(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＳＴＮ、データ・ネットワーク、無線ネットワーク、衛星ネットワーク、ＣＡＴＶ、およびＡＴＭネットワークを含む通信ネットワークと、ＣＰＥとに、インタフェースするアクセス・モジュールとＣＰＥコネクタとを有し、前記ＣＰＥコネクタはＣＰＥとローカル・アクセスをインタフェースする共通バスとこのローカル・アクセスとの接続に適するＣＰＥを決定するバス制御部とを含む、汎用サービス・ネットワークを形成するアクセス・ネットワークにおいて、
前記アクセス・モジュールは、前記ローカル・アクセスと通信ネットワークをインタフェースする回線インタフェースと、ローカル・アクセスと接続するのに適切なネットワーク資源を決定するアクセス制御部を含むことを特徴とするアクセス・ネットワーク。
【請求項２】
複数のローカル・アクセスを介してＣＰＥコネクタと接続している複数のアクセス・モジュールを含み、
各アクセス・モジュールは、
前記ローカル・アクセス各々と通信ネットワークとをインタフェースする回線インタフェースと、
前記通信ネットワークとＣＰＥコネクタとを接続するのに適切なローカル・アクセスを決定するアクセス制御部と
を備えることを特徴とする請求項１記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項３】
前記通信ネットワークに接続された複数のアクセス・モジュールを含み、
各アクセス・モジュールは、アクセス・モジュール格納装置とアクセス・モジュール・プロセッサからなり、前記アクセス・モジュール間で前記通信ネットワークを介して、適切なＣＰＥ機能、ネットワーク資源、ユーザ嗜好、およびサービス・プロバイダに関する各アクセス・モジュール格納装置に格納された情報を交換することを特徴とする請求項１記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項４】
ＰＳＴＮ、データ・ネットワーク、無線ネットワーク、衛星ネットワーク、ＣＡＴＶ、およびＡＴＭネットワークを含む通信ネットワークと、ＣＰＥとに、インタフェースするアクセス・モジュールとＣＰＥコネクタとを有し、前記ＣＰＥコネクタはＣＰＥモデム機能を有し、ＣＰＥとローカル・アクセスをインタフェースし、汎用サービス・ネットワークを形成するアクセス・ネットワークにおいて、
前記アクセス・モジュールは、
回線インタフェースと前記通信ネットワークを接続する共通バスと、
サービスに対するトラヒックから情報内容を抽出するプロセッサと、
前記抽出された情報内容に応じて、回線インタフェースとネットワーク資源間をインタフェースするため、適切な回線インタフェースとネットワーク資源を決定するアクセス・モジュール・バス制御部とを備え、
前記回線インタフェースは、前記ローカル・アクセスを介して前記ＣＰＥモデム機能と通信するアクセス・モデム機能を含むことを特徴とするアクセス・ネットワーク。
【請求項５】
前記アクセス・モジュールは、さらに、アクセス・モジュール格納装置とアクセス・モジュール・プロセッサを備え、このアクセス・モジュール格納装置に格納された情報に基づいて、適切なＣＰＥ機能、ネットワーク資源、ユーザ嗜好、およびサービス・プロバイダの要求を決定することを特徴とする請求項４記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項６】
前記アクセス・モジュールは、通信ネットワーク使用レポートを管理し、提供するために、前記通信ネットワークの資源使用に関するデータを収容するアクセス・モジュール格納装置をさらに備えることを特徴とする請求項４記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項７】
複数のアクセス・モジュールが前記通信ネットワークに接続され、各アクセス・モジュールは、アクセス・モジュール格納装置とアクセス・モジュール・プロセッサからなり、前記アクセス・モジュール間で前記通信ネットワークを介して、適切なＣＰＥ機能、ネットワーク資源、ユーザ嗜好、およびサービス・プロバイダに関する各アクセス・モジュール格納装置に格納された情報を交換することを特徴とする請求項４記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項８】
複数のローカル・アクセスを介してＣＰＥコネクタと接続され、各アクセス・モジュールが、前記ローカル・アクセス各々と通信ネットワークとをインタフェースする回線インタフェースを含む複数のアクセス・モジュールをさらに備え、
前記アクセス・モジュールは、さらに、前記通信ネットワークとＣＰＥコネクタとを接続するのに適切なローカル・アクセスを決定するアクセス制御部を備えることを特徴とする請求項４記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項９】
前記アクセス・モジュール格納装置は、特定の通信ネットワークにユーザ・アクセスを接続するため、ユーザ・プロフィール・データと接続テーブルを収容し、この接続テーブルは、前記アクセス・モジュールにより、あるいはＣＰＥの要求によってダイナミックに更新できることを特徴とする請求項５記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１０】
複数のアクセス・モジュールが前記通信ネットワークに接続され、各アクセス・モジュールは、アクセス・モジュール格納装置とアクセス・モジュール・プロセッサからなり、前記アクセス・モジュール間で前記通信ネットワークを介して、適切なＣＰＥ機能、ネットワーク資源、ユーザ嗜好、およびサービス・プロバイダに関する各アクセス・モジュール格納装置に格納された情報を交換することを特徴とする請求項９記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１１】
前記アクセス・モジュール格納装置は、特定の通信ネットワークにユーザ・アクセスを接続するため、ユーザ・プロフィール・データと接続テーブルを収容し、この接続テーブルは、前記アクセス・モジュールにより、あるいはＣＰＥの要求によってダイナミックに更新できることを特徴とする請求項７記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１２】
前記アクセス・モジュール格納装置は、ユーザ・プロフィール・データと、特定の通信ネットワークへのユーザ・アクセスの接続に使う接続テーブルとを収容し、この接続テーブルは、前記アクセス・モジュールにより、あるいはＣＰＥの要求によってダイナミックに更新できることを特徴とする請求項８記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１３】
ＰＳＴＮ、データ・ネットワーク、無線ネットワーク、衛星ネットワーク、ＣＡＴＶ、およびＡＴＭネットワークを含む通信ネットワークと、ＣＰＥとに、インタフェースするアクセス・モジュールとＣＰＥコネクタとを有し、前記ＣＰＥコネクタはＣＰＥとローカル・アクセスをインタフェースする共通バスと、このローカル・アクセスとの接続に適するＣＰＥを決定するバス制御部とを含む、汎用サービス・ネットワークを形成するアクセス・ネットワークにおいて、
前記アクセス・モジュールは、共通バスとアクセス・モジュール・バス制御部とを含み、前記共通バスは、回線インタフェースと前記通信ネットワークを接続し、この前記回線インタフェースは、前記ローカル・アクセスを介してＣＰＥモデム機能と通信するアクセス・モデム機能を有し、前記アクセス・モジュール・バス制御部は、抽出された情報内容に応じて、回線インタフェースとネットワーク資源間をインタフェースするため、適切な回線インタフェースとネットワーク資源を決定することを特徴とするアクセス・ネットワーク。
【請求項１４】
前記アクセス・モジュールは、さらに、格納装置とプロセッサを備え、この格納装置に格納された情報に基づいて、適切なＣＰＥ機能、ネットワーク資源、ユーザ嗜好、およびサービス・プロバイダの要求を決定することを特徴とする請求項１３記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１５】
前記アクセス・モジュールは、前記ネットワークを管理し、ネットワーク使用レポートを提供するため、格納装置とプロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項１３記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１６】
複数のローカル・アクセスを介してＣＰＥコネクタと接続される複数のアクセス・モジュールをさらに備え、前記各アクセス・モジュールは、前記ローカル・アクセス各々と通信ネットワークとをインタフェースする回線インタフェースを含み、
前記アクセス・モジュールは、さらに、前記通信ネットワークとＣＰＥコネクタとを接続するのに適切なローカル・アクセスを決定するアクセス制御部を備えることを特徴とする請求項１４記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１７】
複数のアクセス・モジュールが前記通信ネットワークに接続され、各アクセス・モジュールは、アクセス・モジュール格納装置とアクセス・モジュール・プロセッサからなり、前記アクセス・モジュール間で前記通信ネットワークを介して、適切なＣＰＥ機能、ネットワーク資源、ユーザ嗜好、およびサービス・プロバイダに関する各アクセス・モジュール格納装置に格納された情報を交換することを特徴とする請求項１４記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１８】
前記アクセス・モジュール格納装置は、特定の通信ネットワークにユーザ・アクセスを接続するため、ユーザ・プロフィール・データと接続テーブルを収容し、この接続テーブルは、前記アクセス・モジュールにより、あるいはＣＰＥの要求によってダイナミックに更新できることを特徴とする請求項１４記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項１９】
前記アクセス・モジュール格納装置は、特定の通信ネットワークにユーザ・アクセスを接続するため、ユーザ・プロフィール・データと接続テーブルを収容し、この接続テーブルは、前記アクセス・モジュールにより、あるいはＣＰＥの要求によってダイナミックに更新できることを特徴とする請求項１６記載のアクセス・ネットワーク。
【請求項２０】
前記アクセス・モジュール格納装置は、特定の通信ネットワークにユーザ・アクセスを接続するため、ユーザ・プロフィール・データと接続テーブルを収容し、この接続テーブルは、前記アクセス・モジュールにより、あるいはＣＰＥの要求によってダイナミックに更新できることを特徴とする請求項１７記載のアクセス・ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は、複数の電気通信ネットワークを包含する汎用サービス・ネットワークを形成できるマルチサービス・アクセス・プラットフォームに関するものである。本発明は、特に、複数のＣＰＥが、これら複数の電気通信ネットワークの任意のネットワークを用いた複数のサービス・プロバイダが提供する、どのサービスをもアクセスできるようにするマルチサービス・プラットフォームに関するものである。
関連出願
１９９５年８月１７日に出願された、同時係属出願である米国特許出願第０８／５１６，２６９号、フッサニーニュ等（Ｆｏｃｓａｎｅａｎｕ）による「マルチサービス環境における電気通信ネットワークへのアクセス」
１９９６年１１月７日に出願された、同時係属出願である米国特許出願第０８／７４５，１７１号、ゴヒーン等（Ｇｏｈｅｅｎ）による「マルチサービス環境における電気通信ネットワークへのアクセス」
従来の技術
ファクシミリ装置、および他の、データを取り扱う顧客宅内装置は、事務所だけでなく、個々の家庭にも数多く導入されている。多くの家庭にパソコンが普及するにつれ、モデムを介した電話網による「インターネット」のようなコンピュータ・ネットワークのユーザが驚異的に増えている。モデムやファクシミリ装置を介した、これらのデータ処理の大部分は、データ伝送に既存の地域電気通信事業者のネットワークを用いている。顧客宅内にあるファクシミリ装置、コンピュータ、および電話機は、ローカル・アクセスによって電話交換局に接続される。このローカル・アクセスは、加入者ループ、ローカル・ループ、ドロップなど、様々な呼ばれ方をしている。ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）、あるいは無線の場合、ローカル・アクセスは、加入者接続、無線アクセスなどとも呼ばれる。大多数の者が、ダイヤルアップ電話接続によってインターネットにアクセスしている、ということが分かった。
図１は、電話、ファクシミリ装置、コンピュータ、および他のインテリジェント・エージェントが、公衆電話回線網、データ網、および、それらの相互接続を介して、一般的にどのように接続されているかを示している。顧客宅内の端末装置は、電話機、ファクシミリ装置、パソコンなどによって構成され、それらを総合してＣＰＥ（顧客宅内装置の略）と称される。ＣＰＥ１０は、顧客宅内において、内部配線１２を介して接続され、フィーダ／配電設備（加入者ループ、ローカル・アクセス・ループとも呼ばれる）１４を介して、アクセス・モジュール（例えば、ラインカード）１６に接続される。このラインカードは、次に、公衆電話回線網（ＰＳＴＮ）２０の一部である加入者交換機１８に接続される。ＰＳＴＮは、チャネル化されたモードで動作し、他の加入者２２との連続的な接続を提供する。電話サービスは、接続プロトコル（例えば、オンフック／オフフック・プロトコル）を通じて確立され、それが接続されると、その呼を持続するため、固定チャネル化された帯域を連続して提供する。ファクシミリ接続は、各ファクシミリ端末にモデム２４が存在することを除いて、電話接続と本質的に同じである。図１はまた、データ網を含む接続をも示している。このような接続に対して、ＣＰＥ（例えば、コンピュータ）もまた、ダイヤルアップ・サービスによる、ＰＳＴＮへの電話加入者ループを要求する。これによって、ＰＳＴＮ自身の加入者ループ２８を介して、データ・サービス・プロバイダ２６に接続される。そして、データ・サービス・プロバイダ２６は、データ網３０を介して、データベース・サービス、あるいは他のデータ・サービス加入者に対してデータ接続を行う。
現在のＣＡＴＶサービスは、主として単方向であり、他のいかなるネットワークとも接続していない、それ自身のネットワークを介して、サービス・プロバイダより放送される。実験的なマルチメディア電気通信ネットワークについては、いくつかの場所で、小規模にフィールド試験が行われている。図２には、このような、電気通信サービスに対するＣＡＴＶのアクセスが示されている。図２において、ＣＰＥ（例えば、テレビ）は、ローカル配線（できれば同軸ケーブル、あるいは光ファイバ）を介して変換器４０に接続される。この変換器４０は、セットトップ・ボックスとも呼ばれ、アクセス・ループ４４（光ファイバまたは同軸ケーブルであることが多い）を介して、ドロップ・ケーブル、タップ、および、ＣＡＴＶアクセス・モジュール４２に至るスプリッタに接続された後、ＣＡＴＶサービス・プロバイダ（ケーブル会社）４６、あるいは他のサービス・プロバイダ４８に接続される。これらのサービス・プロバイダにおいて、他のサービス・ネットワーク５０への接続が提供される。一般的に、各加入者は、２方向の電気通信サービスのために個別の双方向チャネルを必要とする。図２はまた、無線接続を示している。ＣＰＥは、無線サービスのために、無線インタフェースあるいはＣＰＥコネクタ４０と、無線周波数チャネル５２とを介して、基地局あるいはアクセス・モジュール４２に接続される。そして、ＣＰＥは、特定のサービス、あるいはＰＳＴＮ５４のような転送ネットワークへの接続を行う無線サービス・プロバイダに接続される。呼全体については、特定の無線周波数チャネルが、その呼が継続されている間に、表面的には途切れずに変化したとしても、そのサービスには一定量のチャネル帯域が割り当てられる。
これら全ての場合において、ＣＰＥには、固定帯域のチャネル化されたアクセスが与えられる。これによって、接続が確立されている間、他のサービスを提供したり、あるいはサービス・パラメータを変更することが困難になる。
コンピュータ接続は、一般的に音声あるいは他の接続よりも、持続している時間が長い。コンピュータは、パケット形式でデータ処理を実行し、それらのトラヒックは、極めてバースト状である。このバースト状のトラヒックは、統計的多重化に、より適しており、パケット交換網のような特別に設計されたデータ網によって、最も効率的に取り扱われる。しかしながら、今のところ、全ての公衆交換トラヒック、データ、および音声は、加入者ループや、回線交換網接続における局間中継を介して、宛先顧客宅内装置あるいはデータ網に送られる。
「情報スーパーハイウェイ」と呼ばれるマルチメディア広帯域交換網が、広く提案されている。このスーパーハイウェイは、どの端末からも音声、データ、およびビデオ情報を受け取り、そして、それを他のどの端末にも同時に配信して、異なるタイプのトラヒックをシームレスに搬送するものである。しかしながら、現在は、チャネル化され、かつパケット化された異なるタイプのネットワークが、個別、かつ独立に存在している。
回線交換網では、呼のタイプにかかわらず、呼が持続している間中、交換機や他の関連するネットワーク構成要素を介して、接続が維持される。その呼に対しては、ただ一つの回線交換接続が維持される。この回線交換網を介して、同報あるいはマルチキャストを行うことは不可能である。今日、電話網は、益々、データ・トラヒックで占有されつつあるが、これによって、地域の交換通信事業者に追加収入がもたらされることはない。さらに、「インターネット」などのような世界規模のコンピュータ・ネットワークへのアクセスは、今のところ、「アメリカン・オンライン」「スプリントリンク」などの商業ネットワーク・サービス・プロバイダによって提供されている。ＰＳＴＮをアクセスに用いることによって、ネットワーク・サービス・プロバイダは、付加価値サービスに対して莫大な数のデータベースを持つ、他の種々の個人的なネットワークや学術的なネットワークなどにアクセスを提供する。
図３は、「インターネット」のようなデータ網が、電話の加入者ループを介して、どのようにアクセスされるかを図示したものである。個々のエンド・ユーザは、商業ネットワーク・サービス・プロバイダ６０のサービスに加入している。データ網へのアクセスは、通常、モデムを用いて、商業ネットワーク・サービス・プロバイダの電話番号をダイヤルすることによって行われる。よって、エンド・ユーザであるＣＰＥ６２は、モデムを用いて、加入者ループ６６によって、加入者交換機６４とダイヤルアップ接続する。この加入者交換機６４は、ＰＳＴＮ７２内で、終端加入者交換機７０と局間中継接続６８を行う。終端加入者交換機は、ローカル・ループ７４と終端モデムを介して、サービス・プロバイダ６０と接続する。適切なモデムのハンドシェーキング・プロトコルの後、ユーザは、例えば、接続したい「インターネット」サーバの宛先アドレスを入力する。データ網やデータベース・サービスは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いてアクセスされる。「インターネット」パケットは、Ｔ−１リンク７６（または、他の設備）を介して、インターネット７８に送られる。この構成では、局間中継線６８だけでなく、加入者交換機６４，７０も、接続が維持している間、占有される。通常、この状態は、分で測られる、音声呼の短い保留時間に対して、時間で測定される。従って、「インターネット」のアクセスを持続するには、エンド・ユーザが使用していない間でも、ＰＳＴＮ内に非常に高価な共通装置が必要となる。
ネットワーク・サービス・ユーザによる電話網の使用が増えたものの、それに比して電話会社の追加収入は増えていない。個々のユーザにとって、種々のネットワークにアクセスすることは煩わしいものでもある。以下に、本発明がＰＳＴＮ（３１）への投資を減らし、それと同時に、世界規模の通信ネットワーク全体の性能を向上させていることを示す。
ネットワーク・データ転送について、数多くの特許が出されている。例えば、１９７９年１２月１１日に発行された、カーブリー（Ｃａｒｂｒｅｙ）による米国特許第４，１７８，４８０号は、中央の通信システムと遠隔の通信回線との間で使用できる単一の多重回線であって、一対の線を介して、遠隔の通信回線から中央の通信システムへ、発信音声信号、発信データ、および発信補助信号を同時に送信する当該回線について記載している。音声信号は、音声周波数帯域にある可聴信号である。入力および出力データ・ストリームは、音声帯域内で送信されるＰＡＭ形式のバイポーラ・パルスの周期的なバーストによって構成され、また、補助信号も音声帯域で送信されるが、それはＰＷＭ形式のバイポーラ・パルスであって、データ信号がない期間に送信される。
１９８６年８月２６日に発行された、バーセロティ（Ｂａｒｓｅｌｌｏｔｉ）による米国特許第４，６０８，６８６号には、双方向有線リンクを介して、加入者端末と交換機との間で、音声とデータの両方を同時に送信する回路が記載されている。
１９９５年４月２５日に発行された、クロッツバック（Ｋｌｏｔｚｂａｃｈ）等による米国特許第５，４１０，７５４号は、ＬＡＮ上における有線搬送システムと、遠隔のホストとのインタフェースを教示している。このインタフェースは、ＰＣＭデータとＴＣＰ／ＩＰパケット・データ間のプロトコル変換を含む。
１９９３年１１月３０日に発行された、ニシイ（Ｎｉｓｈｉｉ）による米国特許第５，２６７，３０１号は、音声信号とファックス信号とを識別するためのインタフェース装置に係るものである。
また、１９９０年２月２０日に発行された、パテル（Ｐａｔｅｌ）による米国特許第４，９０３，２６３号は、ＩＳＤＮ機能を提供するために、既存の交換機を補助する装置に関するものである。
以後、本発明の説明に以下の用語を用いる。
・ネットワーク・アクセス（ローカル・アクセス・ネットワーク）：ＣＰＥと通信網との間にある管理された設備（例えば、銅対線、同軸ケーブル、光ファイバ、無線）
・チャネル化プロトコル：セッションを持続させるための、特定帯域のネットワーク資源についてエンド・ツー・エンドの割り当てを必要とする通信プロトコルであり、実際の情報転送動作からは独立しているプロトコル（例えば、電話トラヒックに対して、チャネル化されたプロトコルを実行する、ＰＳＴＮのような回線交換網）
・非チャネル化プロトコル：実際の情報転送動作を持続させるためにネットワーク資源を割り当てる通信プロトコル（例えば、信号転送に対して、非チャネル化プロトコルを実行するパケット交換網）
・チャネル化形式のトラヒック：チャネル化プロトコルを用いた通信トラヒック
・非チャネル化形式のトラヒック：非チャネル化プロトコルを用いた通信トラヒック
発明の目的
本発明は、マルチ・プロトコル環境において、多様なタイプのサービスおよび非サービスの特定転送ネットワークにインテリジェント接続を行うことによって、ＣＰＥをより有効に利用することを目的とする。
本発明のさらなる目的は、エンド・ツー・エンドに、より簡単で、よりトランスペアレントな情報の配信ができるシステムを提供することである。
本発明の他の目的は、特定のサービス要求に応じて、既存のアクセス帯域のスループットを最適化するシステムを提供することである。
本発明のさらなる目的は、ＣＰＥと、アクセスあるいはサービス・プロバイダのＬＡＮとの間における機能性を改善したシステムを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、サービスごとに任意の転送ネットワーク資源を利用する、柔軟性のあるアクセス・システムを提供することである。
本発明のさらなる目的は、アクセス・ネットワークを介して、同時に多元的なサービスの配信を行えるシステムを提供することである。
本発明の別の目的は、転送ネットワーク間でサービスの経路変更ができるシステムを提供することである。
また、本発明のさらに別の目的は、個々のサービスによって、顧客サービスと機能制御を行えるシステムを提供することである。
発明の概要
簡単に述べれば、本発明の一態様によれば、本発明は、ＰＳＴＮ、データ・ネットワーク、無線ネットワーク、衛星ネットワーク、ＣＡＴＶ、およびＡＴＭネットワークを含む通信ネットワークと、ＣＰＥとに、インタフェースするアクセス・モジュールとＣＰＥコネクタとを有し、前記ＣＰＥコネクタはＣＰＥとローカル・アクセスをインタフェースする共通バスとこのローカル・アクセスとの接続に適するＣＰＥを決定するバス制御部とを含む、汎用サービス・ネットワークを形成するアクセス・ネットワークに関するものである。前記アクセス・モジュールは、前記ローカル・アクセスと通信ネットワークをインタフェースする回線インタフェースと、ローカル・アクセスと接続するのに適切なネットワーク資源を決定するアクセス制御部を含む。
他の態様によれば、本アクセス・ネットワークは、ＣＰＥモデム機能を有しＣＰＥとローカル・アクセスをインタフェースするＣＰＥコネクタと、このローカル・アクセスと通信ネットワークをインタフェースするアクセス・モジュールとを備える。アクセス・モジュールは、回線インタフェースと通信ネットワークを接続する共通バスとを含む。アクセス・モジュールは、さらに、サービスに対するトラヒックから情報内容を抽出するプロセッサと、抽出された情報内容に応じて、回線インタフェースとネットワーク資源間をインタフェースするため、適切な回線インタフェースとネットワーク資源を決定するアクセス・モジュール・バス制御部とを含む。前記回線インタフェースは、ローカル・アクセスを介してＣＰＥモデム機能と通信するアクセス・モデム機能を含む。
さらなる態様によれば、本アクセス・ネットワークは、共通バスとアクセス・モジュール・バス制御部とを含むアクセス・モジュールとを備える。前記共通バスは、回線インタフェースと前記通信ネットワークを接続し、この前記回線インタフェースは、前記ローカル・アクセスを介してＣＰＥモデム機能と通信するアクセス・モデム機能を有し、前記アクセス・モジュール・バス制御部は、抽出された情報内容に応じて、回線インタフェースとネットワーク資源間をインタフェースするため、適切な回線インタフェースとネットワーク資源を決定する。
【図面の簡単な説明】
図１は、公衆回線網やデータ網サービス・プロバイダなどのサービス・プロバイダに対するアクセスを示す。
図２は、他のサービス・プロバイダに対するＣＡＴＶアクセスを示す。
図３は、現在使用されている「インターネット」アクセスの概略を示す図である。
図４は、ＰＯＴＳ発呼プロトコルを用いた、回線交換網を介した接続を示す。
図５は、ＩＳＤＮ発呼プロトコルを用いた、回線交換網およびデータ交換網を介した接続を示す。
図６は、ＩＳＤＮ発呼プロトコルとＰＯＴＳ発呼プロトコルの両方を用いた、回線交換網とデータ交換網を介した接続を示す図である。
図７は、本発明に係る、様々なサービス・プロバイダへのアクセスを示す。
図８は、一実施の形態に係る、ローカル・アクセス・ネットワーク内のＣＰＥコネクタとアクセス・モジュールを詳細に示す。
図９乃至図１１は、本発明のローカル・アクセス・ネットワークを用いた様々な構成を示す図である。
図１２乃至図１５は、本発明の他の実施の形態に係るＣＰＥコネクタとアクセス・モジュールを詳細に示す。
図１６，図１７は、共通バス・アーキテクチャを用いてＣＰＥコネクタが設計されている、本発明に係る別の実施の形態を概略的に示す。
図１８は、アクセス・モジュールが共通バスを用いた、本発明に係る、さらに別の実施の形態を概略的に示す図である。
図１９は、ＣＰＥコネクタとアクセス・モジュールの両方に共通バス・アーキテクチャを用いた、本発明に係る、さらに別の実施の形態を概略的に示す図である。
図２０は、ＣＰＥをデータ網サービス・プロバイダに直接、接続したものを概略的に示す図である。
発明の実施の形態
図４は、現在のＰＳＴＮを介して、電話機とコンピュータがどのように接続されているかを簡単に示している。このＰＳＴＮは回線交換網であり、ここでは、２つの加入者交換機が示されている。電話の呼プロトコルを以下に示す。発呼側では、コンピュータの制御下において、（平凡な古い型の電話機であるとして、ＰＯＴＳと呼ばれる）電話機１００、あるいはモデム１０２によってオフフックの指示があると、ラインカード１０６がそれを検出する。加入者交換機は、被呼側の電話番号を受信する準備ができていることを示すダイヤル音を提供する。電話機やモデムによってダイヤルされた数字は、被呼側のアドレスを表しており、交換機は、発呼側と被呼側との間にＤＳ−０チャネルを提供して、被呼側に呼出信号を与える。この呼出信号に応じて、被呼側の電話機１０８がオフフックすると、音声呼となる。あるいは、被呼側のモデム１１０が、呼出信号に応じてオフフックすることができる。コンピュータ１１２の制御下にあるモデム１１０は、データ交換が行われる前に、発呼側のモデムと適切なハンドシェーキングを行う。その後の、いずれかの側からのオンフックが、その呼の終了を示し、ＤＳ−０接続が切断される。この例では、加入者交換機にとって、モデムは電話機に類似するものとなる。
図５は、既知のＩＳＤＮ環境において、電話機とコンピュータが、ＰＳＴＮを介して、どのように接続されているかを図示している。ＩＳＤＮ端末１２０は、網終端装置１２２を経由し、ディジタル加入者ループ（ＤＳＬ）１２６を介して、ＩＳＤＮラインカード１２４に接続されている。このＩＳＤＮ端末は、コンピュータであっても、あるいはＩＳＤＮ電話機でもよいし、これらを集合させたものであってもよい。ＩＳＤＮ端末は、Ｄチャネル・パケットを介して、発呼要求を送り、これは、ＩＳＤＮの番号計画に従って、被呼側ＩＳＤＮのアドレス（Ｅ．１６４アドレス）を特定するものである。加入者交換機のＤチャネル・ハンドラ１２８は、Ｂチャネルを介して要求された接続が、回線交換接続であるか、あるいはパケット交換接続であるかを判定する。このＤチャネル・ハンドラは、これを、被呼側のアドレスをチェックすることによって行うことができる。回線交換接続、例えば、（被呼側の電話番号で示される）音声は、被呼側にアクセス機能を与える他の回線交換機に送られる。要求された接続がパケット交換接続であれば、交換機は、データ網の経路指定のためにアドレス変換を行い、上記の要求を被呼側の端末に送る。被呼側端末は、受諾メッセージで応答する。その後、データは、発呼側を受け持つ加入者交換機内のＤＳ−０を介してデータ網に渡され、また、被呼側を受け持つ加入者交換機内のＤＳ−０を介して被呼側端末に渡される。
図６は、ＩＳＤＮ端末と通常の電話機またはコンピュータとの接続が要求された場合の、他の既知の例を示しており、両方ともアナログ加入者ループを介して接続されている。回線交換接続は、各方向に確立されており、図４，図５に示したのと同様の方法で維持される。発呼要求がパケット交換接続であれば、発呼ＩＳＤＮ端末は、ネットワーク・モデム１４０のＥ．１６４アドレスを特定しなければならない。このネットワーク・モデムは、被呼側のディレクトリ番号を得るために、ＩＳＤＮ端末を促し、ダイヤルして被呼側を呼ぶ。通常の電話機がある側のコンピュータによって、ＩＳＤＮ側のコンピュータとの接続が要求されると、発呼モデム１４２は、ネットワーク・モデム１４０のディレクトリ番号をダイヤルし、そのモデムが、宛先ＩＳＤＮディレクトリ番号を得るために発呼端末を促して、接続を完了する。いずれの場合も、データは、加入者交換機内のＤＳ−０チャネルを介して渡される。
上述したように、「インターネット」の加入者数は急速に増加しており、データ網の利用も増加し続けると予想される。既存の電話網や加入者ループを介して、このようなデータ網へアクセスすることは、非常に効率が悪く、やっかいである。本発明は、これらの問題を解決し、現在、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）に見い出すことのできる機能を有する、１つの世界規模のデータ網を構築できるようにする。
先にも述べたように、アクセスおよび転送ネットワーク内のモデムが、エンド・ツー・エンドの要求をするので、今日では、ほとんどのデータ・アクセスがチャネル化されている。本発明は、ローカル・アクセスを介して、ＣＰＥと、ＰＳＴＮ、データ網、無線ネットワーク、衛星ネットワーク、ＣＡＴＶ、ＡＴＭネットワークなどを含む通信ネットワークとをインタフェースして、世界的なサービス・ネットワークを構築する技術を提供する。これは、ＣＰＥコネクタとアクセス・モジュール間のデータと信号情報をカプセル化する共通プロトコル（このプロトコルは、全てのアクセス媒体に対して同じである）と、各アクセス媒体に適した送信プロトコル（例えば、銅対線に対する２Ｂ１Ｑ）を用いることによって達成される。本発明の一態様によれば、本発明は、アクセス・モジュールにおいてモデムに双方向のエミュレーションを提供することで、そのモデムのチャネル化された回線機能を、転送ネットワークを介して被呼側に送る必要がなく、また、アクセス・モジュールにおいて、統計的マルチプレクサや他の圧縮技術を用いて、ネットワーク費用を削減することができる。転送ネットワーク内では、データの有用な部分のみが送られる。伝送形式もまた、アクセス・モジュールにおいて、端末、転送、あるいは利用可能なサービス機能に、より良好に適合するようにできる（例えば、速度変換、プロトコル変換など）。
前出の同時継続出願である、１９９５年８月１７日に出願された米国特許出願第０８／５１６，２６９号は、上述の目的を達成するための、いくつかの方法を説明している。
それらの内、図７は、実際の環境における実施の形態を図示しており、ここでは、複数の異なるタイプのＣＰＥが、サービス・プロバイダより提供される複数の異なるタイプのサービスにアクセスできる。サービス・プロバイダは、異なるタイプの転送ネットワーク、例えば、ＰＳＴＮ２１２とデータ交換網２１４を用いることができる。データ交換網には、他にもネットワークがあるが、パケット交換網や、ＴＣＰ／ＩＰ，Ｘ．２５，ＡＴＭなどのプロトコルを用いたＡＴＭネットワークが含まれる。２つのタイプの加入者交換機、その１つは、ＩＳＤＮアクセス用のＤチャネル・ハンドラを有するもの、もう１つは、それがないものを、ＰＳＴＮ内に示してある。また、ネットワークを介して様々なサービスを提供するサービス・プロバイダ２００が示されている。これらを総称してサービス・プロバイダと呼んでいるが、実際には、ＰＳＴＮプロバイダ、データ交換網プロバイダ、データ網アクセス・サービス・プロバイダ、データベース・サービス・プロバイダ、無線アクセス・プロバイダ、ＣＡＴＶサービス・プロバイダなど、多くのサービス・プロバイダがある。
ＣＰＥは、ローカル・アクセス、ＣＰＥコネクタと呼ばれる協働モジュール、それにアクセス・モジュールを介して、サービス・プロバイダが提供する様々なサービスに、シームレスにアクセスできる。図７では、例えば、ＰＯＴＳ、データ端末、ファクシミリ装置、ＩＳＤＮ端末など、異なるＣＰＥの３つのグループが、様々な機能を持つ３つの異なるＣＰＥコネクタ２０２，２０４，２０６に接続されている。各ＣＰＥコネクタは、そのローカル・アクセス２１０を介して、アクセス・モジュール２０８とともに動作する。アクセス・モジュールには、複数の回線インタフェースが含まれ、その各々が、各ローカル・アクセスの管理をしている。アクセス・モジュール２０８はサービス・プロバイダと接続し、これらのサービス・プロバイダは、それ自身のネットワークを持っていたり、あるいは、ＣＰＥが要求するサービスのため、複数の転送ネットワーク２１２，２１４，２１６の内、任意のネットワークを利用する。同図には、３つのローカル・アクセスが例として示されているに過ぎない。ＣＰＥコネクタは、顧客のニーズに応じた、異なる機能を備えているため、アクセス・モジュールは、このような機能に適応できなければならない。これは、アクセス・モジュールに、ローカル・アクセスごとの整合回線インタフェースを提供したり、あるいは、ユニバーサル回線インタフェースに、異なるローカル・アクセスとＣＰＥコネクタとをエミュレートする機能を持たせることによっても達成できる。同図では、ＣＰＥコネクタ２０２は、特別なインテリジェンスを持たない簡易なモデムとして示されているが、ＣＰＥコネクタ２０４，２０６は、アクセス・モジュールの機能と一致する多様な機能を含む。
図８は、一実施の形態に係るローカル・アクセス・ネットワークを示している。同図において、ＣＰＥコネクタ２３０には、コンピュータあるいはファックス信号を扱う簡易なモデム２３２が含まれる。電話機からの音声信号とモデム信号は、ローカル・アクセスを介して送られる。なお、ほとんどの場合、コンピュータとファクシミリ装置は、それら自身のモデムを持っている。このような場合、ＣＰＥコネクタは、単にＣＰＥモデムと電話機の結合点にすぎない。ＣＰＥが要求し、サービス・プロバイダが提供するサービスは、様々な形式で、ネットワークを介して伝送される。接続要求と接続許可は、多くの異なるプロトコルで実行される。これら全ての場合において、サービスとプロトコルに関する情報は、電気および／または光信号として伝送される。ローカル・アクセスは、一般的には、撚り対銅線からなるが、他の多くのローカル・アクセス装置は、無線、光ファイバ、同軸ケーブルなど、異なる帯域に対して利用できる。ローカル・アクセスの端部にあるアクセス・モジュール２３４は、このローカル・アクセスに対する回線インタフェース２３６を有する。このインタフェースには、識別機能を持つトランシーバ２３８とモデム機能２４０とが含まれる。このインタフェースはまた、ＰＯＴＳ／コーデック・サービス２４２を有する。識別回路は、サービス要求を検出して、それを、ＰＯＴＳサービスあるいはデータ・サービス要求と認識する。モデムとＰＯＴＳ機能は、メモリ２４４に格納されたソフトウェアによってエミュレートされ、要求に応じて、プロセッサ２４６がダウンロードすることができる。これらモデムとＰＯＴＳ機能はまた、回線インタフェース上に直接、あるいは回線インタフェースと関連させて、専用資源としてアクセス・モジュールに内蔵することも可能である。これらはまた、いくつかの回線インタフェースに対する共有資源として提供できる。
プロセッサ２４６は、識別回路に対応して、ＰＯＴＳサービスあるいはデータ・サービスのいずれかを選択し、それを使用できるようにする。アクセス・モジュールはまた、ローカル・データベース２４８を有するか、あるいは遠隔のデータベースにアクセスするが、これらは両方とも、ユーザ・プロフィール、アドレス・テーブル、サービス・プロバイダ・プロフィールなどに関する情報を格納する。デコーダ２５０は、モデム信号を復号化し、制御部２５２は、データ接続要求の内容を分析して、要求されたサービスを識別する。要求されたサービスのタイプを識別すると、制御部は、アドレス変換、プロトコル変換、再経路指定などを実行し、データベースに格納された情報に従って、データ・ネットワークと、ＰＡＤ（パケット組立て／分解）２５４で形成されたパケット化データの交換をする。データベースからの情報はまた、他の回線インタフェース２５６からの信号を、ＭＵＸ２５８によって多重化する機能を要求する。
データベースは、ユーザ・サービス・プロフィール（ＵＳＰ）、ユーザ加入サービスのカテゴリーに関する情報、異なるタイプのトラヒックを扱う態様、アドレス指定を簡単にするためのアドレス変換を含む。このデータベースはまた、プロトコル変換、再経路指定、および、より良い管理をするために転送ネットワークが要求する他の情報を含む。ユーザ・サービス・プロフィール（ＵＳＰ）は、各アクセス・モジュールや、いくつかのアクセス・モジュールに応対する個々の演算モジュール内のサブシステムとして構築するか、あるいは、インテリジェンス・ネットワーク（ＩＮ）データ格納および検索装置のような既存の機能に統合することができる。特定の実行とは無関係に、ＵＳＰは、エンド・ユーザ・ネットワーク・プロバイダ、サービス・プロバイダが、容易にリモート・アクセスをして、ユーザ・サービス・プロフィール内の情報を参照、生成、修正、あるいは消去できるようにする。このリモート・アクセス機能には、データベース情報を保護するための機密保持について、いくつかのレベルがあり、ユーザまたはサービス・プロバイダは、優先順位を変えることができる。
上述したように、アクセス・モジュールにおけるモデム機能は、ソフトウェアでエミュレートしたり、あるいは、専用装置に内蔵することもできる。どちらにしても、モデム機能は、現在のモデム標準によってサポートされる。レイヤ１機能とレイヤ２機能の全てを提供する。レイヤ１の一部として、これらの機能には、物理的な接続の起動および接続の停止、データ回線の識別、順序付け（シーケンシング）、物理的なサービス・データ・ユニットの同期あるいは非同期伝送、および故障状況通知が含まれる。レイヤ２の実行には、データ・リンク接続、エラー通知、フロー制御、およびデータ・ユニット転送が含まれる。現在の私設回線モデムの実行と基本的に異なる点は、アクセス回線を、例えば、音声とデータとに、二者択一的に使用できることである。
また、このモデム機能により、要求されたサービスに応じて、対応する顧客モデムのあらゆる機能をエミュレートすることもできる。例えば、Ｖ．３４モデム機能の実行によって、アクセス・モジュールは、２８．８Ｋｂ／ｓの顧客モデムとインタフェースでき、また、低速の接続機能と、ユーザのモデムの、実際の機能とのネゴシエーションを行うことができる。
アクセス・モジュール内のモデムは、通信速度を顧客のモデムにダイナミックに適合させることもでき、遠端アクセス・モジュール、あるいは遠端モデムによる速度制限機能である。この機能は、アクセス・モジュールと、ユーザが接続されている遠隔にある装置との間において、帯域内あるいは帯域外で通信する機能があることで、実行されるものである。考えられる３つの構成がある。
図９は、アクセス・モジュール３０６，３０８を介してデータ網３０４に接続されている２ユーザ３００，３０２間の通信を含む一構成例を示している。エンド・ユーザのモデム３１０，３１２は、アクセス・モジュールに接続されている。２つのアクセス・モジュール３０６，３０８は、エンド・ユーザのモデム性能と利用可能なネットワーク資源とに基づき、通信リンクの特性について交渉する。
図１０は、モデム３５４とアクセス・モジュール３５６を介してデータ網３５２に接続されているユーザ３５０を含む、他の構成例を示している。遠隔にいるユーザ３５８は、ダイヤルアップ・モデム３６２を介して、ＰＳＴＮ３６０に接続されている。アクセス・モジュール３５６は、呼を、ＰＳＴＮを介した音声呼として扱うか、あるいは、データ呼として扱って、データ網を介して、その経路指定を行い、遠端でネットワーク・ダイヤル出力プロトコル（例えば、Ｖ．２５ｂｉｓ）を起動して、ＰＳＴＮを介して呼を完結させることもできる。
考えられる第３の構成を図１１に示すが、これには、アクセス・モジュール４０４を介してデータ網４０２に接続されたユーザ４００が含まれる。サービス・プロバイダのサーバ４０６が、データ網４０２に接続されている。アクセス・モジュールは、エンド・ユーザのモデム機能と利用可能なネットワーク資源とに基づき、通信リンクの特性について交渉する。
最初に顧客のサービス要求が検出されると、その要求が、データ・サービスに対するものか、ＰＯＴＳサービスに対するものかが判定され、データベースを参照することによって、データ・サービスのタイプを決定する。なお、このサービス要求は、アクセス・モジュールへ、いずれの方向からも来る。すなわち、あるときは、近端のユーザが、サービス・プロバイダからのサービスを要求し、別の場合には、遠端のユーザからのサービス要求に応じて、サービス・プロバイダが、アクセス・モジュールに対して、近端のユーザ側において任意のＣＰＥに接続するよう要求する。
一実施の形態では、サービス要求の検出は、「サービス・デフォルト」手順と称される手順で実行される。この実施の形態では、アクセス・モジュールがデフォルトの状態、例えば、「サービス・デフォルト」状態にある。このサービス・デフォルト状態では、ネットワークは、通常、パケット・データを受信したり、それを要求したりしている。従って、データは、いつでも、ＣＰＥより発せられ、あるいは、ＣＰＥによって受信できる。上述したように、これが、デフォルトがＰＯＴＳサービスとなっている、ＰＳＴＮを含む既存の手順と著しく異なる点である。アクセス・モジュールは、サービス要求を受信したときはいつでも、アクセス状態を変更できる。アクセス・モジュールが、変更できる（非デフォルト）状態にあるとき、回線インタフェースは、ユーザの銅線ループに物理的なインタフェースを提供する。これには、ＰＯＴＳサービスに対して指定された「ＢＯＲＳＣＨＴ」（電源、過電圧保護、呼出し、監視、符号化、ハイブリッド、試験）機能、すなわち、電源供給、電流検出、電気的な保護、呼出しの認識（パルスあるいはＤＴＭＦ）、アナログ／ディジタル変換、および試験用のループバックである。
本実施の形態によれば、ユーザは、２つのタイプのサービス、すなわち、２８．８Ｋｂ／ｓモデムでサポートされたデータ・サービスと、音声（ＰＯＴＳ）サービスに加入している。回線インタフェースは、２つの異なる性質を有するネットワーク・サービス・プロバイダによって、遠隔でプログラミングできる。その１つは、データ・サービスの２８．８Ｋｂ／ｓモデムのエミュレーションであり、他の１つは、ＰＯＴＳ回線インタフェースである。「サービス・デフォルト」の識別方法は、インタフェースに対するデフォルト状態を「データ・サービス」と規定する。
サービス・デフォルト状態において、顧客モデム（ＣＰＥコネクタ）が起動すると、アクセス・モジュール回線インタフェースは、搬送周波数を送信して、モデム・ツー・モデムのハンドシェーキング・プロトコルを開始する。その結果、サービス・デフォルト状態において、ユーザは、データ送信を開始し、ネットワーク上の他のデータ・サービス・ユーザからデータを受信できる。要求されたサービスのタイプは、データベースを参照して、サービス要求の内容を分析することで識別される。
ＰＯＴＳサービスに対する顧客の要求、例えば、ＤＴＭＦ符号「＊」あるいは「＃」を用いた要求は、ダイヤルトーンの要求と解され、データ接続は終了する。そして、ＰＯＴＳの性格は、回線インタフェースにダウンロードされ、プロセッサは、ユーザの銅線ループに対して、物理的なインタフェースを提供する。このダイヤルトーン要求は、例えば、ＴＲ−３０３プロトコルによって、加入者回線交換機に渡される。
ＰＯＴＳ呼が終了すると、アクセス・モジュールは、モデムの性格を回線インタフェースにダウンロードすることによって、デフォルト状態に戻る。
モードの変化は、ユーザが開始した要求の結果としてだけでなく、自動化された、割り込みなしのチャネル観察結果からも起こる。非割り込み観察によって、アクセス・モジュールは、既に呼が確立した間でも、顧客の通信動作を監視する。アクセス・モジュールは、この監視を用いて、ユーザによる、他の呼の試みを検出し、要求されたサービスのタイプを判定する。この機能の実行例は、上述した機能の拡張である。「ＰＯＴＳモード」という性格のため、回線インタフェースは、ユーザ・モデムからの搬送波を、データ・サービスに対する要求を認識し、解釈する。アクセス・モジュールには、いくつかの動作が考えられる。この例では、ＰＯＴＳ呼の間にユーザが発したデータ・サービス要求によって、電話が切られ、ユーザのモデムに搬送波を与える。
さらに別の実施の形態によれば、アクセス・モジュールは、デュアル・モード動作で動作し、音声サービスとデータ・サービスが、ローカル・アクセス上で同時にサポートされる。例えば、ユーザのモデムが適切な機能を持っているとすれば、アクセス・モジュールは、３２Ｋｂ／ｓの帯域を有する音声トラヒックと、９．６Ｋｂ／ｓのデータ・トラヒックとを同時にサポートできる。
アクセス・モジュールのサービス識別機能を使用して、サービス・タイプによる発信トラヒックの分離を行い、それを適切なネットワーク資源に仕向けて、目的とする宛先へ搬送する。
アクセス・モジュールは、音声トラヒックをチャネル化されたバスに方向づけ、それを伝送設備上で多重化して、ＰＳＴＮの端部で、加入者交換機とインタフェースさせる。交換機のインタフェースは、例えば、ベルコア（Ｂｅｌｌｃｏｒｅ）のＴＲ−３０３に記載されたインタフェースといった、現在の標準インタフェースであれば、どれでも実行する。
図１２に示す別の実施の形態では、アクセス・モジュールは、ＬＡＮタイプのプロトコルを走らせている非チャネル化バス５００に、データ・トラヒックを方向づけることもできる。このバスには、ブリッジなどのインタフェース装置を介して、外部接続を提供できる。このバスは、遠端のユーザだけでなく、近端のユーザからアクセス・モジュールに向かって進む、全てのユーザ・データ・トラヒックに対してインタフェースをサポートする。このバスは、ユーザ・データに対して、簡単なアドレス指定を実行する。
データベースに格納された情報を用いて、プロトコル変換、アドレス変換、および、サービスごとのサービス仲介ができ、これらは、ユーザとサービス・プロバイダの両方の制御下にあるテーブルに基づいて、アクセス・モジュールにおける仲介を利用して達成される。そこで、アクセス・モジュールは、種々のデータ・ネットワークとインタフェースして、データ・サービス・トラヒックを配信したり、受信できる。実際のネットワークの選択は、ユーザ・サービス・プロフィールに含まれる情報に基づいて行われる。この機能の実施形態には、関連するネットワーク装置にゲートウエイ機能を与える。１あるいはそれ以上の回路が含まれる。可能なネットワーク・インタフェースのリストには、Ｘ．２５パケット網、フレーム・リレー、ＳＭＤＳ，ＡＴＭ，ＴＣＰ／ＩＰなどが含まれる。
図１３は、さらに別の実施の形態を示しており、ここでは、アクセス・モジュールが、ユーザ・プロフィールに規定されたネットワークとは異なるネットワークをダイナミックに選択して、パケット化されたデータ・トラヒックを搬送する。このような交互の選択をしても、サービス品質（ＱＯＳ）に悪影響はない。この機能を用いる例として、トラヒック負荷が軽い期間、ＰＳＴＮ上にデータ・トラヒックを送るものがある。同様に、アクセス・モジュールは、ＰＡＤ５５０で音声をパケット化して、データ・ネットワーク上に音声トラヒックを送る。音声サービスのＱＯＳは、伝送遅延を連続的に監視することによって維持される。
他の実施の形態では、これも図１３に示すが、アクセス・モジュールにおいて、いくつかの内容不変更機能が実行され、ネットワークを介した、パケット化されたデータ伝送の効率をさらに向上させている。これらの機能の例には、５５２におけるデータ圧縮と、５５４における統計的多重化が含まれる。
４１１，６１１，および９１１などの既存のサービスに対する要求を、自動データ接続と認識することで、提供されるサービスが向上し、これらのサービスが、簡単かつ安価に実行できるようになる。
ここまで、本発明は、ＣＰＥコネクタが知能（インテリジェンス）を持たない、簡単なモデムであるという状況において説明してきた。本発明のさらなる実施の形態において、ＣＰＥコネクタがインテリジェンスを持つモデムであれば、ローカル・アクセス機能を、さらに拡張できる。そこで、アクセス・モジュールとＣＰＥコネクタは、以下に説明する、種々のパラメータを取り決めることができる。
図７では、ＣＰＥコネクタ２０４は、アクセス・モジュールの機能と適合する、多くの機能を持っている。この例では、ＣＰＥコネクタ２０４には、そのローカル・アクセスと、例えば、ＰＯＴＳ、データ端末、ファクシミリ装置、ＩＳＤＮ端末などの複数のＣＰＥが接続されている。
図１４は、ＣＰＥコネクタとアクセス・モジュールを、より詳細に示している。同図において、ＣＰＥコネクタには、コンピュータ信号を取り扱うためのモデム６００と、電話信号を取り扱うコーデック６０２が含まれる。コーデックは、アナログ信号をＰＣＭ信号（例えば、ＡＤＰＣＭ信号）へ、また、ＰＣＭ信号をアナログ信号へ変換する。ＰＣＭ信号とモデム信号は、トランシーバ６０４によって、回線符号の形でローカル・アクセスを介して送られる。２Ｂ１Ｑなど、この目的に利用できる多くの回線符号がある。撚り対銅線の帯域は、使用する回線符号によって、１２８ｋｂｐｓ、あるいは、それ以上に広げることができるが、無線、光ファイバ、同軸ケーブルなど、他の多くのローカル・アクセス設備は、上記帯域とは異なる帯域を有し、そのほとんどが、上記帯域よりも広い。アクセス・モジュールは、関連するトランシーバ６０６とモデム６０８を含んでいる。言うまでもなく、上述の実施の形態と同じように、これらのモデム機能は、ソフトウェアによってエミュレートでき、回線インタフェースに直接的な、あるいは、それに関連する専用資源として、または、いくつかの回線インタフェースに対する共有資源として、アクセス・モジュールに内蔵させることができる。共有資源としてのモデムは、接続要求ごとに、通信リンクのパラメータを取り決める。
トランシーバ６０６は、両方向から到来するトラヒックを監視する。アクセス・モジュールは、ユーザ・プロフィール、利用可能な通信資源、そして、これらの資源のステータスを格納しているデータベースを持ち、あるいはそれにアクセスする。ユーザが要求したサービスのタイプを識別すると、アクセス・モジュールのプロセッサ６１０は、情報を調べて、顧客のトラヒックを処理する賢明な方法を決定する。
ローカル・アクセスは、ＣＰＥとアクセス・モジュールとを接続する設備である。顧客が利用する全ての通信サービスにより共有される資源には限度がある。その性能は、銅対線、無線接続、あるいはＣＡＴＶを基盤とする設備などの伝送特性によって制限され、また、両方の端部で用いられる特定の通信装置により制限される。この例では、ＣＰＥコネクタは、アクセス・モジュールの通信性能に合致する性能を有し、また、アクセス・モジュールより受信した命令を実行するのに十分なインテリジェンスを備えている。これらの性能によって、アクセス・モジュールは、ローカル・アクセス上にマッピングされる実際のサービスをかなり柔軟なものにする。
モデムの整合機能を有する整合ＣＰＥコネクタにより、アクセス・モジュールは、以下の方法で、ローカル・アクセスの帯域を有効に利用する、適切な伝送方式についてＣＰＥコネクタと交渉をし、同意をとることができる。
帯域の柔軟性は、アクセス・モジュールによって制御でき、ダイナミックに交渉を行って、サービスごとに、また呼ごとに、ローカル・アクセスに対して所望量の帯域を割り当てる。例えば、利用可能な全帯域は、複数の所定の固定ユニット・チャネル容量、例えばＤＳ−１速度に対して、ｎ×６４Ｋｂ／ｓに割り当てることができ、あるいは、非チャネルされた方法で全帯域を利用できるようにして、ローカル・アクセス設備の最大速度まで、データ・トラヒックをバースト状にできる。
異なるサービスによるローカル・アクセスの他の使用については、アクセス・モジュールとＣＰＥコネクタとの間で、サービスごと、および呼ごとに、発呼または呼終了の前に、そのサービスに割り当てられる帯域量についてネゴシエーションすることによって実現できる。例えば、２Ｂ１Ｑ符号化技術を使用したディジタル・ループでは、利用可能な１４４Ｋｂ／ｓの内、６４Ｋｂ／ｓが音声呼に割り当てられる。これに代えて、データ呼を完了させるには、１４４Ｋｂ／ｓを用いて、データ接続の最大スループットをサポートする。
複数の通信サービスを開始し、配信するためにローカル・アクセスを同時に用いることもまた、本発明により達成できる。この新たな機能は、アクセス・モジュールによって可能になり、種々のサービスの間に、利用可能なアクセス帯域をダイナミックに取り決め、区分し、割り当てる。エンド・ユーザはまた、個々のサービスに対するサービス品質をほとんど落とさずに、サービスの使用が可能となり、リアルタイムにアクセス・モジュールに優先順位をつけることができる。この機能によって、一般的なサービスの範囲内で複数のサービスが可能になる。すなわち、特定のサービスを提供するため、端末（１）などに設けた適切な処理スクリーン・プロンプトで、同時に２つのファックス、あるいは音声およびデータ呼が可能になる。
図１５は、この機能を利用した一実施の形態を示している。例えば、２Ｂ１Ｑ符号化技術を用いたディジタル・ループが、音声およびデータ呼を同時にサポートできる。アクセス・モジュールとＣＰＥコネクタ間の最初のネゴシエーションによって、音声呼に６４Ｋｂ／ｓが割り当てられ、残りの８０Ｋｂ／ｓは、データ・トラヒックに割り当てられる。新たな着信音声呼は、通話中の呼と同時に扱うことができる。この実施の形態では、アクセス・モジュールとＣＰＥコネクタは、音声圧縮アルゴリズム７１０、例えば、３２Ｋｂ／ｓのＡＤＰＣＭを起動して、最初に割り当てられた６４Ｋｂ／の帯域内で、両方の音声接続を配する。この手順は、データ接続の転送速度に影響を与えるわけではない。アクセス・モジュールとＣＰＥコネクタに対する他の実施の形態では、第２の音声呼に６４Ｋｂ／ｓを割り当てて、データ・トラヒックに割り当てられた帯域幅を１６Ｋｂ／ｓに減らす。これらの考えられる動作は、あらかじめ設定されたユーザ・サービス・プロフィールに基づいて、アクセス・モジュールが自動的に行うか、あるいは、着信呼の通知を受け取ると、特定のユーザ・コマンドによって行うようにできる。通常、このＣＰＥコネクタは、一般にＮＴ１として知られている装置と、図１５に示すターミナル・アダプタを使用することで実現できる。
ユーザは、サービス要求の変更を指示でき、および／あるいは、連続する低レベルのシグナリング、例えば、フック・フラッシュ、ＤＴＭＦ、あるいはメッセージに基づく制御通信方法を用いることによって、アクセス・モジュールとは異なる動作を選択できる。アクセス・モジュールは、ＣＰＥとアクセス・モジュールとの間でメッセージに基づく通信チャネルをサポートして、ステータス情報と制御メッセージを受け渡す。ユーザが、アクセス・モジュールに格納されたサービス・プロフィールを変更しているときが、このメッセージに基づく通信チャネルの使用例である。
短縮ダイヤルを使用して、ＰＯＴＳ呼の発呼や、データ接続を確立するというユーザの意図を、アクセス・モジュールに知らせることができる。上述の例と類似した例として、ユーザが、２８．８Ｋｂ／ｓのモデムによってサポートされるデータ・サービスと音声（ＰＯＴＳ）サービスという、２つのタイプのサービスに加入するものがある。
他の実施の形態では、ダイヤル・トーン要求を介して、ユーザが通信を要求する。アクセス・モジュールが、特定周波数のダイヤル・トーンを発する。この例では、データ接続要求に先だって、ユーザのモデムが「１」のＤＴＭＦ信号を発する。アクセス・モジュールは、回線インタフェースが「データ・モード」という性格のソフトウェアを持てるようにする。音声（ＰＯＴＳ）接続要求に先立ち、ユーザの電話が「０」のＤＴＭＦ信号を発する。アクセス・モジュールは、回線インタフェースが「ＰＯＴＳモード」という性格のソフトウェアを持てるようにする。
同じ方法を使って、確立したデータ呼から音声呼への変更、あるいは、確立した音声呼からデータ呼への変更が可能になる。
上述した実施の形態のように、加入者交換機よりもアクセス・モジュールにおいて短縮ダイヤルを識別することによって、４１１，６１１、および９１１のような既存のサービスを、簡単かつ安い費用で提供することもできる。これらのサービス要求を、自動データ接続と認識することによって、提供されるサービスの向上が可能となる。
アクセス・モジュールはまた、パケット化された音声とＰＣＭの変換を行って、代替経路指定を可能にする機能を持っている。これによって、エンド・ユーザの制御下にあるアクセス・モジュールによるサービス処理の設定、変換、完了の際に、様々なアクセスおよび転送ネットワークを用いることが可能になる。プロトコル変換やアドレス変換を提供したり、サービスごとにサービスの仲介を行うことも可能となる。
非類似のサービス、端末、あるいはネットワーク構成要素を接続できるよう、プロトコル変換が要求された場合、この要求は、適切なサービス・データベースを調べた後、アクセス・モジュールで実行される。この機能を必要とする例として、ＡＤＳＩプロトコルを用いて、ワークステーションより発せられたメッセージを、表示機能を有する電話端末に配信するものがある。アクセス・モジュールは、アドレス変換およびアドレス相関機能を提供する。この機能は、アクセス・モジュールに内蔵されたり、あるいは、アクセス・モジュールがアクセス可能な所定の経路指定テーブルによって実行できる。これらの経路指定テーブルは、ネットワーク全体にある様々な資源より更新できる。
この機能を用いた例には、パケット網のユーザへの配信のため、インターネット・アドレスをパケット・データ・アドレスに変換するものがある。他の例として、コンピュータからの音声トラヒックを電話機へ配信するため、インターネットのユーザ・アドレスをＰＳＴＮアドレスに関連づけるものがある。
インテリジェントなアクセス・モジュールによって、アドレス、識別されたサービス、ネットワーク資源の有効性、および、ユーザが好むプロフィールに従って、多くの異なるネットワークあるいはサービス・プロバイダに特定のサービスを経路指定できる。これは、アクセス・モジュールに内蔵されたり、あるいは、アクセス・モジュールがアクセス可能な特定の経路指定テーブルによって実行できる。これらの経路指定テーブルは、ネットワーク全体にある様々な資源より更新できる。本発明は、様々な設備を介した通信を提供するのに必要な情報フォーマットの変更や、アクセス・モジュールと、種々のサービス・プロバイダ、あるいはデータ網、あるいはＣＰＥコネクタとの間で、共通バスとＬＡＮプロトコルを使用することを規定している。
本発明は、利用可能なトランスポート網間で代替経路指定を行うため、アクセス・モジュールあるいはサービス・プロバイダにおいて、リアルタイムの理論割り当てを行う。この代替経路指定とは、例えば、データ網を介した音声の経路指定を行い、また、その逆も行えることである。これによって、ダイナミックなトラヒック負荷のバランスを取ること、代替経路指定、資源の共有、そして、ネットワークを通じての情報転送のサービス管理を行うことができ、その結果、エンド・ポイント間のプロトコルおよびトランスポート変換が最小になる。
本発明はまた、レイヤ２と上記のプロトコルを、アクセス・モジュールからＣＰＥコネクタ（４）に拡張することによって、ＬＡＮ機能をＣＰＥにまで拡張できる。アクセス・モジュールは、ＣＰＥ装置、サービス・プロバイダ、およびネットワーク資源の間における「存在地点」あるいは「マップ」を維持する。これは、資源、プロフィール、好み、アドレス、およびプロトコル変換のファイルを維持することによって実現できる。
ＣＰＥコネクタとアクセス・モジュール間のインテリジェント・ダイアログによって、エンド・ユーザやサービス・プロバイダには、簡単に使用できて、カスタマイズ化が可能なＬＡＮ型の環境をシミュレートする機能が提供される。アクセス・モジュールは、特定のサーバがネットワーク上のどこでも利用可能であることについての最新情報を、ＣＰＥに連続して提供することによって、特定の顧客サービス・プロフィールをサポートする。同時に、アクセス・モジュールは、ユーザ装置の存在を、サービス・プロバイダの共同体に示す。
さらなる実施の形態によれば、アクセス・モジュールは、ユーザの発信および着信情報を格納し、その情報を元の形で、あるいは、ユーザ・プロフィールやユーザの制御に従って修正された形で転送する機能を有する。実際の格納装置は、アクセス・モジュールに内蔵するか、あるいは、アクセス・モジュールがアクセスする外部資源として存在させるようにできる。
以下の例は、この機能の使用と利点を説明している。
一例として、ネットワークを介した情報転送速度を最適化し、ネットワーク資源の使用を増やすという、アクセス・モジュールの格納性能を用いるものがある。現在、実施されるのは、２つの端末間、あるいはサーバと端末間における情報転送が、これら２つの装置によってサポートされる最大速度の内、最も低い速度で実行することである。これによって、高速な装置を非効率に使用することになり、ネットワーク資源の使用も非効率となる。つまり、オーバーヘッドが増え、保留時間が長くなる。本発明の格納機能は、アクセスにおける装置依存型の転送速度と、装置に依存しないネットワーク転送速度とを分離することによって、情報転送を改善する。低速の装置が発した情報は、アクセス・モジュールにおいて格納され、ネットワークを介して、ネットワークの最適速度で転送される。遠端にあるアクセス・モジュールは、受信装置の最高速度で情報を配信する。
アクセス・モジュールの格納機能を用いた他の例では、ファックス・メッセージを取り扱う際、ネットワークとＣＰＥを効率よく使用する。現在、実施されるのは、発呼側のファクシミリ装置が、情報を送信する前に、終端ファクシミリ装置と実時間リンクを張ろうと試みることである。終端ファクシミリ装置が話中であれば、発呼側のファクシミリ装置は、一定の間隔で、繰り返し接続しようとする。アクセス・モジュールに情報を格納することで、一回の試みで確実にファックス・メッセージを配信することによる、処理の改善がなされる。このファックス情報は、アクセス・モジュールにおいて格納され、宛先装置が空いているときに配信される。さらに、上述の例で説明した利点も当てはまる。高速なファクシミリ装置は、低速なファクシミリ装置の処理応答を待つ必要がない。
第３の例では、ユーザが制御して、時間をずらしたメッセージの配信を行うアクセス・モジュールの格納機能の利点を説明している。現在、実行されるのは、宛先装置がメッセージを受信できない場合、発信側は、宛先装置へ繰り返し接続しようとしなければならないか、あるいは、接続が確立していても、発信側は、メッセージが受信されなかったという指示を何ら受け取らないことである。本発明は、後から配信するために、メッセージをアクセス・モジュールに格納できるようにし、アクセス・モジュールが、発信側に、配信の進行状況について何らかの指示を与えることができる。アクセス・モジュールは、ユーザ・プロフィールに従って、異なる装置に通知することによって、宛先ユーザに待ちメッセージを通知する。着信メッセージの通知は、ＡＤＳＩプロトコルを用いてユーザの表示付き電話機に送信することができる。宛先ユーザは、利用可能な選択リストから、所望の動作、例えば、メッセージを受信したり、メッセージを削除したり、自動通知を発信側に送るなどの動作を選択できる。
図１６，図１７は、本発明の他の実施の形態を示している。図１６には、アクセス・モジュールに接続される２つのＣＰＥコネクタが示されている。上述の実施の形態のように、ＣＰＥコネクタは、ファクシミリ装置、データ端末、ＰＯＴＳなど、様々なＣＰＥからのトラヒックを扱う。本実施の形態では、ＣＰＥコネクタには、適切なモデム８０２とインタフェース装置８０４とが接続された共通バス８００が与えられて、ＬＡＮ（バス）制御部を有するバックボーンＬＡＮを形成している。このＬＡＮ（バス）制御部は、図１７では８０６で示されている。ＣＰＥのどのグループも、今度はバックボーンＬＡＮに接続されたサブネットを形成している。上述した実施の形態にもあるように、ＣＰＥとサブネットへの物理的なインタフェースは、例えば、同軸ケーブル、銅線、光ファイバ、無線、１０ＢａｓｅＴ  Ｌａｎ用の同軸コネクタ、ＰＣ用ＲＳ２３２接続、電話用ＲＪ１１など、様々な形態および媒体をとりうる。このインタフェースは、直列でも並列でもよく、これらのＣＰＥは、星状やリング状など、様々な配置で接続することができる。バス制御部は、この共通バス上にある格納装置や資源（図示せず）とともに、認証、暗号化、ファイヤ・ウォーリング、サービスのふるい分け、ネットワーク・メッセージの時間帯別サービス、ＣＰＥの遠隔制御、テレメトリなどの処理を含む、翻訳や他の信号処理を実行する。そして、どのサービスも、様々なＣＰＥからローカル・アクセスへ、また、ローカル・アクセスからＣＰＥへ変換することができる。例えば、ＣＰＥコネクタは、ＢＲＡ（基本レート・アクセス）形式の回線信号を使ってアクセス・モジュールとネゴシエーションを行って、適切なＰＯＴＳ，ＩＳＤＮ  ＢＲＡの経路指定をしたり、あるいは、ダイヤルアップ・データ・モデム・トラヒックをＰＳＴＮに経路指定する。ＳＬＩＰ／ＰＰＰのようなカプセル化技術によって、ＣＰＥとアクセス・モジュール間で、ＴＣＰ／ＩＰトラヒックの受け渡しができる。このように、アクセス・モジュールは、エンド・ユーザの望む、データ網上のどのアクセスあるいはサービス・プロバイダにも直接、ＴＣＰ／ＩＰトラヒックが送られるようにする。
さらなる実施の形態では、図１８に示すように、アクセス・モジュール内で共通バスのアーキテクチャを使用できる。ここでは、共通バスがバックプレーンＬＡＮ９００を形成し、バス制御部９０２は、変換と他の信号処理を実行して、任意のサービスが、回線交換機からパケット変換機へ、または、パケットから回線交換へ変換される。インテリジェンスと格納とで結合された、この共通バス・アーキテクチャを用いることによって、アクセス・モジュールには、さらなる機能を簡単に追加することができる。図１８から分かるように、これらの機能には、ユーザの物理的な位置についての異なる宛先にサービスを向け直す（リダイレクト）ネットワークが含まれる。例えば、「ホーム」のアクセス・モジュールとは異なるアクセス・モジュールにログインしたり、認証を行ったり、また、「リモート」プロフィールを起動する機能である。「リモート」アクセス・モジュールは、「リモート」ユーザ・プロフィールを起動させる「ホーム」アクセス・モジュールと通信する。その結果、「ホーム」アクセス・モジュールは、ユーザのサービスの特定サブセットを、「リモート」の位置へリダイレクトする。デフォルトの「ホーム」プロフィールは、ユーザ・セッションの終わりで、再起動される。
さらに別の実施の形態では、図１９に示すように、ＣＰＥコネクタとアクセス・モジュールの両方が、非常に柔軟性のある資源管理機能を有する分散型の制御ネットワークを形成する共通バス・アーキテクチャで設計されている。有用な資源管理サービスの１つに、多くの利用可能な経路の中から、ＣＰＥとサービス・プロバイダとの間におけるトラヒック用の特定経路を選択する機能がある。例えば、ユーザからサービス・プロバイダへの接続要求は、ＣＰＥコネクタを通って、所定の帯域を有する１つの経路上にあるアクセス・モジュールに至る。サービス・プロバイダからのダウンストリーム・トラヒックが、広帯域を要求した場合、そのトラヒックを、第２のアクセス・モジュールを通り、他の経路を経由して、ＣＰＥコネクタに渡すことができる。経路の帯域が区分けできるならば、アップストリームとダウンストリームのトラヒックは、各方向で適切に調整された帯域を持つ、同一経路を共有できる。複数のアクセス・モジュールと複数のローカル・アクセスもまた、より柔軟で、生存性のあるアクセス・ネットワークを形成するのに、非常に適した伝送手段である。これに代わる経路は、例えば、非常時、経路の分散などの理由から、ユーザ、あるいはネットワーク・プロバイダなどによって容易に準備できる。
データ・サービスの場合、ユーザは、自己の選択した企業ネットワークにダイナミックに接続できるということも考えられる。例えば、特にインターネットに関しては、ユーザは、アクセスＩＳＰ＃１（インターネット・サービス・プロバイダ＃１）、あるいはＩＳＰ＃２をダイナミックに選択できる。これは、ＣＰＥコネクタとアクセス・モジュールの協動によって実現される。アクセス・モジュールは、その格納部にユーザ・プロフィールを有し、そのユーザ・プロフィールは、ユーザ・アクセスと、特定のネットワーク、あるいはＩＳＰとの持続性を示す接続テーブルを含んでいる。ユーザとユーザのＣＰＥコネクタは、アクセス・モジュールにメッセージを送って、接続テーブル内にある可能な接続の選択を変更する。ユーザは、次に、自己のデータ・トラヒックが、任意のネットワークあるいはＩＳＰに向かうよう、ダイナミックに指示できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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