(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顧客宅内におけるローカルネットワークと、同ローカルネットワークをリモートサービスプロバイダに結合するリモートネットワークとを設けるためのシステムであって、
顧客宅内のローカルネットワークと、顧客宅内をリモートサービスプロバイダに接続する加入者線とを含む伝送媒体を含み、同伝送媒体は、顧客宅内とリモートサービスプロバイダとの間の音声帯域通信と、ローカルネットワーク内のデータ帯域通信と、ローカルネットワークとリモートサービスプロバイダとの間のデータ帯域通信とに使用され、さらに、
顧客宅内のローカルネットワークと加入者線との間に結合されるマスターノードとを含み、該マスターノードは、ローカルネットワークとリモートサービスプロバイダとの間のデータ帯域通信を制御し、ローカルネットワーク内のデータ帯域通信を制御する、システム。
【請求項２】
マスターノードが、デジタル加入者線（ｘＤＳＬ）モデムを含み、該ｘＤＳＬモデムが、ｘＤＳＬ音声およびデータ伝送スキームを用いてリモートサービスプロバイダと通信し、かつｘＤＳＬ音声およびデータ伝送スキームを用いてローカルネットワークに結合される顧客宅内機器と通信するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
マスターノードが、ローカルネットワーク内のデータ帯域通信の際に、ローカルネットワークとリモートサービスプロバイダとの間のデータ帯域通信をバッファ処理するためのメモリをさらに含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
マスターノードが、ローカルネットワークとリモートサービスプロバイダとの間のデータ帯域通信を変調してデータ伝送を容易にするためのデジタル信号処理（ＤＳＰ）エンジンをさらに含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
ＤＳＰエンジンが、離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調スキームを用いてデータ帯域通信を変調する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
ＤＳＰエンジンが、無キャリア振幅位相（ＣＡＰ）変調スキームを用いてデータ帯域通信を変調する、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
マスターノードが、それぞれローカルネットワークおよびリモートネットワークをインターフェースするよう構成されたローカルインターフェース回路とリモートインターフェース回路とを含み、同ローカルインターフェース回路とリモートインターフェース回路が、
ローカルネットワークとリモートネットワークとの間でデータを送信および受信するよう結合されたトランシーバと、
該トランシーバに結合されてローカルネットワークとリモートサービスプロバイダとの間のデータ帯域通信を予め定められた変調スキームにより変調するためのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、
ローカルネットワーク内でのデータ帯域通信の際にローカルネットワークとリモートネットワークとの間のデータ帯域通信をバッファ処理するためのメモリとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
マスターノードが、データ帯域通信を識別し、かつローカルネットワークおよびリモートサービスプロバイダの標的とされるノードへ向けるよう構成された処理装置を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
処理装置が、音声帯域通信をデータ帯域通信と区別し、音声帯域通信を無視するようさらに構成された、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
ローカルネットワークの各ノードに結合され、音声帯域通信をデータ帯域通信と区別して、音声帯域通信を音声帯域での動作用に構成されたノードへ向け、かつデータ帯域通信をデータ帯域での動作用に構成されたノードへ向ける信号スプリッタをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
伝送媒体が、銅のより線対電話線である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
伝送媒体が、音声帯域通信に伝統的に使用される既存の単純な電話システム（ＰＯＴＳ：ポッツ）ケーブルを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
伝送媒体を介して中央オフィスと１以上の加入者ノードとの間でリモート音声信号転送およびデータ信号転送を可能にし、かつ該伝送媒体を介して加入者ノード間のローカルデータ信号転送を可能にするための方法であって、
加入者ノードを相互接続する伝送媒体のローカル部分を該伝送媒体のリモート部分から分離するステップと、
該伝送媒体のローカル部分上のローカルデータ信号転送および該伝送媒体のローカル部分とリモート部分との間のリモート音声信号転送およびデータ信号転送の両方を、該伝送媒体のローカル部分とリモート部分との間に結合されたインターフェースモジュールで制御するステップと、
音声信号をデータ信号と区別するステップと、
該伝送媒体のローカル部分とリモート部分両方に共通の転送技術を用いて、それぞれ該伝送媒体のローカル部分およびリモート部分上のローカルデータ信号ならびにリモート音声信号およびデータ信号を伝送するステップとを含む、方法。
【請求項１４】
該伝送媒体のローカル部分で行われるローカルデータ信号転送の際にリモートデータ信号をバッファ処理し、かつ該伝送媒体のリモート部分を介するリモードデータ転送の際にはローカルデータをバッファ処理するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
該伝送媒体のローカル部分を分離するステップが、該伝送媒体のローカル部分とリモート部分との間にインターフェースモジュールで介入するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
リモートデータ信号転送を制御するステップが、リモートデータ信号によって識別される加入者ノードのうちの標的とされる１つにデータを向けるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
リモートデータ信号転送を制御するステップが、加入者ノードのうちの特定のいくつかからのデータを中央オフィスへ向けるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
ローカルデータ信号転送を制御するステップが、該伝送媒体のローカル部分上のデータをローカルデータ信号によって識別される加入者ノードのうちの標的とされる１つにルーチングするステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
リモートサービスプロバイダと中央オフィスとの間でリモートデータ信号を伝送するステップをさらに含み、該中央オフィスが、音声周波数帯域で伝送されるデータを、能動装置の第２のｘＤＳＬモデムが認識できるデータ周波数帯域で伝送されるデータに変換するための第１のｘＤＳＬモデムを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
リモート音声信号およびデータ信号は、それぞれ予め定められた音声およびデータ周波数帯域で伝送される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
該伝送媒体のローカル部分とリモート部分両方に共通の転送技術を用いて伝送するステップが、単純な電話システム（ＰＯＴＳ：ポッツ）のより線対ケーブルを、該伝送媒体のローカル部分およびリモート部分両方で音声およびデータ伝送両方ができるように構成するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
該伝送媒体のローカル部分とリモート部分両方に共通の転送技術を用いて伝送するステップが、該伝送媒体のローカル部分およびリモート部分両方でのデジタル加入者線（ｘＤＳＬ）音声およびデータ伝送用に該伝送媒体を構成するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
該伝送媒体のローカル部分とリモート部分との間の伝送用にリモートデータを変調するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２４】
既存のリモートネットワークの予め選択されたローカルノードからローカルネットワークを構成するための方法であって、該リモートネットワークが、中央オフィスを経由しより線対電話ケーブルを介してローカルノードに結合される少なくとも１つのリモートサービスプロバイダを含み、前記方法が、
より線対電話ケーブルで、音声信号およびデータ信号を同時に可能にするステップと、
音声帯域通信をデータ帯域通信と分離するステップと、
データ帯域通信を調整して、より線対電話ケーブルによる、ローカルノードと中央オフィスとの間のリモートデータ転送を図りかつローカルノード間のローカルデータ転送を図るステップとを含む、方法。
【請求項２５】
該データ帯域通信を調整するステップが、ローカルデータ転送の際に、リモートデータ転送を一時停止し、かつリモートデータ転送の際に、ローカルデータ転送を一時停止するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
ローカルデータ転送が、離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調スキームでより線対電話ケーブル上で専用周波数帯域幅部分により行われ、かつローカルデータが、中央オフィスとローカルデータ転送に含まれないローカルノードとの間のリモートデータの転送と同時に専用帯域幅部分上に転送される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
ローカルネットワークのローカルノード間および中央オフィスとローカルネットワークとの間にｘＤＳＬ転送リンクを実現することによりローカルデータおよびリモートデータの転送両方を行うステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
リモートネットワーク内にローカルネットワークを作るためのシステムであって、
標準的な電話ケーブルを経由して結合され、リモートネットワークを形成するデータ通信装置のグループと、
第１の複数個のデータ通信装置を第２の複数個のデータ通信装置と分離することにより、該標準的な電話ケーブルに沿って挿入されて、ローカルネットワークを形成する共有の制御モジュールとを含み、該共有の制御モジュールは、該第１の複数個のデータ通信装置および第２の複数個のデータ通信装置のうちの特定のいくつかの間におけるリモートデータ伝送を傍受し制御し、かつ第１の複数個のデータ通信装置のうちの特定のいくつかの間におけるローカルデータ伝送を傍受し制御するインターフェース回路を含み、
それにより、共有の制御モジュールが、ローカルネットワークのデータ通信装置の各々と第２の複数個の通信装置との間ならびにローカルネットワークのデータ通信装置の各々の間における共通のインターフェースを提供する、システム。
【請求項２９】
共有の制御モジュールが、ローカルネットワーク通信速度をリモートネットワーク通信速度と無関係にすることができるバッファをさらに含む、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
共有の制御モジュールが、リモートネットワークが使用する第１の伝送プロトコールとローカルネットワークが使用する第２の伝送プロトコールとを変換するプロトコール変換機をさらに含む、請求項２８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、一般に、データ通信に関連し、かつより詳細にはアクティブデータ終点のローカル側とリモート側とを分離して、共通のデータ転送技術を用いて、共通の転送媒体によりローカルおよびリモート通信を可能にするためのシステムおよび方法に関連する。
発明の背景
コンピューターネットワーク化は、コンピュータ、周辺機器、あるいは電話機器をつないで、統合されたデータ通信システムにすることを含む。様々なネットワークレベルで、技術的ネットワーク化の進歩が起りつつあり、その中には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）からインターネット等の急激に普及しつつあるグローバルエリアネットワーク（ＧＡＮ）までさまざまなネットワークで使用される、マルチポイント、スター、リング、ループおよびメッシュネットワークトポロジー等のマルチノードネットワーク構造が含まれる。コンピュータネットワーク化を引き続き成功させるために非常に重要なことは、これら様々なネットワークをローカルおよびリモート構成で効率的かつ経済的に相互接続できるようにすることである。
ネットワークは、引き続き賛同を得また好意をもって受けとめられている一方、所与の時間で伝送媒体により絶えず増え続けるデータ量を伝送したいという希望が引き続き存在する。言いかえれば、ネットワークによる解決法への要求が高まったため、データ帯域幅を最大化する必要性がますます高まった。この必要性により、たとえばＴ搬送波サービス（Ｔ１およびＴ３等）や統合サービスデジタル通信網（ＩＳＤＮ）等の、データ帯域幅を増大させるための技術およびシステムが多く生まれた。
より高速の通信用途のため新たに登場した応用により、世界中の通信プラットフォームにインストールされたベースに影響を及ぼす進んだ技術への必要性が高まった。そのような技術の１つに、既存の銅ベースのより線対電話線で、比較的高速のデータ送信を可能にするものがある。一般にデジタル加入者線（ＤＳＬ）技術と呼ばれるこの技術には、様々な種類があり、ハイビットレートＤＳＬ（ＨＤＳＬ）、ベリーハイビットレートＤＳＬ（ＶＨＤＳＬ）、および非対称ＤＳＬ（ＡＤＳＬ）などが含まれる。これらの技術では、いずれも、既存の銅電話線を介して毎秒多メガバイト（Ｍｂｐｓ）の範囲の速度で、サービスのプロバイダへデジタル情報を伝送することが可能である。たとえば、ＡＤＳＬラインでは、既存の電話線を利用して、サービスのプロバイダから下りでは、６Ｍｂｐｓの速度で、また上りのプロバイダへは、３８４Ｋｂｐｓの速度で伝送が可能である。これらのデータ速度は、多くの計算技術における速度（ＩＳＤＮでは、１２８Ｋｂｐｓ、Ｔ１では、１．５４４Ｍｂｐｓ等）をはるかに上回る速度であることがわかる。これらのより高速なデジタル接続データ速度が、インターネットへのアクセス、テレコミューティング、ビデオ会議等のユーザーにより要求されている。
既存の電話の銅ベースを使用することの意義を軽視すべきではない。変わることのないこの資産の世界的な価値は、６０００億ドルを超えるものと推定されている。全世界には、約７億のローカルループが存在し、そのうちの１憶６千万を超える数が合衆国に存在する。
したがって、物理的な接続コストを著しく減らせるので、このすでに配備された通信ベースを使用することが望ましいと考えられる。個々のコンピュータ使用者によるインターネット等のネットワークへの接続は、天文学的速度で増大している。その上、調査によれば、多くのインターネット加入者がローカルサイトに１台を超える数のコンピュータを有しており、この傾向は今後も続くと思われる。したがって、小規模オフィス/自宅オフィス（ＳＯＨＯ）のコンピュータをＳＯＨＯ環境内でローカルネットワーク構成に接続することも益々一般的になっている。
ＷＯ９６/２９８０８は、音声電話線を共有して使用することによりコンピュータをネットワーク化するためのシステムを記載する。一連のコンピュータが共通のデータバスに接続された顧客のロケーションに、ＬＡＮを配設する。同データバスを電話線に接続し、中央切換局で電話線を中央ハブに接続し、ハイパスフィルタとローパスフィルタで同ＬＡＮからのデータおよび音声通信を共通の電話線上で同時に通信可能にする。
本発明は、リモートネットワーク技術をＳＯＨＯ環境に実現できる態様を提供する。また、独立していながらも、ケーブルやハードウェアを追加したりする必要なしにリモートネットワークと両立するローカルエリアネットワークを規定する。したがって、本発明は、上記のまたその他の欠点に対する解決策を提供するものである。
発明の概要
本発明は、一般に、アクティブデータ終点のローカル側とリモート側とを分離して、共通のデータ伝達技術を用いて、共通の伝送媒体によりローカルおよびリモート通信を可能にするシステムおよび方法に関連する。
本発明の一実施例に従い、ローカルネットワークを顧客宅内に設置し、同ローカルネットワークをリモートサービスプロバイダに結合するリモートネットワークを設置するためのシステムが提供される。このシステムは、顧客宅内に、ローカルネットワークを構成しかつ顧客宅内とリモートサービスプロバイダとをつなぐ加入者線によりリモートネットワークを構成する伝送媒体を含む。この伝送媒体は、顧客宅内とリモートサービスプロバイダとの間の音声帯域通信、ローカルネットワーク内のデータ帯域通信およびローカルネットワークとリモートサービスプロバイダとのデータ帯域通信に使用されるものである。マスタノードは、顧客宅内のローカルネットワークと加入者線との間に結合される。マスターノードは、ローカルネットワークとリモートサービスプロバイダとの間のデータ帯域通信を制御し、かつローカルネットワーク内のデータ帯域通信を制御する。
本発明の他の実施例によれば、マスターノードは、デジタル加入者線（ｘＤＳＬ）モデムを含む。ｘＤＳＬモデムは、リモートサービスプロバイダと、ｘＤＳＬ音声およびデータ伝送スキームを使用して通信する構成になっており、かつさらにｘＤＳＬ音声およびデータ伝送スキームを使用してローカルネットワークに結合された宅内機器と通信する構成になっている。
本発明のさらに他の実施例によれば、中央オフィスと１以上の加入者ノードとの間で伝送媒体を介してリモート音声信号およびデータ信号の転送を可能にする一方、さらに同じ伝送媒体を介して、加入者ノード間でローカルデータ信号の転送を可能にする方法が提供される。複数の加入者ノードを相互接続する伝送媒体のローカル部分は、その伝送媒体のリモート部分から分離される。同伝送媒体上のローカル部分上のローカルデータ信号転送ならびに同伝送媒体のローカル部分とリモート部分との間のリモート音声およびデータ信号転送は、両方とも同伝送媒体のローカル部分とリモート部分との間に結合されたマスターノードにより制御される。音声信号とデータ信号とは相互に区別されて、音声信号は、同伝送媒体のローカル部分に接続された宅内機器へ与えられる。伝送媒体のローカル部分上のローカルデータ信号ならびに同伝送媒体のリモート部分上のリモート音声およびデータ信号は、この共通の伝送媒体のローカルおよびリモート部分に共通する転送技術を用いて、同共通伝送媒体から伝送される。
上記の本発明の概要は、本発明の各々説明された実施例または本発明のすべての実現例を記載することを意図していない。図面および以下の詳細な説明は、これら実施例をより詳細に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施例の詳細な説明を検討することによりより完全に理解することが可能である。
図１は、インターネットサービスプロバイダまたはリモートノードと複数のローカルノードとの接続の一実施例を示すブロック図である。
図２は、本発明の一実施例に従う小規模オフィス/自宅オフィス（ＳＯＨＯ）環境を示す図である。
図３は、本発明の一実施例に従うＳＯＨＯのマスターノードとサービスプロバイダとの間のインターフェースを示すブロック図である。
図４は、遠隔でデータを受信した際の、マスターノードの分離応答性の一実施例を示すフロー図である。
図５は、ローカルネットワークからリモートノードへのデータの往来を管理する際のマスターノードの応答性の一実施例を示すフロー図である。
本発明には、様々な修正例、変更例が可能であるが、その詳細について図面に例示し、以下に詳細に説明することにする。しかしながら、本発明を、説明する特定の実施例に限定することを意図しない点を理解されたい。逆に、添付の請求項により規定される発明の精神および範囲内にあるすべての修正、均等物および変更例をすべて包含することを意図するものである。
様々な実施例の詳細な説明
本発明は、一般に、アクティブデータ終点のローカル側とリモート側とを分離して、共通のデータ伝達技術を用いて、共通の伝送媒体によりローカルおよびリモート通信を可能にするシステムおよび方法に関連する。一実施例においては、これは、本質的にリモートネットワークまたはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）内の終点を提供するローカルネットワーク内にアクティブマスターノードを設けることにより達成される。アクティブマスターノードを追加することによって、リモートネットワークにおけるノードのローカルグループを用いて、分離されたローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を展開させるように、既存のリモートネットワークを再構成することができ、その一方、同じ物理的伝送媒体とプロトコールをリモートデータ通信に使用されるそのままの態様で使用することができる。言いかえれば、本発明は、ＬＡＮまたはＳＯＨＯ環境を、ＳＯＨＯノードとのリモート通信に使用する媒体とプロトコールに共通の物理的伝送媒体とプロトコールとを用いて、工夫することを可能にする。本発明のある特別に有益な実施例においては、既存のより線対電話通信システムが、採用する伝送媒体であり、アクティブマスターノードにより、ＳＯＨＯ環境のノードの各々にリモート通信を提供するその同じより線対からローカルＳＯＨＯネットワークを構成することができる。したがって、他にケーブルを設置したり、異なるプロトコールの実現や変調技術を必要とせず、ローカルネットワークを作り出すことができる一方で、このより線対により依然として音声通信を行うことが可能である。
本明細書中に記載する発明は、様々なデジタル加入者線（ｘＤＳＬ）技術等の多くの物理的通信サービスリンクと関連して使用可能である。「ｘＤＳＬ」は、ＨＤＳＬ、ＡＤＳＬおよびＶＨＤＳＬを含む様々なデジタル加入者線伝送サービスを表す。本発明は、多くのデジタル通信環境に適用可能であり、かつｘＤＳＬを用いるより線対通信媒体を説明する、添付図面および以下の対応の記載により、本発明の様々な局面の応用に想到するであろう。
図１は、インターネットサービスプロバイダ１００すなわちリモートノードと複数のローカルノードとの接続を示すブロック図である。ノード１０２およびローカルエリア１０６内のノード１０４の各々は、接続１０８を介してサービスプロバイダ１００と情報を交換することが可能である。ノード１０２および１０４は、ワークステーション、クライアントのコンピュータ、パソコン、サーバー、プリンターおよび他のネットワーク接続された装置を含む様々な宅内機器（ＣＰＥ）を表す。
ローカルエリア１０６内のノードをネットワーク化するため、利用可能な相互接続技術の多くによると、ユーザは、新たにケーブルを設置したりして自分の装置をローカルネットワーク構成に接続しなければならない。パワーケーブル上に直接データを注入してローカルネットワーク環境内部の適当な場所で取り出す電力線搬送波に基づく相互接続可能性について他のスキームも提案されている。しかしながら、電力線搬送波に付随する雑音とセキュリティーの問題により有効データ速度は、多くの場合数十キロバイトに限られている。電力線搬送波におけるセキュリティも問題になるのは、ローカルネットワーク環境では変圧器が共有されることが多く、このようローカルネットワークにおいては、変圧器における二次的な漏れにより近所の建物でトラヒックを傍受される可能性があるためである。
デジタル加入者線技術は、伝統的にリモート情報システムを加入者ノードに接続するために適用されてきたが、これはローカルコンピュータ接続してローカルネットワークにするために、ケーブルを新たに設置する必要がある。本発明は、ローカルエリア１０６のノードが、リモートデータ伝送に使用されるような、インターフェース１０８等の同じ伝送媒体を使用できるようにする。例えば、本発明の一実施例においては、インターフェース１０８は、エリア１０６のローカルネットワーク内での通信に使用され、またリモートサービスプロバイダ１００との通信に使用される、より線対銅電話線を含む。さらに、本発明は、分離され、したがって、リモート通信転送と速度が無関係なローカルネットワーク通信を図る。
ここで、図２を参照して、本発明の一実施例に従う小規模オフィス/自宅オフィス（ＳＯＨＯ）環境２００について説明する。ＳＯＨＯ環境２００内の宅内機器（ＣＰＥ）の各々は、ローカル加入者ループ２０４によってサービスプロバイダ２０２に接続される。加入者ループ２０４は、いずれのネットワーク接続構成でも可能だが、よろ特定的な意味では、顧客宅内とローカルの電話会社との間に走る銅電話配線を指す。この場合、サービスプロバイダ２０２は、電話会社の中央オフィス（図示せず）の切り替え機器でＳＯＨＯ２００に結合され、ローカル加入者ループ２０４を含む物理的媒体は、ローカルループ電話接続で一般に使用されるねじりより線ケーブル２０６である。中央オフィスには、サービスプロバイダ２０２をＳＯＨＯ２００にインターフェースするｘＤＳＬモデム等のモデムを装備し、サービスプロバイダが電話接続によりｘＤＳＬデータ転送を行えるようにしてもよい。
様々なＣＰＥ装置は、ＳＯＨＯ環境２００の一部とすることが考えられる。たとえば、図２に示すＳＯＨＯ環境を含む装置は、計算ユニット２０８とファクシミリ装置２１０を含む。音声およびデータの両方をサービスプロバイダ２０２からＳＯＨＯ２００へ伝送することができ、データは、ローカルループ２０４が供給するローカルのより線対線を介してルーチングされる。信号スプリッタ２１２、２１４および２１６を使用して音声信号をデータ信号と区別し、適切な音声およびデータ信号をＳＯＨＯ２００内の適切な装置へルーチングする。たとえば、音声信号をスプリッタ２１４に入力し、コンピュータ２０８に向けられたいずれの情報からの音声信号もフィルタ処理する一方、この音声信号を電話装置２１８へ伝送することができる。信号の分割は、本件に記載の態様および本件と同時係属出願で、本件と同一譲受人に譲渡される「共通搬送波上の音声およびデータ信号を分離する装置および方法」という名称の米国特許出願連続番号第 号において記載される態様で決定することができ、同特許出願の内容ををここに引用により援用する。なお、電話機２１８および２２０は、電話に限らず、音声周波数域の信号伝送を認識および/可能にするいずれかの電話的装置を意味する。
ＳＯＨＯ環境２００において、サービスプロバイダ２０２とＣＰＥ装置とのデータ通信を可能にすることは有益であるが、リモートネットワークの選択されたノードをローカルネットワーク構成に接続することも望ましいかもしれない。言いかえれば、ＣＰＥ装置のいくつかでローカルエリアネットワークを構成するのが望ましいかもしれない。ＳＯＨＯ環境２００におけるマスターノード２２２等の制御機能を使用し、同じ物理的媒体を使用するリモートネットワークと無関係にローカルエリアネットワークを構成することができる。本発明は、マスターノード２２２等のマスターノードを使用するので、リモートデータ通信に使用されるもののと同じ物理的伝送媒体で、ローカルネットワーク内でデータの伝送が可能である。マスターノード２２２の使用について以下により詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施例に従うＳＯＨＯのマスターノードとサービスプロバイダとの間のインターフェースを示すブロック図である。図示するＳＯＨＯ環境３００は、複数の計算装置３０２またはローカルノードとマスターノード３０４とを含む。図３に示さない他の電話装置および宅内機器を、図２に関連して説明したように、ＳＯＨＯ環境３００内に結合してもよい。計算装置３０２または他のＣＰＥ装置のいずれもマスターノードとして設計することができる。マスターノード３０４は、ＳＯＨＯ３００内のローカルネットワークデータ転送をサービスプロバイダ３０６とノード３０２および３０４との間のリモートネットワークデータ転送から分離する。
マスターノード３０４は、ＳＯＨＯ環境３００とサービスプロバイダ３０６等のリモートノードとの間のデータを変調および復調するｘＤＳＬモデムを含むインターフェース回路を含む。図３に示す実施例は、ローカルインターフェース回路３０８とリモートインターフェース回路３１０とを含む。ローカルインターフェース回路３０８は、送信機３１２と、デジタル信号処理（ＤＳＰ）装置３１４と、メモリ３１６とを含む。リモートインターフェース回路３１０は、トランシーバ３１８と、ＤＳＰ装置３２０と、メモリ３２２とを含む。
トランシーバ３１２と３１８とは、それぞれ発信データを送信し、入来データを受信する送信機と受信機が組合されたものを意味する。したがって、トランシーバ３１２と３１８とはトランシーバ装置またはいずれかの適当な送信機と受信機が組み合わさったものを用いて実現可能である。リモートインターフェース回路３１０のトランシーバ３１８は、サービスプロバイダ３０６または他のリモートノードから送られるデータを受信し、そのデータはＤＳＰエンジン３２０により処理される。
ＤＳＰエンジン３２０は、送信されたデータ信号を操作してデータ伝送を容易にするためのデジタル信号処理を行う。たとえば、本発明の一実施例では、離散的マルチトーン（ＤＭＴ）スキームを採用して、データをＡＤＳＬリンクを使用するより線対伝送媒体に沿って伝送する。ＤＭＴは、変化する雑音環境に動的に対応する技術で、理論上は、干渉がより少ない周波数に動的に切り替えることによって、伝送範囲が改善されることを意味する。ＤＭＴは、ライン上に搬送波トーンを導入しかつデジタル信号処理アルゴリズムを用いてそのトーンについての信号対雑音比（ＳＮＲ）を測定する。そのトーンのＳＮＲによって、その周波数帯域部分での伝送にいくつかのビットを割当てる。ＤＳＰ３２０は、また、このＳＮＲ値を測定するために必要なデジタル信号処理を行い、かつ他の信号処理タスクも行う。ＤＳＰ３２０は、無キャリア振幅位相変調（ＣＡＰ）等の他の変調スキームおよび当該技術分野で公知の変調技術とともに使用される。
リモートインターフェース回路３１０は、データを記憶するが、このデータについてリモートインターフェース３１０におけるメモリ３２２により概念的に示す。マスターノード３０４は、メモリ３２２に記憶されるデータが制御情報か、ルーチング情報か、もしくはマスターノード３０４自体を宛先とするデータか、またはＳＯＨＯ環境３００におけるローカルエリアネットワーク内のノード３０２の１つ以上を宛先とするデータかどうかを確認する処理ユニットまたは他の処理回路（図示せず）を含む。マスターノード３０４は、データがノード３０２のうちの１つを宛先とすると判断すると、標的とされるノード３０２に情報を転送する準備を行う。リモートインターフェース回路３１０およびマスターノード３０４でのこのバッファリングおよび分析の間、ローカルネットワーク上でローカルデータ転送が行われてもよい。マスターノード３０４が、情報を適切なノード３０２に送る準備ができると、ローカルインターフェース回路３０８のＤＳＰエンジン３１４は、リモートインターフェース回路３１０のメモリ３２２に記憶されるデータを処理し、かつこの情報をトランシーバ３１２を介して標的ノード３０２へ伝送することができる。ローカルエリアネットワークが、リモートネットワーク以外の異なるデータ転送プロトコールを使用して動作する場合には、マスターノード３０４は、適切なローカルデータ転送プロトコールを使用するため、まず情報を変換する。しかしながら、本発明の一実施例においてはより線対電話ケーブルである同じ物理的伝送媒体が、マスターノード３０４の各側で使用される。
ローカルノード３０２からサービスプロバイダ３０６へ向かう転送はアナログ態様で行われる。ローカルノードからの情報は、トランシーバ３１２で受信されて、メモリ３１６に記憶される。マスターノード３０４は、情報がどこへ向かうかを判断し、ＤＳＰエンジン３２０をトリガして、そのデータを処理してから、トランシーバ３１８を介してリモートノードへ送る。
ローカルネットワーク３００内のノード３１２の間の転送もマスターノード３０４によって管理する。マスターノード３０４がローカルネットワークデータ転送を管理し、またリモートノードからデータを受けた際に情報を適切なノード３０２へルーチングするために、ＳＯＨＯ環境３００のローカルネットワークは、２地点間（ポイントトゥーポイント）方式で構成されるかまたは分岐（マルチポイント）ネットワーク構成から２地点間（ポイントトゥーポイント）ネットワーク構成に論理的に変換される。分岐（マルチポイント）ネットワーク構成から２地点間ネットワーク（ポイントトゥーポイント）構成への変換についていは、図５に関連してより詳細に説明する。
図３は、２つのインターフェース回路を有するものとして概念的に図示説明したが、当業者であれば理解する通り、インターフェース回路３０８および３１０を統合して必要な回路を減らしてもよい。たとえば、ひとつのＤＳＰエンジンを共有してもよい。さらには、一つのメモリを区切って共有し、別々のメモリ区分にローカルおよびリモートネットワークに対応するデータパケットを記憶することができる。一実施例においては、マスターノード３０４のメモリで、計算ユニットを使用してデータパケットをバッファする。さらに、ローカルおよびリモートインターフェース回路３０８および３１０の機能を一般にｘＤＳＬもデモに組込むことができる。したがって、図３は、変調能力を有する本発明の概念的一実施例を意味し、当業者であれば本発明の範囲および精神から逸脱することなく上記の説明から理解することができるものである。
したがって、マスターノード３０４とともにインターフェース回路を使用することで、ＳＯＨＯ環境３００とリモートデータノードとの間がブリッジされる。これにより、ある情報は、伝送媒体３２４を介してローカルネットワークノード３０２間でローカルに転送でき、また他の情報はリモートノードとローカルネットワークノード３０２との間でリモートに転送できる。ローカルデータ転送には伝送媒体３２４が使用されるのに対して、リモートデータおよび音声転送には、伝送媒体３２４と伝送媒体３２６の両方が使用される。
図４は、本発明の一実施例によりリモートでデータを受信する際のマスターノードの分離応答性を示すフロー図である。１以上のデータパケットをインターネットサービスプロバイダまたは中央オフィス（ＣＯ）から受信する（４００）。この１以上のデータパケットは、ｘＤＳＬ負荷のための復調アルゴリズムを実行することによりデジタル信号処理（ＤＳＰ）により処理される（４０２）。これらの処理されたデータパケットは、マスターノードのメモリに記憶される（４０４）。
マスターノードは、記憶されたパケットがローカルネットワーク内ノードの１以上を標的とするデータを含むかどうかを判断する（４０６）。含まない場合は、パケットは、制御情報またはマスターノードが使用する他の情報を含んでいる可能性が高いので、マスターノードは、これを受け入れる（４０８）。マスターノードが、記憶されたパケヅトがローカルネットワークを標的とするものであると判断する場合（４０６）、マスターノードは、マスターノードが正しくデータをローカルネットワーク内でルーチングできるよう援助するため、ローカル識別子が何であるかを判断する（４１０）。インターネットデータ転送プロトコールは、いくつかの場合には、ローカルネットワークにより使用されるデータ転送プロトコールと異なることも可能である。これは、ローカルネットワークとマスターノードが提供するインターネット接続との分離によって可能である。マスタノードは、プロトコール変換が必要かどうかを判断（４１２）、もし必要なら、そのインターネットプロトコールをローカルプロトコールに変換する（４１４）。プロトコール変換が不要な場合、またはプロトコール変換を行った後は、データはマスターノードが識別したローカルノードへ転送される（４１６）。このようにして、マスターノードは、ローカルデータ転送をリモートデータ転送から分離する。
図５は、データトラヒックをローカルネットワークからリモートノードに向ける場合のマスターノードの応答性に関する一実施例を示すフロー図である。ローカルネットワークにおけるローカルノードの１以上が、リモートノードを宛先とするデータを伝送する（５００）。マスターノードは、このデータを受け（５０２）、ローカルネットワークとリモートネットワークとの分離が行われる。マスターノードは、送られているデータに対応して宛先アドレスを判断する（５０４）。
マスターノードは、宛先アドレスからそのデータ転送がローカルネットワーク内のノードを標的とするものかどうかを判断する（５０６）。データ転送がローカル転送であれば、データは、ローカルネットワーク内の宛先アドレスにより示されるローカルノードへ向けられる（５０８）。代替的には、ローカルデータトラヒックは、ローカルノードに直接転送さえれてもよく、それによりマスターノードはバイパスされる。これは、アドレス等のローカルノードＩＤの形またはローカルノード間の伝送の専用周波数を使用して行われる。
データ転送がリモートノード（ローカルネットワーク外のノード等）を標的とする場合、マスターノードは、リモートノードにデータを送る準備をする。リモートデータ転送プロトコールがローカルデータ転送プロトコールと異なると判断されると（５１０）、マスターノードは、インターネットプロトコールへの変換を行う（５１２）。プロトコールの変換が不要な場合、またはインターネットプロトコールへの変換を行った後、データは、変調アルゴリズムを実行することによりＤＳＰエンジンにおいて処理される（５１４）。その後、データは、ＤＳＰエンジンにより決定される変調技術を用いてリモート宛先ノードへ転送される（５１６）。
マスターノードは、上記の態様でリモートネットワーク通信からローカルネットワーク通信を分離する。ローカルネットワークは、分岐ネットワーク構成および２地点ネットワーク構成を含む様々なネットワークトポロジィを採用することができる。２地点間構成とは、ノードの各々がポイントごとに相互に接続されるネットワーク構成を指す。言いかえれば、ノードの各々は、専用の物理的接続により物理（ハードウェア）レベルで相互に接続される。分岐構成とは、ノードがバスやリングネットワークトポロジィ等の共有通信媒体で相互に接続されるネットワークを指す。分岐構成では、共有通信媒体の割当てにおける競合を避けるため、分岐プロトコールが一般に必要とされる。
本発明の一実施例においては、分岐ネットワーク構成は、論理的に２地点間ネットワーク接続の集合に変換される。このような場合、ローカルネットワークは、分岐ネットワークなので、分岐ネットワークは、論理的に（「物理的」ではなく）変換され、または均等化されて一連の２地点間接続構成になる。分岐ネットワーク構成を２地点間ネットワーク構成の集合であると認識することについては、本明細書中に記載の態様および本件と同一譲受人に譲渡された「２地点間の方法を用いるマルチポイントアクセスプロトコール」という名称で、１９９７年３月１９日出願の、同時係属出願、米国特許出願連続番号第０８/８２０，５２６号に記載する態様で決定することができ、同特許出願の内容についてここに引用により援用する。
上に述べたとおり、本発明は、アクティブデータ終点のローカル側とリモート側とを分離して、共通の伝送媒体により共通の転送技術を用いてローカルおよびリモート通信を可能にするためのシステムおよび方法を提供する。本発明は、上記の特定の例に限定されるものと解釈すべきでなく、添付の請求項に適切に規定される本発明のすべての局面を包含するものとして理解すべきである。様々な変更例、等価な方法および本発明が適用可能な数々の構成は、本発明が関連する当該技術分野の当業者には、本明細書を参考にして容易に自明となるであろう。請求項は、そのような変更例および工夫を包含するものとして意図される。
【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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