(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全二重手順によるｘＤＳＬ通信を行うセントラル端末装置であって、ネゴシエーションデータの受信を行うネゴシエーションデータ受信手段と、ネゴシエーションデータの送信を行うネゴシエーションデータ送信手段と、高速でデータ送信を行う高速データ送信手段と、高速でデータ受信を行う高速データ受信手段とを具備し、リモート端末装置が前記セントラル端末装置に対し信号を送出することによって開始されたセッションの終了に際し、前記ネゴシエーションデータ受信手段によりモードセレクトメッセージを受信すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によるデータ送信を停止し、その後前記高速データ送信手段と前記高速データ受信手段とにより、前記リモート端末装置とデータの送受信を行うことを特徴とするセントラル端末装置。
【請求項２】
全二重手順によるｘＤＳＬ通信を行うリモート端末装置であって、ネゴシエーションデータの受信を行うネゴシエーションデータ受信手段と、ネゴシエーションデータの送信を行うネゴシエーションデータ送信手段と、高速でデータ送信を行う高速データ送信手段と、高速でデータ受信を行う高速データ受信手段とを具備し、前記リモート端末装置がセントラル端末装置に対し前記ネゴシエーションデータ送信手段により信号を送出することによって開始されたセッションを終了させるに際し、前記ネゴシエーションデータ受信手段によりモードセレクトメッセージを受信すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によるデータ送信を停止し、その後前記高速データ送信手段と前記高速データ受信手段とにより、前記リモート端末装置とデータの送受信を行うことを特徴とするリモート端末装置。
【請求項３】
全二重手順によるｘＤＳＬ通信を行うセントラル端末装置であって、ネゴシエーションデータの受信を行うネゴシエーションデータ受信手段と、ネゴシエーションデータの送信を行うネゴシエーションデータ送信手段と、高速でデータ送信を行う高速データ送信手段と、高速でデータ受信を行う高速データ受信手段とを具備し、前記セントラル端末装置がリモート端末装置に対し信号を送出することによって開始されたセッションを終了させるに際し、前記ネゴシエーションデータ受信手段によりモードセレクトメッセージを受信すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によるデータ送信を停止し、その後前記高速データ送信手段と前記高速データ受信手段とにより、前記リモート端末装置とデータの送受信を行うことを特徴とするセントラル端末装置。
【請求項４】
全二重手順によるｘＤＳＬ通信を行うリモート端末装置であって、ネゴシエーションデータの受信を行うネゴシエーションデータ受信手段と、ネゴシエーションデータの送信を行うネゴシエーションデータ送信手段と、高速でデータ送信を行う高速データ送信手段と、高速でデータ受信を行う高速データ受信手段とを具備し、セントラル端末装置が前記リモート端末装置に対し信号を送出することによって開始されたセッションを終了させるに際し、前記ネゴシエーションデータ受信手段によりモードセレクトメッセージを受信すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によるデータ送信を停止し、その後前記高速データ送信手段と前記高速データ受信手段とにより、前記リモート端末装置とデータの送受信を行うことを特徴とするリモート端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連明細書の相互参照）
本明細書は、１９９９年１月８日の米国出願Ｎｏ．６０／１１５，２９４の３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９に記載された優先事項に基づく。これらの内容はここに含めておく。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
１．発明の分野
本発明は、モデムなどの通信装置およびデータ通信を可能にする方法、特に通信リンクを確立するために種々の通信構成を検出し適切な通信構成を選択する装置と方法に関する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
２．背景その他の情報
従来、モデム（アナログおよびデジタル）などのデータ通信装置は、公衆回線網（ＰＳＴＮ）を介して、ある場所から別の場所にデータを送信するために使用されてきた。このようなモデムは、ＰＳＴＮの従来の音声帯域（例えば約０ｋＨ〜４ｋＨの帯域）で動作する。初期のモデムは、ＰＳＴＮを介して毎秒約３００ビット（ｂｐｓ）以下の速度でデータを送信していた。時がたつにつれて、また、インターネットの普及が進むにしたがってより高速の通信方式（例えばモデム）が要求され開発された。現在、利用可能な最高速のアナログモデム（国際電気通信連合（ＩＴＵ）が定義するＩＴＵ−Ｔ  Ｖ．３４モデムと称す）は、理想的な条件下で約３３，６００ｂｐｓの速度でデータ送信を行う。これらのモデムは、ＰＳＴＮの約４ｋＨｚの帯域でデータ交換を継続して行う。
【０００４】
大きさが数メガバイト（ＭＢ）のデータファイルを転送することも珍しくはない。Ｖ．３４変調を利用して動作するモデムは、そのようなファイルの転送に長時間を必要とする。その結果、さらに高速のモデムに対する需要が高まってきた。
【０００５】
したがって、従来の４ｋＨｚ帯域以上のスペクトルを使用するローカルツイストペアケーブル上でデータを送信するために多くの新しい通信方法が提案され開発されている。例えば、ＤＳＬ、ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、ＨＤＳＬ、ＳＨＤＳＬ、ＳＤＳＬ（以上をまとめて一般にｘＤＳＬと称す）などを含む（が、これには限定されないものとする）様々な“独特の性質”（バリエーション）のデジタル加入者用回線（ＤＳＬ）モデムが開発され、また開発中である。
【０００６】
種々のｘＤＳＬ方式のうち、いくつかは、音声帯域および超音声帯域の周波数帯域で一つのツイストペアによる同時通信を可能にする。
【０００７】
各ｘＤＳＬバリエーションは、様々な通信方式を採用し、上りおよび（または）下りの転送速度が異なり、ツイストペア通信チャネルの異なる周波数帯を利用する。様々な構成のツイストペアケーブルの持つ広範囲の物理的、環境的制限のため、実現可能な通信に利用できる帯域に対する期待も多岐にわたっている。例えば、ツイストペアケーブル（例えば、ＣＡＴ３ケーブルとＣＡＴ５ケーブル）の品質によっては、所定のｘＤＳＬ方式では表示された最大転送速度でデータを送信できない場合がある。
【０００８】
ｘＤＳＬ技術が存在し高速データ転送の問題の解決を約束している一方、ｘＤＳＬ機器の早期展開と起動に関してはいつくかの障害が存在する。
【０００９】
多様なｘＤＳＬおよび高速アクセステクノロジーによるソリューションについては、標準規格、非標準規格および（または）事実上の規格に記述されている。ある接続の一端にある機器は、ある規格（または複数の規格）を導入し、その規格は、互いに互換性を持つ場合もあれば互換性を持たない場合もある。一般に、種々の規格間にはこれまで起動および初期化方法において互換性がなかった。
【００１０】
従来の音声帯域（例えば０−４ｋＨｚ帯域）内での通信を行う従来のアナログモデムと共存する能力などのｘＤＳＬデータ通信方式を取り巻く回線環境やセントラルオフィス機器や回線品質などは、数が多くきわめて多種多様で複雑である。したがって、最適かつ干渉のない通信リンクを確立するためには、通信機器の能力を判定する機能ばかりではなく通信チャネルの能力を判定する機能が不可欠である。
【００１１】
ユーザのアプリケーションによっては広帯域なデータ通信が必要である。一般に、ｘＤＳＬ装置に含まれる複数のｘＤＳＬ規格のうち、ユーザは、いつも最大速度のｘＤＳＬ規格を使用することができるが、通信コストは、一般に帯域速度に比例するため、もっとも高価なものになる。低い帯域のアプリケーションを使用する場合、ユーザは、高い帯域のｘＤＳＬサービスを使用するのではなく、低い帯域のｘＤＳＬ（すなわちより低価格の通信サービス）の機能を望む場合がある。その結果、ユーザサービスと要求されるアプリケーションをリンクの他端（例えばセントラルオフィス）に自動的に表示するシステムを設けることが望ましい。
【００１２】
通信機器および通信チャネルの物理的構成の他にも、高速データアクセスの持つ複雑さは、規制に関する条件により影響も受ける。その結果、通信チャネルの両端部における可能な構成の組み合わせは著しく増加した。
【００１３】
１９９６年の米国電気通信法によって、ケーブルを設置した旧来の通信業者（ＩＬＥＣ）とそれを使用する新興通信業者（ＣＬＥＣ）に対して金属ツイストペアケーブルの大規模なインフラストラクチャの道が開かれた。このように、一つのペアケーブルに対して多数のプロバイダが異なる責任を引き受け、設備を展開している場合がある。
【００１４】
特定のセントラルオフィス終端において、特定の通信チャネル（回線）は、音声帯域専用、ＩＳＤＮ、または多くの新しいｘＤＳＬ（ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、ＨＤＳＬ、ＳＨＤＳＬ、ＳＤＳＬなど）サービスのどれか一つに対してのみ設けられている場合がある。カータフォーン裁判の判決以来、電話サービスのユーザ（顧客）は音声帯域チャネルに宅内通信機器（例えば、電話、留守番電話、モデムなど）を配置（すなわち、設置および利用）する広範な自由がある。ただし、専用データ回線に関連した宅内機器（ＣＰＥ）は、サービスプロバイダが設置することが一般的であった。高速通信市場が発展するにしたがって、顧客も従来の音声帯域を超えた帯域を用いて高速回線用の独自のＣＰＥを選択し、設置する選択の自由を期待し要求するようになる。この結果、サービスプロバイダには広範囲の機器が特定の回線に接続されるという予想外の事態に対応しなければならないという重圧がかかることになる。
【００１５】
宅内（例えば、家庭、オフィスなど）装置の設置条件や構成、さらに、既にそのノードに設置されている装置の種類は多様で、特定することは不可能である。サービスプロバイダにとって技術者および（または）職人を派遣して構内配線を分析し（あるいは）インストレーションを行うことは大きなコスト負担である。したがって、多くの通信方法や構成方法が存在する状況における回線の初期化には効率的で費用のかからない（すなわち、人的介入が不要な）方法が必要になる。
【００１６】
さらに、通信チャネルの終端と実際の通信装置の間にはスイッチング機器が存在している。そのスイッチング機器は、特定の種類の通信装置に特定の回線を切換えるように機能する場合がある。
【００１７】
このように、種々の機器や通信チャネル、規制環境などの問題を解決する高速データアクセス起動技術（装置および方法）が緊急に必要とされる。
【００１８】
かつてＩＴＵ−Ｔは、音声帯域チャネル上でデータ通信を開始する推奨方法を発表したことがある。特に、次の２つの勧告が出された。
１）勧告Ｖ．８（０９／９４）−  一般交換電話網を用いたデータ通信セッションの開始手順、および
２）勧告Ｖ．８ｂｉｓ（０８／９６）−  データ回線終端機器（ＤＣＥ）間および一般交換電話網を用いたデータ端末機器（ＤＴＥ）間の共通動作モードの識別および選択の手順
いずれの勧告も使用する変調方式、プロトコルなどの互いに共通の（共有）動作モードを識別しネゴシエーションを行うために各モデムから転送されるビットシーケンスを使用する。ただし、いずれの起動シーケンス勧告も従来の音声帯域通信方法にしか適用できない。これらの従来の起動シーケンスは、通信回線の両端で全二重（Ｖ．８）または半二重（Ｖ．８ｂｉｓ）が可能である場合に限り機能するように設計されている。ｘＤＳＬ起動メカニズムは、全二重または半二重のいずれかであるので、装置が全二重、半二重のいずれで可能であるのかの知識なしに起動メカニズムを始動するための代替手順が必要になる。また、従来の全二重システムに接続するために下方互換性も含めることが望ましい。
【００１９】
（定義）
以下の議論において、次のような定義を使用する。
【００２０】
起動局（発呼局）−  ｘＤＳＬサービスを起動するＤＴＥ、ＤＣＥおよびその他の関連端末機器
着呼局  −  ＰＳＴＮ（ＧＳＴＮ）上で発生した発呼に応答するＤＴＥ、ＤＣＥおよびその他の関連端末機器
キャリアセット  −  特定のｘＤＳＬ勧告のＰＳＤマスクに関連した１つまたは複数の周波数セット
ＣＡＴ３  −  １６ＭＨｚの通信に対してクリーンな送信を行うため設計、テストされるケーブルおよびケーブルコンポーネント。１０Ｍｂｐｓでの音声およびデータ／ＬＡＮトラフィックに使用
ＣＡＴ５  −  １００ＭＨｚの通信に対してクリーンな送信を行うため設計、テストされるケーブルおよびケーブルコンポーネント
通信方法  −  モデム、変調、回線コードなどの名称で呼ばれることがある通信形式
下り  −  ｘＴＵ−ＣからｘＴＵ−Ｒへの送信方向
Ｇａｌｆ  −  ８１16の値を持つオクテット、すなわちＨＤＬＣフラグの１の補数
開始信号  −  起動手順を開始する信号
開始局  −  起動手順を開始するＤＴＥ、ＤＣＥ、およびその他の関連端末機器
無効フレーム  −  符号外オクテットを除いてフラグ間のオクテット数が４未満のフレーム
メッセージ  −  変調信号を通じて伝搬されるフレーム化情報
金属ローカルループ  −  宅内へのローカルループを形成する通信チャネル５、金属ケーブル
応答信号  −  開始信号に応答して送られる信号
応答局  −  リモート局からの通信トランザクションの開始に応答する局
セッション  −  ネットワーク上のコンピュータまたはアプリケーション同士の始めから終わりまで測定したアクティブな通信接続
信号  −  トーンに基づく通信によって伝搬される情報
信号ファミリー  −  一定のキャリア間隔周波数の整数倍のキャリアセット系列
スプリッター  −  金属ローカルループを２つの動作帯域に分割するよう設計された高域フィルタと低域フィルタの組み合わせ
電話モード  −  通信方法として（変調された情報を伝搬するメッセージではなく）音声または他のオーディオを選択した動作モード
トランザクション  −  肯定応答［ＡＣＫ（１）］、否定的応答［ＮＡＫ］、あるいはタイムアウトのいずれかで終了する一続きのメッセージ
端末  −  局、および
上り  −  ｘＴＵ−ＲからｘＴＵ−Ｃへの送信方向。
【００２１】
（略語）
次の略語は、詳細な議論の全般にわたって使用する。
【００２２】
ＡＣＫ  −  肯定応答メッセージ
ＡＤＳＬ  −  非対称デジタル加入者回線
ＣＣＩＴＴ  −  国際電信電話諮問委員会
ＣＤＳＬ  −  一般消費者向けデジタル加入者回線
ＤＳＬ  −  デジタル加入者回線
ＦＳＫ  −  周波数シフト変調
ＧＳＴＮ  −  一般交換電話網（ＰＳＴＮと同じ）
ＨＤＳＬ  −  ハイビットレートデジタル加入者回線
ＨＳＴＵ−Ｃ  −  ｘＤＳＬセントラル端末ユニット（ｘＴＵ−Ｃ）のハンドシェイク部分
ＨＳＴＵ−Ｒ  −  ｘＤＳＬリモート端末ユニット（ｘＴＵ−Ｒ）のハンドシェイク部分
ＩＳＯ  −  国際標準化機構
ＩＴＵ−Ｔ  −  国際電気通信連合  有線通信標準化部門
ＮＡＫ  −  否定応答メッセージ
ＮＴＵ  −  ネットワーク終端装置（顧客構内終端）
ＰＯＴＳ  −  従来のアナログ音声転送サービス
ＰＳＤ  −  パワースペクトル密度
ＰＳＴＮ  −  公衆交換電話網
ＲＡＤＳＬ  −  適応速度ＤＳＬ
ＶＤＳＬ  −  超高速デジタル加入者回線
ｘＤＳＬ  −  種々のデジタル加入者回線（ＤＳＬ）のいずれか
ｘＴＵ−Ｃ  −  ｘＤＳＬのセントラル端末装置、および
ｘＴＵ−Ｒ  −  ｘＤＳＬのリモート端末装置。
【００２３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、どの二重化方式を使用しているか（例えば、全二重か半二重か）を検出し、相手端末に通知する通信方法、モデム装置およびデータ通信システムを開発することを全体的目的としている。
【００２４】
本発明の目的は、第１通信システム（例えば、セントラルオフィスシステム）と第２通信システム（例えば、リモートオフィスシステム）間の通信セッションを確立するための起動セッションを実行する方法を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、第一に、全二重手順によるｘＤＳＬ通信を行うセントラル端末装置であって、ネゴシエーションデータの受信を行うネゴシエーションデータ受信手段と、ネゴシエーションデータの送信を行うネゴシエーションデータ送信手段と、高速でデータ送信を行う高速データ送信手段と、高速でデータ受信を行う高速データ受信手段とを具備し、リモート端末装置が前記セントラル端末装置に対し信号を送出することによって開始されたセッションの終了に際し、前記ネゴシエーションデータ受信手段によりモードセレクトメッセージを受信すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によるデータ送信を停止し、その後前記高速データ送信手段と前記高速データ受信手段とにより、前記リモート端末装置とデータの送受信を行うことを特徴とするセントラル端末装置である。
【００２６】
本願発明は、第二に、全二重手順によるｘＤＳＬ通信を行うリモート端末装置であって、ネゴシエーションデータの受信を行うネゴシエーションデータ受信手段と、ネゴシエーションデータの送信を行うネゴシエーションデータ送信手段と、高速でデータ送信を行う高速データ送信手段と、高速でデータ受信を行う高速データ受信手段とを具備し、前記リモート端末装置がセントラル端末装置に対し前記ネゴシエーションデータ送信手段により信号を送出することによって開始されたセッションを終了させるに際し、前記ネゴシエーションデータ受信手段によりモードセレクトメッセージを受信すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によるデータ送信を停止し、その後前記高速データ送信手段と前記高速データ受信手段とにより、前記リモート端末装置とデータの送受信を行うことを特徴とするリモート端末装置である。
【００２７】
本願発明は、第三に、全二重手順によるｘＤＳＬ通信を行うセントラル端末装置であって、ネゴシエーションデータの受信を行うネゴシエーションデータ受信手段と、ネゴシエーションデータの送信を行うネゴシエーションデータ送信手段と、高速でデータ送信を行う高速データ送信手段と、高速でデータ受信を行う高速データ受信手段とを具備し、前記セントラル端末装置がリモート端末装置に対し信号を送出することによって開始されたセッションを終了させるに際し、前記ネゴシエーションデータ受信手段によりモードセレクトメッセージを受信すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によるデータ送信を停止し、その後前記高速データ送信手段と前記高速データ受信手段とにより、前記リモート端末装置とデータの送受信を行うことを特徴とするセントラル端末装置である。
【００２８】
本願発明は、第四に、全二重手順によるｘＤＳＬ通信を行うリモート端末装置であって、ネゴシエーションデータの受信を行うネゴシエーションデータ受信手段と、ネゴシエーションデータの送信を行うネゴシエーションデータ送信手段と、高速でデータ送信を行う高速データ送信手段と、高速でデータ受信を行う高速データ受信手段とを具備し、セントラル端末装置が前記リモート端末装置に対し信号を送出することによって開始されたセッションを終了させるに際し、前記ネゴシエーションデータ受信手段によりモードセレクトメッセージを受信すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によりＡＣＫメッセージを送信し、その後前記ネゴシエーションデータ受信手段によりＧＡＬＦを受信するか無音期間を検出すると、前記ネゴシエーションデータ送信手段によるデータ送信を停止し、その後前記高速データ送信手段と前記高速データ受信手段とにより、前記リモート端末装置とデータの送受信を行うことを特徴とするリモート端末装置である。
【００５０】
本開示は、以下の勧告を参考にするものであり、その内容をここに含めておく。
勧告Ｖ．８（０９／９４）「一般交換電話網によるデータ送信の起動セッション手順」、国際電気通信連合  有線通信標準化部門発行
勧告Ｖ．８ｂｉｓ（０８／９６）「データ回線終端機器（ＤＣＥ）間および一般交換電話網によるデータ端末機器（ＤＴＥ）間の共通動作モードの識別および選択の手順」、国際電気通信連合  有線通信標準化部門発行
勧告Ｔ．３５「規格外設備用ＣＣＩＴＴ定義コードの割当て手順」、国際電気通信連合  有線通信標準化部門発行
勧告Ｖ．３４（１０／９６）「一般交換電話網および専用ポイントツーポイント２線式電話型回線での使用を対象にした最高３３，６００ｂｐｓまでのデータ送信速度で動作するモデム」、国際電気通信連合  有線通信標準化部門発行。
【００５１】
本発明の開示は、１９９９年１月８日の米国出願Ｎｏ．６０／１１５，２９４に記載された内容に関するものでこれらの内容はここに含めておく。
【００５２】
本発明の前記およびその他の目的、特徴、利点は、非制限的例として提示する添付図面に示すように、以下に述べる最良な実施形態のより詳細な記述から明らかである。添付図面の参照文字は種々の図を通して同じ部分を指す。
【００５３】
【発明の実施の形態】
本明細書に示す詳細は、本発明の実施形態の一例としてまたその説明の目的に供することのみを意図したものであり、本発明の原理および概念のもっとも有効かつ理解しやすい説明であると考えられる内容を提供する目的で提示したものである。このため、本発明の基本的理解に必要な詳細の程度を超えて本発明の構造的詳細を提示する試みはなされておらず、採用した説明および添付した図は、本発明を実際に実施する方法がその技術に熟練した者にとって明白になるようにした。
【００５４】
本発明の第一の実施形態に係わるデータ通信システムは、図１に示すように、セントラルオフィスシステム２とリモートシステム４から構成され、両システムは、通信チャネル５を介してインタフェースがとられる。
【００５５】
セントラルオフィスシステム２は、セントラルオフィスシステム２と通信チャネル５間のインタフェースをとるように機能するメイン分配フレーム（ＭＤＦ）１を含む。メイン分配フレーム（ＭＤＦ）１は、一端に外部からの電話回線（例えば、通信チャネル５）を接続し、他端に内部回線（例えば、内部セントラルオフィス回線）を接続するように動作する。
【００５６】
リモートシステム４には、リモートシステム４と通信チャネル５とのインタフェースをとるように機能するネットワークインタフェース装置（ＮＩＤ）３が搭載されている。ネットワークインタフェース装置（ＮＩＤ）３は、顧客の機器と通信ネットワーク（例えば通信チャネル５）とのインタフェースをとる。
【００５７】
本発明は、発明の趣旨と範囲から離脱しないかぎり、他の通信装置にも適用できるものと理解される。また、本発明は、ツイストペアケーブルを用いた電話通信システムを参照して記述されているが、発明の趣旨と範囲から離脱しないかぎり、本発明は、ケーブル通信システム（例えば、ケーブルモデム）、光通信システム、ワイヤレスシステム、赤外線通信システムなどの他の通信環境などにも適用可能であると理解される。
【００５８】
（基本ハードウェアの説明）
図２は、図１のデータ通信システムの第一の実施形態の詳細なブロック図である。本実施形態は、セントラルオフィスシステム２およびリモートシステム４のいずれも本発明を実現する典型的な設置形態を示す。
【００５９】
図２に示すように、セントラルオフィスシステム２は、低域フィルタ３４、高域フィルタ３８、テストネゴシエーションブロック４６、高速データ受信部６８、高速データ送信部７０、およびコンピュータ８２を具備する。コンピュータ８２は、セントラルオフィスに配置されたネットワーク機器に対する汎用インタフェースと理解される。テストネゴシエーションブロック４６は、実際の高速データ通信の開始前に発生するネゴシエーションおよび試験手順のすべてを実行する。
【００６０】
低域フィルタ３４および高域フィルタ３８は、通信チャネル５を通じて転送される通信信号をフィルタする機能を持つ。テストネゴシエーションブロック４６は、セントラルオフィスシステム２、リモートシステム４、および通信チャネル５をテストし、それらの条件、能力などのネゴシエーションを行う。テストネゴシエーションブロック４６の手順は、高速データ受信部、送信部（例えば、モデム）６８および７０の選択の前に完了し、それらの選択を開始する。高速データ受信部６８は、リモートシステム４から送信された高速データを受信し、高速データ送信部７０は、リモートシステム４に高速データを送信する。高速データ受信部、送信部６８および７０は、ＡＤＳＬ、ＨＤＳＬ、ＳＨＤＳＬ、ＶＤＳＬ、ＣＤＳＬモデムなどから構成されるがそれらには限定されない。高速データ受信部、送信部６８および７０は、初期ネゴシエーション手順の実行時に共通ブロック４６を「共有する」複数の高速送信装置であってもよい。ネゴシエーションデータ受信部５２および高速データ受信部６８は、コンピュータ８２に信号を送信する。ネゴシエーションデータ送信部５４および高速データ送信部７０は、コンピュータ８２から出される信号を受信する。
【００６１】
開示された実施形態において、テストネゴシエーションブロック４６は、ネゴシエーションデータ受信部５２およびネゴシエーションデータ送信部５４から構成される。ネゴシエーションデータ受信部５２は、ネゴシエーションデータを受信し、ネゴシエーションデータ送信部５４は、ネゴシエーションデータを送信する。以下、セントラルオフィスシステム２の種々の部分の動作について詳細に示す。
【００６２】
リモートシステム４は、低域フィルタ３６、高域フィルタ４０、テストネゴシエーションブロック４８、高速データ受信部７２、高速データ送信部６６、およびコンピュータ８４から構成される。コンピュータ８４は、リモートシステムに配置されたネットワーク機器に対する汎用的インタフェースであるものと理解される。テストネゴシエーションブロック４８は、実際の高速データ通信の前に発生するすべてのネゴシエーションおよび試験手順を実行する。
【００６３】
低域フィルタ３６および高域フィルタ４０は、通信チャネル５で転送される通信信号をフィルタするように動作する。テストネゴシエーションブロック４８は、セントラルオフィスシステム２、リモートシステム４、および通信チャネル５の条件や能力などの試験およびネゴシエーションを行う。高速データ受信部７２は、セントラルオフィスシステム２から送信される高速データを受信するように機能し、高速データ送信部６６は、セントラルオフィスシステム２に高速データを送信する。ネゴシエーションデータ受信部５６および高速データ受信部７２は、コンピュータ８４に信号を送信する。ネゴシエーションデータ送信部５０および高速データ送信部６６は、コンピュータ８４から出された信号を受信する。
【００６４】
開示された実施形態において、テストネゴシエーションブロック４８は、ネゴシエーションデータ受信部５６およびネゴシエーションデータ送信部５０から構成される。ネゴシエーションデータ受信部５６は、ネゴシエーションデータを受信し、ネゴシエーションデータ送信部５０は、ネゴシエーションデータを送信する。以下、リモートシステム４の種々の部分の動作について詳細に説明する。
【００６５】
リモートシステム４のネゴシエーションデータ送信部５０は、セントラルシステム２のネゴシエーションデータ受信部５２に上りネゴシエーションデータを送信する。セントラルオフィスシステム２のネゴシエーションデータ送信部５４は、リモートシステム４のネゴシエーションデータ受信部５６に下りネゴシエーションデータを送信する。
【００６６】
セントラルオフィスシステム２は、リモートシステム４の複数のチャネル２２、２６、２８、３０、および３２との通信に使用される複数のチャネル６、１０、１４、１６、１８を含む。この点について、開示された実施形態においてはチャネル６は、低域フィルタ３４および３６でフィルターされた従来の音声帯域（例えば、０Ｈｚ〜約４ｋＨｚ）の該当するリモート音声チャネル３２と直接通信するために使用されるセントラル音声チャネルであることが注目される。さらに、リモート音声チャネル３３は、セントラルオフィスシステム２の制御下にないリモートシステム４に設けられている。リモート音声チャネル３３は、通信チャネル５（ただし、低域フィルタ３６の前に）に並列に接続されており、したがってリモート音声チャネル３２と同じサービスを提供する。ただし、このチャネルは低域フィルタ３６の前に接続されているので、リモート音声チャネル３３には高速データ信号および音声信号のいずれも含まれる。
【００６７】
フィルタは、音声チャネル６と３２の間でＩＳＤＮなどの他の低帯域通信方法を用いて通信を行なうように異なる周波数特性を持つように調整できることが注目される。高域フィルタ３８および４０は、４ｋＨｚ以上の周波数スペクトルを保証するように選択される。システムによってはフィルタ３４、３６、３８および４０のいずれか（または、すべて）を必要または実装しないものもあることに留意する必要がある。
【００６８】
（セントラルオフィスシステム２における）ビットストリーム１０、１４、１６、１８および（リモートシステム４における）ビットストリーム２２、２６、２８、３０は、それぞれセントラルコンピュータ８２およびリモートコンピュータ８４間の通信に使用されるデジタルビットストリームである。ビットストリーム１０、１４、１６、１８を（図に示すように）別個の信号として実現するか、インタフェース、またはケーブルに纏めるか、あるいは一つのストリームに多重化することは本発明の範囲および（または）機能を変更することなく、本発明の範囲内であると理解される。例えば、ビットストリーム１０、１４、１６、１８は、ＲＳ−２３２、パラレル、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（ＩＥＥＥ−１３９４）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ワイヤレス、または赤外線（ＩｒＤＡ）規格に適合するインタフェースとして構成することができる（がこれらには限定されない）。上記と同様に、ビットストリーム２２、２６、２８、３０を、（図に示すように）別個の信号として実現するか、インタフェース、またはケーブルに纏めるか、あるいは一つのストリームに多重化できると理解される。
【００６９】
通信回線（例えば、周波数特性、ノイズ特性、スプリッタの有無など）の条件、機器の能力、ユーザまたはアプリケーションサービス要件に該当するネゴシエーションデータ（例えば、制御情報）は、セントラルオフィスシステム２のネゴシエーションデータ受信部５２およびネゴシエーションデータ送信部５４とリモートシステム４のネゴシエーションデータ受信部５６およびネゴシエーションデータ送信部５０の間で交換される。
【００７０】
発明のハードウェア部分の主要な特徴は、セントラルオフィスシステム２、リモートシステム４、および通信チャネル５の条件や能力などの試験とネゴシエーションを行うテストネゴシエーションブロック４６、４８に含まれる機能である。実際、セントラルオフィスシステム２とリモートシステム４の構成は大きく変動する可能性がある。例えば、外部音声チャネル３３の構成は、セントラルオフィスシステム２を制御するのと同じ主体の制御下にはない。同様に、通信チャネル５の能力と構成も大きく変動する可能性がある。開示された本実施形態では、テストネゴシエーションブロック４６、４８は、モデム４２、４４に組み込まれる。ただし、もう一つの方法としてテストネゴシエーションブロック４６、４８の機能は、モデム４２，４４から独立して実現することもできる。テストネゴシエーションブロック４６、４８間で送受信される信号は、環境そのものをテストし、セントラルオフィスシステム２とリモートシステム４の間でテスト結果を通信するために使用される。
【００７１】
図２で各信号経路の目的について説明した後、信号を生成するために使用する装置について説明する。以下、周波数を変えた場合の具体的な値の例を詳細に説明する。
【００７２】
開示された実施形態においては、セントラルオフィスシステム２とリモートシステム４の間で情報を交換するために種々の通信経路に周波数分割多重（ＦＤＭ）を利用する。ただし、本発明の趣旨と範囲から離脱することなく他の技術（ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、スペクトラム拡散など）も利用できることと理解される。
【００７３】
０Ｈｚから４ｋＨｚまでの周波数範囲は、一般にＰＳＴＮ音声帯域と呼ばれる。新たな通信方法の中にはデータ通信に超４ｋＨｚの周波数スペクトルを使用することを試みるものがある。一般に送信電力が許可されている第一周波数は約２５ｋＨｚで発生する。ただし、４ｋＨｚを越えるどの周波数も使用することができる。この点において、３４．５ｋＨｚの周波数でのトーンバーストは、Ｔ１Ｅ１  Ｔ１．４１３  ＡＤＳＬモデムを起動するために使用されることが注目される。その結果、先駆のネゴシエーション方法で用いたスペクトルでの周波数の使用は、できるだけ回避すべきである。
【００７４】
通信経路は、リモートシステム４からセントラルオフィスシステム２への上り通信用の経路と、セントラルオフィスシステム２からリモートシステム４への下り通信用の別の経路のペアで定義される。ネゴシエーション上りビットは、リモートシステム４のネゴシエーションデータ送信部５０で送信し、セントラルオフィスシステム２のネゴシエーションデータ受信部５２で受信する。ネゴシエーション下りビットは、セントラルオフィスシステム２のネゴシエーションデータ送信部５４で送信し、リモートシステム４のネゴシエーションデータ受信部５６で受信する。ネゴシエーションおよび高速トレーニングの終了後、セントラルオフィスシステム２およびリモートシステム４は高速データ送信部６６、７０、および高速データ受信部７２，６８を用いて二重通信を実行する。
【００７５】
本発明におけるすべてのメッセージは、差動（バイナリ）位相シフト（ＤＰＳＫ）変調などを用いて１つまたは複数のキャリアで送信される。送信ポイントは、送信ビットが１の場合、以前のポイントから１８０度回転し、送信ビットが０の場合、以前のポイントから０度回転する。各メッセージには、任意のキャリア位相におけるポイントが先行する。以下、キャリアの周波数およびキャリアとメッセージの変調を開始する手順について説明する。
【００７６】
本発明は、ハンドシェイク手順の実行前およびハンドシェイク手順の実行中、スペクトルに関するマナーを守り、あるいは極力干渉をなくすためあらゆる手段を講じている。キャリアは、一般に上りと下りで異なるよう、また既存システムの起動トーンを回避し、変調間の積作用に対して十分強固であり、十分な余裕を持つよう選択される。４．３１２５ｋＨｚおよび４．０ｋＨｚの基本周波数を用いたキャリアトーンの適切な組み合わせを以下に示す。
0004469117.tif 000002
【００７７】
リモートシステム４は、機器の能力、アプリケーションの要求、チャネルの制限を分析した後、使用する通信方法について最終決定を行なう。
【００７８】
セントラルオフィスシステム２が最終決定を受信した後、ネゴシエーション下りデータの送信は停止する。リモートシステム４がセントラルオフィスシステム２からエネルギー（キャリア）の損失を検出すると、リモートシステム４はネゴシエーション上りデータの送信を中止する。短い遅延後、ネゴシエーション済み通信方法は、その初期化手順を開始する。
【００７９】
（起動プロトコル）
セントラルオフィス（ｘＴＵ−Ｃ）システム２またはリモート（ｘＴＵ−Ｒ）システム４のいずれかが変調チャネルを開始する。ネゴシエーション変調チャネルが確立すると、リモート局は、常に開始モデム（トランザクションメッセージの観点から）と見なされ、セントラルオフィス端末は、応答局と見なされる。
【００８０】
以下の記述において、送信信号の特徴は、信号の命名方法によって区別され識別される。時間シーケンス上の位置と信号を送っている側の装置を区別するために様々なプレフィックス、サフィックスを付加する。
ＴＯＮＥ（単数）−  １つのキャリアファミリーからの未変調キャリア
ＴＯＮＥＳ（複数）−  １つまたは複数のキャリアファミリーからの未変調キャリア
ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ（複数）−  １つまたは複数のキャリアファミリーからの周期的位相反転を伴う未変調キャリア
ＦＬＡＧＳ  −  変調キャリアで送信する１６進数文字「７Ｅ」
ＧＡＬＦ  −  変調キャリアで送信する１６進数文字「８１」。（「７Ｅ」を反転したもの）。
【００８１】
また、図３から図１２に２つの時間周期τ1、τ2を示す。本発明においてτ1は約５００ｍｓより小さく、例えば約１００ｍｓである。同様に本発明においてτ2は約５０ｍｓより大きく、例えば約５００ｍｓ未満である。ただし、本発明の趣旨と範囲から離脱しないかぎりτ1、τ2には異なる時間周期を用いることができるものと理解される。
【００８２】
（ｘＴＵ−Ｒが起動を開始、ｘＴＵ−ＲとｘＴＵ−Ｃいずれも全二重モードをサポート）
従来の技術において、セントラルオフィスとリモートシステムは、お互いに全二重モードで通信を行う。図３に例えば、ｘＴＵ−Ｒが起動手順を開始し、いずれの装置も全二重モードで動作するタイミングシーケンスを示す。図３に示すように、ｘＴＵ−Ｒは、約１６ｍｓごとに位相反転する信号ファミリー（Ｒ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ）から、１つまたは複数の信号を送出することによって、起動手順を開始する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｃは、信号ファミリー（Ｃ−ＴＯＮＥＳ）から、１つまたは複数の信号を送信することによって、応答する。ｘＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｒは、例えば、約５０ｍｓから約５００ｍｓの間の所定の時間τ2の間送信を停止（例えば、無音の送信）した後、１つの信号ファミリー（Ｒ−ＴＯＮＥ１）のみから信号を送信する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＴＯＮＥ１信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｃは、変調キャリアにＣ−ＧＡＬＦ１（１６進数「８１」）を送信することによって応答する。ｘＴＵ−Ｒは、Ｃ−ＧＡＬＦ１文字を受信し、変調キャリアにＲ−ＦＬＡＧ１フラグ（１６進数「７Ｅ」）を送信することによって応答する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＦＬＡＧ１フラグを受信後、ｘＴＵ−Ｃは、Ｃ−ＦＬＡＧ１フラグを送信することによって応答する。ｘＴＵ−ＲがｘＴＵ−Ｃから送信されたＣ−ＦＬＡＧ１フラグを受信すると、ｘＴＵ−Ｒは、最初のトランザクションを開始することができる。
【００８３】
（ｘＴＵ−Ｃが起動を開始、ｘＴＵ−ＲとｘＴＵ−Ｃいずれも全二重モードをサポート）
図４に従来技術の例において、ｘＴＵ−ＣとｘＴＵ−Ｒがお互いに全二重モードで通信を行い、ｘＴＵ−Ｃが起動手順を開始するタイミングシーケンスを示す。この例において、ｘＴＵ−Ｃは、その信号ファミリー（Ｃ−ＴＯＮＥＳ）の１つ（または両方）から信号を送信することによって起動手順を開始する。ｘＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｒは、１つの信号ファミリー（Ｒ−ＴＯＮＥ１）のみから信号を送信することによって応答する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＴＯＮＥ１信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｃは、変調キャリアにＣ−ＧＡＬＦ１  ＧＡＬＦ（１６進数「８１」）を送信することによって応答する。ｘＴＵ−ＲがＣ−ＧＡＬＦ１  ＧＡＬＦ文字を受信すると、ｘＴＵ−Ｒは、変調キャリアにＲ−ＦＬＡＧ１フラグ（１６進数「７Ｅ」）を送信することによって応答する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＦＬＡＧ１フラグを受信後、ｘＴＵ−Ｃは、Ｃ−ＦＬＡＧ１フラグを送信することによって応答する。ｘＴＵ−Ｒは、Ｃ−ＦＬＡＧ１フラグを受信し、最初のトランザクションを開始することができる。
【００８４】
従来技術システムは、セントラルオフィスシステムとリモートシステムの動作モードが異なる場合、通信セッションを確立することができなかった。本発明はこの問題に対処する方式を開示する。具体的な手順はどの装置（例えば、ｘＴＵ−ＣまたはｘＴＵ−Ｒ）が起動シーケンスを開始するか、また各装置の全二重、半二重機能によって異なる。本発明の初期化信号およびプロセスは、従来機器と完全な下方互換性を保持するものであり、以下に説明する。本発明の機器と従来ハンドシェイク機器（全二重モードのみをサポート）との下方互換性は本発明の重要な特徴である。
【００８５】
以下で説明する本発明で取り扱う様々な開始起動セッションは次のとおりである。
（ａ）ｘＴＵ−Ｒが開始する起動、ただし、図７に示すように、ｘＴＵ−ＲとｘＴＵ−Ｃは、いずれも半二重モードをサポートするものとする。
（ｂ）ｘＴＵ−Ｒが開始する起動、ただし、図８に示すように、ｘＴＵ−Ｒは半二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃは全二重モードのみをサポートするものとする。
（ｃ）ｘＴＵ−Ｒが開始する起動、ただし、図９に示すように、ｘＴＵ−Ｒは、全二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃは、半二重モードのみをサポートするものとする。
（ｄ）ｘＴＵ−Ｃが開始する起動、ただし、図１０に示すように、ｘＴＵ−ＲとｘＴＵ−Ｃは、いずれも半二重モードをサポートするものとする。
（ｅ）ｘＴＵ−Ｃが開始する起動、ただし、図１１に示すように、ｘＴＵ−Ｒは、半二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃは全二重モードのみをサポートするものとする。
（ｆ）ｘＴＵ−Ｃが開始する起動、ただし、図１２に示すように、ｘＴＵ−Ｒは、全二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃは、半二重モードのみをサポートするものとする。
【００８６】
ｘＴＵ−Ｒは、Ｃ−ＴＯＮＥＳに対してＲ−ＦＬＡＧ１の代わりにＲ−ＴＯＮＥ１で応答することによって全二重モードでのトランザクション実行を望んでいることを示す。ｘＴＵ−Ｒは、Ｃ−ＴＯＮＥＳに対してＲ−ＴＯＮＥ１の代わりにＲ−ＦＬＡＧ１で応答することによって半二重モードでのトランザクション実行を望んでいることを示す。
【００８７】
（ｘＴＵ−Ｒが起動を開始、ｘＴＵ−ＲとｘＴＵ−Ｃいずれも半二重モードをサポート）
図７に、ｘＴＵ−Ｒが起動シーケンスを開始し、ｘＴＵ−Ｒ、ｘＴＵ−Ｃがいずれも半二重モードをサポートしている状況を示す。ｘＴＵ−Ｒは、例えば、約１６ｍｓごとの所定の時間間隔で位相反転が生じる、その信号ファミリー（Ｒ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ）の１つ（または両方）から信号の送信を開始する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｃは、その信号ファミリー（Ｃ−ＴＯＮＥＳ）の１つ（または両方）から信号を送信することによって応答する。ｘＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｒは、例えば、約５０ｍｓから約５００ｍｓの間の所定の時間τ2の間送信を停止（例えば、無音の送信）する。次に、ｘＴＵ−Ｒは、ｘＴＵ−ＣがＣ−ＴＯＮＥＳ信号をオフにするまで例えば、少なくとも１００ｍｓの選択した時間周期τ1の間１つの信号ファミリー（Ｒ−ＦＬＡＧ１）から信号を送信する。最後のＲ−ＦＬＡＧ１フラグの送信後、ｘＴＵ−Ｒは、メッセージとそれに続く少なくとも２つのフラグ（Ｒ−ＦＬＡＧ−ＨＤ２）の送信を継続する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＦＬＡＧ−ＨＤ２を検出すると、ｘＴＵ−Ｃは、例えば、約１００ｍｓの特定の期間フラグ（Ｃ−ＦＬＡＧ−ＨＤ）を送信することで応答する。最後のフラグの送信後、ｘＴＵ−Ｃは、メッセージとそれに続く少なくとも２つのフラグ（Ｃ−ＦＬＡＧ−ＨＤ２）の送信を継続する。ｘＴＵ−ＣメッセージがＡＣＫの場合、ｘＴＵ−Ｒは、選択したモード初期化シーケンスを開始する。一方、ＡＴＵ−ＣメッセージがＡＣＫでない場合、ｘＴＵ−Ｒは、Ｒ−ＦＬＡＧ１（上記）の送信を再開し、上記のように継続する。同様にｘＴＵ−Ｃは、Ｒ−ＦＬＡＧ１を受信するための準備を行い上記のように継続する。
【００８８】
（ｘＴＵ−Ｒが起動を開始、ｘＴＵ−Ｒが半二重モードのみをサポートしｘＴＵ−Ｃが全二重モードのみをサポート）
図８に、ｘＴＵ−Ｒが起動シーケンスを開始し、ｘＴＵ−Ｒが半二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃが全二重モードのみをサポートしている状況を示す。ｘＴＵ−Ｒは、例えば、約１６ｍｓごとの所定の時間間隔で位相反転が生じる、その信号ファミリー（Ｒ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ）の１つ（または両方）から信号の送信を開始する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｃは、その信号ファミリー（Ｃ−ＴＯＮＥＳ）の１つ（または両方）から信号を送信することによって応答する。ｘＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｒは、例えば、約５０ｍｓから約５００ｍｓの間の所定の時間τ2の間送信を停止（例えば、無音の送信）する。次に、ｘＴＵ−Ｒは、例えば、少なくとも１００ｍｓの選択した時間τ1の間信号ファミリー（Ｒ−ＦＬＡＧ１）から信号を送信する。
【００８９】
ｘＴＵ−Ｃは、全二重モードのみで動作するので、ｘＴＵ−Ｃは、Ｃ−ＧＡＬＦ信号を送信したり、送信していたＣ−ＴＯＮＥＳ信号をオフにしたりすることはない。その代わりにｘＴＵ−Ｃは、Ｃ−ＴＯＮＥＳ信号の送信を継続する。ｘＴＵ−ＲにはＣ−ＴＯＮＥＳ信号の終わりが見えないので、ｘＴＵ−Ｒは、ｘＴＵ−Ｃが半二重モードをサポートできないと判断する。したがって、ｘＴＵ−Ｒは、少なくとも２オクテットのＲ−ＧＡＬＦ  Ｇａｌｆ信号を送信してセッションを終了した後送信を停止する。ｘＴＵ−ＣにはＲ−ＧＡＬＦ  Ｇａｌｆ信号が見えるので、ｘＴＵ−Ｃは、Ｃ−ＴＯＮＥＳ信号の送信を停止し起動セッションは終了する。
【００９０】
（ｘＴＵ−Ｒが起動を開始、ｘＴＵ−Ｒが全二重モードのみをサポートしｘＴＵ−Ｃが半二重モードのみをサポート）
図９に、ｘＴＵ−Ｒが起動シーケンスを開始し、ｘＴＵ−Ｒが全二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃが半二重モードのみをサポートしている状況を示す。ｘＴＵ−Ｒは、例えば、約１６ｍｓごとの所定の時間間隔で位相反転が生じる、その信号ファミリー（Ｒ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ）の１つ（または両方）から信号を送信することでセッションを開始する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｃは、その信号ファミリー（Ｃ−ＴＯＮＥＳ）の１つ（または両方）から信号を送信することによって応答する。ｘＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳ信号を検出すると、ｘＴＵ−Ｒは、例えば、約５０ｍｓから約５００ｍｓの間の所定の時間τ2の間送信を停止（例えば、無音の送信）する。所定の時間の経過後、次に、ｘＴＵ−Ｒは、例えば、少なくとも１００ｍｓの選択した時間τ1の間信号ファミリー（Ｒ−ＴＯＮＥ１）から信号を送信する。
【００９１】
ｘＴＵ−Ｃは、半二重モードのみで動作するので、ｘＴＵ−Ｃは、送信していたＣ−ＴＯＮＥＳ信号をオフにする。ｘＴＵ−Ｒには適した期間内にＣ−ＧＡＬＦ信号が見えないが、送信エネルギーの低下（例えば、データ送信が停止したこと）を検出できるので、ｘＴＵ−Ｒは、ｘＴＵ−Ｃが全二重モードをサポートできないと判断する。したがって、ｘＴＵ−Ｒは、少なくとも２オクテットのＲ−ＧＡＬＦ信号を送信して送信を終了する。この時点で起動セッションは終了する。
【００９２】
（ｘＴＵ−Ｃが起動を開始、ｘＴＵ−ＲおよびｘＴＵ−Ｃが半二重モードのみをサポート）
図１０に、ｘＴＵ−Ｃが起動シーケンスを開始し、ｘＴＵ−Ｒが半二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃが半二重モードのみをサポートしている状況を示す。ｘＴＵ−Ｃは、その信号ファミリー（Ｃ−ＴＯＮＥＳ）の１つ（または両方）から信号の送信を開始する。ｘＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳ信号を例えば、約５０ｍｓから約５００ｍｓの間の所定の時間τ2の間検出すると、ｘＴＵ−Ｒは、ｘＴＵ−ＣがＣ−ＴＯＮＥＳ信号をオフにするまで例えば、少なくとも１００ｍｓの選択した時間τ1の間その信号ファミリー（Ｒ−ＦＬＡＧ１）の１つ（または両方）から信号を送信する。最後のフラグの送信が完了した後、ｘＴＵ−Ｒは、メッセージとそれに続く少なくとも２つのフラグ（Ｒ−ＦＬＡＧ−ＨＤ２）の送信を継続する。ｘＴＵ−ＣがＲ−ＦＬＡＧ−ＨＤ２フラグを検出すると、ｘＴＵ−Ｃは、例えば、約１００ｍｓの間フラグ（Ｃ−ＦＬＡＧ−ＨＤ）の送信を開始する。最後のフラグの送信後、ｘＴＵ−Ｃは、メッセージとそれに続く少なくとも２つのフラグ（Ｒ−ＦＬＡＧ−ＨＤ２）の送信を継続する。
【００９３】
ｘＴＵ−ＣメッセージがＡＣＫの場合、ｘＴＵ−Ｒは、選択したモード初期化シーケンスを開始する。一方、ｘＴＵ−ＣメッセージがＡＣＫでない場合、ｘＴＵ−Ｒは、Ｒ−ＦＬＡＧ１（上記）の送信を継続し、上記のように継続する。同様にｘＴＵ−Ｃは、Ｒ−ＦＬＡＧ１を受信するための準備を行い、上記のように継続する。ｘＴＵ−ＲはＡＣＫ信号でセッションを終了する。
【００９４】
（ｘＴＵ−Ｃが起動を開始、ｘＴＵ−Ｒが半二重モードのみをサポートしｘＴＵ−Ｃが全二重モードのみをサポート）
図１１に、ｘＴＵ−Ｃが起動を開始し、ｘＴＵ−Ｒが半二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃが全二重モードのみをサポートしている状況を示す。ｘＴＵ−Ｃは、その信号ファミリー（Ｃ−Ｔｏｎｅｓ）の１つ（または両方）から信号の送信を開始する。ｘＴＵ−ＲがＣ−Ｔｏｎｅｓ信号を例えば、約５０ｍｓから約５００ｍｓの間の所定の時間τ2の間検出すると、ｘＴＵ−Ｒは、例えば、少なくとも１００ｍｓの選択した時間τ1の間信号ファミリー（Ｒ−ＦＬＡＧ１）からフラグ信号を送信する。ｘＴＵ−Ｃは、全二重モードのみをサポートするので、ｘＴＵ−Ｃは、Ｃ−ＧＡＬＦ信号を送信したり、Ｃ−ＴＯＮＥＳ信号をオフにしたりすることはない。その代わりにｘＴＵ−Ｃは、Ｃ−ＴＯＮＥＳ信号の送信を継続する。その結果、ｘＴＵ−Ｒは、Ｃ−ＴＯＮＥＳ信号の終わりを検出しない（見ない）ので、ｘＴＵ−Ｒは、ｘＴＵ−Ｃが半二重モードをサポートできないと判断する。したがって、ｘＴＵ−Ｒは、少なくとも２オクテットのＲ−ＧＡＬＦ信号を送信して送信を終了する。ｘＴＵ−Ｃは、Ｒ−ＧＡＬＦを検出し、Ｃ−ＴＯＮＥＳ信号の送信を停止しセッションは終了する。
【００９５】
（ｘＴＵ−Ｃが起動を開始、ｘＴＵ−Ｒが全二重モードのみをサポートしｘＴＵ−Ｃが半二重モードのみをサポート）
図１２に、ｘＴＵ−Ｃが起動シーケンスを開始し、ｘＴＵ−Ｒが全二重モードのみをサポートし、ｘＴＵ−Ｃが半二重モードのみをサポートしている状況を示す。ｘＴＵ−Ｃは、その信号ファミリー（Ｃ−ＴＯＮＥＳ）の１つ（または両方）から信号の送信を開始する。ｘＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳ信号を例えば、約５０ｍｓから約５００ｍｓの間の所定の時間τ2の間検出すると、ｘＴＵ−Ｒは、例えば、少なくとも１００ｍｓの選択した時間τ1の間信号ファミリー（Ｒ−ＴＯＮＥ１）から信号を送信することによって応答する。ｘＴＵ−Ｃは、半二重モードのみをサポートするので、ｘＴＵ−Ｃは、Ｃ−ＴＯＮＥＳ信号の送信を停止（オフに）する。ｘＴＵ−Ｒは、適切なタイムアウトの発生の前にＣ−ＧＡＬＦを検出しないが、エネルギー低下（例えば、Ｃ−ＴＯＮＥＳ信号の未送信）を検出する。したがって、ｘＴＵ−Ｒは、ｘＴＵ―Ｃが全二重モードをサポートできないと判断し、２オクテットのＲ−ＧＡＬＦ信号を送信した後、ｘＴＵ−Ｒは、その送信を停止し起動セッションを終了する。
【００９６】
上記の説明のそれぞれにおいて、起動セッションは最終的に終了する。図５は、全二重手順を用いてｘＴＵ−ＲかｘＴＵ−Ｃのいずれかによるセッションの停止のタイミングを表示する。ｘＴＵ−Ｒ（または、ｘＴＵ−Ｃ）がＭＳ（モードセレクト）メッセージの送信を完了したとき、ｘＴＵ−Ｒはフラグ（１６進数「７Ｅ」）文字の送信を開始する。ｘＴＵ−Ｃ（または、ｘＴＵ−Ｒ）がＭＳメッセージを受信すると、ｘＴＵ−Ｃ（または、ｘＴＵ−Ｒ）は、フラグ文字の送信を停止し、ＡＣＫ（１）メッセージを送信する。ｘＴＵ−Ｒ（または、ｘＴＵ−Ｃ）がＡＣＫ（１）メッセージを受信すると、ｘＴＵ−Ｒ（または、ｘＴＵ−Ｃ）は、単一ＧＡＬＦオクテット（１６進数「８１」）を送信し、データの送信を停止し（例えば、無音の送信）、選択した動作モードに戻る。ｘＴＵ−Ｃ（または、ｘＴＵ−Ｒ）がＧＡＬＦ文字を受信するか無音期間を検出すると、ｘＴＵ−Ｃ（または、ｘＴＵ−Ｒ）は、データ送信（例えば無音送信）を停止し、また選択した動作モードに戻る。
【００９７】
図６は、半二重手順を用いてｘＴＵ−ＲかｘＴＵ−Ｃのいずれかによるセッションの停止のタイミングを表示する。本手順は、上述した全二重手順に類似している。具体的にはｘＴＵ−Ｒ（または、ｘＴＵ−Ｃ）がＡＣＫ（１）メッセージを送信する。ｘＴＵ−Ｒ（または、ｘＴＵ−Ｃ）がＡＣＫ（１）メッセージを受信すると、ｘＴＵ−Ｒ（または、ｘＴＵ−Ｃ）は、データ送信（例えば、無音の送信）を停止し、ＧＡＬＦオクテット（１６進数「８１」）を送り、選択した動作モードに戻る。ｘＴＵ−Ｃ（または、ｘＴＵ−Ｒ）が無音期間を検出するとｘＴＵ−Ｃ（または、ｘＴＵ−Ｒ）は、データ送信（例えば、無音送信）を停止し、同様に選択した動作モードに戻る。
【００９８】
ハンドシェイクセッションの開始後、またその終了前に１つまたは複数のトランザクションを用いてｘＴＵ−ＣとｘＴＵ−Ｒの間でデータのやりとりを行う。各トランザクションは、データおよび（または）要求を含む、１つまたは複数のメッセージからなり、肯定応答メッセージ（または、否定応答メッセージ）で終了する。データには例えば、機器の能力、チャネル機能、利用可能な動作モード、ユーザの要求、アプリケーションの要求、サービス要求が含まれるがそれらには限定されない。要求には例えば、要求動作モード、要求データ速度、要求プロトコルが含まれるがそれらには限定されない。メッセージに応答する装置は、受容（肯定応答メッセージによる）、拒否（否定応答メッセージによる）を示すか、要求メッセージにより異なる種類のメッセージを開始する要求を示す。応答に応じて装置は、別のトランザクションを開始するか、またはハンドシェイクセッションを終了する。モード選択メッセージの受付けによってハンドシェイクセッションは終了し、モード選択メッセージ中の選択した通信モードが既知の技術を用いて開始する。
【００９９】
メッセージ送信中、いくつかのカテゴリーの情報が送信される。カテゴリーには例えば、サービスパラメータの識別とチャネル能力、変調およびプロトコルの規格情報、規格外情報等の実装または製造者固有の情報が含まれるがそれらには限定されない。情報は、通信方法に固有であり、また総称して情報と記述される。各端末による情報の分析によって最適な通信のための通信モードとパラメータの選択が可能になる。
【０１００】
識別情報の例としてメッセージタイプ、ベンダ識別、帯域の量と種類、スプリッタ情報、スペクトラム利用可能周波数、データチャネル数が含まれるがそれらには限定されない。
【０１０１】
規格情報の例としてサポートするｘＤＳＬ規格の種類、地域的考慮事項、ｘＤＳＬ変調パラメータ、エラー訂正プロトコル情報、データ圧縮プロトコル情報その他のプロトコル情報が含まれるがそれらには限定されない。情報内容の生成と分析方法は、技術に熟練した者にはよく知られており、したがってここでは論じない。
【０１０２】
メッセージの情報内容は、異なる機器間の相互運用と将来の機器やサービスとの互換性を促進するために一貫性があり拡大縮小可能で、拡張可能な方法でエンコードしなければならない。従来の技術（例えば、Ｖ．８やＶ．８ｂｉｓ）は、ハンドシェイクデータをフレーム化しフォーマットする手段の一般的な例を提供する。ｘＤＳＬモデムのハンドシェイクは、変数および多重分解パラメータなどの新しいデータタイプの送信も必要とする。エンコードメカニズムの例を以下に示す。パラメータの具体的名称やエンコーディングは、使用中の特定の高速通信システムに依存する。
【０１０３】
表１は、小さな整数変数へのエンコード方法を示す。
表１  セグメントオクテット数
0004469117.tif 000003
【０１０４】
表２は、より大きいビット数の変数にエンコードする方法を示す。
表２  時間オクテット
0004469117.tif 000004
【０１０５】
表３は、パラメータを多重分解してエンコードする方法を示す。ビット６は、ビット１から５までの倍率を示すために使用する。さらに、３２または６４ｋｂｉｔ／秒の倍数でないデータ速度を示すのに特別のコードを使用する。
表３  トレーニングパラメータ  オクテット２  ＮＰａｒ（３）コーディング
0004469117.tif 000005
【０１０６】
このように、ハンドシェイク手順は、例えば、ＡＮＳＩ  Ｔ１．４１３またはＩＴＵ−Ｔ  Ｖ．３４に基づく機器などの本発明の前に設計、配備された機器を含め広範囲の機器をサポートできなければならない。全二重および半二重機器との相互運用の他に、本発明は、「従来の」機器を認識し、一緒に機能する手順も実行する。従来の機器は、例えば、特定のエスケープシーケンスなどを操作することで暗黙に起動することができる。暗黙の起動の場合、本発明をサポートしている装置は従来の起動信号をモニターし、ハンドシェイク起動信号に応答がない場合は従来の起動信号を送信する。従来のｘＤＳＬ機器の他に、端末は、情報フィールドを通じてその利用可能性が示される音声帯域規格をサポートし、音声帯域規格起動信号方法に退避することによって音声帯域機器と通信することができる。
【０１０７】
上記の例は説明の目的で示したものであり、本発明に対する制限と見なされるものではけっしてない。本発明は、模範的実施の形態を参照して記述されているが、使用する言葉は説明と例示の言葉であり、限定を示す言葉ではない。以下に述べる請求の範囲内で、言及および修正された内容に従い、本発明の趣旨と範囲から離脱しないかぎり変更を行うことができる。本発明は、特定の手段、材料、実施の形態を参照して記述されているが、本発明はここに開示された詳細に限定されるものではなく、請求項の範囲内のすべての機能的に等価である構造、方法、使用に拡張される。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、どの二重化方式を使用しているか（例えば、全二重か半二重か）を検出し、相手端末に通知する通信方法、モデム装置およびデータ通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係わるモデム装置を用いたデータ通信システムのブロック図
【図２】図１のデータ通信システムの詳細なブロック図
【図３】ｘＴＵ−Ｒ，ｘＴＵ−Ｃのいずれも全二重モードをサポートする場合のｘＴＵ−Ｒによる起動を示す図
【図４】ｘＴＵ−Ｒ，ｘＴＵ−Ｃのいずれも全二重モードをサポートする場合のｘＴＵ−Ｃによる起動を示す図
【図５】全二重手順を用いて、ｘＴＵ−Ｒ，ｘＴＵ−Ｃのいずれかによるセッションの停止のタイミングシーケンスを示す図
【図６】半二重手順を用いて、ｘＴＵ−Ｒ，ｘＴＵ−Ｃのいずれかによるセッションの停止のタイミングシーケンスを示す図
【図７】ｘＴＵ−Ｒ，ｘＴＵ−Ｃのいずれも半二重モードをサポートする場合のｘＴＵ−Ｒによる起動を示す図
【図８】ｘＴＵ−Ｒが半二重モードをサポートし，ｘＴＵ−Ｃが全二重モードをサポートする場合のｘＴＵ−Ｒによる起動を示す図
【図９】ｘＴＵ−Ｒが全二重モードをサポートし，ｘＴＵ−Ｃが半二重モードをサポートする場合のｘＴＵ−Ｒによる起動を示す図
【図１０】ｘＴＵ−Ｒ，ｘＴＵ−Ｃのいずれも半二重モードをサポートする場合のｘＴＵ−Ｃによる起動を示す図
【図１１】ｘＴＵ−Ｒが半二重モードをサポートし，ｘＴＵ−Ｃが全二重モードをサポートする場合のｘＴＵ−Ｃによる起動を示す図
【図１２】ｘＴＵ−Ｒが全二重モードをサポートし，ｘＴＵ−Ｃが半二重モードをサポートする場合のｘＴＵ−Ｃによる起動を示す図
【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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