATM 셀/초의 DMT SADSL 시스템 송신 성능

모드	비대칭	반 비대칭	대칭
변조	업	다운	업	업	다운
DMT 4	0	6000	750	3750	1500	1500
DMT 16	0	12000	1500	7500	3000	3000
DMT 64	0	18000	2250	11250	4500	4500
DMT 256	0	24000	3000	15000	6000	6000

표 6은 본 발명의 DMT 실시예에서 (STM 셀에서의) 통신 시스템(20)의 송신 성능을 도시한다. 이 데이터는 송신 프레임의 4ms 지속 시간동안 계산되었다.

DMT SADSL 시스템 송신 성능(STM)(kbps)

모드	비대칭	반 비대칭	대칭
변조	업	다운	업	다운	업	다운
		AS0+AS1	LS0+LS1	AS0+AS1	LS0+LS1	AS0+AS1
DMT 4	0	2304+192	288+24	1440+120	576+48	576+48
DMT 16	0	4608+384	576+48	2880+240	1152+96	1152+96
DMT 64	0	6912+576	864+72	4320+360	1728+144	1728+144
DMT 256	0	9216+768	1152+96	5760+480	2304+192	2304+192

도 9는 본 발명의 하나의 실시예에서의 홈 모뎀(36)을 보다 상세하게 도시하는 도면이다.

홈 모뎀(36)은 트위스트 쌍(26)에 접속된 라인 변압기(100), 변압기(100) 및 QAM 변조기(104)에 결합된 업스트림 증폭기(102), 변압기(100) 및 QAM 복조기(108)에 결합된 다운스트림 증폭기(106), QAM 복조기(108) 및 프레임 제어 회로(112)에 결합된 프레임 동기 장치(110), QAM 변조기(104) 및 QAM 복조기(108)에 접속된 디지털 인터페이스(122), 및 확인 발생기(118)에 접속된 정보 소스 분석기(120)를 포함한다. 정보 소스 분석기(120) 및 디지털 인터페이스(122)는 디지털 라인(128)에 의해 대칭 정보 소스(38)에 결합되고 디지털 라인(130)에 의해 반 비대칭 정보 소스(40)에, 디지털 라인(132)에 의해 비대칭 정보 소스(42)에 결합된다. 확인 발생기(118)는 QAM 변조기(104)에 결합된다.

트위스트 쌍(26)으로부터 수신된 다운스트림 신호는 QAM 복조기(108)에 의해 변환된다. 디코딩된 다운스트림 데이터의 이진 시퀀스는 프레임 동기 장치(110) 및 디지털 인터페이스(122)에 전송된다. 디지털 인터페이스(122)는 다운스트림 데이터 이송 셀을 디코딩하고 정보 소스(38, 40, 42)와의 통신을 제공한다. 디지털인터페이스(122)는 PCI 버스, ISA 버스, 또는 입력/출력 성능을 정보 소스에 제공하는 임의의 다른 적당한 기술로서 다양한 서로 다른 프로토콜의 교환을 지원한다. 프레임 동기 장치(110)는 다운스트림 신호로부터 다운스트림 및 업스트림 심볼 클럭을 생성하고, 중앙 오피스(30)에 의해 전송된 프레임 동기화 워드(88) 및 중앙 워드(89)를 검출한다.

프레임 동기 장치(110)는 수신된 제어 워드(89)에 따라, 도 2, 도 3, 도 4에 따른 송신 프레임 구조를 변경시키는 프레임 제어 회로(112)에 접속된다. 프레임 제어 회로(112)는 현재 동작 모드에 따라 다운스트림 증폭기(102) 및 업스트립 증폭기(106)를 턴 온/오프하고, 변압기(100)의 초기 와인딩(winding)의 중간 지점에 접속된 제어 라인(134)를 이용하여, 대응하는 제어 신호를 다운스트림 리피터(44)에 전송한다.

업스트림 데이터는 정보 소스 라인(128, 130, 132)중 하나로부터 업스트림 데이터를 이송 셀(90)로 변환시키는 디지털 인터페이스 블럭(122)에 라우트된다. 확인 발생기(118)는 이송 셀 데이터 확인 워드(92)를 부가한다. 업스트림 이진 데이터는 업스트림 증폭기(102)에 접속된 QAM 변조기(104)에 의해 QAM 라인 심볼로 변환된다. 업스트림 증폭기(102)는 업스트림 QAM 라인 신호를 트위스트 쌍(26)에 전송한다.

통신 시스템(20)은 가장 간단한 홈 모뎀 등급 1에서 가장 복잡한 홈 모뎀 등급 4까지 다수의 서로 다른 홈 모뎀(36)을 동시에 서비스할 수 있다. 복잡한 홈 모뎀의 프레임 동기 장치(110)는 제어 라인(103)에 의해 QAM 변조기(104)에, 제어라인(107)에 의해 QAM 복조기(108)에 접속된다. QAM 변조기(104) 및 QAM 복조기(108) 모두는 동기 장치(110)에 의해 수신된 현재 제어 워드(89)에 따라 QAM4 또는 QAM16 또는 QAM64 또는 QAM256 변조를 지원한다.

도 10은 다운스트림 리피터(44)를 보다 상세히 도시한다. 다운스트림 리피터(44)는 다운스트림 증폭기(206) 및 업스트림 버퍼(208)로의 로컬 데이터 라인(26)에 결합된 로컬 변압기(200)를 포함한다. 변압기(200)의 초기 와인딩의 중간 지점은 제어 라인(218)에 의해 프레임 제어 회로(210)에 결합된다. 프레임 제어 회로(210)는 업스트림 버퍼(208)의 인에이블 입력(214) 및 다운스트림 증폭기(206)의 인에이블 입력(216)에 접속된다. 저역 통과 필터(202)는 로컬 전화 라인(28) 및 라인 변압기(204)에 접속된다. 라인 변압기(204)는 업스트림 버퍼(208)의 출력, 다운스트림 증폭기(206)의 입력 및 트위스트 쌍 가입자 라인(32)에 결합된다. 프레임 제어 회로(210)는 제어 라인(218) 상의 신호에 따라 다운스트림 증폭기(206) 및 업스트림 버퍼(208)을 스위치 온/오프한다. 이러한 프레임 제어 신호는 로컬 데이터 라인(26)에 의한 홈 모뎀으로부터 생긴다.

도 11은 라인 리피터(45)를 상세하게 도시하는 도면이다. 라인 리피터(45)는 우선 가입자로부터 저역 통과 필터(152), 업스트림 증폭기(154)의 입력 및 다운스트림 증폭기(156)의 출력에 라우트되는 트위스트 쌍(29)에 접속된 제1 변압기(150)를 포함한다. 제2 변압기(158)는 중앙 오피스로부터 저역 통과 필터(152), 업스트림 증폭기(154)의 입력 및 다운스트림 증폭기(156)의 출력에 라우트되는 트위스트 쌍(31)에 접속된다. QAM 복조기(160)는 제2 변압기(158) 및 프레임 동기 장치(162)에 결합된다. 프레임 제어 회로(164)는 프레임 동기 장치(162), 업스트림 증폭기(154)의 인에이블 입력(166) 및 다운스트림 증폭기(156)의 인에이블 입력(168)에 결합된다. QAM 복조기(160)는 트위스트 쌍(31)으로부터 수신된 다운스트림 신호를 변환시킨다. 디코딩된 다운스트림 데이터의 이진 시퀀스는 프레임 동기 장치(162)에 전송된다.

프레임 동기 장치(162)는 다운스트림 및 업스트림 심볼 클럭을 생성하고, 중앙 오피스(30)에 의해 전송된 프레임 동기화 워드(88) 및 중앙 워드(89)를 검출한다.

프레임 동기 장치(162)는 수신된 제어 워드(89)에 따라 도 2, 도 3, 및 도 4에 따른 송신 프레임 구조를 변경시키는 프레임 제어 회로(164)에 접속된다. 프레임 제어 회로(164)는 현재 동작 모드에 따라, 다운스트림 증폭기(156) 및 업스트림 증폭기(154)를 턴 온/오프한다.

도 12는 업스트림 리피터(46)를 상세하게 도시하는 도면이다. 업스트림 리피터(46)는 가입자 라인(32)에 접속된 라인 변압기(250), 라인 변압기(250) 및 전화 라인(48)에 접속된 저역 통과 필터(252), 라인 변압기(250) 및 업스트림 데이터 라인(52)에 접속된 업스트림 증폭기(254), 라인 변압기(250) 및 다운스트림 데이터 라인(50)에 접속된 다운스트림 버퍼(256), 및 업스트림 증폭기(254)의 인에이블 입력(260), 다운스트림 버퍼(256)의 인에이블 입력(262) 및 제어 라인(51)에 접속된 프레임 제어 회로(258)를 포함한다. 프레임 제어 블럭(258)은 집중 장치(56)를 통해 오피스 모뎀(58)으로부터 송신되는 프레임 제어 신호에 따라 다운스트림버퍼(256) 및 업스트림 버퍼(254)를 스위치 온/오프한다.

도 13은 업 데이터 라인(52)에 접속된 업스트림 증폭기(300) 및 다운 데이터 라인(50)에 접속된 다운스트림 증폭기(302)를 포함한다. 프레임 제어 회로(304)는 업스트림 증폭기(300)의 인에이블 입력(306) 및 다운스트림 증폭기(302)의 인에이블 입력(308) 및 제어 라인(51)에 결합된다. 업스트림 증폭기(300)의 출력은 QAM 복조기(310)의 입력 및 QAM 변조기(312)의 출력에 접속된 다운스트림 증폭기(302)의 입력에 접속된다. QAM 복조기(310)의 출력은 동기 장치(322), 비트율 어댑터(328) 및 확인 수신기(316)에 접속된다. 확인 수신기(316)는 프레임 프로세서(314) 및 홈 모뎀형(318)의 디코더에 접속된다. 프레임 프로세서(314)는 동기화 워드 발생기(330), 제어 워드 발생기(332) 및 프레임 제어 회로(304)에 결합된다. 프레임 프로세서(314)는 서비스 라인(86)을 이용하여 중앙 오피스 집중 장치(56)에 접속된다. 동기화 워드 발생기(330) 및 제어 워드 발생기(332)는 QAM 변조기(312)에 결합된다.

비트율 어댑터(328)는 QAM 변조기(312), QAM 복조기(310) 및 디지털 인터페이스(320)에 결합된다. 디지털 인터페이스(320)는 네트워크 데이터 라인(76)을 이용하여 네트워크 장치(72)에 결합된다. 발진기(315)는 프레임 프로세서(314)에 결합되고 다운스트림 클럭을 제공한다.

트위스트 쌍(52)으로부터 수신된 업스트림 신호는 QAM 복조기(310)에 의해 변환된다. 디코딩된 업스트림 데이터의 이진 시퀀스는 확인 수신기(316), 동기 장치(322) 및 비트율 어댑터(328)에 송신된다.

비트율 어댑터(328)는 수신된 업스트림 이송 셀(90)을 디코딩하고 이진 데이터를 디지털 인터페이스(320)에 전송한다. 디지털 인터페이스(320)는 네트워크 장치(72)와의 통신을 제공한다. 디지털 인터페이스(320)는 PCI 버스, ISA 버스, 또는 입력/출력 성능을 데이터 네트워드에 제공하는 임의의 다른 적당한 기술로서 다양한 서로 다른 프로토콜의 교환을 지원한다. 동기 장치(322)는 수신된 업스트림 신호로부터 업스트림 심볼 클럭을 생성한다.

확인 수신기(316)는 홈 모뎀으로부터 발행된 확인(92)을 디코딩하고 이를 홈 모뎀형의 디코더(320) 및 프레임 프로세서(314)에 전송한다.

홈 모뎀형의 디코더(318)는 수신된 확인을 분석하고 현재 시간에서의 오피스 모뎀(58)에 접속된 홈 모뎀의 특성에 대한 정보를 고정한다. 이러한 정보에 따르면, 홈 모뎀형의 디코더(318)는 비트율 어댑터(328), QAM 변조기(312) 및 QAM 복조기(310)를 스위치하여 변조의 대응 레벨 : QAM4 또는 QAM16 또는 QAM64 또는 QAM256 및 대응 업스트림 및 다운스트림 데이터 비트율을 지원한다.

프레임 프로세서(314)는 제어 신호를 동기화 워드 발생기(330), 제어 워드 발생기(332) 및 프레임 제어 회로(304)에 제공한다. 프레임 프로세서(314)는 홈 모뎀(36)에 의해 송출된 확인을 분석하고 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 송신 프레임 구조를 변경시킨다.

실제 프레임 구조는 현재 통신 세션에서 홈 모뎀(36)에 접속된 정보 소스 유형에 좌우된다. 프레임 제어 회로(304)는 프레임 프로세서(314)로부터 발행된 명령에 따라 다운스트림 증폭기(302) 및 업스트림 증폭기(314)를 스위치 온/오프하고제어 라인(51) 상에 업스트림 리피터 프레임 제어 신호를 제공한다.

도 14는 본 발명의 일실시예에서 SADSL 통신 시스템(20)의 동작을 도시하는 순서도이다. 집중 장치(56)의 경우, 홈 모뎀(36) 및 오피스 모뎀(58)은 대기 상태(400)에 있다. 집중 장치(56)는 훅-오프(hook-off) 검출기의 동작을 기다린다. 데이터 서비스의 필요를 검출한 때(410), 집중 장치(56)는 능동 가입자(22)와 이용가능한 오피스 모뎀(58)을 선택한다(402, 403). 집중 장치(56)는 직접 자신의 내부 중계기(relay)를 스위치하여 가입자와 선택된 오피스 모뎀(58) 사이를 적절하게 결합하게 한다.

결합이 확립될 때, 집중 장치(56)는 웨이크 업 신호를 선택된 오피스 모뎀(58)에 보내고(405), 오피스 모뎀(58)을 초기화 상태로 전이한다(411). 이 상태에서 오피스 모뎀(58)은 동작하기 시작하고 홈 모뎀(36)에 대칭 동작 모드에 대응하는 초기 송신 프레임(도 4)의 시퀀스를 보낸다(412). 초기 송신 프레임은 동기화 워드(88), 초기화 제어 워드 및 유휴 데이터 이송 셀(90)을 포함한다. 유휴 이송 셀은 QAM 또는 DMT 테스트 심볼의 특정 시퀀스를 포함한다.

대기 상태(400)의 홈 모뎀(36)은 다운스트림 신호를 기다리고(423) 그것의 프레임 제어 회로(112)는 홈 모뎀(36)의 다운스트림 증폭기(106)와 다운스트림 리피터(44)의 다운스트림 증폭기(206)상에 스위치한다. 초기화 프로세스 동안, 홈 모뎀(36)의 동기 장치(162)는 홈 모뎀의 다운스트림 및 업스트림 클럭을 트리밍하여 오피스 모뎀 및 홈 모뎀의 송신 프레임을 동기화한다(424). 동기 프로세스의 완료(425) 후에, 홈 모뎀(36)은 대칭 모드 동작(도 4)으로 스위치하고 오피스로 "동기 OK" 확인(426)을 보낸다. 이 확인(413)을 디코딩할 때, 오피스 모뎀(58)은 "홈 모뎀 검출형" 스터디(syudy)으로 스위치한다. 이 스터디 오피스에서 모뎀(58)은 홈 모뎀(36)에 요청을 보내고 "모뎀형" 확인(427)을 수신한다. 홈 모뎀 디코더(326)형은 수신된 확인을 분석하고 현재 통신 사이클에서 오피스 모뎀(58)에 접속된 홈 모뎀(36)형과 대응하는 오피스 모뎀(58)의 QAM 변조기(312) 및 QAM 복조기(310)를 스위칭한다. 동시에, 디코더(326)는 비트율 어댑터(328) 특성을 스위칭하여 홈 모뎀(36)과 오피스 모뎀(58)의 비트율을 적응시킨다. 초기화 프로세스의 다음 스터디는 트리밍(trimming)(428)이다. 이는 중앙 오피스로부터 제어 워드(89)의 "트리밍 개시"(415)를 수신한 때 시작한다. 이 스터디에서 홈 모뎀(36)의 다운스트림 증폭기(106)와 오피스 모뎀(58)의 업스트림 증폭기(300)의 이득과 주파수 특성이 QAM 또는 DMT 테스트 심볼을 이용하여 트리밍된다. 트리밍 프로세스의 완료시에, 홈 모뎀(36)은 오피스 모뎀에 "트리밍 OK" 확인을 보낸다(429). "트리밍 OK" 확인(416)의 수신시에, 오피스 모뎀(58)은 홈 모뎀에 "개시" 제어 워드를 보낸다(417). 이 명령에 따라서, 홈 모뎀(36)은 정보 소스(대칭, 반 비대칭 또는 비대칭)가 데이터 액세스를 기다리는지를 조사하는 정보 소스 분석기(120)를 턴 온한다. "소스형"에 응답하여, 확인 워드(92)는 오피스 모뎀에 보내진다(430). 수신된 "소스형 확인"에 따라서, 오피스 모뎀(58)은 "송신 프레임 제어 워드"에 대응하여 발생한다(418). "송신 프레임 제어 워드(89)"의 수신 후에, 가입자 라인에 접속된 모든 장치(오피스 모뎀, 홈 모뎀, 리피터)는 프레임 제어 회로에 의해 생성된 송신 프레임 구조를 변화시키고 다음 프레임으로부터 시작한다(431). 프레임 구조의 변화시, 오피스 모뎀은 "액세스 인에이블" 제어 워드를 보낸다(419). 다음 스터디는 가입자 정보 소스와 네트워크 장치 사이의 정보 교환이다(420). 통신 교환이 완료(407)된 후, 집중 장치(56)는 오피스 모뎀(58)에 중지 명령을 보내고(408), 오피스 모뎀(58)은 홈 모뎀(36)에 "중지 제어 워드"를 보내고(421), 홈 모뎀(36)은 "중지 확인"(432)을 복귀하고, 홈 모뎀은 대기 상태(400)로 되돌린다. 오피스 모뎀(58)은 통신 세션이 종료되는 것을 집중 장치(56)에 알린다(422). 집중 장치는 오피스 모뎀은 대기 상태에 놓고(409) 대응하는 업스트림 리피터로부터 오피스 모뎀을 단절한다(410).

도 15는 동시에 전화, DSL 및 홈 네트워크 서비스를 가입자(22)에게 제공하는 통신 시스템(500)을 도시한다. 가입자(22)는 트위스트 쌍 가입자 라인(32)을 이용하여 중앙 오피스(30)에 결합된다. 가입자 라인(32)은 동시에 전화 및, 중앙 오피스(30)와 가입자(22) 사이에 데이터 서비스를 지원한다. 가입자(22)는 전화(34)와 다수의 홈 모뎀(505)을 포함한다. 전화(34)는 저역 통과 필터(501)에 의해 트위스트 쌍 가입자 라인(32)에 결합되고, 음성 대역폭에서 소음을 감소시킨다. 여러 홈 모뎀(505)은 직접 가입자 라인(32)에 접속된다. 모든 홈 모뎀(505)은 QAM 또는 DMT 변조 신호를 이용한 데이터를 송신하고 수신한다. 모든 홈 모뎀(505)은 대칭, 반 비대칭 또는 비대칭일 수 있는 정보 소스(40)에 결합된다. 동일한 가입자 라인에 접속된 홈 모뎀(505)은 다른 종류일 수 있고 상술한 바와 같이 하나 또는 여러 레벨의 라인 신호를 지원할 수 있다. 모든 홈 모뎀(505)은 중앙 오피스(30)에 또는 다른 홈 모뎀(505)에 접속될 수 있다. 통신 프로세스의 제어는 현재의 통신 사이클에서 가입자 라인(32)에 접속된 오피스 모뎀(509)에 의해 제공된다. 도 15에 도시된 통신 시스템(500)은 도 1에 도시된 통신 시스템과 동일한 방법을 이용하지만, 더 복잡한 송신 프레이밍을 이용한다. 이 프레이밍은 다수의 송신 프레임을 포함하는 슈퍼 프레임 구조를 포함한다. 각각의 송신 프레임은 오피스 모뎀과 다른 홈 모뎀 또는 또 다른 홈 모뎀 사이의 통신에 대해 독립적으로 이용될 수 있다.

도 16은 홈 모뎀(505)을 더 상세히 도시한다.

홈 모뎀(505)은 트위스트 쌍(32)에 접속된 라인 변압기(100), 변압기(100)와 QAM 변조기(104)에 결합된 업스트림 증폭기(102), 변압기(100)와 QAM 복조기(108)에 결합된 다운스트림 증폭기(106), QAM 복조기(108)와 프레임 제어 회로(112)에 결합된 프레임 동기 장치(110), QAM 변조기(104)와 QAM 복조기(108)에 결합된 디지털 인터페이스(122) 및 확인 발생기(118)에 결합된 정보 소스 분석기(120)를 포함한다. 정보 소스 분석기(120)와 디지털 인터페이스(122)는 디지털 라인(128)에 의해 대칭 정보 소스(38)에 결합되고, 디지털 라인(130)에 의해 반 비대칭 정보 소스(40)에 결합되고, 디지털 라인(132)에 의해 비대칭 정보 소스(42)에 결합된다. 확인 발생기(118)는 QAM 변조기(104)에 결합된다. 슈퍼프레임 동기 장치(506)는 프레임 동기 장치(110)와 프레임 제어 회로(112)에 접속된 슈퍼프레임 제어 회로(504)에 결합된다.

도 17은 오피스 모뎀(509)을 더 상세히 도시한다. 오피스 모뎀(509)은 업 데이터 라인(52)에 접속된 업스트림 증폭기(300)와 다운 데이터 라인(50)에 접속된다운스트림 증폭기(302)를 포함한다. 프레임 제어 회로(304)는 업스트림 증폭기(300)의 인에이블 입력(306)에, 다운스트림 증폭기(302)의 인에이블 입력 및 제어 라인(51)에 결합된다. 업스트림 증폭기(300)의 출력은 QAM 복조기(310)의 입력에 접속되고 다운스트림 증폭기(302)의 입력은 QAM 변조기(312)의 출력에 접속된다. QAM 복조기(310)의 출력은 동기 장치(322), 비트율 어댑터(328) 및 확인 수신기(316)에 접속된다. 확인 수신기(316)는 프레임 프로세서(314)와 홈 모뎀형의 디코더(318)에 접속된다. 프레임 프로세서(314)는 동기화 워드 발생기(330), 제어 워드 발생기(332), 및 프레임 제어 회로(304)에 결합된다. 프레임 프로세서(314)는 서비스 라인(86)을 이용하여 중앙 오피스 집중 장치(56)에 접속된다. 동기화 워드 발생기(330)와 제어 워드 발생기(332)는 QAM 변조기(312)에 결합된다. 비트율 어댑터(328)는 QAM 변조기(312), QAM 복조기(310) 및 디지털 인터페이스(320)에 결합된다. 디지털 인터페이스(320)는 네트워크 데이터 라인(76)을 이용하여 네트워크 장치(72)에 결합된다. 발진기(315)는 프레임 프로세서(314)에 결합되어 다운스트림 클럭을 제공한다. 슈퍼스트림 동기 장치(517)는 프레임 프로세서(334) 및,프레임 제어 회로(519)에 결합된 슈퍼프레임 제어 회로(519)에 결합된다. 오피스 모뎀(509)은 통신 세션의 초기에 오피스 모뎀(509)의 모든 블럭의 제어를 생성하는 초기화 프로세서(521)를 포함한다.

도 18은 슈퍼프레임 구조를 도시한다. 슈퍼프레임(503)은 상술한 바와 같이 4개의 송신 프레임(80)을 포함한다. 송신 프레임(80)은 다운스트림 간격(82), 업스트림 간격(84) 및 갭 간격(86)을 포함하는 4㎳의 일정 기간을 갖는다. 다운스트림 간격(82)은 동기화 워드(SW)(88), 제어 워드(CW)(89) 및 다운스트림 데이터를 포함하는 후속 데이터 이송 셀(DTC)(90)를 포함한다. 업스트림 간격(84)은 확인(AK)(92) 및 업스트림 데이터를 포함하는 후속 데이터 이송 셀(DTC)(90)을 포함한다. 갭 간격(GI)(86)은 다음 송신 프레임에 대한 가드(guard) 시간이다. 송신 프레임 0은 다른 동기화 워드(SF SW)(502)이고 슈퍼프레임 동기화에 이용된다. 슈퍼프레임은 16㎳의 일정한 기간을 갖는다. 슈퍼프레임(503)의 모든 송신 프레임(80)은 오피스 모뎀(509)과 4개까지의 홈 모뎀(505) 사이의 통신을 위해 또는 8개까지의 홈 모뎀(505) 사이의 통신을 위해 독립적으로 이용될 수 있다. 홈 모뎀들(홈 디지털 네트워크) 사이의 통신의 경우에, 하나의 송신 프레임(80)은 두 개의 홈 모뎀(505)에 서비스한다. 그것들 중 하나는 다운스트림 간격 동안 QAM 또는 DMT 신호를 송신하고 업스트림 간격 동안 QAM 또는 DMT 신호를 수신한다. 또 다른 홈 모뎀(505)은 업스트림 간격동안 QAM 또는 DMT 신호를 송신하고 다운스트림 간격 동안 QAM 또는 DMT 신호를 수신한다.

도 19는 동시에 DSL과 홈 디지털 네트워크 서비스를 제공하는 통신 시스템(500)의 타이밍도이다. 오피스 모뎀(509)은 슈퍼프레임(503)으로 동작하고 홈 모뎀 1(505), 홈 모뎀 2(505) 및 홈 모뎀 3(505)에 대한 동기를 생성한다. 모든 홈 모뎀은 시스템의 가입자 단에 동일한 트위스트 쌍으로 접속된다. 통신 시스템(500)은 송신 프레임 0과 송신 프레임 1 동안 홈 모뎀 1에 DSL 서비스를 제공한다. 송신 프레임 2와 송신 프레임 3 동안, 통신 시스템(500)은 홈 모뎀 2와 홈 모뎀 3 사이에 홈 디지털 네트워크 서비스를 제공한다.

오피스 모뎀(509)은 송신 프레임(80)의 다른 할당에 대해 가입자의 다른 홈 모뎀(505)으로 프로그램될 수 있다. 오피스 모뎀의 프로그래밍은 통신 세션의 초기에 프로세서(521)의 초기화에 의해 수행된다. 이 프로세스 동안 오피스 모뎀은 예컨데 능동 홈 모뎀과 능동 홈 모뎀이 필요로 하는 서비스 종류의 검출에 대한 수신된 신호를 분석하고, 프레이밍 구조가 최적화될 것을 정의하고, 이 홈 모뎀 동작 모드와 송신 프레임의 할당에 대해 각각의 능동 홈 모뎀 정보에 보낸다. 초기화 프로세스는 많은 버젼으로 구현될 수 있고 본 발명의 상세한 설명에서 설명하지 않는다.

도 20은 가입자(22)에게 디지털 전화, DSL 및 홈 네트워크 서비스를 동시에 제공하는 통신 시스템(600)을 도시한다. 가입자(22)는 트위스트 쌍 가입자 라인(32)을 이용하여 중앙 오피스(30)에 결합된다. 가입자 라인(32)은 디지털 전화 및, 중앙 오피스(30)와 가입자(22) 사이의 데이터 서비스를 동시에 지원한다. 가입자(22)는 디지털 전화 세트(601)과 다수의 홈 모뎀(505)을 포함한다. 디지털 전화 세트(601)와 여러 홈 모뎀(505)은 직접적으로 가입자 라인(32)에 접속된다. 모든 홈 모뎀(505)은 QAM 또는 DMT 변조된 신호를 이용하여 데이터를 송신하고 수신한다. 디지털 전화 세트(601)는 QAM 또는 DMT 라인 신호를 이용한 디지털 형태(이하, PCM - pulse code modulation 또는 ADM - adaptive delta modulation coding)로 음성 신호를 송신하고 수신한다. QAM 변조의 경우에, 음성 신호와 다이얼링 신호는 동기를 위해 할당된 일부 시간 동안에 송신되고 제어 신호는 다운스트림 간격 및 업스트림 간격의 확인을 위해 할당된 일부 시간동안에 송신된다. DMT변조의 경우에, 다이얼링 신호는 동일한 방식으로 송신되지만 음성 신호는 저 주파수 캐리어상의 데이터 다운스트림과 업스트림 간격에서 송신한다. 통신 시스템(600)의 중앙 오피스(30)는 오피스 모뎀(509)과 POTS의 프레임 중계기(605)에 접속된 PCM 또는 ADM 코덱(603)을 포함한다.

도 21은 디지털 전화 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 송신 프레임의 시간 구조를 도시한다. 송신 프레임(80)의 업스트림 및 다운스트림 간격은 전화 코드 워드(V)(607)를 포함한다. 전화 코드 워드는 음성 및 다이얼링 신호의 송신에 이용된다.

도 22는 QAM 애플리케이션의 디지털 전화 세트를 더 상세하게 도시한다. 디지털 전화 세트(601)는 트위스트 쌍(32)에 접속된 라인 변압기(100), 변압기(100)와 QAM 변조기(104)에 결합된 업스트림 증폭기(102). 변압기(100)와 QAM 복조기(108)에 결합된 다운스트림 증폭기(106), QAM 복조기(108)와 프레임 제어 회로(112)에 결합된 프레임 동기 장치(110), QAM 변조기(104)에 결합된 PCM 코더(106) 및 QAM 복조기(108)에 결합된 PCM 디코더(613)을 포함한다. 마이크로폰(615)은 PCM 코더(611)의 입력에 결합된다. 전화(617)는 PCM 디코더(613)의 출력에 결합된다. 다이얼링 및 시그널링 제어기(619)는 QAM 변조기(611), QAM 복조기(613), 프레임 동기 장치 및 다이얼링 키보드(621)에 결합된다. 전원(623)은 훅 오프 전화 상태동안에만 작동되고 디지털 전화 세트(601)의 모든 블럭에 전력을 공급한다. 전원(623)은 현재의 아날로그 전화 장치와 같이 중앙 오피스에 의해 공급된다. 현재, 많은 회사는 PCM 코더(611)와 PCM 디코더(613)를 포함하는 PCM 코덱(625)의 CMOS 집적 회로를 제조한다. 이러한 것들은 매우 싸고 마이크로파워 장치이다. 프레임 동기 장치(110), QAM 변조기(104), QAM 복조기(108), 프레임 제어 회로(112), 다이얼링 및 시그널링 제어기(619)는 CMOS ASIC 기술로 구현될 수 있다. 마지막으로 디지털 전화 세트(601)는 디지털 음성 통신을 위한 모든 필요한 기능을 제공하는 단 하나의 CMOS IC를 포함할 수 있다.

본 발명의 구현은 매우 쉽다. 소스 적응성 디지털 가입자 라인은 확장 ADSL 시스템에 기초하여 구현될 수 있다. 오늘날 DMT 신호를 이용하는 ADSL 기술은 널리 알려져 있으며, 텍사스 인스트루먼트, 아날로그 디바이스, 지멘스 등과 같은 전세계의 많은 반도체 회사들이 ADSL용의 DMT 신호 처리 및 아날로그 프론트 엔드 칩용의 칩셋을 제조하고 있다(리니어 테크놀로지, TI, 알카뗄, 아날로그 디바이스). DMT 처리를 위한 디지털 칩의 대부분은 본 방법에 따라 동작하도록 프로그램될 수 있는 DSP를 포함한다. SADSL은 주파수 대역 및 송신 레벨에서 기존의 ADSL과 완전히 호환된다. 이것은 SADSL 및 기존의 ADSL이 소정의 케이블 내에서 문제 없이 동작할 수 있다는 것을 의미한다. 더욱이, SADSL 또는 ADSL 홈 모뎀과 함께 동작할 수 있는 유니버셜 오피스 모뎀을 설계하는 것이 가능하게 된다. 가장 간단한 SADSL 모뎀은 TV 세트, 비디오 폰, HF 오디오 시스템 내에 포함될 수 있으며, 개인용 컴퓨터에 포함된 ADSL 모뎀에 접속된 소정의 가입자 라인 상에서 동작한다. 다른 관점에서 볼 때 리피터를 사용함으로써 장거리 가입자 라인에서의 SADSL에 대한 이점을 제공할 수 있다.

본 발명은 여러 실시예를 기반으로 설명되었지만 당업자에 의해 많은 변화 및 수정이 제안될 수 있으며, 본 발명은 특허청구범위의 사상 및 범위에 포함되는 모든 변화 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims

전화 케이블 상의 디지털 가입자 라인 통신 시스템에 있어서,

다수의 가입자 구내에 위치하고, 높은 비트율의 다운스트림 데이터를 수신하여 매우 낮은 비트율의 출력 제어 신호만을 생성하는 다수의 비대칭 정보 소스;

다수의 가입자 구내에 위치하고, 높은 비트율의 다운스트림 데이터를 수신하여 낮은 비트율의 업스트림 데이터를 생성하는 다수의 반 대칭(half-symmetrical) 정보 소스;

다수의 가입자 구내에 위치하고, 동일한 중간 비트율의 업스트림 데이터 및 다운스트림 데이터를 가진 다수의 대칭 정보 소스;

다수의 가입자 구내에 위치하여 동일 가입자에 위치한 다수의 다른 정보 소스에 결합된 다수의 다른 홈 모뎀 - 각각의 홈 모뎀은 프레임 합성기, 정보 소스 분석기, 확인신호 발생기, 및 현재 전송 사이클에서 상기 홈 모뎀에 접속된 정보 소스의 유형에 따라 상기 홈 모뎀의 송신 프레임을 변경하는 프레임 제어 회로를 구비함 - ;

다수의 홈 모뎀에 결합된 다수의 트위스트 쌍 가입자 라인 - 각각의 트위스트 쌍 가입자 라인은 로컬 루프를 형성함 - ; 및

다수의 트위스트 쌍 가입자 라인에 결합되고 다수의 오피스 모뎀을 포함하는 중앙 오피스 - 다수의 오피스 모뎀은 임의의 홈 모뎀과 함께 동작하며 집중 장치를 통해 다수의 가입자 라인에 접속되며, 각각의 오피스 모뎀은 프레임 합성기, 확인신호 수신기, 홈 모뎀형의 분석기, 프레임 제어 회로 및 비트율 어댑터를 포함하고, 상기 오피스 모뎀은 홈 모뎀형 및 오피스 모뎀에 현재 접속된 가입자의 정보 소스의 유형에 따라 자신의 송신 프레임 구조 및 업스트림/다운스트림 비트율을 변경함 -

를 포함하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

가입자 구내에 위치하여 동일 트위스트 쌍 가입자 라인에 접속되고 다수의 다른 정보 소스에 결합된 다수의 다른 홈 모뎀 - 각각의 홈 모뎀은 슈퍼프레임 합성기, 및 상기 오피스 모뎀으로부터 수신된 제어 신호에 따라 다른 홈 모뎀에 대해 다른 송신 프레임을 할당하는 슈퍼프레임 제어 회로를 구비함 -; 및

상기 중앙 오피스에 위치한 다수의 오피스 모뎀 - 각각의 오피스 모뎀은 슈퍼프레임 합성기, 슈퍼프레임 제어 회로 및 초기화 프로세서를 포함하며, 상기 오피스 모뎀은 가입자 단말에서 동일 트위스트 쌍에 접속된 다른 홈 모뎀에 대해 전송 슈퍼프레임의 다른 송신 프레임을 초기화 프로세스 동안에 할당하고, 상기 초기화 프로세스는 모든 통신 세션의 개시시에 상기 오피스 모뎀의 초기화 프로세서에 의해 생성됨 -

을 더 포함하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

가입자 구내에 위치하여 동일 트위스트 쌍 가입자 라인에 접속되고 다수의 다른 정보 소스에 결합된 다수의 홈 모뎀 - 각각의 홈 모뎀은 오피스 모뎀과의 통신을 위해 또는 동일 트위스트 쌍 가입자 라인에 결합된 다른 홈 모뎀과의 통신을 위해 상기 오피스 모뎀에 의해 프로그램될 수 있음 - ; 및

상기 중앙 오피스에 위치하고 슈퍼프레임 합성기, 슈퍼프레임 제어 회로 및 초기화 프로세서를 각각 포함하는 다수의 오피스 모뎀 - 상기 오피스 모뎀은 홈 모뎀과 상기 오피스 모뎀과의 통신을 위해 전송 슈퍼프레임의 하나 또는 여러 개의 송신 프레임을, 그리고 가입자 단말 상에서 동일 트위스트 쌍에 서로 접속된 홈 모뎀들의 통신을 위해 다른 송신 프레임을 초기화 프로세스 동안에 할당하며, 상기 초기화 프로세스는 모든 통신 세션의 개시시에 상기 오피스 모뎀의 초기화 프로세서에 의해 수행됨 -

을 더 포함하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

가입자 구내에 위치하여 동일 트위스트 쌍 가입자 라인에 접속되고 다수의 다른 정보 소스에 결합된 다수의 홈 모뎀;

가입자 구내에 위치하여 동일 트위스트 쌍 가입자 라인에 접속되고, 프레임 합성기, PCM 또는 ADM 코덱 및 다이얼링 및 시그날링 회로를 포함하는 디지털 전화 세트; 및

중앙 오피스에 위치하고, PCM 또는 ADM 코덱, 다이얼링 및 시그날링 회로 및프레임 합성기를 각각 구비한 다수의 오피스 모뎀

을 더 포함하는 통신 시스템.
제1항에 있어서,

빌딩 또는 전화 박스로 라우팅된 다수의 트위스트 쌍 가입자 라인의 가입자 단말 상에 위치한 로컬 서버를 더 포함하고, 상기 로컬 서버는 트위스트 쌍 가입자 라인에 결합된 다수의 다운스트림 리피터를 포함하며, 각각의 다운스트림 리피터는 다운스트림 신호를 증폭하고, 트위스트 쌍 가입자 라인을 트위스트 쌍 데이터 라인 및 트위스트 또는 플랫 쌍 전화 라인으로 분할하는 통신 시스템.
제2항에 있어서, 다운스트림 리피터를 구비한 로컬 서버를 더 포함하고, 각각의 다운스트림 리피터는 다운스트림 증폭기, 업스트림 버퍼, 및 트위스트 쌍 데이터 라인에 의해 홈 모뎀에 결합된 프레임 제어 회로를 포함하는 통신 시스템.
제1항에 있어서, 트위스트 쌍 가입자 라인에 결합된 다수의 업스트림 리피터를 포함하는 중앙 오피스를 더 포함하고, 각각의 업스트림 리피터는 업스트림 신호를 증폭하고, 트위스트 쌍 가입자 라인을 다운스트림 데이터 라인, 업스트림 데이터 라인 및 트위스트 또는 플랫 쌍 전화 라인으로 분할하는 통신 시스템.
제4항에 있어서, 업스트림 리피터를 구비한 중앙 오피스를 더 포함하고, 각각의 업스트림 리피터는 다운스트림 증폭기, 다운스트림 버퍼, 및 집중 장치에 의해 상기 오피스 모뎀에 결합된 프레임 제어 회로를 포함하는 통신 시스템.
제1항에 있어서, 트위스트 쌍 가입자 라인에 결합된 다수의 라인 리피터를 더 포함하고, 각각의 라인 리피터는 프레임 합성기, 다운스트림 증폭기, 업스트림 증폭기, 및 상기 프레임 합성기에 결합된 프레임 제어 회로를 포함하는 통신 시스템.
디지털 가입자 라인 통신 시스템에서 트위스트 전화 케이블 쌍을 이용하여 다운스트림 및 업스트림 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,

다운스트림 데이터를 고정 수의 비트를 각각 포함하는 데이터 전송 셀로 패킹하는 단계;

데이터 전송 셀을 QAM 또는 DMT 심볼의 다운스트림 데이터 블록으로 변환하여 QAM 심볼의 동기화 블록 및 QAM 심볼의 다운스트림 제어 블록을 생성하는 단계;

고정 지속 기간을 가진 송신 프레임의 다운스트림 기간 동안 다운스트림 비트율로 동기화 블록, QAM 심볼의 제어 블록, QAM 또는 DMT 심볼의 다운스트림 데이터 블록을 순차 전송하는 단계;

업스트림 데이터를 고정 수의 비트를 포함하는 데이터 전송 셀로 패킹하고, 데이터 전송 셀을 QAM 또는 DMT 심볼의 업스트림 데이터 블록으로 변환하여 QAM 변조 심볼의 업스트림 확인신호 블록을 생성하는 단계;

고정 지속 기간을 가진 송신 프레임의 업스트림 기간 동안 업스트림 확인신호 블록, QAM 또는 DMT 심볼의 업스트림 데이터 블록을 순차 전송하는 단계 -상기 업스트림 심볼 레이트는 다운스트림 심볼 레이트보다 수 배 작음-;

현재의 통신 세션에서 가입자 라인에 접속된 정보 소스의 유형에 따라 송신 프레임 구조를 변경하는 단계; 및

다운스트림 및 업스트림 타이밍 간격의 다른 지속 기간을 가진 3개의 다른 송신 프레임 구조, 즉 동일 다운스트림 및 업스트림 데이터 비트율에 대응하는 대칭 구조, 높은 다운스트림 데이터 비트율 및 낮은 업스트림 데이터 비트율에 대응하는 반 비대칭 구조, 및 매우 높은 다운스트림 데이터 비트율 및 매우 낮은 업스트림 데이터 비트율에 대응하는 비대칭 구조를 생성하는 단계

를 포함하는 방법.
제10항에 있어서,

다수의 송신 프레임을 슈퍼프레임으로 패킹하고 슈퍼프레임의 송신 프레임을 다른 통신 채널에 할당하는 단계;

각각의 통신 채널에 2개의 통신 장치를 할당하는 단계; 및

슈퍼프레임에 포함된 다수의 송신 프레임을 순차 전송하는 단계

를 더 포함하고,

각각의 송신 프레임이 동기화 블록, QAM 심볼의 제어 블록, 제1 통신 장치로부터의 다운스트림 데이터, 및 통신 채널에 할당된 제2 통신 장치로부터의 업스트림 데이터를 포함하는 방법.
제10항에 있어서,

QAM4의 심볼에 의해 동기화 워드, 제어 워드 및 확인신호 워드를 전송하는 단계;

동일 또는 다른 변조 유형을 가진 데이터 전송 셀을 전송하는 단계; 및

현재 통신 사이클에서 가입자 라인에 접속된 홈 모뎀의 유형에 따라 데이터 전송 셀 변조를 변경하는 단계

를 더 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 다운스트림 라인 신호의 제어 워드에 의해 가입자 라인에 접속된 장치(홈 모뎀, 오피스 모뎀 및 리피터)를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 홈 모뎀으로부터 다운스트림 리피터를 직접 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 오피스 모뎀으로부터 업스트림 리피터를 직접 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.