專利名稱：通過局域網(wǎng)布線的電話通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)據(jù)通信和電話的公共網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體地說涉及在一個(gè)建筑物內(nèi)通過面向數(shù)字的局域網(wǎng)布線對電話機(jī)聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
背景技術(shù)：
小型辦公和商務(wù)環(huán)境通常使用許多各配備有一個(gè)電話機(jī)和一個(gè)計(jì)算機(jī)的工作單元。通常用兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)在這些單元之間和在這些單元與外界之間進(jìn)行通信一個(gè)是連接在這些電話機(jī)與外部電話線路之間的電話網(wǎng)，一個(gè)是連接單元間的計(jì)算機(jī)和將這些計(jì)算機(jī)連接到外部網(wǎng)絡(luò)線路上的所謂局域網(wǎng)(LAN)。
所謂計(jì)算機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)將理解為包括工作站或其他數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)或者至少一個(gè)能輸入和輸出數(shù)據(jù)的數(shù)字設(shè)備，每個(gè)計(jì)算機(jī)都包括一個(gè)用于連接到一個(gè)局域網(wǎng)(LAN)上的接口，用來傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；任何這樣的設(shè)備也將稱為遠(yuǎn)地?cái)?shù)字設(shè)備。所謂電話機(jī)將理解為包括任何可以接到一個(gè)PSTN(公用交換電話網(wǎng))上的使用電話頻帶信號的設(shè)備，諸如傳真機(jī)、自動(dòng)應(yīng)答機(jī)、撥號調(diào)制解調(diào)器；任何這樣的設(shè)備也將稱為遠(yuǎn)地或者本地電話設(shè)備。
圖1a和1b示出了這樣的一個(gè)環(huán)境，典型的小型辦公/商務(wù)配置需要兩個(gè)分開的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。圖1a示出了一個(gè)電話網(wǎng)絡(luò)10，它包括一個(gè)PABX(專用自動(dòng)交換機(jī))11，分別通過線路12a、12b、12c和12d與電話設(shè)備13a、13b、13c和13d連接。這些電話是POTS(普通電話業(yè)務(wù))類型，要求每個(gè)連接線路12包括一對連線。
圖1b示出了一個(gè)使計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行通信的局域網(wǎng)(LAN)15。這樣的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)集線器(或者交換式集線器)16，分別通過線路17a、17b、17c和17d與計(jì)算機(jī)18a、18b、18c和18d連接。流行的LAN類型基于IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，采用10BaseT或100BaseTX接口，每個(gè)連接線路17用兩條雙絞線一條用于發(fā)送，一條用于接收。
兩個(gè)分開的網(wǎng)絡(luò)的安裝和維護(hù)比較復(fù)雜而且不經(jīng)濟(jì)。因此，如果有一個(gè)合用布線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能適應(yīng)電話和數(shù)據(jù)通信兩者的要求將是有益的，特別是對于新安裝的情況。
一條途徑是只設(shè)置一個(gè)用于標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)間通信的LAN，同時(shí)使它也用于電話。這條途徑的今天普遍使用的一般方法是應(yīng)用所謂的因特網(wǎng)協(xié)議電話(VoIP)技術(shù)。按照這種在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的技術(shù)，電話信號數(shù)字化后在任何現(xiàn)有的LAN內(nèi)作為數(shù)據(jù)載運(yùn)。然而，采用這種技術(shù)的系統(tǒng)是復(fù)雜和不經(jīng)濟(jì)的，通過當(dāng)前可用技術(shù)傳載的語音的質(zhì)量比較低。
另一條相反的途徑是應(yīng)用現(xiàn)有的電話基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)用于電話和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。這樣，在家庭或其他建筑物內(nèi)建立一個(gè)新的局域網(wǎng)的任務(wù)就簡化了，因?yàn)椴恍枰惭b另外的線路。
Crane的美國專利4,766,402揭示了一種通過雙線電話線路形成一個(gè)LAN的方式，但是沒有電話業(yè)務(wù)。
頻分多路復(fù)用(FDM)的原理在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，它提供了一種將一條連線的固有帶寬分成一個(gè)能承載模擬電話信號的低頻帶和一個(gè)能承載數(shù)據(jù)或其他信號的高頻帶。這樣的技術(shù)有時(shí)稱為“語音上數(shù)據(jù)(data over voice)”，例如可參見美國專利5,896,443、4,807,225、5,960,066、4,672,605、5,930,340、5,025,443和4,924,492。這種技術(shù)也廣泛地用于xDSL系統(tǒng)，主要是不對稱數(shù)字用戶環(huán)路(ADSL)系統(tǒng)。
圖2示意性地例示了一種典型的采用FDM的系統(tǒng)，合用電話/數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)20在這種情況下通過兩條各包括一條雙絞線的電纜12a和12b提供到相應(yīng)兩個(gè)工作單元的連接。電纜12a的較低部分頻譜由分別連接到電纜兩端的低通濾波器(LPF)22a和22b隔離。類似地，較高部分頻譜由相應(yīng)的高通濾波器(HPF)21a和21b隔離。電話網(wǎng)絡(luò)利用較低的頻譜部分，將電話機(jī)13a和PABX 11連接到各自的LPF上。為了用較高部分的頻譜進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將電話線路調(diào)制解調(diào)器23a和23b分別連接到電纜兩端的HPF 21a和21b上。集線器16接到調(diào)制解調(diào)器23a上，而在用戶側(cè)，調(diào)制解調(diào)器23b接到計(jì)算機(jī)18a上，從而提供了計(jì)算機(jī)與集線器之間的連接。對另一條電纜12b的頻譜作同樣的分配，電纜12b通過LPF 22c和22d將電話機(jī)13b連接到PABX 11上，而通過接到HPF 21d上的調(diào)制解調(diào)器23d和接到HPF 21c上的調(diào)制解調(diào)器23c將計(jì)算機(jī)13b連接到集線器16上?？梢砸酝瑯臃绞教砑悠渌碾娫挋C(jī)13和計(jì)算機(jī)18。這種現(xiàn)有技術(shù)的構(gòu)思可參見Reichert等人的美國專利4,785,448(以下簡稱為“Reichert”)和Dodds等人的美國專利5,841,841(以下簡稱“Dodds”)。Reichert和Dodds提出對住宅電話布線應(yīng)用如上所述的頻分多路復(fù)用(FDM)技術(shù)以便同時(shí)承載電話和數(shù)據(jù)通信信號的方法和設(shè)備。
Balatoni的美國專利5,610,922揭示了一種通過一條雙絞電話線從一個(gè)電話公司位置向一個(gè)客戶住處同時(shí)傳送模擬語音電話信號和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號的方法和裝置。這種裝置包括一個(gè)容易安裝的語音加數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)遠(yuǎn)地終端和語音加數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心局終端。這種裝置可以通過多路復(fù)用表示模擬語音電話信號和4線數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號的信號，提供3至1線對增容。
采用FDM方法的網(wǎng)絡(luò)20通常對于每個(gè)所連接的單元需要兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器(例如圖2中的23a和23b)。這樣的調(diào)制解調(diào)器是復(fù)雜和不經(jīng)濟(jì)的。此外，設(shè)計(jì)成只承載低頻(電話)信號的典型電話線路通信質(zhì)量低，限制了數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)率和距離。
在電話技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知形成一個(gè)幻象信道(phantom channel)作為在兩連線對通信系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)附加通路的構(gòu)思，可參見分在美國分類370/200下的一些專利。通常，這樣一個(gè)幻象信道通路用來對遠(yuǎn)距離設(shè)備或中繼器供電。在一些由美國專利4,173,714、3,975,594、3,806,814、6,026,078和4,937,811例示的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)內(nèi)，幻象信道用來承載附加的信號，諸如計(jì)次和其他輔助信號之類。因此，所有這樣的系統(tǒng)只用幻象信道作為輔助主信道上的通信業(yè)務(wù)的措施。所提到的現(xiàn)有技術(shù)都沒有用幻象信道來承載附加的通信類業(yè)務(wù)或者在功能上合并兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)。
因此所希望的是使一個(gè)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以同時(shí)提供電話業(yè)務(wù)而不需要任何附加的布線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是使一個(gè)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以同時(shí)提供電話業(yè)務(wù)而不需要任何附加的布線。
按照本發(fā)明的一個(gè)主要方面，這個(gè)目的是用一種與含有至少兩對導(dǎo)線的線束一起使用的電路實(shí)現(xiàn)的，這種電路包括用于與所述線束的一端耦合的第一連接；用于與至少一個(gè)數(shù)字設(shè)備耦合的第二連接；以及用于與至少一個(gè)電話設(shè)備耦合的第三連接，其特征是由所述第一連接中的各連接耦合到所述線束中一對相應(yīng)導(dǎo)線的相對端的兩個(gè)所述電路協(xié)同形成至少一個(gè)幻象信道，使得在通過第三連接中相應(yīng)連接連接在其相對端的相應(yīng)電話設(shè)備之間能進(jìn)行電話通信，同時(shí)在各在線束的相對端與相應(yīng)一個(gè)所述電路的第二連接耦合的相應(yīng)數(shù)字設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)字通信。
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)用四導(dǎo)線電路配置在兩個(gè)單元之間提供兩個(gè)通信信道。例如，在一個(gè)基于以太網(wǎng)10BaseT或100BaseTX的局域網(wǎng)內(nèi)，在一個(gè)集線器與一個(gè)諸如計(jì)算機(jī)之類的的DTE之間用了兩對導(dǎo)線。采用本發(fā)明，通過同樣的用于兩個(gè)通信信道的四導(dǎo)線同時(shí)實(shí)現(xiàn)諸如在交換機(jī)與電話裝置之間的POTS連接而不會相互干擾。POTS業(yè)務(wù)通信通過一個(gè)在這四條導(dǎo)線上的幻象電路配置實(shí)現(xiàn)。
可以在小型辦公或小型商務(wù)環(huán)境下使用這樣的配置，其中用單個(gè)布線基礎(chǔ)設(shè)施將數(shù)據(jù)和電話信號從一個(gè)包括一個(gè)集線器和一個(gè)交換機(jī)的中央位置分配給包括一個(gè)電話單元和一個(gè)數(shù)據(jù)單元(例如臺式計(jì)算機(jī))的遠(yuǎn)地站。
本發(fā)明還提供了一種電路配置，其中一條包括兩條雙絞導(dǎo)線的電纜為一個(gè)所連接的計(jì)算機(jī)提供一個(gè)雙向數(shù)據(jù)通信信道，同時(shí)用幻象信道方法為送至和來自一個(gè)所連接的電話機(jī)的POTS信號提供一個(gè)通路。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)通信信道包括一個(gè)以太網(wǎng)IEEE802.3LAN信道和一些10BaseT或100BaseTX接口。
按照本發(fā)明，每個(gè)雙導(dǎo)線對在它的兩端各端接有一個(gè)中心抽頭的初級變壓器繞組(以下稱為電纜側(cè)繞組)，從而這對的每根導(dǎo)線接到電纜側(cè)繞組的一個(gè)相應(yīng)端上。每個(gè)繞組與一個(gè)端接到另一對形成用于數(shù)據(jù)承載信號的連續(xù)信道的導(dǎo)線上的次級繞組(以下稱為設(shè)備側(cè)繞組)電感耦合，其中設(shè)備側(cè)繞組接到數(shù)據(jù)通信設(shè)備上。電纜的任何一端的兩個(gè)初級繞組的中心抽頭可連接到一個(gè)電話電路的相應(yīng)導(dǎo)線上，以承載POTS信號。因此，電纜兩端的兩對導(dǎo)線通過相應(yīng)的初級變壓器繞組的中心抽頭形成用來承載電話信號的兩導(dǎo)線幻象信道的第一和第二連接。
本發(fā)明可以用兩個(gè)各在雙導(dǎo)線對電纜一端的、各含有一個(gè)相應(yīng)電路的模塊實(shí)現(xiàn)。每個(gè)電路包括兩個(gè)在初級(電纜側(cè))繞組上有一個(gè)中心抽頭的變壓器。模塊保持兩對數(shù)據(jù)通信能力，而同時(shí)包括一個(gè)通過中心抽頭連接的幻象信道，用于電話業(yè)務(wù)。幻象信道可以通過模塊內(nèi)的一個(gè)連接器接入。模塊可以是一個(gè)獨(dú)立的單元，或者集成在網(wǎng)絡(luò)中諸如數(shù)字網(wǎng)絡(luò)集線器、電話交換機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)或者電話機(jī)之類的任何單元內(nèi)。或者，模塊也可以集成在一個(gè)與電纜的一個(gè)或兩個(gè)端連接的墻上引出端內(nèi)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，模塊形成一個(gè)套件，用來將現(xiàn)有的局域網(wǎng)升級成同時(shí)支持電話聯(lián)網(wǎng)。
本發(fā)明可用于小型辦公或小型商務(wù)環(huán)境，有一個(gè)包括一個(gè)電話交換機(jī)和一個(gè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)集中單元(諸如集線器、交換機(jī)或路由器)的中央位置，通過LAN布線與多個(gè)遠(yuǎn)地工作站連接。


下面將結(jié)合附圖對僅作為非限制性例子的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，以便很好理解本發(fā)明和看到實(shí)際上它可以怎樣實(shí)現(xiàn)，在這些附圖中圖1a和1b分別示出了如在一個(gè)小型辦公室或小型商務(wù)環(huán)境內(nèi)使用的普通現(xiàn)有技術(shù)的電話機(jī)和局域網(wǎng)配置；圖2示出了應(yīng)用電話布線基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)有技術(shù)電話和局域網(wǎng)；圖3示出了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的合用電話和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)；圖4示意性地示出了一個(gè)按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有多個(gè)共享一條公共回線的幻象信道的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)；圖5a示意性地示出了按照本發(fā)明修改的與一個(gè)電話機(jī)直接耦合的計(jì)算機(jī)；圖5b示意性地示出了按照本發(fā)明修改的與一個(gè)計(jì)算機(jī)直接耦合的電話機(jī)；圖6示出了按照本發(fā)明為現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)添加幻象信道電話業(yè)務(wù)的經(jīng)修改的墻上引出端；以及圖7a至7d示出了按照本發(fā)明為現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)添加幻象信道電話業(yè)務(wù)的可連接的墻上插頭連接器的不同視圖。
具體實(shí)施例方式
在以下說明中應(yīng)當(dāng)注意的是這些附圖和說明只是概念性的。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，單個(gè)部件可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)功能；或者，每個(gè)功能可以由多個(gè)部件和電路實(shí)現(xiàn)。在這些附圖和說明中，一些相同的標(biāo)注數(shù)字用來指示那些對于不同的實(shí)施例或配置是共同的部件。
圖3例示了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。網(wǎng)絡(luò)30是IEEE802.3局域網(wǎng)的一部分，采用10BaseT接口。位于中央位置的集線器16通過含有兩個(gè)線對17a1和17a2的電纜與一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)18a連接。每個(gè)線對用來承載只是一個(gè)方向的數(shù)據(jù)，一對(17a1)承載從集線器16至計(jì)算機(jī)18a的數(shù)據(jù)，而另一對(17a2)承載另一方向的數(shù)據(jù)。圖3還示出了一個(gè)與計(jì)算機(jī)18a關(guān)聯(lián)、最好在它附近的電話機(jī)13a，以及一個(gè)最好也在中央位置的電話專用自動(dòng)交換機(jī)(PABX)11。所謂集線器在這里用來表示任何數(shù)字網(wǎng)絡(luò)集中單元，可以指交換式集線器、路由器、服務(wù)器計(jì)算機(jī)，或者指任何具有多個(gè)數(shù)據(jù)端口的數(shù)字設(shè)備，其中任何一個(gè)在這里也稱為中央數(shù)字設(shè)備。同樣，PABX在這里用來表示任何類型的中央電話交換單元，也稱為中央電話設(shè)備。
按照本發(fā)明，每個(gè)線對的兩端各插有一個(gè)信號變壓器，例如，變壓器31a1插在線對17a1的靠近集線器16的端部，而變壓器31b1插在線對17a1的靠近計(jì)算機(jī)18a的端部。類似地，變壓器31a2和31b2分別插在線對17a2的靠近集線器16和計(jì)算機(jī)18a的端部。標(biāo)有前綴31的信號變壓器設(shè)計(jì)成使經(jīng)由這些變壓器的信號衰減可以忽略。因此，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的性能完全保留，集線器16以通常的方式繼續(xù)充分地與計(jì)算機(jī)18a通信。這樣的變壓器在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是已知的，通常用于LAN，以便滿足隔離和共模抑制的要求。通常，這樣的信號變壓器配備有一個(gè)初級繞組和一個(gè)次級繞組，它們都是沒有抽頭的線圈。在本發(fā)明中，標(biāo)有前綴31的每個(gè)信號變壓器例如31a2都有一個(gè)它的端部與相應(yīng)的電纜線連接的初級繞組35和一個(gè)它的端部與相應(yīng)的系統(tǒng)部件(集線器16或計(jì)算機(jī)18a)連接的次級繞組36。
然而，與傳統(tǒng)的信號變壓器配置不同，按照本發(fā)明，每個(gè)初級繞組35都有一個(gè)中心抽頭，對于信號變壓器31a1和31a2分別示為37a1和37a2。初級繞組35的端部構(gòu)成包括兩個(gè)信號變壓器31a1和31a2的電路的第一連接，用來與線束內(nèi)相應(yīng)導(dǎo)線對耦合。次級繞組36的端部構(gòu)成用來與至少一個(gè)數(shù)字設(shè)備如16或18耦合的第二連接；而中心抽頭37a1和37a2用作與至少一個(gè)電話設(shè)備如11或13耦合的第三連接。因此，PABX 11通過兩根相應(yīng)的線38a連接到變壓器31a1和31a2的中心抽頭37a1和37a2上。類似地，電話機(jī)13a分別通過兩根相應(yīng)的線38b連接到變壓器31b1和31b2的中心抽頭37b1和37b2上。在這種配置中，電話信號以“幻象”方式與數(shù)據(jù)通信信號一起承載，兩者之間沒有任何相互干擾。實(shí)際上，集線器側(cè)變壓器31a1和31a2可以集成形成一個(gè)模塊32a，而計(jì)算機(jī)側(cè)變壓器31b1和31b2可以集成形成一個(gè)模塊32b。雖然至此所說明的網(wǎng)絡(luò)30支持單個(gè)計(jì)算機(jī)和單個(gè)電話機(jī)，但也可以支持其他的各包括一個(gè)電話機(jī)和一個(gè)計(jì)算機(jī)的工作單元，每個(gè)計(jì)算機(jī)通過一條相應(yīng)的兩線對電纜、在每條這樣的電纜內(nèi)插入一個(gè)由模塊32a和32b組成的附加組與集線器16連接。
雖然本發(fā)明具體就10BaseT(10Mb/s)接口進(jìn)行說明，但本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于100BaseTX(100Mb/s)接口。此外，本發(fā)明可以同樣應(yīng)用于任何用至少兩個(gè)線對的有線聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。在信號不含有直流(DC)分量的所有有線通信系統(tǒng)內(nèi)都可以使用變壓器。在諸如那些基于正在發(fā)展中的1000BaseTX以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的四對或更多對線的系統(tǒng)中，每兩對可用來形成一個(gè)幻象信道。因此，四對可以形成兩個(gè)幻象信道，每個(gè)幻象信道通過將每對與一個(gè)變壓器如上所述那樣端接，承載一個(gè)POTS電路?；蛘叨易詈萌鐖D4所示，三對17a1、17a2和17a3各可以與用作公共返回通路的第四對17a4形成一個(gè)幻象信道。在這種情況下，每個(gè)電話電路13a、13b和13c各自的兩根線中的一根線連接到處在本線對相應(yīng)端部的各自變壓器31b1、31b2和31b3的中心抽頭37b1、37b2和37b3上，而另一根線則連接到處在公共線對的相應(yīng)端部的變壓器31b4的中心抽頭37b4上。更一般地說，如果有N對導(dǎo)線，每對用作一個(gè)數(shù)據(jù)信道，那就能類似地提供N-1個(gè)用于電話業(yè)務(wù)的幻象信道。
在圖3所示的配置中，模塊32a和32b是獨(dú)立的模塊，機(jī)械上與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他部件分開。然而，其他配置也是可行的。例如，集線器側(cè)模塊32a可以完全或部分地集成在集線器16內(nèi)。在這種情況下，集線器的現(xiàn)有數(shù)據(jù)連接單元(諸如所有線路對都接到那里的配線架)最好用含有模塊32a的單元代替；此外，還提供了一種電話機(jī)連接器，用來將所有電話線連接到PABX上(這些電話線的另一端與它們在模塊32a內(nèi)的相應(yīng)中心抽頭連接)?；蛘?，模塊32a同樣可以集成在PABX 11內(nèi)，從而提供與集線器的適當(dāng)連接。
圖5a示意性地示出了計(jì)算機(jī)側(cè)模塊32b完全或部分集成在計(jì)算機(jī)18a內(nèi)的配置。因此，變壓器31a1和31a2的次級繞組36與計(jì)算機(jī)18a內(nèi)的接收器和發(fā)送器電路39a和39b連接。變壓器31a1和31a2的初級繞組35的端部與一個(gè)用于連接到網(wǎng)絡(luò)上的標(biāo)準(zhǔn)引出端40連接。中心抽頭37a1和37a2接到一個(gè)使諸如在圖3中標(biāo)為13a的電話機(jī)可以接到那里的標(biāo)準(zhǔn)電話機(jī)引出端41上。
圖5b示意性地示出了模塊32b集成入電話機(jī)13a的補(bǔ)充配置。這樣，變壓器31a1和31a2的次級繞組36接到一個(gè)用于與諸如圖3中標(biāo)為18a的計(jì)算機(jī)連接的標(biāo)準(zhǔn)引出端42上。變壓器31a1和31a2的初級繞組35的端部與一個(gè)用于連接到網(wǎng)絡(luò)上的標(biāo)準(zhǔn)引出端43連接。中心抽頭37a1和37a2接到電話機(jī)13a內(nèi)的電話電路44上。
或者，計(jì)算機(jī)側(cè)模塊32b可以集成在一個(gè)可以直接或間接與現(xiàn)有的墻上引出端連接的墻上連接器內(nèi)。因此，這樣的墻上連接器可以由一個(gè)集成有一對信號變壓器和兩個(gè)分別用來連接計(jì)算機(jī)和電話機(jī)的被插入式引出端的替代性墻上插座構(gòu)成。或者，墻上連接器可以由一個(gè)集成有一對信號變壓器和兩個(gè)分別用來連接計(jì)算機(jī)和電話機(jī)的被插入式引出端的插頭連接器構(gòu)成。這樣的插頭連接器使一個(gè)計(jì)算機(jī)和電話機(jī)可以接到一個(gè)現(xiàn)有的墻上引出端上而不需要對墻上引出端作任何修改。
圖6示出了按照本發(fā)明修改的引出端45的面板。兩對導(dǎo)線接到在背后的引出端(圖中未示出)上，后者與設(shè)在其中的兩個(gè)信號變壓器(圖中未示出)的初級繞組連接。變壓器的次級繞組接到RJ-45數(shù)據(jù)連接器46上，而中心抽頭接到RJ-11電話連接器47上。這樣一個(gè)引出端在大小、形狀和整個(gè)外觀上與標(biāo)準(zhǔn)引出端類似地，因此可以代替建筑物墻上的標(biāo)準(zhǔn)引出端。在整個(gè)LAN線路配置上不需要作任何改變。這樣的引出端很容易可以替代現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)引出端，而又提供電話支持。因此，傳統(tǒng)的引出端具有單個(gè)塞孔連接器，有著兩對電刷觸點(diǎn)，分別連接到用來發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的兩條雙絞線上。計(jì)算機(jī)通過單個(gè)具有四根插針的塞頭連接器(插頭)插入這樣的傳統(tǒng)引出端兩根用來發(fā)送數(shù)據(jù)，兩根用來接收數(shù)據(jù)。插頭一插入引出端，這些插針就與引出端的電刷觸點(diǎn)接觸，建立電連接。
本發(fā)明允許用一個(gè)經(jīng)修改的其中有一對信號變壓器的引出端代替?zhèn)鹘y(tǒng)的引出端，這對信號變壓器的初級繞組的端部適合分別接到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)相應(yīng)導(dǎo)線對的線端。每個(gè)信號變壓器的次級繞組在內(nèi)部連接到一個(gè)第一塞孔連接器的一對相應(yīng)的電刷觸點(diǎn)上。因此，兩個(gè)次級繞組的端部通過總計(jì)四個(gè)電刷觸點(diǎn)接到第一塞孔連接器上。兩個(gè)初級繞組的中心抽頭接到一個(gè)靠近第一塞孔連接器的第二塞孔連接器中的一對電刷觸點(diǎn)上。因此，計(jì)算機(jī)可以通過一個(gè)適當(dāng)?shù)牟孱^的四個(gè)插針與第一塞孔連接器連接，而電話機(jī)可以通過一個(gè)適當(dāng)?shù)牟孱^的兩個(gè)插針與第二塞孔連接器連接。兩個(gè)線對17a1和17a2被布成連接到這樣一個(gè)引出端上，這個(gè)引出端現(xiàn)在將包括兩個(gè)面板連接器，一個(gè)是數(shù)據(jù)連接器(例如對于10BaseT為RJ-45)而另一個(gè)是電話連接器(例如為RJ-11)。
這樣的實(shí)現(xiàn)要求現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的引出端用按照本發(fā)明修改的引出端代替。圖7a至7d示出了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的用于在10BaseT或100BaseTX環(huán)境內(nèi)工作的插頭組件50，它可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不需要對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或?qū)ΜF(xiàn)有的引出端作任何修改。使用中，插頭組件50插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的引出端，用一個(gè)插銷51卡住。插頭組件50含有以與連接到上面結(jié)合圖6所說明的經(jīng)修改的引出端45類似的方式連接到分離的數(shù)據(jù)引出端52與電話引出端53的模塊32b。標(biāo)準(zhǔn)的RJ45插頭54與模塊32b連接，在插入引出端時(shí)與墻上引出端接合。插頭54因此包括兩對插針，分別連接到模塊32b內(nèi)的相應(yīng)信號變壓器的初級繞組上。這兩個(gè)信號變壓器的次級繞組接到數(shù)據(jù)-電話引出端52的相應(yīng)電刷觸點(diǎn)上。每個(gè)初級繞組的中心抽頭接到靠近數(shù)據(jù)-電話引出端52的電話引出端53內(nèi)的一對電刷觸點(diǎn)上。來自計(jì)算機(jī)和電話機(jī)的電纜以標(biāo)準(zhǔn)的插頭端接，這兩個(gè)插頭分別插入插頭組件50內(nèi)的相應(yīng)數(shù)據(jù)引出端52和電話引出端53。這樣，用了插頭組件50就不需要對現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施作任何改動(dòng)。
如上所述，10BaseT和100BaseTX接口以及其他數(shù)據(jù)通信接口通常在線路連接電路內(nèi)包括信號變壓器，以便滿足隔離和共模抑制要求。在這種情況下，附加變壓器雖然可行但并不需要，而本發(fā)明的方法可以通過用上面所說明的方式為現(xiàn)有的變壓器的相應(yīng)繞組增添中心抽頭連接以形成一個(gè)用于電話連接的幻象信道來實(shí)現(xiàn)?；蛘?，現(xiàn)有的變壓器可以用如上面說明的帶中心抽頭的變壓器代替。
應(yīng)指出的是，雖然幻象信道在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，但它用于這里所揭示的系統(tǒng)和方法卻是新穎的，因?yàn)?a)局域網(wǎng)(LAN)特別是以太網(wǎng)一般不用幻象信道，任何采用這種信道的配置也沒有在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)規(guī)定，這個(gè)概念只在與數(shù)據(jù)通信LAN領(lǐng)域非常不同的電話領(lǐng)域內(nèi)是已知的。
(b)在這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)還不知道用幻象信道本身承載POTS業(yè)務(wù)，而幻象信道只用來為遠(yuǎn)地單元和/或管理或控制信號供電以支持由兩對導(dǎo)線提供的主要業(yè)務(wù)。
雖然上面就集線器單元對本發(fā)明作了說明，但顯然可以采用任何其他多端口數(shù)據(jù)通信設(shè)備，諸如交換機(jī)、路由器或網(wǎng)關(guān)之類。
本發(fā)明還包括一種將在兩個(gè)數(shù)字設(shè)備之間有一條兩導(dǎo)線對電纜的現(xiàn)有局域網(wǎng)(LAN)設(shè)施升級為也同時(shí)在兩個(gè)電話設(shè)備之間傳送信號的方法，這種方法包括下列步驟(a)將第一對具有中心抽頭的初級繞組的信號變壓器插在電纜的第一端，初級繞組的各端分別與電纜的相應(yīng)導(dǎo)線連接；以及(b)將第二對具有中心抽頭的初級繞組的信號變壓器插在電纜的第二端，初級繞組的各端分別與電纜的相應(yīng)導(dǎo)線連接；從而使各信號變壓器的相應(yīng)次級繞組可以接到數(shù)字設(shè)備上，而使各信號變壓器的相應(yīng)中心抽頭可以接到電話設(shè)備上。
如果LAN已經(jīng)包括沒有中心抽頭的信號變壓器，那末它們在以上步驟(a)中用指定的變壓器代替，或者為每個(gè)初級繞組增添一個(gè)中心抽頭。
雖然本發(fā)明就有限的實(shí)施例作了說明，但可以理解，本發(fā)明可以有許多變型、修改和其他應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，用于在第一與第二網(wǎng)絡(luò)電纜之間耦合基于局域網(wǎng)分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號，第一和第二網(wǎng)絡(luò)電纜各具有第一和第二線對，第一電纜的第一和第二線對還確定用來承載第一信號的幻象信道，所述設(shè)備包括具有初級繞組和次級繞組的第一信號變壓器，所述初級繞組具有中心抽頭連接，所述第一信號變壓器用來傳送基于局域網(wǎng)分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號；具有初級繞組和次級繞組的第二信號變壓器，所述初級繞組具有中心抽頭連接，所述第二信號變壓器用來傳送基于局域網(wǎng)分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號；第一局域網(wǎng)連接器，具有耦合到所述第一信號變壓器的初級繞組的第一觸點(diǎn)對以及耦合到所述第二信號變壓器的初級繞組的第二觸點(diǎn)對，用來將所述第一和第二信號變壓器的初級繞組連接到第一局域網(wǎng)電纜的相應(yīng)第一和第二線對；第二標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)連接器，具有耦合到所述第一信號變壓器的次級繞組的第一觸點(diǎn)對以及耦合到所述第二信號變壓器的次級繞組的第二觸點(diǎn)對，用來將所述第一和第二信號變壓器的次級繞組連接到第二局域網(wǎng)電纜的相應(yīng)第一和第二線對；第三連接器，具有耦合到所述第一信號變壓器的初級繞組的中心抽頭連接的第一觸點(diǎn)以及耦合到所述第二信號變壓器的初級繞組的中心抽頭連接的第二觸點(diǎn)，用來將所述中心抽頭連接與由所述第一電纜的第一和第二線對確定的幻象信道連接；以及單個(gè)外殼，用來容納所述第一和第二信號變壓器以及所述第一、第二和第三連接器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述第一和第二局域網(wǎng)連接器是RJ-45型的，所述基于局域網(wǎng)分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號是基于按照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的10/100BaseT的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，具有標(biāo)準(zhǔn)引出端的外形尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，被配置為插入到標(biāo)準(zhǔn)引出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，還可附到建筑物的表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述第一信號是模擬信號，所述第三連接器是標(biāo)準(zhǔn)模擬連接器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其中，所述模擬信號是電話信號，所述模擬連接器是標(biāo)準(zhǔn)電話連接器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述第一信號是電源信號，所述第三連接器是電源連接器。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過局域網(wǎng)布線的電話通信系統(tǒng)和方法，提供了一種使一個(gè)局域網(wǎng)布線結(jié)構(gòu)可以在同一個(gè)傳輸媒體上同時(shí)承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和模擬電話信號的方法和裝置。它特別適用于一些遠(yuǎn)地?cái)?shù)據(jù)單元(例如個(gè)人計(jì)算機(jī))各通過一條包括至少兩對提供雙向數(shù)據(jù)通信通路的導(dǎo)線的電纜連接到一個(gè)集線器上的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。配置在電纜兩端的模塊通過幻象電路配置內(nèi)的兩對導(dǎo)線為一個(gè)靠近數(shù)據(jù)設(shè)備的電話機(jī)與一個(gè)PBX之間的電話(語音頻帶)信號提供一個(gè)幻象通路。所有這樣的通信通路同時(shí)工作，不會相互干擾。這些模塊由一些簡單而又經(jīng)濟(jì)的無源電路器件組成。
文檔編號H04M3/00GK101052078SQ20071010640
公開日2007年10月10日 申請日期2001年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月21日
發(fā)明者耶呼達(dá)·拜恩德 申請人:塞爾科尼特有限公司