(57)【要約】【課題】  電話線を流用することができるデータ通信用大規模集積回路、データ通信装置、データ通信システム、及びデータ通信方法を提供する。【解決手段】  第１の送受信手段を用いて二線式の電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受することにより、単位時間内に伝達できる情報量がパルス変調信号の単位時間内に伝達できる情報量より多くなり、電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけをエコーキャンセラー110で取り出し、電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の等化精度を送受信等化器109,112,114で改善することにより、データ形式が電話ケーブルに適合し、電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを誤り訂正回路104,105で訂正することにより、データの品質が向上する。従って四線式ケーブルを用いる代わりに二線式の電話ケーブルで高速のデータを送受信することができる。【選択図】  図１
2006060302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イーサネット用のデータ通信用大規模集積回路であって、
二線式の電話ケーブルに接続されると、該電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段と、
前記電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出すエコーキャンセラーと、
前記電話ケーブルで受信したパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための受信等化器と、
前記電話ケーブルで送信するパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための送信等化器と、
前記電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを訂正する誤り訂正回路とを備えたことを特徴とするデータ通信用大規模集積回路。
【請求項２】
イーサネット用のデータ通信用大規模集積回路であって、
二線式の電話ケーブルに接続されると、該電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段と、
前記電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出すエコーキャンセラーと、
前記電話ケーブルで受信したパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための受信等化器と、
前記電話ケーブルで送信するパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための送信等化器と、
前記電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを訂正する誤り訂正回路と、
四線式ケーブルに接続されると、該四線式ケーブルにデータを送受信する第２の送受信手段とを備えたことを特徴とするデータ通信用大規模集積回路。
【請求項３】
接続されたケーブルを伝搬する信号のビットレートが１００Ｍｂｐｓ全二重、１００Ｍｂｐｓ半二重、１０Ｍｂｐｓ全二重、１０Ｍｂｐｓ半二重、もしくは１００Ｍｂｐｓ電話線のいずれであるかを判別する判別手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のデータ通信用大規模集積回路。
【請求項４】
前記パルス振幅変調信号のスペクトラムを均一化するためのスクランプラー及びそれを復元するデスクランプラーを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のデータ通信用大規模集積回路。
【請求項５】
前記四線式ケーブルが接続された前記第１の送受信手段、及び外部の通信機器に接続された前記第２の送受信手段を接続することで前記四線式ケーブルを伝搬するデータを前記外部の通信機器との間で授受させる透過モード接続手段を備えたことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載のデータ通信用大規模集積回路。
【請求項６】
前記第１の送受信手段は、データの振幅値が８段階に変化する８ＰＡＭ方式を利用することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のデータ通信用大規模集積回路。
【請求項７】
一つのイーサネット用の通信機器と複数のルータ等の通信機器との間のデータ通信を行うイーサネット用のデータ通信装置であって、
二線式の電話ケーブルに接続されると、該電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段、前記電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出すエコーキャンセラー、前記電話ケーブルで受信したパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための受信等化器、前記電話ケーブルで送信するパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための送信等化器、前記電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを訂正する誤り訂正回路、及び四線式ケーブルに接続されると、該四線式ケーブルにデータを送受信する第２の送受信手段を備えた複数のデータ通信用大規模集積回路と、
前記データ通信用大規模集積回路に切り替え自在に接続され、外部の通信機器との間で各データ通信用大規模集積回路とデータを授受するスイッチング用大規模集積回路とを備えたことを特徴とするデータ通信装置。
【請求項８】
一つのイーサネット用の通信機器と複数のルータ等の通信機器との間のデータ通信を行うイーサネット用のデータ通信システムであって、
二線式の電話ケーブルに接続されると、該電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段、前記電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出すエコーキャンセラー、前記電話ケーブルで受信したパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための受信等化器、前記電話ケーブルで送信するパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための送信等化器、前記電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを訂正する誤り訂正回路、及び四線式ケーブルに接続されると、該四線式ケーブルにデータを送受信する第２の送受信手段を備えた複数のデータ通信用大規模集積回路と、前記データ通信用大規模集積回路に切り替え自在に接続され、外部の通信機器との間で各データ通信用大規模集積回路とデータを授受するスイッチング用大規模集積回路とを有する第１のデータ通信装置と、
前記第１のデータ通信装置の第１の送受信手段もしくは第２の送受信手段に接続され、前記データ通信用大規模集積回路と同一構成の他のデータ通信用大規模集積回路、及び  前記他のデータ通信用大規模集積回路に接続されたルータを有する第２のデータ通信装置とを備えたことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項９】
前記第１の送受信手段は、データの振幅値が８段階に変化する８ＰＡＭ方式を利用することを特徴とする請求項８記載のデータ通信システム。
【請求項１０】
一つのイーサネット用の第１の通信機器とルータ等の複数の第２の通信機器との間のデータ通信を行うデータ通信方法であって、
第１の通信機器は、
接続されたケーブルを伝搬する信号が１００Ｍｂｐｓ全二重、１００Ｍｂｐｓ半二重、１０Ｍｂｐｓ全二重、１０Ｍｂｐｓ半二重、もしくは１００Ｍｂｐｓ電話線のいずれであるかを判別し、
判別後、判別結果に従って信号を授受し、
第２の通信機器は、
接続されたケーブルを伝搬する信号が１００Ｍｂｐｓ全二重、１００Ｍｂｐｓ半二重、１０Ｍｂｐｓ全二重、１０Ｍｂｐｓ半二重、もしくは１００Ｍｂｐｓ電話線のいずれであるかを判別し、
判別後、判別結果に従って信号を授受することを特徴とするデータ通信方法。
【請求項１１】
前記データの授受には、データの振幅値が８段階に変化する８ＰＡＭを利用することを特徴とする請求項１０記載のデータ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ通信用大規模集積回路、データ通信装置、データ通信システム、及びデータ通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イーサネット（登録商標）を用いてデータ通信を行う方式としてＤＭＴ方式、ＦＤＭ方式等がある。
ＤＭＴ（Discrete Multi Tone）方式はＡＤＳＬで使用されている変調方式の一つであり、アマチ・コミュニケーションズ社が開発し１９９５年に米国規格協会（ＡＮＳＩ）標準に、１９９９年６月にはＩＴＵ−Ｔ勧告に採用された。上下それぞれの周波数帯域全体にわたって単一の搬送波を用いるＣＡＰ（Carrier-less Amplitude/Phase modulation）と異なり、ＤＭＴでは上下それぞれの周波数帯域を４．３ｋＨｚの幅を持つ複数の帯域（サブキャリア）に分割して、分割した帯域ごとにＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）を実行する。伝送されるデータ量は、最大で８ビット（Ｇ。９９２．２）〜１５ｂｉｔ（Ｇ．９９２．１）。受信側では、分割された個別のチャンネルの内容を集めることで、結果として高速通信を実現する（例えば、非特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、ＦＤＭ（Frequency Division Multiplexing）方式は、周波数分割多重方式であり、それぞれ異なる搬送波周波数を使用することで、１本の回線で同時に複数のデータを搬送可能にする技術である（例えば、非特許文献３、４参照）。
【非特許文献１】ｘＤＳＬ技術情報、［on line］、［平成１６年８月２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://i-vaio.dyndns.org/misc.html＞
【非特許文献２】池田博昌監修、秀和システム編集部編、「通信ネットワーク用語事典」株式会社秀和システム、２００３年５月５日、ｐ．１３９
【非特許文献３】第二次ＡＤＳＬ戦争勃発！？〜「８Ｍ超ＡＤＳＬ」特集、［on line］、［平成１６年８月２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://internet.watch.impress.co.jp/www/article/2002/0722/adsl.htm＞
【非特許文献４】池田博昌監修、秀和システム編集部編、「通信ネットワーク用語事典」株式会社秀和システム、２００３年５月５日、ｐ．１７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では１００Ｍｂｉｔ／ｓの高速データを送受信するには四線式ケーブルでイーサネット（登録商標）（例えば、スイッチングハブ）とルーターとの間の接続は四線式ケーブルが必要であった。
しかしながら、一戸建て住宅や集合住宅では予め敷設されている電話線の代わりに四線式ケーブルを新たに敷設しなければならないという課題があった。
そこで、本発明の目的は、電話線を流用することができるデータ通信用大規模集積回路、データ通信装置、データ通信システム、及びデータ通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の発明は、イーサネット（登録商標）用のデータ通信用大規模集積回路であって、二線式の電話ケーブルに接続されると、該電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段と、前記電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出すエコーキャンセラーと、前記電話ケーブルで受信したパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための受信等化器と、前記電話ケーブルで送信するパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための送信等化器と、前記電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを訂正する誤り訂正回路とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、イーサネット（登録商標）用のデータ通信用大規模集積回路であって、二線式の電話ケーブルに接続されると、該電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段と、前記電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出すエコーキャンセラーと、前記電話ケーブルで受信したパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための受信等化器と、前記電話ケーブルで送信するパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための送信等化器と、前記電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを訂正する誤り訂正回路と、四線式ケーブルに接続されると、該四線式ケーブルにデータを送受信する第２の送受信手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、接続されたケーブルを伝搬する信号のビットレートが１００Ｍｂｐｓ全二重、１００Ｍｂｐｓ半二重、１０Ｍｂｐｓ全二重、１０Ｍｂｐｓ半二重、もしくは１００Ｍｂｐｓ電話線のいずれであるかを判別する判別手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の発明において、前記パルス振幅変調信号のスペクトラムを均一化するためのスクランプラー及びそれを復元するデスクランプラーを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項記載の発明において、前記四線式ケーブルが接続された前記第１の送受信手段、及び外部の通信機器に接続された前記第２の送受信手段を接続することで前記四線式ケーブルを伝搬するデータを前記外部の通信機器との間で授受させる透過モード接続手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の発明において、前記第１の送受信手段は、データの振幅値が８段階に変化する８ＰＡＭ方式を利用することを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、一つのイーサネット（登録商標）用の通信機器と複数のルーター等の通信機器との間のデータ通信を行うイーサネット（登録商標）用のデータ通信装置であって、二線式の電話ケーブルに接続されると、該電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段、前記電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出すエコーキャンセラー、前記電話ケーブルで受信したパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための受信等化器、前記電話ケーブルで送信するパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための送信等化器、前記電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを訂正する誤り訂正回路、及び四線式ケーブルに接続されると、該四線式ケーブルにデータを送受信する第２の送受信手段を備えた複数のデータ通信用大規模集積回路と、前記データ通信用大規模集積回路に切り替え自在に接続され、外部の通信機器との間で各データ通信用大規模集積回路とデータを授受するスイッチング用大規模集積回路とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項８記載の発明は、一つのイーサネット（登録商標）用の通信機器と複数のルーター等の通信機器との間のデータ通信を行うイーサネット（登録商標）用のデータ通信システムであって、二線式の電話ケーブルに接続されると、該電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段、前記電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出すエコーキャンセラー、前記電話ケーブルで受信したパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための受信等化器、前記電話ケーブルで送信するパルス振幅変調信号の等化精度を改善するための送信等化器、前記電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを訂正する誤り訂正回路、及び四線式ケーブルに接続されると、該四線式ケーブルにデータを送受信する第２の送受信手段を備えた複数のデータ通信用大規模集積回路と、前記データ通信用大規模集積回路に切り替え自在に接続され、外部の通信機器との間で各データ通信用大規模集積回路とデータを授受するスイッチング用大規模集積回路とを有する第１のデータ通信装置と、前記第１のデータ通信装置の第１の送受信手段もしくは第２の送受信手段に接続され、前記データ通信用大規模集積回路と同一構成の他のデータ通信用大規模集積回路、及び  前記他のデータ通信用大規模集積回路に接続されたルーターを有する第２のデータ通信装置とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記第１の送受信手段は、データの振幅値が８段階に変化する８ＰＡＭ方式を利用することを特徴とする。
【００１４】
請求項１０記載の発明は、一つのイーサネット（登録商標）用の第１の通信機器とルーター等の複数の第２の通信機器との間のデータ通信を行うデータ通信方法であって、第１の通信機器は、接続されたケーブルを伝搬する信号が１００Ｍｂｐｓ全二重、１００Ｍｂｐｓ半二重、１０Ｍｂｐｓ全二重、１０Ｍｂｐｓ半二重、もしくは１００Ｍｂｐｓ電話線のいずれであるかを判別し、判別後、判別結果に従って信号を授受し、第２の通信機器は、接続されたケーブルを伝搬する信号が１００Ｍｂｐｓ全二重、１００Ｍｂｐｓ半二重、１０Ｍｂｐｓ全二重、１０Ｍｂｐｓ半二重、もしくは１００Ｍｂｐｓ電話線のいずれであるかを判別し、判別後、判別結果に従って信号を授受することを特徴とする。
【００１５】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、前記データの授受には、データの振幅値が８段階に変化する８ＰＡＭを利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の送受信手段を用いて二線式の電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受することにより、単位時間内に伝達できる情報量がパルス変調信号の単位時間内に伝達できる情報量より多くなり、電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけをエコーキャンセラーで取り出し、電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の等化精度を送受信等化器で改善することにより、データ形式が電話ケーブルに適合し、電話ケーブルを伝搬するパルス振幅変調信号の誤りを誤り訂正回路で訂正することにより、データの品質が向上する。従って四線式ケーブルを用いる代わりに二線式の電話ケーブルで高速のデータを送受信することができる。
【００１７】
また、二線式の電話ケーブルに対応できる第１の送受信手段と、四線式ケーブルに接続されると、四線式ケーブルにデータを送受信する第２の送受信手段との両送受信手段を備えることにより、二線式の電話ケーブル及び四線式ケーブルのいずれのケーブルでも高速のデータ通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図を参照して説明する。
図１は本発明のデータ通信用大規模集積回路の一実施の形態を示すブロック図である。
同図に示すデータ通信用大規模集積回路１００は、主にインタフェース（ＭＡＣ）１０１と、ＰＣＳ１０７と、ＰＭＡ（Ｄ）１１６と、第１の送受信手段としてのＰＭＡ（Ａ）１２４と、ＭＩＤＩＯ１０２と、ＰＨＹＣＯＮＴＲＯＬ１０８とで構成されている。
ＭＡＣ１０１ＩＥＥＥ８０２．３Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）仕様に基づいたＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ）層の機能を有する。
ＭＩＤＩＯ１０２は、ＰＣＳ１０７、ＰＭＡ（Ｄ）１１６及びＰＭＡ（Ａ）１２４の各ブロックの制御・監視を行い、同時に、ＭＩＩとの間で必要な情報の授受を行う。
ＰＨＹＣＯＮＴＲＯＬ１０８はＰＭＡ（Ｄ）１１６及びＰＭＡ（Ａ）１２４を統括制御する。括弧内のＤはディジタル信号処理を意味し、Ａはアナログ信号処理を意味する。
ＰＣＳ１０７は、スクランプラーＳＣＲ１０３と、送信側誤り訂正回路ＦＥＣ−ＥＮＣ１０４と、受信側誤り訂正回路ＦＥＣ−ＤＥＣ１０５と、デスクランプラーＤＳＣＲ１０６とで構成されている。
【００１９】
スクランプラーＳＣＲ１０３はデータ信号のスペクトラムを均一化する。
送信側誤り訂正回路ＦＥＣ−ＥＮＣ１０４は送信側のデータの誤りを訂正する。
受信側誤り訂正回路ＦＥＣ−ＤＥＣ１０５は受信側のデータの誤りを訂正する。
デスクランプラーＤＥＳＣＲ１０６はデータ信号のスペクトラムを復元する。
ＰＭＡ（Ｄ）１１６は、送信等化器Ｐ−ＥＱＬ１０９と、エコーキャンセラーＥＣ１１０と、加算器１１１、１１３と、受信等化器ＦＦＥ１１２と、受信等化器ＤＦＥ１１４と、ＤＥＣ１１５とで構成されている。
【００２０】
送信等化器Ｐ−ＥＱＬ１０９は等化精度を向上させる。
エコーキャンセラーＥＣ１１０は電話ケーブルを伝搬してきたパルス振幅変調信号の中から受信すべきパルス振幅変調信号だけを取り出す。
加算器１１１は前段からの信号とエコーキャンセラーＥＣからの信号とを加算する。
加算器１１３はＦＦＥ１１２からの信号とＤＦＥ１１４からの信号とを加算する。
受信等化器ＦＦＥ１１２、ＤＦＥ１１４は伝送路の等化精度を向上させる。
ＤＥＣ１１５は、受信等化器で整形された受信信号を識別する機能を持つ。
ＰＭＡ（Ａ）１２４は、ディジタルアナログ変換器ＤＡＣ１１７と、駆動回路ＤＲＶ１１８、送信側フィルタＴ−ＦＩＬ１１９、方向性結合回路ＨＹＢ１２０、可変利得増幅器ＶＧＡ１２１と、受信側フィルタＲ−ＦＩＬ１２２と、アナログディジタル変換器ＡＤＣ１２３とで構成されている。
【００２１】
ディジタルアナログ変換器ＤＡＣ１１７はディジタル信号をアナログ信号に変換する。
駆動回路ＤＲＶ１１８は入力した信号を増幅する。
送信側フィルタＴ−ＦＩＬ１１９は送信側の信号中のノイズ等不要信号を除去する。
方向性結合回路ＨＹＢ１２０は送受信号を分離、混合する機能を有し、電話線に接続される。
可変利得増幅器ＶＧＡ１２１は信号振幅を調整する。
受信側フィルタＲ−ＦＩＬ１２２は受信した信号からノイズを除去する。
アナログディジタル変換器ＡＤＣ１２３はアナログ信号をディジタル信号に変換する。
同図に示すデータ通信用大規模集積回路１００は、二線式の電話ケーブルであるカテゴリー３のケーブルを用いた高速双方向１００Ｍｂｐsの信号伝送を行うものであり、以下の１）〜９）に示す要件を備える。
１）８ＰＡＭ（パルス振幅変調：８値伝送）方式を主に利用（受信Ｓ／Ｎにより４ＰＡＭ、５ＰＡＭ、６ＰＡＭ、７ＰＡＭも選択する）する。シンボルレートは２０ＭＨｚ程度である。
２）２Ｗ形式により発生するエコーを抑圧するエコーキャンセラーＥＣを有する。
３）伝送路の等化精度を改善するための受信等化器ＤＰＥ、ＦＦＥを備える。
４）等化精度を向上するため、送信等化器Ｐ−ＥＱＬを備える。
５）誤り訂正回路ＦＥＣ−ＥＮＣ、ＦＥＣ−ＤＥＣを備える。
６）データ信号のスペクトラムを均一化するためのスクランプラーＳＣＲ、デスクランプラーＤＥ  ＳＣＲを備える。
７）装置側インターフェース（電話線とは反対側）には、汎用的なＭＩＩ（Media Independent Interface）を利用する。
８）線路入力部には、送受信号を分離、混合する方向性結合回路ＨＹＢを備える。
９）受信部の初段には信号振幅を調整する可変利得増幅器ＶＧＡを備える。
この結果、一対のペア線である電話線を利用して、１００Ｍｂｐsのデータ信号を動じに授受することができる。
【００２２】
ここで、８ＰＡＭについて述べる。
図２は本発明のデータ通信方法に８ＰＡＭ方式についての説明図である。
信号中央を境にして上下に４本の線が記載されている。横線の長さは１シンボル期間を示している。各線は下から順に“−４”、“−３”、“−２”、“−１”、“＋１”、“＋２”、“＋３”、“＋４”の振幅値を示している。８ＰＡＭはこれら“−４”〜“＋４”の８通りの振幅値によりデータ伝送を行う方式である。
ここで、振幅値の範囲を“−４”〜“＋４”とせず、振幅値の範囲を“−２”〜“−２”とする４ＰＡＭ、振幅値の範囲を“−２”〜“＋３”とする５ＰＡＭ、振幅値の範囲を“−３”〜“＋３”とする６ＰＡＭ、振幅値の範囲を“−３”〜“＋４”とする７ＰＡＭを採用することができる。この場合、Ｓ／Ｎ比が低いときは振幅値を減らし（例えば、ＰＡＭ７→ＰＡＭ６）、Ｓ／Ｎ比が高いときは振幅値を増やす（例えば、ＰＡＭ４→ＰＡＭ５）のが好ましい。なお、ＰＡＭの値は９以上になると、信号の帯域幅が広がり装置が複雑になり大型化し、７以下であると信号処理が不十分になるので、８が好ましい。
図１に示すデータ通信用大規模集積回路１００は、接続されたケーブルを伝搬する信号のビットレートが１００Ｍｂｐｓ全二重、１００Ｍｂｐｓ半二重、１０Ｍｂｐｓ全二重、１０Ｍｂｐｓ半二重、もしくは１００Ｍｂｐｓ電話線のいずれであるかを判別する判別手段を有する。
判別後、判別結果に従って信号を授受し、例えば、１００Ｍｂs全二重の高速データを電話線を介して授受する。この結果、四線式ケーブルを新たに敷設することなく、既設の電話線を流用して１００Ｍｂｓの高速データを授受することができる。
【００２３】
図３は本発明のデータ通信用大規模集積回路を適用したデータ通信システムの一実施の形態を示すブロック図である。
同図に示すデータ通信システムは、イーサネット（登録商標）（例えば、スイッチングハブ）２０４と、複数（図では３台であるが限定されない）のルータ２０９−１〜２０９−３、及びパーソナルコンピュータ２１０等とがＵＴＰ（Universal Terrestrial Pair：非シールドより線）Ｌ１、電話線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で接続されたものである。
スイッチングハブ２０４は、ＰＨＹ２０３と、スイッチングＬＳＩ２０２と、複数（図では４個であるが限定されない）のデータ通信用大規模集積回路であるＥＳＵ−ＬＳＩ（Ethernet Service Unit-Large Scale Integrated circuit）２０１−１〜２０１−４とで構成されている。ＥＳＵ−ＬＳＩ２０１−１は、二線式の電話ケーブルに接続されると、電話ケーブルにデータの振幅値が複数段階に変化するパルス振幅変調信号を授受する第１の送受信手段を有するデータ通信用大規模集積回路１００−１と、四線式ケーブルに接続されると、四線式ケーブルにデータを送受信する第２の送受信手段を有する公知の１００ＢＡＳＥ−ＴＸとを一体化したＬＳＩ（ハイブリッドＩＣを含む）である。
【００２４】
１００ＢＡＳＥ−ＴＸは、ＩＥＥＥ８０２．３ワーキング・グループのＩＥＥＥ８０２．３ｕタスク・フォースで仕様が定められた通信速度１００Ｍｂｐｓのイーサネット（登録商標）のうち、ＩＥＥＥ８０２．３が規定するカテゴリー５の非シールドより対線（ＵＴＰ）を使用するものである。
スイッチングハブ２０４のＥＳＵ−ＬＳＩ２０１−１の第２の送受信手段としての１００ＢＡＳＥ−ＴＸ部（以下「ＴＸ部」という）２００−１と、ルーター２０９−１のＥＳＵ−ＬＳＩ２０１−５のＴＸ部２００−５とがＵＴＰ（Ｌ１）で接続されている。このＵＴＰ（Ｌ１）を１００Ｍｂｐｓの高速データが伝搬する。
スイッチングハブ２０４のＥＳＵ−ＬＳＩ２０２−２のデータ通信用大規模集積回路（以下「ＴＥＬ部」という）１０２−２とルータ２０９−２のＥＳＵ−ＬＳＩ２０１−６のＴＥＬ部１００−６とが電話線Ｌ２で接続されている。スイッチハブ２０４とルーター２０９−２とが電話線Ｌ２を介して１００Ｍｂｐsの高速データが伝搬する。
スイッチングハブ２０４のＥＳＵ−ＬＳＩ２０２−３のＴＥＬ部１０２−２とＥＳＵ−ＬＳＩ２０１−７のＴＥＬ部１００−６とが電話線Ｌ３で接続され、ＴＥＬ部１００−７とＴＸ部２００−７とがケーブル２２０で接続され、ＴＸ部２００−７とパーソナルコンピュータ２１０のＰＨＹ２０７とがケーブル２２１で接続されている。
ここで、本ＥＳＵ−ＬＳＩは２００１−７は、四線式ケーブルを伝搬するデータを外部の通信機器との間で授受させる透過モード接続手段を有している。
すなわち、１００Ｍｂｐsの高速データが電話線Ｌ３を伝搬し、ＴＸ部２００−７とパーソナルコンピュータ２１０との間でデータが授受される。この場合、パーソナルコンピュータ２１０が１００Ｍｂｐｓの高速データを直接授受できなくてもＥＳＵ−ＬＳＩ２０１−７がいわば中継器として機能する。
スイッチングハブ２０４のＥＳＵ−ＬＳＩ２０２−４のＴＥＬ部１０２−４とルータ２０９−３のＥＳＵ−ＬＳＩ２０１−６のＴＥＬ部１００−８とが電話線Ｌ４で接続されている。スイッチングハブ２０４とルーター２０９−３とが電話線Ｌ４を介して１００Ｍｂｐsの高速データが伝搬する。
【００２５】
図４は図１に示したデータ通信用大規模集積回路同士の信号の流れを示す図である。
説明を簡単にするため、ＥＳＵ−ＬＳＩのうちのＴＥＬ部のみ示している。
一方のＴＥＬ部１００ａ（ＣＯ（Central Office）側）と、ユーザ側である他方のＴＥＬ部１００ｂ（ＣＰＥ（Customer Premises Equipment）側）とが電話線Ｌ１０で接続されている。
ＴＥＬ部１００ａから波線Ｌａで示す方向（下り方向）に１００Ｍｂｐｓの高速データが電話線Ｌ１０を伝搬してＴＥＬ部１００ｂに入力される。このとき、ＣＯ側のＴＥＬ部１００ａ内では、ＭＡＣ１０１ａ、ＳＣＲ１０３ａ、ＦＥＣ−ＥＮＣ１０４ａ、Ｐ−ＥＱＬ１０９ａ、ＤＡＣ１１７ａ、ＤＲＶ１１８ａ、Ｔ−ＦＩＬ１１９ａ及びＨＹＢ１２０ａの順にデータが伝搬する。ＣＰＥ側のＴＥＬ部１００ｂ内では、ＨＹＢ１２０ｂ、ＶＧＡ１２１ｂ、Ｒ−ＦＩＬ１２２ｂ、ＡＤＣ１２３ｂ、加算器１１１ｂ、ＦＦＥ１１２ｂ、加算器１１３ｂ、ＤＥＣ１１５ｂ、ＦＥＣ−ＤＥＣ１０５ａ、ＤＥ−ＳＣＲ１０６ｂ、及びＭＡＣ１０１ｂの順にデータが伝搬する。
一方、ＴＥＬ部１００ｂから一点鎖線で示す方向（上り方向）に１００Ｍｂｐｓの高速データが電話線Ｌ１０を伝搬してＴＥＬ部１００ａに入力される。このとき、ＣＰＥ側のＴＥＬ部１００ｂ内では、ＭＡＣ１０１ｂ、ＳＣＲ１０３ｂ、ＦＥＣ−ＥＮＣ１０４ｂ、Ｐ−ＥＱＬ１０９ｂ、ＤＡＣ１１７ｂ、ＤＲＶ１１８ｂ、Ｔ−ＦＩＬ１１９ｂ、及びＨＹＢ１２０ｂの順にデータが伝搬する。ＣＯ側のＴＥＬ部１００ａ内では、ＨＹＢ１２０ａ、ＶＧＡ１２１ａ、Ｒ−ＦＩＬ１２２ａ、ＡＤＣ１２３ａ、加算器１１１ａ、ＦＦＥ１１２ｂ、加算器１１３ａ、ＤＥＣ１１５ａ、ＦＥＣ−ＤＥＣ１０５ａ、ＤＥ−ＳＣＲ１０６ａ、及びＭＡＣ１０１ａの順にデータが伝搬する。
【００２６】
図５は本発明のデータ通信システムを集合住宅に適用した実施の形態を示す概念図である。
集合住宅としてのマンション５０８内、例えば、配電盤室に本発明のデータ通信装置としての多チャンネルＥＳＵ５０１が設置されているものとする。多チャンネルＥＳＵ５０１は、光ファイバ５０２に接続され信号を合分波するＧｉｇａＭ／Ｃ５００と、ＧｉｇａＭ／Ｃ５００に接続された複数（４台であるが限定されない。）のＥＳＵ２０１ａ〜２０１ｄとで構成されている。ＥＳＵ２０１ａ〜２０１ｄは図３に示したＥＳＵ−ＬＳＩ２０１−１〜２０１−４に相当する。
多チャンネルＥＳＵ５０１の各ＥＳＵ２０１ａ〜２０１ｄから各家庭５０７ａ〜５０７ｄに電話線Ｌ５〜Ｌ８が敷設されている。電話線Ｌ５〜Ｌ８は各家庭５０７ａ〜５０７ｄに設置されたＥＳＵ２０１ａ〜２０１ｄにそれぞれ接続されている。各ＥＳＵ２０１ａ〜２０１ｄはルーター５０３ａ〜５０３ｄにそれぞれ接続されている。ルーター５０３ａ〜５０３ｄには電話機５０５ａ〜５０５ｄ及びパーソナルコンピュータ５０６ａ〜５０６ｄがそれぞれ接続されている。
この場合にも各家庭５０７ａ〜５０７ｄと多チャンネルＥＳＵ５０１との間で既設の電話線Ｌ５〜Ｌ８を介して１００Ｍｂｐｓの高速データが授受される。このため、配電盤から各家庭に新たに通信回線（例えば、１００ＢａｓｅＴ）を敷設する必要がなくなる。
【００２７】
図６は本発明のデータ通信システムを個別住宅に適用した実施の形態を示す概念図である。
光ファイバ６００に接続されたハイブリッド装置６１０が個別住宅６０５に設置されているものとする。ハイブリッド装置６１０は、Ｅ／Ｏ（光電変換器）６０１と、ＥＳＵ６０２とで構成されており、ＥＳＵ６０２からブロードバンドルーター６０４に電話線Ｌ９で接続されている。ブロードバンドルーター６０４はＥＳＵ２０１と、無線／有線式ルーター６０３とで構成されている。ブロードバンドルーター６０４には金属線Ｌ１１で電話機５０５が接続され、無線でパーソナルコンピュータ５０６が接続されている。
この場合にも個別住宅６０５内で既設の電話線Ｌ９を介して１００Ｍｂｐｓの高速データが授受される。このため、新たに通信回線（例えば、１００ＢａｓｅＴ）を敷設する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のデータ通信用大規模集積回路の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明のデータ通信方法に８ＰＡＭ方式についての説明図である。
【図３】本発明のデータ通信用大規模集積回路を適用したデータ通信システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図４】図１に示したデータ通信用大規模集積回路同士の信号の流れを示す図である。
【図５】本発明のデータ通信システムを集合住宅に適用した実施の形態を示す概念図である。
【図６】本発明のデータ通信システムを個別住宅に適用した実施の形態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００    データ通信用大規模集積回路
１０１    インタフェース（ＭＡＣ）
１０２    ＭＩＤＩＯ
１０３    スクランプラー（ＳＣＲ）
１０４    送信側誤り訂正回路（ＦＥＣ−ＥＮＣ）
１０５    受信側誤り訂正回路（ＦＥＣ−ＤＥＣ）
１０６    デスクランプラー（ＤＳＣＲ）
１０７    ＰＣＳ
１０８    ＰＨＹＣＯＮＴＲＯＬ
１０９    送信等化器（Ｐ−ＥＱＬ）
１１０    エコーキャンセラー（ＥＣ）
１１１、１１３    加算器
１１２    受信等化器（ＦＦＥ）
１１４    受信等化器（ＤＦＥ）
１１５    ＤＥＣ
１１６    ＰＭＡ（Ａ）
１１７    ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）
１１８    駆動回路（ＤＲＶ）
１１９    送信側フィルタ（Ｔ−ＦＩＬ）
１２０    方向性結合回路（ＨＹＢ）
１２１    可変利得増幅器（ＶＧＡ）
１２２    受信側フィルタ（Ｒ−ＦＩＬ）
１２３    アナログディジタル変換器（ＡＤＣ）
１２４    ＰＭＡ（Ｄ）
【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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