(57)【要約】データ伝送媒体（７）を介して幾つかのネットワーク終端装置（８）に接続された少なくとも１つの回線終端装置（２）であって、各ネットワーク終端装置（８）には、ネットワーク終端装置（８）に接続されたデータ通信装置（９）がデータを送信する時データ送信要求メッセージを生成するための要求メッセージ発生器（３３）が備えられている前記回線終端装置（２）と、データ伝送媒体（７）を介して、生成された要求メッセージが含まれるアップストリーム・データ・フレームを回線終端装置（２）に送信するためのｘＤＳＬ送受信機（２０）と、を有するデータ伝送ネットワーク。前記回線終端装置（２）には、ネットワーク終端装置（８）の記憶されたステータス情報データに依存して、要求メッセージを送信したネットワーク終端装置（８）を選択するための選択ユニット（６６）と、選択されたネットワーク終端装置（８）に対するデータ送信許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器（６８）と、データ伝送媒体（７）を介して、生成された許可メッセージが含まれるダウンストリーム・データ・フレームをネットワーク終端装置（８）に一斉送信するためのｘＤＳＬ送受信機（２０）と、が備えられている。
2004519974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ伝送媒体（７）を介して幾つかのネットワーク終端装置（８）に接続された少なくとも１つの回線終端装置（２）であって、各ネットワーク終端装置（８）には、ネットワーク終端装置（８）に接続されたデータ通信装置（９）がデータを送信する時データ送信要求メッセージを生成するための要求メッセージ発生器（３３）が備えられている前記回線終端装置（２）と、
データ伝送媒体（７）を介して、生成された要求メッセージが含まれるアップストリーム・データ・フレームを回線終端装置（２）に送信するためのｘＤＳＬ送受信機（２０）と、を有するデータ伝送ネットワークであって、
前記回線終端装置（２）には、
ネットワーク終端装置（８）の記憶されたステータス情報データに依存して、要求メッセージを送信したネットワーク終端装置（８）を選択するための選択ユニット（６６）と、
選択されたネットワーク終端装置（８）に対するデータ送信許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器（６８）と、
データ伝送媒体（７）を介して、生成された許可メッセージが含まれるダウンストリーム・データ・フレームをネットワーク終端装置（８）に一斉送信するためのｘＤＳＬ送受信機（２０）と、が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ伝送ネットワークであって、
伝送媒体は、電話回線であるデータ伝送ネットワーク。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のデータ伝送ネットワークであって、
データ送信要求メッセージには、要求メッセージ演算コードと、データ通信装置（９）により送信されたデータのデータ送信に必要なタイムスロットの数と、が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項４】
請求項１乃至３の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、データ送信許可メッセージには、
許可メッセージ演算コードと、
選択されたネットワーク終端装置のアドレスと、が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項５】
請求項１乃至４の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
アップストリーム・データ・フレームは、データ伝送媒体（７）を介して、アップストリーム周波数帯域においてネットワーク終端装置（８）から回線終端装置（２）へ送信され、
ダウンストリーム・データ・フレームは、データ伝送媒体（７）を介して、ダウンストリーム周波数帯域において回線終端装置（２）からネットワーク終端装置（８）へ送信されるデータ伝送ネットワーク。
【請求項６】
請求項１乃至５の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
ダウンストリーム周波数帯域の範囲は、１乃至３ＭＨｚの間であり、アップストリーム周波数帯域の範囲は、４乃至８ＭＨｚの間であるデータ伝送ネットワーク。
【請求項７】
請求項１乃至６の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
各回線終端装置（２）には、交換機（４）へ接続するためのＭＩＩインタフェース（５０）が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項８】
請求項１乃至７の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
各データフレームには、
同期データフィールドと、
メッセージデータフィールドと、
ペイロードデータフィールドと、
誤り修正データフィールドと、が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項９】
請求項１乃至８の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
各ネットワーク終端装置（８）は、受動信号分波器に接続されているデータ伝送ネットワーク。
【請求項１０】
請求項１乃至９の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
受動信号分波器には、電話信号をフィルタ処理するための低域通過フィルタ（１９−ｉ）と、
ｘＤＳＬデータ信号をフィルタ処理するための高域通過フィルタ（１２−ｉ）と、が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
回線終端装置（２）には、回線終端装置（２）に接続された様々なネットワーク終端装置（８）のステータス情報データを記憶するための記憶手段（４８）が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
記憶手段（４８）は、ネットワーク終端装置（８）のアドレスと、要求メッセージにおいてネットワーク終端装置（８）から受信された必要なタイムスロットの対応する数と、を記憶するデータ伝送ネットワーク。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
選択ユニット（６６）は、記憶手段（４８）に記憶されたステータス情報データを読取り、設定された選択アルゴリズムに基づきデータ送信用のネットワーク終端装置を選択し、選択されたネットワーク終端装置（８）に対する許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器（６８）を起動するデータ伝送ネットワーク。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
回線終端装置（２）のｘＤＳＬ送受信機（２０）には、適応利得制御回路（３２）と、等化器（３８）と、が含まれるデータ伝送ネットワーク。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、回線終端装置（２）には、
回線終端装置（２）に接続されたネットワーク終端装置（８）に対するＡＧＣ係数を記憶するための第１記憶手段（７３）と、
回線終端装置（２）に接続されたネットワーク終端装置（８）に対する等化器係数を記憶するための第２記憶手段（７４）と、が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
選択ユニット（６６）により選択されたネットワーク終端装置のＡＧＣ係数は、回線終端装置（２）のｘＤＳＬ送受信機（２０）のＡＧＣ回路に読込まれるデータ伝送ネットワーク。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
選択ユニット（６６）により選択されたネットワーク終端装置（８）の等化器係数は、回線終端装置（２）のｘＤＳＬ送受信機（２０）の等化器（３８）に読込まれるデータ伝送ネットワーク。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
ネットワーク終端装置（８）には、回線終端装置（２）により一斉送信されたダウンストリーム・データ・フレーム内のメッセージを復号するための許可復号器（８６）が備えられているデータ伝送ネットワーク。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
ｘＤＳＬ送受信機（２０）は、ＶＤＳＬ送受信機であるデータ伝送ネットワーク。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
データ伝送媒体（７）に接続されたネットワーク終端装置（８）のインピーダンスは、整合されているデータ伝送ネットワーク。
【請求項２１】
請求項１乃至２０の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
８つのネットワーク終端装置が、データ伝送媒体（７）を介して、回線終端装置（８）に接続されているデータ伝送ネットワーク。
【請求項２２】
請求項１乃至２１の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
幾つかの回線終端装置（２）が交換機（４）に接続されているデータ伝送ネットワーク。
【請求項２３】
請求項１乃至２２の１つに記載のデータ伝送ネットワークであって、
交換機（４）は、ＩＰ幹線（５）に接続されているデータ伝送ネットワーク。
【請求項２４】
（ａ）接続されたデータ通信装置（９）からネットワーク終端装置がデータを受信する時、ネットワーク終端装置（８）によりデータ送信要求メッセージを生成する段階と、
（ｂ）データ伝送媒体（７）を介して、アップストリーム・データ・フレーム内の生成されたデータ送信要求メッセージを回線終端装置（２）に送信する段階と、
（ｃ）ネットワーク終端装置の記憶されたステータス情報データに依存して、ネットワーク終端装置（８）を選択する段階と、
（ｄ）回線終端装置（２）によって、選択されたネットワーク終端装置（８）に対するデータ送信許可メッセージを生成する段階と、
（ｅ）伝送媒体（７）を介して、生成された許可メッセージが含まれるダウンストリーム・データ・フレームを、接続されたネットワーク終端装置（８）に一斉送信する段階と、
（ｆ）許可メッセージが復号化された後、選択されたネットワーク終端装置（８）からデータを送信する段階と、
を含むデータ伝送のための方法。
【請求項２５】
ネットワーク終端装置の記憶されたステータス情報データに依存する要求メッセージに応じて、回線終端装置（２）に接続されたネットワーク終端装置のグループからネットワーク終端装置（８）を選択するための選択ユニット（６６）と、
選択されたネットワーク終端装置（８）のデータ送信許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器と、
データ伝送媒体（７）を介して、生成された許可メッセージが含まれるダウンストリーム・データ・フレームをネットワーク終端装置（８）に一斉送信するためのｘＤＳＬ送受信機（２０）と、
を備えた回線終端装置。
【請求項２６】
ネットワーク終端装置（８）に接続されたデータ通信装置（９）がデータを送信する時データ送信要求メッセージを生成するための要求メッセージ発生器（８３）と、
データ伝送媒体（７）を介して、生成された要求メッセージが含まれるアップストリーム・データ・フレームを接続された回線終端装置（２）に送信するためのｘＤＳＬ送受信機（２０）と、
を備えたネットワーク終端装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、ｘＤＳＬデータ伝送並びに幹線ネットワークと銅製電話回線等のあらゆるデータ伝送媒体上のネットワーク終端装置との間の音声データ伝送を可能にするデータ伝送ネットワーク及びデータ伝送のための方法に関する。
【０００２】
図１は、現時点での最新技術によるデータ伝送ネットワークを示す。ＩＰ幹線は、広帯域データ伝送回線を介して、ｘＤＳＬ回線終端装置等の主交換機に接続されている。主交換機は、ｘＭＩＩインタフェースを介して、幾つかのｘＤＳＬネットワーク終端装置ＮＴに接続されている。ＮＴは、ＣＡＴ５通信回線を介してパソコン又はラップトップ又はＩＰ電話等の様々なデータ通信装置に主交換機から受信したデータパッケージを配信する局内交換機又はハブにＵＴＰ電話回線を介して接続されている。交換機及びデータ通信装置は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、例えば、イーサネット・ローカルエリアネットワークを形成する。現時点での最新技術によるイーサネット・ローカルエリアネットワークでは、建物に既に設置された電話回線の他にそれ自体の配線構造を必要とする家庭用電話形態による通常のＣＡＴ３銅製電話回線を介したデータ通信装置と局内交換機との間におけるデータ交換が不可能である。
【０００３】
本発明の主な目的は、あらゆるデータ伝送媒体、特に、通常のＰＯＴＳ電話回線上でのｘＤＳＬデータ交換及び音声データ交換を可能にするデータ伝送ネットワーク及びデータ伝送のための方法を提供することである。（ＰＯＴＳ：従来の電話回線を使用したアナログ音声転送サービス。）
【０００４】
この目的は、主請求項１の特徴を有するデータ伝送ネットワークを用いて、又、請求項２５の特徴を有するデータ伝送方法によって実現される。
【０００５】
本発明によるデータ伝送ネットワークは、データ伝送媒体を介して幾つかのネットワーク終端装置ＮＴに接続された少なくとも１つの回線終端装置（ＬＴ）を有する。
各ネットワーク終端装置（ＮＴ）には、ネットワーク終端装置に接続されたデータ通信装置がデータを送信する時、データ送信要求メッセージを生成するための要求メッセージ発生器と、
データ伝送媒体を介して、生成された要求メッセージが含まれるアップストリーム・データ・フレームを回線終端装置に送信するためのｘＤＳＬ送受信機と、が備えられており、前記回線終端装置には、
ネットワーク終端装置の記憶されたステータス情報データに依存して、要求メッセージを送信したネットワーク終端装置を選択するための選択ユニットと、
選択されたネットワーク終端装置に対するデータ送信許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器と、
伝送媒体を介して、生成された許可メッセージが含まれるダウンストリーム・データ・フレームをネットワーク終端装置に一斉送信するためのｘＤＳＬ送受信機と、が備えられている。
【０００６】
好適な実施形態において、データ伝送媒体は、電話回線であり、好適には、ＵＴＰ銅製電話回線である。
データ伝送ネットワークの好適な実施形態において、データ送信要求メッセージには、要求メッセージ演算コードと、データ通信装置により送信されたデータのデータ送信に必要なタイムスロットの数と、が備えられている。
【０００７】
データ伝送ネットワークの好適な実施形態において、データ送信許可メッセージには、許可メッセージ演算コードと、選択されたネットワーク終端装置のアドレスと、が備えられている。
【０００８】
本発明によるデータ伝送ネットワークの更に他の好適な実施形態において、アップストリーム・データ・フレームは、データ伝送媒体を介して、アップストリーム周波数帯域においてネットワーク終端装置から回線終端装置へ送信され、ダウンストリーム・データ・フレームは、データ伝送媒体を介して、ダウンストリーム周波数帯域において回線終端装置からネットワーク終端装置へ送信される。
【０００９】
ダウンストリーム周波数帯域の範囲は、好適には、１乃至３ＭＨｚの間であり、アップストリーム周波数帯域の範囲は、好適には、４乃至８ＭＨｚの間である。
【００１０】
好適な実施形態において、回線終端装置には、交換機へ接続するためのＭＩＩインタフェースが備えられている。
好適な実施形態において、各データフレームには、
同期データフィールドと、
メッセージデータフィールドと、
ペイロードデータフィールドと、
誤り修正データフィールドと、が備えられている。
【００１１】
好適な実施形態において、各ネットワーク終端装置は、受動信号分波器に接続されている。
好適には、受動信号分波器には、電話信号をフィルタ処理するための低域通過フィルタと、ｘＤＳＬデータ信号をフィルタ処理するための高域通過フィルタと、が備えられている。
【００１２】
好適な実施形態において、回線終端装置には、回線終端装置に接続された様々なネットワーク終端装置の情報データを記憶するための記憶手段が備えられている。
【００１３】
好適な実施形態において、記憶手段は、ネットワーク終端装置のアドレスと、要求メッセージにおいてネットワーク終端装置から受信された必要なタイムスロットの対応する数と、を記憶する。
【００１４】
本発明によるデータ伝送ネットワークの更に他の好適な実施形態において、回線終端装置の選択ユニットは、記憶手段に記憶されたステータス情報データを読取り、設定された選択アルゴリズムに基づきデータ送信用のネットワーク終端装置を選択し、選択されたネットワーク終端装置に対する許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器を起動する。
【００１５】
好適な実施形態において、回線終端装置のｘＤＳＬ送受信機には、適応利得制御回路と、等化器と、が含まれる。
好適には、回線終端装置には、
回線終端装置に接続されたネットワーク終端装置に対する自動利得制御係数を記憶するための第１記憶手段と、
回線終端装置に接続されたネットワーク終端装置に対する等化器係数を記憶するための第２記憶手段と、が備えられている。
【００１６】
選択ユニットにより選択されたネットワーク終端装置の自動利得制御係数は、回線終端装置のｘＤＳＬ送受信機の自動利得制御回路に読込まれる。
好適には、選択ユニットにより選択されたネットワーク終端装置の等化器係数は、回線終端装置のｘＤＳＬ送受信機の等化器に読込まれる。
【００１７】
本発明によるデータ伝送ネットワークの好適な実施形態において、ネットワーク終端装置には、回線終端装置により一斉送信されたダウンストリーム・データ・フレーム内のメッセージを復号するための許可復号器が備えられている。
【００１８】
好適な実施形態において、回線終端装置のｘＤＳＬ送受信機及びネットワーク終端装置は、ＶＤＳＬ送受信機である。
好適な実施形態において、データ伝送媒体に接続されたネットワーク終端装置のインピーダンスは、整合されている。
【００１９】
本発明によるデータ伝送ネットワークの好適な実施形態において、少なくとも８つのネットワーク終端装置が、データ伝送媒体を介して、回線終端装置に接続されている。
【００２０】
データ伝送ネットワークの好適な実施形態において、幾つかの回線終端装置が交換機に接続されている。
データ伝送ネットワークの好適な実施形態において、交換機は、ＩＰ幹線に接続されている。
【００２１】
更に、本発明は、以下の段階を備えるデータ伝送のための方法を提供する。即ち、
接続されたデータ通信装置からネットワーク終端装置がデータを受信する時、ネットワーク終端装置によりデータ送信要求メッセージを生成する段階と、
許可メッセージを取得しつつ、データ伝送媒体を介して、アップストリーム・データ・フレーム内の生成されたデータ送信要求メッセージを回線終端装置に送信する段階と、
ネットワーク終端装置の記憶されたステータス情報データに依存して、ネットワーク終端装置を選択する段階と、
回線終端装置によって、選択されたネットワーク終端装置に対するデータ送信許可メッセージを生成する段階と、
伝送媒体を介して、生成された許可メッセージが含まれるダウンストリーム・データ・フレームをネットワーク終端装置に一斉送信する段階と、
許可メッセージが復号化された後、選択されたネットワーク終端装置からデータを送信する段階と、が備えられた方法を提供する。
【００２２】
本発明によるデータ伝送ネットワーク及びデータ伝送方法の以下の好適な実施形態について、添付した図面に基づき詳細を説明する。
図２は、本発明によるデータ伝送ネットワーク１の好適な実施形態を示す。図２に示すデータ伝送ネットワーク１は、米国に見られるネットワーク形態を有する。データ伝送ネットワーク１には、回線５を介してＩＰ幹線６に接続された交換機４に回線３−１乃至３−Ｎを介して接続された幾つかの回線終端装置２−１乃至２−Ｎが備えられている。各回線終端装置２は、データ伝送媒体７を介して、幾つかのネットワーク終端装置８−１乃至８−Ｍにより接続されており、図２に示す例において、接続されたネットワーク終端装置の数Ｍは、８である。図２に示す好適な実施形態におけるデータ伝送媒体７は、銅製の非遮蔽より対線電話回線（ＵＴＰ）である。各ネットワーク終端装置８−Ｉは、対応するデータ通信装置９−Ｉに接続されている。データ通信装置は、パソコン、ＩＰ電話、ラップトップもしくはＴＶセットトップボックス、又は他のいずれかのネットワーク装置である。
【００２３】
図２に示すデータ伝送ネットワーク１において、交換機４は、ＩＰ幹線６に接続され、超高速のデータ交換速度でデータ交換を行なう。例えば、交換機４は、イーサネット交換機であり、この交換機に対して、本発明による幾つかの回線終端装置が接続される。イーサネット交換機４は、出力先アドレスに基づき、その出力先にイーサネットパケットを出力する。イーサネットパケットは、ダウンストリーム・データ・フレームとして、伝送媒体７を介して、回線終端装置によって、幾つかのネットワーク終端装置８−１乃至８−Ｍにダウンストリーム周波数帯域で一斉送信される。
【００２４】
ダウンストリーム周波数帯域の範囲は、ＶＤＳＬ用途において、１乃至３ＭＨｚである。イーサネットパケットは、例えば、１５／２０ＭＢＰＳのデータ転送速度で一斉送信される。ネットワーク終端装置８−ｉは、データパケットを受信し、それを対応するデータ通信装置９−ｉに送信する。データ通信装置９−ｉからやって来るデータは、データ伝送媒体７を介して、対応する回線終端装置２にアップストリーム・データ・フレーム内において送信される。
【００２５】
データ伝送経路には、３つの異なる可能性が存在する。第１のデータ経路において、ネットワーク終端装置８−ｉは、対応する回線終端装置２にアップストリーム・イーサネット・データ・フレームを送信し、回線終端装置２は、このデータフレームを主交換機４に出力する。このアップストリームフレームが同じグループのネットワーク終端装置内に在る他のネットワーク終端装置８−ｊにアドレス指定されている場合、交換機４は、受信したアップストリーム・データ・フレームを、回線終端装置２及びデータ伝送媒体７を介して、アドレス指定された出力先ネットワーク終端装置８−ｊにダウンストリーム・データ・フレームとして送信する。
【００２６】
アップストリーム・データ・フレームが他のグループのネットワーク終端装置８内に在るネットワーク終端装置８−ｊにアドレス指定されている場合、交換機４は、受信したアップストリーム・データ・フレームを出力先ネットワーク終端装置８−ｊの対応する回線終端装置２−ｊに送信し、ネットワーク終端装置８−ｊは、他のデータ伝送電話回線を介して、アドレス指定されたネットワーク終端装置８−ｊにそれを送信する。
【００２７】
第３の可能なデータ伝送経路において、ネットワーク終端装置８−ｊによって送信されたアップストリーム・データ・フレームは、遠隔のネットワーク終端装置に宛てられ、回線５を介して、交換機４からＩＰ幹線６へ出力される。
【００２８】
米国形態による図２に示すデータ伝送ネットワークにおいて、１つのグループ内に在る全てのネットワーク終端装置８は、同じ銅製電話回線７に接続されている。ネットワーク終端装置８は、１００ｍの範囲内において分散してよい。回線終端装置２と様々なネットワーク終端装置８との間の給電線は、１つの建物内に在ってもよく、又、長さは、０．５ｋｍ乃至１ｋｍであってよい。銅製の非遮蔽より対線電話回線の形態のデータ伝送媒体７は、既に建物内に配線されており、本発明によりｘＤＳＬデータ伝送のためにも用いる。従って、建物内に在るデータ通信装置９−ｉは、別個のイーサネットケーブル構成を設ける必要無く、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を形成し得る。
【００２９】
図３は、欧州及びアジアに見られる形態を有するデータ伝送ネットワーク１を示す。幾つかのデータ通信装置９−ｉが、ネットワーク終端装置８−ｉと非遮蔽より線電話回線（ＵＴＰ）等のデータ伝送媒体７−ｉとによって、中央局１１内に在る対応する低域通過フィルタ１０−ｉ及び対応する高域通過フィルタ１２−ｉに接続されている。低域通過フィルタ１０の遮断周波数は、音声データのフィルタ処理の場合、８ｋＨｚ乃至０．１ＭＨｚであってよく、又、高域通過フィルタ１２の遮断周波数は、ｘＤＳＬデータ信号のフィルタ処理の場合、０．１ＭＨｚ乃至０．７ＭＨｚであってよい。中央局１１内に在る各低域通過フィルタ１０−ｉは、回線１３−ｉを介して、電話交換機１４の電話交換入力部１４−ｉに接続されている。電話交換機１４は、回線１５を介して、通常のＰＯＴＳ電話ネットワーク１６に接続されている。
【００３０】
高域通過フィルタ１２は、高域通過フィルタにより処理された受信信号を積算する結合器１８に回線１７を介して接続されている。結合器１８は、回線１９を介して、回線終端装置２に接続されている。回線終端装置２は、回線３を介して交換機４に接続されており、主交換機４は、回線５を介して、ＩＰ幹線６に接続されている。図３に示す形態を有するデータ伝送ネットワークにおいて、複数の低域通過フィルタ１０と高域通過フィルタ１２を備える多ポートＰＯＴＳ／ｘＤＳＬ分波器が設けられている。分波器は、一方では、電話信号をフィルタ処理し、又、他方では、ｘＤＳＬ信号のフィルタ処理を行なう。
【００３１】
図４は、本発明の好適な実施形態による回線終端装置２のブロック図を示す。
回線終端装置２には、データ伝送媒体７を介して、幾つかのネットワーク終端装置８−Ｉにダウンストリーム・データ・フレームを一斉送信するための、又、データ伝送媒体７を介して、ネットワーク終端装置８−Ｉからアップストリーム・データ・フレームを受信するためのｘＤＳＬ送受信機２０が備えられている。例えば、データ媒体７は、銅製の非遮蔽より対線電話回線ＵＴＰである。回線終端装置２内に在るｘＤＳＬ送受信機２０には、受信した信号を駆動するための、又、送信される信号を駆動するための回線駆動装置２１が備えられている。回線駆動装置２１は、回線２２を介して、ハイブリッド回路２３に接続されており、ハイブリッド回路２３は、回線２４を介して、受信したデータ信号をアナログ受信フィルタ２５に印加する。アナログ受信フィルタ２５の出力側は、受信したデータ信号及びフィルタ処理したデータ信号を増幅するための増幅ユニット２７に回線２６を介して接続されている。増幅された受信信号は、回線２８を介して、アナログ／デジタル変換器２９に供給され、アナログ／デジタル変換器２９は、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換する。受信したデジタル信号は、制御回線３３により増幅器２７を制御する自動利得制御回路３２及びデジタルＱＡＭ復調器３４に回線３０、３１を介して供給される。ＱＡＭ復調器の出力側は、回線３５を介して、雑音を抑制するためのデジタル受信フィルタ３６に接続されている。デジタルフィルタ３６は、回線３７を介して、歪を補償するための等化器３８に接続されている。等化器３８は、回線３９を介して、受信したデータ符号を特定するためのスライサ４０に接続されている。スライサ４０は、回線４１を介して、検出したデータ符号から、データフレームにパックされる対応するデータビットを生成するＱＡＭ復号器４２に接続されている。ＱＡＭ復号器４２は、回線４３を介して、ＴＣデフレーマ４４に接続されており、ＴＣデフレーマは、回線４５を介して、例えば、イーサネットデフレーマ等のデフレーマ４６に接続されている。ＴＣデフレーマ４４は、受信したアップストリーム・データ・フレームからメッセージを抜き取り、回線４７を介して、これらをＮＴステータスメモリ４８に供給する。デフレーマ４６は、回線３により交換機４に回線終端装置２を接続するためのＭＩＩインタフェース５０に回線４９を介して接続されている。
【００３２】
ＭＩＩインタフェース５０は、回線５１を介して、例えば、イーサネットフレーマ等のフレーマ５２に接続されている。イーサネットフレーマ５２は、回線５３を介して、ＴＣ（ＴＣ：透明度収束）フレーマ５４に接続されている。ＴＣフレーマ５４は、回線５５を介して、ｘＤＳＬ送受信機２０内に在るＱＡＭ符号器５６に接続されている。ＱＡＭ符号器５６は、回線５７を介して、デジタル透過フィルタ５８に接続されている。フィルタ処理されたデジタル信号は、回線５９を介して、デジタル変調器６０に供給されるが、デジタル変調器６０の出力側は、回線６１を介して、デジタル／アナログ変換器６２に接続されている。変調されたデジタル信号は、デジタル／アナログ変換器６２によってアナログ信号に変換され、このアナログ信号は、回線６３を介して、アナログフィルタ６４に供給される。フィルタ処理されたアナログ信号は、ハイブリッド回路２３により回線６５を介して供給され、回線駆動装置２１及びデータ伝送媒体７を介して、ネットワーク終端装置８−Ｉに一斉送信される。
【００３３】
回線終端装置２には、回線６７を介してＮＴステータスメモリ４８に接続された選択ユニット６６が備えられている。選択ユニット６６は、ステータス記憶手段４８内に記憶されたステータス情報データに依存して、アップストリーム・データ・フレーム内で要求メッセージを送信したネットワーク終端装置を選択する。
【００３４】
更に、回線終端装置２には、回線６９を介して選択ユニット６６に接続された許可メッセージ発生器６８が備えられている。許可発生器６８は、制御回線７０を介して、ＴＣフレーマユニット５４に接続されている。選択ユニット６６は、記憶手段４８内に記憶された情報データに基づき、回線終端装置２に接続されたネットワーク終端装置８−ｊを選択して、選択されたネットワーク終端装置８−ｉに対するデータ送信許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器６８を起動する。
【００３５】
更に、選択ユニット６６は、制御回線７１、７２を介して、ＡＧＣランダムアクセスメモリ７３及び等化器係数ランダムアクセスメモリ７４を制御する。ＡＧＣランダムアクセスメモリ７３において、１つのグループにおける様々なネットワーク終端装置８−ｉの自動利得制御係数が記憶される。等化器係数ランダムアクセスメモリ７４において、回線終端装置に接続された１つのグループ内の様々なネットワーク終端装置８−ｉの等化器係数が記憶される。自動利得制御ランダムアクセスメモリ７３は、回線７５を介して、ｘＤＳＬ送受信機２０内に在る自動利得制御回路３２からＡＧＣ係数を記憶する。等化器係数ランダムアクセスメモリ７４は、回線７６を介して、等化器３８から様々なネットワーク終端装置の等化器係数を記憶する。選択されたネットワーク終端装置のＡＧＣ係数は、選択ユニット６６によって制御回線７１を介して供給された制御信号に応じて、回線７７を介して自動利得制御回路３２に読込まれる。等化器係数は、制御回線７２を介して出力された選択ユニット６６の制御信号に応じて、回線７８を介して等化器３８に読込まれる。
【００３６】
選択ユニット６６は、ＮＴステータス記憶メモリ４８内に記憶されたステータス情報データを読取り、設定された選択アルゴリズムに基づきデータ伝送用のネットワーク終端装置８−ｉを選択し、選択されたネットワーク終端装置８−ｉに対する許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器６８を起動する。ネットワーク終端装置の選択は、優先権方式等、任意の選択方式によって実行し得る。他の選択可能な実施形態において、全てのネットワーク終端装置８−ｉの優先権は、同じであってよい。
【００３７】
図５は、記憶手段４８内に記憶されたネットワーク終端装置ステータス表の例を示す。回線終端装置２に接続された各ネットワーク終端装置は、固有のネットワーク終端装置アドレスを有する。ステータス情報として、ステータス表は、データ伝送用の様々なネットワーク終端装置８−ｉが必要とするタイムスロットの数を含み得る。この数は、アップストリーム・データ・フレームにおいて、回線終端装置２によって要求メッセージとして受信される。選択アルゴリズムに必要な様々なネットワーク終端装置８−Ｉのあらゆる種類の他のデータ情報は、ステータス表に記憶し得る。
【００３８】
図６は、本発明によるネットワーク終端装置８の好適な実施形態のブロック図を示す。
ネットワーク終端装置８には、回線終端装置のｘＤＳＬ送受信機２０と構成が類似したｘＤＳＬ送受信機２０が備えられている。更に、ネットワーク終端装置８には、回線終端装置２のクロック信号のタイミングを追跡するためのタイミング回路７８が備えられている。タイミング回路７８は、回線終端装置のマスタクロックで同期を取るために設けられている。タイミング回路７８は、回線７９により電圧制御装置回路８０を介して接続され、制御回線８２により電圧制御発振器８１を制御する。前記電圧制御発振器８１は、ネットワーク終端装置の内部クロック信号を生成する。
【００３９】
更に、ネットワーク終端装置８には、ネットワーク終端装置のステータスを記述するあらゆる種類のステータス情報データを生成するネットワーク終端装置ステータス発生器８３が備えられている。ＮＴステータス発生器８３は、ネットワーク終端装置、特に、データ伝送のために幾つのタイムスロットがネットワーク終端装置に必要かに関する情報が含まれるメッセージを生成する。生成された要求メッセージは、回線８４を介して、ＴＣフレーマ５４に送信され、ｘＤＳＬ送受信機２０によって回線終端装置に送信されるアップストリーム・データ・フレーム内のメッセージフィールドに置かれる。
【００４０】
ネットワーク終端装置８のｘＤＳＬ送受信機２０の伝送経路において、制御回線８７を介して許可復号器８６によって制御される他の交換機８５が設けられている。データ情報を送信する時、交換機８５を接続する。要求メッセージ発生器８３は、ネットワーク終端装置８に接続されたデータ通信装置９が、回線終端装置２にデータを送信したい場合、データ送信要求メッセージを生成する。好適な実施形態において、ネットワーク終端装置８には、回線終端装置２によってデータ通信要求が直に許可されない場合、データ通信装置９から送信されたデータのバッファ処理するためのバッファメモリが含まれる。
【００４１】
許可メッセージ復号器８６は、回線８８を介して、ＴＣデフレーマ４４に接続され、データ伝送媒体７を介して回線終端装置２によって一斉送信された受信ダウンストリーム・データ・フレームのメッセージフィールド内に在るメッセージを復号化する。許可復号器８６が、特定のネットワーク終端装置８−ｉにアドレス指定された許可メッセージを復号化する場合、制御回線８７＋０を介して、制御信号を交換機８５に送信し、ネットワーク終端装置８−ｉに接続された対応するデータ通信装置９−ｉからやって来るバッファ処理されたデータは、好適には非遮蔽より対線電話回線であるデータ伝送媒体７を介して、回線終端装置２に送信される。
【００４２】
又、回線終端装置内に在るＴＣフレーマ５４及びネットワーク終端装置は、リードソロモン補正ユニット、スクランブラ、及びインターリーバを含んでよい。
図７ａは、基本的にネットワーク終端装置８から上流側の回線終端装置２に送信された要求メッセージを示す。アップストリーム・データ・フレームのメッセージフィールドに置かれた要求メッセージは、回線終端装置２内に在るＴＣデフレーマユニット４４が認識し得る要求メッセージ演算コードを含む。更に、要求メッセージには、要求メッセージを送信するネットワーク終端装置８によるデータ送信に必要な多数のタイムスロットが含まれる。
【００４３】
図７ｂは、基本的に許可メッセージを示す。許可メッセージには、ネットワーク終端装置８内に在る許可メッセージ復号器８６が認識し得る許可メッセージ演算コードが含まれる。更に、許可メッセージには、出力先ネットワーク終端装置８のＭＡＣアドレスが含まれる。
【００４４】
図８は、基本的に、回線終端装置２における動作を説明するためのフローチャートを示す。
開始ステップＳ０の後、ステップＳ１において、回線終端装置２は、回線終端装置２に接続された全ての対応するネットワーク終端装置８−ｉからデータ伝送媒体７を介してアップストリーム・データ・フレームを受信する。ネットワーク終端装置８−ｉは、回線終端装置２によってスケジュール化される。
【００４５】
受信したアップストリーム・データ・フレームがデータ送信要求メッセージを含む場合、ステップＳ２において、回線終端装置２のＴＣデフレーマ４４は、ネットワーク終端装置によって要求されたタイムスロットの数をメモリ４８のＮＴステータス表に記憶する。
【００４６】
ステップＳ３において、選択ユニット６６は、与えられた優先権又はデータ送信の緊急度により設定された選択基準に基づき、少なくとも１つのネットワーク終端装置８−ｉを選択する。
【００４７】
次のステップＳ４において、許可メッセージ発生器６８は、選択ユニット６６によって起動され、選択されたネットワーク終端装置８−ｉにアドレス指定された許可メッセージを生成する。
【００４８】
ステップＳ５において、回線終端装置２は、電話回線７を介して、回線終端装置２に接続された全てのネットワーク終端装置８−ｉにダウンストリーム・データ・フレームを一斉送信する。一斉送信されたダウンストリーム・データ・フレームには、回線終端装置２からネットワーク終端装置８に送信され、そこからコンピュータ、ラップトップ又はＩＰ電話等の対応するデータ通信装置９に送信されるペイロードデータが含まれる。更に、データフレームには、生成された許可メッセージ、即ち、許可メッセージ演算コード及び選択されたネットワーク終端装置８のＭＡＣアドレスが含まれる。
【００４９】
次のステップＳ６において、メモリ７３に記憶されたＡＧＣ係数及びメモリ７４に記憶された等化器係数は、自動利得制御回路３２及び回線終端装置２内に在るｘＤＳＬ送受信機２０の等化器３８に読込まれる。
【００５０】
次のステップＳ７において、回線終端装置２は、所定の応答時間の間、ネットワーク終端装置８からの応答を待つ。
図９は、本発明によるネットワーク終端装置８−Ｉ内における動作を説明するためのもう１つのフローチャートを示す。開始ステップＳ０の後、ステップＳ１において、ネットワーク終端装置８は、データ伝送媒体７を介して、回線終端装置２から一斉送信されたデータストリームを受信する。ステップＳ２において、受信されたダウンストリーム・データ・フレームのメッセージフィールド内に在るメッセージは、ネットワーク終端装置８内に在る復号器８６によって復号化される。
【００５１】
次のステップＳ３において、受信メッセージが、特定のネットワーク終端装置８の許可メッセージか否か判断する。ネットワーク終端装置は、許可メッセージを受信しなかった場合、対応する回線終端装置２によって一斉送信されたデータフレームを更に監視する。
【００５２】
ネットワーク終端装置８は、回線終端装置２から許可メッセージを受信した場合、ステップＳ４において、データ伝送媒体７を介して、幾つかのアップストリーム・データ・フレームを回線終端装置２に送信する。送信されたアップストリーム・データ・フレームの数は、データ送信のために回線終端装置２によって割当てられたタイムスロットの数に依存する。アップストリームデータストリームには、交換機４を介して、回線終端装置２から他の回線終端装置２又は幹線５又は同じグループ内に在る他のネットワーク終端装置８に送信されるペイロードデータが含まれる。更に、アップストリーム・データ・フレームには、ネットワーク終端装置８−ｉの実際のステータスを示すステータスデータ、例えば、許可メッセージを受信するための許容可能な待ち時間が含まれる。更に、ネットワーク終端装置８によって送信されたアップストリーム・データ・フレームは、要求メッセージ演算コードや他のデータ送信に必要なタイムスロットの数を含む他の要求メッセージ等、他のメッセージを含み得る。
【００５３】
回線終端装置２には、ＭＡＣ機能を有するｘＤＳＬ送受信機が備えられており、多点データリンクに対する点マスタとしての役割を果たす。回線終端装置２は、ＴＤＤベースで各ネットワーク終端装置８をスケジュール化する。欧州又はアジアのネットワーク形態において、受動信号分波器が、様々なユーザのｘＤＳＬ信号を１つの銅製回線にまとめるために設けられている。
【００５４】
ネットワーク終端装置８には、マスタ即ち回線終端装置２から受信した要求に基づきデータ伝送を行なうｘＤＳＬ送受信機が備えられている。
ダウンストリーム周波数帯域上において、保持された信号が、回線終端装置２から恒久的に送信される。即ち、回線終端装置２は、全てのダウンストリーム・データ・フレームを一斉送信する。このことには、全てのネットワーク終端装置８のダウンストリーム信号に対する同期が維持されるという利点がある。メッセージチャネル上で許可を取得する時、各ネットワーク終端装置８は、そのアップストリーム信号を送信する。この送信は、所定の時間の間、実行される。
【００５５】
本発明によって、例えば、電話回線（ＣＡＴ３）等、目標のインフラ上の物理層に対して、実証済みのｘＤＳＬ―ＱＡＭ送受信機を用いることが可能である。上流側でＴＤＭ媒体アクセス制御を用い又下流でデータフレームを一斉送信することによって、ｘＤＳＬ送受信機の上流側で同期時間が減少するという利点がある。ｘＤＳＬ送受信機を用いることによって、本発明によるシステムが、他のｘＤＳＬシステムに対応できる。
【００５６】
データ伝送は、上流や下流を問わず、銅製信号回線上で実行され、銅製回線は、少なくとも８人のユーザが共有し得る。回線終端装置２は、マスタとして機能するため、衝突ベースのＭＡＣは不要であり、全てのネットワーク通信装置は、完全に同期化される。データ伝送ネットワークは、米国形態又は欧州／アジア形態のいずれかで実現し得る。本発明によるデータ伝送ネットワークは、現在の非対称アプリケーションの要請を利用しており、１０ＢａｓｅＳと互換性がある。可能な用途としては、高速インターネット、オンデマンド式のゲーム、ネットゲーム、センタ集中式サービス、ＭＰＥＧ−４ＶＯＤがある。
【００５７】
好適な実施形態において、メッセージは、ＣＲＣで保護される。１つのメッセージで誤りが検出された場合、メッセージは、廃棄される。幾つかの重要なメッセージは、受信を確実にするために、３回まで送信し得る。許可メッセージの応答時間は、最小でなければならない。
【００５８】
回線終端装置２は、最新の等化器係数及び回線終端装置２に接続された各ネットワーク終端装置８のＡＧＣ係数を保持する。回線終端装置２は、該当するＮＴ信号を待っている間、そのｘＤＳＬ送受信機にこれらの係数の再読込みを行なう。データ伝送媒体上での反射を回避するために、様々なネットワーク終端装置８のインピーダンスが整合される。
【図面の簡単な説明】
【図１】現時点での最新技術によるデータ伝送ネットワークを示す図。
【図２】米国に見られる形態を有する本発明によるデータ伝送ネットワークを示す図。
【図３】欧州及びアジアに見られる形態を有する本発明によるデータ伝送ネットワークを示す図。
【図４】本発明による回線終端装置を示すブロック図。
【図５】回線終端装置に記憶されたネットワーク終端ステータス表を示す図。
【図６】本発明によるネットワーク終端装置を示すブロック図。
【図７ａ】基本的に、要求メッセージを示す図。
【図７ｂ】基本的に、許可メッセージを示す図。
【図８】回線終端装置内における動作のフローチャートを示す図。
【図９】本発明によるネットワーク終端装置内における動作を示すフローチャート。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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