Disposición de circuito para acoplar un dispositivo de información y un dispositivo digital a un cable de red de área local.

Un dispositivo para una red de área local (LAN), la LAN incluyendo un cable LAN que tiene al menos cuatro paresde hilos (17a1,

17a4, 17a2, 17a3) para transportar una pluralidad de señales de datos, y el dispositivo quecomprende:

un primer transformador (31b1) que tiene un devanado primario y un devanado secundario, estando el primertransformador (31b1) operativo para pasar una primera señal de datos;

un segundo transformador (31b4) que tiene un devanado primario y un devanado secundario, teniendo eldevanado primario una segunda derivación central (37a2), estando el segundo transformador (31b4) operativo para pasar una segunda señal de datos;

un tercer transformador (31b2) que tiene un devanado primario y un devanado secundario, estando el tercertransformador (31b2) operativo para pasar una tercera señal de datos;

un cuarto transformador (31b3) que tiene un devanado primario y un devanado secundario, estando el cuartotransformador (31b3) operativo para pasar una cuarta señal de datos, y estando el primer devanado de cada uno de los transformadores (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) comunicativamente acoplados a uno respectivo de loscuatro pares de hilos (17a1, 17a4, 17a2, 17a3), estando el devanado secundario de cada uno de lostransformadores (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) configurados para transferir una respectiva de las señales dedatos a o desde el devanado primario asociado, y una primera derivación central del devanado primario deuno cualquiera de los transformadores (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) para ser pareado con una segunda derivación central del devanado primario de uno cualquiera de los transformadores (31b1, 31b4, 31b2, 31b3)para proporcionar un primer canal fantasma que utiliza los dos pares respectivamente asociados de loscuatro pares de hilos (17a1, 17a4, 17a2, 17a3);

medios para originar una señal fantasma en el canal fantasma, estando los medios para originar acoplados ala primera derivación central y a la segunda derivación central; y una carcasa única que aloja al primero, al segundo, al tercero y al cuarto transformador (31b1, 31b4, 31b2,31b3), y a los medios de origen.

Disposición de circuito para acoplar un dispositivo de información y un dispositivo digital a un cable de red de área local

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con el campo de las redes comunes para la comunicación de datos y la telefonía y, más específicamente, con la conexión en red de aparatos telefónicos dentro de un edificio sobre un cableado de red de área local orientada digitalmente, simultáneamente con la transmisión de datos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las pequeñas oficinas y entornos de negocio emplean comúnmente una multiplicidad de células de trabajo, equipadas cada una de ellas con un teléfono y un ordenador. Normalmente se emplean dos redes independientes para la comunicación entre células y entre ellas y el mundo exterior, una red telefónica que realiza la conexión entre los aparatos telefónicos y las líneas telefónicas externas, y una denominada red de área local (LAN) , que conecta los ordenadores entre ellos y con las líneas de la red externa.

El término ordenador u ordenador personal se comprenderá que incluye una estación de trabajo u otros equipos de terminales de datos (DTE) o al menos un dispositivo digital capaz de recibir y entregar datos, por lo que cada ordenador incluye un interfaz para la conexión a una red de área local (LAN) , utilizada para la transmisión de datos digitales; cualquiera de esos dispositivos será denominado también dispositivo digital remoto. El término aparato telefónico se comprenderá que incluye cualquier dispositivo que pueda conectare a una PSTN (Red Telefónica Pública Conmutada) , utilizando señales de la banda de telefonía, tales como una máquina de fax, una máquina de contestación automática o un módem con marcación; cualquiera de tales dispositivos será denominado también como dispositivo telefónico remoto o local.

Tal entorno está representado en las figuras 1a y 1b, que muestran una disposición típica de pequeña oficina/negocio, que requiere dos redes separadas e independientes. La figura 1a muestra una red telefónica 10 que comprende una PABX (Centralita Privada Automática) 11, conectada a través de las líneas 12a, 12b, 12c y 12d a los dispositivos telefónicos 13a, 13b, 13c y 13d, respectivamente. Los teléfonos son del tipo POTS (Antiguo Servicio Telefónico Simple) , que requiere que cada una de las líneas 12 de conexión consista en un solo par de hilos.

La figura 1b muestra una red de área local (LAN) 15 para permitir la comunicación entre ordenadores. Tal red comprende un concentrador (o centro de conmutación) 16, conectado a través de las líneas 17a, 17b, 17c y 17d a los ordenadores 18a, 18b, 18c y 18d, respectivamente. Los tipos populares de LAN están basados en el estándar Ethernet IEEE802.3, utilizando interfaces 10BaseT o 100BaseTX y empleando, para cada línea 17 de conexión, dos pares de hilos retorcidos, un par para transmitir y otro para recibir.

La instalación y mantenimiento de dos redes independientes son complicados y costosos. Sería por tanto ventajoso, especialmente en instalaciones nuevas, disponer de un sistema de redes de cableado combinado que sirva tanto para los requisitos de telefonía como los de comunicaciones de datos.

Una solución es proporcionar solamente una LAN, que sirva para la comunicación normal entre ordenadores, y hacerla servir también para telefonía. Un método general de este enfoque, de uso común hoy día, utiliza las técnicas denominadas de Voz-sobre-Protocolo-Internet (VoIP) . Con tales técnicas, conocidas en la técnica, las señales telefónicas son digitalizadas y transportadas como datos en cualquier LAN existente. Sin embargo, los sistemas que emplean tales técnicas son complejos y costosos, y la calidad de la voz transportada por la tecnología disponible actualmente es baja.

Otro enfoque opuesto, es utilizar una infraestructura telefónica existente para que sirva simultáneamente como red de telefonía y de datos. De esta manera, la tarea de establecer una nueva red de área local en el hogar o en otro edificio se simplifica, debido a que no hay cables adicionales que instalar.

La patente de Estados Unidos 4.766.402, de Crane, muestra un modo de formar una LAN sobre líneas telefónicas de dos hilos, pero sin servicio telefónico.

El concepto de multiplexación por división de frecuencias (FDM) es muy conocido en la técnica, y proporciona medios para repartir la anchura de banda inherente a una banda de baja frecuencia de dos hilos, capaz de transportar una señal analógica de telefonía, y una banda de alta frecuencia, capaz de transportar datos u otras señales. Tal técnica, denominada algunas veces como “datos sobre voz”, se describe por ejemplo en las patentes de Estados Unidos 5.896.443, 4.807.225, 5.960.066, 4.672.605, 5.930.340, 5.025.443 y 4.924.492. También se utiliza ampliamente en sistemas xDSL, principalmente en sistemas del Bucle Digital Asimétrico de Abonado (ADSL) .

Un sistema típico que utiliza FDM está ilustrado en la figura 2, que muestra esquemáticamente una red combinada 20 de telefonía/datos, que proporciona en este caso conexiones a dos células de trabajo por medio de dos cables correspondientes 12a y 12b, que comprende cada uno de ellos un solo par retorcido de hilos. La parte inferior del

espectro del cable 12a está aislada por medio de Filtros Paso Bajo (LPF) 22a y 22b, cada uno de ellos conectado a un respectivo extremo del cable. De forma similar, la parte más alta del espectro está aislada por respectivos Filtros Paso Alto (HPF) 21a y 21b. La red telefónica utiliza la parte baja del espectro conectando el teléfono 13a y la PABX 11 a los respectivos LPF. Con el fin de utilizar la parte más alta del espectro para las comunicaciones de datos, los módems 23a y 23b de la línea telefónica están conectados respectivamente a los HPF 21a y 21b en ambos extremos del cable. El concentrador 16 se conecta al módem 23a, mientras que en el lado del usuario, el módem 23b se conecta al ordenador 18a, ofreciendo así la conectividad entre el ordenador y el concentrador. El espectro del otro cable 12b se reparte de forma similar y el cable 12b conecta el aparato telefónico 13b a la PABX 11 a través de los LPF 22c y 22d, mientras que el ordenador 18b se conecta al concentrador 16 a través del módem 23d, acoplado al HPF 21d, y al módem 23c, acoplado al HPF 21c. Se pueden añadir teléfonos 13 y ordenadores 18 adicionales de la misma manera. Este concepto de la técnica anterior está divulgado en la patente de Estados Unidos 4.785.448 de Reichert y otros colaboradores (en adelante denominada “Reichert”) y en la patente de Estados Unidos 5.841.841 de Dodds y otros colaboradores (en adelante denominada “Dodds”) . Tanto Reichert como Dodds sugieren un método y un aparato para aplicar la técnica de multiplexación por división del dominio de frecuencias (FDM) para el cableado telefónico residencial, permitiendo trasportar simultáneamente señales de comunicaciones de telefonía y datos, como se ha descrito anteriormente.

La red 20, que emplea un método FDM, requiere típicamente dos módems, (tales como el 23a y 23b de la figura 2) , para cada célula conectada. Tales módems son complejos y costosos. Además, la baja calidad de las comunicaciones de una línea telefónica típica, que fue diseñada para transportar solamente señales (telefónicas) de baja frecuencia, limita tanto la velocidad de datos como la distancia de las comunicaciones de datos.

El concepto de formación de un canal fantasma para servir como un camino adicional en un sistema de comunicaciones de dos pares de hilos, es conocido en la técnica de la telefonía y divulgado en diversas patentes, clasificadas en la clase de Estados Unidos 370/200. Comúnmente, tal camino de canal fantasma se utiliza para transportar potencia de alimentación de equipos remotos o repetidores intermedios. En algunos sistemas de la técnica anterior, ejemplificados en las patentes de Estados Unidos 4.173.714, 3.975.594, 3.806.814, 6.026.078 y 4.937.811, el canal fantasma se utiliza para transportar señales adicionales, tales como señales de medidas y otras señales auxiliares. Así, todos esos sistemas utilizan el canal fantasma solamente como medio de ayuda al servicio de comunicaciones sobre los canales principales. Ninguno de los sistemas mencionados de la técnica anterior utiliza el canal fantasma para transportar un tipo de servicio adicional de comunicaciones, o para combinar funcionalmente dos redes diferentes.

Sería por tanto deseable permitir un sistema de redes de datos para proporcionar también simultáneamente el servicio telefónico sin ningún cableado adicional.

El documento EP 0735713 A se refiere a un sistema de transmisión... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo para una red de área local (LAN) , la LAN incluyendo un cable LAN que tiene al menos cuatro pares de hilos (17a1, 17a4, 17a2, 17a3) para transportar una pluralidad de señales de datos, y el dispositivo que comprende:

un primer transformador (31b1) que tiene un devanado primario y un devanado secundario, estando el primer transformador (31b1) operativo para pasar una primera señal de datos; un segundo transformador (31b4) que tiene un devanado primario y un devanado secundario, teniendo el devanado primario una segunda derivación central (37a2) , estando el segundo transformador (31b4) operativo para pasar una segunda señal de datos; un tercer transformador (31b2) que tiene un devanado primario y un devanado secundario, estando el tercer transformador (31b2) operativo para pasar una tercera señal de datos; un cuarto transformador (31b3) que tiene un devanado primario y un devanado secundario, estando el cuarto transformador (31b3) operativo para pasar una cuarta señal de datos, y estando el primer devanado de cada uno de los transformadores (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) comunicativamente acoplados a uno respectivo de los cuatro pares de hilos (17a1, 17a4, 17a2, 17a3) , estando el devanado secundario de cada uno de los transformadores (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) configurados para transferir una respectiva de las señales de datos a o desde el devanado primario asociado, y una primera derivación central del devanado primario de uno cualquiera de los transformadores (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) para ser pareado con una segunda derivación central del devanado primario de uno cualquiera de los transformadores (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) para proporcionar un primer canal fantasma que utiliza los dos pares respectivamente asociados de los cuatro pares de hilos (17a1, 17a4, 17a2, 17a3) ; medios para originar una señal fantasma en el canal fantasma, estando los medios para originar acoplados a la primera derivación central y a la segunda derivación central; y una carcasa única que aloja al primero, al segundo, al tercero y al cuarto transformador (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) , y a los medios de origen.

2. El dispositivo tal como se reivindica en la reivindicación 1, en el que la LAN y las comunicaciones de datos dentro de la LAN se basan en la norma de Ethernet IEEE802.3.

3. El dispositivo tal como se reivindica en la reivindicación 1 ó en la reivindicación 2, que comprende además al menos interfaces de 1000Mb/s para el acoplamiento comunicativo de al menos cuatro pares de hilos (17a1, 17a4, 17a2, 17a3) .

4. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que las señales de datos primera, segunda, tercera y cuarta son señales full-dúplex.

5. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el dispositivo está configurado para proporcionar dos canales fantasmas simultáneos que utilizan la totalidad de los cuatro pares de hilos (17a1, 17a4, 17a2, 17a3) .

6. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos cuatro pares de hilos (17a1, 17a4, 17a2, 17a3) son N pares de hilos, y el dispositivo está configurado para proporcionar N-1 canales fantasmas simultáneos.

7. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios para originar comprende circuitos telefónicos.

8. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además al menos un conector hembra acoplado al devanado secundario de al menos dos de los transformadores primero, segundo, tercero y cuarto (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) .

9. El dispositivo tal como se reivindica en la reivindicación 8, en el que el conector hembra es un conector de datos RJ-45.

10. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el dispositivo es un dispositivo de comunicación de datos de múltiples puertos.

11. El dispositivo tal como se reivindica en la reivindicación 10, en el que el dispositivo de comunicación de datos de múltiples puertos es un conmutador.

12. El dispositivo tal como se reivindica en la reivindicación 10, en el que el dispositivo de comunicación de datos de múltiples puertos es un router o enrutador.

13. El dispositivo tal como se reivindica en la reivindicación 10, en el que el dispositivo de comunicación de datos de múltiples puertos es una pasarela.

14. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la LAN

comprende además una unidad de datos (18a) acoplable al dispositivo, y los devanados secundarios del primer, segundo, tercero y cuarto transformador (31b1, 31b4, 31b2, 31b3) proporcionan cuatro devanados del lado del equipo para la unidad de datos.

15. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la señal 10 fantasma comprende potencia o energía.

16. El dispositivo tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la señal fantasma comprende energía continua, DC.