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絡的制作方法
技術領域：
本發明涉及分組電話領域，尤其涉及通過同時用于模擬電話的布 線在局域網(LAN)內使用分組電話。
背景技術：
模擬電話網
一般稱之為"簡易老式電話業務"("POTS")的模擬電話已經存在 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") 內的話音信號設計和制造得相當好。我們熟悉的POTS網絡支持實時、 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。
在此使用的術語"計算機，，和"個人計算機，，("PC")包括帶有接口 以連接局域網的工作站和其他數據終端設備(DTE)。在此使用的術 語"電話機，，包括可使用模擬電話信號連接公眾交換電話網("PSTN") 的任何裝置，這種裝置的非限制實例有傳真機，自動電話應答機， 以及撥號調制解調器。
出口
術語"出口 "在此表示一種電機裝置，這種裝置能夠實現與建氛物 內裝設的布線連接。出口被永久地連接到這些布線，這使得一般借助 集成的內置連接器就很容易連接所需的外部設備到這些布線 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環境
與互聯網相關的發展之一是分組電話。分組電話涉及使用基于分 組的網絡(通常使用網際協議IP)來傳遞電話和有關數據，除了話音 內容，這些數據還可包括聲音、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的分組網絡(例如，通過互聯網)傳送信息。
近年來，通過話音經網際協議(VoIP)方案提供了一種組合電話 和數據通信二者到單個網絡中的解決方案。在此技術中，電話信號被 數字化并被作為數據通過LAN傳送。這些系統在本技術領域中是熟 知的。
圖1是典型的基于LAN的電話環境10。通常使用10BaseT或 100BaseTX以太網IEEE802.3接口和拓樸結構的這種網絡使用集線器 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 網絡出口15a、 15b和15c內嵌入的數據連接器14a、 14b和14c分別 經由電纜13a、 13b和13c與集線器11相連。數據連接器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。網絡10的電話部分使用IP電話17a、 17b和17c，這些IP 電話分別經由電纜16a、 16b和16c連接網絡連接器14a、 14b和14c。 服務器12也可與集線器11相連，并且能執行IP-PBX功能，以及在 本技術領域應用的其他服務器功能。
盡管圖1談及集線器11為集中裝置，但應理解的是，可以使用具 有多個網絡接口和支持適當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，以及網關。 因此，在此使用的術語"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絡，這種網絡或者在建筑物內部或者分布在各處，如LAN或互聯網。
為了在網絡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網絡和PSTN設備之間進 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 POTS電話機能夠使用在VoIP環境中。
圖2是在VoIP環境中使用POTS電話機的網絡20。網絡20基本 上使用與網絡10 (圖l)相同的網絡基礎設施。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又分別經由電纜22a、 22b 和22c連接網絡出口 15a、 15b和15c。這種配置能提供IP電話的優 點，還允許使用通用的便宜的POTS電話機。
盡管網絡20便于使用通用的低成本標準傳統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雜化，而且需 要附加設備，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、使用和維護更為復雜化。
此外，盡管圖1和圖2示出的網絡僅用于電話，但當今的LAN主 要目的和用途是數據通信，以連接數據終端設備(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) 的數量可能不足以同時用于電話和數據應用。例如，在每個工作區經 具有單個連接器14的單個出口 15具備單個網絡連接的辦公室中就會 出現這種情況。在此情況下，必須連接集線器(或其他多端口設備) 以擴展到多個網絡連接。圖3示出了在現有技術網絡30中的這種配置。 為允許適配器21a和DTE 7a 二者都經連接器14a共用網絡出口 15a， 需增加集線器31a。類似地，增加集線器31c，以便經由連接器14c通 過出口 15c連接適配器21c和DTE 7c二者到單個網絡連接。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雜度。
Harper的EP 0824298是使用ATM作為網絡協議的現有技術網 絡30的例子。類似的，英國專利GB 2352360也涉及在數字廣播環境 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 涉及數據鏈路層處理的專用時分交換電路，作為數字網絡的一部分被 路由的特定方法和系統的例子。
Whittaker等人的美國專利6，130，893是示意建筑物內的現有技術 網絡30的另一個例子。外部終端適配器20允許添加使用標準模擬電 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 維護更為復雜化。
家用網絡
家用電話業務通常使用二線或四線，電話機經電話出口與這二線 或四線相連。
圖4是現有技術的電話系統的布線圖，該系統包括以電話線5布 線的住宅或其他建筑物網絡40。電話線5由單個線對構成，其連接接 線盒34，接線盒34又經電纜33連接公眾交換電話網(PSTN) 41， 最后終接于公眾交換機32，公眾交換機32建立和實現從一個電話到 另一個電話的通話。術語"模擬電話，，在此指示傳統的頻率通常在 3KHz以下的模擬低頻音頻話音信號，有時也稱之為"POTS"("簡易 老式電話業務，，)，而術語"電話，，一般指示任何種類的電話業務，包括 諸如綜合業務數字網(ISDN)的數字業務。術語"高頻，，在此指示基本 上高于這種模擬電話音頻的任何頻率，如用于數據業務的頻率。ISDN 通常使用不超過100KHz的頻率(通常能量集中在40KHz附近)。術 語"電話線，，在此指示導電線，其主要作用是傳送和分布模擬電話，其包括但不局限于，在建筑物內預先存在且當前正在提供模擬電話業務 的那些導電線。術語"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，話音調制解調器，等等。
接線盒34用于將家內電路從PSTN中分隔開來，并被用作故障診 斷以及家內的新布線的測試設備。多個電話可經由多個電話出口 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。每個出口可經由插入到該插口內的 "插頭"連接器連接電話設備。
網絡40通常被配置成串形或"雛菊鏈，，拓樸結構，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
其他拓樸結構或任意形狀的拓樸結構。然而，不管采用什么拓樸結構， 住宅內的電話布線系統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。
經常希望能夠同時使用現有的電話布線，同時用于電話和數據聯 網。這樣，由于不需要設置額外的線路，就能簡化在家或其他建筑物 內建立新局域網的工作。Crane的美國專利4,766,402 (在下文中稱之 為"Crane")講述了 一種用標準二線式電話線，但不同時支持電話的 局域網。
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")中公開了本領域內的相關現有技術。Dichter建議了 一種對住宅電話布線采用頻域/頻分復用(FDM)技術的方法和裝置， 使電話和數據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據通信信號的高頻 帶。在這種機制中，電話不受任何影響，同時還能通過家內的現有電 話布線提供數據通信能力。
頻域/頻分復用(FDM)的概念在本技術領域是眾所周知的，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據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，主要是非對稱數字用戶環線(ADSL)系 統。
除了示意住宅電話系統，圖4還示出了 Dichter網絡的布置。網 絡40不僅服務模擬電話，還能提供數據裝置的局域網。數據終端設備 (DTE)裝置7a， 7b和7c分別經由數據通信設備(DCE )裝置39a、 39b和39c連接該局域網。數據通信設備的例子包括，但不局限于， 調制解調器，線路驅動器，線路接收機，以及收發信機(術語"收發信 機"在此指示組合的發射機和接收機)，其能通過電話線5實現通信。 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據網絡的干擾，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感應或感應到PSTN布線33中的噪聲。
圖5示出了基于電話線的LAN 50,其中數據網絡用于同時傳送 VoIP電話和常規DTE網絡數據。集線器31a、 31b和31c允許經由 DCE裝置39a、 39b和39c連接相應的DTE裝置7a， 7b和7c以及相 應的IP電話17a、 17b和17c到相應的單個網絡連接。圖中還示意模 擬電話22a、 22b和22c經由相應的低通濾波器(LPF ) 37a、 37b和 37c^皮連接到電話出口 35a、 35c和35d。因此，；漠擬電話與^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故此變動的網絡60。網絡50中的IP電話17a、 17b和17c初L 分別經由適配器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雜性。需要至少三種外部設備DCE裝 置39a、 39b和39c;集線器41a、 41b和41c;以及適配器21a、 21b 和21c。每一個這些設備通常都需要獨立的電源連接，這就增加了連接的復雜度。因此，這種網絡很復雜，而且很難安裝、操作和維護。
在現有技術中，建議將DCE、 HPF和LPF組件集成到出口 35a、 35b 和35c中。然而，在這種網絡中，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 物內的現有電源線攜帶模擬電話的系統。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環境中無需附加 外部設備而且便于安裝、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。本發明就能滿足這個目標。
發明內容
本發明使得在包括但不局限于使用VoIP技術的IP電話的分組電 話環境中能簡單和方便地使用模擬("POTS")電話機。本發明為局 域網(LAN)提供集成有綜合模擬/VoIP適配器的出口。該出口具有 標準模擬電話插口 (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并與分組電話系統一起使用。
在第一個實施例中，根據本發明的出口與普通LAN環境一起使 用，如以太網10BaseT(IEEE802.3)。該出口允許經由集成的模擬/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) 的標準網絡數據連接。對于標準網絡數據連 務仍然不受影響。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絡數據連接，而且在此情況下，該出口還包括一個數據網絡插口 (如果使
用10BaseT或100BaseT，則采用例如RJ-45)與端口相連。
根據本發明的出口可以作為原始網絡安裝的一部分，作為對現有 網絡的改進，或在現有的電話布線上建立網絡來安裝。
下面參照附圖僅借助非限制實例描述本發明，其中 圖1是支持IP電話的現有技術局域網。 圖2是使用模擬電話機支持IP電話的現有技術局域網。 圖3是同時支持使用模擬電話機的IP電話和DTE連接的現有技 術局域網。
圖4是用電話線的現有技術局域網。
圖5是用電話線同時支持IP電話和DTE連接的現有技術局域網。 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
的現有技術局域網。
圖7 A和7 B是根據本發明不同實施例的出口的示意圖。
圖8是使用根據本發明的出口 ，同時支持使用模擬電話機的IP電
話和DTE連接的局域網。
圖9示意了根據本發明支持模擬電話和分紐電話的出口。
圖10示意了使用根據本發明的出口 ，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。
圖11示意了根據本發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示意了根據本發明結合數據網絡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由獨立的導線提供的。
圖13示意了根據本發明結合數據網絡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示意了經網關連接建筑物內存在的局域網的全局網，其經由 根據本發明的建筑物內出口為模擬電話提供分組電話業務。圖15示意了根據本發明的出口的一般形式，其可工作于各種有線 網絡環境，如CATV和電源網絡。
具體實施例方式
參照附圖和伴隨的說明可以理解根據本發明的網絡的原理和操 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。 在這些附圖和說明中，相同的附圖標記指示不同實施例或配置共有的 那些組件。
圖7A和7B是才艮據本發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經由連接器71連接數據網絡布線。連接器71優選位于出口 75的 后部，在這里出口 75用機械方式安裝到建筑物的墻內。出口75經由 插口 72連接模擬電話機。插口 72優選位于出口 75的前部，或"面板" 上，當出口 75被安裝到建筑物的墻內時能看得見它。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允許經以適 配器21橋接的連接器71連接模擬電話機(經插口 72 )到數據網絡。 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直接相連的數據插口 73。由于存在集線器31，出口 70 允許模擬電話(經插口 72)和數據裝置(經插口 73)同時經連接器 71連接到數據網絡。優選地，插口 72和插口 73均位于出口 70的前 部，或"面板"上。
圖8是根據本發明的局域網(LAN)80。網絡80的基礎結構基本 上與現有技術網絡10(圖l)的基礎結構相同，其中集線器11以"星，， 形拓樸結構經由網絡布線13a、 13b和13c以及出口 15a、 15b和15c 連接各種端設備。然而，根據本發明，現有技術網絡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 用內部適配器21和21c經由電纜6a和6c連接到網絡。出口 70a和 70c內集成的集線器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到網絡。網絡80允許DTE裝置7a和7c 及才莫擬電話機22a、 22b和22c聯網，這種網絡的實例可以僅由出口 75構成(圖7B)，僅支持通過網絡的模擬電話，也可僅由出口70構 成(圖7A)，同時支持電話和數據聯網，或者這種網絡的實例可以是 圖8所示的混合配置。
網絡80具有VoIP技術的優點，允許以僅通過將電話的標準連接 器插入出口內的插口 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。
盡管到此為止已經將出口 70和75描述為具有單個模擬電話連接， 但應理解的是，也可以支持多個模擬電話插口 72,其中獨立的適配器 21用于連接出口內的每個電話插口。類似地，在每個出口 70也可支 持多個數據聯網接口 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，或者優選地經由網絡自身實現。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 高部分所攜帶的數據頻率分隔。
在另一個實施例中，在用建筑物內的電話線的數據網絡內使用本 發明，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 數據通信信號。圖9是根據本發明的出口 90，其能分離和合并處于頻 譜不同部分的信號。出口 90經由優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。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，以經由 插口 92連接^^擬電話。插口 92優選為標準電話插口，如在北美使用的RJ-ll。數據通信信號由高通濾波器(HPF) 38來隔離，高通濾波 器(HPF) 38連接數據通信設備(DCE )裝置39，其包含用于通過電 話線媒介進行數據通信的調制解調器。集成的集線器41允許在VoIP 適配器21和數據插口 93之間共享數據，以借助標準數據聯網接口(如 根據IEEE802.3的10BaseT接口 )經由DCE裝置39連接外部設備到 網絡。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字化/分組化 模擬話音信號被多路復用到數據插口 93接收到的數據信號上。插口 94優選為標準電話插口，如在北美使用的RJ-ll。出口 90同時支持標 準模擬電話(經插口 92)以及使用標準模擬電話的VoIP電話(經插 口 94)。
因此，出口 90支持三種類型的接口常規模擬電話(經插口 92)， 數據通信(經插口 93)，以及VoIP電話(經插口 94)。也可提供這 些功能的子集。例如，可以實現僅支持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示意了才艮據本發明在電話線5a、 5b、 5c、 5d和5e上工作的 網絡IOO。網絡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的網絡100經由模擬電話機22a、22b和22c支持常規PSTN 電話業務。同時，通過才莫擬電話機22d、 22e和22f可使用VoIP電話 業務。另外，可通過數據裝置7a、 7b和7c可實現數據聯網。
盡管在上面將出口卯a和卯d均描述為具有單個PSTN/POTS電 話連接，但應理解的是，在單個出口內也可支持多個PSTN/POTS電 話接口。類似地，應理解的是，經由出口內的多個適配器(如適配器21a)可支持多個VoIP/POTS電話接口。類似地，在一個出口內可包
括多個數據網絡接口，每個接口被連接到相應集線器(如集線器41a) 的不同端口 。
生命線
術語"生命線，，是指電話作為基本和緊急服務的概念，其功能必須 得以維持。因此，要求在任何其他系統或服務(例如，電)中的故障 不會降低電話系統的功能。實際上，這意味著只要工作著的電話機經 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。
根據至此提出的方案使用VoIP技術的主要缺陷是，不能支持生 命線功能，而且數據網絡的任何故障(例如，斷電，或集線器，DCE 或軟件故障)將導致損失基于IP電話的業務。從圖10可以看到對于 模擬電話22d無"生命線"功能。因此，經數據網絡通過適配器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致經由模擬電話22d的服務的損失。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網絡的一部分保持了生命線功能。模擬電 話22c同樣如此。因此，網絡100具有部分生命線功能。
圖11示意了根據本發明用以確保完全生命線功能的出口 110。出 口使用繼電器112，其工作于本技術領域眾所周知的"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據連接。 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換。然而擲112c連接
15LPF37。在非通電狀態下，電極112a連接電極112c。傳感器lll根據 數據通信在網絡上的可用性控制繼電器112的狀態。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 網絡數據路徑上的任何故障，如無網絡活動，網絡斷電，或任何其他 故障情況。在通常的操作中，當網絡數據通信正在運行時，繼電器112 被觸發以連接插口 117到適配器21，因此插口 117—般經由VoIP/模 擬適配器連接模擬電話到分組電話網絡。在網絡數據通信有任何故障 或斷電的情況下，傳感器111釋放繼電器112以將插口 117轉換到 LPF37，因此，假定能使用模擬電話服務即使在數據網絡不工作的情 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 器用于上面的轉換功能，但同樣也可以使用任何其他轉換機制。因此， 在本說明書和所附權利要求書的上下文中，術語"繼電器"包括適合于 響應外部觸發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。
圖12示意了根據本發明用以提供生命線功能的出口的另一個實 施例。已經參考了本身固有模擬電話的電話線數據聯網環境描述了出 口 110 (圖11)，而圖12示意的出口 120可應用于4壬4可LAN。繼電 器112和傳感器111執行如前所述用于出口 110的相同功能。然而， 在嚴格用于數據的網絡環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連接器122提供給出口 120，優選沿網絡布線 結構傳送。線路121將信號從連接器122傳送到繼電器112的一個擲。 或者，可以在網絡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經線 路121饋送模擬信號給繼電器112。
圖14示意了本發明的主要應用。網絡140包括網絡100的部分或 全部，其存在于建筑物內部。網絡140連接由服務提供商或"IP載運者"操作的IP網絡142，這個網絡可同時傳送數據和話音(使用VoIP 技術)。網關141用于橋接建筑物內網絡到IP網絡142，并且連接現 有家內電話布線5a、 5b和5c。這種配置允許IP載運者同時提供數據 和話音業務，無需修改或添加建筑物內布線，只需更換電話出口。
盡管本發明至此被展示為與電話布線和電話出口有關，但本發明 同樣適用于建筑物內的任何類型的接線網絡，如CATV或電源布線。 圖15示意了出口 150，其是本發明的一般實施例。出口 150在總體設 計上與出口 90 (圖9)類似。出口 150經由連接器151連接相關布線， 并且包含綜合數據/業務分路器/合路器裝置152，其從主業務信號中隔 離通過布線攜帶的數據。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， 調制解調器153是電源線栽波(PLC)調制解調器，連接集線器41 到綜合數據/業務分路器/合路器裝置152，并允許通過電源線進行數據 通信。類似地，就CATV應用來說，CATV布線用于網絡基礎設施， 同軸電纜調制解調器用作調制解調器153，而裝置152從數據信號中 分離出CATV信號。
盡管至此已經描述本發明為與基于IP的數據網絡有關，但本發明 同樣適用于任何類型的分組數據網絡。此外，盡管分組網絡是廣域網 中最重要的，但本發明并不僅局限于分組網絡，而是適用于任何數字 數據網絡，其中話音信號被數字化并以數字形式運送。
此外，盡管已經描述本發明為與基于連續導電媒介的網絡(電話、 CATV、或電源)相關，而且相關調制解調器和相關電路被并聯到布 線基礎設施，但本發明同樣適用于布線不連續，被切成離散部分的情 形，本發明人的WO 00/07322就公開了這種情形，其全部內容在此作 為參考。
雖然上面就有限數量的實施例描述了本發明，但應理解的是，可 以對本發明做許多變化、修改和其他應用。
1權利要求
1.一種用于連接多個模擬電話設備到互聯網的網絡，所述網絡包括至少部分地在建筑物內的墻中的電話線對，所述線對被連接以同時地承載與在數字數據信號頻帶中承載的數字數據信號一起被頻率復用的模擬電話信號頻帶中承載的模擬電話信號，所述數字數據信號包含數字化并且分組化的電話數據，所述數字數據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網之間的網關，所述網關用于連接電話線對和互聯網之間的數字數據信號；以及容納在單個外殼內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，其中數字化并且分組化的電話數據基于互聯網上話音協議，并且所述外殼附連到建筑物的墻。
2. 根據權利要求1所述的網絡，還包括第二裝置，所述第二裝置 用于在數字化并且分組化的電話數據與第二模擬電話信號之間進行轉 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. 根據權利要求l所述的網絡，其中所述外殼安裝在建筑物的墻中。
4. 根據權利要求1所述的網絡，還用于將數據終端設備單元連接 到互聯網，所述裝置還包括能夠連接到所述數據終端設備單元并且用 于將數字數據信號連接到所述數據終端設備單元的數據連接器。
5. 根據權利要求1所述的網絡，其中所述網關用于經由互聯網連 接到不同的服務提供商，并且用于連接到來自所述不同的服務提供商 的數字數據。
6. 根據權利要求1所述的網絡，其中所述網關通過DSL介質連 接到互聯網。
7. 根據權利要求l所述的網絡，其中所述第一裝置被容納在電話 出口內。
8. 根據權利要求l所述的網絡，其中所述笫一裝置能夠附接到電 話出口 。
9. 根據權利要求1所述的網絡，其中所述網關用于連接到不同的 服務提供商，以連接到來自所述不同的服務提供商的數據和話音服務。
全文摘要
一種用于局域網(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換的適配器(21)，和用于連接普通模擬(POTS)電話機的標準電話插口(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)，其允許經適配器(21a、21c)連接模擬電話機(22a、22c)，而且可保持數據網絡連接，這可通過網絡插口(73a、73c)得到。本發明還可應用于基于電話線的數據網絡系統。在這種環境中，數據網絡電路以及VoIP/POTS適配器被集成到電話出口中，預備提供常規模擬業務，使用模擬電話機的VoIP電話業務，以及數據聯網。在這種配置中，該出口需要兩個標準電話插口和一個數據聯網插口。根據本發明的出口可用于更新現有的LAN和建筑物內電話布線，以及新裝置中的原始設備。
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 優先權日2001年7月5日
發明者耶華達·賓德 申請人:莫塞德技術公司