专利名称：一种混合的电话和非电话网络的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及家用电话线网络，尤其涉及到那种具有混合类型 网络设备的网络。
背景技术：
家用电话线网络联盟(HPNA)定义了一系列的标准，用于如何 管理在家中的电话线(而不是沿着独立的数据线)上传^T的数据网络。
在HPNA版本2中，网络设备是异步网络设备，当其侦听到网络 介质可用时传送消息。该异步网络设备具有冲突检测(CD)能力，且可 以检测在其传输的同时是否另一个网络设备正在传输。如果是，两个 网络设备都后退一段随机的时间量，经过该段时间后，它们再传输分 组。这种后退系统对于少量的网络设备工作得很好，但是，由于后退 的是一段随机的时间量，HPNA版本2的网络设备不能为具有具体定 时要求的服务保证服务质量，诸如IP语音(VOIP)和视频下载。
最新的标准HPNA版本3定义了一种网络，试图保证服务质量 (QoS)要求并同时后向兼容以前的网络设备。HPNA版本3要求其 网络设备同步操作，每个网络设备只允许在分配给其的时隙期间传 输。为此，至少所述网络设备中之一有调度器，用于分配时隙以保证 网络设备的介质资源，从而防止使用相同线路的多个网络设备之间的 冲突以及确保服务质量。异步网络设备，无论是HPNA版本2的网 络设备还是非HPNA的网络设备，都不知道时隙的界线，因此，只 要当它们意识到介质可用时就传输。HPNA版本3包括用于处理这种 传输中的中断的规则，从而最小化这种中断对服务质量的影响。
在本说明书的结束部分特别提出了关于本发明的主题，并明确的 提出了权利要求。然而，可以通过参考以下详细描述并与结合附图， 来最好地理解本发明的组织和操作方法，以及本发明的目标、特征和 优势，在附图中
图1是根据本发明构造并操作的用于混合型网络设备的新颖数 据网络的示意性说明；
图2是示例性的介质接入计划(MAP)的示意性说明；
图3A和图3B是具有相同MAP的两个传输状况的定时图表说 明，其对于理解本发明的操作有作用；
图4是具有用于非电话网络设备的注册时隙的示例性MAP的示 意性说明；
图5是本发明的混有电话线和同轴布线的示例性实施例的示意 性说明；
图6是本发明的非电话网络设备组成部分的框图说明。 应该意识到，为了说明简单和清楚起见，图中所示的元件无需按 比例画出。例如，为了清楚起见， 一些元件的尺寸相对于其它元件可 能增大了。此外，将在各图中适当地重复参考数字，以指示相应的或 相似的元件。
具体实施例方式
在以下详细描述中，描写了各种具体的细节，以便提供对于本发 明透彻的理解。然而，本领域的技术人员将会理解，无需这些具体细 节也可以实践本发明。在其它例子中，未详细描述众所周知的方法、 过程和组件，以免混淆本发明。
现参见图l，其描写了一种用于混合类型的网络设备的新颖数据 网络8。如先前技术，数据网络8可以包括同步网络设备Si，诸如 HPNA版本3的网络设备，以及异步网络设备Aj，诸如HPNA版本 2的网络设备及其它。例如，图1示出了三个同步网络设备Sl、 S2 和S3，以及一个异步网络设备A1。应该意识到，根据需要，在该网 络中可以有更少或更多设备。根据本发明的一个优选实施例，数据网络8也可以包括操作时不 进行冲突检测的非电话网络设备NTk，其中k可以为1或比1大的任 意整数。这些新颖单元可以将HPNA服务提供给通过非电话线的线 路(图2中示为双线)连接到网络的网络设备。例如，非电话网络设 备NTk可以通过电缆线、电力线或者甚至无线连接10来连接。
非电话网络设备NTk可以执行除了冲突检测之外的大部分 HPNA版本3的操作。因此，其可以侦听到介质何时可用何时不可用 (称为"载波侦听")，可以接收发给其的传输，且可以在分配给其的 时隙期间同步操作传输。然而，由于非电话网络设备NTk不检测冲 突，其可能不能确定当其传输时是否有另一个网络设备在同时传输， 并因此，在允许任何网络设备传输的"竞争周期"期间，或被分配给 多于一个网络设备的任何其它时隙期间，其难以传输。典型地，非电 话网络设备NTk可以在竞争周期期间传输，以便请求时隙或请求改 变时隙分配。由于非电话网络设备NTk不能确定其传输是否与另一 个冲突，其确定传输是否被接收的唯一的方法是等待来自接收方对于 其传输的确认。
在HPNA版本3中，有一个"主控"，其负责生成介质接入计划 (MAP),为要求服务的网络设备定义时隙分配。美国序列号为 10/127,693的名为"用于共享介质网络的自适应同步介质接入协议" 的发明申请让与了本申请的共同受让人，并描述了用于HPNA版本3 的MAP。此处将US 10/127， 693 —并引入作为参考。
参见图2，示出了示例性的MAP 40，例如，其可以用于HPNA 版本3中。MAP40是在即将到来的循环中对于同步网络设备可用的 将来传输机会(TXOP)的详细调度表，且MAP 40将每个机会分配 给特定的服务。MAP 40详述了在下一个传输循环中每个调度的 TXOP 44、 48、 50、 54的起始时间和长度，并将每个TXOP分配给 特定的网络设备。例如，TXOP44可以是第一TXOP，可以将其分配 给来自网络设备S3的数字电话服务。TXOP 50可以是第三TXOP， 且可以将其分配给来自网络设备S1的视频流。TXOP60可以是竞争 周期，在期间任何网络设备都可以传输。
将MAP40传送给所有同步网络设备后，每个网络设备可以根据 MAP 40识别分配给其的特定TXOP，且既可以利用该TXOP又可以 将其传递。每个网络设备中的载波侦听器可以侦听网络介质是否可 用。如果其可以使用，网络设备可以开始传输数据。
一旦非电话网络设备NT被分配到了时隙，其可以在该时隙期间 传输。例如，时隙50可以分配给非电话网络设备NT。如果异步网络 设备，诸如异步网络设备A1，在时隙50之前开始传输，或如果异步 网络设备A1在MAP40循环期间的其它时间中断了，那么非电话网 络设备NT可以改变其起始时间，按照HPNA版本3的规则来处理干 扰。
现参见图3A和3B ，其示出了使用相同MAP 70的两个传输状况。 在图3A中，非电话网络设备NT1成功地在竞争周期3期间传输，且 在图3B中，非电话网络设备NT1在竞争周期3期间与诸如网络设备 S2的电话网络设备冲突。
MAP70包括5个时隙l-5，其中时隙1分配给了网络设备S1， 时隙2分配给了网络设备S2，时隙3是竞争周期，时隙4分配给了 网络设备S3，时隙5是另一个竞争周期。在图3A中，网络设备S1 和S2成功地在其时隙期间传输。设备S2没有使用其整个周期，且一 旦网络设备S2完成传输，异步网络设备Al就获得介质。非电话网 络设备NT1等待异步网络设备A1完成，Al完成后，非电话网络设 备NT1开始其传输。知道时隙界线的非电话网络设备NT1在竞争周 期3的终点结束其传输。设备S3随后在其时隙4期间传输，且异步 网络设备Al从设备S3之后传输并进入竞争周期5。
由于没有网络设备与非电话网络设备NT1冲突，主控网络设备 (其可以是任意同步网络设备S1-S3)从非电话网络设备NT1接收分 配请求。在接下来的MAP，即MAP72中，该主控网络设备分配了 一个时隙，即时隙5给非电话网络设备NT1，并将第二竞争周期改变 到时隙6。根据MAP72，非电话网络设备NT1可以确定其传输不与
另一个传输冲突。
非电话网络设备NT1可以在其分配到的时隙内传输，而无须考
虑中断。
在图3B的状况中，MAP 70与图3A的相同。同步网络设备Sl 和S2成功地传输。而且，设备S2又一次不使用其整个时隙，且一旦 网络设备S2完成传输，异步网络设备Al就获得介质。非电话网络 设备NT1等待异步网络设备A1完成传输，Al完成后，非电话网络 设备NT1在竞争周期3期间开始其传输。不幸地，同时，同步设备 S2也开始传输。两个都是同步的设备在竞争周期3的终点结束传输。 同步设备S3利用其时隙4，之后异步网络设备Al获得介质。
由于非电话网络设备NT1没有冲突检测能力，其不能确定其传 输是否被中断。然而，当主控设备传输接下来的MAP，即MAP 72 时，可能没有时隙分配给非电话网络设备NT1。因此，非电话网络设 备NT1可以确定其传输没有被成功接收。非电话网络设备NT1可以 试图在下一个可用多设备时隙期间重传。
不幸地，如果同步和异步设备将竞争周期用于重要的传输，非电 话网络设备NT1和NT2由于试图向主控设备注册而可能中断它们。
现在参见图4，所示的一个可替换的实施例中，主控设备可以为 非电话网络设备NTk提供注册时隙REG。在此实施例中，非电话网 络设备NTk可以利用注册时隙REG来请求时隙并改变时隙分配。由 于注册时隙REG仅分配给了非电话网络设备NTk，所以这种设备与 电话设备Si或Aj意外干扰的机会更小。它们可能与其它非电话网络 设备干扰，在此情况下，可以利用统计后退，诸如以太网协议中的统 计后退。注册时隙REG可以阻止非电话设备NTk干扰现存的网络操 作。
在图4中，注册时隙REG示为时隙3，其正好在时隙4中的竞 争周期之前。由于注册时隙REG是用于非电话网络设备NTk的，所 以同步设备Si和异步设备Aj可以使用竞争周期4。
现参见图5，其示出了本发明的一个实施例。在该实施例中，非 电话布线是同轴或电缆电视布线。具有HPNA网络的家庭可以有电 话线80，同步设备Sl和可能的异步网络设备、以及电话81连接到 该电话线80上。也可以将同步和异步网络设备连接到数据设备，诸
如计算机、打印机、MP3播放器、数据服务器等等。电话81可以经 由连接器83连接到电话线。
该家庭也可以有用于提供卫星电视信号的卫星82。卫星82可以 通过同轴布线84连接到电视86和个人视频录像机(PVR) 87。同轴 布线84和电话布线80可以通过诸如HCT-3或HCT-4 (在 CommunicationsEquip.com市售)的组合器88组合起来，其中在组合 器88之后可以是分路器90，诸如1到4分路器(在ABBCCable.com 市售)，以分离地为多个电视86和PVR87提供同轴布线84。分路器 90可以是己知设备，当用电缆来连接家宅或用户房屋时，用其来为 多个设备提供同轴信号。分路器90可以有高度"外对外"隔离，意 味着，两个输出之间的信号传递会被削弱大于20dB。该隔离可以用 来阻止同轴网络中的一个电视86或其它终端点的反射信号对其它终 端点的干扰。
为了克服分路器90的高度外对外隔离及任何由组合器88引起的 削弱，连接在分路器90和同轴终端点之间的非电话网络设备NTk可 以具有比同步网络设备Si和/或异步网络设备Aj更高的功率电平。该 功率电平可以是这样的，使得由非电话设备NTk引起的电话布线80 上的功率不超过电话布线80上容许的功率电平。而且，非电话网络 设备NTk也可以具有被调整来匹配更高功率电平的灵敏度电平。
例如，如果分路器90有7dB的削弱，且组合器88有2dB的削 弱，那么它们有大约9dB的组合削弱。根据本发明的一个优选实施 例，非电话网络设备NTk可以有设置为+9dB的功率电平，以补偿在 分路器90和组合器88之间桥接所产生的削弱。此外，也可以是，非 电话网络设备NTk具有的灵敏度比同步网络设备Si和/或异步网络设 备Aj的灵敏度大9dB。如果同步网络设备Si具有-7dBm的功率电平 和信号电平(即，-43dBm)下的36dB灵敏度电平，那么非电话网络 设备NTk的灵敏度可以被设置为45dB。
在一个可替换的实施例中，该组合削弱可以是6dB，且该非电话 网络设备NTk可以具有被设置为+6dB的功率电平。在该实施例中， 也可以是，非电话网络设备NTk具有的灵敏度比同步网络设备Si和/或异步网络设备Aj大6dB。
现参见附图6，其详细描述了非电话网络设备NT。在该实施例 中，设备NT可以将广播网络信号和数据网络信号分开，为同轴终端 单元(电视86或PVR 87)提供广播网络信号，并为HPNA同轴调 制解调器96提供数据网络信号。
非电话网络设备NT可以包括同轴HPNA调制解调器96和双工 器91，其中双工器91包括高通滤器器(HPF)92和低通滤波器(LPF) 92。 HPF 92可以连接在同轴输入连接器98和同轴输出连接器100之 间，并可以滤出数据网络信号。因此，HPF 92可以传递比HPNA网 络更高的频率。例如，HPNA网络可以在4-28MHz范围内操作，而 电缆和卫星网络可以在高于50MHz上操作。LPF 94可以并行连接在 同轴输出连接器98和调制解调器96之间，并可以滤出电缆或卫星广 播信号。
HPNA同轴调制解调器96可以根据以上所述的原理来操作。因 此，其可以遵照HPNA版本3标准，而例外是可以不执行冲突检测， 其可以具有比HPNA版本3中所定义的更高的功率电平，且其可以 具有比HPNA版本3中所定义的更高的灵敏度电平。如果主控设备 提供了注册时隙，调制解调器96可以利用该注册时隙来与主控设备 通信。
应该意识到，图6示出了同轴布线的非电话网络设备NT的一个 实施例。对于其它类型的连接，诸如电力线或无线系统，非电话网络 设备NT可以具有类似的元件。例如，可以有用于处理网络连接和去 除任何不想要的信号的元件。
此处示出并描述了本发明的特定的特征，对于本领域的技术人 员，可以想出许多改进、替换、更改、和等价物。因此，必须理解， 所附权利要求意图覆盖在遵循本发明的实质精神的前提下的所有这 种改进和更改。
权利要求
1、一种网络设备，包括载波侦听单元，用于侦听网络介质何时可用，但是不检测在所述网络介质上的冲突；以及通信单元，用于根据HPNA介质接入计划，沿着所述网络介质与其它网络设备进行通信，所述其它网络设备中至少有一个具有载波侦听/冲突检测单元。
2、 如权利要求1所述的设备，其中，所述网络介质包括至少两 种类型的网络介质。
3、 如权利要求2所述的设备，其中，所述网络介质包括电话线 和非电话介质。
4、 如权利要求3所述的设备，其中，所述设备可以连接到所述 非电话介质，并且其中，所述其它网络设备可以连接到所述电话线。
5、 如权利要求3所述的设备，其中，所述非电话介质是同轴电缆。
6、 如权利要求5所述的设备，包括功率电平单元，用于提供功 率电平，以克服至少是由于所述非电话介质和所述电话线之间的连接 引起的功率损失，并且其中，所述功率电平不同于所述其它网络设备 的功率电平。
7、 如权利要求6所述的设备，包括灵敏度电平单元，用于提供 与所述其它网络设备的灵敏度电平不同的灵敏度电平。
8、 如权利要求7所述的设备，其中，所述灵敏度电平依据所述功率电平单元提供的所述功率电平。
9、 如权利要求1所述的设备，其中，所述介质接入计划包括至 少用于所述设备的注册时隙。
10、 如权利要求l所述的设备，其中，所述其它网络设备包括同 步设备和异步设备。
11、 一种网络设备，包括 可以连接到非电话网络介质的连接器；以及非电话通信单元，用于根据介质接入计划，沿着所述非电话网络 介质，至少与连接到电话网络介质的电话网络设备进行通信。
12、 如权利要求11所述的设备，包括功率电平单元，用于为所 述非电话通信单元提供功率电平，以克服至少是由于所述非电话网络 介质和所述电话网络介质之间的设备桥接引起的功率损失。
13、 如权利要求12所述的设备，还包括灵敏度电平单元，用于 根据所述功率电平，提供灵敏度电平。
14、 如权利要求11所述的设备，其中，所述介质接入计划包括 至少用于所述设备的注册时隙。
15、 如权利要求11所述的设备，其中，所述非电话网络介质是 同轴电缆。
16、 一种网络设备，包括 可连接到非电话网络介质的连接器；以及非电话通信单元，用于至少在HPNA介质接入计划的注册时隙期 间，沿着所述非电话网络介质，至少与连接到电话网络的电话网络设备进行通信。
17、 如权利要求16所述的设备，包括功率电平单元，用于为所 述非电话通信单元提供功率电平，以克服至少是由于所述非电话网络 介质和所述电话网络之间的设备桥接引起的功率损失。
18、 如权利要求17所述的设备，还包括灵敏度电平单元，用于 根据所述功率电平，提供灵敏度电平。
19、 如权利要求16所述的设备，其中，所述非电话网络介质是 同轴电缆。
20、 一种网络设备，包括 可以连接到非电话介质的连接器；以及调制解调器，其能加入执行比版本2.x更高版本的HPNA的网络。
21、 一种网络，包括 电话介质； 非电话介质；至少一个调制解调器，其可连接到所述电话介质，且能够加入执 行比版本2.x更高版本的HPNA的网络；以及至少一个调制解调器，其可连接到所述非电话介质，且能够加入 所述网络。
22、 一种MAP，包括分配给至少一个电话网络设备的至少一个时隙；以及 至少一个注册时隙，专用于由至少一个非电话网络设备进行注册。
全文摘要
一种混合网络包括电话和非电话网络介质。通信设备根据介质接入计划，沿着该混合网络通信。非电话通信设备没有冲突检测，但是电话通信设备有。非电话通信设备具有比电话通信设备更高的功率电平和灵敏度电平。在一些实施例中，介质接入计划包括用于非电话通信设备的注册时隙。
文档编号H04L12/403GK101341690SQ200580041493
公开日2009年1月7日 申请日期2005年12月1日 优先权日2004年12月1日
发明者D·鲍姆 申请人:科珀格特通信有限公司