专利名称：用于本地网络上的多个宽带服务的同延操作的设备和方法
技术领域：
本发明涉及电信设备和服务的领域，更为特别的是，本发明涉及一种能在
现有订户位置普通老式电话服务(POTS)线路/网络上实行借助IP的语音传 输(VoIP)服务的设备。
背景技术：
现代电话语音网络是围绕电路交换、端局、长途网、汇接交换机以及对绞 线来构造的。这些语音网络被称为公共交换电话网络(PSTN)或普通老式电 话服务(POTS)。由于POTS的带宽有限，其生来即无法有效整合多种类型 的媒体，例如电话、用于个人计算机(PC)的数据通信(包括视频)以及电 视(TV)广播。而为此开发的宽带技术和架构则可以与POTS基础架构相适 配。这种技术包括非对称数字用户线(ADSL)通信网络，在该网络中，语音 信号是在POTS频率基带的较低频率范围中传送的，而数据信号则是在较高 频率范围中传送的。
借助IP的语音传输(VoIP)是电信领域中的最新技术发展，它被用于在 数据网络上通过使用网际协议(IP)来传送语音。IP是用软件描述的各种协 议的传输控制协i^/网际协议(TCP/IP)族的一部分，其中该软件追踪节点的 网际地址，路由出局消息，并且辨别入局消息。这种数据网络既可以是因特网 或公司内部网，也可以是其他任何TCP/IP网络。订户(企业或个人)通过购 买和安装必要的设备而在DSL (即在老式POTS线路)上使用VoIP，以便在 其配备了 DSL的位置访问VoIP服务供应方。在一个示例中，这种VoIP设 备包括连接在订户的PSTN电话与DSL调制解调器之间的适配器，以便将语 音数据转换成模拟/数字格式，或者从模拟/数字格式转换成语音数据。随后， 经由PSTN网关将语音数据从DSL调制解调器传递到IP网络。
图1描述的是经由DSL订户位置的典型VoIP的系统级框图。特别地， 订户位置100 (例如住处)包括网络接口单元(NIU) 102，其中该单元接收来自本地供应方(经由服务回路118)的POTS/DSL服务，并且经由分布线 104 (普通电话线路)来将此类服务分发至订户位置100。 POTS被从分布线 104经由低通滤波器(LPF) 108提供给订户电话设备106，其中该滤波器滤 除的是来自本地供应方的入局信号的高频DSL分量。与分布线104相连的 DSL调制解调器110向一个或多个订户设备，例如个人计算机112提供宽带 服务。此外，适配器114与调制解调器110相连。该适配器114将来自DSL 服务的数字信令转换成模拟信令，以便经由线路116来向另一个订户设备(例 如电话106)提供VoIP。
根据该描述可以理解，在新的VoIP订户建立服务时，有必要执行某些重 新接线方式，以便将VoIP设备连接到DSL服务。例如，新的/附加线路116 必须从调制解调器110/适配器114的位置接续到客户希望用于VoIP服务的 任何和所有电话。在替换方案中，VoIP服务在每个实例中在整个位置都是首 选的，而订户则必须为每个实例中的无绳设备付费。针对这个重新布线问题以 及附带费用的一个解决方案是在订户位置使用现有的电话布线/网络。但是， 这种解决方案需要订户访问NIU，以及执行多个重新布线操作，而这有可能 会使某些不熟悉基本电话布线的人感到困惑。这其中的一种重新布线操作需要 使用连接在POTS/DSL服务与DSL调制解调器之间的第二对电话布线，以 便利用住宅中存在的先前布线"网络"。如果没有正确执行重新布线操作，那 么VoIP设备有可能发生永久性损坏。如果正确执行了这种重新布线操作，那 么重新布线操作有可能因为意外而被访问NIU的其他人(例如本地POTS服 务的技术人员)颠倒。
由此，本领域需要在订户位置处实现在现有电话布线/网络上同时操作 VoIP及DSL服务的设备和方法，其中所述设备和方法缓解了如上所述的关 于附加设备/布线成本和/或重新布线差错的问题。
发明概述
本发明主要涉及一种用于将本地POTS网络转变成VoIP能力的设备。该 设备包括信号控制器，适合于连接在宽带增强型POTS服务点与本地网络之 间，以便减少POTS信令。在本发明的一个实施例中，该设备是高通滤波器。 这种高通滤波器包括用于接收宽带增强型POTS服务的第一端口，以及用于向本地网络发送DSL信号的第二端口。该高通滤波器在DSL订户位置的网 络接口单元处与宽带增强型POTS服务相连。优选地，该高通滤波器具有能 够大大地减少或消除本地网络上的POTS服务环路电压和/或基带语音信号、 并且将服务环路与本地VoIP电话电压和信号隔离开来的大约15KHz-5MHz 的频率响应或是其他频率响应范围。
附图简述
这样，在获得和详细理解本发明的上述特征的方式中，参考附图中示出的 本发明的实施例，可以得到关于如上简要概述的本发明的更具体描述。
但是应该指出，附图仅仅示出了本发明的典型实施例，由此不应该将其视 为限制了本发明的范围，本发明可以包含其他那些效果相同的实施例。
图1描述的是在订户位置处借助了 DSL系统的现有技术中的VoIP的框
图2描述的是根据本发明在订户位置处借助了 DSL系统的VoIP的框图； 图3是可以用于实现本发明的控制器的示意图；以及 图4是本发明一个实施例中的控制器的频率响应特性的曲线。 为了便于理解，在这里尽可能使用了相同的标引数字来指示附图中通用的 相同部件。
详细描述
为了实现预期目标，本发明提供了一种设备，该设备提供了在构成本地网 络的同一物理介质上的不同宽带服务或特征的同延操作。通过利用构成本地网 络的现有物理布线，该设备不再需要执行复杂或附加的布线操作。在图2所示 的本发明的优选实施例中，该设备被显示成是现有消费级通信网络(即现有 POTS布线、电话和调制解调器)的一部分，并且该设备结合所述网络进行操 作，以便在不必执行额外和/或实际的重新配置或布线的情况下提供VoIP和 DSL，然而，其他应用也是可以想象的，并且这些应用被认为处于本发明的范 围以内。
图2描述的是根据本发明在订户位置100处借助了 DSL系统的VoIP的 系统级框图。特别地，先前在本说明书中引入的订户位置或本地网络100 (例如住宅)包括(例如经由未显示的中心局以及服务环路118)从本地供应方接 收POTS/DSL服务的网络接口单元(NIU) 102。信号控制器200连接在进 入NIU 102的POTS/DSL服务供应方的进入端口与本地网络100之间。依 照信号控制器200的特性，只有POTS/DSL服务的DSL分量才会经由分布 线104传递到本地网络100。在本发明的一个实施例中，分布线104是普通 电话布线中的至少一对双绞线。与分布线104相连的DSL调制解调器110向 至少一个第一本地网络最终用户设备、例如个人计算机112提供第一宽带服 务(即DSL服务)。其他的第一本地网络最终用户设备也可以是本地网络的一 部分，举例来说，该设备可以是但并不局限于笔记本电脑、路由器、打印机(专 用或"一体化"设备)、无线设备以及类似设备，为了清楚起见，在图2中并 没有显示这些设备，但是可以认为这些设备是可选的本地网络组件。此外，调 制解调器110与适配器114相连，以便经由线路202和104来向至少一个第 二本地网络最终用户设备106提供第二宽带服务(即VoIP)。在本发明的一 个实施例中，所述至少一个第二本地网络最终用户设备106是POTS型电话。 通过在分布线104上将适配器114的接口线路202连接到现有本地网络 100 (即现有的双绞线电话布线)，上述设备和整个系统向任何和所有第二本 地网络最终用户设备(例如电话)提供了用户希望得到的VoIP服务。更详细 地说，信号控制器200减少或者完全消除了 DC环路电压以及包含了提供给 本地网络100的POTS/DSL服务中的POTS部分的基带语音信号。同样，第 二本地网络最终用户设备106实际上是与现有POTS信令和网络绝缘的(在 下文中将会更详细说明控制器200的特性和频率响应)。由于适配器114将(例 如来自传送网际协议(IP)信令的DSL服务)的数字信号转换成驱动普通 POTS型电话的模拟信号/从所述模拟信号转换成数字信号，因此，第二本地 网络最终用户设备106现在可以只"看到"来自适配器114的信令，其中该 适配器变成了用于第二本地网络最终用户设备106的新的外部交换站。换言 之，来自第二本地网络最终用户设备106的模拟信号沿着现有网络分布线104 传播到接口线路202并返回到适配器114，反之亦然。然后，适配器114将 数字信号经由调制解调器110反向传递到DSL服务(和外部网络，未显示)。 因此，多个宽带服务(所论述的示例中的DSL和VoIP)将会共享同一物理 介质(分布线104)的一部分。图3是可以用于实现本发明的信号控制器200的示意图。特别地，在本
发明的一个实施例中，VoIP/DSL信号控制器200是高通滤波器(HPF)。HPF 可以采用多种配置，并且任何和所有此类实施例全都落入本发明的范围以内。 对本领域技术人员来说，图3所述的HPF可以被认定成是Chebyshev滤波 器，并且仅仅是借助非限制性示例提供和描述的。详细地说，控制器(HPF) 200包括与POTS/DSL组合信号相连的输入端口 302。通过多个有源和/或无 源电路部件、例如电容器306x和电感器308x对POTS/DSL组合信号进行滤 波，以便衰减低频(POTS)分量。本领域技术人员能够为无源电路部件确定 适当的值，以便提供预期的频率响应特性(在下文中描述)。
在控制器的输出端口 304以及分布线104上，所看到的仅仅是初始输入 信号的高频DSL分量。由此，初始订户POTS设备106实际与POTS网络 和服务是断连的，但却不必在物理上断开先前提供POTS服务的实际分布线 104。由此实现的益处是住宅中所有的现有电话线均可用于VoIP服务，而 不需要对NIU或内部住宅电话线进行重新布线，或是在VoIP适配器114下 游添加新的线路。这些相同的线路仍旧传送DSL信号；由此，在订户的POTS 网络上能够存在多个宽带服务。更进一步的优点是依照信号控制器200的特 性来实现的。特别的，在用于DC和低频电话信号的输入端口 302以及输出 端口 304上全都呈现了高阻抗特性。同样，适配器114没有"以电的方式看 到"从NIU102延伸到中心局(或是其间的交换机)的服务环路118所固有 的阻抗负载；由此，在网络中是不存在因为尝试从相对较小的电源(适配器 114)驱动很长导线所产生的功率损耗或负载的。
作为预防措施，控制器200配备了电压检测/警报部件204 (参见图2)， 以便防止网络组件被损坏。特别地，该检测/警报部件204放置在控制器200 的输出端口 304，以便向网络用户(即DSL订户、房东、电信服务供应方的 技术人员等等)发出检测到了来自POTS的DC环路电压并且该电压正在进 入网络的警报。该警报将会为用户提供从网络中断开POTS/DSL服务的时机， 以便防止损坏VoIP设备或是其他那些对DC环路电压敏感的设备。在一个实 施例中，检测/警报部件204是放置在控制器200上的可视位置的发光二极管 (LED)，由此，在安装或后续监视控制器200或NIU 102的时候，网络用 户能够容易且快速地检测DC环路电压条件。其他类型的检测/警报实施例同样被认为是处于本发明的范围以内，其中这些实施例可以是但并不局限于除 LED之外的其他可视警报、音频警报、远程检测和寻呼服务/应用等等。
更详细的说，对于本发明的一个实施例而言，众所周知，典型的POTS 是在大约400~3，400Hz的带宽中处理语音信号的。在这里则衰减了低于 400Hz (包括激励基本电话电路的DC环路电压)和高于3，400Hz的所有频 率。图4描述了一个适合在本发明中使用的HPF的频率响应的曲线图400。 特别地，该曲线图400的x轴402描绘的是用于本发明的理想频率范围，并 且y轴404描绘的是HPF在理想频率范围的增益。在本发明的优选实施例中， HPF的频率响应是由曲线406显示的，其中该曲线阻拦了低于大约4KHz的 所有低频(和DC信号)，并且在大约15KHz处斜升至OdB衰减。
虽然上文针对的是本发明的实施例，但在不脱离本发明的基本目的及其范 围的情况下，还可以设计本发明的其他实施例。
权利要求
1.一种用于将本地简易老式电话服务POTS网络转变成VoIP能力的设备，包括信号控制器，适合于连接在宽带增强型POTS服务点与本地POTS网络之间，以便减少POTS信令；以及与所述信号控制器相连的POTS信令检测设备。
2. 权利要求l的设备，其中所述信号控制器是高通滤波器。
3. 权利要求2的设备，其中所述高通滤波器还包括用于接收宽带增强 型POTS服务的第一端口 ，以及用于向本地网络发送DSL信号的第二端口 。
4. 权利要求2的设备，其中所述高通滤波器在DSL订户位置的网络接 口单元处与所述宽带增强型POTS服务相连。
5. 权利要求2的设备，其中所述高通滤波器具有大约15KHz 5MHz 的频率响应。
6. 权利要求2的设备，其中所述高通滤波器消除了本地网络上的POTS服务环路电压。
7. 权利要求2的设备，其中所述高通滤波器消除了本地网络上的POTS 服务基带语音信号。
8. 权利要求l的设备，其中所述宽带增强型POTS服务点是接收宽带增 强型POTS的场所的网络接口单元。
9. 一种用于本地网络上的多个宽带服务的同延操作的系统，包括 适合于使用第一宽带服务的至少一个第一本地网络最终用户设备，以及适合于使用第二宽带服务的至少一个第二本地网络最终用户设备，其中所述至少 一个第一本地网络最终用户设备和所述至少一个第二本地网络最终用户设备 定义了本地网络；以及信号控制器，适合于连接在进入所述本地网络的宽带服务供应方的进入端 口与所述至少一个第一和第二本地网络最终用户设备之间，以使所述第一和第 二宽带服务共享同一物理介质，从而与所述至少一个第一和第二本地网络最终 用户设备进行通信。
10. 权利要求9的系统，其中所述信号控制器是高通滤波器。
11. 权利要求10的系统，其中所述高通滤波器还包括用于接收宽带增强型POTS服务的第一端口，以及用于向本地网络发送DSL信号的第二端口。
12. 权利要求10的系统，其中所述高通滤波器在DSL订户位置的网络 接口单元处与所述宽带增强型POTS服务相连。
13. 权利要求10的系统，其中所述高通滤波器具有大约15KHz~5MHz 的频率响应。
14. 权利要求10的系统，其中所述高通滤波器消除了本地网络上的POTS 服务环路电压。
15. 权利要求10的系统，其中所述高通滤波器消除了本地网络上的POTS 服务基带语音信号。
16. 权利要求9的设备，其中宽带增强型POTS服务点是接收宽带增强 型POTS的场所的网络接口单元。
17. 权利要求9的设备，其中该系统还包括与所述信号控制器相连的 POTS信令检测设备。
18. —种用于本地网络上的多个宽带服务的同延操作的方法，所述本地网 络具有适合于使用第一宽带服务的至少一个第一本地网络最终用户设备以及 适合于使用第二宽带服务的至少一个第二本地网络最终用户设备，该方法包 括在进入所述本地网络的宽带服务供应方的进入端口与所述至少一个第一 和所述至少一个第二本地网络最终用户设备之间开放连接；连接适合于在所述开放连接处进行连接的信号控制器，该信号控制器具有 为所述第一和第二宽带服务提供同一物理介质共享的响应特性，以便与所述至 少一个第一和第二本地网络最终用户设备进行通信。
全文摘要
一种用于将本地POTS网络转变成VoIP能力的设备，包括信号控制器，该信号控制器适合于连接在宽带增强型POTS服务点与本地网络之间，以便减少POTS信令。举例来说，该设备是高通滤波器，并且该高通滤波器包括用于接收宽带增强型POTS服务的第一端口，以及用于向本地网络发送DSL信号的第二端口。所述高通滤波器可以在DSL订户位置的网络接口单元处与宽带增强型POTS服务相连。优选地，该高通滤波器具有能够大大地减少或消除本地网络上的POTS服务环路电压和/或基带语音信号的频率响应范围。
文档编号H04M11/06GK101658023SQ200780050714
公开日2010年2月24日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年1月19日
发明者路易斯·马玛科斯 申请人:网络电话时代有限责任公司