專利名稱：帶有分組電話適配器的電話出口和使用這種分組電話適配器的網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分組電話領(lǐng)域，尤其涉及通過同時用于模擬電話的布 線在局域網(wǎng)(LAN)內(nèi)使用分組電話。
背景技術(shù)：
模擬電話網(wǎng)
一般稱之為"簡易老式電話業(yè)務(wù)"("POTS")的模擬電話已經(jīng)存在 了 100多年，這種電話對于傳輸和交換聲鐠的3 -4 10^段(或"頻帶") 內(nèi)的話音信號設(shè)計和制造得相當(dāng)好。我們熟悉的POTS網(wǎng)絡(luò)支持實時、 低等待時間、高可靠性、保真度適中的話音電話，而且能在各自使用 模擬電話機的兩個端點之間建立會話。
在此使用的術(shù)語"計算機，，和"個人計算機，，("PC")包括帶有接口 以連接局域網(wǎng)的工作站和其他數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)。在此使用的術(shù) 語"電話機，，包括可使用模擬電話信號連接公眾交換電話網(wǎng)("PSTN") 的任何裝置，這種裝置的非限制實例有傳真機，自動電話應(yīng)答機， 以及撥號調(diào)制解調(diào)器。
出口
術(shù)語"出口 "在此表示一種電機裝置，這種裝置能夠?qū)崿F(xiàn)與建氛物 內(nèi)裝設(shè)的布線連接。出口被永久地連接到這些布線，這使得一般借助 集成的內(nèi)置連接器就很容易連接所需的外部設(shè)備到這些布線 出口通常用機械方式附著或安裝在墻上。通用的出口的非限制實例包括用 于連接電話機的電話出口；用于連接電視機、VCR等的CATV出口； 以及用于連接電源到電器的電源出口 。 LAN環(huán)境
與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的發(fā)展之一是分組電話。分組電話涉及使用基于分 組的網(wǎng)絡(luò)(通常使用網(wǎng)際協(xié)議IP)來傳遞電話和有關(guān)數(shù)據(jù)，除了話音 內(nèi)容，這些數(shù)據(jù)還可包括聲音、圖像、電影、多媒體以及它們的任何 組合。與在模擬電話中通過交換電話線連接一對電話不同的是，分組 電話通常涉及在電話線路的一端或兩端使用IP電話，其中通過使用分 組交換和分組路由技術(shù)的分組網(wǎng)絡(luò)(例如，通過互聯(lián)網(wǎng))傳送信息。
近年來，通過話音經(jīng)網(wǎng)際協(xié)議(VoIP)方案提供了一種組合電話 和數(shù)據(jù)通信二者到單個網(wǎng)絡(luò)中的解決方案。在此技術(shù)中，電話信號被 數(shù)字化并被作為數(shù)據(jù)通過LAN傳送。這些系統(tǒng)在本技術(shù)領(lǐng)域中是熟 知的。
圖1是典型的基于LAN的電話環(huán)境10。通常使用10BaseT或 100BaseTX以太網(wǎng)IEEE802.3接口和拓樸結(jié)構(gòu)的這種網(wǎng)絡(luò)使用集線器 ll作為集中裝置，所有裝置都被接到這個集中裝置中。裝置分別通過 網(wǎng)絡(luò)出口15a、 15b和15c內(nèi)嵌入的數(shù)據(jù)連接器14a、 14b和14c分別 經(jīng)由電纜13a、 13b和13c與集線器11相連。數(shù)據(jù)連接器14a、 14b 和14c可以是例如，RJ-45型；而電主莧13a、 13b和13c可以是例如， 5類布線。網(wǎng)絡(luò)10的電話部分使用IP電話17a、 17b和17c，這些IP 電話分別經(jīng)由電纜16a、 16b和16c連接網(wǎng)絡(luò)連接器14a、 14b和14c。 服務(wù)器12也可與集線器11相連，并且能執(zhí)行IP-PBX功能，以及在 本技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的其他服務(wù)器功能。
盡管圖1談及集線器11為集中裝置，但應(yīng)理解的是，可以使用具 有多個網(wǎng)絡(luò)接口和支持適當(dāng)連接的任何類型裝置，這種裝置的非限制 實例包括共用集線器，交換機(交換集線器)，路由器，以及網(wǎng)關(guān)。 因此，在此使用的術(shù)語"集線器"指示這種裝置的任何一種。此外，集 線器11可以是任何基于分組的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)或者在建筑物內(nèi)部或者分布在各處，如LAN或互聯(lián)網(wǎng)。
為了在網(wǎng)絡(luò)10使用VoIP,必須使用特定的IP電話17a、 17b和 17c。這些電話很貴，需要連接電源插座(或其他電源)，并且在市場 上還不是常見的。這個因素促進了用于在IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN設(shè)備之間進 行橋接的適配器的可用性。特別地，能夠使POTS電話機在IP環(huán)境 中使用的適配器在市場上是可以買到的，這使得通用低成本的傳統(tǒng) POTS電話機能夠使用在VoIP環(huán)境中。
圖2是在VoIP環(huán)境中使用POTS電話機的網(wǎng)絡(luò)20。網(wǎng)絡(luò)20基本 上使用與網(wǎng)絡(luò)10 (圖l)相同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。然而，不是使用IP 電話17a、 17b和17c，而是使用POTS電話機22a、 22b和22c，這些 電話機分別經(jīng)由電纜6a、 6b和6c連接VoIP/PSTN適配器21a、 21b 和21c， VoIP/PSTN適配器21a、 21b和21c又分別經(jīng)由電纜22a、 22b 和22c連接網(wǎng)絡(luò)出口 15a、 15b和15c。這種配置能提供IP電話的優(yōu) 點，還允許使用通用的便宜的POTS電話機。
盡管網(wǎng)絡(luò)20便于使用通用的低成本標(biāo)準傳統(tǒng)POTS電話機，但 還是必需適配器21a、 21b和21c，這使得安裝和維護復(fù)雜化，而且需 要附加設(shè)備，連接及電纜(例如，電纜22)。此外，這些適配器需要 連接電源，這使安裝、使用和維護更為復(fù)雜化。
此外，盡管圖1和圖2示出的網(wǎng)絡(luò)僅用于電話，但當(dāng)今的LAN主 要目的和用途是數(shù)據(jù)通信，以連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)裝置(如桌 上型個人計算機，打印機)。在一些情況下，出口 15 (或連接器14) 的數(shù)量可能不足以同時用于電話和數(shù)據(jù)應(yīng)用。例如，在每個工作區(qū)經(jīng) 具有單個連接器14的單個出口 15具備單個網(wǎng)絡(luò)連接的辦公室中就會 出現(xiàn)這種情況。在此情況下，必須連接集線器(或其他多端口設(shè)備) 以擴展到多個網(wǎng)絡(luò)連接。圖3示出了在現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)絡(luò)30中的這種配置。 為允許適配器21a和DTE 7a 二者都經(jīng)連接器14a共用網(wǎng)絡(luò)出口 15a， 需增加集線器31a。類似地，增加集線器31c，以便經(jīng)由連接器14c通 過出口 15c連接適配器21c和DTE 7c二者到單個網(wǎng)絡(luò)連接。因此， 在這種配置中，必須添加額外的集線器31a和31c，從而在安裝和維
6護上引入了額外的復(fù)雜度。
Harper的EP 0824298是使用ATM作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng) 絡(luò)30的例子。類似的，英國專利GB 2352360也涉及在數(shù)字廣播環(huán)境 中通過ATM信元攜帶的電話。
Farrell等人的美國專利5,530,894公開了一種允許模擬電話使用 涉及數(shù)據(jù)鏈路層處理的專用時分交換電路，作為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的一部分被 路由的特定方法和系統(tǒng)的例子。
Whittaker等人的美國專利6，130，893是示意建筑物內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)30的另一個例子。外部終端適配器20允許添加使用標(biāo)準模擬電 話機(POTS)的附加電話線。為此，終端適配器20具有插口 47和 連接媒體接入控制單元(MACU) 52的輸出端45，其輸出到分組解碼 器54并從分組編碼器66接收輸入。必須提供外部電源以便為諸如 MACU的終端適配器內(nèi)部的有源組件、分組解碼器和編碼器以及各種 有源組件供電。正如上面指出的，這將使得這些裝置的安裝、使用和 維護更為復(fù)雜化。
家用網(wǎng)絡(luò)
家用電話業(yè)務(wù)通常使用二線或四線，電話機經(jīng)電話出口與這二線 或四線相連。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)的電話系統(tǒng)的布線圖，該系統(tǒng)包括以電話線5布 線的住宅或其他建筑物網(wǎng)絡(luò)40。電話線5由單個線對構(gòu)成，其連接接 線盒34，接線盒34又經(jīng)電纜33連接公眾交換電話網(wǎng)(PSTN) 41， 最后終接于公眾交換機32，公眾交換機32建立和實現(xiàn)從一個電話到 另一個電話的通話。術(shù)語"模擬電話，，在此指示傳統(tǒng)的頻率通常在 3KHz以下的模擬低頻音頻話音信號，有時也稱之為"POTS"("簡易 老式電話業(yè)務(wù)，，)，而術(shù)語"電話，，一般指示任何種類的電話業(yè)務(wù)，包括 諸如綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的數(shù)字業(yè)務(wù)。術(shù)語"高頻，，在此指示基本 上高于這種模擬電話音頻的任何頻率，如用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的頻率。ISDN 通常使用不超過100KHz的頻率(通常能量集中在40KHz附近)。術(shù) 語"電話線，，在此指示導(dǎo)電線，其主要作用是傳送和分布模擬電話，其包括但不局限于，在建筑物內(nèi)預(yù)先存在且當(dāng)前正在提供模擬電話業(yè)務(wù) 的那些導(dǎo)電線。術(shù)語"電話裝置"在此無限制地指示任何用于電話(包
含模擬電話及ISDN 二者)的裝置，以及使用電話信號的任何裝置， 如傳真，話音調(diào)制解調(diào)器，等等。
接線盒34用于將家內(nèi)電路從PSTN中分隔開來，并被用作故障診 斷以及家內(nèi)的新布線的測試設(shè)備。多個電話可經(jīng)由多個電話出口 35a、 35b、 35c和35d連接電話線5。每個出口都有一個連接器(經(jīng)常稱之 為"插口")，在圖4中這些插口分別被表示為36a、 36b、 36c和36d。 在北美，RJ-ll通常:f皮用作插口。每個出口可經(jīng)由插入到該插口內(nèi)的 "插頭"連接器連接電話設(shè)備。
網(wǎng)絡(luò)40通常被配置成串形或"雛菊鏈，，拓樸結(jié)構(gòu)，其中以線性方式 從一個出口連接布線到下一個出口，但也可以使用諸如星形、樹形的
其他拓樸結(jié)構(gòu)或任意形狀的拓樸結(jié)構(gòu)。然而，不管采用什么拓樸結(jié)構(gòu)， 住宅內(nèi)的電話布線系統(tǒng)總是使用有線媒介兩根或四根銅線加上一個 或多個出口 ，這樣就能通過直接使用這些電話線來連接電話機。
經(jīng)常希望能夠同時使用現(xiàn)有的電話布線，同時用于電話和數(shù)據(jù)聯(lián) 網(wǎng)。這樣，由于不需要設(shè)置額外的線路，就能簡化在家或其他建筑物 內(nèi)建立新局域網(wǎng)的工作。Crane的美國專利4,766,402 (在下文中稱之 為"Crane")講述了 一種用標(biāo)準二線式電話線，但不同時支持電話的 局域網(wǎng)。
在另一個例子中，在Dichter的美國專利5，896，443 (在下文中稱 之為"Dichter")中公開了本領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)。Dichter建議了 一種對住宅電話布線采用頻域/頻分復(fù)用(FDM)技術(shù)的方法和裝置， 使電話和數(shù)據(jù)通信信號的同時傳送成為可能。這種布線上的可用帶寬 被劃分為能傳送模擬電話信號的低頻帶和能傳送數(shù)據(jù)通信信號的高頻 帶。在這種機制中，電話不受任何影響，同時還能通過家內(nèi)的現(xiàn)有電 話布線提供數(shù)據(jù)通信能力。
頻域/頻分復(fù)用(FDM)的概念在本技術(shù)領(lǐng)域是眾所周知的，其能 提供將線路攜帶的帶寬分割為能傳送模擬電話信號的低頻帶和能傳送數(shù)據(jù)通信或其他信號的高頻帶的手段。在例如Reichert等人的美國專 利4,785,448 (在下文中稱之為"Reichert")中描述了這種機制。被廣 泛使用的還有xDSL系統(tǒng)，主要是非對稱數(shù)字用戶環(huán)線(ADSL)系 統(tǒng)。
除了示意住宅電話系統(tǒng)，圖4還示出了 Dichter網(wǎng)絡(luò)的布置。網(wǎng) 絡(luò)40不僅服務(wù)模擬電話，還能提供數(shù)據(jù)裝置的局域網(wǎng)。數(shù)據(jù)終端設(shè)備 (DTE)裝置7a， 7b和7c分別經(jīng)由數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE )裝置39a、 39b和39c連接該局域網(wǎng)。數(shù)據(jù)通信設(shè)備的例子包括，但不局限于， 調(diào)制解調(diào)器，線路驅(qū)動器，線路接收機，以及收發(fā)信機(術(shù)語"收發(fā)信 機"在此指示組合的發(fā)射機和接收機)，其能通過電話線5實現(xiàn)通信。 DCE裝置39a、 39b和39c分別連接到高通濾波器(HPF) 38a、 38b 和38c，這些高通濾波器使得能使用電話線5所攜帶的高頻帶。為避 免因電話引起的對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的干擾，增加低通濾波器(LPF)37a、 37b 和37c以隔離POTS栽帶，這樣電話22a、 22b和22c就能連接電話線 5以提供PSTN。此外，低通濾波器還可連接接線盒34(圖中未示出)，
以便過濾從PSTN布線33感應(yīng)或感應(yīng)到PSTN布線33中的噪聲。
圖5示出了基于電話線的LAN 50,其中數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)用于同時傳送 VoIP電話和常規(guī)DTE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。集線器31a、 31b和31c允許經(jīng)由 DCE裝置39a、 39b和39c連接相應(yīng)的DTE裝置7a， 7b和7c以及相 應(yīng)的IP電話17a、 17b和17c到相應(yīng)的單個網(wǎng)絡(luò)連接。圖中還示意模 擬電話22a、 22b和22c經(jīng)由相應(yīng)的低通濾波器(LPF ) 37a、 37b和 37c^皮連接到電話出口 35a、 35c和35d。因此，；漠?dāng)M電話與^f莫擬電話 線5直接相連。
為無需使用IP電話17a、 17b和17c，而允許使用才莫擬電話機22a、 22b和22c,如前所述必須添加適配器21a、 21b和21c (圖3 )。圖6 示出了j故此變動的網(wǎng)絡(luò)60。網(wǎng)絡(luò)50中的IP電話17a、 17b和17c初L 分別經(jīng)由適配器21a、 21b和21c連接到集線器41a、 41b和41c的模 擬電話機22d、 22e和22f取代。
圖6展示了這種配置的復(fù)雜性。需要至少三種外部設(shè)備DCE裝 置39a、 39b和39c;集線器41a、 41b和41c;以及適配器21a、 21b 和21c。每一個這些設(shè)備通常都需要獨立的電源連接，這就增加了連接的復(fù)雜度。因此，這種網(wǎng)絡(luò)很復(fù)雜，而且很難安裝、操作和維護。
在現(xiàn)有技術(shù)中，建議將DCE、 HPF和LPF組件集成到出口 35a、 35b 和35c中。然而，在這種網(wǎng)絡(luò)中，外部集線器41a、 41b和41c，以及 適配器21a、 21b和21c仍帶來了額外的復(fù)雜度。
類似的，Bullock等人的WO 01/28215描述了一種用于通過建筑 物內(nèi)的現(xiàn)有電源線攜帶模擬電話的系統(tǒng)。這個解決方案需要許多外部 裝置，如基座裝置102、 PLC I/F 103， PLC I/F 106以及擴展裝置107。 要求這些多個和不同裝置增加了復(fù)雜度，使安裝變得麻煩和困難。
因此廣泛認同的需要是， 一種允許在LAN/VoIP環(huán)境中無需附加 外部設(shè)備而且便于安裝、操作和維護地使用模擬(POTS)電話機的 方式，而且這種方式也會帶來極大便利。本發(fā)明就能滿足這個目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使得在包括但不局限于使用VoIP技術(shù)的IP電話的分組電 話環(huán)境中能簡單和方便地使用模擬("POTS")電話機。本發(fā)明為局 域網(wǎng)(LAN)提供集成有綜合模擬/VoIP適配器的出口。該出口具有 標(biāo)準模擬電話插口 (例如，在北美使用的RJ-ll)，使得模擬電話機 能直接連接到分組電話系統(tǒng)并與分組電話系統(tǒng)一起使用。
在第一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的出口與普通LAN環(huán)境一起使 用，如以太網(wǎng)10BaseT(IEEE802.3)。該出口允許經(jīng)由集成的模擬/VoIP 適配器連接模擬電話機到LAN ， 通過LAN媒介支持模擬電話，以及 能支持使用集成的多端口裝置(例如，集線器，交換機，或路由器) 的標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接。對于標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連 務(wù)仍然不受影響。上面指出，利用集成的多端口 裝置(例如，集線器，交換機或路由器)，該出口還可以支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接，而且在此情況下，該出口還包括一個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)插口 (如果使
用10BaseT或100BaseT，則采用例如RJ-45)與端口相連。
根據(jù)本發(fā)明的出口可以作為原始網(wǎng)絡(luò)安裝的一部分，作為對現(xiàn)有 網(wǎng)絡(luò)的改進，或在現(xiàn)有的電話布線上建立網(wǎng)絡(luò)來安裝。


下面參照附圖僅借助非限制實例描述本發(fā)明，其中 圖1是支持IP電話的現(xiàn)有技術(shù)局域網(wǎng)。 圖2是使用模擬電話機支持IP電話的現(xiàn)有技術(shù)局域網(wǎng)。 圖3是同時支持使用模擬電話機的IP電話和DTE連接的現(xiàn)有技 術(shù)局域網(wǎng)。
圖4是用電話線的現(xiàn)有技術(shù)局域網(wǎng)。
圖5是用電話線同時支持IP電話和DTE連接的現(xiàn)有技術(shù)局域網(wǎng)。 圖6是用電話線同時支持使用模擬電話機的IP電話和DTE連接
的現(xiàn)有技術(shù)局域網(wǎng)。
圖7 A和7 B是根據(jù)本發(fā)明不同實施例的出口的示意圖。
圖8是使用根據(jù)本發(fā)明的出口 ，同時支持使用模擬電話機的IP電
話和DTE連接的局域網(wǎng)。
圖9示意了根據(jù)本發(fā)明支持模擬電話和分紐電話的出口。
圖10示意了使用根據(jù)本發(fā)明的出口 ，用電話線同時支持使用模擬
電話機的IP電話和DTE連接的局域網(wǎng)。
圖11示意了根據(jù)本發(fā)明為通常在分組電話中使用的電話提供生
命線電話功能的第一種出口。
圖12示意了根據(jù)本發(fā)明結(jié)合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供生命線電話功能的第
二種出口，其中模擬電話信號是經(jīng)由獨立的導(dǎo)線提供的。
圖13示意了根據(jù)本發(fā)明結(jié)合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供生命線電話功能的第 三種出口，其中模擬電話信號是利用FDM隔離的。
圖14示意了經(jīng)網(wǎng)關(guān)連接建筑物內(nèi)存在的局域網(wǎng)的全局網(wǎng)，其經(jīng)由 根據(jù)本發(fā)明的建筑物內(nèi)出口為模擬電話提供分組電話業(yè)務(wù)。圖15示意了根據(jù)本發(fā)明的出口的一般形式，其可工作于各種有線 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如CATV和電源網(wǎng)絡(luò)。
具體實施例方式
參照附圖和伴隨的說明可以理解根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)的原理和操 作。這些附圖和說明只是概念性的。在實際的實踐中，單個組件能實 現(xiàn)一種或多種功能；或者，每一種功能可通過多個組件和電路實現(xiàn)。 在這些附圖和說明中，相同的附圖標(biāo)記指示不同實施例或配置共有的 那些組件。
圖7A和7B是才艮據(jù)本發(fā)明的兩個不同實施例的出口 70和75的示 意圖。如圖7B所示，出口 75包括VoIP到模擬電話適配器21。出口 75經(jīng)由連接器71連接數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)布線。連接器71優(yōu)選位于出口 75的 后部，在這里出口 75用機械方式安裝到建筑物的墻內(nèi)。出口75經(jīng)由 插口 72連接模擬電話機。插口 72優(yōu)選位于出口 75的前部，或"面板" 上，當(dāng)出口 75被安裝到建筑物的墻內(nèi)時能看得見它。插口72可以是 RJ-11插口，這種插口通常在北美用于模擬電話。出口75允許經(jīng)以適 配器21橋接的連接器71連接模擬電話機(經(jīng)插口 72 )到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。 如圖7A所示，出口 70也包括適配器21,但另外還包括集線器31和 與集線器31直接相連的數(shù)據(jù)插口 73。由于存在集線器31，出口 70 允許模擬電話(經(jīng)插口 72)和數(shù)據(jù)裝置(經(jīng)插口 73)同時經(jīng)連接器 71連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地，插口 72和插口 73均位于出口 70的前 部，或"面板"上。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的局域網(wǎng)(LAN)80。網(wǎng)絡(luò)80的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本 上與現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)絡(luò)10(圖l)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相同，其中集線器11以"星，， 形拓樸結(jié)構(gòu)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)布線13a、 13b和13c以及出口 15a、 15b和15c 連接各種端設(shè)備。然而，根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)絡(luò)10的出口 15a、 15b和15c分別被出口 70a、 75b和70c替代，每個出口 70a、 75b和 70c均包含如前面參照附圖中的圖7A和7B措i^的適配器。例如，出 口 75b具有內(nèi)置適配器21b。出口 75b允許利用電纜6b連接模擬電話
12機.22b。類似地，出口 70a和70c允許模擬電話機22a和22c分別利 用內(nèi)部適配器21和21c經(jīng)由電纜6a和6c連接到網(wǎng)絡(luò)。出口 70a和 70c內(nèi)集成的集線器31a和31c分別允許除了到模擬電話22a和22c 外還連接DTE裝置7a和7c到網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)80允許DTE裝置7a和7c 及才莫擬電話機22a、 22b和22c聯(lián)網(wǎng)，這種網(wǎng)絡(luò)的實例可以僅由出口 75構(gòu)成(圖7B)，僅支持通過網(wǎng)絡(luò)的模擬電話，也可僅由出口70構(gòu) 成(圖7A)，同時支持電話和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，或者這種網(wǎng)絡(luò)的實例可以是 圖8所示的混合配置。
網(wǎng)絡(luò)80具有VoIP技術(shù)的優(yōu)點，允許以僅通過將電話的標(biāo)準連接 器插入出口內(nèi)的插口 72中來連接普通電話的一般方式來使用通用的 才莫擬電話。
盡管到此為止已經(jīng)將出口 70和75描述為具有單個模擬電話連接， 但應(yīng)理解的是，也可以支持多個模擬電話插口 72,其中獨立的適配器 21用于連接出口內(nèi)的每個電話插口。類似地，在每個出口 70也可支 持多個數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)接口 73，每個接口 73被連接到圖7A所示的集線器 31的不同端口。
給出口 70和75以及;f莫擬電話(經(jīng)適配器21)的供電可以通過將 電源連接到每個出口在本地實現(xiàn)，或者優(yōu)選地經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)自身實現(xiàn)。在 后t情況下，通常稱之為"通過LAM供電"，可以利瓜眾所周知的幻 象配置通過附加的線對，或通過FDM (頻分/頻域復(fù)用)方法將電源 從中心位置傳輸至出口。后一方法通常使用DC饋電，其與頻鐠的較 高部分所攜帶的數(shù)據(jù)頻率分隔。
在另一個實施例中，在用建筑物內(nèi)的電話線的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用本 發(fā)明，其中在頻譜的低頻部分攜帶模擬電話信號，而在高頻部分攜帶 數(shù)據(jù)通信信號。圖9是根據(jù)本發(fā)明的出口 90，其能分離和合并處于頻 譜不同部分的信號。出口 90經(jīng)由優(yōu)選位于出口卯后部的連接器91 連接電話布線，在這里出口 90用機械方式安裝到建筑物的墻內(nèi)。出口 90中的低通濾波器(LPF) 37用于隔離頻謙的模擬,電話部分，以經(jīng)由 插口 92連接^^擬電話。插口 92優(yōu)選為標(biāo)準電話插口，如在北美使用的RJ-ll。數(shù)據(jù)通信信號由高通濾波器(HPF) 38來隔離，高通濾波 器(HPF) 38連接數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE )裝置39，其包含用于通過電 話線媒介進行數(shù)據(jù)通信的調(diào)制解調(diào)器。集成的集線器41允許在VoIP 適配器21和數(shù)據(jù)插口 93之間共享數(shù)據(jù)，以借助標(biāo)準數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)接口(如 根據(jù)IEEE802.3的10BaseT接口 )經(jīng)由DCE裝置39連接外部設(shè)備到 網(wǎng)絡(luò)。適配器21允許連接模擬電話機到插口 94,其類似于插口 92， 如前所述，從而允許連接插口 94的模擬電話所使用的數(shù)字化/分組化 模擬話音信號被多路復(fù)用到數(shù)據(jù)插口 93接收到的數(shù)據(jù)信號上。插口 94優(yōu)選為標(biāo)準電話插口，如在北美使用的RJ-ll。出口 90同時支持標(biāo) 準模擬電話(經(jīng)插口 92)以及使用標(biāo)準模擬電話的VoIP電話(經(jīng)插 口 94)。
因此，出口 90支持三種類型的接口常規(guī)模擬電話(經(jīng)插口 92)， 數(shù)據(jù)通信(經(jīng)插口 93)，以及VoIP電話(經(jīng)插口 94)。也可提供這 些功能的子集。例如，可以實現(xiàn)僅支持VoIP電話的出口，無需LPF 37和插口 92，以及無需集線器41和插口 93。在此情況下，適配器21 直接連接到DCE裝置39。
圖10示意了才艮據(jù)本發(fā)明在電話線5a、 5b、 5c、 5d和5e上工作的 網(wǎng)絡(luò)IOO。網(wǎng)絡(luò)100使用出口 90a、 90d、 95b和96c。出口 95b與出 口 90a和出口 90d的不同之處在于，不具備PSTN支持，因為在出口 95b不像在出口 90a和90d中那樣提供低通濾波器(LPF)和相關(guān)插 口。類似地，出口 96c通過使用LPF37b和模擬電話連接器插口只允 許PSTN連接。這些出口 (90a、卯d、 95b和96c )的任何混合方式 都是可行的。
圖10的網(wǎng)絡(luò)100經(jīng)由模擬電話機22a、22b和22c支持常規(guī)PSTN 電話業(yè)務(wù)。同時，通過才莫擬電話機22d、 22e和22f可使用VoIP電話 業(yè)務(wù)。另外，可通過數(shù)據(jù)裝置7a、 7b和7c可實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。
盡管在上面將出口卯a(chǎn)和卯d均描述為具有單個PSTN/POTS電 話連接，但應(yīng)理解的是，在單個出口內(nèi)也可支持多個PSTN/POTS電 話接口。類似地，應(yīng)理解的是，經(jīng)由出口內(nèi)的多個適配器(如適配器21a)可支持多個VoIP/POTS電話接口。類似地，在一個出口內(nèi)可包
括多個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口，每個接口被連接到相應(yīng)集線器(如集線器41a) 的不同端口 。
生命線
術(shù)語"生命線，，是指電話作為基本和緊急服務(wù)的概念，其功能必須 得以維持。因此，要求在任何其他系統(tǒng)或服務(wù)(例如，電)中的故障 不會降低電話系統(tǒng)的功能。實際上，這意味著只要工作著的電話機經(jīng) 由不間斷的二線被有效連接到電話交換機，即使在電源故障的情況下 也能維持電話服務(wù)。
根據(jù)至此提出的方案使用VoIP技術(shù)的主要缺陷是，不能支持生 命線功能，而且數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的任何故障(例如，斷電，或集線器，DCE 或軟件故障)將導(dǎo)致?lián)p失基于IP電話的業(yè)務(wù)。從圖10可以看到對于 模擬電話22d無"生命線"功能。因此，經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通過適配器21a、 集線器41a和DCE裝置39a連接模擬電話22d，于是電源故障或任何 一個這些有源裝置的故障將導(dǎo)致經(jīng)由模擬電話22d的服務(wù)的損失。因 此模擬電話22d不具備"生命線"功能。對于模擬電話22e和22f來說 也是這樣。
然而，與此相反，模擬電話22a通過^氐通濾波器37a連接電話線 5a/5b。 LPF37a是一個可靠性相對較高的無源裝置，能免于故障。因 此，模擬電話22a使PSTN網(wǎng)絡(luò)的一部分保持了生命線功能。模擬電 話22c同樣如此。因此，網(wǎng)絡(luò)100具有部分生命線功能。
圖11示意了根據(jù)本發(fā)明用以確保完全生命線功能的出口 110。出 口使用繼電器112，其工作于本技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的"下降，，模式。繼 電器112是向出口90a的那些組件中添加的用以提供電話連接的主要 組件，其大部分基于分組電話，但也能提供生命線功能。出口110具 有若干插口。插口 93直接連接集線器41以提供全部時間的數(shù)據(jù)連接。 插口 92直接連接低通濾波器37以提供全部時間的模擬電話連接。插 口 117連接繼電器112的刀112a。繼電器112的擲112b連接適配器 21,其提供VoIP分組電話和模擬電話之間的轉(zhuǎn)換。然而擲112c連接
15LPF37。在非通電狀態(tài)下，電極112a連接電極112c。傳感器lll根據(jù) 數(shù)據(jù)通信在網(wǎng)絡(luò)上的可用性控制繼電器112的狀態(tài)。對傳感器111的 輸入113、 114、 115和116分別來自適配器21、集線器41、 DCE裝 置39以及對高通濾波器38的輸入，因此傳感器111能檢測到本地或 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路徑上的任何故障，如無網(wǎng)絡(luò)活動，網(wǎng)絡(luò)斷電，或任何其他 故障情況。在通常的操作中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信正在運行時，繼電器112 被觸發(fā)以連接插口 117到適配器21，因此插口 117—般經(jīng)由VoIP/模 擬適配器連接模擬電話到分組電話網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信有任何故障 或斷電的情況下，傳感器111釋放繼電器112以將插口 117轉(zhuǎn)換到 LPF37，因此，假定能使用模擬電話服務(wù)即使在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)不工作的情 況下與插口 117相連的模擬電話仍能工作。出口 110因此在正常地支 持分組電話的同時具有生命線功能。在這些情況下，插口 92不是必需 的，可以去掉。應(yīng)理解的是，雖然在前面的描述中，采用機械的繼電 器用于上面的轉(zhuǎn)換功能，但同樣也可以使用任何其他轉(zhuǎn)換機制。因此， 在本說明書和所附權(quán)利要求書的上下文中，術(shù)語"繼電器"包括適合于 響應(yīng)外部觸發(fā)連接一個公共連接到兩個可能連接中的任何一個的任何 機電和電子開關(guān)。
圖12示意了根據(jù)本發(fā)明用以提供生命線功能的出口的另一個實 施例。已經(jīng)參考了本身固有模擬電話的電話線數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)環(huán)境描述了出 口 110 (圖11)，而圖12示意的出口 120可應(yīng)用于4壬4可LAN。繼電 器112和傳感器111執(zhí)行如前所述用于出口 110的相同功能。然而， 在嚴格用于數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中通常不是模擬電話信號都可用，因此通 過專用布線將該信號經(jīng)連接器122提供給出口 120，優(yōu)選沿網(wǎng)絡(luò)布線 結(jié)構(gòu)傳送。線路121將信號從連接器122傳送到繼電器112的一個擲。 或者，可以在網(wǎng)絡(luò)布線上傳送模擬電話信號，如通過使用FDM。圖 13示意了在此情況下使用的出口 130，其中POTS隔離裝置131經(jīng)線 路121饋送模擬信號給繼電器112。
圖14示意了本發(fā)明的主要應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)140包括網(wǎng)絡(luò)100的部分或 全部，其存在于建筑物內(nèi)部。網(wǎng)絡(luò)140連接由服務(wù)提供商或"IP載運者"操作的IP網(wǎng)絡(luò)142，這個網(wǎng)絡(luò)可同時傳送數(shù)據(jù)和話音(使用VoIP 技術(shù))。網(wǎng)關(guān)141用于橋接建筑物內(nèi)網(wǎng)絡(luò)到IP網(wǎng)絡(luò)142，并且連接現(xiàn) 有家內(nèi)電話布線5a、 5b和5c。這種配置允許IP載運者同時提供數(shù)據(jù) 和話音業(yè)務(wù)，無需修改或添加建筑物內(nèi)布線，只需更換電話出口。
盡管本發(fā)明至此被展示為與電話布線和電話出口有關(guān)，但本發(fā)明 同樣適用于建筑物內(nèi)的任何類型的接線網(wǎng)絡(luò)，如CATV或電源布線。 圖15示意了出口 150，其是本發(fā)明的一般實施例。出口 150在總體設(shè) 計上與出口 90 (圖9)類似。出口 150經(jīng)由連接器151連接相關(guān)布線， 并且包含綜合數(shù)據(jù)/業(yè)務(wù)分路器/合路器裝置152，其從主業(yè)務(wù)信號中隔 離通過布線攜帶的數(shù)據(jù)。就電話來說，裝置152包含低通濾波器(如 LPF37)和高通濾波器(如HPF38)。就電源布線來說，AC電源被 裝置152分割并被饋電給插座154，以正常提供電源。在這種情況下， 調(diào)制解調(diào)器153是電源線栽波(PLC)調(diào)制解調(diào)器，連接集線器41 到綜合數(shù)據(jù)/業(yè)務(wù)分路器/合路器裝置152，并允許通過電源線進行數(shù)據(jù) 通信。類似地，就CATV應(yīng)用來說，CATV布線用于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施， 同軸電纜調(diào)制解調(diào)器用作調(diào)制解調(diào)器153，而裝置152從數(shù)據(jù)信號中 分離出CATV信號。
盡管至此已經(jīng)描述本發(fā)明為與基于IP的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，但本發(fā)明 同樣適用于任何類型的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。此外，盡管分組網(wǎng)絡(luò)是廣域網(wǎng) 中最重要的，但本發(fā)明并不僅局限于分組網(wǎng)絡(luò)，而是適用于任何數(shù)字 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中話音信號被數(shù)字化并以數(shù)字形式運送。
此外，盡管已經(jīng)描述本發(fā)明為與基于連續(xù)導(dǎo)電媒介的網(wǎng)絡(luò)(電話、 CATV、或電源)相關(guān)，而且相關(guān)調(diào)制解調(diào)器和相關(guān)電路被并聯(lián)到布 線基礎(chǔ)設(shè)施，但本發(fā)明同樣適用于布線不連續(xù)，被切成離散部分的情 形，本發(fā)明人的WO 00/07322就公開了這種情形，其全部內(nèi)容在此作 為參考。
雖然上面就有限數(shù)量的實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，可 以對本發(fā)明做許多變化、修改和其他應(yīng)用。
1權(quán)利要求
1.一種用于連接多個模擬電話設(shè)備到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)包括至少部分地在建筑物內(nèi)的墻中的電話線對，所述線對被連接以同時地承載與在數(shù)字數(shù)據(jù)信號頻帶中承載的數(shù)字數(shù)據(jù)信號一起被頻率復(fù)用的模擬電話信號頻帶中承載的模擬電話信號，所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號包含數(shù)字化并且分組化的電話數(shù)據(jù)，所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號頻帶不同于且高于模擬電話信號頻帶；連接在所述電話線對和互聯(lián)網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)關(guān)用于連接電話線對和互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)字數(shù)據(jù)信號；以及容納在單個外殼內(nèi)并且連接到所述電話線對的第一裝置，所述第一裝置能夠連接到第一模擬電話裝置并且用于將模擬電話信號連接到第一模擬電話裝置，其中數(shù)字化并且分組化的電話數(shù)據(jù)基于互聯(lián)網(wǎng)上話音協(xié)議，并且所述外殼附連到建筑物的墻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，還包括第二裝置，所述第二裝置 用于在數(shù)字化并且分組化的電話數(shù)據(jù)與第二模擬電話信號之間進行轉(zhuǎn) 換，所述第二裝置能夠連接到第二模擬電話裝置并且用于將第二模擬 電話信號連接到第二模擬電話裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述外殼安裝在建筑物的墻中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，還用于將數(shù)據(jù)終端設(shè)備單元連接 到互聯(lián)網(wǎng)，所述裝置還包括能夠連接到所述數(shù)據(jù)終端設(shè)備單元并且用 于將數(shù)字數(shù)據(jù)信號連接到所述數(shù)據(jù)終端設(shè)備單元的數(shù)據(jù)連接器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述網(wǎng)關(guān)用于經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)連 接到不同的服務(wù)提供商，并且用于連接到來自所述不同的服務(wù)提供商 的數(shù)字數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述網(wǎng)關(guān)通過DSL介質(zhì)連 接到互聯(lián)網(wǎng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述第一裝置被容納在電話 出口內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述笫一裝置能夠附接到電 話出口 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)，其中所述網(wǎng)關(guān)用于連接到不同的 服務(wù)提供商，以連接到來自所述不同的服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)和話音服務(wù)。
全文摘要
一種用于局域網(wǎng)(80)(LAN)的出口(75)，包含集成的用于在VoIP和模擬電話之間進行轉(zhuǎn)換的適配器(21)，和用于連接普通模擬(POTS)電話機的標(biāo)準電話插口(72)(例如，在北美使用的RJ-11)。這種出口允許在VoIP環(huán)境中使用模擬電話機，而無需IP電話機或外部適配器。該出口還可包括集線器(31a，31c)，其允許經(jīng)適配器(21a、21c)連接模擬電話機(22a、22c)，而且可保持數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，這可通過網(wǎng)絡(luò)插口(73a、73c)得到。本發(fā)明還可應(yīng)用于基于電話線的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這種環(huán)境中，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)電路以及VoIP/POTS適配器被集成到電話出口中，預(yù)備提供常規(guī)模擬業(yè)務(wù)，使用模擬電話機的VoIP電話業(yè)務(wù)，以及數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。在這種配置中，該出口需要兩個標(biāo)準電話插口和一個數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)插口。根據(jù)本發(fā)明的出口可用于更新現(xiàn)有的LAN和建筑物內(nèi)電話布線，以及新裝置中的原始設(shè)備。
文檔編號H04L12/16GK101621595SQ20091020385
公開日2010年1月6日 申請日期2001年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月5日
發(fā)明者耶華達·賓德 申請人:莫塞德技術(shù)公司