ES2344338T3 - Sistema y metodo de comunicacion telefonica sobre el cableado de una red de area local. - Google Patents
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Abstract
Un circuito (32a) para ser utilizado con un cableado que comprende un primer par de conductores (17a1) que transporta una primera señal, y un segundo par de conductores (17a2) que transporta una segunda señal, donde el primer y segundo pares transportan además cooperativamente una señal analógica de telefonía sobre un canal fantasma, comprendiendo el circuito: una primera conexión para conectarse a dicho cableado; una segunda conexión para conectarse a un primer dispositivo (16, 18); una tercera conexión (38a, 38b) para acoplarse a un dispositivo telefónico (11, 13); un primer transformador (31a1) que tiene un devanado primario (35) y un devanado secundario (36), teniendo el devanado primario una primera conexión (37a1) de una derivación central, estando conectado el devanado primario a dicha primera conexión para conectase a dicho primer par de conductores, y estando conectado el devanado secundario a dicha segunda conexión para conectarse a dicho primer dispositivo; un segundo transformador (31a2) que tiene un devanado primario (35) y un devanado secundario (36), teniendo el devanado primario una segunda derivación central (37a2), estando conectado el devanado primario a dicha primera conexión para conectarse a dicho segundo par de conductores, y estando conectado el devanado secundario a dicha segunda conexión, para conectarse a dicho primer dispositivo; y donde dicha primera y segunda conexiones de derivación central están conectadas a dicha tercera conexión para conectarse a dicho dispositivo telefónico; donde: dicha primera y segunda señales son señales digitales de datos en serie, y donde: dicha primera conexión es un conector (54) de datos, adaptado para conectarse a un cableado de red de área local; y dicho primer y segundo transformadores están adaptados para dejar pasar señales digitales de datos de la red de área local.
Description
Sistema y método de comunicación telefónica
sobre el cableado de una red de área local.
La presente invención está relacionada con el
campo de las redes comunes para la comunicación de datos y la
telefonía y, más específicamente, con la conexión en red de aparatos
telefónicos dentro de un edificio sobre un cableado de red de área
local orientada digitalmente, simultáneamente con la transmisión de
datos.
Las pequeñas oficinas y entornos de negocio
emplean comúnmente una multiplicidad de células de trabajo,
equipadas cada una de ellas con un teléfono y un ordenador.
Normalmente se emplean dos redes independientes para la
comunicación entre células y entre ellas y el mundo exterior, una
red telefónica que realiza la conexión entre los aparatos
telefónicos y las líneas telefónicas externas, y una denominada red
de área local (LAN), que conecta los ordenadores entre ellos y con
las líneas de la red externa.
El término ordenador u ordenador personal se
comprenderá que incluye una estación de trabajo u otros equipos de
terminales de datos (DTE) o al menos un dispositivo digital capaz de
recibir y entregar datos, por lo que cada ordenador incluye un
interfaz para la conexión a una red de área local (LAN), utilizada
para la transmisión de datos digitales; cualquiera de esos
dispositivos será denominado también dispositivo digital remoto. El
término aparato telefónico se comprenderá que incluye cualquier
dispositivo que pueda conectare a una PSTN (Red Telefónica
Pública Conmutada), utilizando señales de la banda de
telefonía, tales como una máquina de fax, una máquina de
contestación automática o un módem con marcación; cualquiera de
tales dispositivos será denominado también como dispositivo
telefónico remoto o local.
Tal entorno está representado en las figuras 1a
y 1b, que muestran una configuración típica de pequeña
oficina/negocio, que requiere dos redes separadas e independientes.
La figura 1a muestra una red telefónica (10) que comprende una PABX
(Centralita Privada Automática) (11), conectada a través de las
líneas (12a), (12b), (12c) y (12d) a los dispositivos telefónicos
(13a), (13b), (13c) y (13d), respectivamente. Los teléfonos son del
tipo POTS (Antiguo Servicio Telefónico Simple), que requiere que
cada una de las líneas (12) de conexión consista en un solo par de
hilos.
La figura 1b muestra una red de área local (LAN)
(15) para permitir la comunicación entre ordenadores. Tal red
comprende un concentrador (o centro de conmutación) (16), conectado
a través de las líneas (17a), (17b), (17c) y (17d) a los
ordenadores (18a), (18b), (18c) y (18d), respectivamente. Los tipos
populares de LAN están basados en el estándar Ethernet IEEE802.3,
utilizando interfaces 10BaseT o 100BaseTX y empleando, para cada
línea (17) de conexión, dos pares de hilos retorcidos, un par para
transmitir y otro para recibir.
La instalación y mantenimiento de dos redes
independientes son complicados y costosos. Sería por tanto
ventajoso, especialmente en instalaciones nuevas, disponer de un
sistema de redes de cableado combinado que sirva tanto para los
requisitos de telefonía como los de comunicaciones de datos.
Una solución es proporcionar solamente una LAN,
que sirva para la comunicación normal entre ordenadores, y hacerla
servir también para telefonía. Un método general de este enfoque, de
uso común hoy día, utiliza las técnicas denominadas de
Voz-sobre-Protocolo-Internet
(VoIP). Con tales técnicas, conocidas en la técnica, las señales
telefónicas son digitalizadas y transportadas como datos en
cualquier LAN existente. Sin embargo, los sistemas que emplean
tales técnicas son complejos y costosos, y la calidad de la voz
transportada por la tecnología disponible actualmente es baja. Otro
enfoque opuesto, es utilizar una infraestructura telefónica
existente para que sirva simultáneamente como red de telefonía y de
datos. De esta manera, la tarea de establecer una nueva red de área
local en el hogar o en otro edificio se simplifica, debido a que no
hay cables adicionales que instalar.
La patente de Estados Unidos 4.766.402, de
Crane, muestra un modo de formar una LAN sobre líneas telefónicas
de dos hilos, pero sin servicio telefónico.
El concepto de multiplexación por división de
frecuencias (FDM) es muy conocido en la técnica, y proporciona
medios para repartir la anchura de banda inherente a una banda de
baja frecuencia de dos hilos, capaz de transportar una señal
analógica de telefonía, y una banda de alta frecuencia, capaz de
transportar datos u otras señales. Tal técnica, denominada algunas
veces como "datos sobre voz", se describe por ejemplo en las
patentes de Estados Unidos 5.896.443, 4.807.225, 5.960.066,
4.672.605, 5.930.340, 5.025.443 y 4.924.492. También se utiliza
ampliamente en sistemas xDSL, principalmente en sistemas del Bucle
Digital Asimétrico de Abonado (ADSL).
Un sistema típico que utiliza FDM está ilustrado
en la figura 2, que muestra esquemáticamente una red combinada (20)
de telefonía/datos, que proporciona en este caso conexiones a dos
células de trabajo por medio de dos cables correspondientes (12a) y
(12b), que comprende cada uno de ellos un solo par retorcido de
hilos. La parte inferior del espectro del cable (12a) está aislada
por medio de Filtros Paso Bajo (LPF) (22a) y (22b), cada uno de
ellos conectado a un respectivo extremo del cable. De forma
similar, la parte más alta del espectro está aislada por
respectivos Filtros Paso Alto (HPF) (21a) y (21b). La red telefónica
utiliza la parte baja del espectro conectando el teléfono (13a) y
la PABX (11) a los respectivos LPF. Con el fin de utilizar la parte
más alta del espectro para las comunicaciones de datos, los módems
(23a) y (23b) de la línea telefónica están conectados
respectivamente a los HPF (21a) y (21b) en ambos extremos del
cable. El concentrador (16) se conecta al módem (23a), mientras que
en el lado del usuario, el módem (23b) se conecta al ordenador
(18a), ofreciendo así la conectividad entre el ordenador y el
concentrador. El espectro del otro cable (12b) se reparte de forma
similar y el cable (12b) conecta el aparato telefónico (13b) a la
PABX (11) a través de los LPF (22c) y (22d), mientras que el
ordenador (18b) se conecta al concentrador (16) a través del módem
(23d), acoplado al HPF (21d), y al módem (23c), acoplado al HPF
(21c). Se pueden añadir teléfonos (13) y ordenadores (18)
adicionales de la misma manera. Este concepto de la técnica anterior
está divulgado en la patente de Estados Unidos 4.785.448 de
Reichert y otros colaboradores (en adelante denominada
"Reichert") y en la patente de Estados Unidos 5.841.841 de
Dodds y otros colaboradores (en adelante denominada "Dodds").
Tanto Reichert como Dodds sugieren un método y un aparato para
aplicar la técnica de multiplexación por división del dominio de
frecuencias (FDM) para el cableado telefónico residencial,
permitiendo trasportar simultáneamente señales de comunicaciones de
telefonía y datos, como se ha descrito anteriormente.
La patente de Estados Unidos 5.610.922 de
Balatoni describe un método y un aparato para transferir
simultáneamente señales de teléfono de voz analógicas y señales de
servicios de datos digitales desde la ubicación de una compañía
telefónica a un local del usuario a través de una línea telefónica
sencilla de par trenzado. El aparato incluye un terminal remoto de
servicios de datos digitales más voz y un terminal de centralita de
servicios de datos digitales más voz fácilmente instalables. El
aparato puede facilitar una ganancia de par 3 a 1 multiplexando las
señales que representan las señales de teléfono de voz analógicas y
las señales de servicios de datos digitales de 4 hilos.
La red (20), que emplea un método FDM, requiere
típicamente dos módems, (tales como el (23a) y (23b) de la figura
2), para cada célula conectada. Tales módems son complejos y
costosos. Además, la baja calidad de las comunicaciones de una
línea telefónica típica, que fue diseñada para transportar solamente
señales (telefónicas) de baja frecuencia, limita tanto la velocidad
de datos como la distancia de las comunicaciones de datos.
El concepto de formación de un canal fantasma
para servir como un camino adicional en un sistema de comunicaciones
de dos pares de hilos, es conocido en la técnica de la telefonía y
divulgado en diversas patentes, clasificadas en la clase de Estados
Unidos 370/200. Comúnmente, tal camino de canal fantasma se utiliza
para transportar potencia de alimentación de equipos remotos o
repetidores intermedios. En algunos sistemas de la técnica anterior,
ejemplificados en las patentes de Estados Unidos 4.173.714,
3.975.594, 3.806.814, 6.026.078 y 4.937.811, el canal fantasma se
utiliza para transportar señales adicionales, tales como señales de
medidas y otras señales auxiliares. Así, todos esos sistemas
utilizan el canal fantasma solamente como medio de ayuda al servicio
de comunicaciones sobre los canales principales. Ninguno de los
sistemas mencionados de la técnica anterior utiliza el canal
fantasma para transportar un tipo de servicio adicional de
comunicaciones, o para combinar funcionalmente dos redes
diferentes.
El documento
US-A-3 975 594 describe un circuito
de línea de abonado para sistemas de telecomunicaciones en los
cuales se pueden transmitir señales adicionales de mensajería, por
ejemplo, señales de vídeo. El circuito de línea está constituido
por dos pares de líneas equilibradas que, si fuera necesario, pueden
tener amplificadores de línea interpuestos entre ellas. Se utiliza
un circuito de alimentación remota para los amplificadores,
construido en forma de un circuito fantasma, y este circuito
fantasma se utiliza también como circuito de transmisión para las
señales de mensajería adicionales. Al circuito fantasma se conecta
un aparato de abonado para las señales adicionales de mensajería.
La alimentación a este último aparato de abonado, así como la
comunicación bidireccional, tiene lugar sobre el circuito
fantasma.
Sería por tanto deseable permitir un sistema de
redes de datos para proporcionar también simultáneamente el
servicio telefónico sin ningún cableado adicional.
Es un objeto de la invención permitir que un
sistema de redes de datos proporcione también simultáneamente el
servicio telefónico sin ningún cableado adicional.
Este objeto se realiza de acuerdo con un amplio
aspecto de la invención, por medio de un circuito para ser
utilizado en un mazo de cables que contiene al menos dos pares de
conductores, comprendiendo el circuito:
- primeras conexiones para acoplar a un extremo de dicho mazo;
- segundas conexiones para acoplar al menos a un dispositivo digital; y
- terceras conexiones para acoplar al menos a un dispositivo telefónico;
caracterizado porque:
dos de dichos circuitos, acoplados por
respectivas conexiones de dichas primeras conexiones a extremos
opuestos de un respectivo par de conductores de dicho mazo,
cooperan para formar al menos un canal fantasma que permite la
comunicación telefónica entre respectivos dispositivos telefónicos
conectados a extremos opuestos del mismo a través de respectivas
conexiones de las terceras conexiones simultáneamente con la
comunicación digital entre respectivos dispositivos digitales,
acoplados cada uno de ellos en extremos opuestos del mazo, a las
segundas conexiones de un respectivo circuito de dichos
circuitos.
Las redes de datos convencionales utilizan una
configuración de circuitos de cuatro conductores, que proporcionan
dos canales de comunicaciones entre dos unidades. Por ejemplo, en
una red de área local basada en Ethernet 10BaseT o 100BaseTX, se
emplean dos pares de conductores entre un concentrador y un DTE, tal
como un ordenador. Por medio de la invención, la conexión POTS, tal
como entre la central y el aparato telefónico, se consigue
simultáneamente sobre los mismos cuatro conductores utilizados para
los dos canales de comunicaciones sin interferencia. La
comunicación del servicio POTS se consigue a través de una
configuración de circuito fantasma sobre los cuatro
conductores.
Tal configuración se puede emplear dentro de una
pequeña oficina o pequeño negocio, donde se utiliza una sola
infraestructura de cableado para distribuir tanto las señales de
datos como las de telefonía desde un emplazamiento central,
incluyendo un concentrador y una central, a una estación remota,
comprendiendo cada una de tales estaciones una unidad telefónica y
una unidad de datos (por ejemplo, un ordenador de mesa).
La presente invención proporciona una
configuración de circuitos donde un cable que incluye dos pares de
conductores retorcidos proporciona tanto una comunicación
bidireccional de datos para un ordenador conectado, como
simultáneamente un camino para la señal POTS, hacia y desde un
aparato telefónico conectado, utilizando el método del canal
fantasma. En el modo de realización preferido, el canal de
comunicaciones de datos consiste en un canal LAN de Ethernet
IEEE802.3 e interfaces 10BaseT o 100BaseTX.
De acuerdo con un modo de realización específico
de la invención, cada par de dos conductores termina en cada uno de
sus extremos en un devanado primario de un transformador con
derivación central (en adelante denominado devanado del lado del
cable), por lo que cada conductor de la pareja está conectado a un
respectivo extremo del devanado del lado del cable. Cada devanado
está inductivamente acoplado a un devanado secundario (en adelante
denominado devanado del lado del equipo), cuyos extremos están
conectados a otro par de conductores que forman el canal de
continuación para la señal que transporta los datos, donde el
devanado del lado del equipo está conectado al equipo de
comunicaciones de datos. Las derivaciones centrales de cada uno de
los dos devanados primarios en cualquier extremo del cable, pueden
conectarse a los respectivos conductores de un circuito telefónico,
para transportar señales POTS. Así, los dos pares de conductores en
extremos opuestos del cable, a través de derivaciones centrales de
los respectivos devanados primarios del transformador, forman una
primera y una segunda conexiones del canal fantasma de dos
conductores, que se utiliza para transportar la señal
telefónica.
La invención se puede implementar por medio de
dos módulos que contienen, cada uno de ellos, un respectivo
circuito, uno en cada extremo del cable de pares de dos conductores.
Cada circuito comprende dos transformadores, con una derivación
central en el devanado primario (lado del cable). El módulo retiene
la capacidad de comunicaciones de datos de dos pares, al tiempo que
incluye simultáneamente un canal fantasma, a través de conexiones de
la derivación central, para el servicio telefónico. El canal
fantasma puede ser accedido a través de un conector en el módulo.
El módulo puede ser una unidad autónoma, o bien estar integrado
dentro de una unidad de la red, tal como un concentrador digital de
la red, una central telefónica, un ordenador como servidor o un
aparato telefónico. Alternativamente, el módulo puede ser integrado
dentro de una toma en la pared conectada a uno o ambos extremos del
cable.
En otro modo de realización, los módulos forman
un kit, que se utiliza para actualizar una red de área local
existente para dar soporte también a una red telefónica.
La invención puede ser utilizada en un entorno
de pequeña oficina o pequeño negocio, que tengan un emplazamiento
central que comprenda una central telefónica y una unidad digital
concentradora de una red (tal como un concentrador, una centralita
o un "router") conectado a múltiples estaciones de trabajo
remotas a través del cableado de una LAN.
Con el fin de entender la invención y ver cómo
puede ser llevada a cabo en la práctica, se describirá ahora un
modo de realización preferido, a modo solamente de ejemplo no
limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
cuales:
Las figuras 1a y 1b muestran respectivamente un
teléfono común de la técnica anterior y una configuración de Red de
Área Local, según se utiliza dentro de una pequeña oficina o pequeño
negocio;
La figura 2 muestra un teléfono de la técnica
anterior y redes de área local que utilizan la infraestructura del
cableado telefónico;
La figura 3 muestra una red combinada de
telefonía y comunicaciones de datos, de acuerdo con la presente
invención;
La figura 4 muestra esquemáticamente una red de
comunicaciones de datos que tiene múltiples canales fantasma, de
acuerdo con la presente invención, compartiendo todos ellos un
retorno común;
La figura 5a muestra esquemáticamente un
ordenador modificado de acuerdo con la invención, para el
acoplamiento directo con un aparato telefónico;
La figura 5b muestra esquemáticamente un aparato
telefónico modificado de acuerdo con la invención, para el
acoplamiento directo a un ordenador;
La figura 6 muestra una toma de pared
modificada, que añade un servicio telefónico de canal fantasma a un
sistema existente de comunicaciones de datos, de acuerdo con la
presente invención; y
Las figuras 7a a 7d muestran distintas vistas de
un enchufe que puede unirse a la pared, y que añade un servicio
telefónico de canal fantasma a un sistema existente de
comunicaciones de datos, de acuerdo con la presente invención.
En la descripción siguiente, ha de indicarse que
los dibujos y las descripciones son solamente conceptuales. En la
práctica real, se pueden implementar una o más funciones en un solo
componente; alternativamente, cada una de las funciones puede ser
implementada por medio de una pluralidad de componentes y circuitos.
En los dibujos y en las descripciones, se utilizan referencias
numéricas idénticas para indicar aquellos componentes que son
comunes a distintos modos de realización o configuraciones.
La figura 3 ilustra un modo de realización
preferido de la presente invención. La red 30 es una parte de una
red de área local del tipo IEEE802.3, que utiliza interfaces
10BaseT. Hay conectado un concentrador (16) que define un lugar
central, a un ordenador típico (18a) a través de un cable que
incluye pares de dos hilos (17a1) y (17a2). Cada par funciona
transportando datos solamente en una dirección, donde un par, por
ejemplo el (17a1), transporta datos desde el concentrador (16) al
ordenador (18a), mientras que el otro par (17a2) transporta datos
en la otra dirección. La figura 3 muestra también un aparato
telefónico (13a), asociado con el ordenador (18a) y preferiblemente
cerca de él, y una centralita privada automática (PABX) 11, que está
preferiblemente también en el lugar central. El término
concentrador se utiliza en este caso para representar cualquier
unidad digital concentradora de la red, y puede referirse
igualmente a un centro de conmutación, un "router", un
ordenador como servidor o a cualquier otro dispositivo digital que
tenga múltiples puertos para datos; cualquiera de éstos se
denominan también en este caso como un dispositivo digital central.
De forma similar, se utiliza en este caso el término PABX para
representar cualquier tipo de unidad central de conmutación
telefónica y será denominado también como dispositivo telefónico
central.
De acuerdo con la invención, se inserta un
transformador de señales en cada extremo de cada par de hilos, por
lo que, por ejemplo, el transformador (31a1) se inserta en el
extremo de un par de hilos (17a1) que esté cerca del concentrador
(16), y el transformador (31b1) se inserta en el extremo del par de
hilos (17a1) que está cerca del ordenador (18a). De forma similar,
los transformadores (31a2) y (31b2) se insertan en los extremos de
la pareja de hilos (17a2) que está cerca del concentrador (16) y
del ordenador (18a), respectivamente. Los transformadores de
señales que llevan el prefijo (31) se diseñan de manera que la
atenuación de la señal a través de estos transformadores es
despreciable. Por tanto, el rendimiento de la red de comunicaciones
de datos se mantiene completamente, y el concentrador (16) continúa
comunicándose totalmente con el ordenador (18a) de la manera usual.
Tales transformadores son conocidos en la técnica y se usan a menudo
en las LAN con el fin de cumplir los requisitos de aislamiento y
rechazo de modo común. Comúnmente, tales transformadores de señales
están equipados con un devanado principal y un devanado secundario,
que son ambos bobinas sin derivaciones. En la invención, cada
transformador de señal con el prefijo (31), por el ejemplo el
(31a2), tiene un devanado principal (35), cuyos extremos están
conectados a los respectivos hilos del cable, y un devanado
secundario (36), cuyos extremos están conectados al respectivo
componente del sistema (el concentrador 16 o el ordenador 18a).
Sin embargo, a diferencia de la configuración
convencional para transformadores de señal, de acuerdo con la
presente invención, cada devanado principal (35) tiene una
derivación central ilustrada como (37a1) y (37a2), para los dos
transformadores de señal (31a1) y (31a2), respectivamente. Los
extremos de los devanados primarios (35) constituyen unas primeras
conexiones de un circuito que comprende los dos transformadores de
señales (31a1) y (31a2) y sirven para acoplarse a los respectivos
pares de conductores del mazo de cables. Los extremos de los
devanados secundarios (36) constituyen las segundas conexiones para
acoplarse al menos a un dispositivo digital tal como el (16) o
(18); y las derivaciones centrales (37a1) y (37a2) sirven como
terceras conexiones para acoplarse al menos a un dispositivo
telefónico, tal como el (11) o (13). Así, la PABX (11) está
conectada, a través de dos respectivos hilos (38a), a las
derivaciones centrales (37a1) y (37a2) de los transformadores (31a1)
y (31a2). De forma similar, el aparato telefónico (13a) está
conectado, a través de dos respectivos hilos (38b), a las
derivaciones centrales (37b1) y (37b2) de los transformadores
(31b1) y (31b2), respectivamente. En esta configuración, las señales
de telefonía son transportadas de una manera "fantasma" junto
con las señales de comunicaciones de datos, sin interferencia entre
las dos. En la práctica, los transformadores (31a1) y (31a2) del
lado del concentrador pueden estar integrados para formar un módulo
(32a), mientras que los transformadores (31b1) y (31b2) del lado del
ordenador pueden estar integrados para formar un módulo (32b).
Aunque la red 30 ha sido descrita hasta ahora como dando soporte a
un solo ordenador y a un solo teléfono, se pueden soportar células
de trabajo adicionales, comprendiendo cada una de ellas un teléfono
y un ordenador, donde cada ordenador está conectado con el
concentrador (16) a través del correspondiente cable de pares de
dos hilos, insertando un conjunto adicional de módulos (32a) y
(32b) en cada uno de tales
cables.
cables.
Aunque la invención ha sido descrita
específicamente para interfaces 10BaseT (10 Mb/s), la invención
puede ser aplicada igualmente a interfaces 100BaseTX (100 Mb/s).
Además, la invención puede aplicarse igualmente en cualquier
sistema cableado de red que utilice al menos dos pares de hilos. Se
pueden utilizar transformadores en todos los sistemas cableados de
comunicaciones cuyas señales no incluyan componentes de corriente
continua (CC). En sistemas que utilizan cuatro o más pares de
hilos, tales como los basados en el estándar Ethernet 100BaseTX en
evolución, cada dos pares pueden ser utilizados para formar un solo
canal fantasma. Así, cuatro pares pueden formar dos canales
fantasma, donde cada uno de ellos transporta un circuito POTS,
haciendo que cada par termine en un transformador, como se ha
descrito anteriormente. Alternativa y preferiblemente, como se
ilustra en la figura 4, cada uno de los tres pares (17a1), (17a2) y
(17a3) pueden formar un canal fantasma con el cuarto par (17a4),
que sirve como camino común de retorno. En este caso, cada circuito
telefónico (13a), (13b) y (13c) tiene uno de sus dos hilos
conectado a la derivación central (37b1), (37b2) y (37b3) del
respectivo transformador (31b1), (31b2) y (31b3) en el extremo
correspondiente del respectivo par, y el otro hilo a la derivación
central (37b4) del transformador (31b4) en el correspondiente
extremo del par común. Más en general, con N pares de conductores,
donde cada canal sirve como canal de datos, es posible de forma
similar proporcionar N-1 canales fantasma para el
servicio telefónico.
En la configuración ilustrada en la figura 3,
los módulos (32a) y (32b) son módulos estándar, mecánicamente
independientes de otros componentes de la red. Sin embargo, son
posibles también otras configuraciones. Por ejemplo, el módulo
(32a) del lado del concentrador, puede ser integrado, totalmente o
en parte, dentro del concentrador (16). En tal caso, la unidad
existente de conexión de datos del concentrador (tal como un cuadro
de distribución para conectar a él todos los pares de líneas) se
sustituye preferiblemente por uno que incluya el módulo (32a);
además, se dispone un conector telefónico para conectar todas las
líneas telefónicas (cuyos otros extremos están conectados a sus
respectivas derivaciones centrales en el módulo 32a) a la PABX.
Alternativamente, el módulo (32a) puede estar integrado de forma
similar dentro de la PABX 11, donde se dispone una conexión
apropiada con el concentrador.
La figura 5a muestra esquemáticamente una
configuración en la que el módulo (32b) del lado del ordenador está
integrado, totalmente o en parte, dentro del ordenador (18a). Así,
los devanados secundarios (36) de los transformadores (31a1) y
(31a2) están conectados a los circuitos receptor y transmisor (39a)
y (39b) dentro del ordenador (18a). Los extremos de los devanados
primarios (35) de los transformadores (31a1) y (31a2) están
conectados a una toma de enchufe estándar (40) para conectarse a la
red. Las derivaciones centrales (37a1) y (37a2) están conectadas a
un enchufe estándar (41), permitiendo la conexión a él de un
aparato telefónico, tal como el designado como (13a) en la figura
3.
La figura 5b muestra esquemáticamente la
configuración complementaria en la que el módulo (32b) está
integrado en el aparato telefónico (13a). Así, los devanados
secundarios (36) de los transformadores (31a1) y (31a2) están
conectados a un enchufe estándar (42) para conectar a él un
ordenador, tal como el designado como (18a) en la figura 3. Los
extremos de los devanados primarios (35) de los transformadores
(31a1) y (31a2) están conectados a una toma de enchufe estándar
(43) para conectarse a la red. Las derivaciones centrales (37a1) y
(37a2) están conectadas a los circuitos telefónicos (44), dentro
del aparato telefónico (13a).
Alternativamente, el módulo (32b) del lado del
ordenador puede estar integrado dentro de un conector de pared que
permite la conexión directa o indirecta a una toma de enchufe
existente en la pared. Así, tal conector de pared puede estar
constituido por un enchufe sustitutivo que tiene integrados en él un
par de transformadores de señal y dos enchufes hembra para conectar
a ellos un ordenador y un teléfono, respectivamente.
Alternativamente, el conector de pared puede estar constituido por
un conector de clavija que tenga integrado en él un par de
transformadores de señal y dos enchufes hembra para conectar a ellos
un ordenador y un teléfono, respectivamente. Tal conector de
clavija permite conectar un ordenador y un teléfono a una toma de
enchufe de pared existente, sin requerir ninguna modificación a
ellos.
La figura 6 muestra la placa frontal de una toma
de enchufe (45) modificada, de acuerdo con la invención. Los dos
pares de conductores están conectados al enchufe en la parte
posterior (no ilustrada en la figura), conectados a los devanados
primarios de dos transformadores de señal alojados en él (no
ilustrados en la figura). Los devanados secundarios de los
transformadores están conectados a un conector (46) de datos del
tipo RJ-45, mientras que las derivaciones centrales
están conectadas a un conector (47) de telefonía del tipo
RJ-11. Tal enchufe es físicamente similar en
tamaño, forma y apariencia global a un enchufe estándar, de manera
que tal enchufe puede ser sustituido por un enchufe estándar de la
pared del edificio. No se requieren cambios en la disposición o
configuración global de la línea de la LAN. Tal enchufe puede
sustituir fácilmente una toma de datos estándar existente para
proporcionar así adicionalmente un soporte para la telefonía. Por
tanto, un enchufe convencional tiene un solo conector hembra que
tiene dos pares de contactos de escobilla conectados a los
respectivos pares de hilos retorcidos para la transmisión y la
recepción de datos. Hay un ordenador enchufado en tal enchufe
convencional a través de un solo conector macho (clavija) que tiene
cuatro patillas: dos para manejar la transmisión de datos y dos
para manejar la recepción de datos. Al insertar la clavija en las
tomas del enchufe, las patillas rozan los contactos de escobilla de
la toma del enchufe, estableciendo así la conexión eléctrica entre
los dos.
La invención permite sustituir un enchufe
convencional por un enchufe modificado que tenga dentro una pareja
de transformadores de señal, los extremos de cuyos respectivos
devanados primarios están adaptados para ser conectados a los
extremos de un respectivo par de conductores de la red. El devanado
secundario de cada transformador de señal está conectado
internamente a un respectivo par de contactos de escobilla de un
primer conector hembra. Así, los extremos de ambos devanados
secundarios están conectados al primer conector hembra por medio de
cuatro contactos de escobillas en total. Las respectivas
derivaciones centrales de cada uno de los dos devanados primarios
están conectadas a un par de contactos de escobillas de un segundo
conector hembra próximo al primer conector hembra. Así, se puede
conectar un ordenador, a través de cuatro patillas de una clavija
apropiada, al primer conector hembra, mientras que puede conectarse
un teléfono, a través de dos patillas de la clavija apropiada, al
segundo conector hembra. Los dos pares de hilos (17a1) y (17a2) son
encaminados y conectados a tal enchufe, que ahora comprenderá dos
conectores en la placa frontal, un conector de datos (por ejemplo,
un RJ-45 para 10BaseT) y un conector de telefonía
(por ejemplo, un RJ-11).
Tal implementación requiere que las tomas de los
enchufes en una red de datos existentes sean sustituidas por un
enchufe modificado de acuerdo con la invención. Las figuras 7a a 7d
muestran diversas vistas de un conjunto (50) de enchufe de acuerdo
con la invención, para el funcionamiento de en un entorno 10BaseT o
100BaseTX que permite implementar la invención sin requerir la
modificación de la red de datos o la toma de enchufe existente.
Durante el uso, el conjunto (50) de clavija es enchufado en una toma
de enchufe estándar y es retenida en ella por medio de un
enclavamiento (51). El conjunto (50) de enchufe contiene el módulo
(32b) conectado a tomas independientes de enchufe (52) y (53) para
datos y telefonía, de una manera similar a la toma de enchufe
modificada (45) descrita anteriormente con referencia a la figura
6. Hay conectada una clavija estándar (54) del tipo RJ45 al módulo
(32b) para coincidir con la toma de pared cuando se conecta en su
enchufe. La clavija (54) incluye por tanto dos pares de patillas
conectados, cada uno de ellos, al devanado primario de un respectivo
transformador de señal dentro del módulo (32b). Los devanados
secundarios de los dos transformadores de señal están conectados a
los respectivos contactos de escobilla en la toma (52) de enchufe de
datos-telefonía. Las respectivas derivaciones
centrales de cada uno de los devanados primarios están conectados a
un par de contactos de escobilla en la toma (53) de enchufe de
telefonía próxima a la toma (52) de enchufe de
datos-telefonía. Los cables del ordenador y del
aparato telefónico terminan en clavijas estándar que se enchufan en
las respectivas tomas de enchufe (52) y (53) de datos y telefonía,
dentro del conjunto (50) de clavija. Por tanto el conjunto (50) de
clavija evita la necesidad de cualquier cambio que haya de hacerse
en la infraestructura existente.
Como se ha mencionado anteriormente, los
interfaces 10BaseT y 100BaseTX, así como otros interfaces de
comunicaciones de datos, incluyen a menudo transformadores de
señales en los circuitos de conexión a la línea, con el fin de
cumplir los requisitos de aislamiento y rechazo de modo común. En
tales casos, no se requieren transformadores adicionales, aunque
son posibles, y el método de la presente invención puede
implementarse añadiendo conexiones de derivación central a los
respectivos devanados de los transformadores existentes y
utilizándolos para formar un canal fantasma, para que sirvan de
conexión telefónica de la manera descrita anteriormente.
Alternativamente, los transformadores existentes pueden ser
sustituidos por otros con derivaciones centrales como se ha
especificado anterior-
mente.
mente.
Debe observarse que aunque el canal fantasma es
conocido en la técnica, su uso en el sistema y el método divulgados
en esta memoria es novedoso, porque:
(a) las redes de área local (LAN) en general, y
las redes Ethernet en particular, no emplean canales fantasma
actualmente, ni hay ninguna configuración que emplee tales canales
especificados en los estándares IEEE802.3; el concepto es conocido
en el dominio de la telefonía solamente, que es muy diferente del de
las LAN para comunicaciones de datos.
(b) Utilizar un canal fantasma por sí mismo para
transportar el servicio POTS, no es conocido en la técnica; en su
lugar, se utilizan canales fantasma solamente para transportar la
alimentación a unidades remotas y/o señales de gestión y/o control
para dar soporte al servicio principal que se proporciona con los
pares de dos conductores.
Aunque la invención se ha descrito anteriormente
con respecto a unidades concentradoras, es claro que se puede
utilizar cualquier otro dispositivo de comunicación de datos con
múltiples puertos, tal como una centralita, un "router" o una
pasarela.
La presente invención abarca también un método
para actualizar una instalación existente de red de área local
(LAN) que incluya un cable de pares de dos conductores entre dos
dispositivos digitales, para transportar señales también y
simultáneamente entre dos dispositivos telefónicos, comprendiendo el
método:
(a) insertar un primer par de transformadores de
señales que tengan devanados primarios con derivaciones centrales,
en un primer extremo del cable, con respectivos extremos de los
devanados primarios conectados a respectivos conductores del cable;
y
(b) insertar un segundo par de transformadores
de señales que tengan devanados primarios con derivaciones
centrales en un segundo extremo del cable, con respectivos extremos
de los devanados primarios conectados a respectivos conductores del
cable;
permitiendo con ello que los respectivos
devanados secundarios de cada transformador de señales sea conectado
a los dispositivos digitales, y permitiendo que las respectivas
derivaciones centrales de los transformadores de señales sean
conectadas a los equipos telefónicos.
\vskip1.000000\baselineskip
Si la LAN incluye ya transformadores de señales
que no tienen derivaciones centrales, se sustituyen, en el paso (a)
anterior, por los transformadores especificados o, alternativamente,
se añade una derivación central a cada devanado primario.
Aunque la invención ha sido descrita con
respecto a un número limitado de modos de realización, se podrá
apreciar que se pueden hacer muchas variaciones, modificaciones y
otras aplicaciones de la invención.
Claims (21)
1. Un circuito (32a) para ser utilizado con un
cableado que comprende un primer par de conductores (17a1) que
transporta una primera señal, y un segundo par de conductores (17a2)
que transporta una segunda señal, donde el primer y segundo pares
transportan además cooperativamente una señal analógica de telefonía
sobre un canal fantasma, comprendiendo el circuito:
una primera conexión para conectarse a dicho
cableado;
una segunda conexión para conectarse a un primer
dispositivo (16, 18);
una tercera conexión (38a, 38b) para acoplarse a
un dispositivo telefónico (11, 13);
un primer transformador (31a1) que tiene un
devanado primario (35) y un devanado secundario (36), teniendo el
devanado primario una primera conexión (37a1) de una derivación
central, estando conectado el devanado primario a dicha primera
conexión para conectase a dicho primer par de conductores, y estando
conectado el devanado secundario a dicha segunda conexión para
conectarse a dicho primer dispositivo;
un segundo transformador (31a2) que tiene un
devanado primario (35) y un devanado secundario (36), teniendo el
devanado primario una segunda derivación central (37a2), estando
conectado el devanado primario a dicha primera conexión para
conectarse a dicho segundo par de conductores, y estando conectado
el devanado secundario a dicha segunda conexión, para conectarse a
dicho primer dispositivo; y
donde dicha primera y segunda conexiones de
derivación central están conectadas a dicha tercera conexión para
conectarse a dicho dispositivo telefónico;
donde:
dicha primera y segunda señales son señales
digitales de datos en serie, y donde:
dicha primera conexión es un conector (54) de
datos, adaptado para conectarse a un cableado de red de área local;
y
dicho primer y segundo transformadores están
adaptados para dejar pasar señales digitales de datos de la red de
área local.
2. Un módulo (32) que comprende:
una caja (45, 44) que acomoda en ella el
circuito de acuerdo con la reivindicación 1,
un segundo conector (52, 46) conectado a la
segunda conexión, y
un tercer conector (53, 47) conectado a la
tercera conexión.
3. El módulo según la reivindicación 2, en el
que al menos uno de dichos conductores está seleccionado entre el
grupo RJ-11, RJ-45.
4. El módulo según la reivindicación 3, en el
que el conector (54) de la red de área local está constituido por
un conjunto de clavija que sobresale de la caja.
5. El módulo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, que es un enchufe de combinación.
6. El módulo según la reivindicación 5, que está
dimensionado para ser conforme con un conector existente de una red
de comunicaciones de datos, montado en la pared.
7. El módulo según la reivindicación 5, en el
que el conector (54) de datos está constituido por un conjunto de
clavija que sobresale desde la caja para acoplarse de manera
extraíble con una toma de enchufe de una red de datos.
8. El módulo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 7, en el que dichas primera y segunda señales
son sustancialmente conformes con el estándar Ethernet IEEE802.3, y
dichos primer y segundo transformadores son operativos de manera
que dejan pasar sustancialmente dichas señales basadas en el
estándar Ethernet IEEE802.3.
9. El módulo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 8, en el que dicha caja se puede unir directa
o indirectamente a una superficie del edificio.
10. El módulo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 9, que puede montarse además en una abertura en
la pared o en una cavidad de un enchufe.
11. Un método para permitir que un cableado que
comprende un primer y un segundo pares de conductores (17a1, 17a2)
tenga un primer y un segundo extremos para transportar
respectivamente una primera y una segunda señales entre una primera
y una segunda unidades (16, 18a) situadas respectivamente en un
primer y un segundo lugares, y para que además transporte
cooperativamente una señal analógica de telefonía sobre un canal
fantasma entre dos dispositivos telefónicos analógicas (11, 13a),
comprendiendo el método los pasos de:
a) proporcionar un primer y un segundo
transformadores (31a1, 31a2) que tiene cada uno de ellos un devanado
primario (35) y un devanado secundario (36), teniendo cada devanado
primario una conexión (37a1, 37a2) de una derivación central;
b) conectar los devanados primarios de dichos
primer y segundo transformadores respectivamente al primer extremo
de cada uno de dichos primer y segundo pares;
c) conectar los devanados secundarios de dichos
primer y segundo transformadores a la primera unidad (16);
d) conectar las conexiones de las derivaciones
centrales de dicho primer y segundo transformadores a un primer
dispositivo telefónico analógica (11);
e) proporcionar un tercer y cuarto
transformadores (31b1, 31b2) teniendo cada uno de ellos un devanado
primario (35) y un devanado secundario (36), teniendo cada devanado
primario una conexión de una derivación central;
f) conectar los devanados primarios de dichos
tercer y cuarto transformadores, respectivamente, al segundo
extremo de cada uno de dichos primer y segundo pares;
g) conectar los devanados secundarios de dichos
tercer y cuarto transformadores a una segunda unidad (18a); y
h) conectar las conexiones de las derivaciones
centrales de dicho tercer y cuarto transformadores a un segundo
dispositivo telefónico analógico (13a);
donde:
dicho cableado es un cableado de red de área
local de un edificio, y donde dichas primera y segunda señales
transportadas respectivamente sobre dicho primer y segundo pares son
señales digitales de datos en serie, y donde dichas primera y
segunda unidades son unidades de datos digitales; y
dichos primer, segundo, tercer y cuarto
transformadores están adaptados para dejar pasar señales digitales
de datos de la red de área local.
12. El método según la reivindicación 11, que
comprende además los pasos de:
i) disponer una caja;
j) acomodar el menos uno de dichos
transformadores en dicha caja; y
k) proporcionar al menos un conector (54) para
conectar al menos uno de dichos transformadores al cableado.
13. El método según la reivindicación 12, en el
que al menos uno de dichos conectores es un conector comercialmente
disponible.
14. El método según la reivindicación 13, en el
que el conector comercialmente disponible se selecciona entre el
grupo RJ-11, RJ-45.
15. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 14, en el que dicho al menos un conector (54)
está constituido por un conjunto de clavija que sobresale de la
caja.
16. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 14, en el que la caja es en forma de enchufe
de combinación.
17. El método según la reivindicación 16, en el
que el enchufe de combinación está adaptado para montarse en la
pared y al menos un conector (54) incluye conectores hembra para
acomodar los respectivos conductores del cableado.
18. El método según la reivindicación 16 o 17,
en el que el enchufe de combinación está dimensionado de manera que
es conforme con un conector de pared existente de la red de
comunicaciones de datos.
19. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 18, en el que cada una de dichas señales
digitales de datos es sustancialmente conforme con el estándar
Ethernet IEEE802.3, y dichos transformadores son operativos de
manera que dejan pasar sustancialmente dichas señales basadas en el
estándar Ethernet IEEE802.3.
20. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 19, en el que al menos uno de dichos
transformadores está incluido en una caja que puede unirse directa
o indirectamente a una superficie del edificio.
21. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 20, en el que al menos uno de dichos
transformadores está incluido en una caja que puede montarse en una
abertura de la pared o una cavidad de enchufe.
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