JPH0458220B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［従来技術］ 本発明は、帯域内通信ラインアクセス装置に関
し、特に、複数の加入者ライン対を通信ネツトワ
ークに相互接続するために高い電圧を隔離する結
合器と低電圧回路とを含むこの様な装置に関す
る。

非音声通信サービスが導入され、その需要が増
していることは良く知られている。その結果、完
全な非音声通信ネツトワークは個々の消費者と大
規模な使用者の両方にサービスを提供するために
改良されてきた。概して、この様なサービス提供
には、２つの方法がある。１つの方法は独立した
別の通信システムであり、もう１つの方法は現在
ある形の通信を拡大して使用するものである。も
ちろん、独立した別の通信システムはとりわけ完
全に新しいワイアリングを必要とするので高価で
あり、電話線が最も頻繁に使用される現在ある形
式の通信には現在ある音声サービスを妨害しない
技術が必要である。本明細書で説明される帯域内
通信ラインアクセス装置は現在ある形式の通信シ
ステムを使用する方法に関するものである。

現在ある電話システムを使用しようとする試み
には根本的問題が２つある。第１にはアクセスの
問題であり、第２には電話線回路に必要な比較的
高い電圧で動作することのできる装置の価格とそ
の信頼性の問題である。

現在ある電話システムは多数のスイツチからな
り、各スイツチは多数の電話加入者にサービスを
提供する。これらスイツチは、地理的に分配さ
れ、一般に“中央局スイツチ”と言われる。各中
央局スイツチは、そのスイツチによつて提供され
る各加入者ライン対がその一方に入る主分配フレ
ームを有する。加入者ライン対はそれからMDF
を介してスイツチ機構に導かれる。この配置は、
例えば、大学構内のような加入者が地理的に集中
したグループにサービスを提供するもので、小さ
くまた通常は個人的に所有される。これら小さい
スイツチは、概して個人局交換（PBX）と言わ
れる。その大きさにかかわらず、大部分の電話会
社のスイツチは現在ピークキヤパシテイに近い状
態で動作している。ピークキヤパシテイに近いた
めに、MDFを介して無音声通信するために各加
入者に第２のワイア対を設けるのは不可能であ
る。キヤパシテイが使用可能であつても現在ある
ワイアリングの価格はこの様なアプローチに影響
し、また現在ある音声通信に取返しのつかない影
響が生じやすい。しかしながら、現在ある通信ラ
インを効果的に使用するために、MDFは明らか
に多数の加入者ラインをアクセスするために最も
有利な位置にある。MDFの再ワイアリングに代
わる方法が、現在ある加入者ラインをアクセスす
るために開発されているのは本来この様な理由か
らである。

この様な改良の１つが米国特許出願第595108号
明細書および第595120号明細書に記載されてい
る。これら明細書では、主分配フレーム（MDF）
アクセス装置が説明されている。MDFアクセス
装置は、加入者ライン端末点と高電圧に対する防
御点との間に挿入されるプラグインユニツトを典
型的に含む。この様な装置を使用することで、内
部のワイアリングを妨害あるいは干渉せずに主分
配フレーム内の加入者ワイア対に即座のアクセス
を行なうことができる。

この様なアクセス装置は特に、附随的サービス
が、例えば補足的データスイツチを設けるあるい
は遠隔計測読出しシステムあるいは他の遠隔測定
を提供するために、加入者ラインを介して提供さ
れるシステムで有用である。遠隔測定システム
は、米国特許出願第648542号明細書、同第667527
号明細書および同第667789号明細書で説明されて
いる。この様にシステムでは、主分配フレームア
クセス装置は加入者ラインにアクセスを提供する
ために使用され、多重化手段を介して公共事業会
社のデータ処理装置に接続される。

同様の主分配フレームアクセス装置を使用する
データサービスは、米国特許出願第705462号明細
書で説明されている。この特許出願では、全範囲
のデータシステムがが例えばアナログスイツチシ
ステムの加入者に提供される。

現在ある通信手段を使用するシステムの第２の
問題点は、電話加入者ライン回路が、例えば、ト
ーク回路や重畳された75RMS A.C.リング電圧で
通常使用される−48ボルトD.C.のような比較的高
い電圧に耐えるように構成されていることであ
る。その電圧は、中央局電池およびリング発生器
によつて通常提供され、電話のコールに応答して
リングされたとき加入者ラインに断続的に存在す
る。さらに、明白な理由によつて、電話加入者ラ
イン回路は落雷および他の高い電圧の一時的過渡
電流に耐えるように構成されている。

この様にライン回路は比較的高い電圧にさらさ
れ、またそれに耐えなければならないということ
は、主分配フレームアクセスプラグを介して
MDFで補足的サービスを付加えるのに悪い影響
を及ぼす。例えば、多重化または分離がMDFで
なされる時、高い電圧に耐える大規模集積回路が
現在は必要である。

現在、高い電圧の大規模集積回路は低い電圧の
大規模集積回路に比較して高価であり、製造およ
びその信頼性が共に制限されてしまう。さらに、
現在使用可能な高い電圧の大規模集積回路は高い
電圧の一時的信号に非常に影響されやすく、主分
配フレームあるいはその近傍で生じた過度電流に
よる大規模な事故が生じる可能性がある。

さらに、現在ある通信媒体がロードされ、ある
いは長い加入者ラインを有すると、動作帯域幅は
しばしば極めて制限される。電話通信システムの
場合、帯域幅は音声帯域に制限される。これは、
さらにそれ協同する補足的通信システムを制限す
る。しかし、この様な現在ある通信媒体を使用す
るシステムを構成するためには、動作帯域幅、つ
まり帯域内で通信されなければらなない。

［発明の解決すべき問題点］ 結果的に、主分配フレームで加入者ライン対を
アクセスする可能性をフルに利用するために、高
い電圧信号を隔離し、それにもかかわらず一方で
加入者ラインと情報を交換することが非常に望ま
しい。

従つて、本発明の１つの目的は通信ネツトワー
クの主分配フレームで使用するための帯域内通信
ラインアクセス装置を提供することである。

［問題点解決のための手段］ この目的は、予め定められた動作周波数帯域幅
を有する通信媒体を具備する音声通信システム
と、高電圧隔離を行うピエゾ電気結合装置と、ピ
エゾ電気結合装置の一方の側に接続されて情報信
号により搬送波信号を変調する手段とを具備し、
搬送波信号は、情報信号がこの搬送波信号により
ピエゾ電気結合装置を通つて伝送されるようにピ
エゾ電気結合装置の共振周波数にほぼ等しい周波
数を有している帯域内通信装置において、ピエゾ
電気結合装置は通信媒体の予め定められた動作周
波数帯域幅の外側の共振周波数を有し、情報信号
は前記通信媒体の予め定められた動作周波数帯域
幅内の周波数を有し、帯域内通信装置はさらにピ
エゾ電気結合装置の搬送波信号を変調する手段と
接続された側と反対側においてピエゾ電気結合装
置と通信媒体との間に配置されてピエゾ電気結合
装置を通信媒体に接続し、搬送波信号を除去して
情報信号のみを通信媒体に伝達する信号復調手段
を具備していることを特徴とする帯域内通信装置
によつて達成される。

その他の目的および利点は、当業者には添附図
面を参照にした以下の説明から理解されるであろ
う。

［実施例］ 第１図の符号１０で示される本発明の１実施例
の帯域内通信ラインアクセス装置は、複数の加入
者ラインをアクセスする手段１２と、ラインアク
セス手段１２を介して複数の加入者ラインを遮断
する手段１４と、加入者ラインとの間で信号を多
重化または分離する手段１６を備える。

１実施例では、加入者ラインアクセス手段１２
は、第１図には示されない主分配フレームと、図
には示されない高電圧保護ブロツクとの間に設け
られるプラグ１８を具備する。プラグ１８はプラ
グ１８の開口２２を介して延在する複数のピン２
０を具備する。各加入者ライン対は、一対のピン
２０によつてブリツジされる。ピン２０は、プラ
グ１８を介して継続するのに加え、加入者ライン
ブリツジ手段１４に接続される。ブリツジ接続
は、コネクタ工業では既知の技術を使用し、根本
的に手段１６の伝送側に接続する手段１５と、手
段１６の受信側に接続する手段１７を備える。

加入者ラインアクセス手段１２は米国特許出願
第595108号明細書および第595120号明細書で開示
された主分配フレームアクセス装置によつて提供
されるのが好ましい。根本的に、アクセス手段１
２を使用することで、例えば選択された電話中央
局スイツチで終わる全ての加入者ライン対をブリ
ツジすることができる。各加入者ライン対は、ブ
リツジ手段１４を介して所望の主分配フレームで
選択的にアクセスされる。

好ましい実施例では、加入者ラインにブリツジ
する手段１４は、その伝送側に複数のピエゾ電気
結合装置２４を含む。結合装置２４は、そこに結
合装置２４が位置されるように保持手段２６によ
つて積層して保持されるのが好ましい。保持手段
２６は既知の形成技術を使用して形成される。さ
らに、保持手段２６は、プラグ１８に一体に取付
けられて基本部材２８に配置される。保持手段２
６はプラグ１８に近接して配置され、それから延
在する複数のワイア対３０を具備することが好ま
しい。ワイア対３０は以下でさらに詳細に説明さ
れ、また第２図および第３図に示されるように、
加入者との間で信号を多重化または分離する手段
１６に接続される。好ましい実施例では、各保持
手段２６の装置の数はそれに関係するプラグ１８
のピンセツト２０の数と少なくとも等しい。

装置１０で特に使用する結合装置２４の１例
は、米国特許第4529904号明細書に開示されてい
る。

一般に、装置１０で使用されるような前記明細
書に記載された装置は、−48ボルトDCのような比
較的高い電圧に耐えるように加入者ラインに低い
電圧の電気回路を結合する手段２４を提供する。
この様なピエゾ電気装置２４では信号がピエゾ電
気デイスクの共振周波数を中心とする比較的狭い
帯域幅でしか伝送できない。さらに、この様なピ
エゾ電気デイスクは高い電圧、つまり2000乃至
4000ボルトに耐えることができる。そのため、ピ
エゾ電気結合装置２４は高い電圧の隔離装置と信
号結合器の両方の作用をする。この様な結合装置
２４は低価格でありまた物理的に小さい。従つ
て、複数のラインは、例えば多重化または分離手
段１６が中央局スイツチの主分配フレームに位置
され低い電圧の回路素子を使用して構成されるよ
うに非常に小さい間隔で結合される。

第２図および第３図に示される信号復調器２５
は、結合装置２４と手段１５との間に電気的に接
続される。以下でさらに詳細に説明されるよう
に、信号復調器２５は結合装置２４の出力から高
い周波数の搬送波信号を除去し領域内信号を残
す。

加入者ラインとの間で信号を多重化または分離
する手段１６は、第１の端子で結合装置２４から
の複数のワイア対に、第２の端子で手段１７に、
さらに別の端子で多重化されたバス３２に結合さ
れている低い電圧の大規模集積回路を具備するこ
とが好ましい。好ましい実施例では、多重化され
たバス３２は時分割多重化（TDM）され、送信
バス３４、受信バス３６、および制御バス３８を
具備する。以下でさらに詳細に説明されるよう
に、別々の送信回路と受信回路が提供されると、
別々のバス３４，３６で情報のより急速な交換が
それぞれなされるが、既知のように、送信バス３
４と受信バス３６は単一バスに結合されることも
できる。この様な個々の回路は、低い電圧の集積
回路の技術範囲にある。物理的間隔が非常に制限
されれば、単一のTDMバスが当然使用される。
しかしながら、これはより複雑な信号制御構成を
通常必要とする。実際に、多重化されたバス３２
は構成上の問題から選定され、他の多重化または
分離技術を使用することもできる。

第２図には複数の別々の素子として示されるプ
ラグ１８は電話通信のチツプ（Ｔ）とリング(R)と
して通常呼ばれている複数の加入者線対４０を有
する単一のプラグである。図示されるように、こ
の実施例では、プラグ１８は主分配フレーム４２
の加入者側にある。

各ピエゾ電気結合装置２４は信号復調器２５と
手段１５とを介してその一方の側で加入者対４０
に接続され、他方の側では、各ピエゾ電気装置２
４に対して信号を加入者線対４０に送信する手段
４４を有する手段１６に接続される。加入者線対
４０からの信号を受信する手段４６もまた設けら
れる。以下で詳細に説明されるように、送信およ
び受信手段４４，４６は、それぞれ送信バスおよ
び受信バス３４，３６を介して通信ネツトワーク
４８と通信する。必要な全ての制御信号が制御バ
ス３８介してネツトワーク４８から手段１６に提
供されることが好ましい。

特定の実施例では、ピエゾ電気結合装置２４
は、約144キロヘルツの共振周波数を有するよう
に構成されている。この様なピエゾ電気デイスク
の共振周波数は、デイスクそれ自身の材料でけで
はなく、それに接続される電極の直径、厚さ、お
よび位置によつて決定される。これら特定の変数
は本技術分野では既知の技術によつて決定され、
選択される。結合装置２４はこの様に、144キロ
サイクルの周囲の狭い帯域幅の信号だけを通過さ
せる帯域通過フイルタとして動作する。そのた
め、加入者線対４０に送られるD.C.を含む音声お
よびその他の信号は、装置２４を介して手段１６
に伝達されることはない。この様に、装置２４は
結合装置としてだけではなく、高電圧の隔離装置
としても動作する。同様の結合装置を使用する現
在ある通信媒体でのデジタル通信に有用な装置
は、現在ある通信システムのワイア対４０に結合
装置２４の共振周波数でデジタル信号を導入すよ
うに構成される。

１つの特定の実施例では、第３図に示されるよ
うに、例えば通信ネツトワーク４８から加入者線
対４０に送信する手段４４はそれぞれ、信号復調
器２５、結合手段２４、および加入者ワイア対４
０への送信を可能にする手段５０を具備する。送
信を可能にする手段５０は効果的にクロツク計数
スイツチ制御動作を行なう制御手段５６からの入
力を有する１対のスイツチ５２と５４とを具備す
る。

受信手段４６は、高い電圧の隔離装置５８、隔
離装置５８からの信号を増幅する差動増幅器６
０、差動増幅器６０からの出力信号を受信し、基
準信号に対してそれらをデジタル出力に変換する
比較増幅器６２とを具備する。比較器６２からの
出力は制御手段５６によつて動作可能にされたス
イツチ６４を介して受信バス３６に導かれる。

さらに、変調器６６がネツトワーク４８と絶縁
変圧器６８を介する送信バス３４との間に設けら
れ、加入者ループ状況検出器７０が送信バス３６
とネツトワーク４８との間に設けられる。受信バ
ス３６は絶縁変圧器７２を介して信号をネツトワ
ーク４８に与える。

動作上、情報はネツトワーク４８から変調器６
６に導かれ、結合手段２４の共振周波数の搬送波
信号が信号情報で変調される。変調された搬送波
は絶縁変圧６８を介して送信バス３４に供給され
る。スイツチ制御装置５６は、適切な時間スロツ
トでスイツチ５２と５４を使用可能にすることに
よつてバス３４からのTDM信号をクロツクす
る。変調された信号は、それから結合装置２４を
介して通過され、搬送波信号は信号復調器２５に
よつてそこから除去される。帯域内信号はそれか
ら加入者ワイア対４０に沿つて伝送される。

送信が行われないとき、受信手段４６は使用可
能となり、加入者ワイア対４０の活動状況はルー
プ状況検出器７０によつて監視される。衝突を阻
止するために、検出器７０を介してネツトワーク
４８は、信号が加入者ワイア対４０に存在するか
どうかを決定する。差動増幅器６０によつて検出
された信号は比較増幅器６２の通常の基準に測定
された出力を有する。基準レベルは全ての信号が
対４０を通過できるように設定される。スイツチ
６４はデジタル化された情報が送信される時以外
は動作可能であることが好ましい。比較器６２か
らのデジタル化された情報は絶縁変圧器７２を介
してTDM受信バス３６の適切な時間スロツトに
導入される。

１つの特定の装置の個々の素子は、低電圧スイ
ツチ５２，５４、および６４はRCA社製造販売
のCD4097B CMOS装置であつてもよい。スイツ
チ手段５６は、RCA社製造販売のCD4067Bある
いはCD4015Bであつてもよく、変調器６６は、
RCA社製造販売のCA3054であつてもよい。残り
の素子は特に特定されないが、様々なものが使用
できる。

前記されたそれぞれの装置は容易に使用でき、
また実用的である、手段１６は低電圧のCMOS
大規模集積回路で構成されることが好ましい。

１つの特定の配置では、装置１０はMDFアク
セスプラグ１８に関係することに加え、データ装
置に直接導かれるかあるいは変復調装置を介して
導かれるデジタル化された信号を得るために各加
入者副電話機７４に配置される。特定の結合装置
２４と低い電圧の大規模集積回路を結果的に使用
することによつて加入者の使用する装置は電話機
７４の中、あるいは他の便利な場所に配置するこ
とができる利点がある。

ここで説明された装置１０のもう１つの利点
は、装置が物理的に小さく、現在ある音声サービ
スに損害を与えたり妨害せずに電話中央局あるい
はPBXの主分配フレームでマルチプレクサ／デ
マルチプレクサとして容易に使用することができ
るということである。さらに、低価格であり、例
えば、現在の使用可能な低電圧のCMOS大規模
集積回路技術を使用して容易に設置することがで
きる。

以上、本発明は特定の実施例に関係して説明さ
れたが、特許請求の範囲に記載された本発明の技
術的範囲から離れることなく多くの構成および変
更が可能であり、これらは特許請求の範囲に記載
された技術的範囲に含まれるべきものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を実施する帯域内通信装
置の外観の斜視図であり、第２図は第１図に示さ
れた装置の内部の電気回路のブロツク図であり、
第３図は第２図に示された装置の一部の詳細な回
路図である。 １２，１６……加入者ラインアクセス手段、１
４……ブリツジ手段、１８……プラグ、２４……
結合装置、２５……信号復調器、３２……多重化
バス、３４……送信バス、３８……制御バス、５
８……隔離装置、６０……差動増幅器、６２……
比較増幅器、７２……絶縁変圧器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予め定められた動作周波数帯域幅を有する通
   信媒体を具備する音声通信システムと、 高電圧隔離を行うピエゾ電気結合装置と、 ピエゾ電気結合装置の一方の側に接続されて情
   報信号により搬送波信号を変調する手段とを具備
   し、 前記搬送波信号は、前記情報信号がこの搬送波
   信号により前記ピエゾ電気結合装置を通つて伝送
   されるように前記ピエゾ電気結合装置の共振周波
   数にほぼ等しい周波数を有している帯域内通信装
   置において、 前記ピエゾ電気結合装置は前記通信媒体の予め
   定められた動作周波数帯域幅の外側の共振周波数
   を有し、 前記情報信号は前記通信媒体の予め定められた
   動作周波数帯域幅内の周波数を有し、 帯域内通信装置はさらに、前記ピエゾ電気結合
   装置の搬送波信号を変調する手段と接続された側
   と反対側においてピエゾ電気結合装置と前記通信
   媒体との間に配置されて前記ピエゾ電気結合装置
   を前記通信媒体に接続し、前記搬送波信号を除去
   して前記情報信号のみを前記通信媒体に伝達する
   信号復調手段を具備していることを特徴とする帯
   域内通信装置。 ２ 前記通信媒体が使用されているか否かを監視
   する手段を備えている特許請求の範囲第１項記載
   の帯域内通信装置。 ３ 前記通信媒体が使用されていない状態である
   ときだけ前記情報信号が前記通信媒体に伝達され
   ることを可能にする手段を備えている特許請求の
   範囲第２項記載の帯域内通信装置。 ４ 前記通信媒体からの情報の受信手段と、前記
   情報信号を伝達させる手段が動作可能であるとき
   に前記受信手段を使用不可能にする手段とを具備
   している特許請求の範囲第３項記載の帯域内通信
   装置。 ５ 前記予め定められた動作周波数帯域幅を有す
   る通信媒体はそれぞれ１対の線を有する複数の加
   入者ラインを備え、 複数の前記高電圧隔離を行うピエゾ電気結合装
   置がそれぞれ前記信号復調手段を介して通信媒体
   に接続され、 それら各ピエゾ電気結合装置はその一方の側に
   前記搬送波信号変調手段を選択的に接続するため
   の選択的接続手段を具備していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１
   項記載の帯域内通信装置。 ６ 前記選択的接続手段は、前記加入者ラインに
   接続されている関連した複数のセツトのピンを有
   するアクセスプラグを具備している特許請求の範
   囲第５項記載の帯域内通信装置。 ７ 前記選択的接続手段および搬送波信号除去手
   段は、前記ピエゾ電気結合装置とそれに関係する
   前記加入者ラインとの間に位置している複数の復
   調器を具備している特許請求の範囲第５項記載の
   帯域内通信装置。 ８ 前記搬送波変調手段に接続された送信TDM
   バスを具備し、前記選択的接続手段はこの送信
   TDMバスにその入力が接続され、前記加入者ラ
   インと関連してそれからの情報を受信する手段を
   具備している特許請求の範囲第７項記載の帯域内
   通信装置。 ９ 前記受信手段とそれに関係する前記加入者ラ
   インとの間の高電圧の隔離を行う手段を備えてい
   る特許請求の範囲第８項記載の装置。