JPH11510018A - 電話回線を介して情報パケットを通信する情報ネットワーク・アクセス装置および方法 - Google Patents
電話回線を介して情報パケットを通信する情報ネットワーク・アクセス装置および方法Info
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Abstract
(57)【要約】
電話回線(12)のヘッド・エンドにマスタ・モデム(34)を、この回線の加入者端にスレーブ・モデム(32)を供して、この回線を介した、CSMA/CD(キャリア・センス多重アクセス/衝突検出)ネットワーク(10)へのアクセスを提供する。マスタ・モデムは、ネットワークへCSMA/CDインタフェース(36)を提供し、回線を介したスレーブ・モデムとの半二重通信を制御して、回線上での情報パケットの衝突を回避する。この情報パケットは、回線上のフレーム内に、エラー・チェック情報とともに包み込まれ、モデム間の制御情報は、同一および/または異なるフレームに含まれる。変調方法と信号帯域幅は、エラーに応じて変えることができ、特定の回線を介した最適な通信容量を提供する。また、上流側および下流側の情報パケットの比も、モデムにおけるバッファの充填状態に応じて、変えることができる。マスタ・モデムは、複数の回線に多重化できる。そして、変調信号の周波数は、電話信号の周波数より高いので、それぞれの回線は、電話通信を同時に行うための周波数ダイプレックスが可能である。
Description
【発明の詳細な説明】発明の名称
電話回線を介して情報パケットを通信する情報ネットワーク・アクセス装置お
よび方法発明の技術分野
本発明は、情報ネットワーク・アクセスに関するもので、特に、通常はイーサ
ネット・フレームと呼ばれる情報パケットを、電話加入者回線のような2線回線
を介して伝送する装置および方法に関するものである。背景技術
コンピュータおよび関連装置は、これらの装置間における通信用に益々、ネッ
トワークに接続されつつある。このネットワークの代表的なものは、比較的狭い
地域内にある装置間の通信を提供するLAN(ローカル・エリア・ネットワーク
)からなり、それぞれのLANは、MAN(都市域網)およびWAN(広域網)
を介して相互に接続される。その結果、通常、インターネットとして知られてい
るグローバル・コンピュータ情報ネットワークができる。「ネットワーク」とい
う用語は、ここでは、このグローバル・コンピュータ情報ネットワーク、および
コンピュータとその関連装置による他のネットワークに対して使用する。
あらゆるLAN上およびネットワークを介しての通信を容易にするため、様々
な技術が使用できる。最も一般的なものは、キャリア・センス多重アクセス/衝
突検出(CSMA/CD)技術である。これは、IEEE標準802.3に「キ
ャリア・センス多重アクセス/衝突検出(CSMA/CD)のアクセス方法およ
び物理層の仕様」と題して文書化されており、国際標準化機構(ISO)が採用
している。この802.3標準は、イーサネット用1985第2版標準を基本と
している。また、長さ/タイプ・フィールドの使い方の違いを含む、幾つかの相
違はあるが、これら2つの標準は大幅に互換性があり、本発明に関する限
り、それらは同等と考えられる。「CSMA/CD」という用語は、ここでは、
一般的に、この技術を示すために使用する。CSMA/CDを使用して、通常、
イーサネット・フレームと呼ばれるフレームでデータ・パケットを通信する。ま
た、この用語は、ここでは、そのフレームが802.3標準またはイーサネット
標準に準拠するか否かにかかわらず(すなわち、フレームの長さ/タイプ・フィ
ールドに含まれる値に関係なく)使用する。
ISOが構築したOSI(開放形システム相互接続)参照モデルは、パケット
化された通信プロトコルを7階層で規定している。それらの内、第1層は物理層
で、装置と通信媒体間の物理インタフェースに関係している。第2層はデータリ
ンク層で、例えば、同期やエラー、フロー制御用の情報とともに、データ・ブロ
ックの送受信に関するものである。LANにおいて、データリンク層は、通常、
LLC(論理リンク制御)層およびMAC(媒体アクセス制御)層の2つのサブ・レ
イヤからなると考えられる。IEEE標準802.2は、このLLC層(第2層
)を扱う。CSMA/CD標準は、MAC層および物理層(第2層および第1層
)における通信を扱う。
LAN通信用に、特に簡便かつ普及している物理的媒体は、一般的に通話用に
使用されるツイスト・ペア線(撚り対線)である。この種の線の代表的なものは
、直径が0.4mm〜0.6mm(AWG26〜AWG22)のシールドのない
線で、多対(マルチペア)ケーブルの形で対にして撚ったものからなる。例えば
、CSMA/CD用に文書化された物理層のオプションの1つは、10BASE
−Tと呼ばれ、ツイスト・ペア・ワイヤリングを介した、10Mb/sのデータ
速度の通信ベースバンド通信を行える。中継器を使用しなくても、通常は、0.
5mmの電話撚り対線で100m(メートル)までの性能的な仕様を満たす。こ
の性能仕様、特に最大遅延が満たされる限り、線長をもっと長くできる。
従って、例えば、建物内において、互いに比較的近接した位置にある装置は、
ツイスト・ペア・ワイヤリングを使用して、比較的簡単にLAN接続できる。L
ANを介したCSMA/CD通信、およびネットワークへのアクセスのために、
各装置には、個々のツイスト・ペア・ワイヤリングを介して中継器またはCSM
A/CD集線化装置(ハブ)に接続されるイーサネット・インタフェース・カー
ドを簡単に設置でき、また、OSIモデルの第3層(ネットワーク層)および第
4層(トランスポート層)におけるパケット化された通信を扱うTCP/IP(
Transmission Control Protocol/Intern
et Protocol)ソフトウェアを搭載できる。
既存のネットワーク設備から比較的離れた装置よりネットワークへのアクセス
要求は、益々、増えている。このような装置は、例えば、一般住宅内や小企業内
に配置され、これらの装置は、独立したコンピュータであったり、あるいは、そ
のネットワークの他の部分につながっていないLAN内で接続されている。この
ような装置には、例えば、汎用コンピュータ、またはネットワーク・ブラウザ、
ゲーム機、および/または娯楽機器のような特定目的の装置が含まれる。また、
これらの装置には、そのネットワークへの接続が要求される、ワークステーショ
ン、プリンタ、スキャナ、ブリッジ、ルータ等の関連機器および/または付属機
器が含まれる場合もある。以下において使用する一般的な用語である「端末装置
」、およびその省略形「TD」は、このような装置を全て包含する。
ネットワーク上のルータと、離れた位置にあるTDとの間の通信経路を介して
、この比較的離れたところにある端末装置、すなわちTDより、そのネットワー
クへアクセスするために、この通信経路(典型的には電話回線からなる)を提供
するということが分かっている。
このような通信経路の簡単な形態はシリアル・リンクであり、それには、従来
の2線方式の電話回線を介したモデム通信がある。OSIモデルの第1層および
第2層においては、CSMA/CD通信(シリアル・リンク上では、その長さお
よび特性のため使用できない)は、離れたTDとの通信のために、個々の電話回
線、およびPPP(ポイント・ツー・ポイント・プロトコル)あるいはSLIP
(シリアル・リンク・インターネット・プロトコル)のようなポイント・ツー・
ポイントのプロトコルを介したモデル通信と置き換えられる。現在では、モデル
通信は、一般的に28.8kb/sの最大データ速度を提供し、代表的なものと
して、19.2あるいは14.4kb/sのような、低速な、フォール・バック
したデータ速度で実際には動作する。このようなデータ速度は、ネットワーク・
アクセス用、特に比較的大量のデータ(例えば、グラフィック)を高速でダウン
ロードする通信に強いられる要求を満足するには、益々、不十分となってきてい
る。さらに、このようなモデル通信を行うことが、通話用にその電話回線を同時
に使用できなくなる。また、そのような通信経路は、PSTN(公衆電話交換網
)を介した、ダイヤル接続として確立され、それには、離れたところにいるTD
ユーザには、ダイヤル接続を構築しなければならないという不便さと、PSTN
を介するために接続時間が長くなるという欠点が伴う。
通話路の他の形態として、ISDN(サービス総合ディジタル網)の電話回線
がある。これは、2つの64kb/sのBチャネルを提供するもので、それぞれ
を、音声通信またはデータ搬送に使用可能である。TDは、ターミナル・アダプ
タを介してISDNに接続でき、これにより、両方のBチャネル上において、デ
ータ用に計128kb/sのビット速度を提供したり、あるいは、1つのBチャ
ネル上においてデータ用に64kb/sを提供し、同時に、他のBチャネル上で
ディジタル音声通話を提供することができる。これは、従来の2線の電話回線を
使用した場合に比べて、データ速度が格段に向上しているが、それには、使用で
きる地域が比較的限定されたISDN電話回線を必要とし、コスト増となる。ま
た、これによっても、接続は、依然として電話網を介したダイヤル接続である、
という欠点がある。さらに、ターミナル・アダプタは、一般的にモデムより高価
であり、その上、64kb/sまたは128kb/sのデータ速度でさえ、ネッ
トワークの発展に伴い、益々、不十分となりつつある。
高速の電気通信回線がリースで使用でき、高速のデータ通信を提供するが、そ
れらは、一般住宅および大部分の小企業におけるTDには、経済的でない。また
、
双方向通信を提供する同軸(coax)またはハイブリッド同軸ファイバ(HF
C)によるケーブル・テレビ配信ネットワークを介したネットワーク・アクセス
を提供するためのケーブル・モデムも提案されている。このような提案によって
、高いデータ速度が可能となるが、これらもまた、それら自身を提供する地域が
限定されたり、モデム装置、および、そのサービスを現に利用することの両方に
対して相対的に高価なものになる可能性がある。
従って、機器および現に進行中のサービスの両方にとって、比較的低価格で、
端末装置からネットワークへアクセスできるようにする必要性が高まっている。
そして、このアクセスは、特定の地域に限定されず、高いデータ速度を提供し、
また、通話を優先したり、あるいはPSTNを介した接続時間が長くないことが
望ましい。この要求に対処することが、本発明の目的である。発明の概要
本発明の−態様によれば、双方向の通信経路を介して、CSMA/CD(キャ
リア・センス多重アクセス/衝突検出)経路へ情報パケットを送信し、また、こ
のCSMA/CD経路より情報パケットを受信する情報パケットの通信方法にお
いて、上記CSMA/CD経路に結合されるCSMA/CDインタフェースを有
する第1のモデムを介して、上記CSMA/CD経路へ上記通信経路の第1の端
部を結合し、この結合によって、上記情報パケットを上記CSMA/CD経路と
上記第1のモデムとの間で通信する工程と、上記通信経路の第2の端部を第2の
モデムへ結合する工程と、上記通信経路を介して、上記第1のモデムと第2のモ
デムとの間で、半二重通信を使用して上記情報パケットを通信する工程とを備え
る。
半二重通信は、時分割多重または時間圧縮多重通信と考えることができ、2方
向の通信を異なる時間帯で発生させることによって、通信経路上で2方向に通信
される情報パケット間の衝突または干渉を回避する。
好ましくは、上記半二重通信は、上記第1のモデムによって制御され、当該情
報パケットの通信方法は、さらに、上記通信経路を介して、上記第1のモデムか
ら第2のモデムへ制御情報を通信する工程を備える。上記情報パケットは、情報
フレーム内に情報パケットを包み込んで通信でき、上記情報フレームは、少なく
とも、上記包含された情報パケットのエラー・チェックを行うエラー・チェック
・フィールドからなる。上記第1のモデムから第2のモデムへの制御情報、およ
び、上記第2のモデムから第1のモデムへの応答情報からなる、上記モデムの動
作に関する情報は、少なくともいくつかの情報フレーム内に含ませることができ
、および/または、この情報と、少なくとも、この情報のエラー・チェックを行
うエラー・チェック・フィールドからなる、さらなるフレームに含ませることが
できる。
好ましくは、上記モデム間で、上記通信経路を介して通信される各情報パケッ
トは、上記CSMA/CD経路を介して通信されるイーサネット・フレームの、
少なくともアドレス、長さ、データ・フィールドからなる。それは、さらに、上
記CSMA/CD経路を介して通信される各イーサネット・フレームのフレーム
・チェック・シーケンスからなる。
好適には、上記通信経路は2線式回線からなり、上記モデムは、電話信号の周
波数よりも高い周波数で、上記回線を介して上記情報パケットを通信し、当該情
報パケットの通信方法は、さらに、上記回線を介して電話信号を通信する工程と
、上記回線の各端部において、電話信号と情報パケットを組み合わせて、上記回
線を介して通信されるようにし、かつ、ダイプレクサを使用して、上記回線を介
して通信された電話信号と情報パケットを分離する。
本方法は、さらに、各通信経路を介して、上記第1のモデムと複数の第2のモ
デムとの間で情報パケットを通信するために、上記第1のモデムを多重化する工
程を備える。
本方法は、さらに、上記通信経路を介して上記第1のモデムと第2のモデムと
の間で上記情報パケットを通信する際のエラーを監視する工程と、上記監視され
たエラーに従って、上記第1のモデムと第2のモデムの動作を判定する工程とを
備える。上記監視されたエラーに従って、上記モデムの動作を判定する工程は、
上記通信経路を介して上記情報パケットを通信するための、上記モデムの信号帯
域幅を変える工程を備える。これによって、最適な速度で、特定の2線式回線を
介した情報パケットの通信ができる。
上記第2のモデムはCSMA/CDインタフェースを有し、当該情報パケット
の通信方法は、さらに、上記第2のモデムのCSMA/CDインタフェースを介
して、この第2のモデムと第2のCSMA/CD経路との間で情報パケットを通
信する。
本発明の他の態様は、双方向の通信経路を介し、CSMA/CD(キャリア・
センス多重アクセス/衝突検出)経路を使用して通信を提供する通信方法におい
て、上記通信経路の第1の端部において、上記ネットワークにCSMA/CDイ
ンタフェースを提供し、上記インタフェースを介して上記ネットワークより受信
した情報パケットを、第1のバッファ内にバッファリングし、この第1のバッフ
ァより上記通信経路へ情報パケットを供給し、そして、この上記通信経路へ制御
情報を提供する工程と、上記通信経路の第2の端部において、この通信経路を介
して受信した情報パケットを、第2のバッファ内にバッファリングし、上記通信
経路より上記制御情報を受信し、この通信経路を介して上記ネットワークへ供給
される情報パケットを、第3のバッファ内にバッファリングし、そして、上記制
御情報に従って、上記第3のバッファから上記通信経路へ情報パケットを供給す
る工程と、上記通信経路の上記第1の端部において、この通信経路を介して受信
した情報パケットを、第4のバッファに供給し、そして、上記インタフェースを
介して、この第4のバッファから上記ネットワークへ上記情報パケットを供給す
る工程とを備える方法を提供し、上記制御情報、および、上記第3のバッファか
ら上記通信経路へ情報パケットを供給するのに上記制御情報に従うことは、上記
第1のバッファから第2のバッファへ通信される情報パケットと、上記第3のバ
ッファから第4のバッファへ通信される情報パケットとの間における、上記通信
経路上での衝突を回避するよう構成されている。
本方法は、さらに、少なくとも、いくつかの上記バッファの充填状態を監視す
る工程と、上記第1のバッファより第2のバッファへ通信された情報パケットと
、上記第3のバッファから第4のバッファへ通信された情報パケットとの比を、
上記監視された充填状態に従って変える工程とを備える。これによって、2つの
通信方向に通信される情報パケットの比を動的に変えることができ、常に、情報
パケットの最適な流れを提供できる。
好適には、本方法では、上記情報パケットは、上記通信経路の第1および第2
の端部にあるモデム間における変調信号として、この通信経路を介して通信され
る。
本方法は、さらに、上記通信経路の第2の端部において、第2のCSMA/C
Dインタフェースを第2のCSMA/CD経路に提供する工程と、上記第2のC
SMA/CDインタフェースを介して、上記第2および第3のバッファと上記第
2のCSMA/CD経路との間で情報パケットを通信する工程とを備える。この
方法には、さらに、上記第3のバッファの充填状態に応じて、上記第2のCSM
A/CDインタフェースより上記第2のCSMA/CD経路にジャミングをかけ
る工程を備えることができる。第2のCSMA/CD経路へのジャミングは、そ
の経路に接続された装置により衝突として検出され、その結果、情報パケットの
再送が発生し、第3のバッファは、それを当分の間、受信しない。
本発明はまた、2線式電話加入者回線を介して、CSMA/CD(キャリア・
センス多重アクセス/衝突検出)ネットワークに端末装置を結合する結合方法に
おいて、情報パケット・バッファと上記ネットワークへのCSMA/CDインタ
フェースとを含む第1のモデムを介して、上記回線の第1の端部を上記ネットワ
ークへ結合する工程と、情報パケット・バッファと上記端末装置へのインタフェ
ースとを含む第2のモデムを介して、上記回線の第2の端部を上記端末装置に結
合する工程と、上記CSMA/CDインタフェース、第1のモデム、回線、第2
のモデム、および端末装置インタフェースを介して、上記ネットワークから上記
端末装置へ、情報パケットを下流側へ通信する工程と、上記第1のモデムから第
2のモデムへ、制御情報を下流側へ通信する工程と、下流側へ通信される上記情
報パケットと制御情報への干渉を回避するために、上記制御情報により制御され
る、上記端末装置インタフェース、第2のモデム、回線、第1のモデム、および
CSMA/CDインタフェースを介して、時々、上記端末装置から上記ネットワ
ークへ情報パケットを上流側へ通信する工程とを備える結合方法を提供する。
本発明のさらなる態様によれば、通信経路を介して、CSMA/CD(キャリ
ア・センス多重アクセス/衝突検出)経路との通信を供給するネットワーク・ア
クセス装置において、上記通信経路の第1の端部を上記CSMA/CD経路に結
合する第1のユニットであって、この第1のユニットは、上記CSMA/CD経
路へ接続するためのCSMA/CDインタフェースと、上記通信経路への供給の
ために、上記CSMA/CDインタフェースを介して、上記CSMA/CD経路
より供給された情報パケットをバッファリングするバッファと、上記CSMA/
CDインタフェースを介して上記CSMA/CD経路へ供給を行うため、上記通
信経路より受信した情報パケットをバッファリングするバッファと、制御ユニッ
トとからなる、当該第1のユニットと、上記通信経路の第2の端部へ接続を行う
第2のユニットであって、この第2のユニットは、上記通信経路を介して受信し
た情報パケットをバッファリングするバッファと、上記通信経路へ供給される情
報パケットをバッファリングするバッファと、制御ユニットとからなる、当該第
2のユニットとを備え、上記第1のユニットと第2のユニットの上記制御ユニッ
トは、これら第1のユニットと第2のユニットの上記バッファ間にある上記通信
経路を介して、上記情報パケットを、半二重方法で双方向に通信するために、上
記通信経路を介して制御情報を交換するよう構成されたネットワーク・アクセス
装置を提供する。
好適には、上記第1のユニットと第2のユニットは、上記通信経路を介して、
上記情報パケットと制御情報を変調信号として通信するモデムを備える。好まし
くは、上記第1のユニットと第2のユニットの上記モデムは、電話信号の周波数
より高い周波数で上記変調信号を生成するよう構成され、また、上記第1のユニ
ットと第2のユニット各々は周波数ダイプレクサを有し、これらのユニットは、
この周波数ダイプレクサを介して上記通信経路へ結合されており、この周波数ダ
イプレクサは、さらに、上記通信経路を介して電話信号の同時通信を行うために
電話装置へ接続されている。
本発明はさらに、2線式回線を介してイーサネット・フレームの情報パケット
を通信するモデムにおいて、制御ユニットと、上記イーサネット・フレームの情
報パケットを提供し、受信するインタフェースと、上記インタフェースからの情
報パケットを受信し、バッファリングを行う第1のバッファと、上記制御ユニッ
トに応答して、上記第1のバッファから2線式回線への情報パケットからなる変
調信号を提供する変調器と、上記2線式回線を介して受信した変調信号を復調し
て復調信号を生成する復調器と、上記インタフェースへ供給するため、上記復調
信号に含まれる情報パケットを受信し、バッファリングを行う第2のバッファと
を備え、上記制御ユニットは、上記2線式回線上の上記変調信号中の制御情報を
生成したり、あるいは、その制御情報に応答して、上記2線式回線を介して変調
信号を受信していないときにのみ、時々、上記変調器を制御して、この2線式回
線へ変調信号を提供するよう構成されている。
上記インタフェースは、CSMA/CD経路へのCSMA/CDインタフェー
スを備える。
上記制御ユニットは、複数の2線式回線上の上記変調信号に対して上記制御情
報を生成するよう構成でき、当該モデムは、さらに、上記複数の回線各々に関し
て情報パケットをバッファリングする個別の第1のバッファと第2のバッファと
、
上記制御ユニットによって制御され、上記複数の2線式回線のいずれかを上記復
調器に結合するマルチプレクサと、上記制御ユニットによって制御され、上記変
調器を上記複数の2線式回線のいずれかに結合するマルチプレクサとを備える。図面の簡単な説明
本発明は、添付図面を参照した以下の説明によって、より理解できる。
図1は、公知のネットワーク・アクセス装置を概略的に示す図である。
図2は、イーサネット・フレームの公知のフォーマットを示す図である。
図3は、本発明の実施の形態に係るネットワーク・アクセス装置を概略的に示
す図である。
図4は、本発明の他の実施の形態に係る、同時の電話通信を提供するネットワ
ーク・アクセス装置を概略的に示す図である。
図5は、図4の装置に使用されるダイプレックサを概略的に示す図である。
図6は、図4の装置に関連する周波数特性を示すグラフである。
図7は、図3および図4のネットワーク・アクセス装置内に提供されるマスタ
・モデムを概略的に示す図である。
図8は、図3および図4のネットワーク・アクセス装置内に提供されるスレー
ブ・モデムを概略的に示す図である。
図9〜図11は、本発明の実施の形態に係るネットワーク・アクセス装置内で
使用可能なフレーム・フォーマットを示す図である。
図12〜図14は、マスタ・モデムおよびスレーブ・モデムの動作を説明する
のに参照するフローチャートである。
図15は、図8と同じ紙面上に示された、図3の装置に提供されたスレーブ・
モデルおよびイーサネット・インタフェースを置き換えた複合ユニットを概略的
に示す図である。発明の実施の形態
図1は、従来の2線式電話回線12を介して、加入者からネットワーク10へ
アクセスするための既知の装置の構成要素を示している。加入者の機器には、例
えば、パーソナル・コンピュータ(PC)からなる端末装置(TD)14や、回
線12に接続されるとともに、例えば、28.8kb/sの最大データ速度を提
供するモデム16が含まれる。モデム16は、TD14とは分離して示されてい
るが、TD14に内蔵する形態とすることもできる。このモデム16は、ダイヤ
ル接続を用いて、ダイヤルアップ・モデムのモデム・プール18内にあるモデム
と通信する。なお、このダイヤル接続は、電話回線12が接続されたPSTN2
0を介した、周知の方法で行われる。モデム・プール18内のモデムは、イーサ
ネット・インタフェース(ENET I/F)22を介して、ルータ24に接続
され、このルータ24は、ネットワーク10に接続されている。従って、このル
ータ24は、ネットワークの一部と考えることができるが、一般的にネットワー
ク10は、それに接続される全ての端末装置を含むと考えられる。
図1の上部には、本装置が動作する際に従うプロトコルが示されている。TC
P/IPは、TD14上で実行されるTCP/IPソフトウェアによって、OS
Iの第3層および第4層において、ネットワークおよびアクセス装置全体を通し
て、エンド・ツー・エンドで動作する。OSIの第2層であるMAC層では、本
アクセス装置におけるイーサネット・インタフェース22とTD14との間の通
信は、PPPまたはSLIPのようなポイント・ツー・ポイントのプロトコルに
従って行われる。また、イーサネット・インタフェース22とネットワーク10
との間の通信、およびネットワーク10内の通信は、図2を参照して以下に説明
するイーサネット・フレームによる。これらのフレームは、例えば、CSMA/
CD LAN上のイーサネット・フレームそのものとして搬送されたり、ATM
(非同期転送モード)セル、SONET(同期光ネットワーク)形式等、多種多
様な形態、および様々な物理媒体を介して搬送することができる。ネットワーク
10とTD14の間の通信に対して、ルータ24は、ネットワークのイーサネッ
ト・フレームと、モデム16,18間の回線12上でのシリアル通信との間の変
換を行う。
電話回線がISDN回線の場合、図1と概ね同様な構成が提供されるが、モデ
ム16がISDNのターミナル・アダプタで置き換えられ、また、回線上の通信
は、64または128kb/sの速度のディジタル通信となる点が違う。
図2は、MAC層のイーサネット・フレームを示す。このフレームは、順に、
1で始まり、1と0を交互に繰り返す7バイトまたはオクテット(8ビット)の
プリアンブル・フィールド、10101011というシーケンスを有する、1バ
イト構成のフレーム開始デリミタ(SFD)・フィールド、6バイトの宛先アド
レス・フィールド、6バイトの発信元アドレス・フィールド、2バイトの長さ/
タイプ・フィールド(これについては、さらに後述する)、46〜1500バイ
ト構成のデータ・フィールド、そして、アドレス、長さ/タイプ、およびデータ
・フィールドで構成されるデータ・パケットのCRC(巡回冗長検査)からなる
、4バイトまたはオクテット構成のフレーム検査シーケンス(FCS)・フィー
ルドによって構成される。フレーム内の46バイト未満のデータは、パッドによ
り46バイトの大きさの最小データ・フィールドにする。802.3標準によれ
ば、長さ/タイプ・フィールドは、最大1500バイトまでの、データ・フィー
ルド中のデータの長さを表わす。また、イーサネット標準によれば、長さ/タイ
プ・フィールドは、データ・パケットのタイプを表わす、1500よりも大きい
値を有し、IPデータ・パケットは、このフィールド中の、1つの特定タイプの
値によって識別される。従って、これら2つの標準は違うものではあるが、この
点において、相互に情報交換ができる。このフォーマットの結果、各フレームは
、12バイトのオーバーヘッド(プリアンブル、SFD、FCSフィールド)と
ともに、60〜1514バイトのデータ・パケットからなる。
CSMA/CD標準によれば、各イーサネット・フレームのビットは、10M
b/sを代表的な速度とする所定のデータ速度で、マンチェスタ符号(1のビッ
トを01のシーケンスとして符号化し、0のビットを10のシーケンスとして符
号化するもので、それぞれにおいて、ビット周期の中央で遷移がある)を使用し
て伝達される。CSMA/CD LANへ接続される、どの端末装置も、以下の
ステップで要約される競合方式に従って、そのLAN(多重アクセス)にフレー
ムを送信できる。
1.LANを監視(キャリア検出)する
2.LANがアイドル状態のときに送信する
3.送信中において、送信したビットとLANより受信したものとを比較して、
衝突についてLANを監視する(衝突検出)
4.衝突が検出された場合、短時間、送信を継続して、LAN上の全TDが衝突
を検出するようにする(これをジャミング(妨害)と呼ぶ)。2進指数バックオ
フ・アルゴリズムによって決定される任意の時間だけ待ち、ステップ1に戻って
、再送を行う。
最小および最大イーサネット・フレームの大きさ、所定のデータ速度、および
、LANの特性とセグメント長は、この競合方式を効果的に動作させるような方
法で、相互に関係している。その結果、ツイスト・ペア・ワイヤリングを使用し
た10BASE−T LANでは、本発明の背景技術の項で述べたように、最大
セグメント長が100メートルのオーダとなる。
図1の装置における2線式電話回線12は、ツイスト・ペア・ワイヤリングか
らなるが、その長さは、常に100メートルを越える。代表的な長さは、最大が
約5500メートルであり、北来における電話回線の平均的な長さである170
0メートルのオーダーを有する。これらの長さは、10BASE−TLANの最
大約100メートルよりもはるかに長く、伝搬遅延があるため、上記にその概略
を述べた競合方式が、このような距離のツイスト・ペア・ワイヤリング上では動
作不能となる。このようなことがなくても、これらの距離のツイスト・ペア・ワ
イヤリング上で信号が減衰するので、信頼性の高い衝突検出を行うことが非常に
困難になる。従って、電話回線12上でCSMA/CDを使うことは実用的では
ない。その代わり、上述したモデム16,18と関連させて、シリアル・リンク
のポイント・ツー・ポイント・プロトコルを使用して、本発明の背景技術で述
べたデータ速度やその他の制限を伴うネットワーク・アクセスを提供する。
図3は、本発明の実施の形態に係るネットワーク・アクセスを示す。以下、最
初にその実施の形態を説明し、次に、その変形例について述べる。
図3においても、加入者のTD14は、2線式の電話加入者回線12を介して
、ネットワーク10へ接続されている。この装置において、回線12は、図1の
装置と同じように、通話用には使用されない。この装置においてTD14は、イ
ーサネット・インタフェース(ENET I/F)30とモデム32を介して、
回線12に接続される。インタフェース30は、従来のイーサネット・インタフ
ェースであり、図3では、TD14と離して図示されているが、プラグイン・カ
ード上に、あるいはTD14の固定部としてTD14に都合よく内蔵できる。こ
のインタフェース30は、CSMA/CDLANへTD14を直接、接続するた
めに提供されるものと同じである。モデム32は、例えば、図8を参照して以下
に詳述するような形態を有し、インタフェース30へ接続されるイーサネット・
インタフェースと、回線12へ接続される2線式回線インタフェースを有する。
便宜上、イーサネット・インタフェース30とモデム32との間の接続は、ツイ
スト・ペア・ワイヤリングを使用した10BASE−T接続である。このモデム
32は、以降においてスレーブ(従)・モデムと呼び、さらに詳述する。また、
イーサネット・インタフェース30は、周知のごとく、TD14にネットワーク
・アドレスを提供する。同様に、モデム32内のイーサネット・インタフェース
は、これにネットワーク・アドレスを提供する。スレーブ・モデム32は、イン
タフェース30とTD14からは分離して示されているが、このモデム32は、
例えば、図15を参照にして後述するように、イーサネット・インタフェース3
0と物理的に組み合わせることができ、また、TD14に内蔵することもできる
。
それの他端、例えば、PSTNの電話局(CO)またはリモート端末(RT)
において、モデム34へは2線式電話回線12が接続される。このモデム34は
、マスタ(主)・モデムと呼ばれ、その例を、図7を参照して後述する。モデム
3
4もまた、10BASE−Tのイーサネット・インタフェースを有し、それが、
マスタ・モデムにネットワーク・アドレスを提供する。このインタフェースは、
ツイスト・ペア・ワイヤリング36、イーサネット・スイッチ38、ルータ40
を介して、ネットワーク10の残りの部分に、既知の方法で接続される。よく知
られているように、スイッチ38とルータ40を組み合わせて、ブルータ(br
outer)と呼ばれる単一の装置にすることができる。
図3の上部には、図1と同様の方法で、本ネットワーク・アクセス装置が動作
する際に従うプロトコルが示されている。図1の装置のように、TCP/IPは
、TD14で実行されるTCP/IPソフトウェアによって、OSIの第3層お
よび第4層において、ネットワークおよびアクセス装置の全体を通してエンド・
ツー・エンドに動作する。MAC層において、ネットワーク10、ルータ40、
スイッチ38、マスタ・モデム34の内部およびそれらの間で行われる通信には
、上述したイーサネット・フレームが含まれる。同様に、スレーブ・モデム32
とイーサネット・インタフェース30との間の通信は、上述のようなイーサネッ
ト・フレームを含み、TD14は、インタフェース30がLANに直接、接続さ
れているとした場合に行われる既知の方法と全く同じ方法で動作する。
マスタ・モデム34とスレーブ・モデム32との間の通信は、新規のポイント
・ツー・ポイント・プロトコルに従って実行される。このプロトコルは、衝突回
避を使って、モデム間でイーサネット・フレームを送信する。なお、このプロト
コルについては後述するが、ここでは、便宜上、ECAP(イーサネット・フレ
ーム衝突回避プロトコル)と呼ぶ。また、このプロトコルは、モデム32とモデ
ム34との間でのみ動作するので、TD14またはネットワーク10の残りの部
分は、それを知る必要もなければ、プロトコルが、それらの動作を変更すること
もない、ということが分かる。これらのプロトコルとモデムは、インタフェース
30とツイスト・ペア・ワイヤリング36との間の直接的な(短距離の)接続を
、(非常に長距離の)2線式回線12を介した遠隔接続と置き換える役割を果た
すだけである。従って、ここで説明したように、回線12は電話加入者回線で
あるが、この新規のプロトコルに従って動作するマスタ・モデムおよびスレーブ
・モデムの同じ構成を使って、従来の10BASE−Tあるいは同じようなLA
N相互接続を行うには長過ぎるツイスト・ペア・ワイヤリングを介して、イーサ
ネット・フレームの送信ができる。
図3はまた、例えば、コンピュータといった管理装置42を示しており、イー
サネット・スイッチ38と結合されて、運用、監督、管理、試験、および通信に
関連する他の機能を、既知の方法で提供している。複数の回線12を介して、複
数の加入者に通信を提供するためには、マスタ・モデム34が、図7を参照して
後述するような多重化機能を持っていることが望ましい。また、その他のマスタ
・モデム(その1つが、図3に参照番号34’を付して示されている)は、モデ
ム34と同様に、スイッチ38に接続されている。
加入者側において、スレーブ・モデム32’、イーサネット・インタフェース
30’、およびTD14’による、1あるいはそれ以上の構成を、破線の接続4
4で示すように、同じ2線式回線12に、同じように接続できる。その代わり(
または、それに加えて)、破線の接続46で示すように、スレーブ・モデム32
の10BASE−T接続を、既知の形態をとるブリッジ48に接続可能である。
このブリッジには、複数のTD’14を、それらの各イーサネット・インタフェ
ース(E I/F)を介して、既知の方法で接続し、加入者LANを提供できる
ようにすることは、一般的に、より望ましいことである。
上記の説明から分かるように、本発明の実施の形態は、モデム32,34の構
成および機能に集中している。これらの実施の形態について詳述する前に、図4
を参照して、さらなるネットワーク・アクセス装置を説明する。この装置は、各
回線12上の通信には、ここで述べるような、ネットワークに対するデータ通信
だけでなく、従来の通話をも含めることが可能である、ということを示している
。
図4には、上述した、ツイスト・ペア・ワイヤリングへの10BASE−Tイ
ンタフェース36,46をそれぞれ有する、マスタ・モデム34とスレーブ・モ
デム32が示されており、それらが、2線式加入者回線12を介して結合されて
いる。この回線12はまた、加入者電話機51と、PSTNに接続された電話機
CO/RT50との間における従来の電話接続を提供する。この目的のため、受
動ダイプレクサ52が、2線式回線12の各端部に配されている。なお、これら
2つのダイプレクサ52は、便宜上、同一の形態を有し、例えば、図5を参照し
て後述するような形態をとる。従って、回線12のヘッド端では、CO/RT5
0とマスタ・モデム34が、ダイプレクサ52を介して、回線12に接続されて
いる。また、回線12の加入者端では、加入者電話機51とスレーブ・モデム3
2が、ダイプレクサ52を介して、回線12に接続されている。図4に示すよう
に、マスタ・モデム34を、他の電話加入者回線12’に対して多重化できる。
このモデムは、個々のダイプレクサ52’を介して、これらの回線12’に、同
じように接続される。ダイプレクサは、図3の装置において同様に提供でき、通
話とネットワーク通信が同時に可能となる、ということが分かる。
図5は、ダイプレクサ52の単純な形態を示しており、これは、回線12への
2線式接続と、電話機51またはCO/RT50への2線式接続との間にある直
流および低域通過フィルタ(LPF)54、および、回線12と、モデム32あ
るいはモデム34への2線式接続との間にある直流アイソレータおよび高域通過
フィルタ(HPF)56によって構成される。図5に示すように、LPF54は
、(電話のループ電流を通過させる)直列インダクタと分路(シャント)コンデ
ンサからなる、1あるいはそれ以上の平衡フィルタ部によって構成できる。また
、HPF56は、回線12に大きな負荷を呈しない容量を持った、2つの直列コ
ンデンサで構成できる。ダイプレクサ52については、必要に応じて、より複雑
な形態をとることができる。
図6のグラフは、アナログ電話信号の低周波スペクトル60と、ネットワーク
通信に対する2つの高周波スペクトル62,64を示す。ダイプレクサ52のL
PF54に対する理想的な応答66によって、2線式回線12上の低周波電話信
号と、同一回線12上のネットワーク通信信号とが切り離される。この図から分
かるように、電話信号とネットワーク通信信号は、実質的に異なる周波数帯域を
占有するので、ダイプレクサ52によって容易に分離される。
図6において、スペクトル62,64は、ネットワーク通信用に使用できる、
2つの異なる信号帯域幅に関係している。例えば、比較的帯域幅の広いスペクト
ル62は、3MHzのシンボルあるいはクロック速度を使用した変調方法に対応
させることができ、比較的帯域幅の狭いスペクトル64は、300kHzのシン
ボルあるいはクロック速度を使用した変調方法に対応可能である。不図示の他の
信号帯域幅についても同様である。異なる帯域幅や変調方法を使用することにつ
いては、以下、さらに説明する。
図7は、マスタ・モデム34の形態を示しており、複数の2線式回線に対して
、選択的ではあるが所望の多重化部を含んでいる。このマスタ・モデムは、既知
の形態をとるイーサネット・インタフェース70を含んで、ツイスト・ペア・ワ
イヤリング36に対して10BASE−T接続を提供し、また、マスタ・モデム
に、(例えば、インタフェース70内の読出し専用メモリからの)ネットワーク
・アドレスを提供する。このインタフェース70は、マスタ・モデムの制御ユニ
ット72に接続されるとともに、ワイヤリング36およびインタフェース70を
介してネットワークより供給される下流側のイーサネット・フレームをバッファ
リングするために、FIFO(先入れ先出し方式)バッファ74の入力に接続さ
れ、さらには、インタフェース70とワイヤリング36を介して、上流側のイー
サネット・フレームをネットワークに供給するために、FIFOバッファ76の
出力に接続される。バッファ74の出力は、変調器78と(スイッチで構成され
る)下流側のデマルチクレサ80とを介し、各遮断トランス(TR)82を介し
て、多重化2線式回線12各々に結合される。変調器78の出力は、回線12に
対して整合のとれた終端を提供する。(スイッチで構成される)上流側のマルチ
プレクサ84も、トランス82を介して回線12に結合される入力を有し、また
、高域通過フィルタ(HPS)86を介して結合された出力を有しており、この
フィ
ルタによって、マルチプレクサ84を介して接続される個々の回線12に対して
、整合された終端が提供される。HPF86の出力は、復調器88の入力に接続
され、その復調器は、バッファ76の入力へ接続される出力を有する。トランス
82はまた、平衡のとれた回線12と、デマルチプレクサ80およびマルチプレ
クサ84との間に平衡不平衡機能を提供する。
デマルチプレクサ80とマルチプレクサ84は、アドレス・ライン90,92
各々を介して、制御ユニット72によってアドレスがかけられ、個々の回線12
へ下流側のフレームを提供し、また、個々の回線12より上流側のフレームを受
信する。ライン90,92上のアドレスは、下流側および上流側方向への効率的
なデータ・フローを行うため、通常は異なる。しかし、例えば、スレーブ・モデ
ム32のループバック試験に対しては、それらを同じにできる。個々の回線12
に関連するバッファ74,76内のフレームに、異なる論理バッファを提供する
ため、バッファ74,76にはまた、それぞれのアドレス・ライン90,92を
介して、アドレスがかけられる。格納部94にも、回線92上で上流側のマルチ
プレクサ・アドレスがかけられ、復調器88によって迅速な捕捉(フレームのプ
リアンブルの認識)が行えるよう個々の回線12に関連した、例えば、エコー係
数や信号振幅レベルのような格納データを復調器88に供給する。格納部95に
も同様に、ライン90上で下流側のデマルチプレクサ・アドレスがかけられ、変
調器78に格納データを供給して、各回線12に対する信号伝送レベルと、でき
る限りの周波数特性を決める。制御ユニット72が、既知の方法で、格納部94
,95に対する情報を決定し、そして、これら格納部を更新する。これら制御ユ
ニット72と変調器78の間、および、制御ユニット72と復調器88の間各々
には、制御情報を通信するための制御ライン96,98が配されている。
図8は、スレーブ・モデム32の相補形の形態を示す。このスレーブ・モデム
は、既知の形態をとるイーサネット・インタフェース100を含み、ツイストペ
ア・ワイヤリング46へ10BASE−T接続を提供したり、スレーブ・モデム
に(例えば、インタフェース100内の読出し専用メモリからの)ネットワー
ク・アドレスを供給する。インタフェース100は、スレーブ・モデムの制御ユ
ニット102に接続されるとともに、ワイヤリング46とインタフェース100
を介してTDより供給される上流側のイーサネット・フレームのバッファリング
を行うため、FIFOバッファ104の入力に接続され、さらに、インタフェー
ス100とワイヤリング46を介して、TDに下流側のイーサネット・フレーム
を供給するFIFOバッファ106の出力に接続される。バッファ104の出力
は、変調器108、電流発生器110、遮断トランス112を介して、2線式回
線12に結合される。このトランス112はまた、平衡回線12に平衡不平衡機
能をも提供でき、高域通過フィルタ114と復調器116を介して、バッファ1
06の入力に結合される。また、電流発生器110は、高出力インピーダンスを
呈することで、回線12に負荷をかけるのを回避しており、HPF114は、回
線12に整合した終端を供給する。そこで、これら電流発生器、HPFの両方が
、全く切換えがなくても、回線12に接続可能となる。また、これによって、制
御ユニット102から回線12のループバック試験ができる。なお、制御ユニッ
ト102、バッファ104,106、変調器108、復調器116間には、制御
線が配されている。
複数の回線12に対する多重化および交換に関連する機能、並びに、以下に説
明するモデムの動作とは別に、マスタ・モデム34とスレーブ・モデム32は同
じで、図8に示すスレーブ・モデムの構成は、単独回線12のマスタ・モデムと
しても使用できる。
モデム32,34各々における変調器、復調器、および関連する機能は、既知
の方法によるアナログ・ディジタル変換を用いた、1あるいはそれ以上のDSP
(ディジタル信号処理装置)を用いて、便宜上、公知の方法で実行される。DS
Pは、都合のよいことに、例えば、図6のスペクトル62,64で示すように、
任意の数の異なる信号帯域幅を提供するよう制御できる。また、それぞれの帯域
幅は、上述したシンボルあるいはクロック速度で決まるが、DSPは好都合なこ
とに、図6に示すように、全信号帯域幅に対して約10kHzという共通の低周
波数の制限を与える。使用する特定の変調方法は、比較的任意であるが、モデム
内のDSPは、都合のよいことに、例えば、16QAM(直交振幅変調)、QP
SK(直交位相偏移変調)、BPSK(二進位相偏位変調)等、複数の変調方法
のいずれかを選択するようプログラムされており、シンボル毎に異なる数のビッ
トを提供する。なお、これら特定の方法および数は、例としてのみ挙げられてお
り、代わりに、VSB(残留側波帯)、無搬送波振幅位相、DMT(離散マルチ
トーン)変調のような他の変調方法を使用したり、シンボル毎に多数の異なるビ
ットを使用してもよい。また、信号帯域幅は、要求に応じて(例えば、異なる低
周波遮断を用いて)任意に規定してもよい。
マスタ・モデムおよびスレーブ・モデムは、以下に詳述する方法で、イーサネ
ット・フレームを下流側(マスタ・モデム34からスレーブ・モデム32へ)お
よび上流側(スレーブ・モデム32からマスタ・モデム34へ)へ通信する。簡
単に言えば、この通信は、衝突回避プロトコル(ECAP)を使用した半二重通
信を伴うものであり、そこでは、マスタ・モデム32が、スレーブ・モデム32
に対して優先権および制御権を有する。従って、マスタ・モデム34は、回線1
2を介して、いつ下流側に情報を送信するかを決め、また、スレーブ・モデムが
、回線12を介して情報を上流側に送信する許可がなされたときに、スレーブ・
モデムに通知を行う。これらの通信を行うため、回線12を介して送られる情報
は、ネットワーク通信用のイーサネット・フレームのデータ・パケットのみなら
ず、マスタ・モデムとスレーブ・モデム間における下流側への制御パケットおよ
び上流側への応答パケットからなる。これらのパケットは、ECAPフレームに
内蔵される。その例は、図9〜図11を参照して、後述する。マスタ・モデムお
よびスレーブ・モデム内の制御ユニット72,102は、イーサネット・フレー
ムとECAPデータ・フレーム間で必要な変換を行い、ECAP制御および応答
フレームを生成し、応答する。
図9は、ECAPデータ・フレームを示しており、オーバーヘッド情報O/H
、それに続いて、図2を参照して上述したものと全く同じ形態をとるイーサネッ
ト・フレームが来て、その後にチェック・シーケンスCHKが続く。このO/H
フィールドは、数バイトで構成されるもので、例えば、プリアンブルと、マスタ
・モデムおよびスレーブ・モデムで使用される変調方法に適した形態のフレーム
開始(SOF)指示とからなる。その後には、既知の方法(例えば、肯定応答ま
たは再送用のフレームを識別する)によってフレームを識別するための、ECA
Pフレーム・シーケンス番号のような他の情報が続く場合もある。また、チェッ
ク・シーケンスCHKは、都合のよいことに、イーサネット・フレームのFCS
フィールドと全く同じ方法で生成できるCRCシーケンスからなる。このCRC
は、ECAPフレーム内の全ての情報、つまり、SOF指示に続き、イーサネッ
ト・フレームの最後にあるFCSを含む全情報について動作する。従って、図9
に示すように、イーサネット・フレームは、そのまま全く変更されずに、ECA
Pフレーム内に包み込まれる。
その代わりに図10に示すように、プリアンブル・フィールドとSFDフィー
ルドは、イーサネット・フレームから取り除くことができ、イーサネット・フレ
ームの残りの部分だけ(すなわち、データ・パケットとFCSフィールド)が、
オーバーヘッド・フィールドO/Hとチェック・シーケンスFCS間のECAP
フレームに組み入れられる。この場合、例えば、マスタ・モデム34とスレーブ
・モデム32のいずれが、そのフレームを送信していても、その制御ユニットに
よって、イーサネット・フレームのプリアンブルとSFDフィールドが取り除か
れる。そして、モデム34,32の内、受信側のモデムの制御ユニットが、それ
を再挿入して、そのイーサネット・フレームを、個々のイーサネット・インタフ
ェースに送る。これによって、わずかではあるが、回線12を介して送信される
情報量が減少する。また、例えば、46バイトに満たないデータ・パケットを、
イーサネット・フレームの最小データ・フィールドの大きさまで増大するのに使
用されるパッドを識別でき、モデム34,32間でフレームの残りを送る前に取
り除くことができ、そして、受信側のモデムで再挿入できれば、さらに、情報量
を減少させることが可能である。しかしながら、モデム34,32にとっては、
常にデータ・パケット全体と、各イーサネット・フレームのFCSフィールドを
そのまま送信し、イーサネット・フレームの内容が改ざんされる危険性を回避す
る方が、より望ましい。
このように、通常よりサイズの小さいフレームの送信が、競合方式の性質上、
CSMA/CD構成では不可能であるのに対し(これらは、通常、衝突と考えら
れる)、このECAP構成では、衝突は、マスタ・モデムとスレーブ・モデム間
のプロトコルによって回避されるため、短いフレームは、容認されるばかりでな
く、望ましいものとなる。それは、これらのフレームが、回線12を介して送信
すべき情報量を減らすことになるからである。
このために、図11には、ECAP制御フレームを示してある。このフレーム
は、マスタ・モデム34からスレーブ・モデム32へ送信される制御パケットか
らなる。この制御フレームは、上述のようなオーバーヘッド・フィールドO/H
が最初に来て、その次に、後述する制御パケットが続き、そして、チェック・フ
ィールドCHKが来る。このチェック・フィールドCHKは、ECAPフレーム
中の全情報、つまり、SOF表示に続き、制御パケットの終わりまでの全情報に
CRCシーケンスを提供する。制御パケットは、宛先および発信元アドレス・フ
ィールド、長さ/タイプ・フィールドL/T、および制御フィールドからなる。
この制御フィールドは、通常、イーサネット・フレームの最小46バイトのデー
タ・フィールドよりも、はるかに短く、その長さは、フィールドL/Tの内容に
よって決まる。このような制御パケットに対して、宛先および発信元アドレスは
、各々が、スレーブ・モデム32およびマスタ・モデム34のネットワーク・ア
ドレスとなる。
逆に、ECAP応答フレームは、図11に示す制御フレームと同じ形態をとる
ことができるが、ECAP応答フレームでは、制御フィールドの代わりに応答フ
ィールドを有し、応答フレームがスレーブ・モデム32からマスタ・モデム34
へ送信されるため、宛先アドレスと発信元アドレスが入れ替わっている。
その他のECAPフレームの形態は、特定の状況に適合するよう、代替的に提
供可能である。例えば、便宜かつ簡潔のため、制御および応答フレームの大きさ
を固定し、最小の大きさのデータ・パケットを含むデータ・フレームと同じ大き
さにすることができる。さらに、ここで例示したが、制御フレームをデータ・フ
レームから分離し、その代わり、制御情報をECAPデータ・フレームに組み込
むことができる。その際、その情報を、例えば、オーバーヘッド・フィールドO
/Hの追加部分として、あるいは、CRCフィールドのFCSとCHK間に組み
込んで、包み込まれているイーサネット・フレームの内容はそのままにすること
が望ましい。
図12〜図14を参照して以下に説明する、衝突回避プロトコルは、簡単かつ
明確にするため、マスタ・モデム34は、代表的な例として、単一のデータ・フ
レームを送信し、それに下流側への制御フレームが続き、そして、スレーブ・モ
デム32からの応答を待つ。スレーブ・モデムは、これら下流側へのフレームを
待ち、その後、代表的な例として、応答フレームを送信した後、上流側への単一
のデータ・フレームが続くものと仮定する。また、簡単のため、回線12に接続
されるスレーブ・モデム32は、1つだけとする。本プロトコルの様々な変更や
拡張として、例えば、同一の回線12に接続される複数のスレーブ・モデム32
を収容することが考えられ、また、いくつかの変形例については後述する。
図12は、マスタ・モデム34についての下流送信のフローチャートを示し、
図13は、マスタ・モデム34についての上流受信フロー・チャートを示す。マ
スタ・モデム34は、ここでは、単一のスレーブ・モデム32との通信のために
、単に送信状態と受信状態の切替えを行うものとする。既に述べたように、マス
タ・モデム34は、複数のスレーブ・モデムに対して多重化動作を提供できるの
で、実際には、複数のスレーブ・モデムに対しては、送受信処理を、多重化によ
って同時かつ独立に実行できる。図14は、スレーブ・モデム32についての下
流受信および上流送信のフロー・チャートを示す。それぞれの場合におけるモデ
ムの動作は、制御ユニット72または制御ユニット102個々の制御によって行
われ、マスタ・モデムとスレーブ・モデムは、これらのユニットが後述のように
動作する点において異なる。
図12のマスタ・モデム34の送信シーケンスにおいて、その制御ユニット7
2は、最初に判断部120において、下流のバッファ74が(個々の回線12お
よびスレーブ・モデム32に対して)空であるか否かを判定する。そうでなけれ
ば、すなわち、バッファ74より送信されるイーサネット・フレームが、少なく
とも1つあれば、ブロック121において、バッファ74より下流に送信される
、次のフレームが、上述したようにECAPデータ・フレームで送信される。そ
して、ブロック122では、制御ユニット72が、上述したように制御フレーム
を送信し、スレーブ側のユニットからの応答に対してタイマを設定する。判断部
120で、バッファ74が空と判断された場合、判断部123では、制御ユニッ
ト72が、制御フレームを送信するか否かを判定する。それを送信する場合、ブ
ロック122に進んで制御フレームを送信するが、制御フレームを送信しない場
合には、送信シーケンスの始めに戻る。判断部123による、制御フレームを送
信するか否かの判断は、制御ユニット72によって監視される様々なパラメータ
に従う。例えば、上流受信バッファ76の充填状態、スレーブ・モデムの状態と
、その上流送信バッファ104の充填状態、および、前の制御フレームがスレー
ブ・モデムに送られてからの時間といったパラメータに従う。制御フレームの内
容には、例えば、スレーブ・モデムに対して、データ・フレームを上流に送信す
る要求(ポーリング)、チェック・フィールドCHKによって、正しく受信され
なかったと判定された前のフレームを、スレーブ・モデムに再送させる要求、ス
レーブ・モデムに対する動作パラメータのような制御情報、および/または、ス
レーブ・モデムからの、バッファ104,106の充填といった状態(ステータ
ス)情報の要求が含まれる。
そこで、図14のブロック140では、最初、スレーブ・モデム32の制御ユ
ニット102が、マスタ・モデム34からの受信すべきフレームを待つ。このよ
うに待ったり、受信フレームやマスタ・モデムの動作に応じて、スレーブ・モデ
ムが引き続き動作することは、回線12上でのECAPフレームの制御を全面的
にマスタ・モデム34へ引き渡すことによる、回線12上での衝突回避を保証す
ることになる。マスタ・モデム34からの下流フレームの受信に応じて、スレー
ブ・モデムの制御ユニット102は、判断部141において、フィールドCHK
より、そのフレームが適切に受信されたかどうかを判定する。それが適切に受信
されていなければ、ブロック142で状態フラッグを設定して、そのフレームの
再送を要求し、待機ブロック140に戻る。フレームが適切に受信された場合に
は、制御ユニット102は、判断部143へ処理を進める。
判断部143において、制御ユニット102は、受信フレーム内の宛先アドレ
スが、スレーブ・モデムのアドレスであるか否か、また、それ故に、そのフレー
ムが制御フレームか、あるいはデータ・フレームかを判定する。フレームがデー
タ・フレームであると判定された場合、ブロック144において、制御ユニット
102は、そのフレームの肯定応答のために、状態フラッグを設定する。そして
、ブロック145で、データ・フレームがバッファ106に格納され、処理を待
機ブロック140へ戻す。
判断部143で、フレームが制御フレームであると判定された場合、ブロック
146において、制御ユニット102が応答フレームを生成し、上流のマスタ・
モデムに送信する。応答フレームの内容は、受信した制御フレームの性質と、ス
レーブ・モデムの状態とによるが、その内容には、例えば、状態情報、(肯定応
答の状態フラッグに基づく)受信データ・フレームの肯定応答、(再送状態フラ
ッグに基づく)間違って受信されたフレームの再送要求、および、バッファ10
4,106のバッファ充填状態が含まれる。判断部147において、制御ユニッ
ト102は、データ・フレームを上流に送信すべきか否かを判定する。すなわち
、制御ユニットは、受信した下流側への制御フレームに、上流側へのデータ・フ
レームに対する再送要求あるいはポーリングが含まれ、そのようなデータ・フレ
ームが、上流側の送信バッファ104内にあるかの判定をする。そうであれば、
ブロック148において、制御ユニット102は、要求されたデータ・フレーム
を、
このバッファ104よりマスタ・モデムへ上流側に送信する。ブロック148の
後、あるいは、判断部147で、上流側へはフレームの送信がないと判定された
場合、待機ブロック140に処理が戻る。
そこで、図13を参照すると、図12を参照して上述した下流側への送信シー
ケンスの後には、マスタ・モデム34内の制御ユニット72が、ブロック130
で示すように、上流側へのフレームが受信されるのを、あるいは、(ブロック1
22で設定された)タイマがタイムアウトするのを待つ。上流側へのフレームが
受信されると、判断部131において、制御ユニット72は、フィールドCHK
より、そのフレームが適切に受信されたか否かを判定する。それが適切に受信さ
れた場合、判断部132へ進む。ブロック130で、タイマがタイムアウトした
場合、あるいは、判断部131において、フレームが誤って受信されたと判定さ
れた場合、ブロック133において、制御ユニット72は、マスタ・モデムのス
レーブ・モデムとの通信状態の記録を更新する。この状態記録には、既に述べた
、通信の様々なパラメータ、例えば、肯定応答および再送要求状態、バッファの
充填状態、そして、モデムの動作パラメータが含まれる。
判断部132では、制御ユニットが、受信した上流側へのフレームの宛先アド
レスより、また、通信状態に基づく、その予測に従って、以下の判定をする。つ
まり、そのフレームが、スレーブ・モデムからの最初に予測した応答フレーム(
すなわち、その宛先アドレスがマスタ・モデムのアドレスになっている)である
か、あるいは、上述したように、スレーブ・モデムに対してポーリングまたは再
送要求が送信されたデータ・フレームであるか、あるいはまた、そのフレームが
、予測された形式になっていないか(例えば、応答フレームが予測されたとき、
それは、データ・フレームである)を判定する。フレームが予測した形式になっ
ていない場合、ブロック133で、通信状態が更新され、制御ユニット72は、
その更新された状態に従って処理を行う。例えば、ブロック133以降は、制御
ユニットは、図13の上流側の受信シーケンスから、図12の下流側の送信シー
ケンスへ戻り、ブロック130からのタイムアウトがあったり、判断部131で
判定されたCRCエラーがあったり、あるいは、判断部132で判断された予測
外のフレームがあったために、上流側へのフレームの再送を要求する制御フレー
ムを送信することが可能となる。
予測された応答フレームを受信すると、ブロック134において、それに従っ
て通信状態が更新される。そして、判断部135での判定に基づいて、予測され
たデータ・フレームが応答フレームに続くとして、ブロック130へ戻るか(ス
レーブ・モデムによってデータ・フレームの要求があり、応答フレームが、上流
側の送信バッファ104が空であることを示さなかった場合に、データ・フレー
ムが予測される。また、ブロック130に対するタイマは、必要に応じてリセッ
トできる)、あるいは、何ら後続するデータ・フレームが予測されなければ、受
信シーケンスを終了する。判断部132での判定で、予測されたデータ・フレー
ムを受信すると、制御ユニット72は、ブロック136において、そのフレーム
の肯定応答に対する状態フラッグを設定する。そして、続くブロック137にお
いて、受信したデータ・フレームを上流バッファ76に格納して、受信シーケン
スを終了する。上述したように、上流側の受信シーケンスが終わると、マスタ・
モデム34の制御ユニット72は、既に述べた下流側の送信シーケンスの最初に
戻る。
上述した衝突回避プロトコルは、下流および上流側のイーサネット・フレーム
をほぼ1対1の比率で提供し、マスタ・モデムと下流側フレームの送信を優先さ
せる。こうするのが望ましいのは、モデムの構成が、バッファ74に到来するイ
ーサネット・フレームのネットワークからの供給に対して、何ら制御を行わない
ようになっているからである。また、データ・フレームの損失となる、このバッ
ファのオーバーフローを回避することが望ましい。このようなデータ・フレーム
の損失は、OSIモデルの第3層および第4層で動作する、TCP/IPによっ
て調節できるが、できれば、避けた方がよい。
TD14よりバッファ104へ到来する上流のイーサネット・フレームに対し
ても、同様の原理が適用できるが、この場合、バッファ104がオーバーフロー
しそうになったときに、制御ユニット102の制御の下、スレーブ・モデム32
のイーサネット・インタフェース100が、ダミー信号をワイヤリング46に送
信することによって、このワイヤリング46上の10BASE−T接続を妨害(
ジャミング)して、このオーバーフローを防ぐことができる。冒頭で述べたよう
に、ジャミングというのは、CSMA/CD LAN上の1つの装置で検出され
た衝突を、そのLAN上の他の全装置によって検出されるようにする、公知の処
理である。しかし、この場合は、バッファ104がオーバーフローする可能性に
よって、ジャミングが違った起動のされ方をする。ワイヤリング46上における
妨害、または人工的に作られた衝突は、このワイヤリングに接続されたTD14
により検出され、このTDは、イーサネット・フレームを引き続き再送するため
に、既知の方法で引き下がる。このようにすることで、バッファ104のオーバ
ーフローに起因する上流側のデータ・フレームの損失が回避される。図3を参照
して説明したように、ワイヤリング46が、加入者LAN上のブリッジ48に接
続されている場合、同じ状況になる。しかしながら、この場合には、このブリッ
ジ48が学習ブリッジとなって、上流側の送信を目的としない加入者LANフレ
ームを、ワイヤリング36介してスレーブ・モデム32へ渡すのを回避しなけれ
ばならないか、あるいは、そのような学習機能をスレーブ・モデム自身に組み込
む必要がある。さもなければ、バッファ104がオーバーフローしそうなとき、
加入者LAN上の全フレームの妨害が発生する。
バッファのオーバーフローの可能性、特にバッファ74のオーバーフローを減
らすため、上述した衝突回避プロトコルは、下流および上流側のフレーム数の比
率を、例えば、バッファの充填状態に応じて、動的に変化できる。このバッファ
の充填状態は、上述したように制御ユニット72によって、マスタ・モデム34
の場合は直接、監視され、あるいは、スレーブ・モデム32からの応答フレーム
中の状態情報を介して、監視される。バッファ74の充填量が増加すると、マス
タ・モデムは、制御フレームを送信して上流側のデータ・フレームのためにスレ
ーブ・モデムにポーリングをかける前に、図12を参照して説明した、単一のデ
ータ・フレーム各々の代わりに、単に複数個のデータ・フレームを下流に送信す
ることができる。これによって、下流側のデータ・フレームと上流側のデータ・
フレームの比率が増加する。逆に、バッファ74が比較的、空状態にあり、バッ
ファ104が比較的、充填状態にある場合、マスタ・モデムは、上述したものと
同じプロトコルを使用して、下流側のデータ・フレームを送信せずに、単一の上
流側のデータ・フレームに対してポーリングを繰り返すことができる。あるいは
、より望ましいのは、ECAP制御フレームのポーリングが、スレーブ・モデム
に多くのデータ・フレームを指示し、特定のポーリングに応じて上流に送信する
よう要求されており、それに従って、スレーブ・モデムが応答するように構成す
ることである。
上記の説明から分かることは、衝突回避プロトコルによって、モデム34,3
2が、回線12を介して、相互に通信を行うために、半二重で動作しており、そ
の回線の総伝送容量については、好適には、上述のようにバッファの充填状態に
動的に依存させることが望ましいが、下流方向と上流方向の送信間において割り
当てられている。このプロトコルは、上述した基本形態より、様々な方法で改良
し、総伝送容量を使用して効率を最大にすることができる。例えば、上述した、
いずれかの方向に複数のデータ・フレームを連続して送信し、同一方向に送信す
る制御および/またはデータ・フレームを連結あるいは組み合わせ、さらに、回
線12におけるループ遅延(これは、マスタ・モデムにより既知の方法で測定で
きる)と、スレーブ・モデムがどの上流側フレームを予測しているかについての
マスタ・モデムの制御ユニット72内の認識内容とを考慮して、マスタ・モデム
より下流側フレームを送信するタイミングを進めるといった構成を、このような
改良に含めることができる。
この回線12の総伝送容量も、後述するように、監視の結果得た動作状態に従
って、マスタ・モデム34によって動的に変更することができる。
上述したように、マスタ・モデムとスレーブ・モデムにおける変調および復調
機能は、DSPを使用して望ましい方向に実行できる。DSPのクロック速度を
変化させて、図6の2つの異なるスペクトル62,64が示すように、信号帯域
幅を変えることができる。高クロック速度にすると、モデム34,32間の回線
12上において高シンボル送信速度を与える、例えば、図6のスペクトル62で
示すような、対応する大きな帯域幅が提供される。しかしながら、これによって
ノイズをより感受しやすくなり(ノイズ帯域幅が大きくなる)、(周波数にもよ
るが)信号減衰も大きくなる。逆に、クロック速度を低くすると、図6のスペク
トル64で示すように、提供される帯域幅が小さくなり、回線12上には、ノイ
ズに感受せず、信号減衰の少ない、低シンボル送信速度が与えられる。一般的に
考えられているように、回線12上でのシンボル速度が高いと、総伝送容量も大
きくなり、誤り率も高くなって、フレームの再送が余儀なくされる結果となる。
上述したように、マスタ・モデム34内の制御ユニット72は、受信した各上
流側フレームのチェック・フィールドCHKより、そのフレームが正しく受信さ
れたかどうかを判定し、また、受信した正しい上流側フレームの比率を監視する
ことができる。制御ユニット72は、スレーブ・モデムの制御ユニット102内
で同様に得られ、応答フレームを介して制御ユニット72に送信された情報より
、スレーブ・モデム32が受信した正しい下流側フレームの比率を同じように監
視できる。このような監視の進行によって、制御ユニット72は、DSPに対し
て現在使用しているクロック速度が適切であるか、あるいは、望ましい程度に速
くして、回線12上での総伝送容量を増加するか、または、それを遅くして、誤
って受信されるフレームの比率を小さくすべきかを、動的に判定できる。この判
定は、上流方向と下流方向の送信とは無関係に行うか、あるいは、それらに共通
して行える。
制御ユニットが、例えば、95〜99%という上部閾値以上の高比率のフレー
ムが正しく受信されたと判定した場合、DSPのクロック速度を上げるよう決定
して、総伝送容量を増加することも可能である。そのため、この制御ユニットは
、マスタ・モデムからスレーブ・モデムへ送る制御フレームを生成して、今後の
フ
レームに対して新規で高いクロック速度を採用するようスレーブ・モデムに指示
する。スレーブ・モデムは、それに従って応答し、マスタ・モデムが、それ自身
のクロック速度の切換えを行う。逆に、制御ユニットが、例えば、50〜75%
という下部閾値以下の低比率のフレームを正しく受信したと判定した場合、DS
Pクロック速度を下げて、エラーを減少させるよう決定できる。このためには、
制御ユニットが、マスタ・モデムからスレーブ・モデムへ送る制御フレームを生
成して、今後のフレームに対して新規で低いクロック速度を採用するようスレー
ブ・モデムに指示する。スレーブ・モデムは、それに従って応答し、マスタ・モ
デムが、自分自身のクロック速度の切換えを行う。閾値レベルについては、クロ
ック速度の変更のために所望のヒステリシスを与えるよう決定でき、このレベル
は、クロック速度の、以前の変更結果に従って、制御ユニット72によって適応
性を有するように調節できる、ということが分かる。
総伝送容量は、回線12上のシンボル送信速度だけでなく、シンボル毎のビッ
ト数によっても決まり、さらには、使用する変調方法により決定される。上述し
たように、モデムのDSPは、16QAM,QPSK,BPSKといった複数の
変調方法(各々が、送信シンボル毎に4ビット、2ビット、1ビットを与える)
のいずれかを提供できる。上述した、シンボル送信速度を動的に変化させるのと
同じ方法で、制御ユニット72はまた、あるいはその代わりに、変調方法を動的
に変化させることができる。シンボル送信速度および/または変調方法を変更す
るか否かについての決定は、現在のシンボル送信速度や変調方法、これら動作パ
ラメータの履歴、誤り率、そして、遅延、信号レベル、エコー・パラメータのよ
うな監視された回線12の特性といった、様々パラメータに従って、制御ユニッ
ト72により可能となる。
いずれの場合でも、上述した動的な変更によって、マスタ・モデム34内の制
御ユニット72が、それが接続されている特定の回線12に対する特定の時間に
おいて、クロック速度および変調方法を決定し、使用できるようになり、その回
線における最適な総伝送容量が提供される。この最適容量には、エラーとなって
再送しなければならない、ある比率のフレームが含まれ、これは、上述した衝突
回避プロトコルによって調整される。
この総伝送容量は、かなり広い範囲に渡り変更可能である。例えば、回線12
が短く、良好な状態であれば、16QAM、クロック速度3MHzの変調方法で
、10Mb/sという10BASE−Tのビット速度のオーダーの総伝送容量を
提供できる。逆に、回線12が長く(ここでは、回線12が無負荷で、音声帯域
よりも高い周波数で信号の通信を可能にしなければならない、ということが分か
る)、状態が悪ければ(例えば、ノイズや漏話がある)、変調方法をBPSKと
し、クロック速度を、例えば、30kHzに下げる。それによって、(モデム・
フィルタの帯域幅を越えるのを認める、例えば、0.85ビット/Hzにおいて
)約25Kb/sの総伝送容量が提供される。しかし、この総伝送容量でも、従
来の2線式電話回線を介したネットワーク接続を提供する、現在使用中のダイヤ
ルアップ・モデムの最大ビット速度と同じである。実際には、提供される総伝送
容量は、これら極値の間にあり、また、現在使用されているダイヤルアップ・モ
デム、あるいはISDN電話回線が提供しうるものよりも、一般的には十分に上
回っている。
また、マスタ・モデム34は、スレーブ・モデムより何らECAP応答フレー
ムを受信しない場合に、既知のモデム通信方法にフォール・バックするよう構成
できる。それによって、同じマスタ・モデムが、上述したスレーブ・モデム、ま
たは従来のモデムと交互に動作することが可能となる。
上述したネットワーク・アクセス装置とプロトコルを使用する際、マスタ・モ
デム、スレーブ・モデム、および回線12は、単にワイヤリング36,34間に
おいて、トランスペアレントに双方向にイーサネット・フレームを送信している
。従って、加入者には、何らダイヤル処理なしに、また、PSTNを介した電話
接続を伴わずに、ワイヤリング36,46が直接、相互接続されているかのよう
に、(ネットワークおよび加入者から見て)同じようにネットワーク接続が提供
され
る。上述したように、このネットワーク接続は、最適な総伝送容量を提供するよ
う、動的に変更可能な方法で確立される。この容量は、回線12の特性、および
ノイズや漏話レベルといった有力な状態に対しても、上流側と下流側のデータ・
フレームについての動的に可変かつ最適化された比で共有することができる。短
い回線12に対して、総伝送容量が10BASE−T LANのビット速度に匹
敵するため、イーサネット・フレームの通信には、特有の性能劣化はない。さら
に、回線12上のフレームが、バースト・モードで通信されるため、同一ライン
上で連続的にデータ送信を行う場合よりも、ライン上のエネルギが統計的に少な
くなる。そのため、同一ケーブル内での他の回線との漏話が減少する。さらには
、同じ回線12が、従来の通話信号を同時に搬送できるため、このネットワーク
・アクセス装置を電話加入者へ提供することで、電話回線を追加したり、分離さ
せる必要が生じることはない。
従って、TD14からネットワーク・アクセス装置を使用することは、TD1
4が、イーサネット・インタフェースを介して、イーサネット・スイッチ38に
直接、接続されているのと実質的に同じである。TD14は、従来のソフトウェ
アを実行しており、そのソフトウェアは、ネットワークへの最初のアクセスに対
して、既知の方法で、上流側のイーサネット・フレームで情報パケットを送信す
る。これらのパケットには、例えば、宛先アドレスとしての、管理装置42のネ
ットワーク・アドレスと、送信元アドレスとしての、TD14のネットワーク・
アドレスが含まれる。これらのパケットは、既知の方法で、イーサネット・スイ
ッチ38を介して、装置42に経路指定され、スイッチ38は、TD14のアド
レスを格納して、このTDに対する、このアドレスに向けられたイーサネット・
フレームを続けて方向づける。装置42は、既知の方法で、TD14の送信元ア
ドレスを認識して、ウエルカム・メッセージを提供するか、あるいは、送信元ア
ドレスを認識しないで、登録処理を開始する。そして、通信は、既知の直接接続
を介さずに、モデム34,32、および回線12を介して行われることを除いて
は、周知の方法で継続される。
上記のごとく詳述し、また、図3に示した実施の形態において、スレーブ・モ
デム32は、TD14に接続されたイーサネット・インタフェース30から分離
され、それ自身のイーサネット・インタフェースとネットワーク・アドレスを有
している。この形態は、スレーブ・モデムが、ワイヤリング46を介して、加入
者LANに接続されている場合には都合よいが、スレーブ・モデム32が、単一
のTD14のみに接続されている場合には、不要あるいは望ましくないものとな
る。スレーブ・モデム32とイーサネット30が、例えば、娯楽装置に適するよ
うに、TD14に内蔵される複合ユニットとして統合される場合には、特に望ま
しくないものとなる。加入者LANの場合でも、ブリッジ48は、スレーブ・モ
デム32が内蔵された端末装置と考えることができる。
従って、スレーブ・モデム32が、最終的にTD14に接続される方法は、本
発明に関する限り、比較的、任意的なものである、と理解でき、TD14への接
続のために、スレーブ・モデムのバッファ104,106へ送信されたり、受信
されるイーサネット・フレーム間で情報が変換あるいは翻訳される必要があるだ
けで、いかなる形態(例えば、既知の形態のPCM/CIAインタフェース)も
が要求され、さらに、ネットワーク・アドレスが、このTD,トランスレータ、
および/またはスレーブ・モデムを識別することだけが必要とされる。望ましく
は、スレーブ・モデム32とイーサネット・インタフェース30が、例えば、図
15に示すような形態を有する複合ユニットに統合される。
図15に示す複合ユニットは、図8を参照して上述したスレーブ・モデム32
と同様の形態を有し、動作する。そして、同一の部分を示すために同じ番号を使
用するが、違うのは、図8のスレーブ・モデムのイーサネット・インタフェース
100とワイヤリング46、そして、図3のイーサネット・インタフェース30
が、データ・トランスレータ150で置き換えられていることである。このトラ
ンスレータ150は、制御ユニット102とバッファ104,106へのインタ
フェース152と、TD14へのインタフェース154とを有する。これらは、
上述のような既知のイーサネット・インタフェース100,30の対応する部分
と同じように構成され、動作する。これらのインタフェース152,154間に
あるユニット150は、TDインタフェース154とイーサネット・フレーム・
バッファ104,106との間でデータの翻訳をし、また、単一のネットワーク
・アドレスを供給するために必要なイーサネット・インタフェース100,30
の既知の回路および機能を最小限にしたサブセットを含む。これによって、上述
した、本発明の実施の形態のように、スレーブ・モデム32とイーサネット・イ
ンタフェース30各々に対して2つのネットワーク・アドレスが必要となるとい
う欠点を回避できる。しかし、これでは、制御ユニット102に対するECAP
制御フレームと、TD14用のデータを含むイーサネット・フレームを包み込む
ECAPデータ・フレームとを区別する必要がある。
制御フレームとデータ・フレームが、個別のECAPフレームである場合、イ
ーサネット・フレームのL/Tフィールドを使用すれば、便宜上、この区別はで
きる。ECAPの制御フレームに対して、L/Tフィールドは、イーサネット・
フレームに対する最大値1500よりも大きい値を有する、前もって割り当てた
(そうでなければ、未使用の)タイプを含むことができ、制御ユニット102が
それを認識すると、制御フレームは、トランスレータ105へは転送されない。
その代わり、あるいは、それに加えて、上述のようにECAP制御情報をイーサ
ネット・フレームに付加できる。例えば、オーバーヘッド・フィールドO/H内
に付加するか、あるいは、包み込まれたイーサネット・フレームのFCSフィー
ルドと、ECAPフレームのチェック・フィールドCHKとの間に付加される。
いずれの場合でも、制御情報の大きさは固定でき、あるいは、その大きさを示す
ように、それ自身の長さフィールドを含むことができる。イーサネット・フレー
ムを改ざんするような、あらゆる危険性を回避するため、包み込まれたイーサネ
ット・フレームのL/Tフィールドは変更されない。
本発明に係る特定の実施の形態、および様々な変形について詳細に述べてきた
が、請求項記載の本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて、他の数多くの修正
、変形、および改良が可能である。
【手続補正書】
【提出日】1998年11月24日
【補正内容】
特許請求の範囲の補正
1. 双方向の通信経路を介して、CSMA/CD(キャリア・センス多重アク
セス/衝突検出)経路へ情報パケットを送信し、また、このCSMA/CD経路
より情報パケットを受信する情報パケットの通信方法において、
前記CSMA/CD経路に結合されるCSMA/CDインタフェースを有する
第1のモデムを介して、前記CSMA/CD経路へ前記通信経路の第1の端部を
結合し、この結合によって、前記情報パケットを前記CSMA/CD経路と前記
第1のモデムとの間で通信する工程と、
前記通信経路の第2の端部を第2のモデムへ結合する工程と、
前記通信経路を介して、前記第1のモデムと第2のモデムとの間で、この第1 のモデムによって制御される
半二重通信を使用して前記情報パケットを通信する
工程と、
前記通信経路を介して、前記第1のモデムから第2のモデムへ前記半二重通信 を制御するための制御情報を通信する工程
とを備えることを特徴とする情報パケ
ットの通信方法。
2. さらに、前記第2のモデムから第1のモデムへ応答情報を通信する工程を
備えることを特徴とする請求項1記載の情報パケットの通信方法。
3. 前記半二重通信を用いた前記情報パケットを通信する工程は、情報フレー
ム内に情報パケットを包み込む工程を備え、前記情報フレームは、少なくとも、
前記包み込まれた情報パケットのエラー・チェックを行うエラー・チェック・フ
ィールドからなることを特徴する請求項1または2記載の情報パケットの通信方
法。4
. さらに、前記通信経路を介して、前記第1のモデムと第2のモデムとの間
で、さらなるフレームを通信する工程を備え、前記さらなるフレーム各々は、前
記モデムの動作に関する情報、および、少なくとも、これらのモデムの動作に関
する前記情報のエラー・チェックを行うエラー・チェック・フィールドからなる
ことを特徴とする請求項3記載の情報パケットの通信方法。5
. 前記モデム間で、前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、前
記CSMA/CD経路を介して通信されるイーサネット・フレームの、少なくと
もアドレス、長さ、データ・フィールドからなることを特徴とする請求項1乃至4
のいずれかに記載の情報パケットの通信方法。6
. 前記モデム間で、前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、さ
らに、前記CSMA/CD経路を介して通信される各イーサネット・フレームの
フレーム・チェック・シーケンスからなることを特徴とする請求項5記載の情報
パケットの通信方法。7
. 前記モデム間で通信される各情報パケットは、さらに、イーサネット・フ
レームのプリアンブルと開始フレーム・デリミタとからなることを特徴とする請
求項6記載の情報パケットの通信方法。8
. さらに、各通信経路を介して、前記第1のモデムと複数の第2のモデムと
の間で情報パケットを通信するために、前記第1のモデムの信号を多重化する工
程を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の情報パケットの
通信方法。
9. 前記通信経路は、2線式回線からなり、また、前記モデムは、電話信号の
周波数よりも高い周波数で、前記回線を介して前記情報パケットを通信し、当該
情報パケットの通信方法は、さらに、
前記回線を介して電話信号を通信する工程と、
前記回線の各端部において、電話信号と情報パケットを組み合わせて、前記回
線を介して通信されるようにし、かつ、ダイプレクサを使用して、前記回線を介
して通信された電話信号と情報パケットを分離する工程とを備えることを特徴と
する請求項1乃至8のいずれかに記載の情報パケットの通信方法。10
. さらに、前記通信経路を介して前記第1のモデムと第2のモデムとの間
で前記情報パケットを通信する際のエラーを監視する工程と、
前記監視されたエラーに従って、前記第1のモデムと第2のモデムの動作を判
定する工程とを備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の情報
パケットの通信方法。11
. 前記監視されたエラーに従って、前記モデムの動作を判定する工程は、
前記通信経路を介して前記情報パケットを通信するために、前記モデムの信号帯
域幅を変える工程を備えることを特徴とする請求項10記載の情報パケットの通
信方法。12
. 前記監視されたエラーに従って、前記モデムの動作を判定する工程は、
前記通信経路を介して前記情報パケットを通信するために、前記モデムの変調方
法を変える工程を備えることを特徴とする請求項10または11記載の情報パケ
ットの通信方法。13
. 前記第2のモデムはCSMA/CDインタフェースを有し、当該情報パ
ケットの通信方法は、さらに、前記第2のモデムのCSMA/CDインタフェー
スを介して、この第2のモデムと第2のCSMA/CD経路との間で前記情報パ
ケットを通信する工程を備えることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに
記載の情報パケットの通信方法。14
. 双方向の通信経路を介し、CSMA/CD(キャリア・センス多重アク
セス/衝突検出)経路を使用して通信を提供する通信方法において、
前記通信経路の第1の端部において、前記ネットワークにCSMA/CDイン
タフェースを提供し、前記インタフェースを介して前記ネットワークより受信し
た情報パケットを、第1のバッファ内にバッファリングし、この第1のバッファ
より前記通信経路へ情報パケットを供給し、そして、この前記通信経路へ制御情
報を提供する工程と、
前記通信経路の第2の端部において、この通信経路を介して受信した情報パケ
ットを、第2のバッファ内にバッファリングし、前記通信経路より前記制御情報
を受信し、この通信経路を介して前記ネットワークへ供給される情報パケットを
、第3のバッファ内にバッファリングし、そして、前記制御情報に従って、前記
第3のバッファから前記通信経路へ情報パケットを供給する工程と、
前記通信経路の前記第1の端部において、この通信経路を介して受信した情報
パケットを、第4のバッファに供給し、そして、前記インタフェースを介して、
この第4のバッファから前記ネットワークへ前記情報パケットを供給する工程と
を備え、
前記制御情報、および、前記第3のバッファから前記通信経路へ情報パケット
を供給するのに前記制御情報に従うことは、前記第1のバッファから第2のバッ
ファへ通信される情報パケットと、前記第3のバッファから第4のバッファへ通
信される情報パケットとの間における、前記通信経路上での衝突を回避するよう
構成されていることを特徴とする通信方法。15
. さらに、少なくとも、いくつかの前記バッファの充填状態を監視する工
程と、
前記第1のバッファより第2のバッファへ通信された情報パケットと、前記第
3のバッファから第4のバッファへ通信された情報パケットとの比を、前記監視
された充填状態に従って変える工程とを備えることを特徴とする請求項14記載
の通信方法。16
.前記第1のバッファより前記通信経路へ情報パケットを供給する工程と、
前記第3のバッファより前記通信経路へ情報パケットを供給する工程は、情報フ
レーム内に情報パケットを包み込む工程を備え、この情報フレームは、少なくと
も前記包み込まれた情報パケットのエラー・チェックを行うエラー・チェック・
フィールドからなることを特徴とする請求項14または15記載の通信方法。17
. 前記制御情報を前記通信経路に供給する工程は、少なくとも、いくつか
の前記情報フレーム内に制御情報を含める工程を備えることを特徴とする請求項16
記載の通信方法。18
. 前記制御情報を前記通信経路へ供給する工程は、さらなるフレームを通
信する工程を備え、前記さらなるフレーム各々は、制御情報と、少なくともこの
制御情報のエラー・チェックを行うエラー・チェック・フィールドとからなるこ
とを特徴とする請求項16または17記載の通信方法。19
. 前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、前記CSMA/C
Dインタフェースを介して通信されるイーサネット・フレームの、少なくともア
ドレス、長さ、データ・フィールドからなることを特徴とする請求項14乃至1 8
のいずれかに記載の通信方法。20
. 前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、さらに、前記CS
MA/CDインタフェースを介して通信される各イーサネット・フレームのフレ
ーム・チェック・シーケンスからなることを特徴とする請求項19記載の通信方
法。21
. 前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、さらに、イーサネ
ット・フレームのプリアンブルと開始フレーム・デリミタからなることを特徴と
する請求項20記載の通信方法。22
. 前記情報パケットは、前記通信経路の第1および第2の端部にあるモデ
ム間における変調信号として、この通信経路を介して通信されることを特徴とす
る請求項14乃至21のいずれかに記載の通信方法。23
. さらに、前記通信経路を介して前記情報パケットを通信する際のエラー
を監視する工程と、
前記監視されたエラーに従って、前記モデムの信号帯域幅および/または変調
方法を変える工程とを備えることを特徴とする請求項22記載の通信方法。24
. さらに、複数の通信経路各々の第2の端部にある複数のモデムを使用し
て情報パケットを通信するために、前記通信経路の第1の端部にある前記モデムの信号
を多重化する工程を備えることを特徴とする請求項22または23記載の
通信方法。25
. 前記通信経路は2線式電話加入者回線からなり、前記モデムは、電話信
号の周波数よりも高い周波数で、前記回線を介して前記情報パケットを通信し、
当該通信方法は、さらに、
前記回線を介して電話信号を通信する工程と、
前記回線の各端部において、電話信号と情報パケットを組み合わせて、前記回
線を介して通信されるようにし、かつ、ダイプレクサを使用して、前記回線を介
して通信された電話信号と情報パケットを分離する工程とを備えることを特徴と
する請求項22乃至24のいずれかに記載の通信方法。26
. さらに、前記通信経路の第2の端部において、第2のCSMA/CDイ
ンタフェースをCSMA/CD経路に提供する工程と、
前記第2のCSMA/CDインタフェースを介して、前記第2および第3のバ
ッファと前記CSMA/CD経路との間で情報パケットを通信する工程とを備え
ることを特徴とする請求項14乃至25のいずれかに記載の通信方法。27
. さらに、前記第3のバッファの充填状態に応じて、前記第2のCSMA
/CDインタフェースより前記CSMA/CD経路にジャミングをかける工程を
備えることを特徴とする請求項26記載の通信方法。28
. 2線式電話加入者回線を介して、CSMA/CD(キャリア・センス多
重アクセス/衝突検出)ネットワークに端末装置を結合する結合方法において、
情報パケット・バッファと前記ネットワークへのCSMA/CDインタフェー
スとを含む第1のモデムを介して、前記回線の第1の端部を前記ネットワークへ
結合する工程と、
情報パケット・バッファと前記端末装置へのインタフェースとを含む第2のモ
デムを介して、前記回線の第2の端部を前記端末装置に結合する工程と、
前記CSMA/CDインタフェース、第1のモデム、回線、第2のモデム、お
よび端末装置インタフェースを介して、前記ネットワークから前記端末装置へ、
情報パケットを下流側へ通信する工程と、
前記第1のモデムから第2のモデムへ、制御情報を下流側へ通信する工程と、
下流側へ通信される前記情報パケットと制御情報への干渉を回避するために、
前記制御情報により制御される、前記端末装置インタフェース、第2のモデム、
回線、第1のモデム、およびCSMA/CDインタフェースを介して、時々、前
記端末装置から前記ネットワークへ情報パケットを上流側へ通信する工程とを備
えることを特徴とする結合方法。29
. 前記モデムは、電話信号の周波数よりも高い周波数で、前記回線を介し
て通信を行い、当該結合方法は、さらに、前記回線上の電話信号とモデム通信と
を周波数ダイプレックスする工程を備えることを特徴とする請求項28記載の結
合方法。30
. さらに、前記電話加入者回線各々を介して複数の第2のモデムと通信を
行うために、前記第1のモデムの信号を多重化する工程を備えることを特徴とす
る請求項28または29記載の結合方法。31
. さらに、前記第1のモデムと第2のモデムとの間で情報パケットを通信
する際のエラーを監視する工程と、
前記監視されたエラーに従って、前記モデムの信号帯域幅および/または変調
方法を変える工程とを備えることを特徴とする請求項28乃至30のいずれかに
記載の結合方法。32
. さらに、前記情報パケット・バッファの充填状態を監視する工程と、
前記監視された充填状態に従って、下流側に通信される情報パケットと上流側
に通信される情報パケットの比を変える工程とを備えることを特徴とする請求項28
乃至31のいずれかに記載の結合方法。33
. 通信経路を介して、CSMA/CD(キャリア・センス多重アクセス/
衝突検出)経路との通信を供給するネットワーク・アクセス装置において、
前記通信経路の第1の端部を前記CSMA/CD経路に結合する第1のユニッ
トであって、この第1のユニットは、前記CSMA/CD経路へ接続するための
CSMA/CDインタフェースと、前記通信経路への供給のために、前記CSM
Λ/CDインタフェースを介して、前記CSMA/CD経路より供給された情報
パケットをバッファリングするバッファと、前記CSMA/CDインタフェース
を介して前記CSMA/CD経路へ供給を行うため、前記通信経路より受信した
情報パケットをバッファリングするバッファと、制御ユニットとからなる、当該
第1のユニットと、
前記通信経路の第2の端部へ接続を行う第2のユニットであって、この第2の
ユニットは、前記通信経路を介して受信した情報パケットをバッファリングする
バッファと、前記通信経路へ供給される情報パケットをバッファリングするバッ
ファと、制御ユニットとからなる、当該第2のユニットとを備え、
前記第1のユニットと第2のユニットの前記制御ユニットは、これら第1のユ
ニットと第2のユニットの前記バッファ間にある前記通信経路を介して、前記情
報パケットを、半二重方法で双方向に通信するために、前記通信経路を介して制
御情報を交換するよう構成されていることを特徴とするネットワーク・アクセス
装置。34
. 前記第1のユニットと第2のユニットは、前記通信経路を介して、前記
情報パケットと制御情報を変調信号として通信するモデムを備えることを特徴と
する請求項33記載のネットワーク・アクセス装置。35
. 前記第1のユニットと第2のユニットの前記モデムは、電話信号の周波
数より高い周波数で前記変調信号を生成するよう構成され、また、前記第1のユ
ニットと第2のユニット各々は周波数ダイプレクサを有し、これらのユニットは
、この周波数ダイプレクサを介して前記通信経路へ結合されており、この周波数
ダイプレクサは、さらに、前記通信経路を介して電話信号の同時通信を行うため
に電話装置へ接続されていることを特徴とする請求項34記載のネットワーク・
アクセス装置。36
. 前記第1のユニットは、さらに、複数の通信経路に対する個々のバッフ
ァと、各通信経路への各バッファを介して、前記CSMA/CDインタフェース
の多重接続を行うマルチプレクサおよびデマルチプレクサとを備えることを特徴
とする請求項33乃至35のいずれかに記載のネットワーク・アクセス装置。37
. 前記第2のユニットは、前記通信経路の第2の端部に、前記第2のユニ
ットのバッファとCSMA/CD経路との間で情報パケットを結合するためのC
SMA/CDインタフェースを備えることを特徴とする請求項33乃至36のい
ずれかに記載のネットワーク・アクセス装置。38
. 2線式回線を介してイーサネット・フレームの情報パケットを通信する
モデムにおいて、
制御ユニットと、
前記イーサネット・フレームの情報パケットを提供し、受信するインタフェー
スと、
前記インタフェースからの情報パケットを受信し、バッファリングを行う第1
のバッファと、
前記制御ユニットに応答して、前記第1のバッファから2線式回線への情報パ
ケットからなる変調信号を提供する変調器と、
前記2線式回線を介して受信した変調信号を復調して復調信号を生成する復調
器と、
前記インタフェースへ供給するため、前記復調信号に含まれる情報パケットを
受信し、バッファリングを行う第2のバッファとを備え、
前記制御ユニットは、前記2線式回線上の前記変調信号中の制御情報を生成し
たり、あるいは、その制御情報に応答して、前記2線式回線を介して変調信号を
受信していないときにのみ、時々、前記変調器を制御して、この2線式回線へ変
調信号を提供するよう構成されていることを特徴とするモデム。39
. 前記インタフェースは、CSMA/CD(キャリア・センス多重アクセ
ス/衝突検出)経路へのCSMA/CDインタフェースを備えることを特徴とす
る請求項38記載のモデム。40
. 前記変調器は、電話信号の周波数より高い周波数で前記変調信号を提供
し、前記復調器は、電話信号の周波数より高い周波数で前記変調信号を復調し、
当該モデムは、さらに、
前記2線式回線に前記変調信号を結合し、また、この2線式回線より前記変調
信号の結合を受け、そして、この2線式回線への電話信号の結合と、この2線式
回線からの前記電話信号の結合を同時に行うために、電話装置に対して2線式接
続を行う周波数ダイプレクサを備えることを特徴とする請求項38または39記
載のモデム。41
. さらに、前記復調器に前記2線式回線を結合する高域通過フィルタを備
え、この高域通過フィルタは、前記2線式回線に整合する終端を与えることを特
徴とする請求項38乃至40のいずれかに記載のモデム。42
. さらに、前記2線式回線に前記変調器を結合する電流発生器を備えるこ
とを特徴とする請求項41記載のモデム。43
. 前記制御ユニットは、複数の2線式回線上の前記変調信号に対して前記
制御情報を生成するよう構成され、当該モデムは、さらに、
前記複数の回線各々に関して情報パケットをバッファリングする個別の第1の
バッファと第2のバッファと、
前記制御ユニットによって制御され、前記複数の2線式回線のいずれかを前記
復調器に結合するマルチプレクサと、
前記制御ユニットによって制御され、前記変調器を前記複数の2線式回線のい
ずれかに結合するマルチプレクサとを備えることを特徴とする請求項38乃至4 2
のいずれかに記載のモデム。44
. 前記制御ユニットによって制御され、前記複数の2線式回線各々に対す
る特性、変調あるいは復調それぞれに関する情報を格納し、その情報を変調器あ
るいは復調器に提供する格納部を備えることを特徴とする請求項43記載のモデ
ム。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 リチャーズ・ロジャー・エスティー.パト
リック
アメリカ合衆国,30066,ジョージア州,
マリエッタ,ケリー クリーク ドライブ
1961
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 双方向の通信経路を介して、CSMA/CD(キャリア・センス多重アク セス/衝突検出)経路へ情報パケットを送信し、また、このCSMA/CD経路 より情報パケットを受信する情報パケットの通信方法において、 前記CSMA/CD経路に結合されるCSMA/CDインタフェースを有する 第1のモデムを介して、前記CSMA/CD経路へ前記通信経路の第1の端部を 結合し、この結合によって、前記情報パケットを前記CSMA/CD経路と前記 第1のモデムとの間で通信する工程と、 前記通信経路の第2の端部を第2のモデムへ結合する工程と、 前記通信経路を介して、前記第1のモデムと第2のモデムとの間で、半二重通 信を使用して前記情報パケットを通信する工程とを備えることを特徴とする情報 パケットの通信方法。 2. 前記半二重通信は、前記第1のモデムによって制御され、当該情報パケッ トの通信方法は、さらに、前記通信経路を介して、前記第1のモデムから第2の モデムへ制御情報を通信する工程を備えることを特徴とする請求項1記載の情報 パケットの通信方法。 3. 前記半二重通信を用いた前記情報パケットを通信する工程は、情報フレー ム内に情報パケットを包み込む工程を備え、前記情報フレームは、少なくとも、 前記包み込まれた情報パケットのエラー・チェックを行うエラー・チェック・フ ィールドからなることを特徴する請求項1または2記載の情報パケットの通信方 法。 4. さらに、少なくともいくつかの情報フレーム内に、前記モデムの動作に関 する情報を含ませる工程を備えることを特徴とする請求項3記載の情報パケット の通信方法。 5. 前記モデムの動作に関する前記情報は、前記第1のモデムから第2のモデ ムへの制御情報、および、前記第2のモデムから第1のモデムへの応答情報から なることを特徴する請求項4記載の情報パケットの通信方法。 6. さらに、前記通信経路を介して、前記第1のモデムと第2のモデムとの間 で、さらなるフレームを通信する工程を備え、前記さらなるフレーム各々は、前 記モデムの動作に関する情報、および、少なくとも、これらのモデムの動作に関 する前記情報のエラー・チェックを行うエラー・チェック・フィールドからなる ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の情報パケットの通信方法。 7. 前記モデム間で、前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、前 記CSMA/CD経路を介して通信されるイーサネット・フレームの、少なくと もアドレス、長さ、データ・フィールドからなることを特徴とする請求項1乃至 6のいずれかに記載の情報パケットの通信方法。 8. 前記モデム間で、前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、さ らに、前記CSMA/CD経路を介して通信される各イーサネット・フレームの フレーム・チェック・シーケンスからなることを特徴とする請求項7記載の情報 パケットの通信方法。 9. 前記モデム間で通信される各情報パケットは、さらに、イーサネット・フ レームのプリアンブルと開始フレーム・デリミタとからなることを特徴とする請 求項8記載の情報パケットの通信方法。 10. さらに、各通信経路を介して、前記第1のモデムと複数の第2のモデム との間で情報パケットを通信するために、前記第1のモデムを多重化する工程を 備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の情報パケットの通信 方法。 11. 前記通信経路は、2線式回線からなることを特徴とする請求項1乃至1 0のいずれかに記載の情報パケットの通信方法。 12. 前記モデムは、電話信号の周波数よりも高い周波数で、前記回線を介し て前記情報パケットを通信し、当該情報パケットの通信方法は、さらに、 前記回線を介して電話信号を通信する工程と、 前記回線の各端部において、電話信号と情報パケットを組み合わせて、前記回 線を介して通信されるようにし、かつ、ダイプレクサを使用して、前記回線を介 して通信された電話信号と情報パケットを分離する工程とを備えることを特徴と する請求項11記載の情報パケットの通信方法。 13. さらに、前記通信経路を介して前記第1のモデムと第2のモデムとの間 で前記情報パケットを通信する際のエラーを監視する工程と、 前記監視されたエラーに従って、前記第1のモデムと第2のモデムの動作を判 定する工程とを備えることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の情 報パケットの通信方法。 14. 前記監視されたエラーに従って、前記モデムの動作を判定する工程は、 前記通信経路を介して前記情報パケットを通信するための、前記モデムの信号帯 域幅を変える工程を備えることを特徴とする請求項13記載の情報パケットの通 信方法。 15. 前記監視されたエラーに従って、前記モデムの動作を判定する工程は、 前記通信経路を介して前記情報パケットを通信するための、前記モデムの変調方 法を変える工程を備えることを特徴とする請求項13または14記載の情報パケ ットの通信方法。 16. 前記第2のモデムはCSMA/CDインタフェースを有し、当該情報パ ケットの通信方法は、さらに、前記第2のモデムのCSMA/CDインタフェー スを介して、この第2のモデムと第2のCSMA/CD経路との間で情報パケッ トを通信する工程を備えることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載 の情報パケットの通信方法。 17. 双方向の通信経路を介し、CSMA/CD(キャリア・センス多重アク セス/衝突検出)経路を使用して通信を提供する通信方法において、 前記通信経路の第1の端部において、前記ネットワークにCSMA/CDイン タフェースを提供し、前記インタフェースを介して前記ネットワークより受信し た情報パケットを、第1のバッファ内にバッファリングし、この第1のバッファ より前記通信経路へ情報パケットを供給し、そして、この前記通信経路へ制御情 報を提供する工程と、 前記通信経路の第2の端部において、この通信経路を介して受信した情報パケ ットを、第2のバッファ内にバッファリングし、前記通信経路より前記制御情報 を受信し、この通信経路を介して前記ネットワークへ供給される情報パケットを 、第3のバッファ内にバッファリングし、そして、前記制御情報に従って、前記 第3のバッファから前記通信経路へ情報パケットを供給する工程と、 前記通信経路の前記第1の端部において、この通信経路を介して受信した情報 パケットを、第4のバッファに供給し、そして、前記インタフェースを介して、 この第4のバッファから前記ネットワークへ前記情報パケットを供給する工程と を備え、 前記制御情報、および、前記第3のバッファから前記通信経路へ情報パケット を供給するのに前記制御情報に従うことは、前記第1のバッファから第2のバッ ファへ通信される情報パケットと、前記第3のバッファから第4のバッファへ通 信される情報パケットとの間における、前記通信経路上での衝突を回避するよう 構成されていることを特徴とする通信方法。 18. さらに、少なくとも、いくつかの前記バッファの充填状態を監視する工 程と、 前記第1のバッファより第2のバッファへ通信された情報パケットと、前記第 3のバッファから第4のバッファへ通信された情報パケットとの比を、前記監視 された充填状態に従って変える工程とを備えることを特徴とする請求項17記載 の通信方法。 19. 前記第1のバッファより前記通信経路へ情報パケットを供給する工程と 、前記第3のバッファより前記通信経路へ情報パケットを供給する工程は、情報 フレーム内に情報パケットを包み込む工程を備え、この情報フレームは、少なく とも前記包み込まれた情報パケットのエラー・チェックを行うエラー・チェック ・フィールドからなることを特徴とする請求項17または18記載の通信方法。 20. 前記制御情報を前記通信経路に供給する工程は、少なくとも、いくつか の前記情報フレーム内に制御情報を含める工程を備えることを特徴とする請求項 19記載の通信方法。 21. 前記制御情報を前記通信経路へ供給する工程は、さらなるフレームを通 信する工程を備え、前記さらなるフレーム各々は、制御情報と、少なくともこの 制御情報のエラー・チェックを行うエラー・チェック・フィールドとからなるこ とを特徴とする請求項19または20記載の通信方法。 22. 前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、前記CSMA/C D経路を介して通信されるイーサネット・フレームの、少なくともアドレス、長 さ、データ・フィールドからなることを特徴とする請求項17乃至21のいずれ かに記載の通信方法。 23. 前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、さらに、CSMA /CD経路を介して通信される各イーサネット・フレームのフレーム・チェック ・シーケンスからなることを特徴とする請求項22記載の通信方法。 24. 前記通信経路を介して通信される各情報パケットは、さらに、イーサネ ット・フレームのプリアンブルと開始フレーム・デリミタからなることを特徴と する請求項23記載の通信方法。 25. 前記情報パケットは、前記通信経路の第1および第2の端部にあるモデ ム間における変調信号として、この通信経路を介して通信されることを特徴とす る請求項17乃至24のいずれかに記載の通信方法。 26. さらに、前記通信経路を介して前記情報パケットを通信する際のエラー を監視する工程と、 前記監視されたエラーに従って、前記モデムの信号帯域幅および/または変調 方法を変える工程とを備えることを特徴とする請求項25記載の通信方法。 27. さらに、複数の通信経路各々の第2の端部にある複数のモデムを使用し て情報パケットを通信するために、前記通信経路の第1の端部にある前記モデム を多重化する工程を備えることを特徴とする請求項25または26記載の通信方 法。 28. 前記通信経路は2線式電話加入者回線からなり、前記モデムは、電話信 号の周波数よりも高い周波数で、前記回線を介して前記情報パケットを通信し、 当該通信方法は、さらに、 前記回線を介して電話信号を通信する工程と、 前記回線の各端部において、電話信号と情報パケットを組み合わせて、前記回 線を介して通信されるようにし、かつ、ダイプレクサを使用して、前記回線を介 して通信された電話信号と情報パケットを分離する工程とを備えることを特徴と する請求項25乃至27のいずれかに記載の通信方法。 29. さらに、前記通信経路の第2の端部において、第2のCSMA/CDイ ンタフェースを第2のCSMA/CD経路に提供する工程と、 前記第2のCSMA/CDインタフェースを介して、前記第2および第3のバ ッファと前記第2のCSMA/CD経路との間で情報パケットを通信する工程と を備えることを特徴とする請求項17乃至28のいずれかに記載の通信方法。 30. さらに、前記第3のバッファの充填状態に応じて、前記第2のCSMA /CDインタフェースより前記第2のCSMA/CD経路にジャミングをかける 工程を備えることを特徴とする請求項29記載の通信方法。 31. 2線式電話加入者回線を介して、CSMA/CD(キャリア・センス多 重アクセス/衝突検出)ネットワークに端末装置を結合する結合方法において、 情報パケット・バッファと前記ネットワークへのCSMA/CDインタフェー スとを含む第1のモデムを介して、前記回線の第1の端部を前記ネットワークへ 結合する工程と、 情報パケット・バッファと前記端末装置へのインタフェースとを含む第2のモ デムを介して、前記回線の第2の端部を前記端末装置に結合する工程と、 前記CSMA/CDインタフェース、第1のモデム、回線、第2のモデム、お よび端末装置インタフェースを介して、前記ネットワークから前記端末装置へ、 情報パケットを下流側へ通信する工程と、 前記第1のモデムから第2のモデムへ、制御情報を下流側へ通信する工程と、 下流側へ通信される前記情報パケットと制御情報への干渉を回避するために、 前記制御情報により制御される、前記端末装置インタフェース、第2のモデム、 回線、第1のモデム、およびCSMA/CDインタフェースを介して、時々、前 記端末装置から前記ネットワークへ情報パケットを上流側へ通信する工程とを備 えることを特徴とする結合方法。 32. 前記モデムは、電話信号の周波数よりも高い周波数で、前記回線を介し て通信を行い、当該結合方法は、さらに、前記回線上の電話信号とモデム通信と を周波数ダイプレックスする工程を備えることを特徴とする請求項31記載の結 合方法。 33. さらに、前記電話加入者回線各々を介して複数の第2のモデムと通信を 行うために、前記第1のモデムを多重化する工程を備えることを特徴とする請求 項31または32記載の結合方法。 34. さらに、前記第1のモデムと第2のモデムとの間で情報パケットを通信 する際のエラーを監視する工程と、 前記監視されたエラーに従って、前記モデムの信号帯域幅および/または変調 方法を変える工程とを備えることを特徴とする請求項31乃至33のいずれかに 記載の結合方法。 35. さらに、前記情報パケット・バッファの充填状態を監視する工程と、 前記監視された充填状態に従って、下流側に通信される情報パケットと上流側 に通信される情報パケットの比を変える工程とを備えることを特徴とする請求項 31乃至34のいずれかに記載の結合方法。 36. 通信経路を介して、CSMA/CD(キャリア・センス多重アクセス/ 衝突検出)経路との通信を供給するネットワーク・アクセス装置において、 前記通信経路の第1の端部を前記CSMA/CD経路に結合する第1のユニッ トであって、この第1のユニットは、前記CSMA/CD経路へ接続するための CSMA/CDインタフェースと、前記通信経路への供給のために、前記CSM A/CDインタフェースを介して、前記CSMA/CD経路より供給された情報 パケットをバッファリングするバッファと、前記CSMA/CDインタフェース を介して前記CSMA/CD経路へ供給を行うため、前記通信経路より受信した 情報パケットをバッファリングするバッファと、制御ユニットとからなる、当該 第1のユニットと、 前記通信経路の第2の端部へ接続を行う第2のユニットであって、この第2の ユニットは、前記通信経路を介して受信した情報パケットをバッファリングする バッファと、前記通信経路へ供給される情報パケットをバッファリングするバッ ファと、制御ユニットとからなる、当該第2のユニットとを備え、 前記第1のユニットと第2のユニットの前記制御ユニットは、これら第1のユ ニットと第2のユニットの前記バッファ間にある前記通信経路を介して、前記情 報パケットを、半二重方法で双方向に通信するために、前記通信経路を介して制 御情報を交換するよう構成されていることを特徴とするネットワーク・アクセス 装置。 37. 前記第1のユニットと第2のユニットは、前記通信経路を介して、前記 情報パケットと制御情報を変調信号として通信するモデムを備えることを特徴と する請求項36記載のネットワーク・アクセス装置。 38. 前記第1のユニットと第2のユニットの前記モデムは、電話信号の周波 数より高い周波数で前記変調信号を生成するよう構成され、また、前記第1のユ ニットと第2のユニット各々は周波数ダイプレクサを有し、これらのユニットは 、この周波数ダイプレクサを介して前記通信経路へ結合されており、この周波数 ダイプレクサは、さらに、前記通信経路を介して電話信号の同時通信を行うため に電話装置へ接続されていることを特徴とする請求項37記載のネットワーク・ アクセス装置。 39. 前記第1のユニットは、さらに、複数の通信経路に対する個々のバッフ ァと、各通信経路への各バッファを介して、前記CSMA/CDインタフェース の多重接続を行うマルチプレクサおよびデマルチプレクサとを備えることを特徴 とする請求項36乃至38のいずれかに記載のネットワーク・アクセス装置。 40. 前記第2のユニットは、前記通信経路の第2の端部に、前記第2のユニ ットのバッファとCSMA/CD経路との間で情報パケットを結合するためのC SMA/CDインタフェースを備えることを特徴とする請求項36乃至39のい ずれかに記載のネットワーク・アクセス装置。 41. 2線式回線を介してイーサネット・フレームの情報パケットを通信する モデムにおいて、 制御ユニットと、 前記イーサネット・フレームの情報パケットを提供し、受信するインタフェー スと、 前記インタフェースからの情報パケットを受信し、バッファリングを行う第1 のバッファと、 前記制御ユニットに応答して、前記第1のバッファから2線式回線への情報パ ケットからなる変調信号を提供する変調器と、 前記2線式回線を介して受信した変調信号を復調して復調信号を生成する復調 器と、 前記インタフェースへ供給するため、前記復調信号に含まれる情報パケットを 受信し、バッファリングを行う第2のバッファとを備え、 前記制御ユニットは、前記2線式回線上の前記変調信号中の制御情報を生成し たり、あるいは、その制御情報に応答して、前記2線式回線を介して変調信号を 受信していないときにのみ、時々、前記変調器を制御して、この2線式回線へ変 調信号を提供するよう構成されていることを特徴とするモデム。 42. 前記インタフェースは、CSMA/CD(キャリア・センス多重アクセ ス/衝突検出)経路へのCSMA/CDインタフェースを備えることを特徴とす る請求項41記載のモデム。 43. 前記変調器は、電話信号の周波数より高い周波数で前記変調信号を提供 し、前記復調器は、電話信号の周波数より高い周波数で前記変調信号を復調し、 当該モデムは、さらに、 前記2線式回線に前記変調信号を結合し、また、この2線式回線より前記変調 信号の結合を受け、そして、この2線式回線への電話信号の結合と、この2線式 回線からの前記電話信号の結合を同時に行うために、電話装置に対して2線式接 続を行う周波数ダイプレクサを備えることを特徴とする請求項41または42記 載のモデム。 44. さらに、前記復調器に前記2線式回線を結合する高域通過フィルタを備 え、この高域通過フィルタは、前記2線式回線に整合する終端を与えることを特 徴とする請求項41乃至43のいずれかに記載のモデム。 45. さらに、前記2線式回線に前記変調器を結合する電流発生器を備えるこ とを特徴とする請求項44記載のモデム。 46. 前記制御ユニットは、複数の2線式回線上の前記変調信号に対して前記 制御情報を生成するよう構成され、当該モデムは、さらに、 前記複数の回線各々に関して情報パケットをバッファリングする個別の第1の バッファと第2のバッファと、 前記制御ユニットによって制御され、前記複数の2線式回線のいずれかを前記 復調器に結合するマルチプレクサと、 前記制御ユニットによって制御され、前記変調器を前記複数の2線式回線のい ずれかに結合するマルチプレクサとを備えることを特徴とする請求項41乃至4 5のいずれかに記載のモデム。 47. 前記制御ユニットによって制御され、前記複数の2線式回線各々に対す る特性、変調あるいは復調それぞれに関する情報を格納し、その情報を変調器あ るいは復調器に提供する格納部を備えることを特徴とする請求項46記載のモデ ム。
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