CN1174599C - 通过过滤基于isdn的信号以实施家用网络的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种可以在有4线ISDN SO数据总线的基于ISDN的客户前端中建置一个网络。该基于ISDN的客户前端包括一个用于居住客户前端和公共电话交换网络之间接口的网络终端基本存取(NTBA)组件，而所述的接口将2线ISDN信号映像至4线数据总线上。有一个低通滤波器加到2线发送线路之中，以便消除在4线数据总线上基于ISDN的信号的谐波反射所引起的高频噪声。该滤波器也会在基于ISDN的信号的零点交越和该被传输的网络信号之间，造成一种延迟，因而将ISDN零点交越对家用网络信号的影响减至最小。

Description

通过过滤基于ISDN的信号以实施家用网络的装置和方法
技术领域
本发明涉及网络接口，尤其涉及连接到电话线路媒体的网站与网站之间，控制数据传输的方法和系统。
背景技术
本地局域网络(local area network)使用一条网络缆线或者其它形式的媒体将网站连接上网络，而每一种本地局域网络架构都会利用装置在每一台上的媒体存取控制致能网络适配卡(media accesscontrol(MAC)enabling network interface cars)，分享对于该媒体的访问。
传统的本地局域网络架构使用的媒体存取控制，其操作的模式是根据半双工(half-duplex)或全双工(full duplex)的以太(Ethernet，ANSI/IEEE standard 802.3)协议，而这些协议所使用的如10 BASE-T之类预先规定好的网络媒体。较新的操作系统则需要一种网站以便可以检测网络是否存在。在一个10 BASE-T的以太网环境中，网络的检测是借着一个连接脉冲(link pulse)信号的传送而达成，而该脉冲信号的发送是由物理层(physical layer，PHY)发射接收机(transceiver)所产生。在10 BASE-T媒体上的周期性连接脉冲被一个PHY发射接收机所检测，根据这些周期性连接脉冲的检测，可以决定在网络媒体中另一个传送脉冲的网站是否存在。因此，毋需数据封包的传送或接收，在网站A上的PHY发射接收机可以检测网站B是否存在，而该检测方法是通过接收网站B上PHY发射器所发射到10 BASE-T媒体上的连接脉冲。
一些努力已经在进行中，企图建立一种可以使计算机连接在一起的架构，这种架构使用传统的双绞电话线，而非如10 BASE-T之类已普知的本地局域网络媒体。像这样的安排，从现在起，本文称之为家用网络环境，这样的网络环境使用一般家庭现有的电话线以建构家用网络环境，在建构上具有相当的优势。然而，因为家庭中电器的影响，会产生噪声，进而干扰电话线的品质。这些会产生噪声的干扰源，例如调光器开关、家用电器的变压器等等。除了易被干扰外，双绞电话线还会受到电极板接触和脱离时瞬间开启变换的影响，也会受到标准POTS电话的噪声脉冲和电器与冷气空调等电力系统的影响。
电话连接网络还有其它的问题，也就是传送波形的信号条件(即形状)和网络连接拓扑很有关系。在双绞电话线媒体中众多的分支连接点，以及这些分支连接点的长度，都有可能在传输网络信号当中产生多重信号反射。电话连接拓扑可能会使某一个网站的网络信号产生10到20微伏等级的峰对峰(peak-to-peak)电压，然而另一个网站的网络信号可能有1到2伏特等级的电压。因此，所接收的脉冲的振幅和形状可能有很大的变形，使得从所接收到的脉冲复原其传送时序或数据是一件很困难的事。
此外，当应用到欧洲电话系统，还会遇到另外一个问题，其原因是欧洲电话系统使用了网络终端基本存取(Network TerminationBasic Access，NTBA)器件，这种器件是用做家用客户前端(residential customer premises)和公共电话交换网络中心局之间的接口，通过其发送和接收基于综合业务数字网(Integrated ServicesDigital Network，ISDN)的信号。尤其是NTBA器件将双线的ISDN信号从中心局映像至四线的S0数据总线(bus)，所谓四线的S0数据总线是有一个2线的发送线路和一个2线的接收线路，这些线路都是经由客户前端发送和接收基于ISDN的信号。基于ISDN的信号会在S0数据总线上产生谐波(harmonic)信号，因此会对高频的网络数据信号产生严重的干扰。此外，在时轴上，基于ISDN的信号的零相交点46(zerocrossing)会和传输的网络信号相互严重干扰，而这些在4线S0数据总线上不良的状况会引起所传输的网络信号变得不可用。
WO-A-9711534公开了一种网络，用于在双绞线上同时传输数字宽带ADSL信号和数字基带ISDN信号。与用户ISDN网络终端相隔离，在这种双绞线上还提供了一用于ADSL信号的高通滤波器以及一用于ISDN信号的低通滤波器。该低通滤波器还过滤选择器脉冲、振铃电压以及用户电源产生的噪音。
发明内容
需要一种装置，其可以将家用电话网络中的计算机端点连接起来，而这里所谓的家用电话网络是指其上有网络终端基本存取(NTBA)器件，而且所谓的安排也会将计算机端点设定成可以在4线S0数据总线上发送基于ISDN的信号。
需要一种可以在基于ISDN的客户前端中实现家用计算机网络的方法，而此方法亦适用于在4线S0数据总线上发送和接收基于ISDN的信号。
为达到本发明目的的需要，有一个低通滤波器耦合至一条2线的发送线路上，而其目的是衰减会和传输网络数据信号干扰的基于ISDN的信号上的谐波信号。该低通滤波器同时也会延迟该基于ISDN的信号以使该基于ISDN的信号所产生的干扰达到最小的程度，这里所谓的延迟是相对于网络数据信号而言。
本发明尤其定义了一种在家庭电话网络中实现本地局域网络的方法，以及一种本地局域网络。
根据本发明的一个方面，一种在家用电话网络中实现本地局域网络10的方法，所述的家用电话网络上有NTBA器件12，该器件被设定成从公共电话交换网络中接收基于ISDN的信号，及发送基于ISDN的信号至公共电话交换网络，此外也包含一个有一个2线发送线路16和一个2线接收线路18的4线S0数据总线14，这些2线发送线路和2线接收线路沿着该4线S0数据总线，在NTBA器件12和分接点20a、20b之间分别发送和接收基于ISDN的信号，所述方法包括：
将一个配置为允许通过基于ISDN的信号而拒绝其谐波的低通滤波器30连接在NTBA器件12中的2线发送线路16的两条线之间；以及
第一和第二终点分站分别通过分接点20a、20b连接到所述2线发送线路16和2线接收线路18中的至少一条，通过所述2线发送线路16和2线接收线路18的至少其中之一，在分接点20a、20b之间，传输频率高于基于ISDN的信号的网络数据信号，所述低通滤波器30还相对于网络数据信号，延迟基于ISDN的信号，以将基于ISDN信号的干扰最小化。
根据本发明的另一方面，一个本地局域网络10，其包括：
一个NTBA器件12，该器件配置为从公共电话交换网络中接收基于ISDN的信号，及发送基于ISDN的信号至公共电话交换网络；
一个4线S0数据总线14，该4线S0数据总线有一个2线发送线路16和一个2线接收线路18，在NTBA器件12和ISDN客户前端设备之间发送和接收基于ISDN的信号；
第一和第二终点分站22a、22b，配置为用于传输频率高于基于ISDN的信号的网络数据信号，并且所述第一和第二终点分站分别通过分接点20a、20b连接到所述2线发送线路16和2线接收线路18中的至少一条；以及
一个低通滤波器30，其连接至NTBA器件12的2线发送线路16，以便使基于ISDN的信号通过，同时在网络数据信号的频率上，过滤该基于ISDN的信号的谐波部份，使得网络数据信号可以经由2线发送线路16和2线接收线18中的至少一条得以传输，并且其中所述低通滤波器30还相对于网络数据信号延迟基于ISDN的信号，以便将基于ISDN信号的干扰最小化。
其它关于本发明的优点和新特点，部份将在下面的说明中显明出来，而对本技术已熟悉的人士而言，在检视本发明的说明和实施例，其它部份也将变得清楚可明了。本发明的优点可以通过权利要求中的阐述，得到更佳的了解。
附图说明
参考附图，其中相同的参考标号代表相同的组件，这些附图包括：
图1是一个方块图，用以展示根据本发明的实施例而实现于一个客户前端中的一个计算机网络，而这里的客户前端有基于ISDN的接线方式。
图2展示一个因图1中的低通滤波器作用在一个基于ISDN的信号，与网络数据信号比较之后的延迟现象。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施例，所展示的是使用基于ISDN的信号的家用环境中所用的以太(IEEE 802.3)本地局域网络10。根据图1，家用环境包括一个网络终端基本存取(NTBA)器件12，该器件被配置为将综合业务数字网(ISDN)信号传送至公共电话交换网络，或由公共电话交换网络接收综合业务数字网信号。就如本相关技术范围所知，NTBA器件12配置为将ISDN形式的电话信号输出至一个4线S0数据总线(bus)14，该数据总线的2条线是传送线路16，而另2条线是接收线路18。一般而言，在欧洲家庭的实例中，该S0数据总线14上可能有多个连接，或者是多个的分接点(20a，20b)并行地连接在S0数据总线14之上。
传统的网络技术假设有一个5类双绞对线媒体(twisted pairmedium)用于如差分信号(differential signal)的传输网络信号。然而在公开的ISDN环境中，NTBA 12将ISDN信号映像至一条2线发送线路16和一条2线接收线路18上。如本相关技术领域所公知，接收路线18会反射在发送线路16上传输的(例如为192kHz的)相对于约为200kHz的ISDN时钟频率有2-比特间隙的ISDN信号。由于家用网络频段通常在7.5MHz以上，因此，由于家用网络频段上高频率的ISDN谐波噪声，依据家用电话网络联盟(home phone nework alliance，又称之为home PNA)，在ISDN-S0数据总线14上传输home PNA数据是不可能的。
根据所揭示的实施例，有一个低通滤波器30安装在NTBA 12的发送线路16之中。该低通滤波器30包括一个电感器32和一个电容器34，它们的作用是衰减因192kHz ISDN信号的谐波所引起的高频噪声。所以，发送线路16和接收线路18可以免受高频谐波的影响，而该高频谐波有可能会影响终点分站22a和终点分站22b之间的家用网络信号。如图1所示，终点分站22a和终点分站22b在接收线路18上都有2线的连接。如此，NTBA器件12就可以正常在4线S0数据总线14上发送和接收192kHz频率的基于ISDN的信号而不对在终点分站22a、22b之间传输的至少是7.5MHz的家用网络信号造成干扰。
图2所展示的是因为加入滤波器30之后的信号延迟现象。如图2所示，该滤波器30会引入延迟40，而此延迟可以确保ISDN信号42的零相交点46不会使网络数据信号在接收线路18上产生偏移。
以上结合目前的最佳实施例对本发明进行了详细的说明，应当理解本发明并不局限于上述实施例。相反，本发明包括不超出本发明权利要求范围的各种改进和等效替换。

Claims (9)

1.一种在家用电话网络中实现本地局域网络(10)的方法，所述的家用电话网络上有NTBA器件(12)，该器件被设定成从公共电话交换网络中接收基于ISDN的信号，及发送基于ISDN的信号至公共电话交换网络，此外也包含一个有一个2线发送线路(16)和一个2线接收线路(18)的4线S0数据总线(14)，沿着该4线S0数据总线，在NTBA器件(12)和分接点(20a，20b)之间分别发送和接收基于ISDN的信号，所述方法包括：
将一个配置为允许通过基于ISDN的信号而拒绝其谐波的低通滤波器(30)连接在NTBA器件(12)中的2线发送线路(16)的两条线路之间；以及
第一和第二终点分站分别通过分接点(20a，20b)连接到所述2线发送线路(16)和2线接收线路(18)中的至少一条，通过所述2线发送线路(16)和2线接收线路(18)的至少其中之一，在分接点(20a，20b)之间，传输频率高于基于ISDN的信号的网络数据信号，所述低通滤波器(30)还相对于网络数据信号，延迟基于ISDN的信号，以将基于ISDN信号的干扰最小化。
2.如权利要求1所述的方法，其中的延迟基于ISDN信号的方法包含：相对于网络数据信号，将基于ISDN的信号的零相交点延迟一个时间间隔。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中传输的步骤包含：在2线接收线路(18)上传输网络数据信号。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中的传输步骤包含：传输至少7.5MHz频率的网络数据信号。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中基于ISDN的信号以192kHZ的频率在所述2线发送线路(16)上传输。
6.一个本地局域网络(10)，其包括：
一个NTBA器件(12)，该器件配置为从公共电话交换网络中接收基于ISDN的信号，及发送基于ISDN的信号至公共电话交换网络；
一个4线S0数据总线(14)，该4线S0数据总线有一个2线发送线路(16)和一个2线接收线路(18)，在NTBA器件(12)和ISDN客户前端设备之间发送和接收基于ISDN的信号；
第一和第二终点分站(22a，22b)，配置为用于传输频率高于基于ISDN的信号的网络数据信号，并且所述第一和第二终点分站分别通过分接点(20a，20b)连接到所述2线发送线路(16)和2线接收线路(18)中的至少一条；以及
一个低通滤波器(30)，其连接至NTBA器件(12)的2线发送线路(16)，以便使基于ISDN的信号通过，同时在网络数据信号的频率上，过滤该基于ISDN的信号的谐波部分，使得网络数据信号可以经由2线发送线路(16)和2线接收线路(18)中的至少一条得以传输，并且其中所述低通滤波器(30)还相对于网络数据信号而延迟基于ISDN的信号，以便将基于ISDN信号的干扰最小化。
7.如权利要求6所述的本地局域网络，其中的第一和第二终点分站(22a，22b)连接至2线接收线路(18)，且通过该2线接收线路(18)传输所述的网络数据信号。
8.如权利要求6或7所述的本地局域网络，其中的终点分站(22a，22b)发送和接收至少是7.5MHz的网络数据信号。
9.如权利要求6或7所述的本地局域网络，其中的NTBA器件(12)在4线S0数据总线(14)上，发送和接收192kHz频率的基于ISDN的信号。
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