(57)【要約】【課題】任意のトポロジーの現在の電話線を使用してデータ通信ネットワークを実現する。【解決手段】住宅又は他の建物内の電話配線を電話通信信号と同時に使用し、媒体を横切る高周波帯域にアクセスするためにハイパスフィルターを使用する一方、標準的電話サービスは同じ媒体を横切る低周波音声／アナログ電話通信帯域にアクセスするためにローパスフィルターを使用する。電話／データ引き出し口を接続する該導電媒体は各引き出し口で分離され、該引き出し口は該最終セグメントの両端部へのアクセスを提供するよう変型される。各セグメント端部の該ローパスフィルターは該セグメントを一緒に接合し、アナログ電話通信信号が該ネットワーク中を進むことを可能にし、かくして普通の電話サービスをサポートする。各セグメント端部の該ハイパスフィルターはモデム又は他のデータ通信装置に接続され、種々のトポロジーのデータ通信ネットワークをサポートする。【選択図】図９
2013229942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の配線上で電力信号およびデジタルデータ信号を同時に伝送する配線と共に使用し、第１データユニットおよび第２データユニットを、それぞれ、異なる第１および第２データストリームに接続するための装置であって、
前記デジタルデータ信号は時分割多重を使用して伝送される前記異なる第１および第２データストリームを含み、
前記装置は、
単一の筐体と、該単一の筐体内に、
前記配線に接続するための配線コネクターと、
前記デジタルデータ信号に接続するための前記配線コネクターに結合された配線モデムと、
前記第１データユニットに接続可能な第１標準データコネクターと、
前記第１データユニットとのデータ通信のための前記第１標準データコネクターと結合された第１データトランシーバーと、
前記第２データユニットに接続可能な第２標準データコネクターと、
前記第２データユニットとのデータ通信のための前記第２標準データコネクターと結合された第２データトランシーバーと、
前記第１データストリームのみ前記第１データトランシーバーに接続し、前記第２データストリームのみ前記第２データトランシーバーに接続するための、前記配線モデムと前記第１および第２データトランシーバーとに結合されたマルチポートユニットと、
を備え、前記装置の少なくとも一部は前記電力信号によって給電されるために前記配線コネクターに結合された装置。
【請求項２】
前記第１および第２データストリームはパケットをベースとしたデータストリームである請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記マルチポートユニットはブリッジ、ルーター、ゲートウェイのうち１つからなる請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記電力信号は５ｋＨｚの周波数を有する交流（ＡＣ）である請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記デジタルデータ信号はデジタルデータ信号の周波数帯域で伝送され、前記電力信号は前記デジタルデータ信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域で伝送され、
前記装置は、
前記デジタルデータ信号のみ通過させるための前記配線コネクターと前記配線モデムの間に結合された第１フィルターと、
前記装置の一部に前記電力信号のみ通過させるための前記配線コネクターに結合された第２フィルターと、
をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１および第２データストリームはイーサネット（登録商標）をベースとしたデータストリームである請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有線通信システム（wired communication system）の分野、特に電話線（telephone lines）を使用するデバイスのネットワーク化（networking）に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、電話線５で配線された、住宅又は他の建物のための従来技術の電話システム１０用の配線構成を示す。住宅電話線５はジャンクションボックス（junction-box）１６へ接続する単線対（single wire pair）から成り、該ボックスは今度はケーブル１７を経由して公衆交換電話網（Public Switched Telephone Network（PSTN））１８へ接続し、公衆交換機（public switch）１９，すなわち１つの電話からもう１つへの電話通信（telephony）を確立し可能にする装置、で終端（terminating）する。用語“アナログ電話通信（analog telephony）”はここでは時には“POTS（plain old telephone service（電話サービス））”として引用される、典型的に３ＫＨｚ以下の従来のアナログ低周波オーディオ音声信号を指すが、用語“電話通信（telephony）”は一般に統合サービスデジタルネットワーク（Integrated Services Digital Network（ISDN））の様なデジタルサービスを含めて、如何なる種類の電話サービスをも指している。用語“高周波（high-frequency）”はここでは、データ用に使用されるそれの様な、この様なアナログ電話通信オーディオ周波数より実質的に上の如何なる周波数も指している。ISDNは典型的に１００ＫＨｚを超えない周波数を使用する（典型的には該エネルギーは４０ＫＨｚ付近に集中する）。用語“電話デバイス（telephone device）”はここではファックス、ボイスモデム、等の様な電話通信信号を使用する何等かのデバイスのみならず、それに限定はしないが、（アナログ電話通信及びISDNの両者を含め）何等かの電話通信用装置も指している。
【０００３】
ジャンクションボックス１６は家庭内回路を該PSTNから分離するため使用されそして該家庭内への新たな電話の引き出し口の配線（wiring new telephone outlets）用のみならず故障検出用テスト器具としても使用される。複数の電話１３ａ、１３ｂそして１３ｃは複数の引き出し口（outlets）１１ａ、１１ｂ、１１ｃそして１１ｄを経由して電話線５に接続する。各引き出し口は図１でそれぞれ１２ａ、１２ｂ、１２ｃそして１２ｄとして示されるコネクター（屡々“ジャック（jack）”として引用される）を有する。各引き出し口は図１でそれぞれ１４ａ、１４ｂそして１４ｃで示されるコネクター（屡々“プラグ（plug）”として引用される）を経由して該電話に接続されてもよい。電話線５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ及び５ｅは電気的には同じ対にされた導体（the same paired conductors）であることが重要である。
【０００４】
電話及びデータ双方のネットワーク化には現存の電話インフラストラクチャを使用する要求がある。これは家庭及び他の建物内の新しいローカルエリアネットワーク（local area network（LAN））を確立する課題を簡単化するが、それは据え付けるべき追加の線及び引き出し口がないからである。クレーン（Crane）への米国特許第４、７６６、４０２号（以下“クレーン（Crane）”として引用する）は２線の電話線上にLANを形成する方法を開示しているが、電話サービスはない。
【０００５】
周波数ドメイン分割多重化（frequency domain / division multiplexing）｛エフデーエム（FDM）｝の概念は当該技術で公知であり、線により運ばれる帯域幅（bandwidth）をアナログ電話通信信号を運ぶことが出来る低周波帯域（low-frequency band）とデータ通信又は他の信号を運ぶことが出来る高周波帯域（high frequency band）にスプリット（splitting）する手段を提供する。この様な機構は例えばライヒエルト他（Reichert et al）への米国特許第４、７８５、４４８号（以下“ライヒエルト（Reichert）”として引用される）に説明されている。又xDSLシステム、主として非対称デジタル加入者線（Asymmetric Digital Subscriber Line（ADSL））システムが広く使用されている。
【０００６】
又この分野での関連する従来技術がデイヒター（Dichter）への米国特許第５、８９６、４４３号｛以下“デイヒター（Dichter）”として引用される｝に開示されている。デイヒターはこの様な技術を住宅電話線用に適用し、電話とデータ通信信号を同時に運ぶことを可能にするための方法と装置を示した最初の人である。該デイヒターネットワークが図２に図解されているが、それは電話とローカルエリアネットワーク両用にサービスするネットワーク２０を示している。データ端末装置（Data Terminal Equipment（DTE））ユニット２４ａ、２４ｂそして２４ｃはそれぞれデータ通信装置（Data Communication Equipment（DCE））ユニット２３ａ、２３ｂそして２３ｃを経由して該ローカルエリアネットワークに接続される。DCEの例はモデム（modems）、ラインドライバー（line drivers）、ラインレシーバー（line receivers）そしてトランシーバー（transceivers）を含んでいる。DCEユニット２３ａ、２３ｂそして２３ｃはそれぞれハイパスフィルター（high pass filter（HPF））２２ａ、２２ｂそして２２ｃに接続される。該ハイパスフィルターは該DCEユニットが電話線５により運ばれる高周波帯域にアクセスすることを可能にする。第１の実施例（図２に示されてない）では電話１３ａ、１３ｂそして１３ｃはそれぞれコネクター１４ａ、１４ｂそして１４ｃを経由して電話線５に直接接続される。しかしながら、電話により引き起こされるデータネットワークへの妨害（interference）を避けるために、第２の実施例が示唆される（図２に示されている）が、そこでは電話線５から電話１３ａ、１３ｂそして１３ｃを分離するためにローパスフィルター（low pass filter（LPF））２１ａ、２１ｂそして２１ｃが付加される。更にPSTN配線１７から又はそれへの誘起されるノイズをフィルター（filter）するために、ローパスフィルターもジャンクションボックス１６に接続されねばならない。図１の場合に於ける様に、電話線５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄそして５ｅは電気的には同じ対にされた導体であることを注意することが重要である。
【０００７】
該デイヒターのネットワークは劣化したデータ通信性能（degraded data communication performance）を蒙るが、それは次の欠点のためである。
【０００８】
１．該データ通信ネットワークにより使用される該帯域内に誘起されるノイズは該ネットワーク全体に分布される。建物内の電話線は長いアンテナとして作動し、該建物外から或いは空調システム、電気応用品等の様なローカル機器により作られる電磁的ノイズを受信する。該データ通信ネットワークにより使用される周波数帯域内の電気的ノイズは該電話線５の両端（図２の電話線５ａ又は５ｅ）内に誘起され該システム全体に該電話線５を経由して伝播する。これはデータ伝送のエラーを引き起こす傾向がある。
【０００９】
２．該配線媒体(wiring media)は１本の長い線（電話線５）から成る。この伝送線（transmission-line）に適当なインピーダンス整合（impedance match）を保証するために、該電話線５の各端部にターミネーター（terminator）を設置する必要がある。しかしながら、データネットワーク用に電話インフラストラクチャを使用する利点の１つは内部配線の交換を避けることである。かくして、追加コストでこの様なターミネーターを設置せねばならないか、或いはインピーダンス不整合に付随する性能問題を蒙るか、いずれかである。
【００１０】
３．ローパスフィルター２１が電話１３に取付られない場合、各接続された電話は終端されてないスタブ（non-terminated stub）の様に見えて、これは望ましくない信号反射を引き起こす傾向がある。
【００１１】
４．１つの実施例では、１つのローパスフィルター２１が各電話１３に取付られべきである。この様な構成では該電話器自身への追加の修正が必要である。これは更にこの様なシステムの実施を複雑でコスト高にして、現在の電話線と電話器セットをあるが儘でデータネットワーク用に使用する目的に挫折させる。
【００１２】
５．該デイヒターのネットワークで使用されるデータ通信ネットワークはデータ通信ネットワークの‘バス（bus）’タイプ（type）のみをサポートするが、そこでは全てのデバイスは同じ物理的媒体を共有する。この様なトポロジー（topology）は、本発明者への米国特許第５、８４１、３６０号で説明される様な、多数の欠点を蒙っている。又デイヒターは、データパケット衝突問題と取り組むバスマスタリング（bus mastering）とロジックの必要性を含む、該バストポロジーの欠点を開示している。該バストポロジーより好ましいトポロジーにはトークンリング（Token-Ring）｛アイトリプルイー８０３（IEEE 803）｝、米国特許第５、８４１、３６０号によるピーエスアイシー（PSIC）ネットワーク、そして当該技術で公知の他のポイントツーポイント（point-to-point）ネットワーク｛直列ポイントツーポイント‘デイジー（daisy）’ネットワークの様な｝が含まれる。この様なネットワークは多くの場合‘バス’トポロジーシステムに勝っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の欠点は該デイヒターのネットワークの該データ通信性能に影響し、従ってこの様なネットワークがサポート出来る全距離と最大データ速度（maximum data rate）を制限する。加えて、該デイヒターネットワークは典型的に、該データ通信システムをサポートする複雑で、従ってコスト高のトランシーバーを要する。該ライヒエルトネットワークはスタートポロジー（star topology）に依存し、該バストポロジーのこれらの欠点を蒙らないが、該スタートポロジーも又欠点を有する。第１に、該スタートポロジーは複雑でコスト高のハブモジュール（hub module）を要し、その容量は該ネットワークの容量を制限する。更にスター構成は、該ネットワーク上の各デバイスから該ハブモジュールが位置する中央の場所まで配線があることを要求する。これは現在の電話システムの配線が使用されるべき場合は特に達成することが非実際的及び／又は高価になる。該ライヒエルトネットワークは中央に電話接続点（telephone connection point）が既に存在するオフイスでのみ使用されるよう意図されている。更に、該ライヒエルトネットワークは各別々の電話デバイス用には別々の電話線を要し、これも又達成が非実際的及び／又は高価である。
【００１４】
かくして、ポイントツーポイントのトポロジーネットワークをサポートすることにより改良された通信特性をも見越しながら、アナログ電話通信をサポートし続ける、任意のトポロジーの現在の電話線を使用してデータ通信ネットワークを実現するための手段、についての広く認識されたニーズが存在し、それを持つことが非常に有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、アナログ電話通信サービスと直列の“デージーチェーン化された（daisy chained）”又は他の任意のトポロジー（topology）の特徴を有するローカルエリアネットワークとの両方に、住宅又は他の建物（residence or other building）内の電話線配線システムを使用するための方法と装置を提供する。第１に、通常の引き出し口（outlets）は、２本の線を有する該電話線を、２つの引き出し口を接続する各セグメント（segment）が全ての他のセグメントから完全に分離されるようなセグメントにスプリット（split）することが出来るよう変型又は交換される。各セグメントは、種々のデバイス、他のセグメント等が接続される２つの端部を有する。ローパスフィルターが該セグメントの各端部に直列に接続され、それにより該ローパスフィルターの外部ポート間に、低周波帯域を使用する、低周波路を形成する。同様に、ハイパスフィルターが該セグメントの各端部に直列に接続され、それにより該ハイパスフィルターの外部ポート間に、高周波帯域を使用する、高周波路を形成する。該セグメントにより運ばれる帯域幅はそれにより非重複周波数帯域にスプリットされ、そして異なる経路を形成するように、デバイスを結合及び分離する別個の経路が該ハイパスフィルターと該ローパスフィルターとを経由して相互接続される。如何に該デバイスと経路が選択的に接続されるかに依り、これらの経路は種々の周波数用には同時には異なっても良い。低周波帯域は通常の電話サービス（アナログ電話通信）に割り当てられる、一方高周波帯域はデータ通信ネットワークに割り当てられる。該低周波（アナログ電話通信）帯域では、該結合された低周波路から成る該配線は、該低周波（アナログ電話通信）帯域が全ての該セグメントの中で結合されており、何れの引き出し口にある電話デバイスへもアクセス可能な様な仕方で、普通の電話線に見えるが、該セグメントは該高周波（データ）帯域では個別に分離された儘であるので、このデータ帯域内で、もし望むならば、該通信媒体は１つの引き出し口から次のそれへ｛直列化された“デージーチェーン（daisy chain）”の様に｝ポイントツーポイント（point-to-point）である様に見えることが可能である。ここでは用語“ローパスフィルター（low pass filter）”は該低周波（アナログ電話通信）帯域の信号を送るが、該高周波（データ）帯域の信号は阻止する何等かのデバイスを指す。逆に、ここでは用語“ハイパスフィルター（high pass filter）”は該高周波（データ）帯域の信号を送るが、該低周波（アナログ電話通信）帯域の信号は阻止する何等かのデバイスを指す。ここでは用語“データデバイス（data device）”は、限定はしないがモデム、トランシーバー、DCEそしてDTEを含む、デジタルデータを取り扱う何等かの装置を指す。
【００１６】
本発明のネットワークは、電話デバイスが普通の電話据え付けに於ける様に接続されることを可能にするが、該利用出来る現在の電話線配線により決定されるようにそして如何なる予め決められたデータネットワークトポロジー（any predetermined data network topology）に制限されることなく、データ伝送及び配布用に事実上どんな望ましいトポロジーにも構成出来る。更に、この様なネットワークはポイントツーポイント（point-to-point）ネットワークトポロジーの改良されたデータ伝送及び配布の性能の能力を提供する、一方もし望むなら該ネットワークの全部又は１部でバスタイプ（bus-type）データネットワークトポロジーをなお可能にしている。これは該ネットワークトポロジーを予め決めたタイプに制限する従来技術と対照的である。
【００１７】
本発明のネットワークはインターネットのみならずxDSL、ADSLの様な、外部のシステム及びネットワークに接続される時有利に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】住宅又は他の建物用の通常の従来技術の電話線配線構成を示す。
【図２】住宅又は他の建物用の電話線配線をベースにした従来技術のローカルエリアネットワークを示す。
【図３】ローカルエリアネットワーク用の本発明に依る電話線配線の変型を示す。
【図４】通常の電話サービス動作をサポートするための、本発明に依る電話線配線の変型を示す。
【図５】本発明に依るスプリッターを示す。
【図６】本発明に依る電話線をベースとしたローカルエリアネットワークを示すが、該ネットワークは隣接する引き出し口で２つのデバイスをサポートする。
【図７】本発明に依る電話線をベースとしたローカルエリアネットワークの第１の実施例を示すが、該ネットワークは隣接していない引き出し口で２つのデバイスをサポートする。
【図８】本発明に依る電話線をベースとしたローカルエリアネットワークの第２の実施例を示すが、該ネットワークは隣接する引き出し口で３つのデバイスをサポートする。
【図９】本発明に依る電話線をベースとしたローカルエリアネットワークの第３の実施例を示すが、該ネットワークはバスタイプのネットワークである。
【図１０】本発明に依る電話線をベースとしたローカルエリアネットワークのノードを示す。
【図１１】本発明に依る電話線をベースとしたローカルエリアネットワークの第４の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の実施例では、該ハイパスフィルターは、該高周波帯域用の事実上の‘バス（bus）’トポロジーを創るような仕方で接続され、該ハイパスフィルターを経由して該セグメントに接続されたDCEユニット（DCE units）又はトランシーバー（transceiver）をベースにしたローカルエリアネットワーク（local area network）を見越している。第２の実施例では、各セグメント端部は専用のモデム（dedicated modem）に接続されるので、直列のポイントツーポイントデージーチェーンネットワークを提供する。本発明の全ての実施例で、該DCEユニットに接続されたDTEユニット（DTE units）又は他のデバイスは、同時のアナログ電話通信サービスを妨害すること、又はそれから影響されること、なく該電話線上で通信出来る。従来技術のネットワークと異なり、本発明のネットワークのトポロジーは前以て決められた特定のネットワークトポロジーに制限されず、現在の設置電話線の構成に適合出来る。更に、ポイントツーポイントデータネットワークトポロジーの特徴を有する本発明の実施例は、この様なトポロジーが、該デイヒターネットワーク及び該クレーンネットワークの様な従来技術のバスネットワークトポロジーを上回って提供する、優れた動作特性を示す。
【００２０】
従って、本発明に依ると電話通信及びデータ通信用ネットワークが提供されるが、該ネットワークは：（ａ）１つの低周波電話通信帯域と少なくとも１つの高周波データ帯域とを伝導するよう動作する少なくとも２つの別個の導電体を備える少なくとも１つの導電性セグメントを具備しており、該セグメントの各々はそれぞれの第１端部とそれぞれの第２端部とを有しており、該ネットワークは又：（ｂ）該低周波電話通信帯域用の低周波路を確立するために、該セグメントの各々のそれぞれの第１端部に直列に接続された第１ローパスフィルターと：（ｃ）該低周波電話通信帯域用の低周波路を確立するために、該セグメントの各々のそれぞれの第２端部に直列に接続された第２ローパスフィルターと：（ｄ）該少なくとも１つの高周波データ帯域用の高周波路を確立するために、該セグメントの各々のそれぞれの第１端部に直列に接続された第１ハイパスフィルターと：（ｅ）該少なくとも１つの高周波データ帯域用の高周波路を確立するために、該セグメントの各々のそれぞれの第２端部に直列に接続された第２ハイパスフィルターと：そして（ｆ）少なくとも１つの電話デバイスを該低周波路の少なくとも１つに接続するよう各々が動作する少なくとも２つの引き出し口と、少なくとも１つのデータデバイスを該高周波路の少なくとも１つに接続するよう動作する該少なくとも２つの引き出し口の少なくとも２つとを具備しており、該セグメントの各々は該引き出し口の２つを電気的に接続し、そして１つより多くの該セグメントに接続される該引き出し口の各々は該接続されたセグメントの各々の中の該低周波電話通信帯域を結合することを特徴としている。
【実施例１】
【００２１】
本発明を理解し、同じものが如何に実際に実施されるかを見るために、限定しない単なる例により、付随する図面を参照して、幾つかの好ましい実施例を説明する。
【００２２】
本発明のネットワークの原理と動作は図面と付随する説明を参照すると理解される。該図面と説明は単に概念的なものである。実際の実施では、１つの部品が１つ以上の機能を実行出来るのと、振り替わって各機能が複数の部品と回路によっても実施され得る。該図面と説明では、種々の実施例又は構成で共通の部品を同一引用数字が示している。
【００２３】
本発明の基本概念が図３で示される。ネットワーク３０は変型された電話引き出し口（modified telephone outlets）３１ａ、３１ｂ、３１ｃそして３１ｄをベースとしている。該変型は該引き出し口での配線変更と、それぞれ引き出し口３１ａ、３１ｂ、３１ｃそして３１ｄのコネクター３２ａ、３２ｂ、３２ｃそして３２ｄとして示される、電話コネクターを交換することとに関する。全体の電話線レイアウト又は構成の変更は要求されない。該配線は各引き出し口で該線を導電性媒体の別個のセグメント（distinct segments of electrically-conducting media）に分離することにより変更される。かくして２つの引き出し口を接続する各セグメントはどちらの端部からも別個にアクセス出来る。従来技術のデイヒターネットワークでは、該電話配線は、変更されず、該システム全体でジャンクションボックス１６から連続的に導電性である。本発明に依れば電話線は、電気的に別個に分離されたセグメント１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄそして１５ｅに分けられ（broken）、その各々は２つの引き出し口を接続する。該媒体に完全にアクセスするためにはコネクター３２ａ、３２ｂ、３２ｃそして３２ｄの各々が各セグメントの２つ、すなわち４つの接続をサポートしなければならない。電話線のこの変型は引き出し口３１ａ、３１ｂ、３１ｃそして３１ｄの各々の交換、単なる該コネクター３２ａ、３２ｂ、３２ｃそして３２ｄの交換、又は該引き出し口での該電話線配線の単なる切断により実行出来る。後で説明する様に、これらの変型はデータネットワークデバイスに接続する引き出し口に対してだけ実行される必要があるが、全ての他の引き出し口にも推薦される。最小で２つの引き出し口が変型されねばならず、それら引き出し口間のみでデータ通信を可能にする。
【００２４】
図４はそれぞれ変型された引き出し口３１ａ、３１ｂ、３１ｃそして３１ｄのジャンパー４１ａ、４１ｂ、４１ｃそして４１ｄの設置により、本発明のネットワーク４０が如何に通常の電話サービスをサポートし続けるかを示す。該ジャンパーは、それらが設置された各引き出し口で、両セグメント端部を接続し、該組み合わされたセグメントへの電話接続を可能にする。ジャンパーの設置は該設置点でスプリットされた電話線の再接続をもたらす。全ての引き出し口でのジャンパー設置は図１に示す従来技術の電話線構成を再構築する。この様なジャンパーは該引き出し口にアドオン（add-ons）するものであったり、該引き出し口内に集積されたり、或いは別モジュール内に集積されたり出来る。代わりに、電話セット内に、コネクター１４の部品として集積されることも出来る。用語“ジャンパー（jumper）”はここでは、結合（coupled）された又は分離（isolated）された信号の周波数帯域に特定的でない方法で該別個のセグメントを選択的に結合又は分離するための何等かのデバイスを指す。ジャンパー４１はコネクター３２の接続点と電話の外部接続との間の簡単な電気的接続で実施出来る。
【００２５】
上記説明の様に、ジャンパー４１は該データ通信ネットワークへの接続を要しない全ての引き出し口で設置されるべきである。しかしながら、データ通信接続をサポートする必要がある引き出し口はジャンパー４１を使用せず、図５で示すスプリッター（splitter）５０をむしろ使用する。この様なスプリッターは、第１接続用のポート５４と第２接続用のポート５５を使用して、コネクター３２を経由して各変型された引き出し口３１内の両セグメントを接続する。スプリッター５０は該オーディオ／電話低周波帯域の連続性（continuity）を保持するために２つのローパスフィルターを有する。ポート５４用のローパスフィルター５１ａとポート５５用のローパスフィルター５１ｂとによるローパスフィルター作用後、該アナログ電話通信信号は一緒に接続され、電話コネクター５３に接続される。従って、電話信号の観点からは、該スプリッター５０はジャンパー４１により提供される同じ連続性と電話アクセスを提供する。他方、該データ通信ネットワークは高周波帯域を使用し、それへのアクセスはハイパスフィルター５２ａと５２ｂを経由してなされる。ハイパスフィルター５２ａはポート５４に接続され、ハイパスフィルター５２ｂはポート５５に接続される。該ハイパスフィルター作用を受けた信号はポート５４からポート５５へは渡されず、分離された儘であり、それぞれコネクター５６、コネクター５７へ回される。用語“スプリッター”は結合されるか分離される信号の周波数帯域に特定的な別個のセグメントを選択的に結合又は分離するための何等かのデバイスを指す。
【００２６】
従って、引き出し口に設置されると、スプリッターは２つの機能に役立つ。該低周波アナログ電話通信帯域に関しては、スプリッター５０は図１に示す従来技術の構成をもたらす結合を確立し、そこでは恰も電話線がセグメントに分かれていないかの様に、前記全ての電話デバイスは事実上（virtually）該電話線経由で並列に接続される。他方、該高周波データ通信ネットワークに関しては、スプリッター５０は図３に示す構成をもたらすために電気的分離を確立し、そこでは該セグメントは分離され、各セグメント端部へのアクセスが該引き出し口により提供される。スプリッターの使用で、該電話システムとデータ通信ネットワークは実際的に分離され（decoupled）、各々が異なるトポロジー（different topology）をサポートする。
【００２７】
図６は、１本のセグメント１５ｃを経由して一緒に接続された、隣接する引き出し口３１ｂと３１ｃとに接続された２つのDTEユニット２４ａと２４ｂの間のデータ通信ネットワーク６０の第１の実施例を示す。スプリッター５０ａと５０ｂはそれぞれコネクター３２ｂと３２ｃを経由して引き出し口３１ｂと３１ｃに接続される。上記説明の様に、該スプリッターは透過的なオーディオ／電話信号接続を可能にする。かくして、アナログ電話通信用には、該電話線は事実上変更されず、電話１３ａと１３ｃ用にジャンクションボックス１６経由の電話外部接続へのアクセスを可能にする。同様に、スプリッター５０ａ上のコネクター５３ａへのコネクター１４ｂを経由して接続された電話１３ｂも又電話線へ接続される。同様な方法で、追加電話がスプリッター５０ｂ上のコネクター５３ｂへ電話を接続することにより引き出し口３１ｃへ追加され得る。ジャンパー４０経由かスプリッター５０経由か何れかで、引き出し口へ電話を接続することはデータ通信ネットワークに影響しないことは明らかである。
【００２８】
ネットワーク６０（図６）はスプリッター５０ａのポート５７ａとスプリッター５０ｂのポート５６ｂの間で通信路（communication path）を提供することによりデータ通信をサポートする。これらのポート間にはスプリッター５０（図５）内のハイパスフィルター５２ａと５２ｂにより決定される、信号スペクトラムの高周波部分（high-frequency portion of the signal spectrum）用のポイントツーポイント接続（point-to-point connection）が存在する。この経路（path）は、それぞれポート５７ａと５６ｂに接続されたDCEユニット２３ａと２３ｂにより、DTE２４ａと２４ｂ間の通信リンク（communication link）を確立するために使用され得る。DTEユニット２４ａと２４ｂの間の該通信は単方向性（unidirecional）、半２重（half-duplex）、又は全２重（full-duplex）とし得る。該通信システムに課される唯一の制限はセグメント１５ｃのスペクトラムの高周波部分を使用する能力である。例として、ライヒエルトで説明される電話線ポイントツーポイントシステム上のデータ通信の実施はネットワーク６０内でも使用出来る。ライヒエルトは、当該技術で公知のセンターアップに接続されたキャパシターを有する変圧器（transformer with a capacitor connected in the center-tap）によりローパスフィルターとハイパスフィルターの双方を実現している。同様に、スプリッター５０は、各側に１つの、２つのこの様な回路により容易に実現され得る。
【００２９】
スプリッター５０ａのポート５６ａもスプリッター５０ｂのポート５７ｂもどちらも接続されないので、スプリッター５０ａのハイパスフィルター５２ａとスプリッター５０ｂのハイパスフィルター５２ｂが省略出来ることも又明らかである。
【００３０】
ネットワーク６０は今までに提案されたネットワークで説明されたネットワークを上回る明らかな利点を提供する。第１に、該通信媒体がポイントツーポイント接続をサポートするが、該接続は通信性能に於いて多数タップ（バス）接続に勝ることが知られている。加えて、ターミネーターが各スプリッター又はDCE内に使用出来て、該伝送線特性への優れた整合を提供する。更に、該媒体内にはタップ（tap）｛ドロップ（drop）｝が存在せず、それによりインピーダンス整合問題及びそこからもたらされる反射を回避する。
【００３１】
更に、ネットワーク６０内の該データ通信システムは、該ネットワークの‘右’の部分（セグメント１５ｄと１５ｅ）から誘導されるノイズのみならず該ネットワークと、該電話ネットワークの‘左’の部分（セグメント１５ａと１５ｂ）の双方からのノイズからも分離（isolated）される。この様な分離は従来の実施例では提供されない。デイヒターは該ジャンクションボックス内へのローパスフィルターの設置を示唆しているが、それは、該ジャンクションボックスが通常電話サービスプロバイダー（telephone service provider）により所有され、必ずしもアクセス出来ないので、充分な解決策ではない。更に、この様な変型には、分離（isolation）、落雷防止、電力混線（power cross）の様な安全問題と他の問題が含まれる。
【００３２】
２つの変圧器と２つのセンタータップキャパシターの様な、受動部品のみによりスプリッター５０を実現することも又有利であるが、それは何れかのDCEユニットの故障の場合でも該電話サービスの信頼性は劣化させられず、更に外部電力を要しないからである。これは、他のシステム不具合（例えば電気的故障）の場合でも連続した電話サービスを提供する、‘ライフライン（life-line）’機能に役立つ。
【００３３】
該スプリッター５０は引き出し口３１内に集積化出来る。この様な場合、スプリッター５０を装備した引き出し口は２つのタイプのコネクター、ポート５３をベースとした１つの通常の電話コネクターと、ポート５６及び５７へのアクセスを提供する１つ又は２つのコネクター｛１つの４回路コネクター（a single quadruple-circuit connector）又は２つの２回路コネクター（two double-circuit connectors）｝と、を有する。代わりに、スプリッター５０は引き出し口３１にアドオン（an add-on）として取付られる独立モジュールとすることが出来る。もう１つの実施例では、該スプリッターはDCE２３の１部として含まれる。しかしながら、ネットワーク６０が適当に動作するためには、ジャンパー４１かスプリッター５０か何れかが、本発明によりコネクター３２をスプリットし（split）、通常の電話サービスを保持可能にするように変型された引き出し口３１内で使われねばならない。
【００３４】
又図７はネットワーク７０内で２つのDTEユニット２４ａと２４ｂの間のデータ通信を示す。しかしながら、ネットワーク７０の場合、DTE２４ａと２４ｂは引き出し口３１ｂと３１ｄに配置され、それらは直接接続されず、それらの間に差し挟まれた追加の引き出し口３１ｃを有する。引き出し口３１ｃはセグメント１５ｃを経由して引き出し口３１ｂに、セグメント１５ｄを経由して引き出し口３１ｄに接続される。
【００３５】
ネットワーク７０の１実施例では、ジャンパー（図示されてないが、図４のジャンパー４１と同じ）は引き出し口３１ｃ内のコネクター３２ｃに接続される。信号スペクトラムのスプリット（splitting）に関する前の議論がここにも適用され、セグメント１５ｃと１５ｄとを跨ぐ該スペクトラムの高周波部分を経由してDTEユニット２４ａと２４ｂとの間のデータ伝送を見越している。ジャンパー４１だけが引き出し口３１ｃに接続された時は、前に議論したと同じポイントツーポイント性能が予想され、通信性能への唯一の影響は該媒体の長さを延ばすセグメント１５ｄの追加から来るもので、従って信号減衰の増加へ導く。しかしながら、電話が該引き出し口３１ｃでジャンパー４１に接続されると幾らかの劣化も又予想され得る。この様な劣化は、通常、整合されていない終端作用（non-matched termination）を有する、電話接続により引き起こされるタップ追加の結果のみならず高周波データ通信帯域に電話により作られるノイズの結果である。それらの問題は該電話内にローパスフィルターを設置することにより克服され得る。
【００３６】
ネットワーク７０の好ましい実施例では、スプリッター５０ｂが引き出し口３１ｃ内に設置される。スプリッター５０ｂはローパスフィルター機能を提供し、コネクター５３ｂを経由して電話を接続することを見越している。しかしながら、データ通信の連続性を見越すために、コネクター５６ｂと５７ｂの回路の間に接続が無ければならない。この様な接続は図７に示すジャンパー７１により得られる。スプリッター５０ｂとジャンパー７１の設置はネットワーク６０（図６）と同様な良好な通信性能を提供する。該DTEユニットが接続される引き出し口間に唯１つの未使用引き出し口しかないシステムのこの議論から、該DTEユニットが接続される引き出し口間の何等かの数の未使用引き出し口も同じ仕方で取り扱うことが出来る。
【００３７】
前記議論の目的では、唯２つの通信用DTEユニットが説明された。しかしながら、本発明はどんな数のDTEユニットにも容易に適用出来る。図８は、それぞれDCEユニット２３ａ、２３ｂそして２３ｃを経由してそれに接続された３つのDTEユニット２４ａ、２４ｂそして２４ｃをサポートするネットワーク８０を図解している。ネットワーク８０の構造は、ジャンパー７１のジャンパー８１との交換の例外はあるが、ネットワーク７０（図７）のそれと同じである。ジャンパー８１はジャンパー７１が行うと同じ方法でポート５６ｂと５７ｂの間の接続を行う。しかしながら、ジャンパー４１（図４）と同じ仕方で、ジャンパー８１は更に合流する回路への外部接続を見越しており、DCEユニット２３ｃの様な、外部ユニットの接続を可能にする。この方法で、セグメント１５ｃと１５ｄは高周波信号用に電気的に接続されて見えて、DTEユニット２４ａ、２４ｂそして２４ｃを接続するデータ通信ネットワーク用媒体を構成する。明らかにこの構成はどんな数の引き出し口とDTEユニットにも適合出来る。事実、‘バス（bus）’又は２導体媒体上の多数ポイント接続をサポートし、又該スペクトラムの高周波部分を利用する、どんなデータ通信ネットワークを使用することも出来る。加えて、デイヒター特許で説明された議論と技術はここに等しく適用出来る。イーサネット（登録商標）アイトリプルイー８０２．３（Ethernet（登録商標） IEEE 802.3）インターフェースの１０ベーステー（10BaseT）及び１００ベーステーエックス（100BaseTX）の様な幾つかのネットワークは送信用の２導体｛通常は１つのツイステッドワイヤペア（single twisted-wire pair）｝と、受信用の２導体｛通常はもう１つのツイステッドワイヤペア（another twisted-wire pair）｝の、４導体接続（four-conductor connection）を要する。当該技術で公知の様に、必要な４本ワイヤを２本に変換するために４対２ワイヤ変換器（four-to-two wires converter）（普通ハイブリッドとして知られる）が使用出来て、それにより、それにより本発明に依る電話線上のネットワークデータ伝送を可能にする。
【００３８】
ジャンパー４１（図４）を用いてと同じ様に、ジャンパー８１はスプリッター５０と一体の部品、DCEユニット２３と一体の部品又は分離した部品とすることが出来る。
【００３９】
ネットワークの設置と操作を簡単化するために、該ネットワークの全ての部分で同じ機器を使うことが有利である。この方策をサポートする１つのこの様な実施例が、ネットワーク８０を図解する図８で３つの同様な引き出し口のセット用に示されている。ネットワーク８０で、引き出し口３１ｂ、３１ｃそして３１ｄは同じ様であり、該データ通信ネットワークの部分として全て使用される。従って均一性のために、これらの引き出し口はそれぞれスプリッター５０ａ、５０ｂそして５０ｃに全て結合され、該スプリッターには、スプリッター５０ｂへ取付られたジャンパー８１の様にジャンパーが取付られ（スプリッター５０ａとスプリッター５０ｃへ取付られる対応するジャンパーは明確なため図８から省略された）、かくしてそれぞれローカルDCEユニット２３ａ、２３ｃそして２３ｂへの接続を提供する。本発明の好ましい実施例では、建物内の全ての引き出し口はスプリッター５０とジャンパー８１の両機能を含めるよう変型される。各この様な引き出し口は、電話接続用ポート５３へ結合された１つのコネクターとDCE接続用ジャンパー８１に結合された相手方コネクターの、２つのコネクターを提供する。
【００４０】
なおもう１つの実施例では、DCE２３とスプリッター５０は引き出し口３１のハウジング内に集積され、それにより直接のDTE接続を提供する。好ましい実施例では、標準DTEインターフェースが使用される。
【００４１】
大抵の‘バス’タイプネットワークでは、該ネットワークをセクションにスプリットし、該セクションをリピーター（repeater）を経由するか（長いケーブル引きを補償するために）、ブリッジ（bridge）を経由するか（各セクションを相手方から分離するために）、或いはルーター（router）を経由して接続することが時に必要である。又これは図９に図解する様に本発明に依ってリピーター／ブリッジ／ルーターユニット９１を使用するネットワーク９０用になされてもよい。ユニット９１はリピート動作、ブリッジ動作、ルート動作又は２つ以上のネットワーク間のスプリットに付随する他の何等かの機能を実行出来る。図解されている様に、スプリッター５０ｂはネットワーク９０の他の引き出し口又はスプリッターと同様な仕方で引き出し口３１ｃに結合される。しかしながら、スプリッター５０ｂでは、ジャンパーは使われない。代わりに、リピーター／ブリッジ／ルーターユニット９１がポート５６ｂとポート５７ｂの間に接続され、それによりネットワーク９０の別々の部品間の接続を提供する。オプションとして、ユニット９１は又ネットワーク９０へのアクセスのためにDTE２４ｃへのインターフェースを提供出来る。
【００４２】
又図９は、線１５ａに接続されたハイパスフィルター９２を経由して外部のDTEユニット又はネットワークへ接続する能力を示す。代わりにハイパスフィルター９２はジャンクションボックス１６内に設置出来る。ハイパスフィルター９２はネットワーク９０にアクセスするための追加的外部ユニットを見越している。図９に示す様に、ハイパスフィルター９２はDCEユニット９３に接続され、該ユニットは今度はネットワーク９４に接続される。この構成では、該建物内の該ローカルデータ通信ネットワークはネットワーク９４の１部となる。１実施例では、ネットワーク９４はADSLサービスを提供し、それにより該建物内の該DTEユニット２４ｄ、２４ａ、２４ｃそして２４ｂが該ADSLネットワークと通信出来るようにする。外部DTEユニット又はネットワークと通信する能力は本発明の全ての他の実施例に等しく適用出来るが、明確な故に他の図面からは省略した。
【００４３】
前記はバストポロジーを使用するデータ通信ネットワークに関するが、本発明は又該物理層（physical layer）が各通信リンク内で別個であるネットワークをもサポート出来る。この様なネットワークはアイトリプルイー８０２（IEEE 802.）に依るトークンパッシング（Token-Passing）又はトークンリングネットワーク（Token-Ring network）、又は好ましくは、この様なトポロジーの利点を詳述する本発明者への米国特許第５、８４１、３６０号で説明されるピーエスアイシー（PSIC）ネットワークであってもよい。図１０はこの様なネットワークを実現するためのノード（node）１００を図解する。ノード１００は２つのモデム１０３ａと１０３ｂを使うが、それらは該通信物理層（communication physical layer）を取り扱う。モデム１０３ａと１０３ｂは独立しており、それぞれ専用の通信リンク１０４ａと１０４ｂに結合している。又ノード１００はDTEユニット（図示せず）に接続するためにDTEインターフェース１０１を作動させる（features）。制御及びロジックユニット１０２は該物理層の上によりデータ通信のより高いオーエスアイ層（higher OSI layers）を運営し、接続されたDTEユニットへのそしてそれからのデータを処理し、該ネットワーク制御を取り扱う。この様なノード１００の詳細な議論とその機能作用は米国特許第５、８４１、３６０号及び当該技術で公知の他のソースで見出すことが出来る。
【００４４】
図１１はスプリッター５０ｄ、５０ａ、５０ｂそして５０ｃに直接結合されたノード１００ｄ、１００ａ、１００ｂそして１００ｃを含むネットワーク１１０を説明するが、該スプリッターは今度はそれぞれ引き出し口３１ａ、３１ｂ、３１ｃそして３１ｄに結合されている。各ノード１００は、１つはコネクター５６へ、相手方はコネクター５７へ行っている、２つの対の接触部を経由して該対応するスプリッター５０へのアクセスを有している。この方法で、例えば、ノード１００ａはセグメント１５ｂとセグメント１５ｃの両者への独立したアクセスを有する。この配置はそれぞれノード１００ｄ、１００ａ、１００ｂそして１００ｃを経由してDTEユニット２４ｄ、２４ａ、２４ｂそして２４ｃに接続するネットワークを作ることを可能にする。
【００４５】
明らかなので、図９及び１１から電話は省略されているが、該データ通信ネットワークに影響を及ぼすことなく電話が接続され或いは取り外され得ることは明らかである。電話は必要な時スプリッター５０のコネクター５３を経由して接続出来る。一般に、本発明に依れば、電話は何等の変型もなく該スプリッター５０（図８に於ける様に）かジャンパー４１（図４に於ける様に）か何れかに接続出来る。
【００４６】
更に、本発明は１つの引き出し口に接続される１つのDTEで今まで説明されて来たが、対応するノード又はDCEが必要な数の接続をサポートする限りで多数のDTEユニットが１つの引き出し口に接続され得る。更に、当該技術で公知の多重化技術（multiplexing techniques）を使用して複数のユーザーが該通信媒体へのアクセスを利用可能である。時間ドメイン／分割多重化（time domain / division multiplexing）｛テーデーエム（TDM）｝の場合、与えられた時間間隔（time interval）の間、該全帯域幅（whole bandwidth）が特定のユーザーに専用化される（dedicated）。周波数ドメイン／分割多重化の場合、各々が該周波数スペクトラムの異なる非重複部分（different non-overlapping portions）を使用して、多数のユーザーが該媒体を共有出来る。
【００４７】
説明したデータ通信の目的に加えて、本発明のネットワークは制御（例えば、ホームオートメーション）、検出、オーディオ又はビデオ応用のために使用出来て、該通信は又アナログ信号（ここでは用語“アナログ通信”により示されている）を使用出来る。例えば、ビデオ信号が該ネットワークを経由してアナログ形式で伝送出来る。
【００４８】
本発明は、２つの接続のみを有し従って２つの他の引き出し口のみに接続出来る引き出し口｛すなわち、直列、又は“デージーチェーン（daisy chain）”構成｝の見方で説明されて来たが、該概念は又３つ以上の接続に拡張出来る。この様な場合、各追加接続電話線は、２つのセグメント用に説明され図解されたと同じ仕方でその導体へなされた接続を有するよう、該引き出し口で分けられねばならない。この様な多数セグメント応用のスプリッターは各セグメント接続用に１つのローパスフィルターと１つのハイパスフィルターとを使用すべきである。
【００４９】
又本発明は１対の線を有する媒体の意味で説明されたが、より多くの導体用にも適用出来る。例えば、ISDNは通信用に２対を使用する。各対は上記説明の様にデータ通信ネットワーク用に個別に使用される。
【００５０】
又上記説明の様に、本発明の引き出し口３１（図３）は少なくとも４つの接続点を有するコネクター３２を有する。オプションとして、ジャンパー４１（図４），スプリッター５０（図５）、ジャンパー８１（図８）と、ローパスフィルターと、ハイパスフィルターと、或いは他の追加ハードウエアとを有するスプリッター５０も引き出し口３１内に集積化されるか又は内部的に収容されてもよい。代わりに、これらのデバイスが該引き出し口の外にあってもよい。更に、該引き出し口はDTEユニットの様な、デバイス用の標準コネクターを含んでもよい。１実施例では、受動部品のみが該引き出し口内に含まれている。例えば、スプリッター５０は２つの変圧器と１つのキャパシター（又は受動部品から成る代替えの実施品）を持つことが出来る。もう１つの実施例では、該引き出し口は能動的、電力消費部品を含んでもよい。この様な回路に電力を提供するために３つのオプションを使用出来る。
【００５１】
１．ローカル給電（local powering）：このオプションでは、供給電力は各々の電力消費の引き出し口に局所的に供給される。この様な引き出し口は入力電力用接続をサポートするよう変型されねばならない。
【００５２】
２．電話電力：POTS及びISDN両電話ネットワークでは、電力は該電話信号と共に該線内で運ばれる。又この電力は、全電力消費がPOTS／ISDNのシステム仕様を超えない限り、該引き出し口回路を給電するため使用出来る。更に、幾つかのPOTSシステムでは該消費用電力がオフフック（OFF-HOOK）／オンフック（ON-HOOK）信号動作用に使用される。この様な場合、該ネットワーク電力消費は該電話ロジックと干渉してはならない。
【００５３】
３．該媒体内を運ばれる専用電力：このオプションではデータ通信関連部品用電力は該通信媒体内を運ばれる。例えば、電力は５ｋＨｚ信号を使用して分配される。この周波数は電話信号帯域幅を超えており、かくして電話サービスを妨害しない。しかしながら、該データ通信帯域幅がこの５ｋＨｚの周波数を超えているので、電力と信号間に干渉がないことを再び保証する。
【００５４】
本発明が限られた数の実施例に関連して説明されたが、本発明の多くの変更、変型及び他の応用がなされてもよいことは評価されるところである。
【符号の説明】
【００５５】
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  ・・・  電話
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ  ・・・  セグメント
１６  ・・・  ジャンクションボックス
１７  ・・・  ケーブル
１８  ・・・  公衆交換電話網
１９  ・・・  公衆交換機
３０、４０、９０  ・・・  ネットワーク
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  ・・・  引き出し口
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  ・・・  コネクター
５０、５０ａ、５０ｂ  ・・・  スプリッター
５１ａ、５１ｂ  ・・・  ローパスフィルター
５２ａ、５２ｂ  ・・・  ハイパスフィルター
５３  ・・・  電話コネクター
５３ａ、５３ｂ、５６、５７  ・・・  コネクター
５４、５５  ・・・  ポート
９１  ・・・  リピーター／ブリッジ／ルーターユニット
１００  ・・・  ノード
１０１  ・・・  DTEインターフェース
１０２  ・・・  制御及びロジックユニット
１０３ａ、１０３ｂ  ・・・  モデム
１０４ａ、１０４ｂ  ・・・  通信リンク
【図１】
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【図２】
2013229942.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013229942.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013229942.tif 000009
【図８】
2013229942.tif 000010
【図９】
2013229942.tif 000011
【図１０】
2013229942.tif 000012
【図１１】
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